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美研究人员确定大豆提取生物柴油比玉米提取乙醇效果要好

来源:University of Minnesota
摘要:Thefirstcomprehensiveanalysisofthefulllifecyclesofsoybeanbiodieselandcorngrainethanolshowsthatbiodieselhasmuchlessofanimpactontheenvironmentandamuchhighernetenergybenefitthancornethanol,butthatneithercandomuchtomeetU。S。energydemand。ThestudywillbepublishedintheJuly11ProceedingsoftheNationalAcad......

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The  first  comprehensive  analysis  of  the  full  life  cycles  of  soybean  biodiesel  and  corn  grain  ethanol  shows  that  biodiesel  has  much  less  of  an  impact  on  the  environment  and  a  much  higher  net  energy  benefit  than  corn  ethanol,  but  that  neither  can  do  much  to  meet  U.S.  energy  demand.  

The  study  will  be  published  in  the  July  11  Proceedings  of  the  National  Academy  of  Sciences.

The  researchers  tracked  all  the  energy  used  for  growing  corn  and  soybeans  and  converting  the  crops  into  biofuels.  They  also  looked  at  how  much  fertilizer  and  pesticide  corn  and  soybeans  required  and  how  much  greenhouse  gases  and  nitrogen,  phosphorus,  and  pesticide  pollutants  each  released  into  the  environment.

"Quantifying  the  benefits  and  costs  of  biofuels  throughout  their  life  cycles  allows  us  not  only  to  make  sound  choices  today  but  also  to  identify  better  biofuels  for  the  future,"  said  Jason  Hill,  a  postdoctoral  researcher  in  the  department  of  ecology,  evolution,  and  behavior  and  the  department  of  applied  economics  and  lead  author  of  the  study.

The  study  showed  that  both  corn  grain  ethanol  and  soybean  biodiesel  produce  more  energy  than  is  needed  to  grow  the  crops  and  convert  them  into  biofuels.  This  finding  refutes  other  studies  claiming  that  these  biofuels  require  more  energy  to  produce  than  they  provide.  The  amount  of  energy  each  returns  differs  greatly,  however.  Soybean  biodiesel  returns  93  percent  more  energy  than  is  used  to  produce  it,  while  corn  grain  ethanol  currently  provides  only  25  percent  more  energy.

Still,  the  researchers  caution  that  neither  biofuel  can  come  close  to  meeting  the  growing  demand  for  alternatives  to  petroleum.  Dedicating  all  current  U.S.  corn  and  soybean  production  to  biofuels  would  meet  only  12  percent  of  gasoline  demand  and  6  percent  of  diesel  demand.  Meanwhile,  global  population  growth  and  increasingly  affluent  societies  will  increase  demand  for  corn  and  soybeans  for  food.

The  authors  showed  that  the  environmental  impacts  of  the  two  biofuels  also  differ.  Soybean  biodiesel  produces  41  percent  less  greenhouse  gas  emissions  than  diesel  fuel  whereas  corn  grain  ethanol  produces  12  percent  less  greenhouse  gas  emissions  than  gasoline.  Soybeans  have  another  environmental  advantage  over  corn  because  they  require  much  less  nitrogen  fertilizer  and  pesticides,  which  get  into  groundwater,  streams,  rivers  and  oceans.  These  agricultural  chemicals  pollute  drinking  water,  and  nitrogen  decreases  biodiversity  in  global  ecosystems.  Nitrogen  fertilizer,  mainly  from  corn,  causes  the  'dead  zone'  in  the  Gulf  of  Mexico.

"We  did  this  study  to  learn  from  ethanol  and  biodiesel,"  says  David  Tilman,  Regents  Professor  of  Ecology  and  a  co-author  of  the  study.  "Producing  biofuel  for  transportation  is  a  fledgling  industry.  Corn  ethanol  and  soybean  biodiesel  are  successful  first  generation  biofuels.  The  next  step  is  a  biofuel  crop  that  requires  low  chemical  and  energy  inputs  and  can  give  us  much  greater  energy  and  environmental  returns.  Prairie  grasses  have  great  potential."

Biofuels  such  as  switchgrass,  mixed  prairie  grasses  and  woody  plants  produced  on  marginally  productive  agricultural  land  or  biofuels  produced  from  agricultural  or  forestry  waste  have  the  potential  to  provide  much  larger  biofuel  supplies  with  greater  environmental  benefits  than  corn  ethanol  and  soybean  biodiesel.

According  to  Douglas  Tiffany,  research  fellow,  department  of  applied  economics  and  another  co-author  of  the  study,  ethanol  and  biodiesel  plants  are  early  biorefineries  that  in  the  future  will  be  capable  of  using  different  kinds  of  biomass  and  conversion  technologies  to  produce  a  variety  of  biofuels  and  other  products,  depending  upon  market  demands.

Hill  adds  that  both  ethanol  and  biodiesel  have  a  long-term  value  as  additives  because  they  oxygenate  fossil  fuels,  which  allows  them  to  burn  cleaner.  Biodiesel  also  protects  engine  parts  when  blended  with  diesel.

"There  is  plenty  of  demand  for  ethanol  as  an  additive,"  Hill  says.  "The  ethanol  industry  was  built  on  using  ethanol  as  an  additive  rather  than  a  fuel.  Using  it  as  a  biofuel  such  as  E85  is  a  recent  and  currently  unsustainable  development.  As  is,  there  is  barely  enough  corn  grown  to  meet  demand  for  ethanol  as  a  10  percent  additive."
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