纤维素生物燃料或可重振农田保护计划

一项研究探讨了允许农民在为湿地和野生动物保护而预留的土地上收获纤维素原料的可能性

一项研究表明,在联邦政府补贴的保护土地上种植纤维素原料,可以使生物燃料的排放达到完全碳中和的平衡。

对于玉米和大豆等传统生物能源原料,使用免耕法去除杂草可以将平衡碳预算所需的年数缩短三分之一。

这项研究的重点是农业部的保护储备计划(CRP),这是一项自愿计划,奖励那些为保护流域和野生动物而保留部分土地的农民。据农业服务机构发言人称,过去几年,加入CRP的土地面积从2007年的峰值3680万英亩减少到今天的3100万英亩。传统农作物的价格上涨已将农民吸引回生产性耕作,这对美国的温室气体排放产生了重大影响。


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“永久免耕的激励措施,特别是允许收获CRP生物质用于纤维素生物燃料,将有助于减缓未来CRP转换对气候的影响,”本周发表在《美国国家科学院院刊》上的研究摘要中指出。

最重要的是,它为农民提供了市场收入。这可以鼓励他们将土地保留在CRP下,而不是通过传统方法种植农作物。然而,这取决于纤维素生物燃料能否盈利。

“农民会理性地希望最大限度地提高土地的经济回报,”该研究的作者之一、密歇根州立大学生态系统科学教授菲利普·罗伯逊说。“随着玉米价格持续高涨……农民将面临更大的压力将其转化为耕地。”

平衡碳预算
“人们可能希望纤维素市场能够足够快地发展起来,”他补充说。这个市场曾经被吹捧为解决对替代燃料渴望的双赢方案,但现在却越来越悲观。美国环保署建议大幅降低可再生燃料标准中的纤维素目标,该标准设定了2022年的生物燃料目标。批评人士说,将纤维状废弃植物物质转化为燃料的技术比行业预测的要慢得多 (气候新闻专线,7月29日)。

作为一种可再生能源,生物燃料因其巨大的碳负债而持续受到批评。就像银行家对待金融债务一样,气候科学家认为,燃烧生物燃料的温室气体支出最终会得到偿还,因为制造燃料的作物通过在其整个生命周期中固碳来“赚取”碳。

但生物质能的批评者表示,这种情况发生的速度不够快,无法真正抵消温室气体。生物能源的土地可能需要长达100年的时间才能偿还债务。此外,将土地用途从野生草原改为耕地会最大限度地减少生物燃料的碳效益 (气候新闻专线,4月6日)。

然而,密歇根州立大学凯洛格生物站的研究员、主要作者伊利亚·盖尔芬德说,种植纤维素原料可以抵消碳负债。土地用途不会改变,减少化石燃料的使用增加了气候减缓的潜力。

“然而,我需要说的是,我们没有包括间接土地利用变化,并且[有意]限制了我们的分析,以减少我们发现的不确定性,”他说。间接土地利用变化指的是如果生物燃料原料的土地被留作其他用途而损失的机会。

挖掘排放
鉴于农民已经选择了传统耕作而不是休耕保护土地,科学家们还研究了通过免耕方法减少排放的问题。研究表明,免耕方法可以将一氧化二氮(一种温室效应强度是二氧化碳的300倍的气体)的排放量减少57% (气候新闻专线,1月6日)。

研究人员发现,玉米-大豆田和纯玉米田采用免耕管理分别产生了持续29年和40年的碳负债。土壤耕作使碳负债几乎增加了两倍:89年至123年。

在传统农场进行免耕耕作可能会产生其他环境后果。为了避免翻挖土壤去除杂草,农民会喷洒除草剂草甘膦,最著名的名称是农达,同时种植耐草甘膦的作物。

罗伯逊断言,免耕方法不必局限于喷洒。种植多年生作物而不是一年生作物可以与杂草竞争,从而消除对草甘膦的需求。

为CRP辩护
农场服务机构公共事务主管肯特·波利奇说,在2007年CRP登记达到顶峰时,该计划使5000万吨二氧化碳得以封存。2010年,这一数字下降到4400万吨。

就目前而言,根据CRP获得付款的农民不允许收获和利用这些土地上的生产获利。但对该计划的修改并非不可能。

昨天,农业部长汤姆·维尔萨克宣布修改CRP规则,允许受干旱影响的农民使用即将到期的保护土地上收获的干草。农民可以用干草喂养牛,以换取其CRP福利减少25%。

波利奇建议,将CRP与生物质作物援助计划(农业服务机构的另一项工作)相结合,可以整合能源生产和保护的资源。

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