阿貢大學(xué)的研究人員量化了如何通過改變做法和采用新技術(shù)的農(nóng)場來減少排放。

當(dāng)前，農(nóng)業(yè)部門為美國的溫室氣體(GHG)排放做出了巨大貢獻(xiàn)，占美國溫室氣體總排放量的9%。谷物種植者用來生產(chǎn)農(nóng)作物的做法(管理肥力，耕作方式和輪作)會影響美國農(nóng)業(yè)的總體碳足跡。通過采用可持續(xù)的做法，農(nóng)民可以大大減少其碳足跡，并成為生物燃料行業(yè)努力生產(chǎn)盡可能低的碳燃料的重要合作伙伴。

“這項工作是獨特的，因為我們通過使用區(qū)域化的生命周期清單數(shù)據(jù)和空間明晰的土壤有機(jī)物，對選定的耕作方法進(jìn)行了基于情景的分析，從而為從搖籃到農(nóng)場的所有活動提供了碳強(qiáng)度(CI)的完整量化。碳建模工具。” —劉新宇，博士后

美國能源部(DOE)阿爾貢國家實驗室能源系統(tǒng)部門的研究人員最近進(jìn)行的一項研究量化了通過改變做法和采用新技術(shù)，多少農(nóng)場可以減少排放。博士后任命劉新宇在7月20日發(fā)表了有關(guān)《環(huán)境研究快報》的關(guān)鍵研究的文章。她與阿貢地區(qū)的首席環(huán)境科學(xué)家Hoyoung Kwon和系統(tǒng)評估經(jīng)理Michael Wang合作。美國能源部高級研究計劃署(ARPA-E)的前承包商丹尼爾·諾斯魯普(Daniel Northrup)現(xiàn)在與位于圣路易斯的作物改良公司本森·希爾(Benson Hill)合作。

“這項工作是獨特的，因為我們已經(jīng)量化了玉米原料的碳強(qiáng)度(CI)會隨著廣泛的耕作方式和不同耕作地區(qū)而變化。除了制造和運用耕作投入產(chǎn)生的溫室氣體排放外，我們還考慮了這些影響來自土壤有機(jī)碳”，劉說。

該研究集中在伊利諾伊州，印第安納州，愛荷華州，明尼蘇達(dá)州，內(nèi)布拉斯加州，俄亥俄州，密歇根州，南達(dá)科他州和威斯康星州的玉米帶，并顯示了不同的耕作方式如何影響原料CI。可持續(xù)農(nóng)業(yè)專業(yè)人士可以實施較低的CI措施，例如采取保護(hù)性耕作，減少氮肥的使用以及實施覆蓋作物，以減少碳足跡，從而可以提高農(nóng)場效率并改善環(huán)境。

Argonne小組的研究歷來專注于生物燃料的CI，CI是通過生命周期分析技術(shù)確定的，以考慮到原料生產(chǎn)和轉(zhuǎn)化為燃料時的能源/材料使用和排放。加州空氣資源委員會的低碳燃料標(biāo)準(zhǔn)(LCFS)程序使用了該技術(shù)來計算生物燃料CI。減少生物燃料CI的農(nóng)場可以產(chǎn)生LCFS信用，這對生物燃料生產(chǎn)商和供應(yīng)低碳原料的農(nóng)民具有貨幣價值。生物燃料生產(chǎn)商可以通過獎勵較低CI的原料來提高其總體CI得分，從而進(jìn)一步降低生物燃料的總CI。

目前，LCFS允許來自單個生物燃料轉(zhuǎn)化設(shè)施的應(yīng)用程序，這導(dǎo)致了生產(chǎn)工藝方面的大量投資和創(chuàng)新，以降低CI。但是，無論基于生產(chǎn)實踐，CI的現(xiàn)場水平存在顯著差異，董事會都會根據(jù)全國平均水平對原料的CI進(jìn)行評分。Argonne的工作確定了變化的根源，并建議，如果廣泛實施，改變耕作方式將導(dǎo)致大量減排。

“我們對玉米乙醇進(jìn)行了基于情景的CI分析，并結(jié)合了區(qū)域庫存數(shù)據(jù)，針對各種耕作方式來管理玉米田，并確定了影響從搖籃到農(nóng)場的溫室氣體排放的關(guān)鍵參數(shù)，” Liu說。“結(jié)果表明，由于農(nóng)場投入用途和土地管理實踐，玉米以及最終乙醇的CI的空間差異很大。”