Недавнее техасское исследование Агропромышленного исследовательского центра A&M, опубликованное в журнале BioEnergy Research, объясняет, как мескитовое дерево, в изобилии произрастающее в некоторых юго-западных регионах США, может стать дополнительным источником сырья при производстве целлюлозного биотоплива.

Этот документ основан на исследовании «Экономические и парниковые преимущества использования медоносного мескитового дерева перед другим энергетическим сырьем в качестве биотоплива в Южных Великих равнинах» (импакт-фактор биоэнергетического исследования: 4.25. 06/2014; DOI: 10.1007/s12155-014-9475-z) и написан в соавторстве с группой агропромышленных исследователей, его проводящих: экономист из университета TAMU д-р Сон Парк; доктор Тонг Ван, сотрудник докторантуры техасского Агропромышленного центра; и эколог пастбищных угодий доктор Джим Энсли – все члены кампуса техасского Агропромышленного исследовательского центра A&M в Верноне. К ним присоединился доктор Стив Амоссен, экономист техасской консуальтативной Агропромышленной службы A&M в Амарилло.

Исследователи отмечают, что Агентство по охране окружающей среды США (АООС США) ввело новый стандарт возобновляемого топлива (RFS2) в 2010, требующий производство минимум 16 млрд галлонов целлюлозного биотоплива к 2022 г. Отмечается, что древесные растения, произрастающие на местных пастбищах в южной части Великих Равнин на территории США, такие как медоносное мескитовое дерево и разновидности можжевельника, могут потенциально использоваться в качестве сырья для биотоплива. Однако существуют опасения относительно изменчивости в распределении плотности биомассы, а также высокой стоимости выращивания и транспортировки сырья.

Целью данного исследования была оценка экономической составляющей и парникового эффекта (ПГ) использования медоносного мескитового дерева в условиях орошаемых засушливых территорий в сравнении со сладким сорго и просо, применяемым при производстве биотоплива. Оценка велась исходя из 4 критериев: 1) затраты на биомассу, 2) затраты энергии, 3) возмещение ПГ и 4) использование ПГ. Исследователи сообщают, что показатели мескитового дерева немного уступают просо в отношении затрат на биомассу и энергию, но отмечают, что данный вид сырья превосходит другие виды в двух категориях, касающихся побочных эффектов землепользования: возмещение ПГ и использование ПГ.

Говорится, что мескитовое дерево как сырье для биотоплива в ПМГ имеет большой потенциал благодаря ряду дополнительных преимуществ, таких как увеличение производства травы для животноводства и снижение затрат на гербициды при выращивании этой культуры. Соавторы делают вывод, что стоимость продукции мескитового дерева, произведенного на одной единице земельной площади, ниже по сравнению с другими видами сырья, а следовательно, не сможет их полностью вытеснить. Но в качестве дополнительного сырья мескитовое дерево – неплохой вариант, и данная культура внесет свой вклад в удовлетворение спроса на сырье-биомассу.

Доктор Сон Парк: «Биотопливо продвигается по всему миру как потенциальное средство для компенсации выброса газов, создающих парниковый эффект, путем замещения ископаемых видов топлива, таких как газ и уголь», — сообщает Парк в пресс-релизе TAMU AgriLife. «В США федеральная поддержка сыграла большую роль в индустрии биотоплива. В качестве примера можно привести Стандарт возобновляемого топлива, утвержденный Законом об энергетической политике 2005 г. и его последующий пересмотр».

«Закон об энергетической независимости и безопасности от 2007 г. предусматривает ежегодное использование не менее 16 млрд галлонов целлюлозного биотоплива и 15 млрд галлонов кукурузного этанола к 2022», — продолжает исследователь. «Кроме того, биотопливо исследуется на предмет снижения выбросов парникового газа. Несмотря на отличные изначальные показатели, которые демонстрировали разновидности зерновых, такие как кукуруза, все еще оставался ряд проблем, способных привести к тому, что биотопливо на основе зерновых будет давать даже больший выброс газа, чем ископаемое топливо. Посадка зерновых культур также может ускорить истощение водоносного горизонта Огаллала или других дефицитных водных ресурсов».

«Исследование об агропромышленных культурах дает оценку экономической составляющей и парникового эффекта медоносного мескитового дерева по сравнению с сахарным сорго и просо, выращенных на засушливых искусственно орошаемых территориях», — продолжает доктор Парк. «Несмотря на более высокую энергетическую плотность в перерасчете на фунт продукта, стоимость мескитового дерева, выращенного на одной единице земельной площади, ниже, чем других видов сырья, поэтому полностью вытеснить их эта культура не сможет. Но в качестве дополнительного сырья мескитовое дерево – неплохой вариант, вносящий вклад в удовлетворение спроса на сырье-биомассу».

Тонг Ван: «Наши результаты показывают, что мескитовое дерево немного отстает от просо по показателям биомассы и энергии», — комментирует доктор. «Однако данный вид сырья превосходит другие виды в двух категориях, касающихся побочных эффектов землепользования: возмещение ПГ и использование ПГ. Добавлю, что результаты исследования очень надежны и верны даже в худших сценариях использования мескитового дерева».

Доктор Парк говорит, что мескитовое дерево имеет большой потенциал, если обратить внимание на дополнительные преимущества, такие как увеличение производства травы для выпаса скота и сокращение применения гербицида, а также уменьшение расходов на перевозку. Он уточняет, что главный недостаток данной культуры – низкое производство биомассы в расчете на одну единицу земельной площади по сравнению с другими видами сырья.

Тем не менее такие факторы, как отсутствие затрат на удобрение, орошение и борьбу с сорняками, возможность неограниченного повторного урожая через каждые 10-12 лет, возможность круглосуточного сбора урожая и низкий уровень влажности окупают все дополнительные расходы, а благодаря использованию данного сырья повышается эффективность углерода.

«Необходимы дополнительные исследования, чтобы раскрыть потенциал мескитового дерева», — объясняет Парк. «Дальнейшими областями исследований могут стать разработка масштабов ландшафта, система поддержки принятия решений ГИС для определения оптимального сбора сырья и улучшения логистики на пастбищных угодьях».

Кей Ледбеттер, автор выпуска, отмечает, что другие потенциальные исследования, предложенные доктором Парком, могут помочь определить скорость восстановления экостистем, гидрологическое влияние, а также экологическую и экономическую устойчивость урожая древесины. Кроме этого, позволят сравнить виды топлива на уровне регионального водопользования, а также его эффективность.