Небраска-Линкольн университетинин изилдөөчүлөрүнүн фермадагы чоң изилдөөсүнүн эсептөөлөрүнө ылайык, биоотун өндүрүү үчүн өстүрүлгөн Switchgrass аны өстүрүү, жыйноо жана целлюлоза этанолуна кайра иштетүү үчүн зарыл болгон энергиядан 540 пайызга көбүрөөк энергия өндүрдү.
Үч штаттын чарбаларында талааларды камтыган беш жылдык изилдөөнүн натыйжалары өндүрүштө жана целлюлоздук этанолго айландыруудо керектелгенден алда канча көп энергия берген биомасса отун булагы катары чөптүн потенциалын көрсөтүп турат, деди Кен Вогел, а У. С. Айыл чарба белумунун айыл чарба илим-изилдее кызматынын УНЛ агрономия жана багбанчылык белумунун генетикасы.
Изилдөөгө Небраска, Түндүк Дакота жана Түштүк Дакота штаттарындагы чарбалардагы чөп талаалары тартылган. Бул биомассалык отун үчүн өстүрүлгөн жана башкарылган чөптүн таза энергия өндүрүшүн, парник газдарынын эмиссиясын, биомассанын түшүмүн, айыл чарба продукциясын жана болжолдуу целлюлоздук этанол өндүрүшүн изилдеген эң чоң изилдөө.
"Бул switchgrass энергияны үнөмдүү гана эмес, кайра жаралуучу биоотун экономикасында казылып алынган отунга болгон көз карандылыкты азайтуу, парник газдарынын эмиссиясын азайтуу жана айылдардын экономикасын көтөрүү үчүн колдонулушу мүмкүн экенин ачык көрсөтүп турат ", - деди Фогель.
USDA-ARS менен Айыл чарба жана жаратылыш ресурстары институтунун биргелешкен изилдөөсү ошондой эле чөптөн жасалган целлюлоздук этанолдон чыккан парник газдарынын эмиссиясы бензин өндүрүүдөн чыккан парник газдарынын болжолдуу чыгарылышынан 94 пайызга аз болгонун аныктады.
Биорафинациялоочу заводдо чөптүн биомассасын канттарга, анын ичинде глюкозага жана ксилозага, жүгөрүгө окшош этанолго ачытууга болот. Жүгөрүдөн жана сорго сыяктуу башка жылдык дан эгиндеринен алынган дан азыр АКШда этанол өндүрүүнүн негизги булагы болуп саналат
Келечекте көп жылдык өсүмдүктөр, мисалы, чөптөр, ошондой эле өсүмдүк калдыктары жана токой биомассасы АКШнын учурдагы мунай керектөөсүнүн 30 пайызын алмаштырууга мүмкүн болгон негизги целлюлоздук этанол булагы катары иштелип чыгышы мүмкүн, деди Фогел. Биомассаны целлюлоздук этанолго айландыруу технологиясы иштелип чыгууда жана азыр АКШнын Энергетика министрлигинин масштабын кеңейтүү колдоосу менен чакан коммерциялык масштабдагы био кайра иштетүүчү заводдор курула баштаган өнүгүү баскычында.
Бул изилдөө Аткинсон, Крофтон, Лоуренс жана Дугластын жанындагы Небраска штатында 15-20 акр болгон 10 талааны камтыды; Хаймор, Бристол, Гурон жана Этанга жакын Түштүк Дакотадагы төрт; жана эки Түндүк Дакотада Стритер жана Мюнхенге жакын жерде. Сыноолор 2000 жана 2001-жылдары башталып, беш жылга созулган. Дыйкандарга UNL менен келишим боюнча эмгек акы төлөнүп, бардык өндүрүштүк операциялар, айыл чарба продукциялары жана биомасса түшүмдөрү документтештирилген. Окумуштуулар бул маалыматты таза энергиянын баасын аныктоо үчүн колдонушкан. Бул изилдөөдө өстүрүлгөн кочкор чөптөр Миннесотадагы айыл чарба продукциясын аз алган башка жерлерде жүргүзүлгөн изилдөөдө мурда эсептелгенге караганда бир акр жерге 93 пайызга көбүрөөк биомассаны жана болжолдуу түрдө 93 пайызга таза энергия кирешесин берди, дейт Вогел. Изилдөө көрсөткөндөй, көп жылдык биоэнергетикалык өсүмдүктөрдөн алынган биомасса энергиясы, мисалы, switchgrass, аз киргизүү системаларына караганда бир акр үчүн кыйла көбүрөөк энергия өндүрө алат. Жогорку түшүм алууга мүмкүн болсо, энергетикалык өсүмдүктөр үчүн азыраак жер талап кылынат.
Изилдөөчүлөр изилдөөдө этанол өндүрүүдөн кийин калган өсүмдүк биомассасын дистилляциялоо процесси үчүн керектүү энергияны жана биорефинаждоочу башка энергия талаптарын камсыз кылуу үчүн колдонсо болорун белгилешет. Бул switchgrass биомассасынан өндүрүлгөн этанол үчүн жогорку таза энергия наркына алып келет. Ал эми жүгөрү данынын этанол биотазалоочу заводдору конверсия процесси үчүн жаратылыш газын же башка энергия булактарын колдонушу керек.
Бул изилдөөдө биоэнергетикалык өсүмдүк катары башкарылган которуштуруп чөптөр дандын жалпы мамлекеттик орточо түшүмдүүлүгүнүн негизинде ошол эле штаттарда жана жылдарда өстүрүлгөн жүгөрүдөн бир акр үчүн болжолдуу этанол түшүмүн өндүрдү.
"Бирок, этанолдун түшүмдүүлүгүн целлюлоздук булактар жана жүгөрү дандары менен түз салыштырууда этияттык керек, анткени жүгөрү данын конверсиялоо технологиясы жетилген, ал эми целлюлоздук конверсиянын эффективдүү технологиясы болжолдуу мааниге негизделген ", - деди Фогел.
Вогел 1-класстагы айыл чарба жерлериндеги жүгөрү же башка өсүмдүктөрдүн ордун алмаштыруучу чөп күтпөй турганын айтты. Ал жана анын кесиптештери аны азыркы Корук коргоо программаларына окшош маргиналдуу, эрозияга дуушар болгон жерлерде колдонуу үчүн иштеп жатышат. Бул изилдөөнүн бардык талаалары бул программага ылайыктуу критерийлерге жооп берген. Консервацияланган целлюлоздук конверсиянын маанисин колдонуп, изилдөөчүлөр четки талааларда өстүрүлгөн чөптүн этанолдун орточо түшүмдүүлүгү 350 галлон гектарга салыштырганда, ошол эле үч штаттагы жүгөрү үчүн орточо 300 галлон этанол өндүрүлгөнүн аныкташкан.
Изилдөөчүлөр бул базалык изилдөө болгонун белгилешти. Бул изилдөөдө колдонулуучу чөптүн сорттору жайыттарда колдонуу үчүн иштелип чыккан. Биоэнергия өндүрүү системаларында атайын колдонуу үчүн жаңы жогорку түшүм берүүчү сорттор иштелип чыгууда.
Switchgrass түшүмдүүлүгү жакшырып баратат, деди Vogel. Үч штатта жаңы эксперименталдык штаммдардын түшүмдүүлүк боюнча акыркы сыноолору бул изилдөөдө жетишилгенден 50 пайызга жогору түшүм берди.
"Азыр биз чындап эле фермерлерге бул жаңы түшүм жөнүндө кабардар кылуу үчүн Узартуу аракетин колдонушубуз керек, - деди Фогель.
Ричард Перрин, UNL айыл чарба экономисти, бул изилдөөнүн негизги экономикалык талдоочусу болгон. Башка авторлор Марти Шмер, USDA-ARS айыл чарба илиминин изилдөө техниги жана UNL докторанты жана Роберт Митчелл, UNLде USDA-ARS агроному.
UNLде ондогон жылдар бою өтүүчү чөптөрдү изилдөө илимпоздорго 1990-жылы өсүмдүктү биомассанын энергия булагы катары изилдөөнү баштоого шарт түздү.
"UNL жана USDA-ARS 1930-жылдардан бери аны жайыт чөп катары үй жайлоочу чөптөрдү изилдөөдө пионер болуп келишкен ", - деди Фогель.
Vogel биомассаны өндүрүү үчүн чөптөрдүн сортторун иштеп чыгуу боюнча изилдөөлөрдү жетектеген. UNL-USDA командасы ошондой эле биомассанын түшүмдүүлүгүн жогорулатуу үчүн которуштуруп чөптөрдү кантип башкаруу боюнча сунуштарды иштеп чыкты.
Келечектеги изилдөөлөр башкаруу практикасын өркүндөтүү боюнча мындан аркы изилдөөлөрдү камтыйт, анын ичинде орнотуу жана жыйноо ыкмаларын жакшыртуу, биомассанын түшүмдүүлүгүн жогорулатуу, конверсиянын эффективдүүлүгүн жана таза жана жалпы энергия түшүмүн жогорулатуу боюнча иштерди камтыйт, деди Фогель.
Switchgrass бул изилдөөдө UNLдин которуштуруп чөптөрдү башкаруунун эң мыкты тажрыйбаларын, анын ичинде айдоосуз себүү, гербициддер, отоо чөптөрдү көзөмөлдөө жана адаптациялуу сортторду колдонду. Бул изилдөө ошондой эле, адатта болжол менен 100 чарчы футтан азыраак изилдөө масштабдуу участоктордун ордуна 20 акрга чейинки айыл чарба талааларына негизделген.
АКШнын Энергетика министрлиги биргелешип каржылаган алты целлюлоздук биотазалоочу завод дагы АКШда жакынкы бир нече жылда бүткөрүлүшү керек болгон иштерде. АКШнын Энергетика министрлигинин маалыматы боюнча, бул заводдор жылына 130 миллион галлондон ашык целлюлоза этанолун чыгарат деп күтүлүүдө.
Изилдөөчүлөр тыянактарын Улуттук илимдер академиясынын 7-январдагы эмгектеринде билдирди.
