Жидкое биотопливо для транспорта Перспективы, риски и возможности

4. Каково воздействие производства биотоплива на окружающую среду?

• 4.1 Может ли биотопливо помочь смягчить последствия изменения климата?
• 4.2 Какие изменения в сельскохозяйственных угодьях потребуются для производства биотоплива?
• 4.3 Как производство биотоплива повлияет на водные ресурсы?
• 4.4 Как производство биотоплива повлияет на почвы?
• 4.5 Как производство биотоплива повлияет на биоразнообразие?
• 4.6 Как можно обеспечить экологически устойчивое производство биотоплива?

4.1 Может ли биотопливо помочь смягчить последствия изменения климата?

Чтобы оценить чистое влияние на выбросы парниковых газов замены ископаемого топлива биотопливом, нам необходимо проанализировать выбросы на протяжении всего процесса производства, транспортировки и использования топлива. Анализ жизненного цикла является основным инструментом, используемым для этого. Он сравнивает конкретную биотопливную систему с эталонной системой — в большинстве случаев с бензином.

Балансы парниковых газов сильно различаются в зависимости от типа сельскохозяйственных культур, местоположения и того, как осуществляется производство сырья и переработка топлива. Биотопливо из некоторых источников может даже генерировать больше выбросов парниковых газов, чем ископаемое топливо.

Важным фактором, способствующим выбросам парниковых газов, является количество ископаемой энергии, используемой для производства и транспортировки сырья, в том числе для производства удобрений и пестицидов, для выращивания и сбора урожая, а также на самом заводе по производству биотоплива.

Выбросы закиси азота являются еще одним важным фактором. Он выделяется при использовании азотных удобрений, и его парниковый эффект примерно в 300 раз сильнее, чем у углекислого газа.

Побочные продукты производства биотоплива, такие как белки для кормления животных, вносят положительный вклад в смягчение последствий изменения климата, поскольку они экономят энергию и выбросы парниковых газов, которые в противном случае были бы необходимы для производства кормов другими способами.

Большинство исследований показали, что производство биотоплива первого поколения обычно приводит к сокращению выбросов парниковых газов на 20–60% при замене ископаемого топлива при условии, что используются наиболее эффективные системы и исключаются выбросы углекислого газа в результате изменений в землепользовании.

Этанол, производимый из сахарного тростника в Бразилии, и биотопливо второго поколения обычно сокращают выбросы на 70–90%, опять же без учета выбросов углерода, связанных с изменениями в землепользовании.

Однако изменения в землепользовании могут иметь серьезные последствия для выбросов парниковых газов. Когда леса или пастбища превращаются в сельскохозяйственные угодья для производства сырья или выращивания сельскохозяйственных культур, которые были вытеснены производством сырья, углерод, хранящийся в почве, выбрасывается в атмосферу. Эффекты могут быть настолько велики, что сводят на нет преимущества биотоплива. На погашение этого «углеродного долга» могут уйти десятилетия или даже сотни лет. В некоторых случаях было бы более рентабельно стремиться к большей топливной экономичности и поглощению углерода за счет лесовосстановления и сохранения лесов.

4.2 Какие изменения в сельскохозяйственных угодьях потребуются для производства биотоплива?

Поскольку изменения в землепользовании оказывают значительное влияние на выбросы парниковых газов, важно знать, будет ли увеличение производства биотоплива обеспечиваться за счет повышения продуктивности земель или за счет расширения обрабатываемых площадей.

Расширение обрабатываемых земель

Из 13,5 млрд га общей площади суши в мире около 8,3 млрд га в настоящее время занимают пастбища или леса и 1,6 млрд га пахотных земель.За исключением лесных угодий, охраняемые территории и земли, необходимые для производства продуктов питания, от 250 до 800 миллионов гектаров потенциально доступны для расширения производства биотопливных культур.

В 2004 году около 1% мировых пахотных земель использовалось для производства биотоплива, и МЭА ожидает, что к 2030 году эта доля увеличится в 3–4 раза по сравнению с этим уровнем. в бывшем Советском Союзе. На практике ожидается, что дополнительные земли будут получены за счет незерновых пахотных земель и отведенных земель в Австралии, Канаде, США и ЕС, а также за счет некоторых новых, в настоящее время не обрабатываемых земель, особенно в Латинской Америке и Африке.

Интенсивные исследования привели к значительному повышению урожайности, но были сосредоточены на конкретных культурах и регионах. Во многих частях мира фактическая урожайность все еще ниже своего потенциала. Африка, в частности, не получила такой выгоды от современных высокоурожайных сортов сельскохозяйственных культур и методов ведения сельского хозяйства, как другие регионы.

Некоторые потенциальные биотопливные культуры, такие как ятрофа, маниока, сладкое сорго, могут расти на малоплодородных землях, где продовольственные культуры не могут расти. Однако выращивание любых культур, в том числе устойчивых к засухе, на землях с низким уровнем поступления воды и питательных веществ приведет к снижению урожайности. Поэтому вполне вероятно, что биотопливо усилит нагрузку на плодородные земли, где можно получить более высокую отдачу. Более.

4.3 Как производство биотоплива повлияет на водные ресурсы?

При производстве биотоплива вода в больших количествах используется для промывки растений и семян, а также для испарительного охлаждения. Однако наибольшее влияние на местные доступность воды происходит от орошения. Такие культуры, как сахарный тростник, масличная пальма и кукуруза, требуют относительно много воды и лучше всего подходят для районов с большим количеством осадков, если только их нельзя орошать. Три четверти производства сахарного тростника в Бразилии и чуть меньше кукурузы в США приходится на неорошаемые земли.

Наличие водных ресурсов может ограничивать производство биотопливных культур в странах, которые в противном случае имели бы сравнительное преимущество. Количество поливной воды, необходимой в районах с меньшим количеством осадков, может быть значительным. Многие орошаемые сахаропроизводящие регионы на юге и востоке Африки и на северо-востоке Бразилии уже работают на пределе доступных водных ресурсов. Даже такие растения, как ятрофа, которые можно выращивать в полузасушливых районах, могут нуждаться в поливе в жаркое и сухое лето.

Производство большего количества биотопливных культур также повлияет на качество воды. Например, преобразование пастбищ или лесных массивов в кукурузные поля может усилить проблемы эрозии почвы и стока избыточного азота и фосфора в поверхностные и грунтовые воды. Пестициды и другие химические вещества также могут попасть в водоемы. Из основных видов сырья кукуруза требует наибольшего количества удобрений и пестицидов на гектар. Более.

4.4 Как производство биотоплива повлияет на почвы?

Как изменения в землепользовании, так и интенсификация сельскохозяйственного производства могут нанести вред состоянию почвы, но это воздействие зависит от того, как обрабатывается земля.

Различные методы ведения сельского хозяйства могут уменьшить неблагоприятное воздействие или даже улучшить качество окружающей среды, в то же время увеличивая производство биотоплива. К ним относятся консервирующая обработка почвы и соответствующие севообороты.

Удаление растительных остатков, которые в противном случае питали бы почву, и постоянный почвенный покров, предотвращающий эрозию, могут снизить качество почвы. Только от 25 до 33% доступных растительных остатков от трав или кукурузы можно собрать без вредного воздействия на качество почвы, особенно на содержание органических веществ в почве.

Использование многолетних растений, урожай которых можно собирать в течение нескольких лет, таких как пальма, поросль короткого севооборота, сахарный тростник или просо, также может улучшить качество почвы за счет увеличения почвенного покрова и уровня органического углерода по сравнению с однолетними культурами, такими как рапс, кукуруза или другие злаки.В случае сахарного тростника качество почвы можно поддерживать путем внесения питательных веществ из отходов сахарного завода и винокуренных заводов.

Такие культуры, как эвкалипт, тополь, ива или травы, можно выращивать на некачественной земле, а углерод и качество почвы со временем улучшаются. Более.

4.5 Как производство биотоплива повлияет на биоразнообразие?

Производство биотоплива может положительно повлиять на дикое и сельскохозяйственное биоразнообразие, например, за счет восстановления деградированных земель, но многие из его воздействий будут отрицательными, например, когда природные ландшафты превращаются в плантации энергетических культур или осушаются торфяники.

Преобразование лесов или лугов для выращивания сельскохозяйственных культур оказывает значительное влияние на дикое биоразнообразие из-за потери среды обитания. Многие современные биотопливные культуры хорошо подходят для тропических районов, и это создает экономический стимул для преобразования естественных экосистем в плантации, что приводит к потере дикого биоразнообразия в этих районах.

Для существующих пахотных земель положительное влияние на биоразнообразие сельскохозяйственных угодий может быть достигнуто путем использования культур, которые увеличивают почвенный покров, избегая обработки почвы и уменьшая количество удобрений и пестицидов.

Генетическое разнообразие сельскохозяйственных культур (агробиоразнообразие) может быть поставлено под угрозу, если практикуется крупномасштабное производство. Большинство плантаций сырья для биотоплива основаны на одном виде, используя узкий пул генетического материала, при этом традиционные сорта используются все меньше и меньше. Такой низкий уровень генетического разнообразия повышает восприимчивость сельскохозяйственных культур к новым вредителям и болезням.

Исходное сырье второго поколения вызывает собственные опасения, поскольку некоторые из предлагаемых видов растений могут быть инвазивными. Точно так же потребуется осторожность при работе с генетически модифицированными бактериями, которые производят ферменты, используемые для преобразования целлюлозы.

Культуры, которые хорошо растут на плодородных почвах, могут быть не такими эффективными в более плохих условиях. Например, просо-просо хуже работает на бедных почвах, чем разнообразная смесь местных пастбищных многолетних растений.Кроме того, такие разнообразные смеси могут обеспечить лучшую среду обитания для диких животных, фильтрацию воды и связывание углерода, чем кукуруза или соя по отдельности. Более.

4.6 Как можно обеспечить экологически устойчивое производство биотоплива?

Внедрение «передовой практики» в области защиты почвы, воды и урожая, управления энергетикой и водными ресурсами, управления питательными веществами и агрохимикатами, сохранения биоразнообразия и ландшафта, сбора урожая, переработки и распределения может внести значительный вклад в обеспечение устойчивости биоэнергетики.

Например, передовые методы ведения сельского хозяйства, такие как рациональное земледелие и передовые методы ведения лесного хозяйства, могут уменьшить неблагоприятное воздействие производства биотоплива на окружающую среду.

Экологические проблемы, связанные с производством сырья для биотоплива, такие же, как и с сельскохозяйственным производством в целом, и существующие методы оценки воздействия на окружающую среду предлагают хорошую отправную точку для анализа биотопливных систем. Разрабатываются новые дополнительные методологии для оценки конкретных вопросов биоэнергетики, например, аналитическая основа ФАО для биоэнергетики и продовольственной безопасности.

Разработка критериев или стандартов устойчивости, которая уже ведется на ряде форумов, таких как Глобальное биоэнергетическое партнерство и Круглый стол по устойчивому биотопливу, должна осуществляться при активном сотрудничестве партнеров из развивающихся стран и идти рука об руку с обучением и поддержкой. для реализации.

Плата за экологические услуги может также служить инструментом поощрения соблюдения методов и стандартов устойчивого производства.

Наконец, для устойчивого развития биоэнергетики национальная политика должна учитывать международные последствия развития биотоплива. Более.