Новости и мнения

Мнение: скрытые экологические издержки в зеленых решениях

Включение потоков питательных веществ в почву имеет решающее значение для более точной оценки общественной ценности биотоплива этанола по сравнению с кормом для кукурузы.

n the search for ways to diminish human impact on the earth by reducing emissions and promoting sustainable resources, researchers and engineers have introduced alternative energy sources such as biofuels, or fuel created from plant matter. В поисках путей уменьшения воздействия человека на землю путем сокращения выбросов и содействия устойчивым ресурсам исследователи и инженеры внедрили альтернативные источники энергии, такие как биотопливо или топливо, созданное из растительных веществ. Спрос на биотопливо из кукурузы конкурирует с поставками кукурузы на продукты питания. Это требует от нас оценки энергоэффективности и фактического воздействия на окружающую среду использования кукурузы для биотоплива по сравнению с кормом или другими вторичными источниками пищи, такими как кукурузный крахмал или кукурузная мука.

В нашем недавнем исследовании «Будущее Земли» мы используем метод оценки жизненного цикла для учета всех процессов в производстве кукурузного корма и кукурузного этанола. Этот метод сначала вычисляет энергию всех процессов, а затем находит связанные с ними воздействия на окружающую среду. Использование оценки жизненного цикла для сравнения энергетической эффективности производства биотоплива не является новым. Однако наша экологическая оценка уникальна в количественном выражении потоков питательных веществ в почве, помимо парниковых газов, в долларах США.

Мы являемся частью большой сети ученых, изучающих Критическую зону, проницаемый слой земной поверхности от вершины кроны деревьев до основания грунтовых вод, в котором большинство наземных организмов взаимодействуют с Землей. Мы количественно оцениваем услуги в критической зоне, то есть ценность функций, которые поддерживают и поддерживают жизнь. Услуги критической зоны, относящиеся к конкретным продуктам или процессам, измеряются по влиянию изменений в способности критической зоны выполнять такие функции. Мы учитываем затраты и выгоды от используемой энергии и воздействия на окружающую среду, как вверх, так и вниз по течению сельскохозяйственного производства. Это включает производство удобрений, гербицидов и инсектицидов, машины, рабочую силу и прямую энергию, используемую на поле. Это также включает в себя выщелачивание нитратов, накопление углерода в почве и выброс углекислого газа и закиси азота в атмосферу.

Услуги, связанные с производством этанола и кормов для кукурузы, включают стабилизацию атмосферы, которая учитывает связанные с этим выбросы парниковых газов, качество воды, особенно выщелачивание нитратов из почвы, и первичную продуктивность, в нашем случае – кукурузу. Каждая из этих категорий была количественно определена количественно.

Мы включили модели для отслеживания потока углерода и азота по всей почвенной системе кукурузного поля. Изменение в услугах (так называемое воздействие на окружающую среду) из-за потока питательных веществ в почве составило почти 80 процентов от общего количества для производственной системы. Это означает, что почва является чрезвычайно важным фактором воздействия на окружающую среду как сельского хозяйства, так и биотоплива. Услуги критической зоны включают как выбросы в атмосферу, так и воздействие на ландшафт и водоемы.

После сбора урожая кукуруза может быть продана для потребления или для преобразования в этанол. На данный момент кукуруза имеет стоимость, принятую за цену кукурузы. Мы находим, что это значение, представляющее текущую стоимость культуры в обществе, основанную на готовности потребителей платить, более чем компенсирует затраты на выбросы и влияние на качество воды на сельскохозяйственной фазе. Однако, как только кукуруза превращается в этанол, это значение теряется, и добавляются дополнительные выбросы, связанные с производством этанола на нефтеперерабатывающем заводе. После того, как зерно было преобразовано в этанол, новая ценность продукта принимается как выбросы ископаемого топлива, избегаемые при использовании этанола вместо обычного бензина. Эта величина не компенсирует общую стоимость выбросов и воздействия на качество воды, связанных с полным производственным циклом этанола.

Наше исследование представляет значения чистых выгод для США, которые в среднем составляют 1492 долл. США и – 10 долл. США за гектар кукурузы, используемой для производства кормов и энергии, соответственно. Эти значения не включают в себя потоки почвы, которые составляют почти 80 процентов от общих экологических издержек от производства. В качестве альтернативы, выгоды от гектара производства кукурузы оказываются равными 1 098 и – 942 долл. США для корма для кукурузы и этанола, соответственно, если мы включим потоки питательных веществ в почве, смоделированные через систему почвы, и обеспечим более точный учет воздействия на окружающую среду, вызванного в сельскохозяйственную фазу производства.

Для этого исследования, когда мы говорим о затратах, мы имеем в виду оценочные затраты на экологические выгоды или воздействия, а не физические производственные затраты. Мы находим, что чистая выгода от производства кукурузы для производства продуктов питания намного больше, чем от производства кукурузы для биотоплива. Это связано с тем, что воспринимаемая нами польза от кукурузы для производства продовольствия выше, чем для биотоплива, а это означает, что стоимость, которую мы готовы платить за кукурузу для производства продуктов питания, намного превышает расчетную стоимость выбросов от обычного бензина, которых можно избежать при использовании биотоплива. используется для транспортировки.

Это исследование не защищает одно использование кукурузы над другим. Скорее, он предоставляет информацию о чистой энергии и услугах, полученных от каждого предполагаемого использования. Основываясь на наших выводах, мы стремимся к тому, чтобы ученые и общественность больше знали о роли почвы при проведении экологических исследований, а общественность – понимала, что то, что кажется «зеленее», не всегда может иметь место.

Мередит Ричардсон – аспирант, а Правин Кумар – профессор кафедры гражданского и экологического проектирования в Университете Иллинойса, Урбана-Шампейн. Исследование финансировалось Национальным научным фондом.

Обсуждение

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *