Это будет масштабное мероприятие, включающее преобразование сотен тысяч квадратных миль — в самом амбициозном случае, больше, чем совокупная территория Техаса и Калифорнии — в поля сахарного тростника. Но это может быть достигнуто, не затрагивая экологически уязвимые районы Бразилии, и при этом допуская расширение других сельскохозяйственных культур и потребности человека, сообщают исследователи.Связанные с углеродом затраты на преобразование земель в поля сахарного тростника были включены в анализ.
«Исследование основывалось на новом подходе к моделированию точного поведения культур сахарного тростника, произрастающих в регионах, которые различаются по составу почвы, температуре, количеству осадков и множеству других параметров», — сказал Стивен П. Лонг, профессор наук о сельскохозяйственных культурах и биологии растений из Университета Иллинойса. провел анализ с международной командой, в которую входили ученые из Университета Сан-Паулу в Бразилии.«Большинство моделей, используемых для прогнозирования будущего урожая, представляют собой статистические модели, которые на самом деле не полностью учитывают то, как изменения воды, углекислого газа и температуры взаимодействуют, чтобы повлиять на производство сахарного тростника», — сказал Лонг. «Мы использовали здесь механистическую модель выращивания растения, поэтому она определяется факторами, на которые растение реагирует ежечасно».По словам Лонга, правительство Бразилии наметило экологически уязвимые земли, которые нельзя использовать для сельского хозяйства, промышленности или других видов развития.«Мы сохранили предлагаемое производство сахарного тростника на территории, которая может быть законно преобразована», — сказал он.
По словам соавтора исследования Аманда Де Соуза, научного сотрудника из Иллинойса и Университета Сан-Паулу, Бразилия уже добилась многого в своей отрасли производства сахарного тростника в этаноле.«В отличие от США, Бразилия использует почти все заводы по производству сахарного тростника для производства энергии, извлекая сахар для производства этанола, но также сжигая остатки стеблей, известные как жмых, для питания завода, а излишки используются для выработки и продажи электроэнергии. "Сказал Де Соуза. «Превращение целлюлозного компонента жмыха в этанол также, вероятно, 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 — это гибкое топливо, которое может работать на этаноле, бензине или их смеси.
По ее словам, к 2012 году бразильские заправочные станции продавали больше этанола, чем бензина.«Бразильское производство сахарного тростника, вероятно, является самым передовым в мире», — сказал Лонг. А чтобы еще больше сократить свой углеродный след, правительство Сан-Паулу, основного производителя этанола в Бразилии, недавно объявило вне закона сжигание сахарного тростника перед сбором урожая.
По словам исследователей, практика, все еще распространенная в промышленности сахарного тростника в США, сжигание удаляет листья и уменьшает объем материала, который необходимо доставить на мельницу, но при этом загрязняет атмосферу твердыми частицами и снижает содержание органических веществ в почве.«Мы пришли к выводу, что эта отрасль может немного расшириться и внести значительный вклад в декарбонизацию топлива», — сказал Лонг.Команда рассмотрела три сценария, которые увеличат площадь выращивания сахарного тростника в Бразилии с 37,5 до 116 миллионов гектаров (от 144 788 до 447 879 квадратных миль).
«Более крупный 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, конечно же, на Среднем Западе».По словам Лонга, Парижское климатическое соглашение от декабря 2015 года, подписанное 196 странами, направлено на ограничение средней глобальной температуры до менее чем на 2 градуса Цельсия (3,6 градуса по Фаренгейту) выше доиндустриального уровня.«Единственный способ добиться этого — резко сократить чистые выбросы CO2», — сказал он. «Никакое единственное решение не приведет нас к этому.
Нам нужно будет реализовать целую серию дополнительных шагов. Мы пытаемся указать на то, что это может быть очень важным шагом, который может быть реализован своевременно.
«Это расширение не должно останавливаться на Бразилии», — сказал он. «Многие акры, на которых когда-то выращивался сахарный тростник — от Карибского моря до Гавайев — сегодня простаивают. Производство сахарного тростника в этанол снова обеспечит использование этой земли».