Кукуруза выращивается не только для еды, она также является важным возобновляемым источником энергии. Возобновляемое биотопливо может иметь скрытые экономические и экологические проблемы, и вопрос о том, лучше ли использовать кукурузу в пищу или в качестве биотоплива, сохраняется с тех пор, как стал использоваться этанол. Впервые исследователи из Университета Иллинойса провели количественную оценку и сравнили эти проблемы с точки зрения экономики всей производственной системы, чтобы определить, перевешивают ли преимущества биотопливной кукурузы затраты.
Профессор гражданской и экологической инженерии Правин Кумар и аспирант Мередит Ричардсон опубликовали свои выводы в журнале Earth's Future.
В рамках проекта Национального научного фонда, изучающего воздействие сельского хозяйства на окружающую среду в США, группа из Иллинойса представила всесторонний взгляд на сельскохозяйственную систему, называемую службами критических зон, для анализа воздействия сельскохозяйственных культур на окружающую среду. в денежном выражении.
«Критическая зона - это проницаемый слой ландшафта у поверхности, который простирается от верхней части растительности до грунтовых вод», - сказал Кумар. «Затраты человеческой энергии и ресурсов на сельскохозяйственное производство изменяют состав критической зоны, которую мы можем преобразовать в социальные издержки».
Чтобы сравнить энергоэффективность и воздействие на окружающую среду производства и переработки кукурузы для производства продуктов питания и биотоплива, исследователи провели инвентаризацию ресурсов, необходимых для производства и переработки кукурузы, а затем определили экономические и экологические последствия использования этих ресурсов - все определено в пересчете на доступную и затраченную энергию и нормированную на стоимость в U. С. долларов.
«Существует множество абстрактных концепций, с которыми приходится спорить при обсуждении антропогенных воздействий в критической зоне в сельскохозяйственных районах», - сказал Ричардсон. «Мы хотим представить его таким образом, чтобы показать эквивалентную долларовую стоимость человеческой энергии, затраченной на сельскохозяйственное производство, и то, сколько мы выиграем, когда кукуруза будет использоваться в качестве пищи по сравнению с биотопливом».
Кумар и Ричардсон учли множество факторов в своем анализе, в том числе оценку энергии, необходимой для подготовки и поддержания ландшафта для сельскохозяйственного производства кукурузы и ее преобразования в биотопливо. Затем они количественно оценили экологические выгоды и воздействия с точки зрения услуг критической зоны, представляя воздействие на атмосферу, качество воды и общественную ценность кукурузы как в качестве пищи, так и в качестве топлива.
В денежном выражении их результаты показывают, что чистая социальная и экономическая ценность производства пищевой кукурузы в США составляет 1 492 доллара на гектар по сравнению с потерями в размере 10 долларов на гектар при производстве биотопливной кукурузы.
"Один из ключевых факторов заключается в почве", сказал Ричардсон. В оценке учитывались как краткосрочные, так и долгосрочные эффекты, такие как запасы питательных веществ и углерода в почве.
«Мы обнаружили, что большая часть воздействия на окружающую среду связана с потоками питательных веществ в почве. Роль почвы часто упускается из виду при таком типе оценки, и рассмотрение ландшафта как критической зоны заставляет нас учитывать это», - сказал Ричардсон.
«Использование кукурузы в качестве источника топлива кажется простым путем к возобновляемым источникам энергии», - сказал Ричард Юретич, директор программы NSF для обсерваторий критических зон. «Однако это исследование показывает, что экологические издержки намного выше, а пользы меньше, чем при использовании кукурузы в пищу».