Кукурузные остатки эффективнее перерабатывать в бионефть и биоуголь

Исследователи из Службы сельскохозяйственных исследований США (ARS) пришли к выводу, что использование кукурузных остатков (стеблей, листьев, початков) для производства целлюлозного этанола может быть менее выгодным по сравнению с альтернативным методом.

Проблема использования стеблей и листьев

Кукурузные остатки (stover) — потенциально обильное сырьё для биотоплива. Однако их полное удаление с полей делает почву уязвимой для эрозии, истощает запасы питательных веществ и ускоряет потерю органического вещества.

Альтернативный метод: быстрый пиролиз

Учёные использовали метод быстрого пиролиза (нагревание без доступа кислорода) для переработки стеблей и початков кукурузы:

  • В результате образуется бионефть (bio-oil) и биоуголь (bio-char).
  • Бионефть сохраняет до 70% общей энергетической ценности исходного сырья, а её плотность энергии в 5–16 раз выше, чем у исходных растительных остатков.

Экономические и экологические преимущества

  1. Экономика логистики: Выгоднее создавать сеть небольших пиролизных установок рядом с полями, а затем транспортировать концентрированную бионефть на центральные НПЗ для производства "зелёного бензина", чем перевозить объёмные остатки на крупный завод по производству этанола.
  2. Восстановление почвы: Около 18% сырья превращается в биоуголь, который содержит большую часть минеральных питательных веществ из остатков кукурузы. Его использование в качестве удобрения:
    • Возвращает питательные вещества в почву.
    • Снижает вымывание других элементов.
    • Помогает восстанавливать органическое вещество почвы.
    • Способствует секвестрации углерода (связыванию CO2).

Таким образом, стратегия производства бионефти и биоугля может быть более рентабельной, энергоэффективной и экологически устойчивой, смягчая негативные последствия сбора растительных остатков.

Исследование опубликовано в журнале Biomass and Bioenergy.