Значительное расширение производства сахарного тростника в Бразилии для переработки в этанол может сократить текущие глобальные выбросы углекислого газа на целых 5,6%, сообщают исследователи в журнале Nature Climate Change.
Это будет масштабное мероприятие, включающее преобразование сотен тысяч квадратных миль - в самом амбициозном случае, больше, чем площадь Техаса и Калифорнии вместе взятых - в поля сахарного тростника. Но это может быть достигнуто без ущерба для экологически чувствительных районов Бразилии и с учетом расширения других сельскохозяйственных культур и потребностей человека, сообщают исследователи.
В анализ были включены связанные с выбросами углерода затраты на преобразование земель в поля сахарного тростника.
Исследование основывалось на новом подходе к моделированию точного поведения посевов сахарного тростника, произрастающих в регионах, которые различаются по составу почвы, температуре, количеству осадков и многим другим параметрам, сказал Стивен П. Лонг, профессор растениеводства из Университета Иллинойса. наук и биологии растений, который руководил анализом вместе с международной командой, в которую входили ученые из Университета Сан-Паулу в Бразилии.
«Большинство моделей, используемых для прогнозирования будущего урожая, являются статистическими моделями, которые на самом деле не полностью учитывают то, как изменения в воде, углекислом газе и температуре взаимодействуют, влияя на производство сахарного тростника», - сказал Лонг. «Здесь мы использовали механистическую модель, которая выращивает растение, поэтому она определяется факторами, на которые растение реагирует ежечасно».
Правительство Бразилии наметило экологически чувствительные земли, которые нельзя использовать для сельского хозяйства, промышленности или других видов развития, сказал Лонг.
"Мы сохранили предполагаемое производство сахарного тростника в пределах области, которая может быть законно преобразована", сказал он.
Бразилия уже многого добилась в своей промышленности по производству этанола из сахарного тростника, говорит соавтор исследования Аманда Де Соуза, исследователь с докторской степенью в Иллинойсе и Университете Сан-Паулу.
В отличие от США, Бразилия использует почти весь сахарный тростник для получения энергии, извлекая сахар для производства этанола, а также сжигая остатки стеблей, известные как багасса, для питания мельницы, а излишки используются для производить и продавать электроэнергию», - сказал Де Соуза. «Преобразование целлюлозного компонента багассы в этанол, вероятно, также станет рентабельным в Бразилии.
«Производство этанола на основе сахарного тростника в Бразилии сегодня намного эффективнее, чем производство этанола из кукурузы, и генерирует только 14 процентов выбросов углекислого газа от нефти», - сказал Де Соуза. Большинство автомобилей в Бразилии работают на гибком топливе, которое может работать на этаноле, бензине или их смеси. По ее словам, к 2012 году бразильские заправочные станции продавали больше этанола, чем бензина.
«Производство сахарного тростника в Бразилии, вероятно, является самым передовым в мире», - сказал Лонг. А чтобы еще больше уменьшить углеродный след, правительство Сан-Паулу, основного штата Бразилии по производству этанола, недавно запретило сжигание сахарного тростника перед сбором урожая. Исследователи заявили, что практика, все еще распространенная в сахарной промышленности США, сжигает листья и уменьшает объем материала, который должен быть доставлен на мельницу, но увеличивает загрязнение атмосферы твердыми частицами и уменьшает органическое вещество почвы.
«Мы пришли к выводу, что эта отрасль может значительно расшириться и внести значительный вклад в обезуглероживание топлива», - сказал Лонг.
Команда рассмотрела три сценария, которые увеличат площадь сахарного тростника в Бразилии с 37,5 до 116 миллионов гектаров (от 144 788 до 447 879 квадратных миль).
«Большой сценарий аналогичен земельным участкам, отведенным под кукурузу и сою в США», - сказал Лонг. «У нас есть около 90 миллионов гектаров кукурузы и сои в США - большая часть из них, конечно, на Среднем Западе».
Парижское климатическое соглашение от декабря 2015 года, подписанное 196 странами, направлено на ограничение средней глобальной температуры менее чем на 2 градуса C (3,6 градуса по Фаренгейту) выше доиндустриального уровня, сказал Лонг.
«Единственный способ добиться этого - добиться значительного сокращения чистых выбросов CO2», - сказал он. «Ни одно решение не приведет нас к этому. Нам нужно будет реализовать целую серию дополнительных шагов. Мы пытаемся указать, что это может быть очень важным шагом, который может быть реализован своевременно.
"Это расширение не должно останавливаться на Бразилии", сказал он. «Многие акры, которые когда-то росли сахарным тростником - от Карибского моря до Гавайев - сегодня простаивают. Производство сахарного тростника для этанола могло бы снова найти применение этой земле».