Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с Miscanthus giganteus )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Мискантус × гигантский
Мискантус Bestand.JPG
Научная классификация
Королевство:
Plantae
(без рейтинга):
Покрытосеменные
(без рейтинга):
Однодольные
(без рейтинга):
Коммелиниды
Заказ:
Poales
Семья:
Poaceae
Подсемейство:
Panicoideae
Род:
Мискантус
Разновидность:
M. × giganteus
Биномиальное имя
Мискантус × гигантский
JMGreef, Deuter ex Hodk., Renvoize

Miscanthus × Гигантеус , то гигантские мискантусы , представляет собой стерильный гибрид из Мискантус Синенсиса и Miscanthus sacchariflorus . [a] Это многолетняя трава с бамбуковыми стеблями, которая может вырасти до высоты более 4 метров (13 футов) за один сезон (начиная с третьего сезона). Так же, как Pennisetum purpureum , Arundo donax и Saccharum ravennae , его также называют слоновой травой.

Многолетний характер Miscanthus × giganteus , его способность расти на маргинальных землях, его эффективность использования воды, неинвазивность, низкие потребности в удобрениях, значительное связывание углерода и высокая урожайность вызвали большой интерес среди исследователей, [b] некоторые утверждали, что это обладает «идеальными» энергетическими свойствами. [c] Некоторые утверждают, что он может обеспечивать отрицательные выбросы, в то время как другие подчеркивают его свойства очистки воды и улучшения почвы. Однако существуют практические и экономические проблемы, связанные с его использованием в существующей инфраструктуре сжигания ископаемого топлива. Торрефикация и другие методы повышения качества топлива изучаются как меры противодействия этой проблеме.

Области использования [ править ]

Miscanthus × giganteus в основном используется в качестве сырья для твердого биотоплива . Его можно сжигать напрямую или перерабатывать в гранулы или брикеты. Его также можно использовать в качестве сырья для жидкого биотоплива или биогаза.

Как вариант, можно использовать мискантус как строительный материал, так и как утеплитель. [d]Материалы, производимые из мискантуса, включают древесноволокнистые плиты, композитные плиты мискантуса / древесно-стружечных плит и блоки. Его можно использовать в качестве сырья для производства целлюлозы и волокон, а также для изготовления формованных изделий, таких как экологически чистые одноразовые тарелки, чашки, картонные коробки и т. Д. Мискантус имеет выход целлюлозы 70–80% по сравнению с сухим весом из-за высокого содержания холоцеллюлозы. содержание. Пульпа может быть переработана в метилцеллюлозу и использована в качестве пищевой добавки и во многих промышленных применениях. Волокно мискантуса является сырьем для армирования биокомпозитных или синтетических материалов. В сельском хозяйстве солома мискантуса используется для мульчирования почвы для удержания влаги в почве, подавления роста сорняков и предотвращения эрозии. Кроме того, высокое соотношение углерода и азота в мискантусе делает его негостеприимным для многих микробов, создавая чистую подстилку для домашней птицы, крупного рогатого скота, свиней, лошадей,и животные-компаньоны. Мискантус, используемый в качестве подстилки для лошадей, можно комбинировать с органическими удобрениями.[1] Мискантус можно использовать в качестве здорового источника клетчатки в кормах для домашних животных. [2]

Жизненный цикл [ править ]

Распространение [ править ]

Мискантус × гигантский размножается путем разрезания корневищ (его подземных стеблей) на мелкие кусочки, а затем их повторной посадки на 10 см (4 дюйма) под землей. Один гектар (2,5 акра) корневищ мискантуса, разрезанных на части, можно использовать для посадки 10–30 га новых полей мискантуса (коэффициент умножения 10–30). [e] Размножение корневищ - трудоемкий способ посадки новых культур, но он происходит только один раз в течение жизни культуры. Разрабатываются новые и более дешевые методы распространения, которые, похоже, увеличивают коэффициент умножения с 10–30 до 1000–2000. [f] [g] Прогнозируется сокращение вдвое стоимости. [час]

Управление [ править ]

Ограниченное количество гербицида следует применять только в начале первых двух сезонов; после второго года работы плотный покров и мульча из мертвых листьев эффективно сокращают рост сорняков. [3] Другие пестициды не нужны. [4] Из - за высокой Miscanthus' эффективности использования азота , [я] удобрение также обычно не требуется. [j] Мульчирующая пленка, с другой стороны, помогает M. x giganteus и различным гибридам на основе семян расти быстрее и выше, с большим количеством стеблей на растение, что эффективно сокращает фазу укоренения с трех лет до двух. [k]Причина, по всей видимости, в том, что эта пластиковая пленка сохраняет влажность в верхнем слое почвы и повышает температуру. [l]

Доходность [ править ]

Оценка урожайности Miscanthus x giganteus в Европе (без орошения).

Мискантус близок к теоретическому максимуму по эффективности преобразования солнечной радиации в биомассу , [м], а его эффективность использования воды является одной из самых высоких среди всех культур. [n] Он имеет вдвое более высокую эффективность использования воды, чем кукуруза, выращиваемая на основе сорта C4 , в два раза эффективнее, чем ива энергетической культуры C3 ( Salix viminalis ), и в четыре раза эффективнее, чем растение пшеницы C3. [o] Эта комбинированная эффективность делает поля мискантуса плотными по энергии. Поскольку мискантус имеет энергоемкость 18 ГДж на тонну сухого вещества, типичный британский сухой урожай (зимний урожай) 11–14 тонн с гектара дает 200–250 гигаджоулей энергии с гектара в год в этом конкретном регионе. Это выгодно отличается от кукурузы (98 ГДж), масличного рапса (25 ГДж) и пшеницы / сахарной свеклы (7–15 ГДж), [p] подчеркивая различия между биоэнергетическими культурами первого и второго поколений. В США было показано, что M. x giganteus дает урожайность в два раза больше, чем просо. [5]

Hastings et al. обратите внимание, что «полевые испытания показали, что для многих мест в Европе M. x giganteus имеет самый высокий выход энергии из всех потенциальных биоэнергетических культур в пересчете на чистый МДж га  -1 [мегаджоуль на гектар] и самый высокий уровень энергопотребления. эффективность (EUE) с точки зрения затрат энергии на производство из-за его относительно высокой урожайности и низких затрат [...] ». [6] Основными конкурентами по урожайности являются ива и тополь, выращиваемые на плантациях с коротким поросльем (SRC) или лесными культурами (SRF). В северных частях Европы ива и тополь подходят к мискантусу и иногда превосходят его зимнюю урожайность в одном и том же месте. [q] По оценкам ФАО (Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций), урожайность лесных плантаций колеблется от 1 до 25 м 3.«зеленая» (не сушеная) древесина на гектар в год во всем мире, что эквивалентно 0,4–12,2 тонны сухого вещества на гектар в год. У российской сосны самый низкий урожай (0,4–2 тонны или 1–5 м 3 ), тогда как у эвкалипта в Аргентине, Бразилии, Чили и Уругвае и тополя во Франции / Италии самый высокий урожай (7,8–12,2 тонны для эвкалипта и 2,7 тонны). –8,4 тонны для тополя.) [R] Для естественных умеренных смешанных лесов Вацлав Смил оценивает несколько более низкую среднюю устойчивую урожайность (NAI: чистый годовой прирост); 1,5–2 сухих тонны на гектар (2–2,5 м 3 на гектар, от 0,9 м3 в Греции до 6 м 3 во Франции). [7]По оценкам Forest Research, лесные насаждения Великобритании обычно дают урожайность от 1 до 3 тонн сухого вещества с гектара в год, за исключением насаждений тополя, которые дают урожайность от 3 до 7 тонн. [8] МГЭИК предоставляет данные о среднем чистом годовом приросте биомассы для естественных лесов во всем мире. Чистый прирост варьируется от 0,1 до 9,3 тонны сухого вещества на гектар в год, при этом в большинстве естественных лесов производится от 1 до 4 тонн, а средний мировой показатель составляет 2,3 тонны. Средний чистый прирост плантационных лесов колеблется от 0,4 до 25 тонн, при этом большинство плантаций дает от 5 до 15 тонн, а средний мировой показатель составляет 9,1 тонны. [9]

Пик урожая мискантуса достигается в конце лета, но сбор урожая обычно откладывается до зимы или ранней весны. В этот момент выход примерно на 33% ниже из-за опадающих листьев, но качество сгорания выше. Задержка сбора урожая также позволяет азоту возвращаться в корневище для использования растением в следующем вегетационном сезоне. [s]

В Европе максимальный (осенний) урожай сухой массы был измерен в 10–40 тонн с гектара в год (4–16 тонн с акра в год), в зависимости от местоположения, при среднем пиковом урожае сухой массы 22 тонны. [t] Урожайность самая высокая в южной Европе; Roncucci et al. укажите урожай сухой массы 25–30 тонн, как правило, для этой площади в богарных условиях. При орошении испытания в Португалии дали урожай 36 тонн, Италии 34–38 тонн и Греции 38–44 тонны. [10] Испытания в Иллинойсе, США, дали урожай 10–15 тонн с акра (25–37 т / га). Как и в Европе, урожайность увеличивается по мере продвижения на юг. В целом Вацлав Смил оценивает примерно двукратное увеличение чистой первичной продукции (NPP) биомассы в тропиках по сравнению с регионами с умеренным климатом. [11] ДляВ частности, Micanthus x giganteus , пока нет доступных научных полевых испытаний в отношении урожайности в тропиках. Однако Sheperd et al. заявляют, что Micanthus x giganteus «подавляет производство ассимилятов при температуре выше 28 ° C». [12] Следовательно, они предсказывают, что урожайность в тропиках будет низкой. Средняя оценка не приводится, хотя во всем мире ожидается средний урожай в 9 тонн (включая очень холодные регионы). [13] Авторы отмечают, что другие генотипы мискантуса имеют более высокую устойчивость к жаре, например, Miscanthus Sinensis , который не начинает подавлять фотосинтез, пока температура не достигнет 35 ° C. [12]Другие виды слоновой травы, более подходящие для высоких температур (различные варианты нейпира), показали урожайность до 80 тонн с гектара, [u] [v] [w] и коммерческие разработчики нейпирной травы рекламируют урожайность около 100 сухих тонн с гектара с в год при наличии достаточного количества дождя или орошения (100 мм в месяц). [x] [y]

Урожайность - пашня [ править ]

Воспроизвести медиа
Посадка и сбор урожая (видео).

Felten et al. обнаружили, что средняя урожайность зимой / весной составляет 15 тонн с гектара в год (6,1 тонны с акра в год) в ходе 16-летних испытаний на пахотных землях в Германии. [z] McCalmont et al. оценивают средний урожай в Великобритании в 10–15 тонн при уборке весной [14], в то время как Hastings et al. оценивают "пессимистичный" средний урожай в Великобритании в 10,5 тонн. [aa] Nsanganwimana et al. суммируйте несколько испытаний и дайте эти числа:

  • Австрия: осенний урожай 17–30. Зимний урожай 22.
  • Дания: Осенний урожай 17. Зимний урожай 10.
  • Италия: Зимний урожай 20–25.
  • Франция: Осенний урожай 42–49. Зимний урожай 30.
  • Германия: осенний урожай 17–30. Зимний урожай 10–20.
  • Португалия: осенний урожай 39. Зимний урожай 26–30.
  • Нидерланды: осенний урожай 25. Зимний урожай 16–17.
  • Испания: Зимний урожай 14.
  • Великобритания: Зимний урожай 11–17. [1]

Урожайность - маргинальная земля [ править ]

Крутой, маргинальный край.

Маргинальные земли - это земли с проблемами, ограничивающими рост, например, с низкой емкостью воды и питательных веществ , высокой засоленностью , токсичными элементами, плохой текстурой, небольшой глубиной почвы, плохим дренажем , низким плодородием или крутым рельефом. В зависимости от определения этого термина в мире существует от 1,1 до 6,7 миллиардов гектаров маргинальных земель. [ab] Для сравнения, Европа состоит из примерно 1 миллиарда гектаров (10 миллионов км2, или 3,9 миллиона квадратных миль), а Азия - 4,5 миллиарда гектаров (45 миллионов км 2 , или 17 миллионов квадратных миль). По оценкам МГЭИК, в мире существует от 0,32 до 1,4 миллиарда гектаров маргинальных земель, пригодных для биоэнергетики. [ac]

Куинн и др. определили Miscanthus x giganteus как культуру, которая умеренно или очень устойчива ко многим факторам окружающей среды, в частности к жаре, засухе, наводнениям, засолению (ниже 100 мМ ) и низкой температуре почвы (до −3,4 ° C или 25 ° F). . [ad] Эта надежность позволяет создавать относительно высокоурожайные поля мискантуса на маргинальных землях, Nsanganwimana et al. упомяните пустоши, прибрежные районы, влажные среды обитания, луга, заброшенные фрезерные участки, опушки леса, берега рек, предгорья и горные склоны как жизнеспособные места. [15] Аналогичным образом Ставриду и др. пришли к выводу, что 99% засоленных маргинальных земель Европы можно использовать для плантаций M. x giganteus, с ожидаемой максимальной потерей урожая в 11%.[ae] Поскольку засоление до 200 мМ не влияет на корни и корневища, связывание углерода не изменяется. [af] Lewandowski et al. обнаружили потерю урожая на 36% на маргинальном участке, ограниченном низкими температурами (Москва), по сравнению с максимальной урожайностью на пахотных землях в Центральной Европе. Авторы также обнаружили потерю урожая на 21% на маргинальном участке, ограниченном засухой (Турция), по сравнению с максимальными урожаями на пахотных почвах в Центральной Европе. [ag]Используя программное обеспечение для прогнозирования урожайности Miscanfor, Zhang et al. прогнозирует среднюю урожайность мискантуса на маргинальных землях в Китае в размере 14,6 тонны сухого гектара в год, что на 12,6% ниже ожидаемой средней урожайности на пахотных землях. Авторы подсчитали, что мискантус на малоплодородных землях в Китае может производить 31,7 ЭДж (экзаджоуль) энергии в год [16], что эквивалентно 39% потребления угля в стране в 2019 году. [ах]

Miscanfor прогнозирует, что 30 дней сухости почвы - это среднее максимальное время, которое культура мискантуса может выдержать до увядания, а 60 дней - это максимум, прежде чем ее корневища будут уничтожены и урожай придется пересаживать. [ai] Помимо достаточного количества осадков, влагоудерживающая способность почвы важна для высоких урожаев, особенно в засушливые периоды - на самом деле Roncucci et al. сообщает о примерно в два раза более высокой урожайности мискантуса, посаженного в илистый суглинок, по сравнению с супесчаной почвой (Италия) после относительно нормальных осадков во время вегетационного периода , и примерно в шесть раз более высокой урожайности после вегетационного периода с сильной засухой. [aj]Авторы отмечают, что в почвах с плохой водоудерживающей способностью полив в период укоренения важен, поскольку он позволяет корням проникать гораздо глубже под землю, тем самым повышая способность растений собирать воду. [ak] Орошение также может повысить урожайность, если его применять во время засушливого вегетационного периода (определяется как 150–300 мм осадков). Однако авторы утверждают, что на почвах с хорошей водоудерживающей способностью можно избежать орошения, если количество осадков превышает 420 мм. [al]Стричевич и др. сделайте то же самое для сельскохозяйственных культур в Сербии. Почва в этом районе обычно хорошо увлажняется в начале вегетационного периода из-за таяния снега. Если корни уходят глубоко (2–3 м) и почва обладает хорошей водоудерживающей способностью, 300–400 мм осадков за сезон достаточно для получения хороших урожаев (20–25 тонн с гектара в год). [am] Авторы отмечают, однако, что при отсутствии ограничений по воде, то есть, если посевы орошаются, вы можете ожидать вдвое большей урожайности (42 тонны с гектара в год). [an]

Nsanganwimana et al. установили, что M. x giganteus хорошо растет на почвах, загрязненных металлами, или в результате промышленной деятельности в целом. [17] Например, в одном испытании было обнаружено, что M. x giganteus поглотила 52% свинца и 19% мышьяка в почве через три месяца. [18] Абсорбция стабилизирует загрязняющие вещества, чтобы они не попадали в воздух (в виде пыли), в грунтовые воды, соседние поверхностные воды или соседние районы, используемые для производства продуктов питания. [ao] Если в качестве топлива используется зараженный мискантус, на месте сжигания необходимо установить соответствующее оборудование, чтобы справиться с этой ситуацией. [19]Однако в целом «[…] мискантус [] является подходящей культурой для сочетания производства биомассы и экологического восстановления загрязненных и маргинальных земель». [20] Из-за способности мискантуса быть «[…] продуктивным на сельскохозяйственных землях низкого качества, включая загрязненные тяжелыми металлами и засоленные почвы […]» Clifton-Brown et al. пришли к выводу, что мискантус может «[…] способствовать устойчивой интенсификации сельского хозяйства, позволяя фермерам диверсифицировать и поставлять биомассу для расширяющегося рынка без ущерба для продовольственной безопасности». [21]

Доходность - сравнение с другими возобновляемыми источниками [ править ]

Чтобы рассчитать требования к землепользованию для различных видов производства энергии, важно знать соответствующие удельные мощности мощности для конкретных территорий. По оценке Смила, средние удельные удельные мощности мощности для современного биотоплива, производства энергии ветра, гидро- и солнечной энергии составляют 0,30 Вт / м 2 , 1 Вт / м 2 , 3 Вт / м 2 и 5 Вт / м 2 соответственно (мощность в форма тепла для биотоплива и электроэнергии для ветра, гидро- и солнечной энергии). [22] Среднее потребление энергии людьми на свободных ото льда землях составляет 0,125 Вт / м 2 (вместе тепло и электричество) [23], хотя в городских и промышленных районах оно возрастает до 20 Вт / м 2 . [24]

Причиной низкой удельной удельной мощности удельной мощности для биотоплива является сочетание низкой урожайности и лишь частичного использования завода (например, этанол обычно получают из сахарного тростника или кукурузного крахмала, а биодизель часто делают из рапса и кукурузного крахмала. содержание масла сои).

Что касается производства этанола, по оценкам Смила, поля Miscanthus x giganteus генерируют 0,40 Вт / м 2 при использовании для этой цели (урожайность 15 т / га). [25] Кукурузные поля генерируют 0,26 Вт / м 2 (урожайность 10 т / га). [26] В Бразилии поля сахарного тростника обычно генерируют 0,41 Вт / м 2 . [26] При самой высокой урожайности крупномасштабных плантаций в отрасли (примерно 80 т / га влажных), поля сахарного тростника могут генерировать 0,50 Вт / м 2 . [27] Озимая пшеница (США) генерирует 0,08 Вт / м 2, а немецкая пшеница - 0,30 Вт / м 2 . [28] При выращивании для использования в качестве топлива для реактивных двигателей соя генерирует 0,06 Вт / м3.2 , в то время как пальмовое масло дает более здоровые 0,65 Вт / м 2 . [27] Джатропа, выращенная на малоплодородных землях, генерирует 0,20 Вт / м 2 . [27] При выращивании для получения биодизеля семена рапса производят 0,12 Вт / м 2 (в среднем по ЕС). [29] В отличие от выращивания мискантуса и производства твердого топлива, типичное жидкое сырье для биотоплива и производство топлива требуют больших затрат энергии. Когда эти затраты компенсируются, удельная мощность падает еще больше: производство биодизельного топлива на основе рапса в Нидерландах имеет самую высокую энергоэффективность в ЕС с скорректированной удельной мощностью 0,08 Вт / м 2 , в то время как биоэтанол на основе сахарной свеклы, производимый в Испании, имеет самую высокую энергоэффективность. самый низкий, всего 0,02 Вт / м 2. [30]

Сжигание твердой биомассы более энергоэффективно, чем сжигание жидкостей, поскольку используется вся установка. Например, кукурузные плантации, производящие твердую биомассу для сжигания, производят более чем вдвое больше энергии на квадратный метр по сравнению с кукурузными плантациями, производящими этанол, когда урожайность такая же: 10 т / га генерируют 0,60 Вт / м 2 и 0,26 Вт / м 2 соответственно (даже без компенсации энергозатрат). [31] Для крупномасштабных плантаций сосен, акаций, тополей и ив в регионах с умеренным климатом Смил оценивает урожайность в 5-15 т / га, что эквивалентно 0,30-0,90 Вт / м 2 . [32]Для таких же крупных плантаций, как эвкалипт, акация, лейкена, сосна и дальбергия в тропических и субтропических регионах, его оценка составляет 20-25 т / га, что эквивалентно 1,20-1,50 Вт / м 2 (оценка урожайности несколько выше, чем оценка ФАО. выше, и урожай, который помещает удельную мощность этих плантаций в зависимости от площади между плотностями ветра и воды). [32] В Бразилии средняя урожайность эвкалипта составляет 21 т / га, но в Африке, Индии и Юго-Восточной Азии типичная урожайность эвкалипта ниже 10 т / га. [33]

Сухая биомасса печей в целом, включая древесину, мискантус [34] и волокнистую [35] траву, имеет теплотворную способность примерно 18 ГДж / т. [36] При расчете выработки электроэнергии на квадратный метр каждая т / га урожая сухой биомассы увеличивает выработку электроэнергии плантацией на 0,06 Вт / м 2 . [37] Как упоминалось выше, Смил оценивает, что в среднем в мире для производства ветровой, гидро- и солнечной энергии составляет 1 Вт / м 2 , 3 Вт / м 2 и 5 Вт / м 2.соответственно. Чтобы соответствовать этой плотности мощности, урожайность плантаций должна достигать 17 т / га, 50 т / га и 83 т / га для ветра, воды и солнца соответственно. Это кажется достижимым на основе данных об урожайности в предыдущих разделах. Чтобы соответствовать среднемировому уровню биотоплива (0,3 Вт / м 2 ), плантациям необходимо производить всего 5 тонн сухой массы на гектар в год.

Обратите внимание, однако, что урожай необходимо отрегулировать, чтобы компенсировать количество влаги в биомассе (испарение влаги для достижения точки возгорания обычно является пустой тратой энергии). Влажность соломы или тюков биомассы зависит от влажности окружающего воздуха и возможных мер по предварительной сушке, в то время как пеллеты имеют стандартизованное (определенное ISO) содержание влаги ниже 10% (древесные гранулы) [ap] и ниже 15% (другие гранулы). ). [aq] Аналогичным образом, потери при передаче по линиям электропередачи в ветровом, гидро- и солнечном секторе составляют примерно 8% в мире и должны учитываться. [ар]Если биомасса будет использоваться для производства электроэнергии, а не для производства тепла, обратите внимание, что урожайность должна быть примерно утроена, чтобы конкурировать с ветровой, гидро- и солнечной энергией, поскольку текущая эффективность преобразования тепла в электричество составляет всего 30-40%. [38] При простом сравнении удельной мощности мощности по конкретным районам без учета стоимости, такая низкая эффективность преобразования тепла в электроэнергию эффективно выталкивает по крайней мере солнечные парки вне досягаемости даже для самых высокопродуктивных плантаций биомассы с точки зрения удельной мощности. [в качестве]

Связывание углерода [ править ]

Вход / выход углерода из почвы [ править ]

В конце каждого сезона растение вытягивает питательные вещества на землю. Цвет меняется с зеленого на желто-коричневый.

Растения поглощают углерод посредством фотосинтеза - процесса, управляемого солнечным светом, при котором CO 2 и вода абсорбируются, а затем объединяются с образованием углеводов. Поглощенный углерод высвобождается обратно в атмосферу в виде CO 2, когда собранная биомасса сжигается, но подземные части растения (корни и корневища) остаются в почве и потенциально могут добавлять значительное количество углерода в почву с годами. Однако подземный углерод не остается под землей навсегда; «[…] Почвенный углерод - это баланс между распадом исходного почвенного углерода и скоростью поступления […]». [39] [at] Почвенный углерод, полученный из растений, представляет собой континуум, от живой биомассы до гумуса , [40]и он разлагается на разных стадиях, от месяцев (разлагаемый растительный материал; DPM) до сотен лет (гумус). Скорость разложения зависит от многих факторов, например от вида растений, почвы, температуры и влажности [41], но пока поступает свежий новый углерод, определенное количество углерода остается в земле - фактически Poeplau et al. не обнаружили никаких «[…] признаков уменьшения накопления SOC [органического углерода в почве] с возрастом плантации, указывающих на отсутствие насыщения SOC в течение 15–20 лет». [42] Харрис и др. оценить 30–50 лет изменения SOC после изменения землепользования между однолетними и многолетними культурами, прежде чем будет достигнуто новое равновесие SOC. [43]Таким образом, видно, что количество углерода в земле под полями мискантуса увеличивается в течение всего жизненного цикла культуры, хотя и с медленным началом из-за начальной обработки почвы (вспашка, копка) и относительно небольшого количества вводимого углерода на этапе укоренения. . [Au] [AV] (пахоты помогает почвы микробные популяции , чтобы разложить имеющийся углерод, производя CO 2 . [ав] [ах]) Felten et al. утверждают, что высокая доля остатков до и после сбора урожая (например, мертвых листьев), прямое накопление гумуса, хорошо развитая и глубоко проникающая корневая система, низкая скорость разложения растительных остатков из-за высокого отношения C: N (углерод к азоту), а также отсутствие обработки почвы и, как следствие, меньшая аэрация почвы, являются причинами высокой скорости связывания углерода. [44]

Чистое годовое накопление углерода [ править ]

В ряде исследований предпринимается попытка количественно определить чистое количество углерода, вызванного мискантусом, накопления углерода под землей каждый год после учета разложения, в различных местах и ​​при различных обстоятельствах.

Dondini et al. обнаружили на 32 тонны больше углерода на гектар (13 тонн на акр) под 14-летним полем мискантуса, чем на контрольном участке, что позволяет предположить, что совокупная (C3 плюс C4) средняя скорость накопления углерода составляет 2,29 тонны на гектар в год (1 тонна на акр в год), или 38% от общего собираемого углерода в год. [ау] Подобным образом Milner et al. предполагают, что средний уровень накопления углерода для всей Великобритании составляет 2,28 тонны на гектар в год (также 38% от общего собираемого углерода в год), учитывая, что некоторые убыточные земли (0,4% от общего количества) исключены. [аз]Накадзима и др. обнаружили, что скорость накопления составляет 1,96 (± 0,82) тонны на гектар в год под университетским полигоном в Саппоро, Япония (0,79 на акр), что эквивалентно 16% от общего количества собираемого углерода в год. Однако испытание было короче, всего 6 лет. [ba] Hansen et al. обнаружили, что скорость накопления составляет 0,97 тонны на гектар в год (0,39 тонны на акр в год) в течение 16 лет на испытательном полигоне в Хорнуме, Дания, что эквивалентно 28% от общего количества собираемого углерода в год. [bb] McCalmont et al. сравнил ряд отдельных европейских отчетов и обнаружил, что скорость накопления колеблется от 0,42 до 3,8 тонны на гектар в год [bc] со средней скоростью накопления 1,84 тонны (0,74 тонны на акр в год), [bd]или 25% от общего собираемого углерода в год. [быть] МГЭИК утверждает, что повышение содержания углерода в почве является важным вариантом как для смягчения последствий изменения климата, так и для адаптации. [bf]

Проблемы транспортировки и сжигания [ править ]

Обзор [ править ]

Развитие процесса обжига началось как исследование обжарки кофе в конце 19 века. [45]

Биомасса в целом, включая мискантус, имеет другие свойства по сравнению с углем, например, когда дело доходит до обработки и транспортировки, измельчения и сжигания. [46] Это затрудняет совместное использование одной и той же инфраструктуры логистики, измельчения и сжигания. Часто вместо этого приходится строить новые предприятия по переработке биомассы, что увеличивает стоимость. [bg] Вместе с относительно высокой стоимостью сырья это часто приводит к хорошо известной ситуации, когда проекты по биомассе должны получать субсидии, чтобы быть экономически жизнеспособными. [bh] Однако в настоящее время изучается ряд технологий повышения качества топлива, которые сделают биомассу более совместимой с существующей инфраструктурой. Самым зрелым из них является торрефикация., по сути, это передовая технология обжига, которая в сочетании с гранулированием или брикетированием значительно влияет на характеристики погрузочно-разгрузочных работ и транспортировки, измельчаемость и эффективность сгорания.

Плотность энергии и транспортные расходы [ править ]

Перевозка объемных, водопоглощающих тюков мискантуса по Англии.

Насыпная плотность щепы мискантуса составляет всего 50–130 кг / м 3 , [bi] тюков - 120–160 кг / м 3 , [bj], в то время как пеллеты и брикеты имеют объемную плотность 500 и 600 кг / м 3 соответственно. [47] Торрефикация работает рука об руку с этой тенденцией к более плотной и, следовательно, более дешевой транспортировке продукта, в частности, за счет увеличения энергии продукта.плотность. Торрефикация удаляет (путем газификации) части биомассы, которые имеют наименьшее энергосодержание, в то время как части с наибольшим энергосодержанием остаются. То есть примерно 30% биомассы превращается в газ во время процесса торрефикации (и потенциально используется для питания процесса), тогда как 70% остается, обычно в виде уплотненных гранул или брикетов . Однако этот твердый продукт содержит примерно 85% исходной энергии биомассы. [48]В основном массовая часть сократилась больше, чем энергетическая, и, как следствие, теплотворная способность торрефицированной биомассы значительно возрастает до такой степени, что она может конкурировать с энергетически плотными углями, используемыми для производства электроэнергии (паровые / тепловые угли). Вацлав Смил утверждает, что плотность энергии наиболее распространенных энергетических углей сегодня составляет 22–26 ГДж / т. [49]

Более высокая плотность энергии означает более низкие транспортные расходы и уменьшение выбросов парниковых газов, связанных с транспортировкой. [50] МЭА (Международное энергетическое агентство) рассчитало затраты на энергию и выбросы парниковых газов для обычных и торрефицированных гранул / брикетов. При производстве пеллет и их отправке из Индонезии в Японию при переходе с обычного режима на торрефицированный ожидается экономия энергии не менее 6,7% или 14% выбросов парниковых газов. Это число увеличивается до 10,3% экономии энергии и 33% экономии парниковых газов при изготовлении и отправке брикетов диаметром минимум 50 мм вместо пеллет (производство брикетов требует меньше энергии). [bk]Чем длиннее маршрут, тем больше экономия. Относительно короткий маршрут поставок из России в Великобританию составляет 1,8% экономии энергии, а более длинный маршрут поставок из юго-востока США в район Амстердам-Роттердам-Антверпен (ARA) составляет 7,1%. От юго-запада Канады до 10,6% ARA, от юго-запада США до Японии 11% и от Бразилии до Японии 11,7% (вся эта экономия относится только к пеллетам) [51]

Расходы на водопоглощение и транспортировку [ править ]

Торрефикация также переводит биомассу из гидрофильного (водопоглощающего) в гидрофобное (водоотталкивающее) состояние. Водоотталкивающие брикеты можно транспортировать и хранить на открытом воздухе, что упрощает логистические операции и снижает затраты. [bl] Вся биологическая активность прекращается, что снижает риск возгорания и останавливает биологическое разложение, такое как гниение. [50]

Единообразие и настройка [ править ]

Как правило, торрефикация рассматривается как шлюз для преобразования ряда очень разнообразного сырья в однородное и, следовательно, более простое в обращении топливо. [50] Параметры топлива могут быть изменены в соответствии с требованиями клиентов, например, тип сырья, степень торрефикации, геометрическая форма, долговечность, водостойкость и состав золы. [52] Возможность использования различных типов сырья улучшает доступность топлива и надежность поставок. [50]

Шлифованность [ править ]

Угольные измельчители

Необработанный M. x giganteus имеет прочные волокна, что затрудняет измельчение до очень мелких частиц (менее 75 мкм / 0,075 мм). Куски угля обычно измельчаются до такого размера, потому что такие мелкие, ровные частицы горят стабильнее и эффективнее. [53] [54] В то время как уголь имеет оценку 30–100 по индексу измельчаемости Hardgrove (HGI) (более высокие значения означают, что его легче измельчать), необработанный мискантус имеет оценку 0. [bm] Однако во время торрефикации " […] Фракция полуцеллюлозы, которая отвечает за волокнистую природу биомассы, разлагается, тем самым улучшая ее измельчаемость ». [55] Бриджман и др. измерил HGI 79 для торрефицированного мискантуса, [bn]в то время как МЭА оценивает HGI в 23–53 для торрефицированной биомассы в целом. [56] Уголь Великобритании набрал от 40 до 60 баллов по шкале HGI. [bo] По оценкам МЭА, потребление энергии, необходимой для измельчения торрефицированной биомассы, снизится на 80–90%. [57]

Относительно легкое измельчение обожженного мискантуса делает возможным рентабельное преобразование в мелкие частицы, что впоследствии делает возможным эффективное горение при стабильном пламени. Ндибе и др. обнаружили, что уровень несгоревшего углерода «[…] снизился с введением торрефицированной биомассы», и что пламя торрефицированной биомассы «[…] было стабильным в течение 50% совместного сжигания и для 100% случая в результате достаточной крупности частиц топлива . " [58]

Хлор и коррозия [ править ]

Сырая биомасса мискантуса имеет относительно высокое количество хлора , что проблематично при сценарии сжигания, поскольку, как Рен и др. поясняет, что «[…] вероятность коррозии в значительной степени зависит от содержания хлора в топливе […]». [59] Аналогичным образом, Johansen et al. заявляют, что «[…] выброс связанных с хлором [связанных с хлором] разновидностей во время горения является основной причиной индуцированной активной коррозии при сжигании биомассы на решетке ». [60] Хлор в различных формах, в частности в сочетании с калием в виде хлорида калия , конденсируется на относительно более холодных поверхностях внутри котла.и создает коррозионный слой отложений. Коррозия повреждает котел, и, кроме того, сам физический слой отложений снижает эффективность теплопередачи, что особенно важно внутри механизма теплообмена . [bp] Хлор и калий также значительно понижают температуру плавления золы по сравнению с углем. Расплавленная зола, известная как шлак или клинкер , прилипает к дну котла и увеличивает расходы на техническое обслуживание. [bq] [br]

Чтобы снизить содержание хлора (и влаги), M. x giganteus обычно собирают сухим, ранней весной, но такая практика позднего сбора все еще недостаточна в качестве контрмеры для достижения горения без коррозии. [bs]

Однако количество хлора в мискантусе снижается примерно на 95%, когда он подвергается торрефикации при 350 градусах Цельсия. [bt] Выделение хлора во время самого процесса торрефикации более управляемо, чем выделение хлора во время горения, потому что «[…] преобладающие температуры во время первого процесса ниже температур плавления и испарения щелочных солей хлора, что сводит к минимуму их риски шлакообразование, обрастание и коррозия в печах ». [61]

Для калия Kambo et al. обнаружил 30% -ное снижение количества торрефицированного мискантуса. [62] Однако калий зависит от хлора с образованием хлорида калия; при низком уровне хлора отложения хлорида калия пропорционально уменьшаются. [bu]

Заключение [ править ]

Ли и др. пришли к выводу, что «[…] процесс торрефикации преобразует химические и физические свойства сырой биомассы в свойства, подобные углю, что позволяет использовать биомассу с высокими коэффициентами замещения в существующих угольных котлах без каких-либо серьезных модификаций». [63] Подобным образом Бриджман и др. заявляют, что, поскольку торрефикация удаляет влагу, создает измельчаемый, гидрофобный и твердый продукт с повышенной плотностью энергии, торрефицированное топливо больше не требует «[…] отдельного оборудования для обработки при совместном сжигании с углем на существующих электростанциях». [46] Smith et al. делает то же самое в отношении гидротермальной карбонизации , иногда называемой «мокрым» обжигом. [bv]

Рибейро и др. обратите внимание, что «[…] торрефикация - более сложный процесс, чем первоначально предполагалось», и заявите, что «[…] торрефикация биомассы все еще является экспериментальной технологией […]». [64] Майкл Уайлд, президент Международного совета по торрефикации биомассы, заявил в 2015 году, что сектор торрефикации находится «[…] в фазе оптимизации […]», то есть созревает. Он упоминает интеграцию процессов, энергоэффективность и массовую эффективность, механическое сжатие и качество продукции как наиболее важные переменные, которые необходимо освоить на данном этапе развития сектора. [52]

Воздействие на окружающую среду [ править ]

Экономия парниковых газов [ править ]

Урожайность и содержание углерода в почве [ править ]

ПГ / CO2 / углеродный отрицательный фактор для производственных путей Miscanthus × giganteus .
Взаимосвязь между урожайностью над землей (диагональные линии), органическим углеродом почвы (ось X) и потенциалом почвы для успешного / неудачного связывания углерода (ось Y). По сути, чем выше урожай, тем больше земель становится инструментом снижения выбросов CO2 (включая относительно богатые углеродом земли).

Количество секвестрированного углерода и количество выбрасываемых парниковых газов определяют, будет ли общая стоимость жизненного цикла ПГ проекта биоэнергетики положительной, нейтральной или отрицательной. В частности, жизненный цикл с отрицательным выбросом парниковых газов / углерода возможен, если общее накопление углерода под землей более чем компенсирует общие выбросы парниковых газов над землей в течение жизненного цикла. Whitaker et al. подсчитать, что для Miscanthus x giganteus углеродная нейтральность и даже отрицательность вполне достижимы. Авторы утверждают, что культура мискантуса с урожайностью 10 тонн с гектара в год улавливает столько углерода, что урожай более чем компенсирует как выбросы сельскохозяйственных предприятий, так и выбросы транспорта. График справа отображает два CO 2.отрицательные пути продуцирования мискантуса, представленные в граммах эквивалента CO 2 на мегаджоуль. Полосы идут последовательно и перемещаются вверх и вниз по мере увеличения и уменьшения содержания CO 2 в атмосфере . Зеленые полосы представляют изменение углерода в почве, желтые ромбы - средние значения. [чб]

Эммерлинг и др. то же самое можно сказать и о мискантусе в Германии (урожайность 15 т / га / год, связывание углерода 1,1 т / га / год): «Мискантус - одна из очень немногих культур в мире, которая достигает истинной CO 2- нейтральности и может функционировать как CO 2. [...] Связанные со сжиганием мазута прямые и косвенные выбросы парниковых газов могут быть сокращены минимум на 96% за счет сжигания соломы мискантуса (выбросы: 0,08 кг CO 2 -экв МДж -1 ( мазут) по сравнению с 0,0032 кг CO 2- экв МДж -1 (солома мискантуса). Из-за секвестрации углерода во время роста мискантуса это приводит к снижению выбросов CO 2 -экв. на 117% ". [bx]

Успешное связывание зависит от участков посадки, так как наилучшими для связывания являются почвы с низким содержанием углерода. Разнообразие результатов, отображаемых на диаграмме, подчеркивает этот факт. [Автор] Милнер и др. утверждают, что в Великобритании ожидается успешная секвестрация пахотных земель на большей части территории Англии и Уэльса, а в некоторых частях Шотландии ожидается неудачная секвестрация из-за уже богатых углеродом почв (существующих лесных массивов). Кроме того, для Шотландии относительно низкие урожаи в этом более холодном климате затрудняют достижение отрицательного эффекта CO 2 . Почвы, уже богатые углеродом, включают торфяники и спелые леса. Milner et al. далее утверждают, что наиболее успешное связывание углерода в Великобритании происходит ниже улучшенных пастбищ .[bz] Однако Harris et al. отмечает, что, поскольку содержание углерода в пастбищах значительно различается, степень успешности землепользования меняется от пастбищ к многолетним. [ca] На нижнем графике отображается расчетная урожайность, необходимая для достиженияотрицательного содержанияCO 2 для различных уровней существующей углеродной насыщенности почвы.

Многолетний, а не однолетний характер посевов мискантуса означает, что ежегодное существенное накопление углерода под землей может продолжаться в неизменном виде. Отсутствие ежегодной вспашки или раскопки означает отсутствие повышенного окисления углерода и стимуляции популяций микробов в почве, и, следовательно, не происходит ускоренного преобразования углерода в CO 2 в почве каждую весну.

Сравнение сбережений [ править ]

По сути, подземное накопление углерода работает как инструмент уменьшения выбросов парниковых газов, поскольку оно удаляет углерод из надземной углеродной циркуляции (циркуляции от растения к атмосфере и обратно в растение). Надземная циркуляция осуществляется за счет фотосинтеза и горения - Во-первых, поля мискантуса поглощают CO 2 и ассимилируют его в виде углерода в своих тканях как над, так и под землей. Когда надземный углерод собирается и затем сжигается, молекула CO 2 снова образуется и выбрасывается обратно в атмосферу. Однако эквивалентное количество CO 2(и, возможно, больше, если биомасса увеличивается) снова поглощается ростом в следующем сезоне, и цикл повторяется. Этот надземный цикл потенциально может быть углеродно-нейтральным, но, конечно, участие человека в эксплуатации и управлении наземной циркуляцией CO 2 означает дополнительный ввод энергии, часто поступающей из ископаемых источников. Если ископаемое топливо расходуется на операции высоко по сравнению с количеством вырабатываемой энергии, общим СО 2 следа (СО 2 выбросов от операций плюс сжигания растений, минус связывания углерода) могут подойти, матч или даже превысить СО 2 следа происходящего из сжигание исключительно ископаемого топлива, как было показано в нескольких проектах по производству биотоплива первого поколения. [cb][cc] [cd] Транспортное топливо в этом отношении может быть хуже твердого топлива. [ce]

Проблема может быть решена как с точки зрения увеличения количества углерода, который перемещается под землей (см. « Связывание углерода» выше), так и с точки зрения уменьшения поступления ископаемого топлива в наземные операции. Если под землей перемещается достаточно углерода, он может компенсировать общие выбросы в течение жизненного цикла конкретного биотоплива. Кроме того, если надземные выбросы уменьшатся, потребуется меньше подземных хранилищ углерода, чтобы биотопливо стало CO 2 нейтральным или отрицательным. Подводя итог, можно сказать, что отрицательный жизненный цикл по ПГ возможен, если накопление углерода под землей более чем компенсирует выбросы ПГ надземного жизненного цикла.

Для биоэнергетических культур первого поколения выбросы парниковых газов часто были значительными, но биоэнергетические культуры второго поколения, такие как мискантус, резко сокращают выбросы CO 2 . Hastings et al. обнаружили, что мискантус «[…] почти всегда оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, чем однолетние биоэнергетические культуры первого поколения […]». [cf] Крупное мета-исследование 138 отдельных исследований, проведенное Харрисом и др., показало, что многолетние травы второго поколения (мискантус и просо), посаженные на пахотных землях, в среднем накапливают в почве в пять раз больше углерода, чем заросли коротковоротовых или лесные насаждения с коротким оборотом (тополь и ива). [cg]По сравнению с ископаемым топливом, экономия парниковых газов велика - даже без учета связывания углерода, мискантусное топливо имеет стоимость парниковых газов 0,4–1,6 грамма эквивалента CO 2 на мегаджоуль, по сравнению с 33 граммами для угля, 22 для сжиженного природного газа, 16 для Газ Северного моря и 4 для древесной щепы, импортируемой в Великобританию из США. [ch]

Подтверждая приведенные выше цифры, McCalmont et al. обнаружили, что среднее соотношение энергозатрат для мискантуса в 10 раз лучше, чем для однолетних культур, а затраты на выбросы парниковых газов в 20–30 раз лучше, чем для ископаемого топлива. [ci] Например, щепа из мискантуса для отопления позволила сэкономить 22,3 тонны выбросов CO 2 на гектар в год в Великобритании (9 тонн на акр), в то время как кукуруза на отопление и электроэнергию сэкономила 6,3 тонны (2,5 на акр). Рапс для получения биодизеля сэкономил всего 3,2 (1,3 на акр). [cj] Lewandowski et al. обнаружили, что каждый гектар (2,47 акра) пахотных земель в Центральной Европе, засаженных мискантусом, может снизить выбросы CO 2 в атмосферу.уровень до 30,6 тонн в год, экономия 429 ГДж ископаемой энергии, используемой каждый год, при 78 евро, заработанных на тонну сокращенного CO 2 (2387 евро, заработанных на гектар в год), с учетом того, что биомасса производится и используется на местном уровне (в пределах 500 км / 310 миль). [ck] Для мискантуса, посаженного на малоплодородных землях, ограниченных низкими температурами (Москва), сокращение выбросов CO 2 в атмосфере оценивается в 19,2 тонны на гектар в год (7,7 тонны на акр), при этом экономия ископаемой энергии составляет 273 ГДж на гектар на год (110 ГДж на акр). Для маргинальных земель, ограниченных засухой (Турция), атмосферный CO 2уровень потенциально может быть снижен до 24 тонн на гектар в год (9,7 тонны на акр) с экономией ископаемой энергии до 338 ГДж на гектар в год (137 тонн на акр). [cl] Основываясь на аналогичных цифрах, Поплау и Дон ожидают, что плантации мискантуса вырастут в Европе в ближайшие десятилетия. [65] Whitaker et al. заявляют, что после некоторого обсуждения в настоящее время (2018 г.) в научном сообществе существует консенсус, что «[…] баланс парниковых газов при выращивании многолетних биоэнергетических культур часто будет благоприятным […]», в том числе при рассмотрении неявных прямых и косвенных изменений в землепользовании . [см]

Биоразнообразие [ править ]

Фельтен и Эммерлинг утверждают, что поля мискантуса могут способствовать развитию разнообразного сообщества дождевых червей даже в условиях интенсивного сельского хозяйства.
Haughton et al. нашла размножающихся жаворонков в посевах мискантуса.

Под землей Фельтен и Эммерлинг обнаружили, что количество видов дождевых червей на квадратный метр составляло 5,1 для мискантуса, 3 для кукурузы и 6,4 для залежи (полностью оставленные без ухода земли), и заявили, что «[…] было ясно установлено, что землепользование интенсивность была доминирующим регрессором численности дождевых червей и общего числа видов ». Поскольку обширный опад из листьев на земле помогает почве оставаться влажной, а также защищать ее от хищников, они приходят к выводу, что «[…] мискантус оказал весьма положительное влияние на сообщества дождевых червей […]», и рекомендуют, чтобы «[…] мискантус мог способствовать разнообразное сообщество дождевых червей даже в интенсивных сельскохозяйственных ландшафтах ». [66] [сп]

Nsanganwimana et al. обнаружили, что бактериальная активность некоторых бактерий, принадлежащих к группе протеобактерий, почти удваивается в присутствии экссудатов корня M. x giganteus . [18]

Над землей Левандовски и др. обнаружили, что молодые насаждения мискантуса поддерживают высокое видовое разнообразие растений, но по мере созревания мискантуса полог закрывается, и меньше солнечного света достигает конкурирующих сорняков. В этой ситуации сорнякам все труднее выжить. После закрытия купола Lewandowski et al. на участке 25 м 2 обнаружено 16 различных видов сорняков . Плотный навес работает как защита для других форм жизни; Левандовски и др. отмечает, что «[…] насаждения мискантуса обычно поддерживают биоразнообразие фермерских хозяйств, обеспечивая среду обитания для птиц, насекомых и мелких млекопитающих […]». [co] Поддерживая эту точку зрения, Caslin et al. утверждают, что флора под пологом дает пищу бабочкам, другим насекомым и их хищникам, а также 40 видам птиц.[cp]

Оба Haughton et al. [cq] и Беллами и др. установили, что зимняя вегетативная структура мискантуса обеспечивает важный покров и ресурс среды обитания с высоким уровнем разнообразия по сравнению с однолетними культурами. Этот эффект был особенно очевиден для жуков, мух и птиц, при этом размножающиеся жаворонки и чибисы были зарегистрированы в самой культуре. Урожай мискантуса предлагает разные экологические ниши для каждого сезона - авторы объясняют это постоянно развивающейся структурной неоднородностью.мискантуса, причем разные виды находят укрытие в разное время в процессе его развития: лесные птицы находили укрытие зимой, а сельхозугодья летом. Что касается птиц, то на поле мискантуса было обнаружено 0,92 гнездящихся пары на гектар (0,37 на акр) по сравнению с 0,28 (0,11) на пшеничном поле. Авторы отмечают, что из-за высокого отношения углерода к азоту именно на окраинах поля и в вкрапленных лесах находится большая часть пищевых ресурсов. Однако поля мискантуса служат барьером против химического выщелачивания этих ключевых мест обитания. [cr]

Caslin et al. Далее утверждают, что культуры мискантуса обеспечивают лучшее биоразнообразие, чем зерновые культуры, с в три раза больше пауков и дождевых червей, чем зерновые. [cs] Заяц-русак, горностай, мыши, полевки, землеройки, лисы и кролики - вот некоторые из видов, которые наблюдаются на посевах мискантуса. Урожай служит одновременно местом гнездования и коридором для диких животных, соединяющим разные среды обитания. [ct]

Качество воды [ править ]

McCalmont et al. утверждают, что поля мискантуса приводят к значительному улучшению качества воды из-за значительно меньшего выщелачивания нитратов . [cu] Подобным образом Whitaker et al. утверждают, что вымывание нитратов с полей мискантуса резко сокращается по сравнению с обычным севооборотом кукуруза / соя из-за низких или нулевых требований в удобрениях, постоянного присутствия поглотителя азота из корней растений и эффективной внутренней рециркуляции питательных веществ многолетними видами трав. Например, недавнее метаисследование пришло к выводу, что мискантус имел в девять раз меньше подземных потерь нитратов по сравнению с кукурузой или кукурузой, выращиваемой в чередовании с соей. [резюме]

Качество почвы [ править ]

Волокнистая , обширная система мискантус укоренение и отсутствие обработки почвы нарушение повышает инфильтрацию, гидравлическую проводимость и хранения воды по сравнению с годовым пропашных культур, а также результаты в пористой и низкой объемной плотности почвы типичных под многолетних трав, с водой , холдинг возможностей , как ожидается, увеличится на 100–150 мм. [cw] Нсанганвимана и др. утверждают, что мискантус улучшает поступление углерода в почву и способствует активности и разнообразию микроорганизмов , которые важны для процессов агрегации и восстановления почвенных частиц . На бывшей летучей золеНа участке месторождения со щелочным pH, дефицитом питательных веществ и небольшой водоудерживающей способностью была успешно создана культура мискантуса - в том смысле, что корни и корневища росли достаточно хорошо, поддерживая и усиливая процессы нитрификации , хотя урожай сухого веса над землей был низким из-за условий. Авторы утверждают, что способность M. x giganteus улучшать качество почвы даже на загрязненных землях является полезной функцией, особенно в ситуации, когда могут быть добавлены органические добавки. Например, есть большой потенциал для увеличения урожайности на загрязненных маргинальных землях с низким содержанием питательных веществ за счет удобрения богатых питательными веществами осадка сточных вод или сточных вод.. Авторы утверждают, что эта практика предлагает тройное преимущество: повышение продуктивности почвы, увеличение урожайности биомассы и снижение затрат на обработку и удаление осадка сточных вод в соответствии с конкретным законодательством каждой страны. [3]

Инвазивность [ править ]

Родители Miscanthus × giganteus с обеих сторон, M. sinensis и M. sacchariflorus , являются потенциально инвазивными видами , поскольку оба производят жизнеспособные семена. Однако M. x giganteus не дает жизнеспособных семян, и Nsanganwimana et al. утверждают, что «[...] не было сообщений об угрозе вторжения из-за распространения роста корневища с долгосрочных коммерческих плантаций на соседние пахотные земли». [20]

Резюме [ править ]

Испытательный урожай молодого мискантуса в Англии.

В научном сообществе, похоже, есть согласие с тем, что переход от однолетних культур к многолетним имеет экологические преимущества. Например, Lewandowski et al. пришли к выводу, что анализ «[...] воздействия выращивания мискантуса на окружающую среду по ряду факторов, включая снижение выбросов парниковых газов, показывает, что в большинстве случаев выгоды перевешивают затраты». [67] McCalmont et al. утверждают, что, хотя есть возможности для дополнительных исследований, «[...] все же появляются четкие признаки экологической устойчивости». [cx] В дополнение к потенциалу уменьшения выбросов парниковых газов, многолетняя природа […] мискантуса и подземная биомасса улучшают структуру почвы, увеличивают водоудерживающую способность (на 100–150 мм) и сокращают сток и эрозию.Зимнее созревание увеличивает структурные ресурсы ландшафта длядикая природа . Снижение интенсивности управления способствует разнообразию и численности дождевых червей, хотя плохие вкусовые качества подстилки могут снизить индивидуальную биомассу. Химическое выщелачивание границ полей ниже, чем у сопоставимого сельского хозяйства, что улучшает качество почвы и воды ». [68] Милнер и др. Утверждают, что переход от первого поколения к второму поколению энергетических культур, таких как мискантус, является экологически полезным из-за улучшенного биоразнообразия в масштабах хозяйств. , хищничество и чистый положительный эффект снижения выбросов парниковых газов. Выгоды в первую очередь являются следствием низких затрат и более длительных циклов управления, связанных с культурами второго поколения (2G). [cy]Авторы выделяют 293247 гектаров пахотных земель и пастбищ в Великобритании (что составляет 1,3% от общей площади земель), где как экономические, так и экологические последствия посадки мискантуса рассматриваются как положительные. [cz] Whitaker et al. утверждают, что если смягчить напряженность в землепользовании, получить разумные урожаи и нацелить на низкоуглеродные почвы, то во многих случаях многолетние культуры с низким потреблением энергии, такие как мискантус, «могут обеспечить значительную экономию парниковых газов по сравнению с альтернативами ископаемому топливу [.. .]. " [da] В отличие от однолетних культур, мискантус имеет низкие потребности в азоте, низкие выбросы парниковых газов, связывает углерод почвы из-за уменьшения обработки почвы и может быть экономически выгодным на малоплодородных землях. [дб]Авторы согласны с тем, что в последние годы «[...] появилось более детальное понимание экологических преимуществ и рисков биоэнергетики, и стало ясно, что многолетние биоэнергетические культуры имеют гораздо больший потенциал для обеспечения значительной экономии парниковых газов, чем традиционные культуры, которые в настоящее время выращиваются для производства биотоплива во всем мире (например, кукуруза , пальмовое масло и масличный рапс ) ». [dc] Авторы делают вывод, что «[...] прямое воздействие специальных многолетних биоэнергетических культур на почвенный углерод и N2O становится все более понятным и часто согласуется со значительным сокращением выбросов парниковых газов в течение жизненного цикла от биоэнергетики по сравнению с традиционными источниками энергии». [69]

Рекомендации по практическому ведению сельского хозяйства [ править ]

Для получения практических советов по сельскому хозяйству см. Документ в формате PDF "Giant Miscanthus Establishment" Университета штата Айова. [70] См. Также руководство по передовой практике, совместно разработанное Teagasc (агентство по развитию сельского хозяйства и продовольствия в Ирландии) и AFBI (Институт агропродовольствия и биологических наук, также Ирландия). [71]

Ссылки [ править ]

Рекомендации

Цитаты и комментарии

  1. ^ « M. x giganteus  - высокопродуктивный, стерильный, корневищный многолетник C4, который был собран в Иокахаме, Япония, в 1935 году Акселем Олсеном. Он был доставлен в Данию, где культивировался и распространился по всей Европе и Северной Америке для посадки в садоводство. Со временем он стал известен как  Miscanthus sinensis  'Giganteus',  M. giganteus, Miscanthus ogiformis  Honda и  Miscanthus sacchariflorus  var.  brevibarbis  (Honda) Adati. Недавняя классификационная работа в Королевском ботаническом саду в Кью, Англия, обозначена как это как  M. x giganteus  (Greef & Deuter ex Hodkinson & Renvoize), гибрид  M. sinensis  Anderss. и M. sacchariflorus  (Maxim.) Hack. » Андерсон и др., 2014 , стр. 71.
  2. ^ «В отличие от однолетних культур, биоэнергетика от специализированных многолетних культур, как широко считается, имеет более низкие выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла и другие сопутствующие экологические преимущества. Многолетние культуры, такие как мискантус и ива и тополь с коротким севооборотом, имеют низкие потребности в азоте. (с преимуществами для выбросов N2O и качества воды), может связывать углерод почвы из-за уменьшения обработки почвы и увеличения выделения подземной биомассы и может быть экономически жизнеспособным на маргинальных и деградированных землях, тем самым сводя к минимуму конкуренцию с другими видами сельскохозяйственной деятельности и избегая эффектов iLUC ». Whitaker et al. 2018 , стр. 151.
  3. ^ «Идеальные энергетические культуры биомассы эффективно используют доступные ресурсы, являются многолетними, накапливают углерод в почве, обладают высокой эффективностью водопользования, не инвазивны и не требуют удобрений. Одна трава, которая обладает всеми этими характеристиками, а также дает большие урожаи. количество биомассы - это Miscanthus x giganteus ». Андерсон и др. 2014 , стр. 71.
  4. ^ Левандовски и др. утверждают, что «[...] экономия ископаемой энергии является наибольшей там, где биомасса мискантуса используется в качестве строительного материала (в нашем анализе используется пример изоляционного материала)». Левандовски и др. 2016 , стр. 20.
  5. ^ «Производство корневищ для размножения в климатических условиях Соединенного Королевства занимает не менее двух вегетационных периодов, это влечет за собой очистку производственной почвы от сорняков, вспашку весной и обработку почвы до получения тонкого посевного ложа, такого как пашня, перед посадкой корневищ с помощью сеялки картофельного типа. . [...] Весной, следующей за вторым годом роста, корневища собирают с помощью модифицированного картофелеуборочного комбайна, вручную или полуавтоматически сортируют и разрезают на жизнеспособные куски, 20-40 г. [...] Один га площади корневища дают достаточно материала для посадки 10–30 га культур той же модифицированной сеялкой для картофеля. Для корневищ более низкого качества, проверенных тестами на прорастание, потребуется 80–90 г корневищ (частное сообщение, М. Мос) ». Hastings et al. 2017. С. 5–6.
  6. ^ «Наша работа показывает, в зависимости от типа гибрида, что один га (гектар) семян может дать достаточно семян для ∼1000–2000 га посадки, в зависимости от родительских комбинаций, что на два порядка больше, чем при размножении корневищем. [. ..] [A] n Достигнут уровень внедрения 85–95% ». Hastings et al. 2017 , стр. 6.
  7. ^ «Семена сеют машинным способом и выращивают в теплице (рис. 3A) перед тем, как высадить их в поле (рис. 3B). Ожидается, что методы посева семян окажутся наиболее эффективными для увеличения производства мискантуса, поскольку они имеют следующие преимущества: · С растущим рыночным спросом, когда производство семян будет хорошо развито, могут быть легко предоставлены большие количества · Короткий период роста всходов: всего 8-10 недель от посевного материала до конечного продукта (пробки) · Производство пробок - это энергия эффективный (нет необходимости в холодильниках) · Низкие затраты на учреждение » Lewandowski et al. 2016 , стр. 15.
  8. ^ "Результаты показывают, что выращивание новых гибридных семян значительно снижает затраты навыращиваниедо уровня ниже 900 фунтов стерлингов на га -1 [...]. Расчетная безубыточная урожайность составила 6 Мг [Мг / мегаграмм равняется метрической тонне] сухого вещества] га - 1 г -1 [гектар в год], что составляет около половины средней урожайности Соединенного Королевства для MXG; с новыми семенами гибридовдостигающих 16 мг DM га -1 .. во второй год испытаний Соединенное Королевство Эти объединенные улучшения будут значительно увеличить рентабельность урожая торгового Разница между производственными затратами на подготовку различных форматов сырья показывает, что тюки являются лучшим вариантом для прямого сжигания с наименьшими транспортными затратами (0,04 фунта стерлингов на мег -1 км -1.) и удобное хранение на ферме. Однако, если требуется гранулированное топливо, уборка щепы более экономична. [...] Удельная стоимость посадки корневища и втулки схожа, поскольку они относительно трудозатратны, тогда как посев семян, по прогнозам, снизит затраты вдвое ». Hastings et al. 2017 , стр. 1, 8.
  9. ^ «Виды C4 обычно демонстрируют повышенную эффективность использования азота (N) и воды [28,29]. В частности, виды C4 могут показывать эффективность использования азота в два раза больше, чем виды C3». Андерсон и др. 2014 , стр. 73.
  10. ^ «Азотные удобрения не нужны и могут нанести ущерб устойчивости, если только их не высаживают в почвы с низким плодородием, где на раннем этапе укоренения будет полезно добавление около 50 кг N га -1 . [...] Выбросы N2O могут быть в пять раз ниже при использовании неоплодотворенного мискантуса чем однолетние культуры, и до 100 раз ниже, чем интенсивные пастбища. Несоответствующее добавление азотных удобрений может привести к значительному увеличению выбросов N2O с плантаций мискантуса, превышающих коэффициенты выбросов МГЭИК, хотя они все еще компенсируются потенциальной заменой ископаемого топлива ». McCalmont et al. 2017 , стр. 503.
  11. ^ «Пластиковая мульчирующая пленка сокращает время укоренения, улучшая экономику сельскохозяйственных культур. [...] Испытания мульчирующей пленки в Аберистуите показали значительную (P <0,05) разницу между темпами укоренения для разной плотности растений с почти суммарной средней урожайностью за первые 2 года. удвоение под пленкой, как показано в Таблице 3. Использование пленки добавляет 100 фунтов стерлингов на гектар и 220 кг эквивалента CO2 C га -1, к стоимости учреждения. Эффект от этого увеличения заключается в сокращении периода укоренения урожая на 1 год в условиях окружающей среды Аберистуита, аналогичное сокращение времени укоренения наблюдалось на других испытательных участках, а также в Ирландии (O'Loughlin et al., 2017). [...] Благодаря агрономии с мульчирующей пленкой последние гибриды с посевом приживаются намного быстрее, со значительно более высокими ранними урожаями (годы 1 и 2) по сравнению с коммерческим Mxg в Соединенном Королевстве, обеспечивая безубыточную окупаемость инвестиций как минимум годом ранее ». Гастингс и др., 2017 , стр. 1, 9, 14–15.
  12. ^ «Посадка семенных пробок оказалась наиболее успешным методом укоренения мискантуса на краевых почвах. Покрытие растений пластиковой пленкой ускоряет их рост. Пленка сохраняет влажность в верхнем слое почвы и повышает температуру. Это полезно для растения, особенно на легких почвах с повышенным риском стресса от засухи и при низких температурах ». Левандовски и др. 2016 , стр. 14.
  13. ^ «Продуктивность сельскохозяйственных культур определяется как произведение общего солнечного излучения, падающего на участок земли, и эффективности перехвата, преобразования и разделения этой солнечной энергии на биомассу растений. [...] Бил и Лонг продемонстрировали в полевых испытаниях в в юго-восточной Англии величина εc, a составляла 0,050–0,060, что на 39% выше максимального значения, наблюдаемого для видов C3. Кроме того, когда εc рассчитывается в терминах общей (то есть надземной и подземной) продукции биомассы M. x giganteus ( εc, t), она достигает 0,078, что приближается к теоретическому максимуму 0,1. Исследования, проведенные на Среднем Западе США Хитоном и др., показали аналогичную эффективность перехваченного PAR (0,075) ». Андерсон и др. 2014 , стр. 73.
  14. ^ «Эффективность водопользования - одна из самых высоких среди всех культур, в диапазоне 7,8–9,2 г сухого вещества (кг H2O) -1 . - В целом потребность в воде увеличится из-за высокой продуктивности биомассы и увеличения эвапотранспирации на уровне растительного покрова ( например, ET увеличивается от пшеницы на 100–120 мм в год –1 ) - Улучшенная структура почвы означает большую водоудерживающую способность (например, на 100–150 мм), хотя почвы могут быть все еще более сухими в засушливые годы - Уменьшение стока в более влажные годы, что способствует смягчению последствий наводнений и сокращению эрозии почвы. - Качество дренажных вод улучшается, а выщелачивание нитратов значительно ниже, чем у пахотных (например, 1,5–6,6 кг N га -1 год -1 [для] мискантуса, 34,2–45,9 [для ] кукуруза / соя) ". McCalmont et al. 2017 , стр. 504.
  15. ^ "Бил и др. (1999) сравнили свои результаты с эффективностью водопользования культур биомассы C3, Salix viminalis , описанной в Lindroth et al. (1994) и Lindroth & Cienciala (1996), и предположили, что WUE для мискантуса может быть примерно вдвое больше, чем у этого вида ивы. Clifton-Brown & Lewondowski (2000) сообщили о цифрах от 11,5 до 14,2 г (над и под землей) DM (кг H2O) -1 для различных генотипов мискантуса в горшочных испытаниях, и это сравнивает к цифрам, рассчитанным Ehdaie & Waines (1993) для семи сортов пшеницы, которые обнаружили WUE от 2,67 до 3,95 г общегосухого вещества(кг H2O) -1 . Преобразование этих значений мискантуса в биомассу сухого вещества на гектар пахотных земель позволит увидеть соотношение биомассы к воде использование в диапазоне до 78–92 кг сухого вещества га -1(мм H2O) -1 . Richter et al. (2008) смоделировали потенциальную урожайность мискантуса на основе 14 полевых испытаний в Великобритании и обнаружили, что почвенная вода, доступная для растений, является наиболее значимым фактором при прогнозировании урожайности, и они рассчитали отношение урожайности сухого вещества к доступной почве воды на уровне 55 кг сухого вещества га -1 (мм H 2 O) -1 , в то время как только 13 кг сухого вещества га -1 было произведено для каждого 1 мм входящего осадков, вероятно , связано с высоким уровнем навеса перехвата и испарения. Даже по стандартам C4 эти высокий КПД, как видно при сравнении с полевыми измерениями в среднем 27,5 ± 0,4 кг надземной DM га -1 (мм H2O) -1 для кукурузы (Толк и др., 1998).» McCalmont и др. 2017 , С. 501.
  16. ^ «С точки зрения энергоемкости биомасса мискантуса производит больше чистой энергии на гектар, чем другие биоэнергетические культуры на уровне около 200 ГДж га -1 год -1 , особенно пахотные [кукуруза для биогаза 98, масличный рапс для биодизеля 25, пшеница и сахар этанол из свеклы 7–15 (Hastings et al., 2012)]. Фелтен и др. (2013) рассчитали аналогичные цифры, сообщив, чтодля мискантуса254 ГДж га −1 год −1 ". McCalmont et al. 2017 , стр. 493.
  17. ^ Урожайность SRF для ивы и тополя в Великобритании находится в диапазоне 10–12 тонн сухого вещества с гектара в год, согласно Proe, Griffiths & Craig 2002 , стр. 322–323. В мета-исследовании урожайности ивы Fabio et al. Процитируем испытания ивы в Швеции, дающие урожай 8, 13 и 14 тонн. В Великобритании авторы цитируют два испытания ивы, урожайность обоих которых составляла 10 тонн, и одно испытание в Ирландии, дающее урожай 8-10 тонн. Смотрите Fabio & Smart 2018таблица 1 и 2, стр. 551 и 552. Точки данных по урожайности ивы (местоположение не указано) на Рисунке 2, стр. 554 демонстрируют среднюю урожайность примерно 6-7 тонн с гектара в год. В таблице 3, стр. 557, цитируются 6 исследований со средней урожайностью 10 тонн с гектара в год. Aylott et al. собрали данные с 49 испытательных участков для ивы и тополя в Великобритании, и пришли к выводу: «Результаты полевых испытаний показали, что наблюдаемая урожайность SRC значительно варьировалась в зависимости от генотипа и севооборота (Таблица 1). Наибольшая урожайность была зарегистрирована для ивы за два севооборота, с 16 генотипов имели в среднем 9,0 odt [тонна сушеной печи] га -1 год -1 по сравнению с 6,3 odt га -1 год -1 для генотипов тополя. Самой урожайной родительской линией была шведскаяS. vimanlis × S. schwerinii , которые показали стабильно высокие урожаи на обоих оборотах и ​​высокую устойчивость к ржавчине. Эта родительская линия включала самый урожайный единственный генотип, Tora, со средней урожайностью в обоих севооборотах 11,3 ц / га -1 год -1 » . Aylott et al. 2008 , стр. 363. Моделирование будущего, Aust et al. оцените средний урожай в 14 тонн для ивы и тополя SRC, выращиваемых на пахотных землях в Германии, см. Aust et al., 2014 , стр. 529. Ива и тополь нуждаются в удобрениях для достижения такой урожайности, Fabio et al. сообщают о 92–400 кг азота. с гектара в год, чтобы узнать урожайность, указанную в их статье. См. Fabio & Smart 2018С. 551–552. Hastings et al. использовали программное обеспечение для компьютерного моделирования для оценки урожайности мискантуса, ивы и тополя в Великобритании, и пришли к выводу, что средняя урожайность всех этих растений находится в узком диапазоне от 8,1 до 10,6 сухих тонн с гектара в год, при этом мискантус занимает среднее положение. Мискантус имел самый высокий урожай на более теплом юго-западе, и корректировка компьютерной модели для ожидаемого более теплого климата в 2050 году сделала мискантус самой урожайной культурой для большей площади: «По мере потепления климата через временные интервалы урожайность увеличивается и таким образом, большая территория, на которой мискантус является наиболее урожайным из рассмотренных кормов ". Hastings et al. 2014. С. 108, 119.
  18. ^ Оценки урожайности см. В документе ФАО «Глобальная перспектива будущих поставок древесины с лесных плантаций» , разделы 2.7.2 - 2.7.3. Сосна обыкновенная, произрастающая в Европе и Северной Азии, весит 390 кг / м 3 в сушеном виде (влажность 0%). Сухой вес эвкалипта, выращиваемого на плантациях в Южной Америке, составляет 487 кг / м 3 (в среднем для Lyptus , Rose Gum и Deglupta ). Средний вес видов тополей, обычно выращиваемых на плантациях в Европе, составляет 335 кг / м 3 (средний вес тополей белого и черного .
  19. ^ Программа по урожайности мискантуса Miscanfor рассчитывает снижение урожайности на 33% между осенним пиком и зимним урожаем. См. Hastings et al. 2009 , стр. 186. Этот расчет подтверждается Roncucci et al. которые обнаружили снижение урожайности по сухой массе тестовых культур на 32–38%, когда сбор урожая откладывался до зимы. См. Roncucci et al. 2015 , стр. 1002. Clifton-Brown et al. обнаружили, что среднее снижение урожайности на 0,3% в день в период между пиковым осенним и зимним урожаем, см. Clifton-Brown, Breuer & Jones 2007 , p. 2305.
  20. ^ «Большая часть литературы, сообщающей об урожайности сухой биомассы M. x giganteus, основана на европейских исследованиях. Пиковая максимальная урожайность биомассы в установленных насаждениях M. x giganteus приблизилась к 40 т сухого вещества (СВ) га -1 в некоторых европейских регионах, хотя для достижения этих предельных значений урожайности может потребоваться 3-5 лет. По всей Европе урожайность до 25 т сухого вещества га −1 с установленных насаждений M. x giganteus была зарегистрирована в районах между центральной Германией и южной Италией, в то время как пиковая. урожайность в центральной и северной Европе колебаласьпределах 10-25 т ДМ га -1 , а свыше 30 т ДМ га -1в южной Европе. Количественный анализ установленного М. х Гигантеус выступает по всей Европе сообщали о средней урожайности пика биомассы 22 т ДМ га -1 , усредненное по N скоростей и уровней осадков.» Андерсон и др. , 2014 , стр. 79.
  21. ^ Zhang et al. измерил урожай банановой травы (вариант Napier) 74 тонны с гектара в год с легкими удобрениями и 1000 мм осадков. Zhang et al. 2010 , с. 96, 98 (таблица 1).
  22. ^ Хошино и др. Урожайность нейпера составила 75,6 тонны с гектара в год на второй год роста при сильном удобрении и при уровне осадков 1000 мм в год. Хосино, Оно и Сирикиратаянонд, 1979 , стр. 310, 311, 315.
  23. ^ Висенте-Чандлер и др. обнаружили, что сильно удобренный наперрас дает 75 661 фунт сухого вещества на акр в год при скашивании с интервалом в 90 дней, что эквивалентно 84,8 тонны на гектар в год. Висенте-Чандлер, Сильва и Фигарелла, 1959 , стр. 202.
  24. ^ «Общие потребности в воде составляют примерно 100 мм (4 дюйма) в месяц эквивалентного количества осадков. [...] Урожайность гигантской королевской травы зависит от времени между сборами. Например, шестимесячный урожай высокой гигантской королевской травы , можно рассчитывать получить 80 или более тонн свежей травы на акр (180 метрических тонн на гектар) при влажности примерно 70-75%. Для двух урожаев в год удвойте эти цифры ». Viaspace 2020 .
  25. ^ Маккей указывает урожайность 360 влажных тонн с гектара в год, но не дает количественной оценки влажности. Маккей 2020 .
  26. ^ «Со второго года Miscanthus посадки сельскохозяйственных культур ежегодно собирают на грани побега в конце марта или начале апреля. Выход Mean Miscanthus был 15 Mg сухой массы (дм) га -1 год -1 , которая остается почти постоянной с четвертого года основания ". Felten & Emmerling 2012 , стр. 662.
  27. ^ «Выходыиспользуемые при расчете выбросов парниковых газов и экономики сельскохозяйственных культурэтом исследовании использовали средние урожаи 12-14 Mg га -1 г -1которые наблюдались у Mxg из текущих коммерческих посадок, наблюдаемых в Соединенном Королевстве (частное сообщение, M. Mos). Мы предположили логистическое увеличение урожайности для урожайности в год создания и линейное снижение урожайности через 15 лет. Lesur et al. (2013). Межгодовые колебания урожайности из-за погодных условий, наблюдаемые в ходе долгосрочных испытаний (Clifton-Brown et al., 2007), и смоделированные урожаи мискантуса для Соединенного Королевства с использованием данных о погоде с 2000 по 2009 год (Harris et al., 2014 ) с использованием модели MiscanFor (Гастингс и др., 2009, 2013) указывает на то, что погода связанные стандартное отклонение межгодовой изменчивости урожайности в Соединенном Королевстве имеет порядок 2,1 Mg га -1 г -1 для средней урожайности 10,5 Mg га −1 y −1для всего Соединенного Королевства. Смоделированные урожаи, как правило, пессимистичны, поскольку они рассчитывают урожай неорошаемых культур и не учитывают поддержку грунтовых вод, которая доступна во многих пахотных фермах Соединенного Королевства ». Hastings et al. 2017 , стр. 4.
  28. ^ По оценкам Азиатско-Тихоокеанского экономического сотрудничества (АТЭС) маргинальные земли составляют примерно 400 миллионов гектаров в Азии, на островах Тихого океана, в Австралии и Северной Америке. По другим оценкам, глобальная маргинальная площадь земель составляет от 1100 до 6650 миллионов гектаров, в зависимости от по параметрам, используемым для описания маргинальных (например, «неблагополучные сельскохозяйственные земли», «заброшенные или деградированные пахотные земли» или засушливые, лесные, пастбищные, кустарниковые или саванные среды обитания). Потенциальные площади, доступные в США для культур целлюлозной биомассы а местные смеси многолетних растений с низким потреблением ресурсов и большим разнообразием составляют от 43 до 123 миллионов гектаров. Различия в этих оценках отражают непоследовательность в использовании термина "маргинальные земли", несмотря на то, что он широко используется в биоэнергетической промышленности и в литературе.Маргинальные земли часто описываются как деградированные земли, которые непригодны для производства продуктов питания и / или имеют неоднозначно плохое качество и часто называются непродуктивными. Непродуктивные почвы характеризуются неблагоприятными химическими и / или физическими свойствами, ограничивающими рост и урожай растений, в том числе низкой емкостью воды и питательных веществ, высокой засоленностью, токсичными элементами и плохой текстурой. Дальнейшие трудности, встречающиеся в маргинальных ландшафтах, включают небольшую глубину почвы из-за эрозии, плохой дренаж, низкое плодородие, крутой рельеф и неблагоприятный климат. Несмотря на низкое качество маргинальных земель и потенциальные проблемы, которые они могут создать для их производства, биомасса вряд ли будет выращиваться на высококачественных землях, которые являются экономически жизнеспособными для выращивания традиционных культур ».Непродуктивные почвы характеризуются неблагоприятными химическими и / или физическими свойствами, ограничивающими рост и урожай растений, в том числе низкой емкостью воды и питательных веществ, высокой засоленностью, токсичными элементами и плохой текстурой. Дальнейшие трудности, встречающиеся в маргинальных ландшафтах, включают небольшую глубину почвы из-за эрозии, плохой дренаж, низкое плодородие, крутой рельеф и неблагоприятный климат. Несмотря на низкое качество маргинальных земель и потенциальные проблемы, которые они могут создать для их производства, биомасса вряд ли будет выращиваться на высококачественных землях, которые являются экономически жизнеспособными для выращивания традиционных культур ».Непродуктивные почвы характеризуются неблагоприятными химическими и / или физическими свойствами, ограничивающими рост и урожай растений, в том числе низкой емкостью воды и питательных веществ, высокой засоленностью, токсичными элементами и плохой текстурой. Дальнейшие трудности, встречающиеся в маргинальных ландшафтах, включают небольшую глубину почвы из-за эрозии, плохой дренаж, низкое плодородие, крутой рельеф и неблагоприятный климат. Несмотря на низкое качество маргинальных земель и потенциальные проблемы, которые они могут создать для их производства, биомасса вряд ли будет выращиваться на высококачественных землях, которые являются экономически жизнеспособными для выращивания традиционных культур ».Дальнейшие трудности, встречающиеся в маргинальных ландшафтах, включают небольшую глубину почвы из-за эрозии, плохой дренаж, низкое плодородие, крутой рельеф и неблагоприятный климат. Несмотря на низкое качество маргинальных земель и потенциальные проблемы, которые они могут создать для их производства, биомасса вряд ли будет выращиваться на высококачественных землях, которые являются экономически жизнеспособными для выращивания традиционных культур ».Дальнейшие трудности, встречающиеся в маргинальных ландшафтах, включают небольшую глубину почвы из-за эрозии, плохой дренаж, низкое плодородие, крутой рельеф и неблагоприятный климат. Несмотря на низкое качество маргинальных земель и потенциальные проблемы, которые они могут создать для их производства, биомасса вряд ли будет выращиваться на высококачественных землях, которые являются экономически жизнеспособными для выращивания традиционных культур ».Куинн и др. 2015 , с. 1–2.
  29. ^ «Оценки маргинальных / деградированных земель, которые в настоящее время считаются доступными для биоэнергетики, варьируются от 3,2 до 14,0 млн км2, в зависимости от принятых критериев устойчивости, определений классов земель, состояния почвы, метода картографирования земель и экологических и экономических соображений (Campbell et al. 2008; Cai et al.2011; Lewis and Kelly 2014) ». IPCC 2019c .
  30. ^ Пройдет 30 дней при средней температуре ниже -3,4 ° C, прежде чем температура почвы упадет ниже -3,4 ° C. См. Hastings et al. 2009b, п. 184. Quinn et al. заявляют, что «[m] площадь листьев iscanthus × giganteus и урожайность снижаются при стрессе засухи, но наличие воды не влияет на продуктивность побегов или высоту растений в начале вегетационного периода. [стр. 4]. [...] Miscanthus × giganteus не влияет на биомассу и жизнеспособность корневища при затоплении [стр. 5]. [...] Засоление выше 100 мМ влияет на рост мискантуса x giganteus, причем корневища> корни> побеги в порядке увеличения чувствительности (корневища наименее чувствительны). Растения, выросшие из более крупных корневища изначально были менее чувствительны. [стр. 8]. [...] Летальная температура, при которой погибло 50% (LT50) корневищ мискантуса x giganteus, составляла -3,4 ° C, что может быть проблематичным, особенно в первую зиму. ...] Miscanthus × giganteus демонстрирует необычную холодоустойчивость для видов C4. [Стр. 10] [...] Поскольку виды C4 и CAM обладают внутренними механизмами противостояния тепловому стрессу, имеет смысл рассмотреть культуры биомассы с этими путями фотосинтеза (см. Таблицу 5) [стр. 11]. [...] Наш обзор литературы выявил несколько «универсальных» культур биомассы, которые обладают умеренной или высокой толерантностью ко многим стрессовым факторам окружающей среды (Таблица 6). Например,Andropogon gerardii , Eucalyptus spp., Miscanthus spp., Panicum virgatum , Pinus spp., Populus spp., Robinia pseudoacacia и Spartina pectinata показали умеренную или высокую толерантность к четырем или более типам стресса [стр. 14] ». Куинн и др., 2015 , стр. 4, 5, 8, 10, 11, 14.
  31. ^ «Большинство засоленных почв, покрывающих 539 567 км2 в европейской географической зоне, можно использовать для выращивания мискантуса с предполагаемым снижением урожайности до 11%; еще 2717 км2 можно использовать с предполагаемым сокращением урожая на 28%, и только 3607 км2 приведут к снижению урожайности более чем на 50% ». Ставриду и др. 2017 , стр. 99.
  32. ^ «DW корневища [сухой вес] и соотношение корень / корневище и нижний / надземный DW не были затронуты повышенной соленостью, и только DW корня значительно уменьшился при самой высокой концентрации соли (22,4 дСм м-1 NaCl) (Таблица 1). Płażek et al. (2014) показали аналогичную реакцию у M. × giganteus, со снижением DW только корней при 200 мм NaCl и без изменений DW корневищ ниже 200 мм NaCl. Эта способность многолетних трав поддержание подземной биомассы в стрессовых условиях может сохранить достаточные резервы для следующего вегетационного периода (Karp & Shield, 2008); хотя это может иметь физиологическое значение для временных стрессов, таких как засуха, еще предстоит увидеть, как эта реакция влияет из года в год урожай при накопительном стрессовом воздействии засоления ». Ставриду и др. 2017 г., п. 100.
  33. ^ «Самый высокий урожай биомассы, а также самый высокий потенциал экономии парниковых газов и ископаемых энергоносителей (до 30,6 т CO2-экв / га * год [эквиваленты CO2 на гектар] и 429 ГДж / га * год [гигаджоуль на гектар в год] ], соответственно) может быть достигнута на не маргинальных участках в Центральной Европе. На маргинальных участках, ограниченных холодом (Москва / Россия) или засухой (Адана / Турция), экономия до 19,2 т CO2-экв / га * год и 273 ГДж / га * a (Москва) и 24,0 т CO2-экв / га * a и 338 ГДж / га * a (Адана) могут быть достигнуты ». Левандовски и др. 2016 , стр. 19.
  34. ^ Потребление энергии на основе угля в Китае составило 81,67 ЭДж в 2019 году (52% от мирового потребления). См. Стр. 47. BP 2020 .
  35. ^ «Смерть от побегов означает, что в данном году урожай будет ограниченным, но в следующем году произойдет восстановление. Убийство корневища означает, что урожай необходимо пересаживать. [...] Для условий засухи мы рассчитываем время ниже увядания точка: если это превышает 30 дней, то побег погибает в этом году, если он превышает 60 дней для M. × giganteus, корневище погибает, а урожай уничтожается. Это было основано на эксперименте по водному стрессу в камере выращивания с M. × giganteus (Клифтон-Браун и Гастингс, неопубликованные данные). Для M. sinensis этот срок продлен до 60 и 120 дней». Hastings et al. 2009b , стр. 161.
  36. ^ «Во второй год роста (2011 г.) культуры, выращиваемые в почве SiC [пылевато-суглинок], показали значительно более высокий надземный сухой урожай (Таблица S1) по сравнению с культурами, выращиваемыми в почве SL [супеси] (19,1 против 10,9 Mg га −1 ) (рис. 2a). [...] Общие тенденции в продуктивности биомассы усилились на третьем вегетационном году (2012 г.), когда мискантус, растущий в SL-почве, подвергся сильному влиянию летней засухи, которая привела к преждевременному появлению над землей. старение, потеря листьев и ингибирование цветения. Следовательно, усредненное по три даты сбора урожая, сухой выход биомассы в SL почвы на порядок меньшечем в SiC почвы (24,6 против 3,9 мг га -1). [...] Результаты, полученные в наших экспериментах, подтвердили важность наличия воды в определении удовлетворительного урожая мискантуса в средиземноморской среде. Фактически, плантации мискантуса на почвах, характеризующихся плохой водоудерживающей способностью (т.е. почва SL), сильно пострадали после трех лет выращивания, с урожаем сухих культур ниже 5 Мг / га. [...] Roncucci et al. 2015 г., pp. 1001, 1004. Stričević et al. сделайте то же самое, добавив к уравнению глубину корней: «Доступность воды для мискантуса в равной степени зависела от осадков и накопленной влаги в почве, так что урожайность обычно отражала глубину корней и характеристики почвы. Например, урожайность, зарегистрированная в Ралье, была ниже чем те, что были достигнуты в Земуне из-за ограничительного слоя почвы в первом случае [на 1,1 м] и неспособности мискантуса развивать более глубокие корни. Важность почвы и глубины корней для моделирования выращивания растений была подтверждена другими исследователями ( Raes et al., 2009) ". См. Стричевич и др. 2015 , с. 1205 .
  37. ^ Стричевич и др. Однако следует отметить противоположный момент: «Каждый год мискантус увеличивал свою надземную биомассу и глубину корней [...]. В первые 2 года мискантус формировал корневища, и рост корней был медленным. На третий год в почве было достаточно влаги. более плодородный поверхностный слой почвы, так что глубина корней была меньше, чем ожидалось. Следующие 3 года были сухими, поэтому в поисках воды корни значительно увеличили свою глубину (до 2,3 м), что согласуется с данными, полученными в других экспериментах (Neukirchen et al., 1999; Riche & Christian, 2001) ". См. Стричевич и др. 2015 , с. 1207.
  38. ^ «Mantineoдр. (2009) указанокак орошение в течение первых 3 лет после создания пострадавших мискантусов Подземной рост и размера, и те же авторы обнаружилихорошие выходы надземныхтечение четвертого и пятого года (около 27 и 18 Мг га -1) при отсутствии полива. Эти данные подтверждаются Mann et al. (2013b), которые исследовали динамику корневой системы мискантуса в ответ на богарные и поливные условия, и подчеркнули отсутствие развития корней ниже глубины 1,2 м в богарных условиях, в то время как при дополнительном поливе во время укоренения мискантус смог развить корни на 3 метра. вниз. Таким образом, модели роста мискантуса в супесчаной почве (эксперимент 1) подчеркнули важность подачи поливной воды также в течение нескольких лет после закладки. Однако в почвах, характеризующихся хорошей водоудерживающей способностью (эксперимент 2), выяснилось, что поливная вода не влияла на урожайность сельскохозяйственных культур.Предыдущие исследования, проведенные в Средиземноморье (центральная и южная часть Италии) по сравнению орошаемых и богарных культур мискантуса, дали неоднозначные результаты. Фактически, на юге Италии двух- и трехлетние культуры реагировали на орошение только тогда, когда водоснабжение превышало 440 мм (Cosentino et al., 2007) или когда количество осадков в течение вегетационного периода было довольно ограниченным (около 400 мм) (Mantineo и др., 2009). Важность осадков для мискантуса, выращиваемого в Средиземном море, была подтверждена Petrini et al. (1996), которые сравнили мискантус на богарных и орошаемых землях в двух разных местах центральной Италии. У двухлетних культур на участках с большим количеством осадков (> 420 мм) различий в надземной урожайности не зафиксировано.в то время как у орошаемого мискантуса на участке с меньшим количеством осадков (около 313 мм) наблюдалось увеличение надземной сухой урожайности на 58%. Наконец, на нашем экспериментальном сайте Ercoli et al. (1999), сравнивая влияние орошения и азотных удобрений на урожайность мискантуса, наблюдали увеличение примерно на 20% (+4,5 мг / га.−1 ) на орошаемых и богарных участках, собранных осенью. Это согласуется с нашими результатами: когда количество осадков в течение вегетационного периода было довольно низким (~ 164 мм) и аналогично тому, которое сообщалось Ercoli et al. (1999) (~ 173 мм), участки, получающие орошение, повысили свой сухой урожай примерно на 15% по сравнению с богарными участками. И наоборот, в 2012 году, когда количество осадков было намного больше (~ 400 мм), мискантус в условиях ET0 и ET75 давал почти такие же результаты ». Roncucci et al. 2015 , pp. 1005–1006 ,.
  39. ^ Стричевич и др. 2015. С. 1204–1205. Однако в таблице 2 на стр. 1208 заявленные уровни осадков для урожая 20–25 тонн даже ниже; 220, 220 и 217 мм. Непонятно, почему авторы пошли на оценку 300-400 мм вместо 220 мм.
  40. ^ Этот урожай является результатом компьютерного моделирования, а не фактическим измеренным урожаем. Авторы использовали свободно доступное программное обеспечение ФАО для прогнозирования урожайности AquaCrop.для расчета урожайности в оптимальных условиях: «Хотя мискантус обычно дает высокие урожаи даже при низком водоснабжении, он очень хорошо реагирует на орошение, увеличивая урожай биомассы на целых 100% (Cosentino et al., 2007). В экологической среде Сербии обстоятельства, у мискантуса было достаточно воды в течение первых 3 лет исследований, но он испытывал водный стресс в течение коротких периодов в четвертый, пятый и шестой годы. Чтобы проверить, дает ли модель реалистичные уровни биомассы при неограниченном водоснабжении, был использован файл под названием «Создание графика полива» и была выбрана опция «Пополнить, когда 80% доступной воды истощилось». Таким образом, если применяется полив, необходимо ввести даты полива и количество воды, чтобы они были учтены в водном балансе.В данном примере вместо ввода дат полива и количества воды модель определила, сколько воды необходимо и когда для достижения потенциальных урожаев. Те же исходные данные с добавлением поливной воды дали урожай в 42 Мг / га, что соответствует показателям, зарегистрированным в Греции и Италии в условиях орошения и без ограничений, в аналогичных климатических условиях и с аналогичной плотностью посевов (Cosentino et al. , 2007; Даналатос и др., 2007) ». См.в аналогичных климатических условиях и с аналогичной плотностью посевов (Cosentino et al., 2007; Danalatos et al., 2007) ». См.в аналогичных климатических условиях и с аналогичной плотностью посевов (Cosentino et al., 2007; Danalatos et al., 2007) ». См.Стричевич и др. 2015. С. 1206–1207 .
  41. ^ "Мискантус, выращенный на загрязненных почвах, может содержать более высокие концентрации ТЕ [микроэлементов; металлов и металлоидов] в побегах, но коэффициент транслокации TF [коэффициент транслокации], который по большей части меньше 1, указывает на то, что передача ТЕ от корня к побегам сведена к минимуму. (Таблица 3). Сочетание этого признака с низким BCF [фактором биоконцентрации] и более высокими концентрациями ТЕ в корнях, чем в побегах, демонстрирует способность удерживать ТЕ в почвах. Благодаря многолетнему росту и его способности стабилизировать ТЕ и разлагать некоторые органических загрязнителей, мискантус потенциально может ограничить перенос загрязнителей в различные экологические объекты, уменьшая (1) вымывание загрязнителей из корневой зоны и загрязнение грунтовых вод, (2) сток загрязняющих веществ (водная эрозия) и загрязнение поверхностных вод,(3) выброс пыли в атмосферу из-за ветровой эрозии и сезонной обработки почвы, и (4) перенос загрязняющих веществ в AG [наземные] части растений и, таким образом, перенос в пищевые цепи. Следовательно, как непродовольственные культуры мискантус представляет собой потенциальный ресурс для фитоменеджмента загрязненных территорий с возможностью фитостабилизации ТЕ и / или разложения органических загрязнителей, что дает возможность снизить риски как для человека, так и для окружающей среды ».Nsanganwimana et al. 2014 , стр. 129 .
  42. ^ «Сырьем для древесных пеллет является древесная биомасса в соответствии с таблицей 1 ISO 17225‑1. Пеллеты обычно производятся в фильере, с общим содержанием влаги обычно менее 10% от их массы на влажной основе». ISO (Международная организация по стандартизации) 2014a .
  43. ^ «Сырьем для недревесных пеллет может быть травяная биомасса, фруктовая биомасса, водная биомасса или смеси и смеси биомассы. Эти смеси и смеси могут также включать древесную биомассу. Они обычно производятся в фильере с общим содержанием влаги менее 15% от их массы ». ISO (Международная организация по стандартизации) 2014b .
  44. ^ Данные о потерях при передаче из Всемирного банка, получены из МЭА. Всемирный банк 2010 .
  45. ^ Кроме того, по оценкам Смила, количество недавно установленных фотоэлектрических солнечных парков достигает 7–11 Вт / м 2 в солнечных регионах мира. Смил 2015 , стр. 191.
  46. ^ «Запасы углерода в почве - это баланс между скоростью разложения органического вещества почвы и органическим материалом, поступающим каждый год с помощью растительности, навоза или любого другого органического вещества». McCalmont et al. 2017 , стр. 496.
  47. ^ «SOC [органический углерод почвы], полученный за счет поступления сельскохозяйственных культур, будет ниже в первые годы создания (Zimmermann et al., 2012) с потерей возмущающего воздействия резидентного углерода C3, превышающего поступление углерода C4 при посеве на пастбища». McCalmont et al. 2017 , стр. 496.
  48. ^ Аналогичным образом, выбросы N2O (закиси азота) сильно различаются в зависимости от предыдущего землепользования, зрелости сельскохозяйственных культур и нормы внесения удобрений, однако "[...] выбросы от посева многолетних культур в целом были намного ниже, чем выбросы от однолетних культур [...] мы пришли к выводу, что нацеливание на низкоуглеродистые почвы для выращивания многолетних биоэнергетических культур сократит потери углерода в почве в краткосрочной перспективе и будет способствовать связыванию углерода в почве в долгосрочной перспективе. В глобальном масштабе предлагается, чтобы управление землями для содействия такому улавливанию и избежания потерь может быть ценным инструментом в смягчении последствий изменения климата (Lal, 2003) ». Whitaker et al. 2018. С. 152, 154.
  49. ^ «Любое нарушение почвы, такое как вспашка и культивация, вероятно, приведет к кратковременным потерям почвенного органического углерода, разлагаемого стимулированными популяциями почвенных микробов (Cheng, 2009; Kuzyakov, 2010). Ежегодное нарушение при возделывании сельскохозяйственных культур повторяет это год за годом, что приводит к снижению уровней SOC. Многолетние сельскохозяйственные системы, такие как пастбища, имеют время, чтобы восполнить свои нечастые потери от нарушений, которые могут привести к более высокому устойчивому содержанию углерода в почве (Gelfand et al., 2011; Zenone et al., 2013 ). " McCalmont et al. 2017 , стр. 493.
  50. ^ «Обработка почвы разрушает почвенные агрегаты, которые, как полагают, помимо других функций, препятствуют потреблению и разложению ПОВ почвенными бактериями, грибами и другими микробами (Grandy and Neff 2008). Агрегаты сокращают доступ микробов к органическому веществу, ограничивая физический доступ к минералам. стабилизированные органические соединения, а также снижение доступности кислорода (Cotrufo et al. 2015; Lehmann and Kleber 2015). Когда почвенные агрегаты вскрываются во время обработки почвы при преобразовании местных экосистем в сельское хозяйство, потребление SOC микробами и последующее дыхание CO2 резко возрастают. , уменьшая запасы углерода в почве (Гранди и Робертсон, 2006; Гранди и Нефф, 2008) ». IPCC 2019a , стр. 393.
  51. ^ Dondini et al. 2009 , стр. 422. Авторы не дают количественной оценки урожайности надземной сухой массы, вместо этого здесь используется медианное значение оценки МакКалмонта в 10-15 тонн для всей Великобритании (см. McCalmont et al. 2017 , p. 497), вместе с Kahle. et al., оценка содержания углерода в мискантусе 48% (см. Kahle et al.2001 , таблица 3, стр.176.
  52. ^ Milner et al. 2016 , таблица 4, стр. 322, 323. Учитывая средний урожай сухой массы в Великобритании, равный 12,5 т с гектара (см. McCalmont et al., 2017 , p. 497), вместе с оценкой содержания углерода мискантуса Kahle et al. В 48% (см. Кале и др., 2001 , таблица 3, стр.176.
  53. ^ Накадзима и др. 2018 , стр. 1. В целом, более низкие чистые нормы накопления для молодых насаждений следует ожидать из-за ускоренного разложения углерода и, следовательно, выбросов CO2 во время посадки (см. Вход / выход углерода в почве . Авторы указывают выход сухой массы 25,6 (± 0,2) тонн на гектар в год Оценка содержания углерода 48% (см. Kahle et al. 2001 , таблица 3, стр. 176).
  54. ^ 16-летний участок мискантуса содержал 106 тонн подземного углерода на гектар. На контрольном участке 1 содержалась 91 тонна подземного углерода, на контрольном участке 2 - 92 тонны. Средняя разница с контрольными участками 15,5 тонн. Что касается надземного углерода, то общее количество собранного сухого вещества с гектара на 16-летнем участке составило 114 тонн, или 7,13 тонны в год. Через 16 лет общий объем подземного углерода, полученный из мискантуса (C4), достиг 18 тонн, что эквивалентно 29% от общего количества углерода, внесенного мискантусом за эти годы, в виде опавших листьев, корневищ и корней. Среднее количество углерода, полученного из мискантуса, составляло 1,13 тонны в год. Hansen et al. 2004. С. 102–103.
  55. ^ «[...] кажется вероятным, что пахотные земли, преобразованные в мискантус, будут связывать углерод почвы; из 14 сравнений 11 показали общее увеличение SOC по сравнению с их общей глубиной отбора проб с предполагаемым уровнем накопления в диапазоне от 0,42 до 3,8 Mg C га - 1 год -1 . Только три сравнения пахотных культур показали более низкие запасы SOC под мискантусом, и они предполагали незначительные потери от 0,1 до 0,26 Мг га -1 год -1 ». McCalmont et al. 2017 , стр. 493.
  56. ^ «Корреляцию между возрастом плантации и SOC можно увидеть на рис. 6, [...] линия тренда предполагает чистую скорость накопления 1,84 Mg C га -1 год -1 с аналогичными уровнями пастбищ в состоянии равновесия». McCalmont et al. 2017 , стр. 496.
  57. ^ С учетом средней пиковой урожайности в ЕС 22 тонны сухого вещества с гектара в год (примерно 15 тонн во время весеннего сбора урожая). См. Anderson et al. 2014 , стр. 79). 15 тонн также явно указаны как средний весенний урожай в Германии, см. Felten & Emmerling 2012 , стр. 662. Содержание углерода 48%; см. Kahle et al. 2001 г. , таблица 3, стр.176.
  58. ^ «Пять вариантов обладают большим потенциалом смягчения последствий (> 3 ГтCO2-экв. Год – 1) без отрицательного воздействия на другие проблемы (высокая степень достоверности). К ним относятся: повышение продуктивности пищевых продуктов; сокращение обезлесения и деградации лесов; повышение содержания органического углерода в почве; борьба с пожарами; и сокращение послеуборочных потерь. [...] Увеличение запасов углерода в почве удаляет CO2 из атмосферы и увеличивает водоудерживающую способность почвы, тем самым повышая устойчивость к изменению климата и повышая способность адаптации. [...] Содержание органических веществ является мерой борьбы с деградацией земель (см. Раздел 6.2.1), а восстановление деградированных земель помогает повысить устойчивость к изменению климата, увеличение содержания углерода в почве является важным вариантом адаптации к изменению климата. При этом около 120 000 км2 теряется в результате деградации каждый раз. год и старше 3.2 миллиарда человек во всем мире негативно пострадали от деградации земель (IPBES 2018), методы, направленные на увеличение содержания органического углерода в почве, обладают большим потенциалом для решения проблем адаптации (Таблица 6.23) ».IPCC 2019d , стр. 591, 572, 591.
  59. ^ «[...] [M] iscanthus имел химические свойства, отличные от свойств обычных древесных гранул, и для его альтернативного сжигания [...] требуются специальные котельные технологии. Существуют различные производители и поставщики котлов, которые утверждают, что они будут счастливы использовать мискантус в своих котлах и будут выдерживать гарантию на его использование. Однако не все поставщики котлов будут рады использовать мискантус. Если котел может использовать мискантус, он также может работать с менее проблемным топливом, таким как древесина, но не с другим наоборот." Caslin, Finnan & Easson 2010 , стр. 31, 32.
  60. ^ «Затраты на производство биомассы для мискантуса в настоящее время слишком высоки, чтобы конкурировать с ископаемым топливом на коммерческой основе на энергетической основе. Высокие затраты на производство биомассы для мискантуса являются результатом недостаточного развития технологии сельскохозяйственного производства, сопровождаемого дополнительными затратами на сельскохозяйственные ресурсы, землю и рабочую силу для относительно невысокая биомасса. Хотя они амортизируются в течение периода производства в 10–25 лет, первоначальные затраты на выращивание мискантуса все еще сравнительно высоки. Это связано с тем, что единственный коммерчески доступный генотип Miscanthus × giganteus представляет собой триплоидный гибрид, который не дает жизнеспособных Следовательно, необходимо проводить дорогостоящее укоренение через корневище или размножение in vitro (Xue et al., 2015).Мискантус - тоже новинка для фермеров, и у них нет ни знаний, ни технического оборудования для его выращивания. Таким образом, неэффективная производственная технология в настоящее время ограничивает ее широкое распространение в качестве культуры биомассы. Для биомассы мискантуса нет стабильных рынков, и соответствующие применения имеют низкую ценность. Фермеры не решаются выращивать мискантус, потому что это предполагает использование их полей для долгосрочного производства биомассы. Они будут готовы сделать это только тогда, когда рынки биомассы станут стабильными или если будут заключены долгосрочные контракты (Wilson et al., 2014). Основное использование лигноцеллюлозной биомассы из многолетних культур - это твердое топливо для производства тепла и электроэнергии - сравнительно малоценное использование, рентабельность которого в конечном итоге определяется ценой на ископаемое топливо. В Европе,субсидии, как правило, необходимы для того, чтобы биоэнергетические продукты могли конкурировать на розничных энергетических рынках - за заметным исключением лесной древесины и побочных продуктов лесного хозяйства, которые нельзя использовать для производства древесных материалов. Следовательно, для обеспечения привлекательных рыночных возможностей требуются также более ценные применения биомассы мискантуса. Не существует сортов мискантуса, адаптированных к различным характеристикам участка и вариантам использования биомассы. В Европе Miscanthus × giganteus - единственный коммерчески доступный генотип. Основными препятствиями на пути селекции разновидностей мискантуса являются высокие затраты и длительные периоды разведения, необходимые, поскольку большинство параметров, относящихся к урожайности и качеству, не поддаются количественной оценке до тех пор, пока не пройдет 2–3 года после фазы создания ».также требуются более ценные применения биомассы мискантуса, чтобы обеспечить привлекательные рыночные возможности. Не существует сортов мискантуса, адаптированных к различным характеристикам участка и вариантам использования биомассы. В Европе Miscanthus × giganteus - единственный коммерчески доступный генотип. Основными препятствиями на пути селекции разновидностей мискантуса являются высокие затраты и длительные периоды разведения, необходимые, поскольку большинство параметров, относящихся к урожайности и качеству, не поддаются количественной оценке до тех пор, пока не пройдет 2–3 года после фазы создания ».также требуются более ценные применения биомассы мискантуса, чтобы обеспечить привлекательные рыночные возможности. Не существует сортов мискантуса, адаптированных к различным характеристикам участка и вариантам использования биомассы. В Европе Miscanthus × giganteus - единственный коммерчески доступный генотип. Основными препятствиями на пути селекции разновидностей мискантуса являются высокие затраты и длительные периоды разведения, необходимые, поскольку большинство параметров, относящихся к урожайности и качеству, не поддаются количественной оценке до тех пор, пока не пройдет 2–3 года после фазы создания ».Основными препятствиями на пути селекции разновидностей мискантуса являются высокие затраты и длительные периоды разведения, необходимые, поскольку большинство параметров, относящихся к урожайности и качеству, не поддаются количественной оценке до тех пор, пока не пройдет 2–3 года после фазы создания ».Основными препятствиями на пути селекции разновидностей мискантуса являются высокие затраты и длительные периоды разведения, необходимые, поскольку большинство параметров, относящихся к урожайности и качеству, не поддаются количественной оценке до тех пор, пока не пройдет 2–3 года после фазы создания ».Левандовски и др. 2016 , стр. 2.
  61. ^ «Мискантус можно собрать, срезая косилкой-плющилкой и прессуя в большие тюки Heston или круглые тюки, а затем выколотые из тюков. Его также можно измельчать кукурузной жаткой Kemper во время уборки урожая. Однако проблема с этим типом уборки заключается в том, что низкая насыпная плотность урожая, примерно 50 - 130 кг / м3. Урожай очень громоздкий и займет много места при сборе урожая. Кроме того, хранение щепы может быть проблематичным, если щепа слишком маленькая или слишком влажная, как при нагревании. Другая потенциальная проблема с мискантусом связана с его пушистой природой в виде стружки, которая потенциально может перекрывать или блокироваться при подаче в зону сгорания котла. Однако подходящий механизм подачи шнека решит эту проблему. [... ] При транспортировке мискантуса навалом в измельченном виде он может перевозиться в объеме 96 м3.Большинство операторов сообщают о минимальных нагрузках в 11,5 тонн на загрузку при влажности 20%, что указывает на объемную плотность около 120 кг / м3, что соответствует 1,60 евро на ГДж поставленной энергии ».Caslin, Finnan & Easson 2010 , стр. 31, 33.
  62. ^ «Большие прямоугольные и круглые пресс-подборщики могут производить тюки с плотностью сухого вещества от 120 до 160 кг / м3 и весом от 250 до 600 кг». Caslin, Finnan & Easson 2010 , стр. 22. Кроме того, Huisman 2001 , p. 2098 предлагает 250 кг / м3 для пресс-подборщиков высокой плотности.
  63. ^ «Брикетирование снижает потребление электроэнергии при уплотнении почти на 50% по сравнению с гранулированием (личное общение, Вольфганг Стелте). В этом случае преимущество в энергопотреблении цепочки торрефикации по сравнению с цепочкой WWP почти удваивается до 10,3%. ПГ Соответственно, преимущество возрастает до уменьшения количества торрефицированных древесных брикетов (TWB) на 33% по сравнению с WWP, как показано на Рисунке 9. " Wild & Visser 2018 , стр. 16–17.
  64. ^ Торрефицированная биомасса имеет влажность 1-5% (уголь 10-15%). Причина, по которой в обожженной массе, несмотря на ее гидрофобные свойства, все еще есть влага, - это небольшие трещины или трещины в гранулах или брикетах, которые делают возможным проникновение влаги. Wild 2015 , с. 72, 74.
  65. ^ «Стабильность пламени может быть дополнительно усугублена различиями в размере частиц, поскольку частицы большого размера могут действовать как поглотители тепла, увеличивая время резонанса частицы перед воспламенением и влияя на баланс тепловых потерь и тепловыделения. Для стабильного пламени в пылевидном угле Обычно требуется измельчение топлива до 70% и менее 75 мкм. [Требуется уменьшить не менее 70% общего количества частиц до размера менее 75 мкм.] Простота измельчения топлива до 70% менее 75 мкм описывается с использованием индекса измельчаемости Hardgrove (HGI). Угли обычно находятся между 30 (повышенное сопротивление измельчению) и 100 (более легко измельчаться) по шкале. HGI для необработанного мискантуса и переработанных биоуглей приведены в Таблица 3.Необработанный мискантус имеет HGI, равный нулю, что, по сути, означает, что в условиях испытаний ни одно топливо не достигнет желаемых 75 мкм, и, таким образом, при совместном измельчении будет либо больше энергии, требующейся для измельчения до достижения 75 мкм, либо измельченного частицы топлива будут иметь диаметр более 75 мкм ».Smith et al. 2018 , стр. 551.
  66. ^ Бриджман и др. 2010 , стр. 3916. Smith et al. измерил HGI 150 для мискантуса, предварительно обработанного гидротермальной карбонизацией, иногда называемой «влажной» торрефикацией: «HGI 150 (см. Таблицу 3) для образцов, обработанных при 250 ° C, также означает, что топливо будет легко измельчаться и должно быть быть ограниченными проблемами со стабильностью пламени, возникающими из-за больших диаметров частиц, встречающихся с необработанной биомассой ». Smith et al. 2018 , стр. 554.
  67. ^ «В среднем угли, используемые на электростанциях Великобритании, имеют HGI около 40–60; уголь La Loma, испытанный в этой работе, попадает в этот диапазон с HGI 46». Williams et al. 2015 , стр. 382.
  68. ^ «Неорганические вещества могут быть особой проблемой для мискантуса во время горения, поскольку большие количества щелочных и щелочных металлов, особенно калия и натрия, наряду с серой и хлором, влияют на химический состав золы и влияют на поведение топлива с точки зрения его тенденции к коррозии оборудования и шлакование, обрастание и в некоторых печах агломерация слоя. [...] Обрастание - это явление, возникающее, когда калий и натрий в сочетании с хлором частично испаряются под воздействием лучистого тепла и образуют хлориды щелочных металлов, которые конденсируются на более холодных поверхностях, таких как тепло Эти отложения не только снижают эффективность теплообменников, они также играют важную роль в коррозии, поскольку эти отложения могут вступать в реакцию с серой в дымовых газах с образованием сульфатов щелочных металлов с выделением хлора.Этот хлор обладает каталитическим действием, которое приводит к активному окислению и коррозии материала печи ».Smith et al. 2018 , с. 554, 556.
  69. ^ «При сжигании мискантуса неорганические компоненты остаются в виде золы. Типичное общее содержание золы в мискантусе находится в диапазоне от 2,0% до 3,5%. В системах сжигания с колосниковой решеткой более крупная зола выбрасывается в виде зольного остатка, а более мелкая фракция золы покидает зону горения вместе с отходящими газами в виде летучей золы. Из-за низкой температуры плавления золы, которая сильно коррелирует с содержанием калия и хлоридов в золе, температура горения поддерживается как можно более низкой ». Lanzerstorfer, 2019 , стр. 1–2.
  70. ^ «Шлакование - это явление, возникающее в результате плавления золы, когда отложения золы подвергаются воздействию лучистого тепла, такого как пламя в печи. Поскольку большинство печей предназначены для удаления золы в виде порошкообразных остатков, часто желательно иметь высокую температуру плавления золы. . В противном случае он имеет более высокую тенденцию к плавлению с образованием твердого стекловидного шлака, известного как клинкер, который может быть трудно удалить из печи. [...] AFT - это качественный метод оценки склонности топлива к образованию шлака и работает путем нагревания образца для испытаний золы и анализа переходов в химическом составе золы. Ключевые переходы включают: (i) усадку, которая преимущественно представляет собой разложение карбонатов в гидротермально полученных гольцах, (ii) температуру деформации,по существу представляет собой начальную точку, в которой порошкообразная зола начинает агломерироваться и начинает прилипать к поверхностям, (iii) полусфера, в результате чего зола агломерируется и становится липкой, и (v) течет, в результате чего зола тает. Для большинства электростанций шлакование становится проблемой из-за деформации и температуры полусферы ».Smith et al. 2018 , стр. 554.
  71. ^ «Чтобы мискантус наилучшим образом соответствовал требованиям качества сжигания, его обычно собирают в конце зимы или ранней весной в Великобритании, после чего урожай полностью стареет и питательные вещества повторно попадают в корневище. [...] Более того, хотя Поздно собранные образцы мискантуса имеют улучшенное качество топлива, с более низким содержанием азота, хлора, золы и щелочных металлов; результаты, представленные в Baxter et al. [2], показывают, что шлакование, загрязнение и коррозия все еще наиболее вероятны для большинства сельскохозяйственных культур. Таким образом, уменьшение количества питательных веществ, вызванное перезимовкой, по-прежнему недостаточно для безопасного сжигания [...] ». Smith et al. 2018 , стр. 546.
  72. ^ Салех 2013 , стр. 100. Салех также обнаружил, что солома снизилась примерно на 65%. Аналогичным образом Ren et al. обнаружили, что «[...] 59,1%, 60,7% и 77,4% хлора, содержащегося в оливковых остатках, DDGS и кукурузной соломе , соответственно, были выделены во время торрефикации». Ren et al. 2017 , стр. 40.
  73. ^ Johansen et al. обнаружили, что «[...] Cl [хлор] является основным катализатором высвобождения K [калия] посредством сублимации [прямого газовыделения] KCl [хлорида калия] [...]». Хлорид калия - это «доминирующий [...] вид Cl, обнаруженный в биомассе, [...]» и он остается стабильным в твердой фазе до тех пор, пока температура не достигнет 700-800 ° C. Обратите внимание, что небольшое количество (5-10%) выделения калия наблюдается при температурах ниже 700 ° C. В пороговой точке «[...] высокотемпературное выделение K [калия] в форме KCl [хлорида калия] эквивалентно доступному количеству общего Cl [хлора] в исходном топливе». Другими словами, «высвобождение [...] K [калия], похоже, ограничено количеством доступного Cl [хлора]». Таким образом,в основном это связь с хлором, которая делает возможным превращение калия в газ и загрязнение внутренней части оборудования для сжигания; выделение калия «[...] прекратится, когда топливо, подвергающееся пиролизу или сгоранию, достигнет состояния полного дехлорирования». На этом этапе калий будет плавиться с силикатами и алюмосиликатами примерно при 800 ° C и будет оставаться в золе.Johansen et al. 2011 , с. 4961, 4962, 4968.
  74. ^ «Недавние исследования Резы и др. И Смита и др. Сообщили о судьбе неорганических соединений и гетероатомов во время HTC [гидротермальной карбонизации] мискантуса и указывают на значительное удаление щелочных металлов, калия и натрия, а также хлора. [.. .] Анализ поведения золы при плавлении, проведенный Смитом и др., Показал значительное снижение склонности к шлакообразованию получаемого топлива, наряду с одновременным риском загрязнения и коррозии. [...] Следовательно, HTC предлагает возможность усовершенствовать мискантус с прежнего уровня. из достаточно дешевого топлива в высококачественное топливо с высокой теплотворной способностью, улучшенными эксплуатационными характеристиками и благоприятным химическим составом золы. [...] HTC при 250 ° C может преодолеть проблемы шлакообразования и повысить температуру деформации золы с 1040 ° C до 1320 ° C для мискантуса раннего урожая.Химический состав также предполагает снижение склонности к загрязнению и коррозии для топлива, обработанного при температуре 250 ° C ».Smith et al. 2018. С. 547, 556.
  75. ^ См. Whitaker et al. 2018 , стр. 156. Расчеты см. В приложении S1.
  76. ^ См. Emmerling & Pude 2017 , стр. 275–276. Emmerling & Pude перефразируют Фелтен и др. 2013. По расчетам урожайности, секвестрации углерода и парниковых газов см. Felten et al. 2013 , с. 160, 166, 168.
  77. ^ «Хотя эти значения представляют собой крайние значения, они демонстрируют, что выбор участка для выращивания биоэнергетических культур может иметь значение для значительных сбережений или потерь ПГ [парниковых газов], сдвигая выбросы ПГ в течение жизненного цикла выше или ниже установленных пороговых значений. Снижение неопределенностей в ∆C [ увеличение или уменьшение углерода] после LUC [изменения в землепользовании], следовательно, более важно, чем уточнение оценок выбросов N2O [закиси азота] (Berhongaray et al., 2017). Знание о начальных запасах углерода в почве может улучшить экономию парниковых газов, достигаемую за счет целевого использования многолетних растений. биоэнергетические культуры на низкоуглеродистых почвах (см. раздел 2). [...] Предположение, что однолетние пахотные земли обеспечивают больший потенциал поглощения углерода почвой, чем пастбища, кажется чрезмерным упрощением,но есть возможность улучшить прогнозы потенциала связывания углерода в почве, используя информацию о начальном запасе углерода в почве в качестве более сильного предиктора ∆C [изменение количества углерода], чем до предыдущего землепользования ».Whitaker et al. 2018 , с. 156, 160.
  78. ^ "Рис. 3 подтвердил отсутствие изменений или увеличение SOC [органического углерода почвы] (положительное значение) за счет посадки мискантуса на пахотных землях в Англии и Уэльсе и только потерю SOC (отрицательное значение) в некоторых частях Шотландии. Общий годовой SOC изменение в Великобритании при переходе от пахотных земель к мискантусу, если бы вся свободная земля была засеяна, составило бы 3,3 Тг C год -1 [3,3 миллиона тонн углерода в год]. Все средние изменения для SOC для различных видов землепользования были положительными, когда гистосоли были исключены, с улучшенными пастбищами, дающими самый высокий Mg C га −1 год −1[тонны углерода на гектар в год] на уровне 1,49, затем идут пахотные земли на уровне 1,28 и леса на уровне 1. Разделение этого изменения SOC на исходное землепользование (рис. 4) показывает, что есть большие регионы с улучшенными пастбищами, которые, если засеять биоэнергетикой сельскохозяйственных культур, по прогнозам, приведет к увеличению SOC. Аналогичный результат был получен при рассмотрении перехода от пашни; однако для центрально-восточной Англии было предсказано нейтральное влияние на SOC. В Шотландии, однако, прогнозируется сокращение всех видов землепользования, особенно лесных угодий, в основном из-за более высокого SOC и более низкой урожайности мискантуса и, следовательно, меньшего количества вводимых ресурсов ». Милнер и др., 2016 , стр. 123.
  79. ^ "Таким образом, мы количественно оценили влияние LUC [изменения в землепользовании] на биоэнергетические культуры на баланс SOC и парниковых газов. Это позволило определить LUC от пахотных земель, в целом, чтобы привести к увеличению SOC, а LUC от лесов будет связано с уменьшением SOC и повышенные выбросы парниковых газов. Пастбища очень изменчивы и неопределенны в их реакции на LUC на биоэнергетику, и, учитывая их широкое распространение в умеренном климате, они остаются причиной для беспокойства и одной из основных областей, на которых следует сосредоточить усилия будущих исследований ". Харрис, Спейк и Тейлор, 2015 г., п. 37 (см. Также стр. 33 относительно вариаций SOC). Авторы, однако, отмечают, что «[t] среднее время с момента перехода во всех исследованиях составляло 5,5 лет (Xmax 16, Xmin 1) для SOC» и что «[...] в большинстве исследований рассматривалось SOC на 0–30 см. только профиль [...] ". Харрис, Спейк и Тейлор, 2015 г. , стр. 29–30. Следует ожидать низких темпов накопления углерода в молодых насаждениях из-за ускоренного разложения углерода во время посадки (из-за аэрации почвы) и относительно низкого среднего поступления углерода в почву на этапе посадки (2-3 года). Кроме того, поскольку специализированные энергетические культуры, такие как мискантус, производят значительно больше биомассы в год, чем обычные луга, и примерно 25% содержания углерода этой биомассы успешно добавляется в запас углерода почвы каждый год (см.Чистое годовое накопление углерода ), кажется разумным ожидать, что со временем органический углерод почвы будет увеличиваться и на переустроенных пастбищах. Авторы цитируют 30-50-летнюю фазу углеродообразования для многолетних растений на преобразованных пастбищах, см. Harris, Spake & Taylor 2015 , p. 31.
  80. ^ «Экологические издержки и выгоды от биоэнергетики были предметом серьезных дискуссий, особенно в отношении биотоплива первого поколения, производимого из пищевых продуктов (например, зерна и масличных семян). Исследования показали, что сокращение выбросов парниковых газов в течение всего жизненного цикла составляет от 86% до 93%. % увеличения выбросов ПГ по сравнению с ископаемым топливом (Searchinger et al., 2008; Davis et al., 2009; Liska et al., 2009; Whitaker et al., 2010). Кроме того, высказывались опасения, что выбросы N2O от Можно было недооценить выращивание сырья для биотоплива (Crutzen et al., 2008; Smith & Searchinger, 2012), и то, что расширение выращивания сырья на сельскохозяйственных землях может вытеснить производство продуктов питания на земли с высокими запасами углерода или высокой природоохранной ценностью (т.е. iLUC), создавая углеродный долг, погашение которого может занять десятилетия (Fargione et al., 2008).Другие исследования показали, что прямые выбросы, связанные с азотом, из сырья для выращивания однолетних культур можно уменьшить за счет оптимизации методов управления (Davis et al., 2013) или что сроки окупаемости менее значительны, чем предполагалось (Mello et al., 2014). Тем не менее, по-прежнему существуют серьезные опасения по поводу воздействия iLUC, несмотря на политические разработки, направленные на снижение риска возникновения iLUC (Ahlgren & Di Lucia, 2014; Del Grosso et al., 2014) ».Ди Люсия, 2014 год; Del Grosso et al., 2014) ".Ди Люсия, 2014 год; Del Grosso et al., 2014) ".Whitaker et al. 2018 , стр. 151.
  81. ^ «Воздействие выращивания сельскохозяйственных культур для производства биоэнергетики и биотоплива вызывает особую озабоченность, при этом некоторые предполагают, что баланс парниковых газов (ПГ) пищевых культур, используемых для производства этанола и биодизеля, может быть не лучше или хуже, чем ископаемое топливо (Fargione et al., 2008; Searchinger et al., 2008. Это противоречиво, поскольку распределение выбросов парниковых газов между органами управления и использование побочных продуктов может иметь большое влияние на общий углеродный след получаемых биоэнергетических продуктов (Whitaker et al., 2010; Davis et al., 2013). Потенциальные последствия изменения землепользования (LUC) для биоэнергетики для баланса парниковых газов через перемещение продовольственных культур или «косвенное» изменение землепользования (iLUC) также являются важным соображением (Searchinger et al., 2008) . " Milner et al. 2016. С. 317–318.
  82. ^ «В то время как первоначальная предпосылка в отношении биоэнергетики заключалась в том, что углерод, недавно уловленный из атмосферы в растения, приведет к немедленному сокращению выбросов парниковых газов в результате использования ископаемого топлива, реальность оказалась менее очевидной. Исследования показали, что выбросы парниковых газов в результате производства энергетических культур и изменений в землепользовании может перевесить любые меры по снижению выбросов CO2 (Searchinger et al., 2008; Lange, 2011). Производство закиси азота (N2O) с его мощным потенциалом глобального потепления (GWP) может быть значительным фактором компенсации увеличения выбросов CO2 (Crutzen et al., 2008), а также возможное подкисление и эвтрофикация окружающей среды (Kim & Dale, 2005). Однако не все виды сырья биомассы одинаковы, и большинство исследований, имеющих критическое значение для производства биоэнергетики, касается биотоплива, производимого из однолетних продовольственных культур при высокой стоимости удобрений. ,иногда с использованием земель, очищенных от природных экосистем, или в условиях прямой конкуренции с производством продовольствия (Naik et al., 2010). Выделенные многолетние энергетические культуры, выращиваемые на существующих сельскохозяйственных землях более низкого качества, представляют собой устойчивую альтернативу со значительной экономией выбросов парниковых газов и связывания углерода в почве при надлежащем управлении (Crutzen et al., 2008; Hastings et al., 2008, 2012; Cherubini et al., 2009; Dondini et al., 2009a; Don et al., 2012; Zatta et al., 2014; Richter et al., 2015) ".предлагают устойчивую альтернативу со значительной экономией выбросов парниковых газов и связывания углерода в почве при надлежащем управлении (Crutzen et al., 2008; Hastings et al., 2008, 2012; Cherubini et al., 2009; Dondini et al., 2009a) ; Don et al., 2012; Zatta et al., 2014; Richter et al., 2015) ".предлагают устойчивую альтернативу со значительной экономией выбросов парниковых газов и связывания углерода в почве при надлежащем управлении (Crutzen et al., 2008; Hastings et al., 2008, 2012; Cherubini et al., 2009; Dondini et al., 2009a) ; Don et al., 2012; Zatta et al., 2014; Richter et al., 2015) ".McCalmont et al. 2017 , стр. 490.
  83. ^ «Значительное сокращение выбросов парниковых газов было продемонстрировано во многих исследованиях LCA по целому ряду биоэнергетических технологий и масштабов (Thornley et al., 2009, 2015). Наиболее значительные сокращения были отмечены для случаев теплоэнергетики. Тем не менее, некоторые другие исследования (особенно в отношении транспортного топлива) указали на обратное, а именно, что биоэнергетические системы могут увеличить выбросы ПГ (Smith & Searchinger, 2012) или не достичь все более строгих пороговых значений экономии ПГ. Эту изменчивость расчетной экономии обусловливает ряд факторов, но мы знайте, что там, где не удается достичь значительного сокращения или сообщается о широкой вариабельности, часто связана неопределенность данных или вариации в применяемой методологии ОЖЦ (Rowe et al., 2011). Например,Неопределенность данных об изменении запасов углерода в почве после LUC, как было показано, значительно влияет на интенсивность выбросов парниковых газов в путях производства биотоплива (рис. 3), в то время как более краткосрочное радиационное форсирующее воздействие частиц черного углерода от сжигания биомассы и биотоплива также представляет собой важные данные. неопределенность (Бонд и др., 2013) ».Whitaker et al. 2018. С. 156–157.
  84. ^ "После столетий сжигания древесины для получения энергии или переработки кормов в лошадиную силу первым поколением биоэнергетического сырья стали продовольственные культуры, такие как кукуруза, масличный рапс, сахарный тростник и масличная пальма, которые использовались для производства биоэтанола и биодизеля. высокие затраты в виде удобрений и энергии, которые увеличили их углеродный след (St. Clair et al., 2008). Кроме того, углеродные затраты на преобразование сырья для пищевых культур в биоэтанол или биодизель были значительными при низком соотношении производимой энергии потребляемой энергии, высокой стоимостью парниковых газов и низкой производительностью в ГДж энергии на гектар земли (Hastings et al., 2012). Еще одним недостатком использования продовольственных культур для производства энергии является давление, оказываемое на баланс спроса и предложения для этого сырья, которое может повлиять на стоимость продуктов питания (Valentine et al.,2011) и увеличение косвенных изменений в землепользовании (ILUC) для увеличения посевных площадей (Searchinger et al., 2008), что, как следствие, увеличивает их воздействие на окружающую среду. Биоэнергетическая культура второго поколения мискантус почти всегда оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, чем однолетняя биоэнергетическая культура первого поколения (Heaton et al., 2004, 2008; Clifton-Brown et al., 2008; Gelfand et al., 2013; McCalmont et al., 2015a; Milner et al., 2015). Это связано с его многолетним характером, эффективностью рециркуляции питательных веществ и необходимостью меньшего количества химикатов и обработки почвы в течение его 20-летнего жизненного цикла, чем у однолетних культур (St. Clair et al., 2008; Hastings et al., 2012). Мискантус можно выращивать на сельскохозяйственных угодьях, которые экономически невыгодны для производства продовольственных культур (Clifton-Brown et al., 2015) ».2008), что, как следствие, увеличивает их воздействие на окружающую среду. Биоэнергетическая культура второго поколения мискантус почти всегда оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, чем однолетняя биоэнергетическая культура первого поколения (Heaton et al., 2004, 2008; Clifton-Brown et al., 2008; Gelfand et al., 2013; McCalmont et al., 2015a; Milner et al., 2015). Это связано с его многолетним характером, эффективностью рециркуляции питательных веществ и необходимостью меньшего количества химикатов и обработки почвы в течение его 20-летнего жизненного цикла, чем у однолетних культур (St. Clair et al., 2008; Hastings et al., 2012). Мискантус можно выращивать на сельскохозяйственных угодьях, которые экономически невыгодны для производства продовольственных культур (Clifton-Brown et al., 2015) ».2008), что, как следствие, увеличивает их воздействие на окружающую среду. Биоэнергетическая культура второго поколения мискантус почти всегда оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, чем однолетняя биоэнергетическая культура первого поколения (Heaton et al., 2004, 2008; Clifton-Brown et al., 2008; Gelfand et al., 2013; McCalmont et al., 2015a; Milner et al., 2015). Это связано с его многолетним характером, эффективностью рециркуляции питательных веществ и необходимостью меньшего количества химикатов и обработки почвы в течение его 20-летнего жизненного цикла, чем у однолетних культур (St. Clair et al., 2008; Hastings et al., 2012). Мискантус можно выращивать на сельскохозяйственных угодьях, которые экономически невыгодны для производства продовольственных культур (Clifton-Brown et al., 2015) ».Биоэнергетическая культура второго поколения мискантус почти всегда оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, чем однолетняя биоэнергетическая культура первого поколения (Heaton et al., 2004, 2008; Clifton-Brown et al., 2008; Gelfand et al., 2013; McCalmont et al., 2015a; Milner et al., 2015). Это связано с его многолетним характером, эффективностью рециркуляции питательных веществ и необходимостью меньшего количества химикатов и обработки почвы в течение его 20-летнего жизненного цикла, чем у однолетних культур (St. Clair et al., 2008; Hastings et al., 2012). Мискантус можно выращивать на сельскохозяйственных угодьях, которые экономически невыгодны для производства продовольственных культур (Clifton-Brown et al., 2015) ».Биоэнергетическая культура второго поколения мискантус почти всегда оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, чем однолетняя биоэнергетическая культура первого поколения (Heaton et al., 2004, 2008; Clifton-Brown et al., 2008; Gelfand et al., 2013; McCalmont et al., 2015a; Milner et al., 2015). Это связано с его многолетним характером, эффективностью рециркуляции питательных веществ и необходимостью меньшего количества химикатов и обработки почвы в течение его 20-летнего жизненного цикла, чем у однолетних культур (St. Clair et al., 2008; Hastings et al., 2012). Мискантус можно выращивать на сельскохозяйственных угодьях, которые экономически невыгодны для производства продовольственных культур (Clifton-Brown et al., 2015) ».эффективность рециркуляции питательных веществ и потребность в меньшем вводе химикатов и обработке почвы в течение ее 20-летнего жизненного цикла, чем у однолетних культур (St. Clair et al., 2008; Hastings et al., 2012). Мискантус можно выращивать на сельскохозяйственных угодьях, которые экономически невыгодны для производства продовольственных культур (Clifton-Brown et al., 2015) ».эффективность рециркуляции питательных веществ и потребность в меньшем вводе химикатов и обработке почвы на протяжении ее 20-летнего жизненного цикла, чем у однолетних культур (St. Clair et al., 2008; Hastings et al., 2012). Мискантус можно выращивать на сельскохозяйственных угодьях, которые экономически невыгодны для производства продовольственных культур (Clifton-Brown et al., 2015) ».Hastings et al. 2017 , стр. 2.
  85. ^ «Систематический обзор и метаанализ были использованы для оценки текущего состояния знаний и количественной оценки воздействия изменений в землепользовании (LUC) до второго поколения (2G), непищевых биоэнергетических культур на органический углерод почвы (SOC) и теплицы. выбросы газов (ПГ), имеющие отношение к сельскому хозяйству умеренной зоны. По результатам анализа 138 оригинальных исследований, переход от пахотных к низкорослым зарослям (SRC, тополь или ива) или многолетним травам (в основном мискантус или просо) привел к увеличению SOC (+5,0 ± 7,8% и +25,7 ± 6,7% соответственно) ". Харрис, Спейк и Тейлор, 2015 г. , стр. 27.
  86. ^ «Наша работа показывает, что укоренение сельскохозяйственных культур, урожайность и метод сбора урожая влияют на стоимость твердого топлива C. Мискантуса, которая для тюкованной уборки составляет 0,4 г эквивалента CO2 C МДж -1 для укоренения корневища и 0,74 г эквивалента CO2 C МДж -1 для Создание семенной пробки. Если собранная биомасса измельчается и гранулируется, то выбросы возрастают до 1,2 и 1,6 г эквивалента CO2 C МДж -1., соответственно. Энергетические потребности для сбора и измельчения щепы из этого исследования, которые использовались для оценки выбросов парниковых газов, соответствуют выводам Meehan et al. (2013). Эти оценки выбросов парниковых газов для топлива мискантус подтверждают выводы других исследований по оценке жизненного цикла (LCA) (например, Styles and Jones, 2008) и пространственные оценки экономии парниковых газов при использовании топлива мискантус (Hastings et al., 2009). Они также подтверждают, что мискантус имеет сравнительно небольшой след парниковых газов из-за своей многолетней природы, эффективности повторного использования питательных веществ и необходимости меньшего количества химических веществ и обработки почвы в течение его 20-летнего жизненного цикла, чем однолетние культуры (Heaton et al., 2004, 2008; Clifton-Brown et al., 2008; Gelfand et al., 2013; McCalmont et al., 2015a; Milner et al., 2015). В этом анализемы не учитывали поток парниковых газов в почву, который, как было показано McCalmont et al., в среднем в Соединенном Королевстве связывает 0,5 г C на МДж топлива, полученного из мискантуса. (2015a). Изменения в SOC в результате выращивания мискантуса зависят от предыдущего землепользования и соответствующего начального SOC. Если избегать использования высокоуглеродистых почв, таких как торфяники, постоянные пастбища и зрелые леса, и использовать для мискантуса только пахотные и ротационные пастбища с минеральной почвой, то среднее увеличение SOC для первого 20-летнего севооборота в Соединенном Королевстве составит ∼ 1 –1,4 Мг Ц гапостоянные пастбища и спелые леса избегаются, и для мискантуса используются только пахотные и ротационные пастбища с минеральной почвой, тогда среднее увеличение SOC для первого 20-летнего севооборота в Соединенном Королевстве составляет ∼ 1–1,4 Mg C га.постоянные пастбища и спелые леса избегаются, и для мискантуса используются только пахотные и ротационные пастбища с минеральной почвой, тогда среднее увеличение SOC для первого 20-летнего севооборота в Соединенном Королевстве составляет ∼ 1–1,4 Mg C га.−1 y −1 (Milner et al., 2015). Несмотря на игнорирование этого дополнительного преимущества, эти оценки затрат на выбросы парниковых газов очень выгодно отличаются от угля (33 г эквивалента CO2 C МДж -1), Газа Северного моря (16), сжиженного природного газа (22) и древесной щепы, импортируемой из США (4). Кроме того, хотя затраты C. на производство мискантуса составляют лишь <1/16 стоимости парниковых газов природного газа в качестве топлива (16–22 г эквивалента CO2 C MJ-1), это в основном связано с углеродом, содержащимся в оборудовании. , химикаты и ископаемое топливо, используемые при его производстве. По мере того, как экономика уходит от зависимости от этих ископаемых видов топлива для регулирования температуры (тепло для регулирования температуры в теплице или охлаждение для хранения корневищ) или транспортировки, эти затраты на парниковые газы начинают уменьшаться от производства биоэнергии. Следует отметить, что оценки в этой статье не учитывают ни потенциал секвестрации C. в почве, ни какое-либо воздействие или ILUC (Hastings et al., 2009) ». Hastings et al. 2017 , стр. 12–13.
  87. ^ «Многолетний мискантус имеет соотношение выход / вход энергии в 10 раз выше (47,3 ± 2,2), чем однолетние культуры, используемые для получения энергии (от 4,7 ± 0,2 до 5,5 ± 0,2), а общие углеродные затраты на производство энергии (1,12 г CO2-C экв. МДж −1 ) в 20–30 раз меньше, чем ископаемое топливо ». McCalmont et al. 2017 , стр. 489.
  88. ^ "Результаты на рис. 3c показывают, что большая часть земли в Великобритании может производить биомассу мискантуса с углеродным индексом, который значительно ниже, при 1,12 г эквивалента CO2-C на МДж энергии в печи, чем уголь (33), нефть (22), СПГ (21), российский газ (20) и газ Северного моря (16) (Bond et al., 2014), что обеспечивает значительную потенциальную экономию парниковых газов по сравнению с сопоставимыми видами топлива даже с учетом изменений в их удельном энергосодержании. Фелтен и др. (2013) обнаружили, что производство энергии мискантусом (от размножения до окончательного преобразования) обеспечивает гораздо более высокую потенциальную экономию парниковых газов на единицу площади земли по сравнению с другими биоэнергетическими системами. Они обнаружили, что мискантус (щепа для отопления жилых помещений) позволяет сэкономить 22,3 ± 0,13 Mg [тонны] CO2-экв га −1 год −1[Эквиваленты CO2 на гектар в год] по сравнению с рапсом (биодизельное топливо) на уровне 3,2 ± 0,38 и кукурузы (биомасса, электричество и тепло) на уровне 6,3 ± 0,56 ». МакКалмонт и др., 2017 , стр. 500.
  89. ^ "Оценка затрат и жизненного цикла семи производственно-сбытовых цепочек, основанных на мискантусе, включая мелкое и крупное производство тепла и электроэнергии, этанола, биогаза и изоляционных материалов, выявила потенциал экономии выбросов парниковых газов и ископаемого топлива до 30,6 т CO2eq C га −1 y −1 и 429 ГДж га −1 y −1, соответственно. Расстояние транспортировки было определено как важный фактор затрат. Затраты на снижение отрицательного углерода в размере –78 евро за т – 1 эквивалента углерода CO2 были зарегистрированы для местного использования биомассы. Результаты OPTIMISC демонстрируют потенциал мискантуса как культуры для маргинальных участков и предоставляют информацию и технологии для коммерческого внедрения цепочек добавленной стоимости на основе мискантуса. [...] Общее расстояние транспортировки биомассы было принято равным 400 км, когда тюки транспортировались на завод по производству биоэтанола или на завод, производящий изоляционный материал, а также в цепочке создания стоимости «Связки комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ)». Для цепочек добавленной стоимости «пеллеты для ТЭЦ» и ​​«тепловые пеллеты» тюки транспортировались на 100 км на завод по гранулированию, а оттуда пеллеты транспортировались на 400 км к электростанциям.Среднее расстояние от фермы до поля было принято равным 2 км. Это расстояние транспортировки также предполагается для «тепловой щепы» цепочки создания стоимости, в которой предполагалось использование щепы в качестве топлива биомассы на производственной ферме. Из-за более высоких требований биомассы биогазовой установки было принято среднее расстояние транспортировки 15 км от поля до завода ».Левандовски и др. 2016 , с. 2, 7.
  90. ^ «Самый высокий урожай биомассы, а также самый высокий потенциал экономии парниковых газов и ископаемой энергии (до 30,6 т CO2-экв / га * год и 429 ГДж / га * год, соответственно) могут быть достигнуты на немаржинальных участках в Центральной Европе. На маргинальных участках, ограниченных холодом (Москва / Россия) или засухой (Адана / Турция), экономия до 19,2 т CO2-экв / га * год и 273 ГДж / га * год (Москва) и 24,0 т CO2-экв / га * год и 338 ГДж / га * a (Адана) может быть достигнуто. Экономия парниковых газов и ископаемой энергии наиболее высока там, где биомасса мискантуса используется в качестве строительного материала (в нашем анализе используется пример изоляционного материала). Высокий потенциал экономии парниковых газов и ископаемого топлива также был обнаружен для отопления жилых помещений из-за небольшого расстояния транспортировки. Гранулирование выгодно только с точки зрения минимизации выбросов парниковых газов и потребления энергии, когда биомасса транспортируется на большие расстояния,например, для производства тепла и электроэнергии на ТЭЦ. Гранулирование требует дополнительной энергии, но в то же время снижает энергию, необходимую для транспортировки из-за более высокой плотности. Самый низкий потенциал экономии парниковых газов и ископаемых энергоресурсов был обнаружен при производстве энергии путем использования биогаза, за которым следует биоэтанол. Однако на этот результат сильно влияют предположения о том, что (а) используется только 50% доступного тепла и (б) расстояние транспортировки от поля до биогазовой установки относительно велико (15 км). Цепь биогаза со 100% использованием тепла и меньшими расстояниями транспортировки будет работать лучше. Можно сделать вывод, что для выработки электроэнергии из биомассы мискантуса наиболее благоприятным путем является сжигание для получения мощности базовой нагрузки и биогаза для покрытия пиковых нагрузок ».Гранулирование требует дополнительной энергии, но в то же время снижает энергию, необходимую для транспортировки из-за более высокой плотности. Самый низкий потенциал экономии парниковых газов и ископаемых энергоресурсов был обнаружен при производстве энергии путем использования биогаза, за которым следует биоэтанол. Однако на этот результат сильно влияют предположения о том, что (а) используется только 50% доступного тепла и (б) расстояние транспортировки от поля до биогазовой установки относительно велико (15 км). Цепь биогаза со 100% использованием тепла и меньшими расстояниями транспортировки будет работать лучше. Можно сделать вывод, что для выработки электроэнергии из биомассы мискантуса наиболее благоприятным путем является сжигание для получения мощности базовой нагрузки и биогаза для покрытия пиковых нагрузок ».Гранулирование требует дополнительной энергии, но в то же время снижает энергию, необходимую для транспортировки из-за более высокой плотности. Самый низкий потенциал экономии парниковых газов и ископаемых энергоресурсов был обнаружен при производстве энергии путем использования биогаза, за которым следует биоэтанол. Однако на этот результат сильно влияют предположения о том, что (а) используется только 50% доступного тепла и (б) расстояние транспортировки от поля до биогазовой установки относительно велико (15 км). Цепь биогаза со 100% использованием тепла и меньшими расстояниями транспортировки будет работать лучше. Можно сделать вывод, что для выработки электроэнергии из биомассы мискантуса наиболее благоприятным путем является сжигание для получения мощности базовой нагрузки и биогаза для покрытия пиковых нагрузок ».Самый низкий потенциал экономии парниковых газов и ископаемых энергоресурсов был обнаружен при производстве энергии путем использования биогаза, за которым следует биоэтанол. Однако на этот результат сильно влияют предположения о том, что (а) используется только 50% доступного тепла и (б) расстояние транспортировки от поля до биогазовой установки относительно велико (15 км). Цепь биогаза со 100% использованием тепла и меньшими расстояниями транспортировки будет работать лучше. Можно сделать вывод, что для выработки электроэнергии из биомассы мискантуса наиболее благоприятным путем является сжигание для получения мощности базовой нагрузки и биогаза для покрытия пиковых нагрузок ».Самый низкий потенциал экономии парниковых газов и ископаемых энергоресурсов был обнаружен при производстве энергии путем использования биогаза, за которым следует биоэтанол. Однако на этот результат сильно влияют предположения о том, что (а) используется только 50% доступного тепла и (б) расстояние транспортировки от поля до биогазовой установки относительно велико (15 км). Цепь биогаза со 100% использованием тепла и меньшими расстояниями транспортировки будет работать лучше. Можно сделать вывод, что для производства электроэнергии из биомассы мискантуса наиболее благоприятным путем является сжигание для получения мощности базовой нагрузки и биогаза для покрытия пиковых нагрузок ».на этот результат сильно влияют предположения, что (а) используется только 50% доступного тепла и (б) расстояние транспортировки от поля до биогазовой установки относительно велико (15 км). Цепь биогаза со 100% использованием тепла и меньшими расстояниями транспортировки будет работать лучше. Можно сделать вывод, что для производства электроэнергии из биомассы мискантуса наиболее благоприятным путем является сжигание для получения мощности базовой нагрузки и биогаза для покрытия пиковых нагрузок ».на этот результат сильно влияют предположения о том, что (а) используется только 50% имеющегося тепла и (б) расстояние транспортировки от поля до биогазовой установки относительно велико (15 км). Цепь биогаза со 100% использованием тепла и меньшими расстояниями транспортировки будет работать лучше. Можно сделать вывод, что для выработки электроэнергии из биомассы мискантуса наиболее благоприятным путем является сжигание для получения мощности базовой нагрузки и биогаза для покрытия пиковых нагрузок ».Левандовски и др. 2016. С. 19–20.
  91. ^ «В 2015 году был проведен семинар с участием исследователей, политиков и представителей промышленности / бизнеса из Великобритании, ЕС и других стран. Результаты глобального исследования биоэнергетических изменений в землепользовании сравнивались для выявления областей консенсуса, ключевых неопределенностей и исследовательских приоритетов. [...] Наш анализ показывает, что прямое воздействие специальных многолетних биоэнергетических культур на почвенный углерод и закись азота становится все более понятным и часто согласуется со значительным сокращением выбросов парниковых газов в течение жизненного цикла от биоэнергетики по сравнению с традиционными источниками энергии. Мы пришли к выводу, что выбросы парниковых газов баланс выращивания многолетних биоэнергетических культур часто бывает благоприятным, с максимальной экономией парниковых газов, достигаемой там, где культуры выращиваются на почвах с низким запасом углерода и консервативным внесением питательных веществ,получение дополнительных экологических выгод, таких как улучшение качества воды. Представленный здесь анализ демонстрирует наличие зрелой и все более полной доказательной базы об экологических преимуществах и рисках выращивания биоэнергетики, которые могут поддержать развитие устойчивой биоэнергетической отрасли ».Whitaker et al. 2018 , стр. 150.
  92. ^ "Felten & Emmerling (2011) сравнили численность дождевых червей под 15-летней плантацией мискантуса в Германии с зерновыми, кукурузой, ЛАРН, пастбищами и 20-летними залежами (после предыдущих зерновых). Видовое разнообразие было выше в Мискантус, чем в однолетних культурах, больше соответствует пастбищам или многолетним залежам, причем интенсивность управления рассматривается как наиболее значительный фактор; меньшее нарушение почвенного покрова позволило дождевым червям из различных экологических категорий сформировать более неоднородную структуру почвы. вид был обнаружен на пастбищах (6,8), затем следовали залежь (6,4), мискантус (5,1), ОСР (4,0), зерновые (3,7) и кукуруза (3,0) с общей индивидуальной численностью дождевых червей от 62 м-2 в кукурузе. площадей до 355 м − 2 в залежи с мискантусом, занимающим среднюю позицию (132 м − 2),хотя различия в численности не были значительными между видами землепользования. Однако у дождевых червей есть некоторый компромисс в этом преимуществе; Высокая эффективность использования азота и круговорот питательных веществ, которые снижают потребность в азотных удобрениях и связанный с этим ущерб окружающей среде, означают, что, несмотря на наличие больших объемов, опад из листьев мискантуса не является особенно полезным пищевым ресурсом из-за низкого содержания азота и высокого Природа углерода (Ernst et al., 2009; Heaton et al., 2009) и дождевые черви, питающиеся этим типом материалов с низким содержанием азота, показали в других исследованиях, что они теряют общую массу (Abbott & Parker, 1981). Однако, напротив,было высказано предположение, что обширный подстилочный покров на уровне земли под мискантусом по сравнению с голой почвой под однолетними зерновыми культурами является потенциально значительным преимуществом для дождевых червей в удержании поверхностной влаги почвы и защите от хищников ".McCalmont et al. 2017 , стр. 502.
  93. ^ «Наши результаты показывают, что молодые насаждения мискантуса сохраняют высокое видовое разнообразие растений до закрытия полога. Было обнаружено, что видовое богатство отрицательно коррелирует с густотой насаждений и ниже в зрелых насаждениях. Однако даже 16-летние, густые плантации мискантуса поддерживают до 16 различных видов сорняков на участке площадью 25 м2, что составляет до 12% плантации. Литературные данные подтверждают этот вывод: обычно сообщается, что насаждения мискантуса поддерживают биоразнообразие хозяйств, обеспечивая среду обитания для птиц, насекомых и т. и мелких млекопитающих (Semere and Slater, 2007a; Bellamy et al., 2009). Исследования Semere and Slater (2007b) показали, что биоразнообразие мискантуса выше, чем в других насаждениях, но все же ниже, чем на окраинах открытого поля ". Левандовски и др. 2016 , стр. 15.
  94. ^ «Разнообразная наземная флора, которая может населять почву под половым покровом зрелого мискантуса, будет служить пищей для бабочек, других насекомых и их хищников. Жаворонки, луговые коньки и чибисы используют мискантус, а также 37 других видов птиц, включая крапивника, мискантуса и щеглы, которые питаются семенами травы. После того, как листья опадают зимой, становится подходящей средой обитания для желтхаммеров. Открытые пространства между табуретами обеспечивают идеальную среду обитания для таких птиц, как жаворонки и луговые коньки ». Caslin, Finnan & Easson 2010 , стр. 37.
  95. ^ «Наше исследование предполагает, что мискантус и ивы SRC, а также управление, связанное с выращиванием многолетних культур, будут поддерживать значительное количество биоразнообразия по сравнению с однолетними возделываемыми культурами. Мы рекомендуем стратегическую посадку этих многолетних культур биомассы на пахотных сельскохозяйственных угодьях для улучшения ландшафта неоднородность и улучшение функций экосистемы, одновременно работая над достижением баланса между энергетической и продовольственной безопасностью ». Haughton et al. 2016 , стр. 1071.
  96. ^ Беллами и др. (2009) изучили виды птиц и их кормовые ресурсы на шести парных участках в Кембриджшире, сравнивая плантации мискантуса возрастом до 5 лет с севооборотами озимой пшеницы как в зимний, так и в летний сезон размножения. Авторы обнаружили, что мискантус предлагает различная экологическая ниша в течение каждого сезона; большинство видов, часто встречающихся зимой, были лесными птицами, тогда как лесные птицы не встречались в пшенице; летом, однако, сельскохозяйственных птиц было больше. Более половины видов, встречающихся на участках были более многочисленны у мискантуса: 24 вида было зарегистрировано по сравнению с пшеницей 11. В течение сезона размножения количество видов, обнаруженных на участках мискантуса, снова увеличилось вдвое, причем индивидуальная численность была выше для всех видов, кроме жаворонка.Если рассматривать только птиц, чьи гнездовые территории полностью или частично находились в пределах границ сельскохозяйственных культур, то у мискантуса было обнаружено в общей сложности семь видов по сравнению с пятью у пшеницы с большей плотностью гнездящихся пар (1,8 против 0,59 видов на га).−1 ), а также размножающиеся виды (0,92 против 0,28 вида га −1). Два вида имели статистически значимо более высокую плотность у мискантуса по сравнению с пшеницей, и ни один не был обнаружен в пшенице с более высокой плотностью по сравнению с мискантусом. Как уже говорилось, структурная неоднородность, как пространственная, так и временная, играет важную роль в определении биоразнообразия внутри сельскохозяйственных культур, озимая пшеница осеннего посева предлагает мало укрытия для зимовки с почвенным покровом высотой в среднем 0,08 м и очень небольшим количеством некультурных растений, тогда как мискантус на высоте около 2 м, предлагается намного больше. В сезон размножения эта разница между культурами оставалась очевидной; пшеничные поля обеспечивали равномерный, плотный покров в течение всего сезона размножения, только трамвайные линии производили перерывы, тогда как у мискантуса была низкая открытая структура в начале сезона, быстро увеличивающаяся в высоте и плотности по мере продвижения сезона.Количество птиц сократилось по мере роста урожая, в частности, два вида птиц показали тесную (хотя и противоположную) корреляцию между численностью и высотой посевов; Красноногая куропатка уменьшалась по мере роста урожая, в то время как камышевки увеличивались, и эти певчие птицы не были обнаружены в посеве, пока она не превышала 1 м в высоту, даже несмотря на то, что они присутствовали на соседних полях ЛАРН и засаженных растительностью канавах. В заключение авторы отмечают, что для всех видов вместе взятых, плотность птиц в мискантусе была аналогична той, которая была обнаружена в других исследованиях, посвященных иве SRC и отложенным полям, на всех участках была большая плотность птиц, чем у традиционных пахотных культур.Именно благодаря этим дополнительным ресурсам в интенсивном сельскохозяйственном ландшафте и снижению химического и механического давления на окраины полей мискантус может играть важную роль в поддержании биоразнообразия, но его следует рассматривать как дополнение к существующим системам и дикой природе, адаптировавшейся к нему. Clapham et al. (2008) сообщает, как и другие исследования здесь, что в сельскохозяйственном ландшафте именно на окраинах полей и в перемежающихся лесах можно найти большую часть диких животных и их пищевых ресурсов, а также важную роль, которую может играть мискантус. в этом ландшафте прекращается химическое выщелачивание этих ключевых мест обитания, устраняются ежегодные нарушения почвы и эрозия почвы, улучшается качество воды и обеспечивается неоднородная структура и зимний покров ».именно на окраинах полей и в перемежающихся лесах можно найти большую часть диких животных и их пищевых ресурсов, и важная роль, которую мискантус может сыграть в этом ландшафте, - это прекращение химического выщелачивания этих ключевых мест обитания, удаление ежегодных нарушение почвы и эрозия почвы, улучшение качества воды и обеспечение неоднородной структуры и зимнего покрова ".именно на окраинах полей и в перемежающихся лесах можно найти большую часть диких животных и их пищевых ресурсов, и важная роль, которую мискантус может сыграть в этом ландшафте, - это прекращение химического выщелачивания этих ключевых мест обитания, удаление ежегодных нарушение почвы и эрозия почвы, улучшение качества воды и обеспечение неоднородной структуры и зимнего покрова ".McCalmont et al. 2017. С. 502–503.
  97. ^ "Два исследования, одно в IACR-Rothamsted, а другое в Германии, сравнивая мискантус со злаками, показали, что мискантус, по-видимому, обеспечивает среду обитания, которая способствует большему разнообразию видов, чем зерновые культуры. В этих исследованиях было в три раза больше дождевых червей и пауков. Обнаруженный в посевах мискантуса, мискантус также способствует большему разнообразию видов пауков. Одно из исследований также показало, что урожай мискантуса имел на 5 видов млекопитающих больше и на 4 вида птиц больше, чем урожай пшеницы. Спинк и Бритт (1998) определили мискантус быть одной из наиболее экологически безвредных альтернатив постоянному отложению ". Caslin, Finnan & Easson 2010 , стр. 36.
  98. ^ «Мискантус обеспечивает укрытие большую часть года, потому что, хотя урожай собирают ежегодно, его собирают незадолго до начала роста в следующем году. Это покрытие может действовать как коридор для диких животных, связывающий существующие среды обитания. Мискантус также может выступать в качестве среды гнездования , как для наземных птиц, гнездящихся ранней весной, например для небесных жаворонков, так и для гнездящихся тростниковых птиц, таких как камышевка, позднее летом. Мискантус может быть полезной покровной культурой и питомником для молодых фазанов и куропаток. Минимум девять видов наблюдались у мискантуса, в том числе у зайца-русака, горностая, мышей, полевок, землероек, лисиц и кроликов. Многие из них являются полезным источником пищи для более крупных плотоядных животных, таких как сипуха ». Caslin, Finnan & Easson 2010 , стр. 36.
  99. ^ «Существует также преимущество уменьшения поступления химических веществ и выщелачивания нитратов, связанных с мискантусом, что значительно улучшает качество воды, стекающей с сельскохозяйственных угодий (Christian & Riche, 1998; Curley et al., 2009). McIsaac et al. (2010) сообщили, что неорганические Выщелачивание азота было значительно ниже при использовании неоплодотворенного мискантуса (1,5–6,6 кг N га −1 год −1 ), чем севооборота кукурузы / сои (34,2–45,9 кг N га −1 год −1 ) ». McCalmont et al. 2017 , стр. 501.
  100. ^ «Значительное сокращение выщелачивания растворенного неорганического азота с поверхности земли прогнозируется, если земля, на которой уже выращивается кукуруза для производства этанола, будет преобразована в многолетнее сырье (Davis et al., 2012; Iqbal et al., 2015). Это сокращение при выщелачивании объясняется более низкой потребностью в удобрениях, постоянным присутствием поглотителя азота из корней растений и эффективной внутренней рециркуляцией питательных веществ многолетними видами трав (Amougou et al., 2012; Smith et al., 2013). В поддержку Таким образом, мискантус и просо просо, оцененные в масштабе участка, показали значительно более низкое выщелачивание растворенного неорганического азота из плит подземного дренажа по сравнению с типичным севооборотом кукуруза / соя, при этом на удобренных участках просо проса выщелачивание было незначительным или отсутствовало после достижения зрелости (Smith et al., 2013 ). По аналогии,результаты почвенных измерений в том же сырье показали более низкое содержание растворенного неорганического азота по сравнению с однолетними культурами (McIsaac et al., 2010; Behnke et al., 2012). Недавний мета-анализ доступной литературы показал, что просо проса и мискантус имели в девять раз меньше подземных потерь нитратов по сравнению с кукурузой или кукурузой, выращиваемой в чередовании с соей (Sharma & Chaubey, 2017). В масштабах бассейна замена производства кукурузы для производства этанола производством целлюлозного многолетнего сырья может снизить общее выщелачивание до 22%, в зависимости от типа сырья и применяемой практики управления (Davis et al., 2012; Smith et al., 2013 ). Хотя эти предыдущие исследования предоставляют доказательства потенциальных экосистемных услуг при переходе к производству целлюлозы,еще предстоит установить, каковы будут общие изменения в экспорте растворенного неорганического азота и речном потоке при таких сценариях. Гидрологические процессы тесно связаны с круговоротом азота (Castellano et al., 2010, 2013), являются ключевыми факторами переноса растворенного неорганического азота через ручьи и реки (Donner et al., 2002) и чувствительны к LUC (Twine et al. ., 2004). Различные сценарии моделирования, в которых текущий земной покров над бассейном реки Миссисипи в Соединенных Штатах был изменен, чтобы учесть различные пропорции проса или мискантуса, показали, что влияние на речной сток было небольшим по сравнению с улучшением качества воды (VanLoocke et al., 2017 ). "2013), являются ключевыми факторами переноса растворенного неорганического азота через ручьи и реки (Donner et al., 2002) и чувствительны к LUC (Twine et al., 2004). Различные сценарии моделирования, в которых текущий земной покров над бассейном реки Миссисипи в Соединенных Штатах был изменен, чтобы учесть различные пропорции проса или мискантуса, показали, что влияние на речной сток было небольшим по сравнению с улучшением качества воды (VanLoocke et al., 2017 ). "2013), являются ключевыми факторами переноса растворенного неорганического азота через ручьи и реки (Donner et al., 2002) и чувствительны к LUC (Twine et al., 2004). Различные сценарии моделирования, в которых текущий земной покров над бассейном реки Миссисипи в Соединенных Штатах был изменен, чтобы учесть различные пропорции проса или мискантуса, показали, что влияние на речной сток было небольшим по сравнению с улучшением качества воды (VanLoocke et al., 2017 ). "показали, что влияние на сток реки было небольшим по сравнению с улучшением качества воды (VanLoocke et al., 2017) ».показали, что влияние на сток реки было небольшим по сравнению с улучшением качества воды (VanLoocke et al., 2017) ».Whitaker et al. 2018. С. 157–158.
  101. ^ "Бланко-Канки (2010) указывает, что это водопользование и эффективность питательных веществ могут быть благом для уплотненных, плохо дренированных кислых почв, подчеркивая их возможную пригодность для маргинальных сельскохозяйственных земель. Большая пористость и меньшая насыпная плотность почв под многолетними растениями. энергетические травы, полученные в результате более волокнистой, разветвленной системы укоренения и уменьшения нарушения почвенного покрова, улучшают гидравлические свойства почвы, инфильтрацию, гидравлическую проводимость и запас воды по сравнению с однолетними пропашными культурами. Могут быть потенциально большие воздействия на воду в почве, если размер плантаций не соответствует размеру для водосбора или ирригационной доступности, но обратите внимание, что увеличенный ET и улучшенный запас грунтовых вод за счет увеличения пористости могут быть полезны во время сильных дождей с возможностью накопления потенциально увеличенной на 100-150 мм »McCalmont et al. 2017 , стр. 501.
  102. ^ "Это исследование сводит большой объем литературы к простым заявлениям об экологических издержках и преимуществах производства мискантуса в Великобритании, и хотя есть возможности для дальнейших исследований, особенно в области гидрологии в коммерческих масштабах, биоразнообразия на старых плантациях или более частого отбора проб Что касается N2O при переходе землепользования на мискантус и обратно, то все же появляются четкие признаки экологической устойчивости. Любое сельскохозяйственное производство в первую очередь основано на человеческом спросе, и всегда будет существовать компромисс между природой и человечеством или одной выгодой и другой; однако , литература предполагает, что мискантус может обеспечить ряд преимуществ при минимальном вреде для окружающей среды. Необходимо учитывать соответствие размера и местоположения плантации,будет ли достаточно воды для поддержания ее производства и экологические затраты на транспортировку до конечных пользователей; ее роль в качестве многолетней многолетней культуры в ротационном сельском хозяйстве необходимо понимать так, чтобы она не мешала производству основных продуктов питания. В этих соображениях нет ничего нового, они лежат в основе любой сельскохозяйственной политики, и лица, принимающие решения, знакомы с этими вопросами; собранные здесь экологические данные помогут обеспечить научную основу для поддержки будущей сельскохозяйственной политики ».и лица, принимающие решения, знакомы с этими проблемами; собранные здесь экологические данные помогут обеспечить научную основу для поддержки будущей сельскохозяйственной политики ».и лица, принимающие решения, знакомы с этими проблемами; собранные здесь экологические данные помогут обеспечить научную основу для поддержки будущей сельскохозяйственной политики ».McCalmont et al. 2017 , стр. 504.
  103. ^ «Подход к оценке ES [экосистемных услуг] предполагает, что рост биоэнергетических культур 2G в Великобритании в целом оказывает положительное влияние при замене культур первого поколения (Таблица 1). Благоприятное воздействие на экосистему в целом, а не на конкретные ES, согласуется с недавними отчеты в литературе (Semere & Slater, 2007a, b; Rowe et al., 2009; Dauber et al., 2010). Преимущества перехода на 2G-культуры включают увеличение биоразнообразия в масштабах хозяйств (Rowe et al., 2011), улучшенные функциональные характеристики, такие как хищничество (Rowe et al., 2013) и чистая выгода от снижения выбросов парниковых газов (Hillier et al., 2009). Выгоды в первую очередь являются следствием низких затрат и более длительных циклов управления, связанных с культурами 2G (Clifton-Brown et al. ., 2008; St Clair et al., 2008).Выгоды могут иметь различные временные закономерности, поскольку фазы создания и сбора урожая сельскохозяйственных культур 2G разрушительны и оказывают краткосрочное негативное влияние на ES (Donnelly et al., 2011), хотя методы могут быть адаптированы для улучшения этого; однако этот временной эффект здесь не рассматривался и аналогичен сбору урожая и посадке пищевых культур, травы или деревьев. [...] Когда земля фильтруется для различных сценариев посадки в соответствии с ALC 3 и 4,> 92,3% доступных земель будут давать положительный эффект ES при посадке мискантуса или SRC, и такие переходы, вероятно, создадут чистое улучшение баланса парниковых газов ».этот временной эффект здесь не рассматривался и аналогичен сбору урожая и посадке пищевых культур, травы или деревьев. [...] Когда земля фильтруется для различных сценариев посадки в соответствии с ALC 3 и 4,> 92,3% доступных земель будут давать положительный эффект ES при посадке мискантуса или SRC, и такие переходы, вероятно, создадут чистое улучшение баланса парниковых газов ».этот временной эффект здесь не рассматривался и аналогичен сбору урожая и посадке пищевых культур, травы или деревьев. [...] Когда земля фильтруется для различных сценариев посадки в соответствии с ALC 3 и 4,> 92,3% доступных земель будут давать положительный эффект ES при посадке мискантуса или SRC, и такие переходы, вероятно, создадут чистое улучшение баланса парниковых газов ».Milner et al. 2016. С. 328–329.
  104. ^ «[Ю] юго-запад и северо-запад Англии были определены как районы, где можно было бы выращивать мискантус и SRC [поросль с коротким оборотом], соответственно, с благоприятным сочетанием экономической жизнеспособности, связывания углерода, высокой урожайности и положительного ES [экосистемных услуг] Благоприятное воздействие было обнаружено на 146 583 и 71 890 га при посадке мискантуса или SRC, соответственно, при базовых условиях посадки, увеличившихся до 293 247 и 91 318 га, соответственно, согласно сценариям посадки 2020 года. [...] В Великобритании ( GB), всего около 22,9 млн га земель (Lovett et al., 2014). [...] Земля, доступная для посадки, была рассчитана с использованием карт ограничений, составленных Lovett et al. (2014) с использованием социальных и экологических ограничения, основанные на 8 факторах: дорога, река и городские районы; уклон> 15%; памятники; обозначенные территории;существующие охраняемые лесные массивы; почвы с высоким содержанием органического углерода; и районы с высокой «естественностью», такие как национальные парки и районы выдающейся природной красоты. Эта доступность земли была дополнительно ограничена с использованием классов сельскохозяйственных земель (ALC) (Lovett et al., 2014) в Великобритании, как обобщено в таблице 7, что достигается путем агрегирования карты данных ALC с растровым разрешением 100 м2 для получения общих гектаров земли в разные ALC в каждой ячейке сетки размером 1 км2 ".достигается путем агрегирования карты данных ALC с растровым разрешением 100 м2 для получения общих гектаров земли в различных ALC в каждой ячейке сетки размером 1 км2 ».достигается путем агрегирования карты данных ALC с растровым разрешением 100 м2 для получения общих гектаров земли в различных ALC в каждой ячейке сетки размером 1 км2 ».Milner et al. 2016 , с. 317, 320.
  105. ^ «[...] [E] данные действительно указывают на то, что использование многолетних культур с низким потреблением ресурсов, таких как SRC, мискантус и просо, может обеспечить значительную экономию парниковых газов по сравнению с альтернативами ископаемому топливу при условии получения разумных урожаев и низкого уровня выбросов углерода. почвы являются целевыми (см. разделы 2 и 3 выше), а контекст развития - тот, где напряжение с землепользованием для производства продовольствия (и связанный с ним потенциал выбросов iLUC) смягчается. Есть много случаев, когда эти критерии удовлетворяются ». Whitaker et al. 2018 , стр. 157.
  106. ^ «В отличие от однолетних культур широко считается, что биоэнергетика от специализированных многолетних культур имеет более низкие выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла и другие сопутствующие экологические преимущества (Rowe et al., 2009; Creutzig et al., 2015). Многолетние культуры, такие как мискантус и короткие - ротационная подлесок (SRC) ива и тополь имеют низкие потребности в азоте (с преимуществами для выбросов N2O и качества воды), могут связывать углерод почвы из-за уменьшения обработки почвы и увеличения выделения биомассы под землей и могут быть экономически жизнеспособными на маргинальных и деградированных землях, тем самым сводя к минимуму конкуренцию с другими видами сельскохозяйственной деятельности и избегая эффектов iLUC (Hudiburg et al., 2015; Carvalho et al., 2017). Что касается многолетнего сахарного тростника, можно добиться значительной экономии парниковых газов за счет высокой урожайности сельскохозяйственных культур и использования остатки для когенерации электроэнергии,в то время как недавний переход к механизированной уборке урожая без сжигания в Бразилии также должен увеличить потенциал связывания углерода в почве (Silva-Olaya et al., 2017). Тем не менее, воздействие выращивания многолетних культур на уровне участка на хранение углерода в экосистеме (в результате dLUC) варьируется географически в зависимости от типа почвы и климата (Field et al., 2016) ».Whitaker et al. 2018 , стр. 151.
  107. ^ «В спешке с реализацией стратегий смягчения последствий изменения климата« углеродная нейтральность »биоэнергетики не подвергалась тщательной оценке. По мере того, как все больше исследований начали включать оценку воздействия dLUC и iLUC, доверие к биоэнергетике первого поколения как экологически устойчивой возобновляемой энергии источник был поврежден. В последние годы появилось более детальное понимание экологических преимуществ и рисков биоэнергетики, и стало ясно, что многолетние биоэнергетические культуры имеют гораздо больший потенциал для обеспечения значительной экономии парниковых газов, чем традиционные культуры, которые в настоящее время выращиваются для биотоплива. производство по всему миру (например, кукуруза, пальмовое масло и масличный рапс).все более строгие пороговые значения экономии парниковых газов для биотоплива и биоэнергетики, вводимые в Европе (Исправление Совета 2016/0382 (COD)) и США (110-й Конгресс Соединенных Штатов, 2007 г.), придают дополнительный импульс этому переходу к многолетним биоэнергетическим культурам ».Whitaker et al. 2018 , стр. 160.

Короткие цитаты

  1. ^ а б Нсанганвимана и др. 2014 , стр. 125.
  2. ^ Lackowski 2019 .
  3. ^ а б Нсанганвимана и др. 2014 , стр. 130.
  4. ^ McCalmont et al. 2017 , стр. 503.
  5. ^ Хитон, Хартцлер и Барнхарт 2010 , стр. 2.
  6. ^ Hastings et al. 2009а , стр. 180.
  7. ^ Smil 2008 , стр. 75-76.
  8. ^ Forest Research 2019 , стр. 69-71.
  9. ^ IPCC 2019b , стр. 4.34 - 4.41.
  10. ^ Roncucci et al. 2015 , стр. 1004.
  11. ^ Smil 2015 , стр. 81.
  12. ^ a b Shepherd et al. 2020 , стр. 295.
  13. ^ Шеперд и др. 2020 , стр. 298.
  14. ^ McCalmont et al. 2017 , стр. 497.
  15. ^ Nsanganwimana et al. 2014 , стр. 124.
  16. ^ Zhang et al. 2020 .
  17. ^ Nsanganwimana et al. 2014 , стр. 126.
  18. ^ а б Нсанганвимана и др. 2014 , стр. 128.
  19. ^ Nsanganwimana et al. 2014 , стр. 129.
  20. ^ а б Нсанганвимана и др. 2014 , стр. 131.
  21. ^ Клифтон-Браун и др. 2017 , стр. 2.
  22. ^ Smil 2015 , стр. 211, вставка 7.1.
  23. ^ Smil 2015 , стр. 170.
  24. ^ Smil 2015 , стр. 2095 (место разжигания).
  25. ^ Smil 2015 , стр. 91.
  26. ^ а б Smil 2015 , стр. 89.
  27. ^ а б в Smil 2015 , стр. 227.
  28. ^ Smil 2015 , стр. 228.
  29. ^ Smil 2015 , стр. 90.
  30. ^ Smil 2015 , стр. 229.
  31. ^ Smil 2015 , стр. 80, 89.
  32. ^ а б Smil 2015 , стр. 85.
  33. ^ Smil 2015 , стр. 86.
  34. ^ Шварц 1993 , стр. 413.
  35. ^ Флорес и др. 2012 , стр. 831.
  36. ^ Гхош 2011 , стр. 263.
  37. ^ Ср. Оценка Смила составляет 0,60 Вт / м 2 для вышеуказанной урожайности 10 т / га. Расчет производится следующим образом: Урожайность (т / га), умноженная на содержание энергии (ГДж / т), разделенная на секунды в году (31 556 926), умноженная на количество квадратных метров на одном гектаре (10 000).
  38. ↑ van den Broek 1996 , p. 271.
  39. ^ Milner et al. 2016 , стр. 320.
  40. ^ Клифтон-Браун, Брейер и Джонс 2007 , стр. 2297.
  41. ^ Dondini et al. 2009 , с. 414, 419–420.
  42. ^ Poeplau & Дон 2014 , стр. 335.
  43. ^ Харрис, Spake & Taylor 2015 , стр. 31.
  44. ↑ Felten & Emmerling 2012 , стр. 661.
  45. ^ Нуньес, Матиас и Catalão 2017 , стр. 27.
  46. ^ а б Бриджман и др. 2010 , стр. 845.
  47. ^ Huisman 2001 , стр. 2098.
  48. ^ Wild 2015 , стр. 72.
  49. ^ Smil 2015 , стр. 13.
  50. ^ a b c d Преимущества торрефикации .
  51. ^ Wild & Visser 2018 , стр. 13.
  52. ^ a b Wild 2015 , стр. 73.
  53. ^ Ли и др. 2018 , стр. 181.
  54. ^ Бриджман и др. 2010 , стр. 3912.
  55. ^ Ндибе и др. 2015 , стр. 177.
  56. ^ Cremers et al. 2015 , стр. 11.
  57. ^ Wild & Visser 2018 , стр. 17.
  58. ^ Ндибе и др. 2015 , стр. 189.
  59. ^ Рен и др. 2017 , стр. 38.
  60. ^ Johansen et al. 2011 , стр. Б.
  61. ^ Рен и др. 2017 , стр. 45.
  62. ^ Kambo & Датта 2015 , стр. 752.
  63. ^ Ли и др. 2018 , стр. 182.
  64. ^ Рибейро и др. 2018. С. 12, 13.
  65. ^ Poeplau & Дон 2014 , стр. 327.
  66. ↑ Felten & Emmerling 2011 , стр. 167.
  67. ^ Левандовски и др. 2016 , стр. 2.
  68. ^ McCalmont et al. 2017 , стр. 489.
  69. ^ Whitaker et al. 2018 , стр. 160.
  70. Перейти ↑ Wilson & Heaton, 2013 .
  71. ^ Caslin, Финнан & Easson 2010 .

Полные цитаты

  • Андерсон, Эрик; Арундейл, Ребекка; Моэн, Мэтью; Оладейнде, Адебосола; Вицисло, Эндрю; Фойгт, Томас (9 апреля 2014 г.). «Рост и агрономия Miscanthus x giganteus для производства биомассы» . Биотопливо . 2 (1): 71–87. DOI : 10.4155 / bfs.10.80 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Уитакер, Жанетт; Филд, Джон Л .; Bernacchi, Carl J .; Черри, Карлос EP; Ceulemans, Reinhart; Дэвис, Кристиан А .; DeLucia, Evan H .; Donnison, Iain S .; МакКалмонт, Джон П .; Паустиан, Кейт; Роу, Ребекка Л .; Смит, Пит; Торнли, Патриция; Макнамара, Найл П. (март 2018 г.). «Консенсус, неопределенности и проблемы для многолетних биоэнергетических культур и землепользования» . GCB Bioenergy . 10 (3): 150–164. DOI : 10.1111 / gcbb.12488 . PMC  5815384 . PMID  29497458 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Левандовски, Ирис; Клифтон-Браун, Джон; Trindade, Luisa M .; van der Linden, Gerard C .; Шварц, Кай-Уве; Мюллер-Земанн, Карл; Анисимов Александр; Chen, C.-L .; Долстра, Оене; Donnison, Iain S .; Фаррар, Керри; Фонтейн, Саймон; Хардинг, Грэм; Гастингс, Астлей; Хаксли, Лори М .; Икбал, Ясир; Хохлов, Николай; Кизель, Андреас; Лутенс, Питер; Мейер, Хайке; Мос, Михал; Мюйл, Хильде; Нанн, Крис; Озгювен, Mensure; Рольдан-Руис, Изабель; Шюле, Генрих; Тараканов, Иван; ван дер Вейде, Тим; Вагнер, Мориц; Си Цинго; Калинина, Елена (18 ноября 2016 г.). «Прогресс в оптимизации производства биомассы мискантуса для европейской биоэкономики: результаты проекта OPTIMISC 7 FP7 ЕС» . Границы науки о растениях . 7 : 1620. doi :10.3389 / fpls.2016.01620 . PMC  5114296 . PMID  27917177 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Нсанганвимана, Флориен; Пуррут, Бертран; Менч, Мишель; Дуэ, Фрэнсис (октябрь 2014 г.). «Пригодность видов мискантуса для управления неорганическими и органическими загрязненными землями и восстановления экосистемных услуг. Обзор». Журнал экологического менеджмента . 143 : 123–134. DOI : 10.1016 / j.jenvman.2014.04.027 . PMID  24905642 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Гастингс, Астлей; Мос, Михал; Yesufu, Jalil A .; Маккалмонт, Джон; Шварц, Кай; Шафей, Реза; Эшман, Крис; Нанн, Крис; Шуеле, Генрих; Косентино, Сальваторе; Скаличи, Джованни; Скордиа, Данило; Вагнер, Мориц; Клифтон-Браун, Джон (30 июня 2017 г.). «Экономическая и экологическая оценка мискантуса, разводимого семенами и корневищами в Великобритании» . Границы науки о растениях . 8 : 1058. DOI : 10.3389 / fpls.2017.01058 . PMC  5491852 . PMID  28713395 .CS1 maint: ref=harv (link)}
  • МакКалмонт, Джон П .; Гастингс, Астлей; McNamara, Niall P .; Richter, Goetz M .; Робсон, Пол; Donnison, Iain S .; Клифтон-Браун, Джон (март 2017 г.). «Экологические издержки и преимущества выращивания мискантуса для биоэнергетики в Великобритании» . GCB Bioenergy . 9 (3): 489–507. DOI : 10.1111 / gcbb.12294 . PMC  5340280 . PMID  28331551 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • О'Лафлин, Джон; Финнан, Джон; Макдоннелл, Кевин (май 2017 г.). «Ускорение раннего роста мискантуса с применением пластиковой мульчирующей пленки». Биомасса и биоэнергетика . 100 : 52–61. DOI : 10.1016 / j.biombioe.2017.03.003 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Хитон, Эмили; Хартцлер, Роберт; Барнхарт, Стив (январь 2010 г.). Гигантский мискантус для производства биомассы . Расширение и охват государственного университета Айовы.CS1 maint: ref=harv (link)
  • Фельтен, Даниэль; Эммерлинг, Кристоф (октябрь 2012 г.). «Накопление углерода, полученного из мискантуса, в почвах в зависимости от глубины почвы и продолжительности землепользования в условиях коммерческого земледелия». Журнал питания растений и почвоведения . 175 (5): 661–670. DOI : 10.1002 / jpln.201100250 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Куинн, Лорен Д .; Straker, Kaitlin C .; Го, Цзя; Kim, S .; Тапа, Сантану; Клинг, Гэри; Ли, ДК; Фойгт, Томас Б. (1 сентября 2015 г.). «Стрессоустойчивое сырье для устойчивого производства биоэнергетики на маргинальных землях» . Биоэнергетические исследования . 8 (3): 1081–1100. DOI : 10.1007 / s12155-014-9557-у .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Ставриду, Евангелия; Гастингс, Астлей; Вебстер, Ричард Дж .; Робсон, Пол Р.Х. (январь 2017 г.). «Влияние засоления почвы на урожайность, состав и физиологию биоэнергетики травы Miscanthus × giganteus» . GCB Bioenergy . 9 (1): 92–104. DOI : 10.1111 / gcbb.12351 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Клифтон-Браун, Джон; Гастингс, Астлей; Мос, Михал; МакКалмонт, Джон П .; Эшман, Крис; Оти-Кэрролл, Дэнни; Серази, Джоанна; Чан, Ю-Чунг; Косентино, Сальваторе; Кракрофт-Эли, Уильям; Скарлок, Джонатан; Donnison, Iain S .; Гловер, Крис; Голомб, Изабела; Greef, Jörg M .; Гвин, Джефф; Хардинг, Грэм; Хейс, Шарлотта; Гелиос, Вальдемар; Сюй, Цай-Вэнь; Huang, Lin S .; Езовский, Станислав; Ким, До-Сун; Кизель, Андреас; Котецкий, Анджей; Кшизак, Яцек; Левандовски, Ирис; Лим, Су Хён; Лю, Цзяньсю; Вольно, Марк; Мейер, Хайке; Мерфи-Бокерн, Донал; Нельсон, Уолтер; Погжеба, Марта; Робинсон, Джордж; Робсон, Пол; Роджерс, Чарли; Скаличи, Джованни; Шуеле, Генрих; Шафиеи, Реза; Шевчук, Оксана; Шварц, Кай-Уве; Сквэнс, Майкл; Swaller, Тим; Торнтон, Джудит; Траксес, Томас; Ботнарь, Василий; Визирь, Игорь; Вагнер, Мориц; Уоррен, Робин;Вебстер, Ричард; Ямада, Тошихико; Юэлл, Сью; Си Цинго; Zong, Junqin; Флавелл, Ричард (январь 2017 г.).«Прогресс в расширении производства биомассы мискантуса для европейской биоэкономики с использованием гибридов на основе семян» . GCB Bioenergy . 9 (1): 6–17. DOI : 10.1111 / gcbb.12357 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Милнер, Сюзанна; Голландия, Роберт А.; Ловетт, Эндрю; Сунненберг, Гилла; Гастингс, Астлей; Смит, Пит; Ван, Шифэн; Тейлор, Гейл (март 2016). «Потенциальное воздействие на экосистемные услуги перехода землепользования на биоэнергетические культуры второго поколения в Великобритании» . GCB Bioenergy . 8 (2): 317–333. DOI : 10.1111 / gcbb.12263 . PMC  4974899 . PMID  27547244 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Клифтон-Браун, Джон К.; Брейер, Йёрн; Джонс, Майкл Б. (2007). «Снижение выбросов углерода энергетической культурой, мискантусом». Биология глобальных изменений . 13 (11): 2296–2307. Bibcode : 2007GCBio..13.2296C . DOI : 10.1111 / j.1365-2486.2007.01438.x .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Дондини, Марта; Гастингс, Астлей; Саиз, Густаво; Джонс, Майкл Б .; Смит, Пит (декабрь 2009 г.). «Способность мискантуса связывать углерод в почвах: сравнение полевых измерений в Карлоу, Ирландия, с модельными прогнозами» . GCB Bioenergy . 1 (6): 413–425. DOI : 10.1111 / j.1757-1707.2010.01033.x .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Поплау, Кристофер; Дон, Аксель (июль 2014 г.). «Изменения углерода в почве под мискантусом, вызванные накоплением C 4 и разложением C 3 - в сторону функции связывания по умолчанию» . GCB Bioenergy . 6 (4): 327–338. DOI : 10.1111 / gcbb.12043 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Кале, Петра; Beuch, Steffen; Бёльке, Барбара; Лайнвебер, Питер; Шультен, Ханс-Рольф (ноябрь 2001 г.). «Выращивание мискантуса в Центральной Европе: производство биомассы и влияние на питательные вещества и органическое вещество почвы». Европейский журнал агрономии . 15 (3): 171–184. DOI : 10.1016 / S1161-0301 (01) 00102-2 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Накадзима, Тору; Ямада, Тошихико; Анзуа, Коссону Гийом; Кокубо, Рин; Ноборио, Косуке (26 ноября 2018 г.). «Улавливание углерода и показатели урожайности Miscanthus × giganteus и Miscanthus sinensis». Углеродный менеджмент . 9 (4): 415–423. DOI : 10.1080 / 17583004.2018.1518106 . S2CID  159028994 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Hansen, EM; Кристенсен, БТ; Дженсен, LS; Кристенсен, К. (февраль 2004 г.). «Связывание углерода в почве под многолетними плантациями мискантуса, как определено по содержанию 13C». Биомасса и биоэнергетика . 26 (2): 97–105. DOI : 10.1016 / S0961-9534 (03) 00102-8 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Бриджмен, Т.Г.; Джонс, JM; Щит, I .; Уильямс, PT (май 2008 г.). «Обжигание тростниковой канареечной травы, пшеничной соломы и ивы для улучшения качества твердого топлива и свойств горения». Топливо . 87 (6): 844–856. DOI : 10.1016 / j.fuel.2007.05.041 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Джун, Хён-Чжон; Цой, Иль-Су; Кан, Тэ-Гён; Чой, Йонг; Чой, Дак-Гю; Ли, Чонг-Гын (1 декабря 2014 г.). «Требуемая мощность скашивания и плотность тюков Miscanthus × Giganteus для сбора биомассы с полей с использованием различных методов» . Журнал инженерии биосистем . 39 (4): 253–260. DOI : 10,5307 / JBE.2014.39.4.253 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Huisman, W. (2001). «Заготовка и хранение ПРГ». В Кирицисе, Спиросе (ред.). Первая Всемирная конференция по биомассе для энергетики и промышленности: Материалы конференции , состоявшихся в Севилье, Испания, 5-9 июня 2000 . Earthscan. С. 2097–9. ISBN 978-1-902916-15-6.CS1 maint: ref=harv (link)
  • Дикий, Майкл (2015). «Торрефицированная биомасса: Созревает идеальный заменитель угля с нейтральным выбросом CO2» (PDF) . VGB PowerTech . 95 (7): 72–75.CS1 maint: ref=harv (link)
  • «Преимущества торрефикации» . Международный совет по торрефикации биомассы.
  • Дикий, Майкл; Виссер, Лотте (октябрь 2018 г.). «Предварительная обработка биомассы для биоэнергетики - Пример 1: Торрефикация биомассы» (pdf) . IAE Bioenergy.CS1 maint: ref=harv (link)
  • Ли, Юэ-Хэн; Линь, Сянь-Цун; Сяо, Кай-Линь; Лашек, Януш (ноябрь 2018 г.). «Поведение при горении угольных гранул, смешанных с Miscanthus biochar». Энергия . 163 : 180–190. DOI : 10.1016 / j.energy.2018.08.117 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Бриджмен, Т.Г.; Джонс, JM; Уильямс, А .; Уолдрон, ди-джей (декабрь 2010 г.). «Исследование измельчаемости двух торрефицированных энергетических культур» (PDF) . Топливо . 89 (12): 3911–3918. DOI : 10.1016 / j.fuel.2010.06.043 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Ндибе, Коллинз; Гратволь, Саймон; Панеру, Манодж; Майер, Йорг; Шеффкнехт, Гюнтер (сентябрь 2015 г.). «Снижение выбросов и характеристики отложений при совместном сжигании высокой доли торрефицированной биомассы в пылеугольной печи мощностью 500 кВт». Топливо . 156 : 177–189. DOI : 10.1016 / j.fuel.2015.04.017 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Смит, Эйдан Марк; Уиттакер, Карли; Щит, Ян; Росс, Эндрю Барри (май 2018 г.). «Потенциал производства высококачественного биоугля из раннего урожая мискантуса путем гидротермальной карбонизации» . Топливо . 220 : 546–557. DOI : 10.1016 / j.fuel.2018.01.143 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Кремерс, Марсель; Коппеян, Яап; Мидделкамп, Ян; Виткамп, Юп; Сохансандж, Шахаб; Мелин, Стаффан; Мадрали, Себнем (ноябрь 2015 г.). «Обзор состояния технологий торрефикации» . IEA Bioenergy.CS1 maint: ref=harv (link)
  • Уильямс, Орла; Иствик, Кэрол; Кингман, Сэм; Гиддингс, Дональд; Лормор, Стивен; Лестер, Эдвард (октябрь 2015 г.). «Исследование применимости тестов Bond Work Index (BWI) и Hardgrove Grindability Index (HGI) для нескольких биомасс по сравнению с колумбийским углем Ла Лома» . Топливо . 158 : 379–387. DOI : 10.1016 / j.fuel.2015.05.027 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Рен, Сяохань; Сунь, Руи; Чи, Сюнь-Сянь; Мэн, Сяосяо; Ли, Юпэн; Левендис, Яннис А. (июль 2017 г.). «Выбросы хлористого водорода от сжигания сырой и торрефицированной биомассы». Топливо . 200 : 37–46. DOI : 10.1016 / j.fuel.2017.03.040 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Johansen, Joakim M .; Якобсен, Джон Дж .; Frandsen, Flemming J .; Гларборг, Питер (17 ноября 2011 г.). «Высвобождение K, Cl и S во время пиролиза и сжигания биомассы с высоким содержанием хлора» . Энергия и топливо . 25 (11): 4961–4971. DOI : 10.1021 / ef201098n .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Ланцерсторфер, Кристоф (7 января 2019 г.). «Горение мискантуса: состав золы по размеру частиц» . Энергии . 12 (1): 178. DOI : 10,3390 / en12010178 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Камбо, Харприт Сингх; Датта, Анимеш (ноябрь 2015 г.). «Сравнительная оценка торрефикации и гидротермальной карбонизации лигноцеллюлозной биомассы для производства твердого биотоплива». Преобразование энергии и управление . 105 : 746–755. DOI : 10.1016 / j.enconman.2015.08.031 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Рибейро, Хорхе; Година, Раду; Матиас, Жоао; Нуньес, Леонель (5 июля 2018 г.). "Будущие перспективы торрефикации биомассы: обзор современного состояния и развития исследований" . Устойчивость . 10 (7): 2323. DOI : 10,3390 / su10072323 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Харрис, З.М.; Spake, R .; Тейлор, Г. (ноябрь 2015 г.). «Изменение землепользования на биоэнергетику: метаанализ почвенного углерода и выбросов парниковых газов» . Биомасса и биоэнергетика . 82 : 27–39. DOI : 10.1016 / j.biombioe.2015.05.008 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Фельтен, Даниэль; Эммерлинг, Кристоф (сентябрь 2011 г.). «Влияние выращивания биоэнергетических культур на сообщества дождевых червей - сравнительное исследование многолетних (мискантус) и однолетних культур с учетом дифференцированной интенсивности землепользования». Прикладная экология почв . 49 : 167–177. DOI : 10.1016 / j.apsoil.2011.06.001 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Нсанганвимана, Флориен; Пуррут, Бертран; Менч, Мишель; Дуэ, Фрэнсис (октябрь 2014 г.). «Пригодность видов мискантуса для управления неорганическими и органическими загрязненными землями и восстановления экосистемных услуг. Обзор». Журнал экологического менеджмента . 143 : 123–134. DOI : 10.1016 / j.jenvman.2014.04.027 . PMID  24905642 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Haughton, AJ; Bohan, DA; Кларк, SJ; Mallott, MD; Mallott, V; Sage, R; Карп, А (ноябрь 2016 г.). «Выделенные культуры биомассы могут улучшить биоразнообразие пахотных ландшафтов» . Биология глобальных изменений Биоэнергетика . 8 (6): 1071–1081. DOI : 10.1111 / gcbb.12312 . PMC  5101831 . PMID  27867421 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Уилсон, Даниэль; Хитон, Эмили (июнь 2013 г.). Хозяйство гигантского мискантуса . Учреждение по расширению и работе с университетами штата Айова.CS1 maint: ref=harv (link)
  • Каслин, Барри; Финнан, Джон; Иссон, Линдси, ред. (Апрель 2010 г.). Рекомендации по передовой практике мискантуса (PDF) . Управление сельского хозяйства и развития пищевых продуктов в Ирландии (Teagasc), Институт агропродовольствия и биологических наук (AFBI). ISBN 978-1-84170-574-3.CS1 maint: ref=harv (link)
  • Салех, Сурияти Бинти (2013). Торрефикация биомассы для производства энергии (PDF) (Диссертация). Технический университет Дании, факультет химической и биохимической инженерии. S2CID  136019190 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Лацковски, Винсент (июнь 2019 г.). «Революционная клетчатка, которая революционизирует питание домашних животных» . Домашний бизнес.CS1 maint: ref=harv (link)
  • Нуньес, Леонель Хорхе Рибейро; Матиас, Жоао Карлос Де Оливейра; Каталан, Жуан Паулу да Силва (2017). Торрефикация биомассы для энергетических приложений: от фундаментальных до промышленных масштабов . Эльзевир. ISBN 9780128096970.CS1 maint: ref=harv (link)
  • Гастингс, Астлей; Клифтон-Браун, Джон; Ваттенбах, Мартин; Митчелл, К. Пол; Stampfl, Пол; Смит, Пит (2009a). «Будущий энергетический потенциал мискантуса в Европе» . GCB Bioenergy . 1 (2): 180–196. DOI : 10.1111 / j.1757-1707.2009.01012.x .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Гастингс, Астлей; Клифтон-Браун, Джон; Ваттенбах, Мартин; Митчелл, К. Пол; Смит, Пит (2009b). «Разработка MISCANFOR, новой модели роста урожая мискантуса: на пути к более надежным прогнозам урожайности в различных климатических и почвенных условиях» (PDF) . GCB Bioenergy . 1 (2): 154–170. DOI : 10.1111 / j.1757-1707.2009.01007.x . ISSN  1757-1693 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Гастингс, Астлей; Таллис, Мэтью Дж .; Казелла, Эрик; Мэтьюз, Роберт В .; Henshall, Paul A .; Милнер, Сюзанна; Смит, Пит; Тейлор, Гейл (март 2014). «Технический потенциал Великобритании для производства лигно-целлюлозной биомассы для биоэнергетики в нынешних и будущих климатических условиях» . GCB Bioenergy . 6 (2): 108–122. DOI : 10.1111 / gcbb.12103 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Эммерлинг, Кристоф; Пуд, Ральф (2017). «Введение мискантуса в меры по озеленению Общей сельскохозяйственной политики ЕС» . GCB Bioenergy . 9 (2): 274–279. DOI : 10.1111 / gcbb.12409 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Aylott, Мэтью Дж .; Casella, E .; Табби, I .; Street, NR; Smith, P .; Тейлор, Гейл (апрель 2008 г.). «Урожайность и пространственные запасы биоэнергетики тополя и ивы с коротким оборотом в Великобритании» . Новый фитолог . 178 (2): 358–370. DOI : 10.1111 / j.1469-8137.2008.02396.x . PMID  18331429 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Малиновская, Марта; Donnison, Iain S .; Робсон, Пол Р.Х. (январь 2017 г.). «Феномический анализ реакций засухи мискантуса, собранных из разных географических мест» . GCB Bioenergy . 9 (1): 78–91. DOI : 10.1111 / gcbb.12350 .CS1 maint: ref=harv (link)}
  • Ронкуччи, Нери; Наси О Ди Насо, Николетта; Бонари, Энрико; Рагаглини, Джорджио (сентябрь 2015 г.). «Влияние текстуры почвы и управления культурами на продуктивность мискантуса (Miscanthus × giganteus Greef et Deu.) В Средиземноморье» . GCB Bioenergy . 7 (5): 998–1008. DOI : 10.1111 / gcbb.12202 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Стричевич, Рузица; Джелетович, Желько; Джурович, Невенка; Косич, Мария (ноябрь 2015 г.). «Применение модели AquaCrop для моделирования биомассы Miscanthus x giganteus при различных условиях подачи питательных веществ» . GCB Bioenergy . 7 (6): 1203–1210. DOI : 10.1111 / gcbb.12206 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Стричевич, Рузица; Джелетович, Желько; Джурович, Невенка; Косич, Мария (ноябрь 2015 г.). «Применение модели AquaCrop для моделирования биомассы Miscanthus x giganteus при различных условиях подачи питательных веществ». GCB Bioenergy . 7 (6): 1203–1210. DOI : 10.1111 / gcbb.12206 . S2CID  83761641 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Fabio, Eric S .; Смарт, Лоуренс Б. (август 2018 г.). «Эффекты азотных удобрений при выращивании зарослей кустарниковой ивы короткого вращения - количественный обзор» . GCB Bioenergy . 10 (8): 548–564. DOI : 10.1111 / gcbb.12507 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Aust, Cisco; Швейер, Жанин; Бродбек, Франк; Заутер, Удо Ханс; Беккер, Геро; Шницлер, Йорг-Петер (2014). «Наличие земли и потенциальное производство биомассы из тополей и ив с короткими поросльями в Германии» . GCB Bioenergy . 6 (5): 521–533. DOI : 10.1111 / gcbb.12083 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Фельтен, Даниэль; Фрёба, Норберт; Фри, Жером; Эммерлинг, Кристоф (июль 2013 г.). «Энергетический баланс и потенциал снижения выбросов парниковых газов в системах возделывания биоэнергетики (мискантус, рапс и кукуруза) на основе условий ведения сельского хозяйства в Западной Германии». Возобновляемая энергия . 55 : 160–174. DOI : 10.1016 / j.renene.2012.12.004 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Смил, Вацлав (2008). Энергия в природе и обществе. Общая энергетика сложных систем . MIT Press.CS1 maint: ref=harv (link)
  • ISO (Международная организация по стандартизации) (2014a). «ISO 17225-2: 2014 (ru) Твердое биотопливо - Характеристики и классы топлива - Часть 2: Сортированные древесные гранулы» . Дата обращения 11 июля 2020 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • ISO (Международная организация по стандартизации) (2014b). «ISO 17225-6: 2014 (ru) Твердое биотопливо - Характеристики и классы топлива - Часть 6: Сортированные недревесные пеллеты» . Дата обращения 11 июля 2020 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • ван ден Брук, Ричард (1996). «Сжигание биомассы для выработки электроэнергии». Биомасса и биоэнергетика . 11 (4): 271–281. DOI : 10.1016 / 0961-9534 (96) 00033-5 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Гхош, Мринал К. (2011). Спейт, Джеймс (ред.). Справочник по биотопливу . Кембридж: Королевское химическое общество, дистрибьютор Ingram Publisher Services. ISBN 978-1-84973-026-6. OCLC  798795266 .
  • Флорес, Рилнер А .; Уркиага, Второе место; Алвес, Бруно-младший; Кольер, Леонардо С .; Бодди, Роберт М. (октябрь 2012 г.). «Урожайность и качество биомассы слоновой травы, производимой в регионе Серрадос для биоэнергетики» . Engenharia Agrícola . 32 (5): 831–839. DOI : 10.1590 / s0100-69162012000500003 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Шварц, Х. (январь 1993 г.). «Производство Miscanthus sinensis 'giganteus' на нескольких участках в Австрии». Биомасса и биоэнергетика . 5 (6): 413–419. DOI : 10.1016 / 0961-9534 (93) 90036-4 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Смил, Вацлав (2015). Плотность мощности: ключ к пониманию источников и использования энергии . Кембридж, Массачусетс: MIT Press. ISBN 978-0-262-02914-8. OCLC  897401827 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Viaspace (2020). "Giant King® Grass: расти и собирать" . Дата обращения 11 июля 2020 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Маккей (2020). "Маккай Бана Грасс" . Дата обращения 11 июля 2020 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Чжан, Ся; Гу, Хунжу; Дин, Ченглонг; Чжун, Цзяньли; Сюй, Нэнсян (2010). «Коэффициент пути и кластерный анализ урожайности и морфологических признаков Pennisetum purpureum» (PDF) . Тропические луга . Институт зоотехники Академии сельскохозяйственных наук Цзянсу, Нанкин, Китай. 44 : 95–102. S2CID  55554503 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Хосино, Масао; Оно, Сигеру; Sirikiratayanond, Ниттая (1979). «Производство сухого вещества тропических трав и бобовых и его сезонные изменения в Таиланде». Японский журнал науки о пастбищах . 24 : 310–317. DOI : 10.14941 / grass.24.310 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Висенте-Чандлер, Хосе; Сильва, Сервандо; Фигарелла, Хасинто (апрель 1959 г.). «Влияние азотных удобрений и частоты стрижки на урожай и состав трех тропических трав 1». Агрономический журнал . 51 (4): 202–206. DOI : 10,2134 / agronj1959.00021962005100040006x .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Всемирный банк (2010). «Потери при передаче и распределении электроэнергии (% от выработки)» . Дата обращения 11 июля 2020 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Пастырь, Анита; Литтлтон, Эмма; Клифтон-Браун, Джон; Мартин, Майк; Гастингс, Астлей (апрель 2020 г.). «Прогнозы мирового и британского биоэнергетического потенциала от Miscanthus × giganteus - урожайность кормов, круговорот углерода и производство электроэнергии в 21 веке» . GCB Bioenergy . 12 (4): 287–305. DOI : 10.1111 / gcbb.12671 . S2CID  214369440 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Чжан, Бинцюань; Гастингс, Астлей; Клифтон-Браун, Джон К.; Цзян, Донг; Файдж, Андре ПК (май 2020 г.). «Смоделированная пространственная оценка продуктивности биомассы и технического потенциала Miscanthus × giganteus, Panicum virgatum L. и Jatropha на маргинальных землях в Китае» . GCB Bioenergy . 12 (5): 328–345. DOI : 10.1111 / gcbb.12673 . S2CID  213407199 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • BP (2020). «Статистический обзор мировой энергетики 2020» (PDF) .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Proe, MF; Гриффитс, Дж. Х .; Крейг, Дж (2002). «Влияние междурядья, видов и подлеска на площадь листьев, перехват света и фотосинтез в лесном хозяйстве с коротким оборотом» . Биомасса и биоэнергетика . Elsevier BV. 23 (5): 315–326. DOI : 10.1016 / s0961-9534 (02) 00060-0 . ISSN  0961-9534 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Лесные исследования (14.02.2019). «Урожайность леса: справочник по приросту леса и таблицам урожайности для британского лесного хозяйства» .CS1 maint: ref=harv (link)
  • МГЭИК (2019a). «Изменение климата и земля: специальный доклад МГЭИК об изменении климата, опустынивании, деградации земель, устойчивом управлении земельными ресурсами, продовольственной безопасности и потоках парниковых газов в наземных экосистемах. Деградация земель» (PDF) .CS1 maint: ref=harv (link)
  • МГЭИК (2019b). «Уточнение 2019 г. к Руководящим принципам национальных кадастров парниковых газов МГЭИК 2006 года. Том 4: Сельское, лесное и другое землепользование. Глава 4» (PDF) .CS1 maint: ref=harv (link)
  • МГЭИК (2019c). «Изменение климата и земля: специальный отчет МГЭИК по изменению климата, опустыниванию, деградации земель, устойчивому управлению земельными ресурсами, продовольственной безопасности и потокам парниковых газов в наземных экосистемах. Глава 2. Взаимодействие земли и климата» (PDF) .CS1 maint: ref=harv (link)
  • МГЭИК (2019d). «Изменение климата и земля: специальный доклад МГЭИК об изменении климата, опустынивании, деградации земель, устойчивом управлении земельными ресурсами, продовольственной безопасности и потоках парниковых газов в наземных экосистемах. Глава 6. Взаимосвязи между опустыниванием, деградацией земель, продовольственной безопасностью и потоками парниковых газов: синергизм, компромиссы и варианты комплексного реагирования » (PDF) .CS1 maint: ref=harv (link)


Внешние ссылки [ править ]

  • Исследования Университета Аберистуита по селекции и агрономии мискантуса.
  • Программа исследований ЕС GRACE по крупномасштабному производству мискантуса на маргинальных землях.
  • Разведение мискантуса Домашняя страница 5 программ исследования мискантуса (с информативным видео).
  • Центр исследований устойчивой энергетики SERC в Государственном университете Миссисипи.
  • Институт Иллинойского университета по исследованию мискантуса.