211service.com
Pomiar pragnienia wody etanolu kukurydzianego
Według nowego badania etanol pochodzący z kukurydzy zużywa do trzech razy więcej wody niż wcześniej sądzono.
Woda wszędzie: Całkowite zapotrzebowanie na wodę do nawadniania i konwersji jednego litra etanolu według stanu, a także całkowita woda zużywana do produkcji etanolu według stanu. (Zobacz pełny obraz na stronie 2 .)
Wcześniejsze badania oszacowały, na podstawie średniej krajowej produkcji, że jeden litr etanolu z kukurydzy powinien wymagać od 263 do 784 litrów wody zarówno do uprawy roślin, jak i przekształcenia jej w paliwo. Teraz naukowcy z University of Minnesota doszli do wniosku, że ilość wody zużywanej do produkcji etanolu znacznie się różni w zależności od stanu, od 5 do 2138 litrów wody na litr etanolu, w zależności od regionalnych potrzeb nawadniania.
Etanol z kukurydzy jest już nękany przez problemy środowiskowe, takie jak zanieczyszczenie nawozami, pestycydami i herbicydami; erozja gleby; emisje gazów cieplarnianych z produkcji; oraz konkurencja o grunty rolne z uprawami żywności.
Nowe badanie opublikowane w czasopiśmie Nauka o środowisku i technologia , stwierdzili również, że ponieważ produkcja etanolu z kukurydzy podwoiła się w całym kraju w latach 2005-2008, związane z tym zużycie wody wzrosło ponad trzykrotnie.
Etanol zużywa więcej wody z biegiem czasu, ponieważ produkcja kukurydzy rozciąga się na regiony, które wymagają intensywnego nawadniania, mówi Sangwon Suh, adiunkt inżynierii biosystemów na Uniwersytecie Minnesota i współautor badania. Oznacza to, że z czasem do wyprodukowania danej jednostki etanolu potrzeba więcej wody.
Suh i jego koledzy przeanalizowali stanowe i okręgowe dane dotyczące wykorzystania nawadniania do uprawy kukurydzy, zarówno jako żywności, jak i paliwa, a także lokalizację, poziom produkcji i zużycie wody w istniejących zakładach produkujących kukurydzę i etanol. Naukowcy odkryli, że ponad 80 procent kukurydzy wykorzystywanej do produkcji etanolu jest zbierane w promieniu 64 kilometrów od rafinerii, gdzie jest przetwarzana na paliwo. Korzystając z tych informacji i danych dotyczących lokalnych wskaźników nawadniania, naukowcy byli w stanie oszacować zapotrzebowanie na wodę w poszczególnych zakładach produkujących kukurydzę i etanol.
W niektórych stanach, takich jak Ohio, Iowa i Kentucky, gdzie kukurydza może rosnąć bez nawadniania, wystarczy pięć do siedmiu litrów wody, aby zamienić żywność w paliwo. Prawie cała ta woda jest wykorzystywana do gotowania, fermentacji i destylacji biopaliwa. Jednak wraz ze wzrostem produkcji etanolu coraz więcej kukurydzy uprawia się w zachodnich stanach, takich jak Nebraska, Kolorado i Kalifornia, gdzie potrzeby nawadniania znacznie zwiększają zapotrzebowanie na wodę w paliwie.
To jeszcze jeden gwóźdź do trumny na etanol, mówi Dawid Pimentel Cornell University w Ithaca w stanie Nowy Jork, którego własne badania wykazały, że produkcja etanolu wymaga więcej energii niż uwalnia podczas spalania, oraz że nawóz używany do uprawy kukurydzy na etanol znacząco przyczynił się do powstawania martwych stref w Zatoce Meksykańskiej (obszary oceanu o niskiej zawartości tlenu z powodu wzrostu zawartości substancji chemicznych w wodzie).
Woda wszędzie: Całkowite zapotrzebowanie na wodę do nawadniania i konwersji jednego litra etanolu według stanu, a także całkowita woda zużywana do produkcji etanolu według stanu.
Amerykańska ustawa o niezależności i bezpieczeństwie energetycznym z 2007 r. nakazuje zwiększenie ilości etanolu produkowanego przy użyciu istniejących technologii z 34 miliardów litrów produkowanych w 2008 r. do 57 miliardów litrów rocznie do 2015 r. Obejmuje to bardziej suche stany zachodnie, w których etanol z kukurydzy jest obecnie produkowany.
Jerry Schnoor z University of Iowa w Iowa City mówi, że producenci etanolu już planują dodatkowe zakłady produkcyjne we wszystkich stanach, aby osiągnąć cele na 2015 rok. Już teraz znajdujemy się w niezrównoważonej sytuacji pod względem zużycia wody, już ściągając warstwy wodonośne, takie jak Ogallala, mówi Schnoor o ogromnym podziemnym źródle wody rozciągającym się od Południowej Dakoty do północnego Teksasu. To zaostrzyłoby ten spadek, gdybyśmy rozszerzyli działalność w tych stanach nawadniania.
Geoff Cooper, wiceprezes ds. badań w Renewable Fuels Association w Waszyngtonie, kwestionuje twierdzenie naukowców, że zużycie wody potroiło się, ponieważ produkcja etanolu podwoiła się. Jak mówi, większość ekspansji od roku 2005 do 2008 miała miejsce w centralnym pasie kukurydzy – miejscach, które nie nawadniają kukurydzy. Istnieje skończony limit ilości etanolu, którą można umieścić w obszarach z ograniczonym dostępem wody. Nie umieszczamy zakładów produkujących etanol na obszarach, gdzie woda jest poważnie ograniczona.
Suh jest również optymistą, że można zmniejszyć zużycie wody, podczas gdy produkcja etanolu nadal rośnie. Mówi, że grunty rolne, które zostały odłożone do ochrony w regionach, które nie wymagają nawadniania, można by przywrócić do produkcji, a genetycznie modyfikowana kukurydza mogłaby utrzymać wysokie plony przy niższym zapotrzebowaniu na wodę.
Jestem bardzo optymistyczny, że możemy osiągnąć mandat na produkcję etanolu bez poświęcania bezpieczeństwa wodnego w USA, mówi. Schnoor dodaje, że produkcja etanolu może rozszerzyć się na południe i wschód, gdzie ziemia jest tańsza, a wody jest więcej.
Pimentel jednak się z tym nie zgadza. Czytasz gazetę i wyciągasz wniosek, że z pewnością będzie to wymagało coraz więcej wody, ale [Suh] pochodzi z Minnesoty i musisz być ostrożny, ponieważ w Minnesocie promuje się etanol, mówi.
Badanie zostało częściowo sfinansowane przez Departament Energii i stan Minnesota.