미스칸투스 × 기간테우스

Miscanthus × giganteus
미스칸투스 × 기간테우스
Miscanthus Bestand.JPG
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종:
M. × 기간테우스
이항식 이름
미스칸투스 × 기간테우스
J.M.그리스어,더터 ex Hodk,렌보이즈

미스칸투스 × 기간테루스(Miscanthus × giganteus)는 거대미스칸투스 시넨시스미스칸투스 사카리플로루스의 무균 잡종이다.[a]대나무 같은 줄기를 가진 다년생 풀로 한 시즌(세 번째 시즌부터)에 3~4m(13ft) 높이까지 자랄 수 있다.[b]페니세툼 자반, 아룬도 도낙스, 사카룸 까마귀처럼 코끼리 풀이라고도 한다.

미스칸투스 × 기가테우스의 영원한 성질, 한계지대에서 자라는 능력, 수효율, 비침습성, 낮은 비료 요구, 상당한 탄소 격리, 높은 수확량 등이 연구자들 사이에 상당한 관심을 불러일으켰으며,[c] 일부는 "이상적인" 에너지 작물 특성을 가지고 있다고 주장한다.[d]일부 사람들은 그것이 부정적인 배출물을 제공할 수 있다고 주장하는 반면, 다른 사람들은 그것의 물 청소와 토양 강화 품질을 강조한다.그러나 기존의 화석 기반 연소 기반 구조에서의 사용과 관련하여 실용적이고 경제적인 어려움이 있다.이 문제에 대한 대책으로 토리프랙션과 다른 연료 업그레이드 기법이 연구되고 있다.

사용영역

Miscanthus × giganteus는 고체 바이오 연료의 원료로 주로 사용된다.직접 태울 수도 있고, 펠릿이나 연탄으로 더 가공할 수도 있다.액체 바이오 연료나 바이오 가스의 원료로도 사용할 수 있다.

대신, 오스카누스를 건축자재로서, 그리고 단열재로 사용하는 것도 가능하다.[e]실탄에서 생산되는 재료로는 섬유판, 복합 실탄판/목재 입자판, 블록 등이 있다.친환경 일회용 플레이트, 컵, 상자 등 곰팡이 제품뿐 아니라 펄프, 섬유 등의 원료로 사용할 수 있다.펄프는 메틸셀룰로오스로 더 가공될 수 있고 식품 첨가물과 많은 산업 용도에 사용될 수 있다.미스캔투스 섬유는 바이오콤포사이트나 합성물질의 보강을 위한 원료를 제공한다.농업에서는 흙수분 유지, 잡초 생장 억제, 침식 예방 등을 위해 흙 숭늉에 오스카누스 짚을 사용한다.게다가, 오스카누스의 높은 탄소 대 질소 비율은 많은 미생물이 살 수 없게 하고, 가금류, 소, 돼지, 말, 그리고 반려동물을 위한 깨끗한 침구를 만든다.말 침구로 쓰이는 미스캔투스는 유기농 비료를 만드는 것과 결합할 수 있다.[1]미스캔투스는 또한 애완동물 사료에 섬유질로 사용될 수 있다.[2]

라이프 사이클

전파

미스캔투스 × 기간테우스리좀(지상 줄기 밑)을 잘게 썰어 지하 10cm(4인치) 아래에 다시 심는 방식으로 전파된다.1헥타르(2.5에이커)의 실조(miscanthus rhizom)[f]를 조각조각 잘라 10~30헥타르의 새로운 실조(miscanthus) 밭을 심는 데 사용할 수 있다(배율 10–30).Rhizome 전파는 새로운 작물을 심는 노동집약적인 방법이지만, 작물의 일생 동안 단 한번만 일어난다.대체 전파 기법이 이용 가능하거나 개발 중에 있다.[3][g][h]종자 기반 전파의 경우, 비용의 반감(半 is)[i]이 예측된다.

관리

그 식물은 제초제라도 거의 필요하지 않으며, 처음 두 계절이 시작될 때만 필요하다.그 후, 빽빽한 캐노피와 죽은 잎에 의해 형성된 멀치는 효과적으로 잡초 성장을 감소시킨다.[4][5]오스카누스의 높은 질소 사용 효율 때문에 비료도 대개 필요하지 않다.[j][k]반면 멀치필름은 식물당 줄기 수가 많아 M.xganteus와 다양한 종자 기반 하이브리드가 더 빠르고 크게 자라는데 도움을 줘 설립 단계를 3년에서 2년으로 사실상 단축시킨다.[l]그 이유는 이 플라스틱 필름이 상토의 습도를 유지하고 온도를 높이기 때문인 것 같다.[m]

양보

유럽의 Miscanthus x giganteus에 대한 컴퓨터 모델링 항복 추정치(관개 없음).
미국의 Miscanthus × Giganteus에 대한 컴퓨터 모델링 항복 추정치(관개 없음).더 높은 수율 추정치(최대 40 t/ha)는 Miguez 등의 자료를 참조한다.[6]

미스캔투스는 태양 방사선바이오매스로 바꾸는 데 유달리 효율적이며,[n] 물 사용 효율은 그 어떤 작물보다도 높다.[o]동료 C4공장 옥수수보다 물 사용 효율이 2배, C3에너지 작물 버드나무(살릭스 비미날리스) 대비 효율이 2배, C3공장 밀의 효율이 4배다.[p]헥타르당 11-14톤의 건조 질량을 가진 영국의 겨울의 전형적인 수확은 연간 헥타르당 200–250 기가줄의 에너지를 생산한다.이것은 옥수수(98 GJ), 오일 씨 강간(25 GJ), 밀/설탕 비트(7–15 GJ)와 비교가 된다.[q]미국에서는 M. × 기간테우스가 스위치그래스보다 두 배나 많은 수율을 보인 것으로 나타났다.[7]

유럽의 많은 지역에서 농장은 높은 수확량과 농장 관리 에너지 사용에 대한 낮은 수요 때문에 경쟁 에너지 작물보다 더 많은 순 에너지를 생산한다.[r]주요 경쟁업체는 단회전 코피스(SRC) 또는 단회전 임업(SRF) 농장에서 재배되는 버드나무와 포플러다.유럽의 북부지역에서는 버드나무와 포플러들이 접근하여 같은 장소에서 겨울의 수확량을 초과하기도 한다.[s]전 세계적으로, FAO산림 재배 수확량이 헥타르당 0.4~12.2건조 톤에 이르는 것으로 추정하고 있다.러시아산 소나무는 수확량(0.4–2톤)이 가장 낮은 반면 아르헨티나, 브라질, 칠레, 우루과이의 유칼립투스와 프랑스/이탈리아의 포플러(유칼립투스의 경우 7.8–12.2톤, 포플러의 경우 2.7–8.4톤)가 가장 높다.[t]IPCC는 전지구 재배림 수확량(추수 손실 전)이 0.4~25톤이며, 대부분의 재배지는 5~15톤을 생산한다고 추정한다.그러나 자연림은 연간 0.1~9.3톤의 수율이 낮아 자연림은 대부분 1~4톤의 수율을 생산한다.[8]온대 기후의 자연 산림의 평균 수확량은 수확 관련 손실 전 연간 헥타르당 1.5~2건조 톤이다.[u][9]

오스카누스 최대 수확량은 여름 말기에 도달하지만 수확은 보통 겨울이나 초봄까지 지연된다.이 시점에서 수율은 잎이 떨어지기 때문에 대략 1/3 정도 낮지만, 연소 품질은 더 높다(바이오매스의 수분과 염소의 양이 적기 때문에).수확이 늦어지면 다음 성장기에 식물이 사용할 수 있도록 질소가 다시 리좀으로 이동하게 된다.[v]

유럽에서 피크(가을) 건조 질량 수율은 위치에 따라 연간 헥타르당 약 10-40톤(에이커당 4-16톤)으로 측정되었으며 평균 최대 건조 질량 수율은 22톤이다.[w]개별 시험 결과 최고 수율은 17톤(덴마크), 17~30톤(독일·오스트리아), 25톤(네덜란드), 39톤(포르투갈), 42~49톤(프랑스)이다.개별 시험에서도 10톤(덴마크), 11~17톤(영국), 14톤(스페인), 10~20톤(독일), 16~17톤(네덜란드), 22톤(오스트리아), 20~25톤(이탈리아), 26~30톤(포르투갈), 30톤(프랑스)의 수확이 지연된 것으로 나타났다.[1]다른 실험은 독일에서 15톤의 지연된 수율을 보여주었다.[x]연구원들은 영국의 경우 10톤,[y] 영국의 경우 10.5톤에서 15톤 사이의 평균 지연 수율을 추정했다.[10]

알 수 있듯이, 수확량은 남유럽에서 가장 높다. 일반적으로 비가 내리는 조건에서는 25-30톤이다(겨울/봄까지 수확이 지연되는 경우).관개를 통해 포르투갈의 개별 실험에서는 36톤, 이탈리아 34-38톤, 그리스 38-44톤이 생산되었다.[11]미국 일리노이 주에서 시행된 실험에서 에이커당 10–15톤의 생산량이 나왔다(25–37 t/ha).유럽처럼 남쪽으로 이동할수록 수확량이 증가한다.

일반적으로 바이오매스의 경우 온대 기후보다 열대 기후에서 수확량이 더 높을 것으로 예상된다.[z]그러나 Miscanthus × Giganteus의 경우, 연구자들은 수율 잠재력에 대해서는 동의하지 않는다.아직 열대지방에서는 실제 현장실험이 이루어지지 않았기 때문에 이론에 근거한 추정만이 가능하다.일부에서는 이 발전소가 열을 견딜 수 있고,[aa] 수율 잠재력은 연간 헥타르당 60~100건 정도라고 주장한다.[ab]다른 이들은 열 내성이 낮다고 주장하고, 그 후에 낮은 수율을 예측한다.[ac]다른 오식성 유전자형은 열에 대한 내성이 높다는 데 동의한다. 예를 들어, 오식성 유전자형은 오식성 유전자형이다.[12]( 다른 napier 변형)hectare,[광고][ae][ 다지]과 상업적 napier 잔디 개발자들은 시속 80톤을 산출하는 것으로 나타났다 다른 코끼리 잔디 유형은 고온에 적합한 농지 1ha당 매년 약 100건조한톤, 비가 오거나 관개 가능한(한달에 100mm)의 적절한 양은 제공하는 수익률을 광고한다.[아이고][아]

2010년, 2020년, 2030년에 농업에 적합한 토지, 이미 식량 생산에 사용된 토지, 바이오 에너지로 사용할 수 있는 토지.[13]
가파르고 변두리 땅.

일반적으로 같은 지리적 지역의 경작지보다 한계토지에 대한 수익률 기대치가 낮다.한계토지는 낮은 물과 영양소 저장능력, 높은 염도, 독성원소, 열악한 질감, 얕은 토양 깊이, 부족한 배수량, 낮은 번식력, 가파른 지형 등 성장을 제한하는 문제가 있는 토지다.용어가 어떻게 정의되느냐에 따라 세계에는 11억~67억ha의 한계지가 존재한다.[ai]비교하자면, 유럽은 대략 10억 헥타르(1천만 km² 또는 390만 평방 마일)와 아시아는 45억 헥타르(4500만 km2, 1700만 평방 마일)로 구성되어 있다.IRENA(국제재생에너지청)에 따르면 현재 세계적으로 15억ha의 토지가 식량 생산에 사용되고 있는 반면, "[...] 약 14억ha[헥타레스]의 추가 토지는 적합하지만 현재까지 사용되지 않고 있어 향후 바이오 에너지 공급에 배정될 수 있다."[14]IPCC는 세계적으로 바이오에너지에 적합한 한계토지가 0.32~14억ha에 이르는 것으로 추산하고 있다.[aj]EU 프로젝트 MASIC은 유럽 연합의 Miscanthus × Giganteus 농장에 적합한 한계 토지의 4500만 헥타르(449 901 km², 규모 면에서 스웨덴과 견줄 수 있음)가 있으며,[15] 3가지 등급의 예상 수확량(높음: 30–40 t/ha/yr, 중간: 20–30 t/ha/yr, 그리고 낮음: 0–20 t/ha/yr)이 되는 것으로 추정한다.[16]

미스칸투스 × 기간테우스는 열, 가뭄, 홍수, 염분(100 mM 이하), 시원한 토양 온도(1 -3.4 °C 또는 25 °F 이하)에 대해 적당히 또는 매우 내성이 강하다.[ak]이러한 강건성으로 인해 연안 지역, 습한 서식지, 초원, 폐제분지, 숲 가장자리, 개울가, 구릉지, 산비탈 등 주변 토지에 비교적 고수익의 오스카누스 밭을 조성할 수 있게 되었다.[17]유럽 식염수의 99%인 한계 토지는 M. × 기가테우스 플랜테이션에 사용할 수 있으며, 예상 최대 수율 손실은 11%[al]에 불과하다.200 mM까지의 염도는 뿌리와 리졸에 영향을 미치지 않기 때문에 탄소 분리 작용은 영향을 받지 않고 계속된다.[am]연구자들은 저온(모스크바)에 의해 제한된 한계지점에서 36%의 수율 손실을 발견했는데, 이는 중부유럽의 경작 가능한 의 최대 수율과 비교된다.그들은 또한 중부 유럽의 경작 가능한 토양의 최대 수확량에 비해 가뭄에 의해 제한되는 한계지점에서 21%의 수확 손실을 발견했다.[an]

연구진은 중국 한계토지의 실탄수확률이 헥타르당 연평균 14.6톤으로 경작지의 예상 평균수익률보다 12.6% 낮을 것으로 예측했다.이들은 중국 한계지의 오스카누스가 연간 31.7EJ([18]Exajoule)의 에너지를 생산할 수 있으며 이는 2019년 중국 석탄 소비량의 39%에 해당하는 양이라고 계산한다.[ao]아일랜드의 한 개별 실험에서는 저온, 겨울철 침수, 여름철 건조되고 갈라진 토사 등으로 어려움을 겪는 현장에서 연평균 9톤씩 수확량이 지연되는 것으로 나타났다.[19]연구원들은 미국의 다양한 토양(켄터키, 일리노이, 네브라스카, 뉴저지, 버지니아, 노스캐롤라이나)에서 17톤에서 31톤의 수확량을 보고하고, 중서부에서 흔히 볼 수 있는 침식된 점토판 토양의 3년 된 오스카누스 작물을 특정 실험과 비교했다.곡물 작물의 토양을 주변으로 만드는 l)오캔투스 작물은 헥타르당 연간 20–24톤의 수확을 거두었다.저자들은 "[...] 침식된 점토판 토양은 미스칸투스의 설립이나 수율에 부정적인 영향을 미치지 않을 수 있다"[20]고 결론지었다.

수확량 예측 소프트웨어 Miscanfor는 30일 동안의 토양 건조는 실탄 작물이 시들기 전에 견딜 수 있는 평균 최대 시간인 반면, 60일은 실탄 작물의 실뱀이 죽어서 작물을 다시 심어야 하는 최대 시간이라고 예측한다.[ap]토양수 보유능력은 적절한 강우량 외에도 높은 수확량, 특히 건조기에 중요하다.[aq]물 보유 능력이 떨어지는 토양에서는 뿌리가 훨씬 더 깊은 지하에 닿을 수 있게 해 식물의 물 채취 능력을 높이기 때문에 설립기에 관개가 중요하다.[ar][as][at]

미스캔투스는 금속으로 오염된 토양이나 일반적으로 산업 활동에 의해 상대적으로 잘 자란다.[21]예를 들어, 한 실험에서 M. × 기가테우스는 납 함량의 52%, 토양 내 비소 함량의 19%를 3개월 만에 흡수한 것으로 밝혀졌다.[22]흡수는 오염물질을 안정시켜서 오염물질이 공기중(먼지), 지하수, 인접 지표수 또는 식품 생산에 사용되는 인접 지역으로 이동하지 않도록 한다.[au]오염된 오스카누스를 연료로 사용할 경우 연소 현장은 이러한 상황을 처리할 수 있는 적절한 장비를 설치해야 한다.[23]그러나 전반적으로 "[…] 미스칸투스는 [a] 바이오매스 생산과 오염 및 한계 토지의 생태 복원에 적합한 작물이다."[24]연구자들은 중금속 오염과 염류 토양[…]을 포함한 낮은 등급의 농경지에서 생산적일 수 있는 실수의 능력 때문에 "[…] 농업의 지속 가능한 강화에 기여할 수 있어 농업인들이 식량 안보에 영향을 주지 않고 시장 확대를 위한 바이오매스를 다양화하고 제공할 수 있다고 주장한다.."[25]

수익률 – 다른 재생 에너지와 비교

다른 종류의 에너지 생산에 대한 토지 이용 요건을 계산하려면 관련 표면 전력 생산 밀도(예: 제곱미터당 전력 생산)를 아는 것이 필수적이다.현대 바이오 연료, 풍력, 수력 및 태양열 생산의 평균 표면 전력 생산 밀도는 각각 0.3W/m2, 1W/m2, 3W/m2, 5W/m이다2(바이오 연료의 경우 열 형태의 전력, 풍력, 수력 및 태양열용 전기).[26]열 생산을 위해 공급되는 오스카누스 플랜트의 표면 전력 생산 밀도는 10톤의 수율 당 02.6 W/m이다.즉, 30톤의 수확량은 1.8W/m에2 해당하며, 이는 이 수확량을 가진 농장의 출력 밀도를 바람과 수력의 평균 전력 밀도 사이에 효과적으로 배치한다(아래 참조).빙하가 없는 땅의 평균 인간의 전력 소비량은 0.125W/m2(열과 전기를 합친 것)[27]이지만 도시와 산업 지역은 20W/m까지2 상승한다.[28]

다른 종류의 바이오 연료에 대한 전력 밀도가 낮은 이유는 낮은 수율과 공장의 부분적 활용(예를 들어, 에탄올은 일반적으로 사탕수수 당분 또는 옥수수의 녹말 함량으로 만들어지는 반면 바이오디젤은 유채류나 콩의 오일 함량으로 만들어진다)의 조합이다.

에탄올 생산에 사용할 경우 연간 헥타르당 수확량이 15톤인 오수칸투스 플랜트는 0.40 W/m밖에2 생산하지 못한다.[29]옥수수 밭은 0.26 W/m2(수율 10 t/ha)을 생성한다.[30]브라질에서 사탕수수 밭은 일반적으로 0.41 W/m을2 생성한다.[30]겨울 밀(미국)은 0.08 W/m2, 독일 밀은 0.30 W/m을2 생산한다.[31]제트연료용으로 재배하면 콩은 0.06 W/m2, 팜유는 0.65 W/m을2 생산한다.[32]한계지대에서 자란 자트로파는 0.20 W/m을2 생성한다.[32]바이오디젤용으로 재배할 경우 유채류는 0.12 W/m2(EU 평균)이 발생한다.[33]오스카누스 재배와 고체 연료 생산과는 대조적으로 전형적인 액체 바이오 연료 원료 재배와 연료 생산은 큰 에너지 투입을 필요로 한다.이러한 입력값을 보상할 때(사용 에너지를 생산 에너지에서 차감할 때), 전력 밀도는 더 낮아진다: 네덜란드의 라피제 기반 바이오디젤 생산은 0.08 W/m의2 조정된 전력 밀도로 EU에서 에너지 효율이 가장 높은 반면 스페인에서 생산된 설탕 비에 기반한 바이오에탄올은 가장 낮은 수준에 불과하다.0.02 W/m2.[34]

고체 바이오매스를 에너지 목적으로 사용하는 것이 전체 식물을 활용할 수 있기 때문에 액체를 사용하는 것보다 더 효율적이다.예를 들어, 연소를 위한 고체 바이오매스를 생산하는 옥수수 농장은 에탄올을 생산하는 옥수수 농장에 비해 평방미터당 전력량이 2배 이상 증가한다. 수확량이 같을 때 10 t/ha는 에너지 투입을 보상하지 않고 각각 0.60 W/m과2 0.26 W/m을2 생성한다.[35]온대 지역의 소나무, 아카시아, 포플러, 버드나무가 있는 대규모 플랜테이션은 연간 헥타르당 5–15건조 톤의 수율을 달성하는 것으로 추정되었으며, 이는 0.30–0.90 W/m의2 표면 전력 생산 밀도를 의미한다.[36]열대 및 아열대 지역에 유칼립투스, 아카시아, 류카에나, 피누스, 달베르기아를 포함하는 유사하게 큰 농장의 경우 수확량은 일반적으로 20–25 t/ha이며, 이는 1.20–1.50 W/m의2 표면 전력 생산 밀도를 의미한다.이 수율 추정치는 위의 FAO 추정치보다 다소 높으며, 또한 이러한 발전소의 전력 밀도를 바람과 수력 밀도 사이에 효과적으로 배치한다는 점에 유의한다.[36]브라질에서는 유칼립투스 평균 수확량이 21t/ha이지만 아프리카, 인도, 동남아시아에서는 전형적인 유칼립투스 수확량이 10t/ha 미만이다.[37]

나무, 오수캐너스[38], 네이피어[39] 잔디를 포함한 오븐 건식 바이오매스는 대략 18 GJ/t의 열량을 가지고 있다.[40]평방미터당 전력생산을 계산할 때 건조 바이오매스 수율 t/ha당 0.06 W/m씩2 재배지의 전력생산을 증가시킨다.[41]위에서 언급한 바와 같이 풍력, 수력, 태양열 생산의 세계 평균은 각각 1W/m2, 3W/m2, 5W/m이다2.이러한 전력 밀도를 맞추기 위해서는 풍력, 수력, 태양열에서 재배 수확량이 각각 17t/ha, 50t/ha, 83t/ha에 도달해야 한다.바이오연료의 세계 평균(0.3W/m2)에 맞추려면 플랜테이션에서 헥타르당 연간 5톤의 건조 질량을 생산해야 한다.

그러나 바이오매스 내 수분량을 보상하기 위해 수율을 조정할 필요가 있다는 점에 유의하십시오(점화점에 도달하기 위해 수분을 증발시키는 것은 대개 에너지 낭비).바이오매스 짚이나 베일의 습기는 주변 공기 습도 및 최종 건조 전 조치에 따라 달라지는 반면, 펠릿은 표준화된(ISO 정의) 수분 함량이 10%(목재 펠릿)[av] 이하(기타 펠릿)[aw]이다.마찬가지로 풍력, 수력 및 태양열에서 전력선 송전 손실은 전 세계적으로 약 8%에 달하며, 이를 감안해야 한다.[ax]바이오매스를 열 생산보다는 전기 생산에 활용하려면 현재의 열에서 전기 전환 효율이 30~40%[42]에 불과해 풍력, 수력, 태양열과 경쟁하기 위해 수율을 대략 3배 이상 늘려야 한다.단순히 바이오 연료, 풍력, 수력 및 태양열 표면 전력 생산 밀도를 비용에 관계없이 비교할 때, 이것은 수력과 태양 에너지를 가장 많이 산출하는 코끼리 잔디 농장의 손이 닿지 않는 범위 밖으로 효과적으로 밀어낸다. 즉, 전력 밀도가 현명하다.[ay]

탄소 격리

토양 탄소 입력/출력

계절이 끝날 때마다 식물은 영양분을 땅으로 끌어올린다.색깔은 녹색에서 황/갈색으로 바뀐다.

식물은 광합성을 통해 탄소를 분리시킨다. 광합성을 통해 이산화탄소와2 물이 흡수된 다음 탄수화물을 형성하기 위해 결합되는 햇빛에 의해 움직이는 과정이다.흡수된 탄소는 수확된 바이오매스가 연소될 때 대기2 중으로 다시 방출되지만, 식물의 지하 부분(뿌리와 리좀)은 토양에 남아 있고 수년 동안 토양에 상당한 양의 탄소를 첨가할 수 있다.

토양의 탄소량은 새로운 탄소의 입력률과 오래된 탄소의 붕괴율에 의해 결정된다.[43][az]식물에서 파생되는 토양탄소는 살아있는 바이오매스부터 휴머스에 이르는 연속체로 다른 단계에서 분해된다.[44]활성, 저속 및 수동 풀로 나눌 수 있으며, 평균 탄소 거주 시간(MRT)은 각각 0.1–2년, 15–100년, 500–5000년이다.[45]상층토 탄소 거주 시간은 한 실험에서 평균 60년이었다(0~10cm 깊이의 경우 19년, 10~50cm 깊이의 경우 30~152년).50cm 미만의 탄소는 안정적이었다.[46]특정 위치에서 탄소 붕괴의 실제 비율은 식물 종, 토양 유형, 온도 및 습도와 같은 많은 요인에 따라 달라진다.[47]연구자들은 토양 유기 탄소 축적이 감소한다는 증거를 발견하지 못했는데, 이는 20년 동안 그 현장에 탄소 포화 상태가 없다는 것을 의미했다.[48]다른 사람들은 토지 이용이 연간 작물에서 다년생 작물로 바뀐 후 30-50년 동안 토양 탄소가 지속적으로 증가한다고 추정한다.[49]탄소의 땅에 miscanthus 분야 아래의 양이 수확의 전체 인생이지만, 가능한 느린 출발에 초기 경운( 갈고 있으며,)과 이산화 입력의 설립 단계에서 비교적 적은 양 때문에 늘어날 것으로 보인다.[영혼][소홀히 했거나](틸링 사용 가능한 차를 분해시키기 위해 토양 미생물 개체 수 도움을 준다.bon, CO2 생산)[bc][bd]연구자들은 오수현장 아래에 탄소 저장이 높은 것은 수확 전/직접 수확 잔류물(죽은 잎 등), 직접 후추 축적, 잘 발달되고 깊이 스며드는 뿌리 시스템, 높은 탄소 대 질소 비율에 따른 식물 잔류물의 분해율이 낮고 경작지가 없기 때문이라고 주장한다.토양 침식을 줄인다.)[50]

순연탄소축적

IPCC에 따르면 토양탄소의 증가는 기후완화와 기후적응 모두에 중요하다.[be]여러 연구들은 다양한 장소와 다양한 상황에서 토양 탄소의 오스카누스로 인한 증가를 수량화하기 위해 노력한다.

돈디니 외 연구진은 대조군 현장보다 14년 된 오수현장에서 헥타르당 32톤의 탄소를 더 발견했는데, 이는 연간 총 수확 탄소의 38%인 헥타르당 평균 2.29톤의 탄소 축적률을 시사한다.[bf]마찬가지로 밀너 등은 일부 수익성이 없는 토지(총 수확량의 0.4%)가 제외된 점을 감안할 때 영국 전체의 평균 탄소 축적률 2.28톤(연간 수확 탄소의 38%)을 제안한다.[bg]나카지마 외 연구진은 일본 삿포로의 한 대학 시험장 아래에서 평균 1.96톤의 축적률을 발견했는데, 이는 연간 총 수확 탄소의 16%에 해당한다.시험은 짧았지만, 겨우 6년이었다.[bh]한센 등은 덴마크 호르눔의 한 시험장에서 16년간 연평균 0.97톤의 축적률을 발견했는데, 이는 연간 총 수확 탄소의 28%에 해당한다.[bi]McCalmont 외 연구진은 여러 개별 유럽 보고서를 비교한 결과 축적률은 0.42 - 3.8톤이며 [bj]평균 축적률은 1.84톤으로 연간 총 수확 탄소의 25%에 달했다.[bk][bl]토양 탄소 변화 연간 변화는 식재 후 처음 2~5년 동안은 높지만 15년 후에는 그 변화가 미미하다.[bm]

운송 및 연소 과제

개요

토르프화 과정의 발전은 19세기 후반에 커피 로스팅에 대한 연구로 시작되었다.[51]

오스카누스를 포함한 일반적으로 바이오매스는 석탄에 비해 취급과 운송, 분쇄, 연소 등에 관한 성질이 다르다.[52]이는 동일한 물류, 연삭 및 연소 인프라를 공유하기 어렵게 만든다.종종 새로운 바이오매스 처리 시설을 대신 지어야 하는데, 이것은 비용을 증가시킨다.[bn]이는 상대적으로 높은 공급원가와 함께 바이오매스 사업이 경제성을 갖기 위해 보조금을 받아야 하는 상황으로 이어지는 경우가 많다.[bo]그러나 바이오매스를 기존 기반시설과 보다 호환되게 하는 많은 연료 업그레이드 기술이 현재 개발되고 있다.이 중 가장 성숙된 것은 토르프화인데, 기본적으로 고급 로스팅 기법으로서 펠레팅이나 연탄과 결합할 경우 취급 및 운반 특성, 연삭성, 연소 효율에 상당한 영향을 미친다.

에너지 밀도 및 운송 비용

영국에서는 부피가 크고 물을 흡수하는 오수캐너스 베일을 운반한다.

미스캔서스 칩은 벌크 밀도가 50~130kg/m3,[bp] 베일은 120~160kg/m이고3,[bq] 펠릿과 연탄은 각각 500kg/m3, 600kg/m이다.[53]Torrefaction은 특히 제품의 에너지 밀도를 증가시킴으로써 더 밀도가 높고 따라서 제품을 운반하는 데 더 저렴하게 이러한 경향과 함께 작용한다.토리프랙션은 에너지 함량이 가장 낮은 바이오매스 부분을 제거하고(가스화) 에너지 함량이 가장 높은 부분은 그대로 남는다.즉, 바이오매스의 약 30%가 토르프화 과정 중에 가스로 전환(그리고 잠재적으로 그 과정에 동력을 공급하는데 사용됨)되는 반면, 70%는 남아 있으며, 보통은 압축된 펠릿이나 연탄의 형태로 되어 있다.그러나 이 고체 제품은 원래 바이오매스 에너지의 약 85%를 함유하고 있다.[54]기본적으로 질량 부분은 에너지 부분보다 더 많이 줄어들었고, 그 결과, 전기 발생에 사용되는 에너지 밀도 석탄(스팀/열 석탄)과 경쟁할 수 있을 정도로 토레프화 바이오매스의 열량이 크게 증가한다.오늘날 가장 흔한 증기 석탄의 에너지 밀도는 22–26 GJ/t이다.[55]

에너지 밀도가 높다는 것은 운송비용이 절감되고, 운송 관련 온실가스 배출량이 감소한다는 것을 의미한다.[56]IEA는 일반 펠릿/연꽃으로 전환할 때 얼마나 많은 에너지를 절약하고 얼마나 많은 온실 가스 배출량을 감소시키는지 계산했다.토레민 펠릿을 만들어 인도네시아에서 일본으로 운송할 때 절약되는 에너지는 최소 6.7%, 피해야 하는 온실가스 배출량은 최소 14%이다.이는 펠릿 대신 최소 50mm의 연탄을 만들어 운송할 때 에너지 사용 절감액 10.3%, 온실가스 배출 회피액 33%로 늘어난다(연탄 생산은 에너지를 덜 필요로 한다).[br]노선이 길어질수록 저축은 더 커진다.[57]

수분 흡수 및 운반 비용

토레프랙션은 또한 바이오매스를 친수성(물 흡수) 상태에서 소수성(물 배출) 상태로 전환시킨다.방수 연탄재는 외부로 운반·보관할 수 있어 물류 운용이 간편하고 비용도 절감할 수 있다.[bs]토르프화 작용은 또한 바이오매스 내의 생물학적 활동( 썩는 것을 포함)을 멈추게 하고, 화재의 위험을 감소시킨다.[56]

통일성 및 맞춤화

일반적으로, 토르프화 작용은 매우 다양한 공급원을 유니폼으로 변환하기 위한 관문으로 보여지고, 따라서 연료를 다루기가 더 쉽다.[56]연료의 매개변수는 예를 들어 공급원료의 유형, 토리프화 정도, 기하학적 형태, 내구성, 내수성, 재 성분과 같은 고객 요구를 만족시키기 위해 변경할 수 있다.[58]다른 유형의 공급 원료를 사용할 수 있는 가능성은 연료의 가용성과 공급 신뢰성을 향상시킨다.[56]

연마성

석탄분쇄기

가공되지 않은 M. × Giganteus는 섬유질이 강해서 균일한 크기의 매우 작은 입자(75µm/0.075mm 이하)로 분쇄하기 어렵다.석탄 덩어리는 보통 그 크기로 갈린다. 왜냐하면 그렇게 작고 고른 입자들이 찌르는 기계를 연소시키고 더 효율적이기 때문이다.[59][60]석탄은 하드그로브 연삭성 지수(HGI) 30–100(더 높은 수치는 연삭이 더 쉽다는 의미)의 점수가 있는 반면 가공되지 않은 실탄은 0점이다.[bt]그러나 토르프화 중에는 "바이오매스의 섬유성질을 담당하는 헤미 셀룰로오스 분율이 저하되어 그 연마성이 향상된다."[61]IEA는 일반적으로 토레프화 바이오매스의 HGI를 23–53으로 추정하며,[62] 토레프화 된 바이오매스를 분쇄하는 데 필요한 에너지 사용량의 80–90%를 감소시킬 것으로 추정한다.[63]다른 연구자들은 토레프산 오스카누스의 HGI를 79로 측정했다.[bu]영국의 석탄은 HGI 척도로 40에서 60점 사이이다.[bv]

토레프티드 오캔투스를 비교적 쉽게 분쇄할 수 있어 미세 입자로 비용 효율적인 전환이 가능해 결과적으로 효율적인 연소가 가능해진다.연구자들은 토렌된 바이오매스를 사용할 때 연소되지 않은 탄소의 수치가 감소하고, 충분한 연료 입자 정밀도로 인해 "50%의 공진 시와 100%의 경우 불꽃이 안정적이었다"[64]는 사실을 밝혀냈다.

염소 및 부식

바이오매스 목재 제외하고 많은 종류처럼, 참 억새 바이오매스는 연소 시나리오 때문에, 부식의``[…]가능성 염소의 연료[…]에 있는 콘텐츠 크게에 달려 있는 대목이다 상대적으로 높은 염소 양이 있다."[65]마찬가지로, 연구 결과는 보여 주"[…]Cl-associated[chlorine-associated]종의 석방 duri.ng 연소는 바이오매스의 격자 연소에 유도된 활성 부식의 주요 원인이다."[66]특히 염화칼륨으로서의 칼륨과 결합된 다른 형태의 염소는 보일러 내부의 비교적 차가운 표면에 응축되어 부식성 침전층을 형성한다.부식은 보일러를 손상시키고, 게다가 물리적인 퇴적층 자체가 열전달 효율을 떨어뜨리는데, 가장 중요한 것은 열교환 메커니즘 내부에 있다.[bw]또한 염소와 칼륨은 석탄에 비해 화산재 용해점을 상당히 낮춘다.슬래그클링커로 알려진 녹은 재는 보일러 바닥에 달라붙어 유지비가 증가한다.[bx][by]

염소(및 수분) 함량을 줄이기 위해 오수성 수확은 보통 겨울이나 초봄까지 지연되지만, 이 실천은 여전히 부식 없는 연소를 달성하기 위한 대책으로는 부족하다.[bz]

그러나 350도에서 토레프화하면 오스카누스의 염소량이 약 95% 감소한다.[ca]"[…] 전 공정의 일반적인 온도가 염소의 알칼리 염소의 용해 및 기화 온도보다 낮기 때문에 고로의 슬래깅, 파울링 및 부식 위험을 최소화하기 때문에 토액화 공정 자체의 염소 배출은 연소 중 염소 배출보다 관리가 용이하다.[67]칼륨의 경우 30%만 감소할 것으로 예상된다.[68]그러나 칼륨은 염화칼륨을 형성하기 위해 염소에 의존한다; 염화칼륨은 염화칼륨의 낮은 수준으로, 염화칼륨의 퇴적물은 비례적으로 감소한다.[cb]

석탄 유사성

따라서 연구자들은 "원료 바이오매스의 화학적·물리적 특성을 석탄과 유사한 것으로 변환시켜 큰 수정 없이 기존 석탄화 보일러의 바이오매스 대체비율이 높은 활용을 가능하게 한다"[69]고 주장한다.토레프랙션은 습기를 제거하고 에너지 밀도가 높아진 분쇄성, 소수성, 고체성 제품을 만들어 내는데, 토레프화 연료는 더 이상 "기존 발전소에서 석탄과 함께 공동 연소할 때" 별도의 취급 설비가 필요하지 않다는 것을 의미한다.[52]열수 탄산화에 의해 처리되는 바이오매스에도 동일한 호환성이 달성되며, 때로는 "습관화"라고 불리기도 한다.[cc]

연구원들은 하지만"처음에 예상보다[…] 그을림은 좀 더 복잡한 과정"과 국가가 "생물 자원의[…]건조는 아직 실험 기술[…]을 지적한다.그것의 최적화 단계[…]."에"[70]마이클 와일드 국제 바이오 Torrefaction 협회 회장 2015년에서 건조 부문을 두고"[…].그공정 통합, 에너지 및 질량 효율성, 기계적 압축 및 제품 품질을 섹터 개발에서 이 시점에서 숙달하기 위해 가장 중요한 변수로 언급한다.[58]

환경 영향

탄소중립성

전형적으로, 다년생 작물은 수년에 걸쳐 뿌리 축적이 방해받지 않고 지속될 수 있기 때문에 연간 작물보다 더 많은 탄소를 분리한다.또한, 다년생 작물은 연간 작물 재배와 관련된 연간 경작 절차(도금, 파내기)를 회피한다.경화는 토양 미생물 집단이 이용 가능한 탄소를 분해하여 CO를2 생성하도록 돕는다.[bc][bd]

근본적으로 지하 탄소 축적은 지상 탄소 순환(식물에서 대기, 다시 새로운 식물로 순환)에서 탄소를 제거하기 때문에 온실 가스 완화 도구로 작용한다.지상에서의 순환은 광합성과 연소에 의해 추진된다. 첫째, 식물은 CO를2 흡수하여 지상과 지하 모두에서 조직 의 탄소로 동화시킨다.지상 탄소를 수확한 다음 태우면 CO2 분자가 다시 생성돼 대기 중으로 방출된다.그 후, 다음 시즌의 성장에 의해 등가량의 CO가2 다시 흡수되고, 순환이 반복된다.

이 지상 주기는 탄소 중립일 가능성이 있지만, 물론 이 주기를 작동하고 안내하는 데 인간이 관여한다는 것은 추가 에너지 투입을 의미하며, 종종 화석 공급원에서 나온다.운영에 사용되는 화석 에너지가 생산되는 에너지의 양에 비해 많다면, 몇 가지 1세대 바이오 연료 프로젝트의 경우처럼 화석 연료만을 태우는 것에서 비롯되는 총2 CO2 발자국에 접근하거나 일치하거나 심지어 이를 초과할 수 있다.[cd][ce][cf]이 점에서 운송 연료는 고체 연료보다 더 나쁠 수 있다.[cg]

문제는 지하에 저장되는 탄소의 양을 늘리는 관점(위 탄소 분리 참조)과 화석연료의 투입을 줄이는 관점(위 지상 운용)에서 모두 해결할 수 있다.만약 충분한 탄소가 지하에 저장된다면, 그것은 특정 바이오 연료의 총 라이프사이클 배출을 보상할 수 있다.마찬가지로 지상에서의 배출량이 감소할 경우, 바이오 연료가 탄소 중립 또는 음극이 되려면 지상 이하의 탄소 저장이 덜 필요하다.

탄소 음극(miscanthus) 및 탄소 양극(poplar) 생산 경로.
지상 수율(대각선), 토양 유기 탄소(X축), 토양의 성공/실패 탄소 분리(저장) 가능성(Y축) 사이의 관계.기본적으로 수확량이 높을수록 토지는 CO2 마이너스 기후 완화 도구가 된다(상대적으로 탄소가 풍부한 토지 포함).
토양의 탄소는 농경지와 초원에 미칸투스를 심을 때 증가한다.[71]

에너지 작물 프로젝트가 탄소 양성인지 탄소 중성인지 아니면 탄소 음성인지를 결정하는 것은 CO2 등가 배출량과 흡수량의 총량이다.농업, 가공, 운송, 연소 중 배출량이 작물 재배 중 지상 및 지하에서 흡수되는 배출량보다 많으면 탄소 양성 프로젝트다.마찬가지로 시간 경과에 따른 총 흡수량이 총 배출량보다 높으면 이 프로젝트는 탄소 음극이다.요약하면, 탄소 부정성은 순수 탄소 축적이 순 라이프사이클 온실가스 배출을 보상하는 것보다 더 많을 때 가능하다.

연구원들은 연간 10톤의 수확량을 가진 실탄 작물은 농업, 가공, 운송과 관련된 배출물을 모두 보상하기에 충분한 탄소를 저장한다고 주장한다.오른쪽 도표는 두 개의 탄소 음극 실카누스 생산 경로와 두 개의 탄소 양극 포플러 생산 경로를 표시하며, 메가줄 당 그램 CO 등가로2 표시된다.막대는 순차적이며 대기 중 CO가2 증가 및 감소할 것으로 추정되므로 위아래로 움직인다.회색/파란색 막대는 농업, 가공 및 운송과 관련된 배출물을 나타내고, 녹색 막대는 토양 탄소 변화를 나타내며, 노란색 다이아몬드는 총 최종 배출량을 나타낸다.[ch]두 번째 차트는 기존 탄소의 양이 다른 토양의 장기 탄소 부정을 달성하는 데 필요한 평균 수율을 표시한다.

다른 연구자들은 독일의 실탄에 대해서도 같은 점을 지적하며, 연간 헥타르당 15건조 톤의 수율과 헥타르당 1.1톤의 탄소 저장량을 가지고 있다.

"미스칸투스는 진정한 CO2 중립성에 도달하는 세계적으로 극히 적은 작물 중 하나이며 CO2 싱크대 역할을 할 수 있다.[...] 연료유의 연소와 관련, 미스칸투스 짚의 연소를 통해 직간접적인 온실가스 배출량을 최소 96%까지 줄일 수 있다[...Miscanthus 성장기의 C#sequestration [탄소 저장장치]로 인해 CO2–eq 완화 잠재력이 117%"[ci]가 된다.

가장 좋은 토양은 현재 탄소가 적은 토양이기 때문에 성공적인 저장은 식재 현장에 달려 있다.차트에 나타난 다양한 결과는 이 사실을 강조한다.[cj]영국의 경우, 이미 탄소가 풍부한 토양(기존의 삼림 지대)으로 인해 스코틀랜드 일부 지역에서 성공적인 저장이 예상되지 못하여 잉글랜드와 웨일스의 대부분 지역에 대한 성공적인 저장이 예상된다.또한, 스코틀랜드의 경우, 이 추운 기후에서 상대적으로 낮은 수율이 CO2 부정성을 달성하는 것을 더 어렵게 만든다.이미 탄소가 풍부한 토양에는 피아트랜드와 성숙한 숲이 포함된다.영국에서 가장 성공적인 탄소 저장소는 개선된 초원 아래에서 일어난다.[ck]그러나 초원의 탄소 함량은 상당히 다양하기 때문에 토지 이용의 성공률도 초원에서 다년생으로 변화한다.[cl]메스캔투스와 같은 다년생 에너지 작물 아래의 순탄소 저장량은 초원, 숲, 경작 가능한 작물 아래의 순탄소 저장량을 크게 초과하지만, 메스캔투스의 탄소 입력량은 초기 설정 단계에서 기존 토양탄소의 손실을 보상하기에는 너무 낮다.[72]그러나 시간이 지남에 따라 토양 탄소는 증가하게 될 것이며, 또한 초원의 경우에도 증가할 수 있다.[71]

연구자들은 각기 다른 종류의 초원에서 30년 이상 다른 작물에 대해 특정 토지 이용-변화 관련 기후 편익(이것은 화석 연료를 대체하는 데서 발생하는 기후 편익)의 순위를 매기고, 자연 초원이 200의 기후 관련 가치(GHGV라고 함)를 가지는 동시에 가볍게 비료한다는 결론을 내리고 있다.M × Giganteus 작물은 이전에 매년 경작된 토양에 세워진 160의 값을 가진다.CRP 초원의 값은 125(이전의 크로플랜드에 설정된 보호 초원)이다.토종 대초원의 가치는 115(다른 대초원 토종 대초원이 포함된 비숙련 대초원 풀, 이전에 매년 경작된 대초원에 설치)이다.목초지의 가치는 72이다.[73]

비교

연구원들은보다 1세대 연간이라면 사람들[...]이 참 억새 작물"[…]거의 항상 더 작은 환경 발자국을 가지며 결론을 내렸다."[)]두번째 세대 다년생 화본과 식물(miscanthus과 switchgrass)를 심에 경작지점에서 평균 5배나 많은 탄소의 땅보다 짧은 회전 잡목림이나 짧은 회전 임업 페이지의 주랑트(포플러와 버드나무)[cn]화석연료에 비해, 그리고 계산에 지하 탄소 저장의 이점을 포함하지 않고, 오스카누스 연료는 메가줄 당 0.4–1.6그램의 이산화탄소 비용을2 가지고 있으며, 석탄 33그램, 액화천연가스 22그램, 북해 가스 16그램,[co] 그리고 미국에서 영국으로 수입되는 목재 칩 4개 등이 이에 견줘 있다.

다른 연구자들은 오수스에 대한 평균 에너지 입력/출력 비율이 연간 농작물보다 10배 이상 높고, 온실 가스 배출량이 화석 연료보다 20~30배 더 좋다고 주장한다.[cp]난방용 미스캔투스 칩은 영국에서 헥타르당 연간 22.3톤의 CO2 배출량을 절감했고, 난방용 옥수수와 전력용 옥수수도 6.3톤을 절약했다.바이오디젤을 위한 유채는 3.2를 절약했다.[cq]다른 연구자들도 비슷한 결론을 내리고 있다.[cr][cs]따라서 앞으로 수십 년 안에 유럽에서는 오식농장이 크게 성장할 것으로 예상된다.[74]2021년, 영국 정부는 단기 순환 임업과 다년생 에너지 작물(실산가스 포함)을 위해 지정된 토지 면적이 10.000 헥타르에서 704.000헥타르까지 증가할 것이라고 선언했다.[ct]연구자들은 일부 초기 논의 후, 과학계에서는 (2018년) 다년생 바이오 에너지 작물 재배의 GHG[온실가스] 균형이 종종 유리할 것이라는 공감대가 형성되고 있으며, 또한 암시적인 직접 및 간접 토지 이용 변화를 고려할 때도 마찬가지라고 주장한다.[cu]

생물다양성

연구원들은 미스카누스 밭이 집약적인 농업 환경에서도 다양한 지렁이 공동체를 촉진할 수 있다고 주장한다.[cv]
연구원들은 오스카누스 작물에서 스카이라크를 번식시키는 것을 발견했다.[cw]

지하에서 연구자들은 1평방미터당 지렁이 종의 수가 실개류 5.1종, 옥수수류 3종, 낙엽류 6.4종으로 나타났으며, "[…] 토지 이용 강도가 지렁이의 풍부함과 총 종수의 지배적인 퇴보제라는 것이 명백하게 밝혀졌다"고 진술하고 있다.땅 위에 널찍한 잎사귀는 흙이 촉촉하게 유지되도록 도와주고 포식자로부터도 보호해주기 때문에, 그들은 "미스캔서스가 지렁이 집단[…]에 상당히 긍정적인 영향을 끼쳤다"고 결론짓고 "미스캔서스는 집약적인 농경지에서도 다양한 지렁이 공동체를 촉진할 수 있을 것"[75][cv]이라고 권고한다.다른 이들은 M. × 기가란테루스 근원이 있는 곳에서는 필로모나도타(구 프로테오박테리아) 그룹에 속하는 특정 박테리아의 활동이 거의 두 배로 증가한다고 주장한다.[22]

땅 위에서는 어린 미스캔투스가 높은 식물 종의 다양성을 유지하지만, 미스캔투스가 성숙해지면서 캐노피가 닫히고, 더 적은 햇빛이 경쟁 잡초에 닿는다.이런 상황에서는 잡초가 살아남기 어려워진다.캐노피 폐쇄 후, 25m2 플롯 당 16종의 잡초가 발견되었다.다른 생명체를 보호함을 그 울창한 캐노피 작품 비록``[…]Miscanthus은 보통 농장 생물 다양성을 지지하는 것으로, 조류, 곤충, 작은 포유 동물[…]을 위한 서식지를 제공하는 보고되고 있다."이 견해를 지지하는 것[cx], 다른 연구원들은 캐노피 아래에 식물은 나비, 다른 곤충과 포식자에게 음식을 제공합니다, 그리고 주장한다.40종의 새.[cy]

겨울의 오캔투스는 중요한 커버와 서식지 자원을 제공하며, 연간 작물에 비해 다양성이 높다.[cz]이 효과는 딱정벌레, 파리, 새들에게 특히 뚜렷하다.오색조 작물은 계절마다 다른 생태적 틈새를 제공한다. 즉, 조사자들은 이를 오색조 작물의 구조적 이질성이 지속적으로 진화하는 데 기인하며, 다른 종들이 오색조 작물의 개발 기간 동안 서로 다른 시간에 피난처를 찾는데 기인한다. 즉, 목조류는 겨울에 피난처를 찾고 여름에는 농지 조류는 여름이다.새의 경우 헥타르당 0.92종(에이커당 0.37)의 번식력이 확인됐는데, 인근 밀밭에서는 0.28종(0.11)이 검출됐다.높은 탄소 대 질소 비율 때문에, 식자원의 대다수가 발견되는 것은 밭의 여백과 변종된 삼림이다.그러나 오스카누스 밭은 화학물질이 이들 주요 서식지로 침투하는 것을 막는 장벽으로 작용한다.[cw]

다른 연구원들은 오스카누스 작물이 곡물보다 더 나은 생물 다양성을 제공한다고 주장하는데, 곡물보다 거미와 지렁이가 3배나 더 많다.[da]갈색토끼, 스토아, 쥐, 볼, 뾰루지, 여우, 토끼는 오스카누스 작물에서 관찰되는 종이다.이 작물은 둥지 서식지와 다른 서식지를 연결하는 야생 복도의 역할을 한다.[db]

수질

질산염의 침출량이 현저히 적기 때문에 오식성 밭은 수질 개선으로 이어진다.[dc]비료 요구량이 낮거나 0이 되기 때문에 일반적인 옥수수/소양 회전, 질소용 식물 뿌리 싱크대의 지속적인 존재, 다년생 풀 종에 의한 영양소의 효율적인 내부 재활용에 비해 실조/소양장에서의 질산 침출이 대폭 감소한다.최근 한 연구에 따르면 콩과 교대로 재배한 옥수수나 옥수수에 비해 실조류에서 질산하 손실이 평균 9배 적다고 한다.[dd]

토양질

섬유질이 많고 광범위한 오수카누스 뿌리 뽑기 시스템과 경작지 교란 부족은 연간 연작 작물에 비해 침투, 유압 전도도 및 저수량을 개선하고, 다년생 풀 아래 전형적으로 다공성 및 저밀도 토양이 발생하며, 수분 보유 능력은 100~150mm 증가할 것으로 예상된다.[de]미생물은 토양에 대한 탄소 투입을 개선하고 토양 입자 집적과 재활 과정에 중요한 미생물 활동과 다양성을 촉진한다.알칼리성 pH, 영양소 결핍, 수분 보유 능력이 거의 없는 이전의 플라이애쉬 퇴적지에서는, 비록 조건 때문에 지상 건조 중량 수율은 낮았지만, 질화 과정을 지지하고 강화하면서 뿌리와 리좀이 꽤 잘 자랐다는 의미에서, 오수캐너스 작물이 성공적으로 확립되었다.특히 유기적인 개정이 추가될 수 있는 상황에서 오염된 토지에서도 토양의 질을 개선할 수 있는 능력이 유용한 특징으로 평가된다.예를 들어 영양소가 부족한 오염된 한계지의 경우 영양소가 풍부한 하수슬러지폐수로 수율을 높일 수 있는 잠재력이 크다.이 관행은 각 나라의 특정 법률에 따라 토양생산성 향상, 바이오매스 수율 증가, 하수슬러지 처리 및 처리비용 절감이라는 3가지 장점을 제공한다.[4]

불침투

양쪽의 M. sinensisM. sacchariflorus 양쪽에 있는 miscanthus × giganteus 부모는 둘 다 생존 가능한 씨앗을 생산하기 때문에 잠재적으로 침습적인 종이다.그러나 M. × Giganteus는 실행 가능한 종자를 생산하지 않고 있으며, 연구자들은 "[...] 장기간 상업용 농장에서 인근 경작지로의 급격한 성장 확장에 따른 침공의 위협에 대한 보고는 없었다"[24]고 주장한다.

지속가능성

Miscanthus는 영국에서 농작물을 시험한다.

연구자들은 "온실가스 경감을 포함한 다양한 요인에 대한 실사 재배의 환경적 영향을 분석하는 것은 대부분의 경우 편익이 비용을 초과한다는 것을 보여준다"[76]고 주장한다.다른 이들은 더 많은 연구를 할 여지가 있지만 "환경 지속가능성에 대한 명확한 징후가 나타나고 있다"[df]고 주장한다.온실 가스 완화 가능성 외에도, 오스카누스의 "[…] 다년생 자연과 지하의 바이오매스는 토양 구조를 개선하고, 물을 머금은 용량을 증가시키며(최대 100–150 mm), 런오프와 침식을 감소시킨다.겨울이 지나 무르익으면 야생동물의 경관 구조자원이 증가한다.관리강도의 감소는 비록 가난한 쓰레기가 개인의 생체량을 감소시킬 수 있지만 지렁이의 다양성과 풍요를 촉진한다.화학적으로 밭 경계에 침투하는 것은 비교 가능한 농업보다 낮아 토양과 수생지 질이 향상된다."[77]오스카누스와 같은 1세대 에너지 작물에서 2세대 에너지 작물로의 변화는 농장 규모의 생물 다양성 개선, 포식, 순긍정적인 온실 가스 완화 효과로 인해 환경적으로 유익하다.이 혜택은 주로 투입량이 적고 2세대(2G) 작물과 관련된 관리 주기가 길어진 데 따른 것이다.[dg][dh]만약 토지 이용 긴장mitigated, 합리적인 수익률과 낮은 탄소 토양 대상으로 한, miscanthus처럼low-input 다년생 작물"[...][...]중요한 온실 가스[온실 가스]저축 화석 연료 대안에 비해 제공할 수 있는 경우도 많다."[출신의.]한해 살이 작물과는 대조적으로, miscanthus, 낮은 질소 입력 사항이 있다.WGG 배출량, 경작지 감소로 인한 토양 탄소를 분리하고 한계지대에서 경제적으로 생존할 수 있다.[dj]연구자들은 최근 몇 년 동안 바이오 에너지의 환경적 편익과 위험에 대한 보다 미묘한 이해가 나타났으며, 다년생 바이오 에너지 작물이 현재 전 세계 바이오 연료 생산을 위해 재배되고 있는 기존의 작물보다 GHG를 훨씬 더 많이 절감할 수 있는 잠재력이 있다는 것이 명백해졌다.(옥수수, 야자유, 기름종자강간 등)."[dk]그들은 또한 "[...] 전용 다년생 바이오 에너지 작물이 토양 탄소N2O에 미치는 직접적인 영향은 점점 더 잘 이해되고 있으며, 기존 에너지원에 비해 바이오 에너지로부터 상당한 라이프사이클 GHG 완화와 종종 일치한다"[78]는 데 동의한다.

실질적인 영농 고려사항

실용적인 농업 자문은 아이오와 주립대학의 "자이언트 미스캔투스 설립" PDF를 참조하십시오.[79]Teagasc(아일랜드의 농업 및 식품 개발 당국)와 AFBI(아일랜드의 농업 및 생물학 연구소)가 공동으로 개발한 모범 사례 매뉴얼도 참조하십시오.[80]



참조

참조

인용문 및 주석

  1. ^ "M. x giganteus는 일본 요코하마에서 1935년 악셀 올센에 의해 채집된 매우 생산적이고 살균된 rizomatous c4 다년생 풀이다.그것은 경작되어 유럽 전역으로 퍼진 덴마크와 원예 농경지에 심기 위해 북미로 옮겨졌다.시간이 지남에 따라 미스카누스 시넨시스 '기간테우스', M. 기간테우스, 미스카누스 오기미니스 혼다, 미스카누스 사카리플로루스 바. 브레비바르비스(혼다) 아다티로 알려져 왔다.최근 영국 케우 왕립식물원의 분류작업에서는 M. 시넨시스 안데르스(M. sinensis Anders)와 M. 사키플로루스(M. saciflorus, Maxim)의 혼합물인 M. x giganteus(그리스 & Deuter ex Hodkinson & Renvoize)로 지정했다.해킹" 앤더슨2014, 페이지 71.
  2. ^ 천장 수율에 도달하는 데는 2년에서 4년이 걸린다; "[...] 서늘한 북부 지역은 여전히 3년에서 4년이 필요한 반면, 남부 지역은 보통 2년 후에 한계에 도달한다." Jones 2019, 22페이지.
  3. ^ "연간 작물과는 대조적으로, 전용 다년생 작물에서 나오는 바이오 에너지는 라이프사이클 GHG 배출량과 기타 환경적 편익이 더 낮은 것으로 널리 인식되고 있다.Miscanthus 및 단회전 코피스(SRC) 버드나무와 포플러와 같은 다년생 작물은 질소 투입 요건이 낮으며(N2O 배출 및 수질에 대한 이점이 있음), 경작지 감소 및 지반 바이오매스 할당량 감소로 인해 토양 탄소를 격리시킬 수 있으며, 한계 및 저하된 토지에서 경제적으로 생존할 수 있어 최소화할 수 있다.다른 농업 활동과의 경쟁과 iLUC 효과 회피."휘태커2018, 페이지 151.
  4. ^ "이상 바이오매스 에너지 작물은 가용 자원을 효율적으로 사용하고, 다년생이며, 토양에 탄소를 저장하며, 물 사용 효율이 높고, 침습성이 없으며, 비료 요구량이 낮다.이러한 특성을 모두 가진 풀과 다량의 바이오매스를 생산하는 풀은 미스칸투스 x 기간테우스다."앤더슨2014, 페이지 71.
  5. ^ 레반도프스키 외 연구진은 "오스카누스 바이오매스를 건설자재로 사용하는 경우 화석 에너지 절약량이 가장 높다"고 주장한다.레반도프스키2016, 페이지 20.
  6. ^ "영국 기후에서 번식하기 위해 리좀을 생산하는 데는 적어도 두 번의 생육기가 필요하며, 이는 잡초 생산지를 개간하고 봄에 쟁기질을 하며 감자형 플랜터로 리좀을 심기 전에 틸트처럼 좋은 씨앗 침대로 땅을 경작해야 한다. [...] 2차 생장에 이어 봄에는 리좀을 재배하는 것이 포함된다.변형된 감자 수확기를 사용하여 수확되고, 손이나 반자동으로 분류되어 실행 가능한 조각으로 잘라진다. 20–40 g. [...] 한 ha의 rhizom은 동일한 변형된 감자 타입의 평지기로 10–30 ha의 작물을 심기에 충분한 물질을 생산한다.싹트기 시험으로 시험하는 낮은 품질의 Rhizom은 80-90g의 Rhizom(개인통신, M. Mos)이 필요하다."헤이스팅스2017, 페이지 5-6.
  7. ^ "우리의 연구는 잡종 종류에 따라 종자 생산 1ha(헥타르)가 1,000~2000ha의 모종을 충분히 생산할 수 있다는 것을 보여주고 있다. 부모 조합에 따라, 리좀 전파보다 2배 더 큰 규모의 종자를 생산할 수 있다. [...] [A]n 85~95%의 설립률을 달성한다."헤이스팅스2017, 페이지 6
  8. ^ "씨앗은 기계로 뿌리고 온실(그림 3A)에서 키운 뒤 밭에 심는다(그림 3B).종자 기반 구축방법은 시장수요가 증가함에 따라 종자생산이 잘 개발되면 대량의 공급을 쉽게 할 수 있다는 장점이 있기 때문에 오수생산의 규모화에 가장 효과적인 것으로 입증될 것으로 기대된다.씨앗에서 최종 제품(플러그)까지 8-10주밖에 걸리지 않는다 · 플러그 생산은 에너지 효율이 높다(냉장고는 필요 없다) · Lewandowski et al. 2016, 페이지 15.
  9. ^ "결과에 따르면 새로운 하이브리드 시드 전파를 통해 구축 비용이 900 ha−1[...] 이하로 크게 절감된다.양수량은 6 Mg[Mg/메가그램이 미터톤] DM [건조물] hah−1 y−1 [헥타레]로 계산되었으며, 이는 Mxg의 영국 평균 수율의 약 절반에 해당한다. 영국 2년차 시험에서 새로운 종자 잡종들은 16 Mg DMha에−1 달했다.이러한 복합적인 개선은 농작물 수익성을 크게 증가시킬 것이다.서로 다른 공급 원료 포맷을 준비하기 위한 생산 비용 간의 절충은 가장 낮은 운송 비용(0.04Mgkm−1−1)과 쉬운 농장 내 저장소로 직사격을 위한 최선의 선택임을 보여준다.그러나 펠로톤 연료가 필요하다면 칩 수확이 더 경제적일 것이다. [...] 종자 시추에 비해 상대적으로 노동 집약적이기 때문에 Rhizome과 플러그 심기에 드는 구체적인 비용은 절반으로 줄어들 것으로 예측된다."헤이스팅스2017, 페이지 1, 8.
  10. ^ "C4 종은 질소 (N)와 물 사용의 효율성 향상을 특징적으로 보여준다 [28,29].구체적으로는 C4종이 C3종의 2배에 달하는 N-use 효율을 보여줄 수 있다.앤더슨2014, 페이지 73.
  11. ^ "질소 비료는 불필요하며 지속가능성에 해로울 수 있다. 초기 설립이 50 kg의 Nha의−1 추가로부터 혜택을 받을 수 있는 저출산의 토양에 심지 않는 한. [...] N2O 배출량은 연간 작물보다 5배, 집중 목초지보다 최대 100배 낮을 수 있다.부적절한 질소 비료 추가는 잠재 화석연료 대체에 의해 상쇄되지만 IPCC 배출 인자를 초과하는 Miscanthus 농장의 N2O 배출량을 크게 증가시킬 수 있다."McCalmont et. 2017, 페이지 503.
  12. ^ "플라스틱 멀치 필름으로 설치 시간이 단축되어 농작물 경제성이 향상되었다. [...] 애비스트위스에서의 멀치 필름 실험은 표 3과 같이 필름에서 누적 최초 2년 평균 수율과 다양한 식물 밀도에 대한 설정률 간의 유의미한 (P < 0.05) 차이를 보였다.필름을 사용하면 ha당 100파운드, 220 kg의 CO2 eq−1. c ha가 설치비용에 추가된다.이러한 증가의 효과는 애버리스위스 환경조건에서 작물의 설립기간을 1년 단축하는 것으로, 다른 시험장과 아일랜드에서도 유사한 설립시간 단축이 관찰되었다(O'Loughlin et al., 2017).[...] 멀치 필름 재배로 최신 종자 잡종들은 영국 상업용 Mxg가 최소 1년 전에 투자 수익률이 감소했던 것에 비해 훨씬 더 높은 초기 수익률(1년과 2년)으로 훨씬 더 빨리 확립된다.헤이스팅스 2017, 페이지 1, 9, 14–15.
  13. ^ "종자 유래 플러그를 심은 것은 한계 토양에 착지하는 오수캐너스 제정을 위한 가장 성공적인 방법임이 입증되었다.플라스틱 필름으로 식물을 덮으면 성장이 가속화된다.이 필름은 상층토양의 습도를 유지하고 온도를 높인다.이것은 특히 가뭄 스트레스의 위험이 높은 가벼운 토양과 시원한 온도에서 식물들에게 이롭다."레반도프스키2016, 페이지 14.
  14. ^ "crop 생산성은 토지의 한 지역에서 발생한 총 태양 복사 사고의 산물로서 결정되며, 태양 에너지를 식물 바이오매스로 흡수, 변환 및 분할하는 효율성이 결정된다. [...] 영국 남동부의 현장 실험에서 ac,a는 관측된 최대값보다 39% 높은 0.050–0.060이었다.C3 종에 속한다.나아가 εc를 총량(즉, 지상과 지하)으로 계산하면 M. x 기가테우스 바이오매스 생산량(εc,t) 0.078에 이르러 이론적 최대치인 0.1에 근접한다.히튼 외 연구진이 미국 중서부에서 수행한 연구는 가로챈 PAR(0.075)과 유사한 효율을 보고했다."앤더슨2014, 페이지 73.
  15. ^ "– 물 사용 효율은 7.8–9.2 g DM (kg H2O) 범위에서 모든 작물 중에서 가장 높은 수준이다.−1– 전반적으로 높은 바이오매스 생산성과 캐노피 수준의 증발 가스 배출 증가로 인해 물 수요가 증가할 것이다(예: 밀에서 100−1–120 mm yr 상승).– 향상된 토양 구조는 가뭄에도 토양이 더 건조할 수 있지만 (예를 들어 100–150 mm까지) 더 많은 수분 유지 능력을 의미한다.– 습윤 연도의 런오프 감소, 홍수 완화 및 토양 침식 감소– 배수 수질이 개선되고 질산 침출량이 경작 가능한 수질보다 현저히 낮다(예: 1.5–6.6kg−1 N ha−1 yr[Miscanthus] Miscanthus, 34.2–45.9[maize/soya 콩]). McCalmont et al. 2017, 페이지 504.
  16. ^ "비엘 외 연구진(1999)은 C3 바이오매스 작물인 Salix viminalis와 비교했으며, Lindroth 외 연구진(1994)과 Lindroth & Ciencitala(1996)에 보고되었으며, Miscanthus의 WUE는 이 버드나무 종의 약 2배 정도 될 수 있다고 제안했다.Clifton‐Brown & Lewondowski (2000) reported figures from 11.5 to 14.2 g total (above‐ and belowground) DM (kg H2O)−1 for various Miscanthus genotypes in pot trials, and this compares to figures calculated by Ehdaie & Waines (1993) with seven wheat cultivars who found WUE between 2.67 and 3.95 g total DM (kg H2O)−1.이러한 Miscanthus 값을 cropland의 헥타르 당 건조 물질 바이오매스로 변환하면 78–92 kg DM ha−1 (mm H2O) 범위의 물 사용량에 대한 바이오매스의 비율을 볼 수 있을 것이다.−1리히터 외수량 추정에(2008년)Miscanthus을 수확할 수 있는 수익 잠재력 14영국 필드 테스트에서 발견했다 본 받아 토양 물은 식물에 이용할 수 있는 가장 중요한 요소이고 반면에 13kgDMha−1 들어오는 강수의 각 1mm, 것들은 비슷해를 위해 제작되었습니다. 그들은 55kgDMha−1(mmH2O)−1에, 더럽히유효 수 비율이 DM수량을 계산했다.ely r높은 수준의 캐노피 차단과 증발까지 의기양양한C4 표준에서도 이러한 효율성은 높은데, 이는 자기장 측정값이 maize에 대해 지상 DM ha−1(mm H2O)−1 평균 27.5 ± 0.4kg에 비해(Tolk et al., 1998). McCalmont et al. 2017, 페이지 501에서 볼 수 있다.
  17. ^ "에너지 생산 강도 측면에서 미스카누스 바이오매스는 약 200 GJ ha−1 yr에서−1 다른 바이오 에너지 작물보다 헥타르당 순 에너지를 더 많이 생산하며, 특히 경작 가능하다[바이오디젤 98의 경우 maize, 바이오디젤 25, 밀 및 사탕무 에탄올의 경우 7–15 (Hastings et al., 2012년).펠텐 외 연구진(2013년)은 비슷한 수치를 계산해 미스칸투스에 대해 254 GJ ha−1 yr를−1 보고했다.McCalmont et. 2017, 페이지 493.
  18. ^ 헤이스팅스(알. 그 «[f]ield 실험에 따르면 유럽의 많은 장소에 대해서는 M.xgiganteus 모든 잠재적 바이오 에너지 작물의 네트 MJ하 −1[헥타르 당 메가줄.]의 관점에서 생산의 에너지 비용 면에서 상대적으로 높은 수익률과 낮은 입력 때문에 가장 큰 에너지 생산, 그리고 제일 높은energy‐use 효율(EUE), 지닌 것으로 밝혀졌다를 쓴다.s[...] ». 헤이스팅스연구진 2009a, 페이지 180.
  19. ^ Proe, Griffiths & Craig 2002 페이지 322–323에 따르면 영국의 버드나무와 포플러의 SRF 수율은 연간 헥타르당 10–12톤의 건조 물질 범위에 있다.버드나무에서 메타 연구 파비오 외 연구.스웨덴의 버드나무 실험을 인용하면 8, 13, 14톤이다.영국에서 저자들은 버드나무 실험 두 개를 인용하는데, 두 실험 모두 10톤을 생산하고 아일랜드에서는 8-10톤을 생산하고 있다.Fabio & Smart 2018 표 1, 2, 551 및 552페이지를 참조하십시오.그림 2, 페이지 554의 버드나무 수확량 기준점(장소 미제공)은 연간 헥타르당 평균 수확량이 약 6-7톤임을 보여준다.표 3, 페이지 557, 6개의 연구가 인용되어 있으며, 평균 수확량은 연간 헥타르당 10톤이다.Aylott 등은 영국의 버드나무와 포플러 시험장 49곳의 데이터를 수집해 "현장 실험 결과 관찰된 SRC 산출량이 유전자형과 회전 사이에 큰 차이를 보였다(표 1).가장 높은 수확량은 두 번의 회전 동안 버드나무에서 기록되었는데, 포플러 유전자형은 평균 6.3 odt ha−1 yr와−1 비교했을 때 16개의 유전자형은 평균 9.0 odt [oven dry tonne] ha−1 yr이었다−1.가장 수익성이 높은 부모 라인은 스웨덴 S. 비만리스 × S. 슈베리니로, 회전율과 녹에 대한 높은 저항력을 일관되게 보였다.이 모선은 두 회전 모두에서 평균 수율이 11.3 odt ha−1 yr인−1 가장 높은 단일 유전자형인 Tora를 포함했다."Aylott2008, 페이지 363.미래를 모델링한 오스트레일리아 외는 독일의 경작 가능한 땅에서 생산된 SRC 버드나무와 포플러의 평균 수확량을 14톤으로 추정한다(오스트2014, 페이지 529 참조).버드나무와 포플러에는 이러한 수확량을 달성하기 위해 비료가 필요하다고 파비오 외 연구진은 기사에 보고된 수확량에 대해 헥타르당 92~400kg의 질소가 있다고 보고했다.파비오 & 스마트 2018, 페이지 551–552를 참조하라.헤이스팅스 외영국에서는 컴퓨터 모델링 소프트웨어를 사용하여 오스카누스, 버드나무, 포플러 수확량을 추정했으며, 오스카누스가 중간 위치를 차지하면서 이 모든 식물에 대해 헥타르당 연간 8.1~10.6건조 톤의 좁은 범위의 평균 수확량으로 결론을 내렸다.미스칸투스는 따뜻한 남서쪽에서 생산량이 가장 높았고, 2050년에 예상되는 온난화 기후에 대한 컴퓨터 모델을 조정하면 더 큰 지역의 수확량이 가장 많아지게 된다: "기후를 통해 온난화됨에 따라, 미스칸투스가 사료에서 가장 높은 생산량이 되는 지역이 더 넓어진다.헤이스팅스 2014년 108쪽 119쪽
  20. ^ 수확량 추정의 경우 FAO의 "산림 농장의 미래 목재 공급에 대한 글로벌 전망", 섹션 2.7.2 – 2.7.3. FAO는 전 세계적으로 13 ~ 25m의3 생산량 추정치를 제공한다.다음 데이터를 바탕으로 드라이톤으로 환산한 큐빅미터: 유럽과 북아시아가 원산지인 스코트의 소나무는 무게가 390kg/m3/m의 오븐건조량(모이스처 함량 0%)이다.남아메리카의 농장에서 흔히 자라는 유칼립투스 종의 오븐건조량은 487kg/m3(리프투스, 로즈껌, 드글루프타 평균)이다.유럽의 농장에서 흔히 자라는 포플러 종의 평균 무게는 335 kg/m3(백포플러흑포플러 평균)이다.
  21. ^ 정확히 말하면, 혼합 온대 자연 숲의 순 연간 증가량(NAI)은 (그리스의 0.9 m3에서 프랑스의 6 m에 이르는 헥타르당 23–2.5 m3)이다.다음 데이터를 바탕으로 드라이톤으로 환산한 큐빅미터: 유럽과 북아시아가 원산지인 스코트의 소나무는 무게가 390kg/m3/m의 오븐건조량(모이스처 함량 0%)이다.남아메리카의 농장에서 흔히 자라는 유칼립투스 종의 오븐건조량은 487kg/m3(리프투스, 로즈껌, 드글루프타 평균)이다.유럽의 농장에서 흔히 자라는 포플러 종의 평균 무게는 335 kg/m3(백포플러흑포플러 평균)이다.Smil 2008, 페이지 75-76.
  22. ^ Miscanthus 수확량 소프트웨어 Miscanfor는 가을 수확량과 겨울 수확량 사이의 33%의 수확량 감소를 계산한다.헤이스팅스연구진 참조. 2009, 페이지 186 대상 이러한 계산은 Roncuchi 외 연구진이 추수가 겨울까지 지연되었을 때 그들의 시험 작물에 대해 32–38%의 건조한 대량 수확량이 감소한다는 것을 발견함으로써 확인된다.론쿠치2015, 페이지 1002를 참조하십시오.Clifton-Brown 외 연구진은 가을 수확량이 최고조에 달하고 겨울 수확량이 많은 기간 동안 하루 평균 0.3%의 수율 감소를 발견했다고 밝혔다(Clifton–Brown, Breuer & Jones 2007, 페이지 2305 참조).
  23. ^ "M. x giganteus의 건식 바이오매스 수율을 보고한 문헌의 대부분은 유럽 연구에서 비롯된다.M. x giganteus의 확립된 스탠드의 최고 바이오매스 수율은 이러한 수율을 달성하는 데 3~5년이 걸릴 수 있지만, 일부 유럽 지역에서 건조 물질(DM) ha−1 40t에 근접했다.유럽 전역에서 M. x giganteus의 확립된 스탠드로부터 최대 25 t DMha의−1 수확량이 보고된 반면, 중유럽과 북유럽의 최고 생산량은 10–25 t DMha−1, 남유럽의 30 t DMha이다−1.유럽 전역의 기성 M. x giganteus 좌석에 대한 정량적 검토 결과 N 요율과 강수량 전체에서 평균 22 t DM ha의−1 평균 피크 바이오매스 수율을 기록했다."앤더슨2014, 페이지 79.
  24. ^ "미스칸투스 심기 2년째부터는 매년 3월 말이나 4월 초순에 수확을 눈앞에 두고 수확을 했다.평균 미스칸투스 수확량은 15 Mg 건질량(d.m.) ha−1 y로−1, 설립 4년차부터 거의 일정하게 유지되었다."펠텐 & 에머링 2012, 페이지 662.
  25. ^ "이 연구는 영국에서 관찰된 현재 상업용 플랜트(민간 통신, M. Mos)에서 Mxg에서 관측된 평균 12–14 Mg hay의−1−1 수확량을 사용했다.우리는 설립연도 수익률에 대해 로지스틱적인 수익률 증가와 15년(2013년) 이후 수익률의 선형 하락을 가정했다.기후 조건에 따른 연간 수율 변동(Clifton-Brown et al., 2007) 및 영국의 Miscanthus 수율(Miscanthus 수율)을 모델링한 결과, MiscanFor 모델(Harris et al., 2014)을 사용하여 2000~2009년 기상 데이터를 사용했다(Hastings et al., 2009, 2013).영국의 연간 항복 변동은 영국 전체에서 평균 10.5 Mg ha−1−1 y의 2.1 Mg ha−1 y이다−1.모델링된 수확량은 일반적으로 빗물을 이용한 수확량을 계산하기 때문에 비관적이며 영국의 많은 경작 가능한 농가에서 이용 가능한 지하수 지원을 고려하지 않는다.헤이스팅스2017, 페이지 4
  26. ^ 바츨라프 스밀은 전 세계 온대지방에 비해 열대지역의 순 1차생성량(NPP)이 대략 두 배 정도 증가한다고 추정한다.Smil 2015, 페이지 81.
  27. ^ EU 프로젝트인 MASIC(Marginal Lands for Growing Industrial Crops)의 연구원들은 미스카누스 × 기가탄테우스의 온도 증가 범위는 8~45°C라고 말한다.EU MASIC 스프레드시트 2021.
  28. ^ « 약 2개의 인수는 건성 물질을 탄소로 변환한다(Michel 등, 2006). t ha에서−1 kg m으로−2 10개. 그림 2는 생존성 시뮬레이션에서 Miscanthus NPP의 전지구적 예측을 나타낸다.계산된 값은 보어 영역의 0.5 kg C m yr부터−2−1 중위도의 경우 1 - 2 kg−2 C m yr−1, 열대 지방의 경우 3 - 5 kg−2 −1 C myr까지 다양하다.» 휴즈2010, 페이지 82–83.
  29. ^ 셰퍼드 외 연구진은 미칸투스 ×기가탄테우스 down다운레제이션이 28℃ 이상에서 동화된 생산을 한다고 주장하면서 열대지방의 수율이 낮을 것으로 예측하고 있다.그러나 평균 열대 수율의 추정치는 제공되지 않는다.셰퍼드2020, 페이지 295, 298.
  30. ^ 장 외 연구진은 가벼운 수정과 1000mm의 강우량으로 연간 헥타르당 74톤의 바나 잔디(나피기 변종) 수확량을 측정했다. 2010, 페이지 96, 98 (표 1)
  31. ^ 호시노 외 연구진은 중수정에 따른 성장 2년차 및 연간 강우량 1000mm로 네이피어 수확량을 헥타르당 75.6톤으로 측정했다.호시노, 오노 & 시리키라타야논드 1979, 페이지 310, 311, 315.
  32. ^ 비센테-찬들러 외 연구진은 중수정이 많은 나피에르그래스가 90일 간격으로 절단했을 때 연간 헥타르당 84.8톤에 해당하는 75,661파운드의 건조 물질을 생산한다는 사실을 발견했다.비센테 챈들러, 실바 & 피가렐라 1959, 페이지 202.
  33. ^ "총 수량은 월 강수량 약 100mm(4인치)에 상당한다.] [...] 거인왕 그라스의 수확량은 수확 사이의 시간에 따라 달라진다.예를 들어, 키가 큰 자이언트 킹 그래스를 6개월 수확하면 약 70-75%의 습기로 신선한 풀의 헥타르당 80톤 이상(헥타르당 180톤)을 얻을 수 있다.1년에 두 번 수확하는 경우에는 이 수치를 두 배로 늘려라."비아스페이스 2020.
  34. ^ 맥케이는 연간 헥타르당 360 wet tonnes의 수율을 인용하지만, 수분 함량을 정량화하지는 않는다.맥케이 2020.
  35. ^ 아시아태평양경제협력체(APEC)는 한계지가 아시아 태평양 제도 호주 북미 등 전 지역에 걸쳐 약 4억 헥타르에 이르는 것으로 추산하고 있다.다른 추정치는 한계지(예: "비우호농지", "유기농지" 또는 건조지, 산림지, 초원지, 관목지, 사바나 서식지)를 설명하는 데 사용된 매개변수에 따라 1,100만~6억6,550만 헥타르의 지구 한계지대를 추정한다.미국에서 셀룰로오스 바이오매스 작물 및 저입력 고다양성 토종 다년생 혼합물의 잠재적 면적은 4300만 헥타르에서 1억 2천3백만 헥타르에 이른다.이러한 추정치의 차이는 바이오 에너지 산업과 문헌에서 공통적으로 사용되었음에도 불구하고 "매거진 토지"라는 용어의 용어의 불일치를 반영한다.한계 토지는 종종 식량 생산에 적합하지 않거나 모호하게 품질이 나쁘고 종종 비생산적이라고 불리는 저하된 땅으로 묘사된다.비생산적인 토양은 낮은 물과 영양소 저장 용량, 높은 염도, 독성 요소, 질감 불량 등 식물의 성장과 수율을 제한하는 불리한 화학적·물리적 특성이 특징이다.한계경관에서는 침식으로 인한 얕은 토양깊이, 배수로 불량, 저탄력, 가파른 지형, 불리한 기후 등이 더 큰 어려움을 겪고 있다.한계 토지의 품질이 떨어지고 생산에 발생할 수 있는 잠재적 문제에도 불구하고, 바이오매스는 전통적인 농작물에 경제적으로 실행 가능한 양질의 토지에서 재배될 것 같지 않다." 2015페이지 1-2페이지
  36. ^ ∘현재 바이오에너지에 이용 가능한 것으로 간주되는 한계/불량 토지의 추정치는 채택된 지속가능성 기준, 토지 등급 정의, 토양 조건, 토지 지도 방법 및 환경 및 경제적 고려사항에 따라 3.2–14.0 Mkm²이다(Campbell et al. 2008; Cai et al. 2011; Lewis and Kelly 2014).» IPCC 2019c.
  37. ^ 평균온도가 -3.4℃ 이하인 상태에서 30일이 걸려야 토양의 온도가 -3.4℃ 이하로 떨어진다.헤이스팅스연구진 참조. 2009b, 페이지 184.Quinn 외 연구진은 "가뭄 스트레스 때문에 수율이 감소하고 잎 면적과 수율이 감소하지만, 수돗물 가용성은 성장기 초기에 촬영 생산이나 공장 높이에는 영향을 미치지 않는다"고 밝혔다.[p. 4] [...] 홍수의 영향을 받지 않는 미스카누스 × 기가테우스 바이오매스 및 리좀 생존능력은 [p. 5] [...] 100 mM 이상의 염도는 미스카누스 × 기가테우스 성장에 영향을 미쳤으며, 리좀 > 뿌리는 민감도를 증가시키는 순서(리좀 최소 민감도)로 촬영되었다.더 큰 rhizom에서 자란 식물들은 처음에는 덜 민감했다.[p. 8] [...] 미스칸투스 × 기가테우스 리좀의 50%(LT50)가 죽은 치사온도는 -3.4℃로 특히 첫 겨울 동안 문제가 될 수 있다.[...] 미스칸투스 × 기가테우스는 C4 종에 대해 특이한 냉기 내성을 보인다.[p. 10] [...] C4종과 CAM종은 열 스트레스에 저항하는 고유의 메커니즘을 가지고 있기 때문에, 이러한 광합성 경로를 가진 바이오매스 작물을 고려하는 것이 타당하다(표 5 참조). [11페이지] [...] 우리 문헌 검토 결과 복수의 환경 스트레스 요인에 적당히 또는 고도로 내성이 있는 "모든 목적" 바이오매스 작물을 여러 개 공개했다(표).6). For example, Andropogon gerardii, Eucalyptus spp., Miscanthus spp., Panicum virgatum, Pinus spp., Populus spp., Robinia pseudoacacia, and Spartina pectinata were shown to be moderately or highly tolerant of four or more stress types [p. 14]." Quinn et al. 2015, pp. 4, 5, 8, 10, 11, 14.
  38. ^ "유럽 지리적 지역에서 539 567 km²를 덮고 있는 대부분의 염수 토양들은 수확량이 최대 11% 감소하는 미스칸투스를 재배하는데 사용될 수 있다. 2717 km2는 28% 감소된 것으로 추정되며 3607 km2만이 50%의 수확량 감소를 생산할 것이다."Stavridou et al. 2017, 페이지 99.
  39. ^ "리좀 D.W. [건조 중량] 및 뿌리/지반 아래/지반 D의 비율W.는 염분 증가의 영향을 받지 않았으며, 단지 뿌리 D에 영향을 받았다.W.는 최고 염분 농도(22.4dS m-1 NaCl)에서 현저히 감소하였다(표 1).Pważek 외 연구진(2014)은 M. × Giganteus에서 유사한 반응을 보였으며, 뿌리 D에서만 감소를 보였다.W. 200 mm NaCl에서 Rhizom D에 변화가 없음.W. 200mm NaCl 미만.다년생 화본과 식물의 이러한 능력 스트레스 조건에서 below‐ground 생물 자원을 유지하기 위해, 이 생리적으로 가뭄처럼 덧없는 스트레스에 대한 관련이 될 수 있지만, 이것은 어떻게 이 응답을 accumu에 따라 올해 수익률은 2년에 영향을 미치고 볼 일은 자라고 계절(Karp&Shield, 2008년)에 대한 충분한 매장량을 보존할 수 있다.1라트 은화염분이 주는 스트레스 효과가 있다고 말했다.Stavridou et al. 2017, 페이지 100.
  40. ^ "가장 높은 바이오매스 수율과 가장 높은 GHG 및 화석 에너지 절약 가능성(각각 30.6t CO2eq/ha*a [헥타르당 CO2 등가물] 및 429 GJ/ha*a[헥타르당 기가줄])을 중부 유럽 비마날드 현장에서 달성할 수 있다.한랭(모스크바/러시아)이나 가뭄(아다나/터키)에 의해 제한된 한계 현장에서는 최대 19.2t CO2eq/ha*a, 273GJ/ha*a(모스크바) 및 24.0t CO2eq/ha*a, 338GJ/ha*a(아다나)의 절감 효과를 얻을 수 있다.레반도프스키2016, 페이지 19.
  41. ^ 중국의 석탄 기반 에너지 소비량은 2019년 81.67 EJ(전 세계 소비량의 52%)를 기록했다.47페이지 BP 2020을 참조하십시오.
  42. ^ "사살은 주어진 해에는 수확량이 제한되다가 다음 해에는 회복된다는 것을 의미한다.Rhizome kill은 농작물을 다시 심어야 한다는 것을 의미한다.[...] 가뭄 상황의 경우, 우리는 소멸점 이하 시간을 계산한다. 만약 이것이 30일을 초과하면, 그 해의 총살은 M. × Giganteus가 죽임을 당하고 농작물이 파괴되는 경우, 만약 M. × Giganteus가 60일을 초과하면, 그 해의 총살된다.이는 M. × Giganteus(Clifton–Brown and Hastings, 미발표 데이터)로 증가하는 챔버 워터 스트레스 실험에 기초하였다.이것은 M. 시넨시스 60일, 120일까지 연장된 겁니다."헤이스팅스 외 2009b, 페이지 161.
  43. ^ 론쿠치 외 연구진은 비교적 정상적인 성장기 강수량 이후 모래로 된 토양(이탈리아)에 비해 실티질 점토층에 심은 오수자원의 수확량이 약 2배 더 높고, 심한 가뭄을 포함한 성장기 이후에는 수확량이 약 6배 더 높다고 보고했다.[...]바이오매스 생산성에서 일반 경향 때 SL토양에서 자라는 참 억새 심하게 영향을 받은 것 3 자라고 해(2012년)에서 증폭되 2011년)농작물 탄화 규소[silty-clay-loam]토양에서 자라는. 크게 높은 땅에 묻히지 않고 건조한 수익률(표 S1)농작물 SL[사양토]흙(19.1대 10.9Mgha−1)(그림 2a)에서 자라는에 비해 보여 주었다.by 지상의 노쇠, 잎사귀 손실, 꽃 피기 억제를 초래한 여름 가뭄.따라서 평균 3번의 수확일에 걸쳐 SL 토양의 건조 바이오매스 수율은 SiC 토양(24.6 대 3.9 Mg ha−1). [...] 실험에서 얻은 결과는 지중해 환경에서 만족스러운 실조 수율을 결정하는 데 있어서 물의 가용성이 중요하다는 것을 확인했다.실제로 저수능이 낮은 토양(즉, SL 토양)의 오수성 식물은 3년 후 심각한 영향을 받았으며, 수확 가능한 건식 수확량이 5 Mg ha-1 [...] 론쿠치 2015, 페이지 1001, 1004보다 낮았다.스트라이체비치 외 연구진도 이와 비슷한 점을 지적하며, "미스칸투스의 물 가용성은 강수량과 누적된 토양 습기에 따라 동등하게 달라졌으며, 그러한 수율은 일반적으로 뿌리 깊이와 토양 특성을 반영하였다.예를 들어 랄자에서 기록한 수확량은 전자의 경우[1.1m]의 제한적 토양층, 미스칸투스가 더 깊은 뿌리를 개발할 수 없기 때문에 제문에서의 수확량보다 낮았다.식물 생산 시뮬레이션을 위한 토양과 뿌리 깊이의 중요성은 다른 연구자들에 의해 입증되었다(Raes et al., 2009).Stripcheviche et al. 2015, 페이지 1205를 참조하라.
  44. ^ 그러나 Striffecichi 외 연구진은 대조적인 주장을 폈다. "매년 Miscanthus는 지상 생물총량과 뿌리 깊이를 증가시켰다[...].처음 2년 동안 미스칸투스는 라이졸을 형성했고 뿌리 성장은 더뎠다.세 번째 해에는, 더 비옥한 토양 표면층에 충분한 습기가 있어서, 뿌리의 깊이가 예상보다 작았다.그 후 3년은 건조했기 때문에 물을 찾는 과정에서 뿌리의 깊이가 2.3m까지 상당히 증가했으며 이는 다른 실험에서 수집한 데이터와 일치했다(Neukirchen et al., 1999; Riche & Christian, 2001).Stripcheviche et al. 2015, 페이지 1207을 참조하십시오.
  45. ^ 관개도 건조한 성장기(강우량 150~300mm로 정의)에 적용하면 수율을 높일 수 있다.수용력이 좋은 토양에서는 강수량이 420mm를 초과할 경우 관개를 피할 수 있다.(2009년)은 설립 후 처음 3년 동안 관개가 지상의 성장과 크기 아래의 오수성에 어떻게 영향을 미쳤는지를 기술했으며, 같은 저자들이 관개가 주어지지 않은 4~5년(27Mg ha, 18Mg ha−1) 동안 지상의 수확량이 양호하다는 것을 발견했다.이러한 발견은 비와 관개 조건에 대응하여 실수의 뿌리 시스템 역학을 연구한 Mann 외 연구진(2013b)에 의해 입증되었으며, 비에 젖은 조건 하에서 1.2m 이하의 깊이에서는 어떤 뿌리 개발도 없음을 강조하였고, 설립 기간 동안 보충 관개를 했을 때 실수는 3m의 뿌리를 개발할 수 있었다.따라서, 모래 토양(실험 1)의 오수성 성장 패턴은 설치 후 수 년 동안에도 관개용수를 공급하는 것의 중요성을 강조하였다.그러나, 좋은 물 보유 능력으로 특징지어지는 토양에서는 관개수가 농작물 생산성에 영향을 미치지 않는다는 것을 밝혀냈다.이전에 지중해(중부와 남부 이탈리아)에서 관개 및 비에 젖은 오캔투스 작물을 비교한 연구는 모호한 결과를 낳았다.실제로 남부 이탈리아에서는 2-3년 된 농작물이 물 공급이 440mm를 초과했을 때(Cosentino 등, 2007년) 또는 성장기 강수량이 다소 제한되었을 때(약 400mm)에만 관개에 반응하였다(Mantineo 등, 2009년).지중해에서 자란 미생물에 대한 강수량의 중요성은 이탈리아 중부의 서로 다른 두 곳에서 비와 관개된 미생물을 비교한 페트리니 외 연구진(1996)에 의해 확인되었다.2년 된 작물의 경우 강수량이 높은 현장(>420 mm)에서는 지상 수확량의 차이를 기록하지 않았으며, 강수량이 적은 현장(약 313 mm)에서는 지상 건조 수확량의 58% 증가를 관측했다.마지막으로, 우리의 실험 현장에서, Ercoli 외 연구진(1999)은 관개 및 질소 수정이 실탄 수율에 미치는 영향을 비교했을 때, 가을에 수확한 관개구 대비 약 20% (+4.5 Mg ha−1)의 증가를 관찰했다.이는 우리의 결과와 일치한다: 성장기 강수량이 다소 낮았고 (~164mm) 에르콜리 외 연구진(1999년)이 보고한 것과 유사할 때 (~173mm) 관개를 받는 플롯은 빗물이 섞인 플롯에 비해 건조 수확량이 약 15% 증가했다.반대로 ET0과 ET75에 따라 강수량이 훨씬 더 컸던 2012년에도 (약 400mm) 실수는 거의 비슷했다."론쿠치2015, 페이지 1005–1006.
  46. ^ 스트라이체비치 외 연구진은 세르비아의 농작물에 대해서도 비슷한 점을 지적한다.이 지역의 토양은 일반적으로 눈이 녹아서 성장기가 시작될 때 잘 젖는다.뿌리가 깊이 자라며(2~3m) 토양에 수분 보유 능력이 좋으면 계절 중 300~400mm의 강우량은 좋은 수확량(헥타르당 20~25t)에 충분하다.Striffevich et al. 2015, 페이지 1204–1205. (단, 표 2, 1208페이지에서 20–25톤의 수율에 대한 명시적 강우량은 220, 220 및 217 mm 더 낮다.저자들이 220mm 대신 300~400mm의 견적을 내려고 한 이유는 분명치 않다.)저자들은 물 제약이 전혀 없다면, 즉 농작물을 관개할 경우 수확량이 두 배(헥타르당 42톤)에 이를 것으로 예상할 수 있다는 점에 주목한다.이 수율은 컴퓨터 시뮬레이션의 결과물이며, 실제 측정 수율은 아니다.저자들은 FAO가 자유자재로 이용할 수 있는 수율 예측 소프트웨어 아쿠아크롭(AquaCrop)을 활용해 최적의 조건에서 수율을 산출했다. "미스칸투스는 일반적으로 수량이 낮을 때에도 높은 수율을 달성하지만 관개에 매우 잘 반응해 바이오매스 수율을 100%까지 끌어올린다(Cosentino et al., 2007).세르비아의 생태환경에서 미스칸투스는 처음 3년간의 연구기간 동안 충분한 물이 있었지만 4, 5, 6년이라는 짧은 기간 동안 물 스트레스를 받았다.수돗물 공급이 제한되지 않을 때 모델이 현실적인 바이오매스 수준을 생성했는지 확인하기 위해 '관개 공정 생성'이라는 파일을 사용하고 '사용 가능한 80%의 물이 즉시 고갈되었을 때 재생' 옵션을 선택했다.이와 같이 관개를 적용할 경우 관개 연월일과 물의 양을 입력하여 물 균형에 반영할 필요가 있다.현재의 예에서, 모델은 관개 날짜와 물의 양을 입력하는 대신, 얼마만큼의 물이 필요한지 그리고 언제, 잠재적 수율을 달성하는지를 결정했다.관개수를 추가하는 동일한 입력 데이터는 42 Mg ha-1의 수율을 생성했는데, 이는 유사한 기후 조건 및 유사한 작물 밀도(Cosentino et al., 2007; Danalatos et al., 2007)에서 관개 및 제약 조건 없는 조건에서 그리스 및 이탈리아에서 기록된 생산량과 일치했다."(ibid, pp 1206–1207).
  47. ^ "오염된 토양에서 자란 미생물은 더 높은 사격 TE[추적 요소; 금속 및 야금성] 농도를 포함할 수 있지만, 대부분 1 미만인 TF[전송 계수]는 루트 대 슈트 TE 전달이 최소화되었음을 나타낸다(표 3).새싹보다 뿌리의 낮은 BCF[바이오 농도계수]와 높은 TE 농도를 가진 이 특성의 조합은 토양에 TE를 함유할 수 있는 능력을 보여준다.Miscanthus는 지속적인 성장과 TE의 안정화 및 일부 유기 오염물질의 저하 능력 때문에 (1) 뿌리 구역과 지하수 오염물질, (2) 오염물질 유출(물 침식) 및 지표수 오염을 감소시킴으로써 오염물질의 다른 환경 구획으로의 이동을 잠재적으로 제한할 수 있다., (3) 바람의 침식과 계절적 토양 경작에 의한 대기권으로의 먼지 배출, 그리고 (4) 오염 물질은 공장 AG[지상] 부분으로의 이행, 따라서 식품 체인으로의 이행.따라서, 비식품 작물로서, Miscanthus는 TE 식물 안정화 및/또는 유기 오염물질 저하를 선택할 수 있는 오염 구역의 식물섬유를 위한 잠재적 자원을 형성하고, 따라서 인간과 환경적 위험을 줄일 수 있는 기회를 제공한다." Nsanganwimana et al. 2014, 페이지 129.
  48. ^ "목재 펠릿의 원료는 ISO 17225-1의 표 1에 따른 목재 바이오매스다.펠릿은 보통 다이(die)에서 제조되며, 총 수분 함량은 보통 습식 기준으로 질량의 10% 미만이다.ISO(국제 표준화 기구) 2014a.
  49. ^ "목재가 아닌 펠릿의 원료는 초본 바이오매스, 과일 바이오매스, 수생 바이오매스 또는 바이오매스 혼합물 및 혼합물이 될 수 있다.이 혼합물들과 혼합물들은 또한 나무 바이오매스를 포함할 수 있다.보통 총 수분 함량이 질량의 15% 미만인 다이에서 제조된다."ISO(국제 표준화 기구) 2014b.
  50. ^ 세계은행의 전송 손실 데이터, IEA에서 소싱.세계은행 2010.
  51. ^ 게다가, Smil은 새로 설치된 태양광 발전 공원이 세계의 맑은 지역에 7–11 W/m에2 달한다고 추정한다.Smil 2015, 페이지 191.
  52. ^ "토양탄소 재고량은 토양 유기물 분해율과 식물, 동물 배설물 또는 기타 유기물 투입량에 의해 매년 입력되는 유기물 사이의 균형이다."McCalmont et. 2017, 페이지 496.
  53. ^ McCalmont et al. 2017, 페이지 496은 "작물 투입에서 도출된 토양 유기 탄소(SOC)는 설립 초기(Zimmermann et al., 2012)에 비해 낮아질 것이며, 초원에 심었을 때 거주자 C3 탄소의 교란 손실이 C4 투입량을 앞질 것이다."
  54. ^ 마찬가지로 N2O(질소산화물) 배출은 이전 토지 사용, 농작물 성숙도 및 수정률에 따라 크게 다르지만, "[...] 다년생 작물의 설립 후 배출은 일반적으로 연간 작물의 배출량보다 훨씬 낮았다[...] 다년생 바이오 에너지 작물 재배에 대한 저탄소 토양 표적이 토양 탄소를 감소시킬 것이라는 결론을 내렸다.단기적인 손실 및 장기적 토양 탄소 격리 촉진세계적으로 이러한 고립을 촉진하고 손실을 피하기 위해 토지를 관리하는 것이 기후변화 완화에 있어 중요한 도구가 될 수 있다고 제안한다(랄, 2003).휘태커2018, 페이지 152, 154.
  55. ^ a b 쟁기질이나 경작과 같은 토양 교란은 토양 미생물 개체군에 의해 분해되는 토양 유기탄소의 단기 호흡 손실을 초래할 가능성이 있다(청, 2009; 쿠자코프, 2010).매년 경작되는 소동은 해마다 반복되어 SOC 수준을 떨어뜨리고 있다.초원과 같은 다년생 농업 시스템은 빈번하지 않은 교란 손실을 대체할 시간을 가지며, 이로 인해 더 높은 정상 상태의 토양 탄소 함량이 발생할 수 있다(Gelfand et al., 2011; Zenone et al., 2013). McCalmont et al., 페이지 493.
  56. ^ a b "토양 골재는 다른 기능들 중에서도 토양 박테리아, 곰팡이, 그리고 다른 미생물들이 SOM을 소비하고 분해하는 것을 억제한다고 여겨지는 토양 골재를 분해한다.골재는 미네랄 안정 유기 화합물에 대한 물리적 접근을 제한하고 산소 가용성을 감소시킴으로써 유기 물질에 대한 미생물 접근을 감소시킨다(Cotrufo et al. 2015; Lehmann and Kleber 2015).'토양 골재가 농업으로 전환되는 과정에서 경작지로 개방되면 SOC의 미생물 소비와 그에 따른 CO2 호흡이 급격히 증가해 토양탄소 재고량이 감소한다(그랜디·로버슨 2006; 그랜디·네프 2008).IPCC 2019a, 페이지 393.
  57. ^ "5개 옵션은 다른 과제(높은 신뢰도)에 대한 부정적인 영향 없이 큰 완화 잠재력(>3 GtCO2e yr–1)을 갖는다.이러한 것들이 바로 식품 생산성 증가, 삼림 벌채 및 산림 훼손 감소, 토양 유기 탄소 함량 증가, 화재 관리, 수확 후 손실 감소 등이다.[...] 토양 탄소 재고 증가가 대기 중 CO2를 제거하고 토양의 수분 보유 용량을 증가시켜 기후 변화에 탄력성을 부여하고,적응능력 향상. [...] 토양 유기물 함량 증가는 토지 열화를 해소하기 위한 조치(제6.2.1절 참조), 퇴화된 토지의 복원은 기후 변화에 대한 복원력 향상에 도움이 되기 때문에 토양 탄소 증가는 기후 변화 적응에 중요한 선택사항이다.매년 약 12만 km²의 면적이 감소하고, 전 세계적으로 32억 명이 넘는 사람들이 토양 유기 탄소를 증가시키기 위해 고안된 관행이 적응 과제를 해결할 수 있는 큰 잠재력을 가지고 있다(표 6.23). IPCC 2019d, 페이지 591, 572, 591
  58. ^ 돈디니 외 2009년 422페이지.저자들은 지상 건조 질량 수율을 정량화하지 않고 대신 영국 전체에 대한 McCalmont의 10-15톤 추정치의 중간값(McCalmont et al. 2017, 페이지 497 참조)과 함께 Kahle et al.의 탄소 함량 추정치 48%(Kahle et al. 2001, 표 3, 176 참조)를 사용한다.
  59. ^ 밀너 2016, 표 4, 322, 323페이지.헥타르당 평균 12.5톤의 영국 건조 질량 산출량을 고려할 때(McCalmont et al., 페이지 497 참조), Kahle et al.의 탄소 함량 추정치 48%(Kahle et al. 2001, 표 3, 176 참조)
  60. ^ 나카지마2018, 페이지 1일반적으로, 탄소의 부패가 가속화되고, 따라서 식재 시 CO2 배출량이 증가하기 때문에 젊은 농장의 순 축적률이 낮아질 것으로 예상된다(토양 탄소 입력/출력 참조).저자들은 연간 헥타르당 25.6톤(± 0.2)톤의 건조한 질량 산출량을 인용하고 있다.탄소 함량 추정치 48% (Kahle et al. 2001, 표 3, 176쪽 참조).
  61. ^ 16년 된 미스칸투스 사이트는 헥타르당 106톤의 지하 탄소를 가지고 있었다.제어부 1은 지하 91톤, 제어부 2는 92톤이었다.제어 부지의 평균 차이 15.5톤.지상 탄소의 경우, 16년 부지의 헥타르당 수확된 총 건조 물질은 114톤, 즉 연간 7.13톤이었다.16년 후, 미스칸투스(C4)에서 파생된 지하 탄소의 총량은 18톤에 달해, 낙엽, 리좀, 뿌리의 형태로 수년간 투입된 미스칸투스 탄소의 29%에 해당한다.연간 평균 오캔서스 유도 탄소 투입량은 1.13톤이었다.한센 외 2004, 페이지 102–102.
  62. ^ "[...] 미스칸투스로 개조한 경작지가 토양 탄소를 격리시킬 것 같다. 14가지 비교 중 11개는 총 표본 깊이에 걸쳐 SOC의 전체 증가율을 보였으며, 제안된 축적률은 0.42 - 3.8 Mg C ha−1 yr이다−1.맥칼몬트 2017, 페이지 493페이지에서 미스칸투스 하의 SOC 주식은 3개만 비교해도 낮은 것으로 나타났으며 0.1~0.26Mg ha−1 yr−1 사이의 경미한 손실을 시사했다.
  63. ^ "농장연령과 SOC의 상관관계는 그림 6, [...]에서 볼 수 있다. 추세선은 평형상태의 초원과 비슷한 수준의 순 축적률을 1.84 Mg C ha−1 yr로−1 제시한다."McCalmont et. 2017, 페이지 496.
  64. ^ EU 평균 피크 수율 헥타르당 연간 22톤(봄 수확 중 약 15톤)을 감안할 때,Anderson et al. 2014, 페이지 79 참조). 독일의 평균 봄 수율로도 명시적으로 인용된 15톤, Felten & Emmerling 2012, 페이지 662. 48% 탄소 함량; Kahle 2001, 표 3, 176쪽을 참조하라.
  65. ^ ③미스칸투스를 심은 후 처음 5년간 총 SOM 변화율의 편차는 -4~7mg C ha-1 yr-1(그림 4b)까지 매우 높았다.Miscanthus 식재 후 2-3년 동안 다른 곳에서도 유사한 결과가 나왔다: -6.9~7.7mg C ha-1 yr-1 (Zimmerman 등, 2011).연간 SOM 변경의 변동은 시간이 지날수록 감소했고 15년 후에는 무시할 수 있었다(그림 4b).» Zang et al. 2017, 페이지 267.
  66. ^ "[...] [M]iscanthus는 일반 목재 펠릿과 화학적 특성이 달랐으며, 대체 연소 특성을 다루기 위해 특정한 보일러 기술이 필요하다[...].보일러에 오스카누스를 사용하게 되어 기쁘다고 주장하는 다양한 보일러 제조업체와 공급업체가 있으며, 오스카누스를 사용하면서 보증을 서게 될 것이다.그러나 모든 보일러 공급업체가 오스카누스를 사용하는 것을 좋아하는 것은 아니다.변함없이 보일러가 오스카누스를 사용할 수 있다면 나무와 같은 덜 귀찮은 연료도 처리할 수 있을 것이다.Caslin, Finnan & Easson 2010, 페이지 31, 32.
  67. ^ 그는 "미생물의 바이오매스 생산 비용은 현재 화석 연료와 상업적으로 에너지 기반에서 경쟁하기에는 너무 높다.오수의 바이오매스 생산비용이 높은 것은 농업 생산기술의 불충분한 개발로 인해 발생하며, 상대적으로 가치가 낮은 바이오매스에 대한 농업 투입, 토지, 노동에 대한 추가 비용이 수반된다.10~25년의 생산기간에 걸쳐 상각되지만, 오행성 초기설립원가는 여전히 상대적으로 높다.상업적으로 구할 수 있는 유일한 유전자형 미스카누스 × 기간테우스만이 생존 가능한 씨앗을 생산하지 않는 3종 잡종이기 때문이다.따라서 Rhizome 또는 시험관내 전파를 통한 값비싼 설치를 수행해야 한다(Xue et al., 2015).Miscanthus는 농부들에게도 새로운 것이고 그들은 그것을 배양할 지식도 기술 장비도 가지고 있지 않다.따라서, 비효율적인 생산 기술은 현재 바이오매스 작물로서 널리 보급되고 있는 흡수를 제한하고 있다.Miscanthus biomass에 대한 안정적인 시장은 없으며 관련 애플리케이션은 가치가 낮다.농부들은 그들의 밭을 장기 바이오매스 생산에 바치는 것을 포함하기 때문에 오수스를 재배하는 것을 주저하고 있다.그들은 바이오매스 시장이 안정적이거나 장기 계약이 가능한 경우에만 이것을 할 용의가 있다(Wilson 등, 2014).다년생 작물에서 나오는 리그노셀룰로스 바이오매스의 주요 사용은 열과 발전을 위한 고체 연료로서, 비교적 낮은 가치의 사용으로서, 그것의 수익성은 궁극적으로 화석 연료 가격에 의해 결정된다.유럽에서는 일반적으로 바이오 에너지 제품이 소매 에너지 시장에서 경쟁할 수 있도록 보조금이 필요한데, 목재 재료 제품에 사용할 수 없는 산림 목재와 임업 부산물은 예외로 한다.따라서 매력적인 시장 선택권을 제공하기 위해서는 오스카누스 바이오매스의 고부가가치 적용이 필요하다.다른 현장 특성과 바이오매스 사용 옵션에 적응한 오스카누스 품종은 없다.유럽에서는 상업적으로 이용 가능한 유일한 유전자형이 Miscanthus × giganteus이다.대부분의 수율 및 품질 관련 매개변수는 설정 단계인 2~3년 이후까지 수량화할 수 없기 때문에 필요한 높은 비용과 긴 번식 기간으로 오스카누스 품종의 번식에 대한 주요 장벽이 있다.레반도프스키2016, 페이지 2
  68. ^ "미스칸투스는 컨디셔닝 머스크로 자르고 큰 헤스턴 발톱이나 둥근 발톱에서 발톱을 깎아서 발톱에서 잘라내는 것으로 수확할 수 있다.그것은 또한 수확할 때 옥수수 켐퍼 헤더에 의해 잘려질 수 있다.그러나 이러한 수확 유형의 문제는 약 50 – 130 kg/m3의 낮은 대량 밀도 작물이다.그 작물은 매우 부피가 커서 수확할 때 많은 저장 공간을 차지할 것이다.또한, 칩이 너무 작거나 가열될 수 있기 때문에 너무 젖은 경우 칩의 저장은 문제가 될 수 있다.오스카누스의 또 다른 잠재적 문제점은 칩 형태의 솜털 같은 성질 때문에 보일러 연소 구역에 공급되는 동안 잠재적으로 다리를 놓거나 막힐 수 있기 때문이다.그러나 메커니즘에 적합한 오거 사료는 이 문제를 극복할 수 있다. [...] 실탄사료를 대량으로 깎은 형태로 운반할 때는 96 m3 하중으로 운송할 수 있다.대부분의 운영자는 20% 습도에서 하중 당 최소 11.5톤의 하중을 보고하며 이는 전달된 에너지 GJ당 1.60유로에 해당하는 약 120 kg/m3의 대량 밀도를 나타낸다." 캐슬린, 핀난 & 에손 2010, 페이지 31, 33.
  69. ^ 대형 직사각형·원형 밸러는 건식 밀도가 120~160㎏/㎥, 무게는 250~600㎏인 베일을 생산할 수 있다.캐슬린, 피넌 & 에슨 2010, 22페이지.또한 Huisman 2001, 페이지 2098은 고밀도 밸러의 경우 250 kg/m3을 인용한다.
  70. ^ "브리켓팅은 펠레팅(Personal Communication, Wolfgang Stelte)과 관련해 밀도 내 전기 소비량을 50% 가까이 줄인다.이 경우, WWP 체인에 비해 토리프화 체인의 에너지 소비 우위성은 거의 두 배인 10.3%에 달한다.에 따라 그림 9" 와일드 & 비서 2018, 페이지 16–17에서 볼 수 있듯이, GHG 이점은 WWP에 비해 토레프화 목재 연탄재(TWB)가 33% 감소하는 것으로 증가한다.
  71. ^ 토레프화 바이오매스는 수분 함량이 1~5%이다.소수성 질량에도 불구하고 토르프화 질량에 습기가 남아 있는 이유는 작은 균열이나 알갱이나 연탄의 균열이 생겨 수분이 들어갈 수 있기 때문이다.와일드 2015, 72쪽 74쪽
  72. ^ "입자 크기가 큰 것이 열제거원 역할을 할 수 있어 입자 크기의 차이로 인해 불꽃 안정성이 더욱 악화될 수 있으며, 발화 전 입자의 공명 시간을 증가시키고 열 손실과 열 방출의 균형에 영향을 미칠 수 있다.분쇄된 석탄 운전에서 안정적인 불꽃의 경우, 일반적으로 75 µm 이하에서 70%까지 연료를 분쇄해야 한다.[입자 총량의 최소 70%를 75µm 미만으로 줄여야 한다.]75µm 이하에서 70%까지 연료를 분쇄할 수 있는 용이성은 HGI(Hardgrove Grindability Index)를 사용하여 설명한다.석탄은 일반적으로 저울에서 30(분산 저항 증가)과 100(더 쉽게 분해됨) 사이에 있다.가공되지 않은 Miscanthus 및 가공된 바이오 석탄에 대한 HGI는 표 3에 제시되어 있다.가공되지 않은 Miscanthus는 본질적으로 시험 조건 하에서 어떤 연료도 원하는 75µm에 도달하지 않으며 따라서 공동 밀링을 가정할 때 밀링에 대한 에너지 요구량이 더 크거나 분쇄된 연료 입자가 직경 75µm보다 클 것이라는 것을 암시하는 HGI를 가지고 있다."스미스2018, 페이지 551.
  73. ^ 브리지맨2010, 페이지 3916을 참조한다.또한 Smith 외 연구진은 열수 탄산화로 사전 처리된 Miscanthus에 대해 150의 HGI를 측정했는데, 이는 250°C에서 처리된 샘플에 대한 150의 HGI(표 3 참조)도 연료가 쉽게 분해된다는 것을 의미하며, 더 큰 입자 디아메일이 발생하더라도 화염 안정성과 함께 제한된 문제가 발생해야 한다는 것을 의미한다.처리되지 않은 바이오매스와 맞닥뜨린 테르."스미스2018, 페이지 554.
  74. ^ 윌리엄스 외 2015, 페이지 382는 "영국 발전소에서 사용되는 석탄의 평균 HGI는 약 40–60이며, 이 연구에서 시험한 라로마 석탄은 HGI 46으로 이 범위에 포함된다"고 밝혔다.
  75. ^ "부식물은 많은 양의 알칼리와 알칼리 금속, 특히 칼륨과 나트륨과 함께 황과 염소가 재 화학에 영향을 미치고 연료를 부식시키고 슬래깅, 파울링 및 특정 용해로 b에서 연료의 행동에 영향을 미치기 때문에 연소 중 미스칸투스에 특별한 문제가 될 수 있다.응고. [...] 파울링은 칼륨과 나트륨이 염소와 결합하여 복사열에 노출되면 부분적으로 증발하고 알칼리 염소화물이 형성되어 열교환기 등 냉각면에 응결되는 현상이다.이러한 침전물은 열교환기 효율을 떨어뜨릴 뿐만 아니라, 이러한 침전물이 염소를 방출하는 알칼리 황산염을 형성하기 위해 연도 가스의 황과 반응할 수 있기 때문에 부식에 큰 역할을 한다.이 염소는 촉매작용을 일으켜 용해로 물질의 활성 산화와 부식을 초래한다."스미스2018, 페이지 554, 556.
  76. ^ "미스칸투스의 연소에 있어서 무기성분들은 재로 남아 있다.오스카누스의 전형적인 총 회분 함량은 2.0%에서 3.5%의 범위에 있다.격자 연소 시스템에서 화력 재는 바닥 재로 방출되는 반면 미세한 재 분율은 오프 가스를 플라이 재로 하여 연소 구역을 떠난다.재의 칼륨과 염화물 함량이 강하게 상관되는 재 용해 온도가 낮기 때문에 연소 온도를 최대한 낮게 유지하고 있다."랜저스토퍼 2019, 페이지 1-2.
  77. ^ "슬래깅(slagging)은 용광로 내 화염과 같은 복사열에 재 침전물이 노출될 때 재가 녹는 현상이다.대부분의 용광로는 분말 잔류물로 재를 제거하도록 설계되어 있기 때문에 재 용해 온도가 높은 것이 바람직할 때가 많다.그렇지 않으면 고로에서 제거하기 어려울 수 있는 클링커라고 알려진 단단한 유리 슬래그에 융합되는 경향이 더 높다.[...] AFT는 슬래그에 대한 연료의 성향을 평가하는 정성적인 방법이며, 재 시험편을 가열하고 재 화학에서의 전환을 분석하여 작업한다.주요 전환은 (i) 수축을 포함한다. (ii) 열수에서 파생된 chars에서 탄산수의 분해를 주로 나타낸다. (ii) 변형 온도는 기본적으로 분말 재들이 응집하기 시작하고 표면에 달라붙기 시작하는 지점을 나타낸다. (iii) 반구는 재들이 응집되어 끈적거리는 a이다.재가 녹는 곳으로 흐른다.대부분의 발전소에서 슬래깅은 변형과 반구 온도 사이에서 문제가 된다."스미스2018, 페이지 554.
  78. ^ "미스칸투스가 연소 품질 요건에 가장 잘 맞도록 하기 위해서는 영국의 늦겨울이나 초봄에 일반적으로 수확되는데, 그 후 작물이 완전히 노화되고 영양분이 리모빌로 리모빌링되어 있다.[...] 게다가 늦게 수확한 미스칸투스 샘플은 질소, 찰로리 등 연료 품질이 향상되었다.네, 재 및 알칼리성 금속 함량, 백스터 외 연구진[2]에 제시된 결과는 대부분의 농작물에서 슬래깅, 파울링 및 부식 가능성이 여전히 가장 높다는 것을 나타낸다.따라서 과잉 윈터링으로 인한 영양소의 감소는 안전한 연소로 이어지기에는 여전히 불충분하다[...]. 스미스 외 2018, 페이지 546.
  79. ^ 살레 2013, 페이지 100. 살레도 짚을 약 65% 줄였다.마찬가지로, 렌 외 연구진은 "[...] 59.1 wt%, 올리브 잔류물의 염소 함량 60.7 wt%, DDGS, 옥수수 빨대 77.4 wt%가 토르프화 중에 방출된다"고 밝혔다.2017, 페이지 40.
  80. ^ 요한센 외 연구진은 "[...] Cl [염화칼륨] [...] KCl [...]의 승화를 통한 K [칼륨] 방출의 주요 촉진제"라고 밝혔다. 염화칼륨은 바이오매스에서 발견되는 "...] 지배적인 Cl 종이며 [...] 온도가 700-800°C에 이를 때까지 고체상에서는 안정 상태를 유지한다.700 °C 미만의 온도에서 소량(5-10%)의 칼륨 방출이 관찰되었다는 점에 유의하십시오.임계점에서 "[...] KCl [염화칼륨] 형태의 K [칼륨]의 고온 방출은 공급원료 연료에서 총 Cl [염화칼륨]의 가용량과 같다."즉, "[...] K[칼륨] 방출은 이용 가능한 Cl[염소]의 양에 의해 제한되는 것 같다."따라서 칼륨이 가스가 되어 연소 장비 내부를 더럽히는 것은 주로 염소와의 결합이다; 열분해나 연소를 거치는 연료가 완전한 탈염소화 상태에 도달하면서 칼륨 "[...]의 방출은 중단된다."이 때 칼륨은 그 대신 약 800 °C에서 규산염과 알루미늄산염과 융합되어 재에 보존될 것이다.요한슨 2011년, 페이지 4961년, 4962년, 4968.
  81. ^ "레자 외 연구원과 스미스 외 연구원의 최근 연구.Miscanthus의 HTC [열탄산화] 동안 비조직체와 이질체의 운명을 보고했으며, 염소와 함께 알칼리 금속, 칼륨, 나트륨을 상당히 제거했음을 나타낸다.[...] Smith 등 연구소의 화산재 용해 행태 분석 결과 연료의 슬래깅 경향에서 상당한 감소를 보였다.ng 파울링 및 부식 위험이 조합된 경우. [...] 결과적으로 HTC는 Miscanthus를 상당히 낮은 가치의 연료에서 높은 등급의 연료로 업그레이드할 수 있는 잠재력을 제공하며, 높은 열량 값, 향상된 핸들링 특성 및 유리한 회분 화학 물질. [...] 250°C의 HTC는 슬래깅 문제를 극복하고 회분 변형 템포를 증가시킬 수 있다.1040 °C에서 1320 °C까지 조기 수확된 미스칸투스의 요소.화학 물질은 또한 250 °C 처리된 연료에 대한 파울링 및 부식 경향의 감소를 시사한다."스미스2018, 페이지 547, 556.
  82. ^ "바이오에너지의 환경 비용과 편익은 특히 식품에서 생산된 1세대 바이오 연료(예: 곡물 및 석유 종자)에 대해 중요한 논쟁의 대상이 되어 왔다.연구에 따르면 화석 연료에 비해 86% 감소한 GHG에서 93% 증가한 GHG 배출량에 이르는 라이프사이클 GHG 절감 효과가 나타났다(Searchinger et al., 2008; Davis et al., 2009; Liska et al., 2009; Whitaker et al., 2010).게다가 우려감이 생물 연료feedstock 재배의 아산화 질소 방출과 그 농지에feedstock 경작의 확대가 땅에 많은 탄소가 주식이나 높은 보존 값과 함께 공동으로 식품 생산(즉 iLUC)cre게 대체할 수 있(크뤼천(알., 2008년;스미스&Searchinger, 2012년)과소 평가될 수도 있었을 것이 제기되어 왔다.ating 상환에 수십 년이 걸릴 수 있는 탄소 채무(Fargione et al., 2008).다른 연구에서는 연간 농작물 공급원으로부터의 직접 질소 관련 배출이 최적화된 관리 관행을 통해 완화될 수 있거나(Davis et al., 2013) 투자 회수 시간이 제안된 것보다 덜 의미 있는 것으로 나타났다(Mello et al., 2014).그러나 iLUC 발생 위험을 줄이기 위한 정책 개발(Ahlgren & Di Lucia, 2014; Del Groso et al., 2014)에도 불구하고 iLUC의 영향에 대한 우려는 여전히 크다."휘태커2018, 페이지 151.
  83. ^ "바이오에너지와 바이오연료 공급 원료 작물의 증가는 특히 우려되는 바 있으며, 일부는 에탄올과 바이오디젤에 사용되는 식품 작물의 온실가스(GHG) 균형이 화석 연료보다 낫거나 나쁠 수 없다고 제안하고 있다. (Fargione et al., 2008; Searchearinger 외, 2008)이는 GHG 배출물을 관리 및 공동 생산물에 할당하는 것이 결과적으로 발생하는 바이오 에너지 제품의 총 탄소 배출량에 큰 영향을 미칠 수 있기 때문에 논란이 되고 있다(Whitaker et al., 2010; Davis et al., 2013).식량작물 변위나 '간접적' 토지이용 변화(iLUC)를 통해 GHG 잔액에 대한 바이오 에너지에 대한 토지이용 변화(LUC)의 잠재적 결과도 중요한 고려사항이다(Searchinger et al., 2008).밀너2016, 페이지 317–318.
  84. ^ 그는 "바이오에너지에 관한 초기 전제는 최근 대기에서 식물로 흡수된 탄소가 화석연료 사용으로 인한 온실가스 배출량을 즉각적으로 감소시킬 것이라는 점이었다"고 설명했다.연구는 에너지 작물 생산과 토지 이용 변화로 인한 GHG 배출이 CO2 경감보다 클 수 있다고 제안했다(Searchinger et al., 2008; Lange, 2011).강력한 지구온난화 잠재력(GWP)을 가진 아산화질소(N2O) 생산은 CO2 이득(Crutzen et al., 2008)을 상쇄하는 데 중요한 요인이 될 수 있을 뿐만 아니라 주변 환경의 산성화 및 영폐화 가능성(Kim & Dale, 2005)이 될 수 있다.그러나 모든 바이오매스 공급원이 동일한 것은 아니며, 바이오 에너지 생산에 비판적인 대부분의 연구는 높은 비료 비용으로 연간 식품 작물에서 생산되는 바이오 연료와 관련이 있으며, 때로는 자연 생태계에서 개간된 토지를 사용하거나 식량 생산과 직접 경쟁한다(Naik et al., 2010).기존 저등급 농경지에서 생산되는 전용 다년생 에너지 작물은 적절한 관리로 생산될 경우 온실가스 배출과 토양 탄소 격리에서 상당한 절감 효과를 지닌 지속 가능한 대안을 제공한다(Crutzen et al., 2008; Hastings et al., 2008, 2012; Cherubini et al., 2009; Dondini et al., 2009; Don e).t. al., 2012; Zatta et al., 2014; Richter et al., 2015)" McCalmont et al. 2017, 페이지 490.
  85. ^ "많은 LCA 연구에서 다양한 바이오 에너지 기술과 규모에 걸쳐 GHG 배출량의 유의미한 감소가 입증되었다(Thornley et al., 2009, 2015).열 및 전력 케이스의 경우 가장 현저한 감소가 지적되었다.그러나 일부 다른 연구(특히 운송 연료에 관한 연구)에서는 그 반대인 바이오 에너지 시스템이 GHG 배출량을 증가시키거나(Smith & Searcher, 2012) 점점 더 엄격한 GHG 절감 임계값을 달성하지 못할 수 있다는 점을 지적했다.많은 요인들이 계산된 절감액에서 이러한 변동성을 유발하지만, 상당한 감소를 달성하지 못하거나 큰 변동성이 보고되는 경우에는 종종 관련 데이터 불확실성 또는 LCA 방법론의 변동이 적용된다는 것을 알고 있다(Rowe 등, 2011).예를 들어, LUC에 따른 토양 탄소 스톡 변화에서의 데이터 불확실성은 바이오 연료 생산 경로의 GHG 강도에 상당한 영향을 미치는 것으로 나타났다(그림 3). 반면, 바이오매스와 바이오 연료의 연소에 따른 흑색 탄소 입자의 단기 복사 강제 영향도 상당한 데이터 불확실성을 나타낸다(Bond 등)., 2013)."휘태커2018, 페이지 156–157.
  86. ^ 휘태커2018, 페이지 156을 참조하십시오.계산은 부록 S1을 참조하십시오.
  87. ^ Emmerling & Pude 2017, 페이지 275–276을 참조하십시오.Emmerling & Pude는 Felten et al. 2013을 비유한다.항복, 탄소 분리 및 GHG 계산은 Felten et al. 2013, 페이지 160, 166, 168을 참조한다.
  88. ^ "이러한 값이 극한값을 나타내더라도, 바이오 에너지 작물 재배 현장 선택은 대규모 온실가스 [온실가스] 절감 또는 손실 간의 차이를 만들 수 있으며, 라이프사이클 GHG 배출량이 의무 임계값을 초과하거나 하회할 수 있음을 입증한다.따라서 N2O[질소산화물] 배출량 추정치를 정제하는 것보다 LUC[토지 용도 변경]에 따른 ∆C[탄소 증가 또는 감소]의 불확실성을 줄이는 것이 더 중요하다(Berhongaray et al., 2017).초기의 토양 탄소 주식에 대한 지식은 저탄소 토양에 다년생 바이오 에너지 작물을 표적 배치함으로써 달성되는 GHG 절감 효과를 향상시킬 수 있다(섹션 2 참조). [...] 연간 크로플란드가 초원보다 토양 탄소 분리 가능성을 더 크게 제공한다는 가정은 지나치게 단순해 보이지만, 각인할 기회가 있다.토양의 초기 탄소 재고량에 대한 정보를 이용하여 토양의 탄소 분리 가능성을 이전 토지 사용보다 더 강력한 [C[탄소량의 변화] 예측으로 과대 예측.휘태커2018, 페이지 156, 160.
  89. ^ "그림 3은 잉글랜드와 웨일스 전역의 경작지에 미스칸투스를 심음으로써 SOC[토양유기탄소]의 변화나 이득이 없음을 확인했고 스코틀랜드 일부 지역의 SOC 손실(부정)만 확인했다.모든 비결정적 토지가 식재된 경우 경작지에서 Miscanthus로 이행하는 과정에서 GB에 걸친 연간 총 SOC 변화는 3.3Tg C yr−1[연간 330만 톤 탄소]가 될 것이다.히스토솔을 제외했을 때 다른 토지 이용에 대한 SOC의 평균 변화는 모두 긍정적이었다. 개선된 초원은−1 Mg−1 C hah yr[연간 1.49 헥타르당 탄소 톤수]로 가장 높았고, 그 다음으로 경작지가 1.28이고, 숲이 1이었다.이러한 SOC 변경을 원래 토지 이용으로 구분(그림 4)하면, 바이오 에너지 작물을 심을 경우 SOC의 증가를 초래할 것으로 예상되는 개량 초원의 넓은 지역이 있음을 알 수 있다.경작지로부터의 전환을 고려할 때 비슷한 결과가 나왔지만, 중부 잉글랜드의 경우 SOC에 대한 중립 효과가 예측되었다.그러나 스코틀랜드는 특히 삼림지대의 경우 SOC가 높고 미스카누스 수율이 낮아져 투입량이 적기 때문에 모든 토지 이용에서 감소할 것으로 예측된다.밀너2016, 페이지 123.
  90. ^ 그는 "요약적으로 LUC[토지이용 변화]가 바이오 에너지 자루에 미치는 영향을 SOC와 GHG 균형에 수량화했다"고 말했다.이를 통해 경작 가능한 LUC, 일반적으로 SOC 증가로 이어지며, 산림의 LUC는 SOC 감소 및 GHG 배출량 강화와 연관되어 있음을 확인하였다.초원은 바이오 에너지에 대한 LUC에 대한 대응이 매우 다양하고 불확실하며, 온대 기후에 걸쳐 광범위하게 발생한다는 점을 감안할 때, 초원은 우려의 원인이자 향후 연구 노력이 집중되어야 할 주요 분야 중 하나로 남아 있다.Harris, Spake & Taylor 2015, 페이지 37 (SOC 변형은 페이지 33 참조).그러나 저자들은 "모든 연구에서 전환된 이후 평균 시간이 5.5년(Xmax 16, Xmin 1)이었다"면서 "[...] 대부분의 연구는 0~30cm 프로필에서 SOC를 [...]만 고려했다"고 지적했다.(토양 aeration으로 인한) 식재 시 탄소 부패가 가속화되고, 설립 단계(2-3년) 동안 토양에 상대적으로 낮은 평균 탄소 유입으로 인해 젊은 농장의 탄소 축적률이 예상될 수 있다.또한 실탄과 같은 전용 에너지 작물은 일반 초원보다 연간 바이오매스를 크게 더 많이 생산하며, 그 바이오매스의 탄소 함량의 약 25%가 토양 탄소 스톡에 매년 성공적으로 첨가되기 때문에(순연 탄소 축적 참조), 시간이 지날수록 토양 유기 탄소가 증가할 것으로 예상하는 것이 타당해 보인다.또한 개조한 초원에도.저자들은 변환된 초원의 다년생 동식물들에 대해 30-50년의 탄소 건축 단계를 인용하고 있다. Harris, Spake & Taylor 2015, 페이지 31을 참조하라.
  91. ^ "수세기 동안 에너지를 얻기 위해 나무를 태우거나 마력으로 노획한 후, 1세대 바이오에너지의 공급원료는 메이지, 기름종자 유채, 사탕수수, 기름야자 등의 식량 작물이었는데, 이는 바이오에탄올과 바이오디젤을 생산하는 데 사용되었다.이를 위해서는 비료와 에너지 측면에서 높은 투입이 필요했고, 이는 탄소 발자국을 증가시켰다(St.클레어 외, 2008년).또한, 식량작물 공급원료를 바이오에탄올이나 바이오디젤로 전환하는 탄소 비용은 에너지 투입량 대비 생산 에너지 비율이 낮았고, 높은 GHG 비용이 들며, 토지의 헥타르당 에너지 GJ의 생산성이 낮았다(Hastings et al., 2012).에너지 생산을 위해 식량작물을 사용하는 것의 또 다른 단점은 식량원가에 영향을 미칠 수 있는 이러한 공급원가에 대한 수급 균형에 대한 압력이다(Valentine et al., 2011). 경작 면적을 증가시키기 위한 간접 토지 이용 변화(ILUC)의 증가가 결과적으로 그들의 수확량을 증가시키는 것이다(Searchinger et al., 2008).영구적인 발자취소2세대 바이오 에너지 작물 Miscanthus는 거의 항상 1세대 연간 바이오 에너지 작물보다 환경 설치 공간이 작다(Heaton 등, 2004, 2008; Clifton-Brown 등, 2008; Gelfand 등, 2013; McCalmont 등, 2015a; Milner 등, 2015).이것은 그것의 다년생성, 영양소 재활용 효율성, 그리고 연간 농작물 (St)보다 20년 수명주기 동안 화학적 투입과 토양 경작에 대한 필요성 때문이다.클레어 외, 2008; 헤이스팅스 외, 2012).'미스캔서스'는 식량작물 생산이 경제적으로 어려운 농경지에서 재배할 수 있다(Clifton-Brown et al., 2015).헤이스팅스2017, 페이지 2
  92. ^ "지식의 현주소를 평가하고 토지이용변화(LUC)가 2세대(2G), 비식품 바이오에너지 작물이 토양유기탄소(SOC)와 온대농업 관련 온실가스(GHG) 배출에 미치는 영향을 계량화하기 위해 체계적인 검토와 메타분석을 이용했다.138개 독창적인 연구에서 분석한 결과 경작 가능에서 단회전 코피스(SRC, 포플러 또는 버드나무)로 전환하거나 다년생 풀(대부분 Miscanthus 또는 스위치그래스)로 전환하면 SOC 증가(각각각 +5.0±7.8%, +25.7±6.7%)가 나타났다.해리스, 스페이크 & 테일러 2015, 페이지 27.
  93. ^ "우리의 연구는 곡물 제조, 수확량 및 수확 방법이 곡물 수확을 위한 0.4 g CO2 eq. Rhizome 설립을 위한 C MJ와−1 씨드 플러그 설립을 위한 0.74 g CO2 eq. C MJ−1.수확된 바이오매스를 잘라서 펠릿화하면 배출량은 각각 1.2g, 1.6g CO2 eq. C MJ로−1 증가한다.GHG 배출량 추정에 사용된 본 연구의 수확 및 채취를 위한 에너지 요건은 Meehan 외 연구진(2013)의 결과와 일치한다.이러한 Miscanthus 연료의 GHG 배출량 추정치는 다른 LCA(Life Cycle Assessment, 예를 들어 Styles and Jones, 2008) 연구 결과와 Miscanthus 연료를 사용한 GHG 절약량의 공간 추정치를 확인시켜 준다(Hastings et al., 2009).그들은 또한 Miscanthus의 영구적 특성, 영양소 재활용 효율성, 그리고 연간 농작물보다 20년 수명주기 동안 화학적 입력과 토양 경작에 대한 필요성 때문에 상대적으로 GHG 발자국이 작다는 것을 확인한다(Heaton 등, 2004, 2008; Clifton-Brown 등, 2008; Gelfand 등, 2013; McCalmont 등, 2015a; Milner 등).15. 이 분석에서, McCalmont 외 연구진(2015a)이 MJ당 평균 0.5g의 C의 세정제를 나타낸 토양의 GHG 유량은 고려하지 않았다.미스칸투스의 경작에 따른 SOC의 변화는 이전의 토지 이용과 관련 초기 SOC에 따라 달라진다.피아트랜드, 영구초원, 성숙한 숲과 같은 높은 탄소 토양을 피하고 광물 토양이 있는 경작 가능하고 회전하는 초원만 미스칸투스에 사용한다면, 영국의 최초 20년 농작물 순환에 대한 SOC의 평균 증가량은 ~ 1–1.4 Mg C hay이다−1−1(Milner et al., 2015).이러한 추가적인 편익을 무시함에도 불구하고, 이러한 GHG 비용 추정치는 석탄(33 g CO2 eq. C MJ−1), 북해 가스(16), 액화천연가스(22), 미국에서 수입된 목재 칩(4)과 매우 유리하게 비교된다.또한, Miscanthus 생산 C. 비용은 연료로서의 천연가스 GHG 비용(16–22 g CO2 eq. C MJ-1)의 1/16에 불과하지만, 대부분 생산에 사용되는 기계, 화학 물질, 화석 연료에 내재된 탄소 때문이다.경제가 온도 규제나 수송을 위해 화석 연료에 의존하는 것에서 멀어짐에 따라, 이러한 온실가스 비용은 바이오 에너지 생산에서 떨어지기 시작한다.본 문서의 추정치는 토양에서 C.를 분리할 수 있는 잠재력이나 영향이나 ILUC(Hastings et al., 2009)를 고려하지 않는다는 점에 유의해야 한다."헤이스팅스2017, 페이지 12-13.
  94. ^ "매년 미스칸투스는 에너지 생산량/입력비율이 에너지 사용 연간 작물(4.7±0.2~5.5±0.2)보다 10배(47.3±2.2) 높고, 에너지 생산 총 탄소 비용(1.12g CO2-C eq. MJ−1)은 화석연료보다 20~30배 낮다."McCalmont et. 2017, 페이지 489.
  95. ^ "The results in Fig. 3c show most of the land in the UK could produce Miscanthus biomass with a carbon index that is substantially lower, at 1.12 g CO2-C equivalent per MJ energy in the furnace, than coal (33), oil (22), LNG (21), Russian gas (20), and North Sea gas (16) (Bond et al., 2014), thus offering large potential GHG savings over comparable특정 에너지 내용물의 변동을 고려한 후에도 연료.펠텐 외 연구진(2013년)은 미스카누스 에너지 생산(전파에서 최종 전환까지)이 다른 바이오 에너지 시스템에 비해 단위 토지 면적당 GHG 절감 가능성이 훨씬 높다는 것을 발견했다.They found Miscanthus (chips for domestic heating) saved 22.3 ± 0.13 Mg [tonnes] CO2-eq ha−1 yr−1 [CO2 equivalents per hectare per year] compared to rapeseed (biodiesel) at 3.2 ± 0.38 and maize (biomass, electricity, and thermal) at 6.3 ± 0.56." McCalmont et al. 2017, p. 500.
  96. ^ "중부유럽의 비마진 현장에서 최고 바이오매스 수율과 최고 온실가스 및 화석 에너지 절약 가능성(각각 최대 30.6 t CO2eq/ha*a 및 429 GJ/ha*a)을 달성할 수 있다.한랭(모스크바/러시아) 또는 가뭄(아다나/터키)으로 제한된 한계현장에서 최대 19.2t CO2eq/ha*a 및 273GJ/ha*a(모스크바) 및 24.0t CO2eq/ha*a, 338GJ/ha*a(아다나)의 절감 효과를 얻을 수 있다.오스카누스 바이오매스를 건설 자재로 사용하는 경우 GHG와 화석 에너지 절약량은 가장 높다(우리의 분석은 절연 물질의 예를 이용한다).수송 거리가 짧다는 이유로 국내 난방용 온실가스 및 화석 에너지 절약 가능성도 높게 나타났다.펠레팅은 예를 들어 CHP의 열 및 전력 생산과 같이 바이오매스를 장거리로 운송하는 온실가스 배출의 최소화 및 에너지 소비 측면에서만 유리하다.펠레팅은 추가 에너지가 필요하지만, 동시에 밀도가 높아 수송에 필요한 에너지를 감소시킨다.바이오가스 경로를 통한 전력생산에 가장 낮은 온실가스 및 화석 에너지 절약 가능성이 발견되었으며, 바이오에탄올이 그 뒤를 이었다.그러나 이 결과는 ⑴ 가용 열의 50%만 사용되며 ⑵ 현장에서 생물가스 발전소까지의 운송 거리는 상대적으로 길다(15km).열 이용률이 100%이고 운송 거리가 더 낮은 바이오가스 체인은 더 좋은 성능을 발휘할 것이다.오스카누스 바이오매스로부터의 발전에서는 베이스 부하 전력의 연소와 피크 부하를 커버하는 바이오가스가 가장 유리한 경로라고 결론 내릴 수 있다."레반도프스키2016, 페이지 19-20.
  97. ^ "소형 및 대규모 열과 전력, 에탄올, 바이오가스, 절연재료 생산 등 7개 실카누스 기반 가치사슬의 비용과 라이프사이클 평가에서 각각 최대 30.6 t CO2eq C ha−1 y와−1 429 GJ hay의−1−1 GHG 배출 및 화석 에너지 절약 가능성이 밝혀졌다.수송 거리는 중요한 비용 요인으로 확인되었다.-78€ t-1 CO2eq C의 음의 탄소 완화 비용이 현지 바이오매스 사용에 대해 기록되었다.OPMITISC 결과는 한계현장의 작물로서 실탄의 가능성을 입증하고 실탄 기반 가치사슬의 상업적 구현을 위한 정보와 기술을 제공한다.[...] 실탄을 바이오에탄올 공장이나 생산공장으로 운반할 때 전체 바이오매스 수송 거리는 400 km로 가정되었다.값 체인 '결합된 열과 전력(CHP) 베일'에서뿐만 아니라, 샘플링 재료.가치사슬 'CHP 펠릿'과 '열 펠릿'의 경우, 베일은 100km를 펠링 발전소로 이송하고, 거기서 펠릿은 400km를 발전소로 이송했다.농장과 밭 사이의 평균 거리는 2km로 가정되었다.이 수송 거리는 또한 생산 농장의 바이오매스 연료로서 칩의 활용을 가정했던 가치 체인 '열 칩'에 대해서도 가정된다.바이오가스 발전소의 바이오매스 요구사항이 높아졌기 때문에 현장에서 공장까지 평균 15km의 운송 거리가 가정되었다."레반도프스키2016, 페이지 2, 7
  98. ^ "영국에서 다년생 에너지 작물 생산과 짧은 순환 임업(SRF)에 사용될 수 있는 토지의 양을 확립할 것이다.기존 바이오매스 지원제도(재생에너지 의무, 차이에 대한 계약, RHI 및 RTFO)는 이미 바이오 에너지 목적과 재료로 특별히 재배한 단회전 코피스와 미스칸투스와 같은 다년생 에너지 작물의 사용을 지원하고 있다.그러나 현재 영국에서는 다년생 에너지 작물로 경작되고 있는 소규모의 토지 면적(약 1만ha)만이 경작되고 있으며, 이는 주로 열과 전기 발생에 사용된다.현재, 이러한 자원을 비용 효율적으로 연료로 전환하기 위한 상업적 규모의 처리 능력이 부족하기 때문에, RTFO 하에서 지원되는 저탄소 연료에 대한 다년생 에너지 작물의 사용은 거의 또는 전혀 없다.[...] CCC의 제6차 탄소 예산 보고서는 다년생 에너지 작물과 SRF가 다년생 에너지 작물의 상당한 기여 가능성을 강조했다.토양과 바이오매스 탄소 재고를 늘리는 동시에 다른 생태계 혜택을 제공함으로써 우리의 탄소 예산 목표를 달성한다.CCC는 균형 잡힌 경로에서 최대 70만8천헥타르의 토지를 에너지 작물 생산에 전용할 수 있다고 제안하고 있으며, 이로 인해 토지 이용과 에너지 부문에서 GHG 절감을 전달하기 위한 바이오매스 공급원으로서 다년생 에너지 작물과 SRF의 역할에 대한 관심이 높아지고 있다.현재 다수의 정책 영역에서 토지이용 트레이드오프를 공간적으로 이해하고 있는 Defra 토지이용 순제로 프로그램은 국내 바이오매스의 미래 가용성과 토지이용 변화가 최적화되어야 하는 지형에서 GHG 절감 효과를 제공할 수 있는 잠재력을 결정하는 데 도움이 될 것이다.여러 가지 이익을 위해 제공된다.이 프로그램은 부문 간 사용을 위한 바이오매스 공급원의 가용성과 혼합에 대한 우리의 이해와 증거를 알려줄 것이다."비즈니스, 에너지 산업 전략 부서 2021 페이지 15-16.
  99. ^ "2015년에는 영국, EU 및 국제적으로 연구자, 정책입안자, 산업/기업 대표가 참여하는 워크숍이 소집되었다.바이오 에너지 토지 이용 변화에 대한 글로벌 연구의 결과는 합의 영역, 주요 불확실성 및 연구 우선순위를 식별하기 위해 비교되었다. [...] 분석 결과 토양 탄소 및 아산화질소에 대한 다년생 바이오 에너지 전용 작물의 직접적인 영향은 점점 더 잘 이해되고 있으며 종종 유의한 l와 일치한다.ife 사이클 기존 에너지원에 대한 바이오 에너지 GHG 완화.우리는 종종 다년생 바이오 에너지 작물 재배의 GHG 균형이 유리할 것이라고 결론짓는데, 이는 저탄소 재고와 보수적인 영양소 적용의 토양에서 작물을 재배하는 경우 최대 GHG 절감을 달성함으로써 수질 개선과 같은 추가적인 환경적 편익을 초래한다.여기에 보고된 분석은 지속 가능한 바이오 에너지 산업의 발전을 지원할 수 있는 바이오 에너지 재배의 환경적 편익과 위험에 대한 성숙하고 포괄적인 근거 기반이 있음을 보여준다."휘태커2018, 페이지 150.
  100. ^ a b "Felten & Emmerling(2011년)은 독일의 15년 된 Miscanthus 재배지의 지렁이 풍부함을 곡물, 옥수수, OSR, 초원, 20년 된 낙엽지(기존 곡물 이후)와 비교했다.미스칸투스에서 종의 다양성은 연간 작물에서보다 더 높았고, 초원이나 관리 강도가 가장 중요한 것으로 보이는 장기적 추위에 더 부합했다; 낮은 지반 교란으로 인해 다른 생태학적 범주에서 온 지렁이가 더 이질적인 토양 구조를 개발할 수 있었다.The highest number of species was found in the grassland sites (6.8) followed by fallow (6.4), Miscanthus (5.1), OSR (4.0), cereals (3.7), and maize (3.0) with total individual earthworm abundance ranging from 62 m−2 in maize sites to 355 m−2 in fallow with Miscanthus taking a medium position (132 m−2), although differences in abundance were not f토지 이용 사이에 유의해야 할 사항그러나 지렁이에게는 이러한 장점에는 약간의 트레이드오프가 있다; 질소 비료의 필요성을 감소시키는 높은 질소 이용 효율과 영양소 순환은 많은 양이 사용 가능함에도 불구하고, Miscanthus 잎사귀 쓰레기는 그것의 lo 때문에 특별히 유용한 식자원을 제공하지 않는다는 것을 의미한다.w –nitrogen, 고탄소 자연(Ernst et al., 2009; Heaton et al., 2009) 및 이와 같은 종류의 저질소 물질을 먹고 있는 지렁이들은 다른 연구에서 전체 질량을 감소시키는 것으로 밝혀졌다(Abott & Parker, 1981).그러나 이와는 대조적으로, 연간 곡물 아래의 맨땅과 비교했을 때, 미스칸투스 아래 지상의 광범위한 쓰레기 덮개는 토양 표면의 수분 보유와 포식으로부터 보호하는데 있어 지렁이들에게는 잠재적으로 중요한 이점이 될 것으로 제안되었다.McCalmont et. 2017, 페이지 502.
  101. ^ a b "벨라미 외.(2009) 캠브리지셔의 6개 쌍둥이의 새 종과 그들의 먹이 자원을 살펴본 결과, 겨울과 여름의 번식기에 모두 5살까지 된 미스칸투스 농장과 겨울 밀의 순환을 비교했다.저자들은 미스칸투스가 계절마다 다른 생태적 틈새를 제공한다는 것을 발견했다; 겨울에 자주 발생하는 대부분의 종은 삼림지조류인 반면 밀에서는 삼림지조류가 발견되지 않았다; 그러나 여름에는 농경지조류가 더 많았다.미스칸토스에서는 밀이 11종이었던 것에 비해 24종이 더 많았다.번식기 동안, 미스칸투스 유적지에서 발견된 종들의 수는 다시 한번 두 배가 되었고, 개별적인 서식지는 스카이라크를 제외한 모든 종에서 더 높았다.미스칸투스에서는 번식지가 농작물 경계에 전부 또는 일부인 새들만 고려했을 때, 번식쌍의 밀도가 높은 밀(1.8종 대 0.59종 ha−1)과 번식종(0.92종 대 0.28종 ha−1)에서 총 7종이 발견되었다.두 종은 밀에 비해 미스칸투스에서 통계적으로 유의미하게 높은 밀도를 보였고, 미스칸투스에 비해 밀에서 더 높은 밀도에서 발견된 종은 없었다.논의된 바와 같이, 구조적인 이질성은 공간적으로나 일시적으로, 종내 생물다양성을 결정하는데 중요한 역할을 하며, 가을철 겨울 밀은 평균적으로 0.08m의 지상 커버와 극소수의 비 크롭 식물을 가진 겨울 보호시설을 제공하는데 비해, 약 2m의 미스칸투스는 훨씬 더 많은 것을 제공했다.번식기에는 이러한 작물의 차이가 뚜렷하게 남아 있었는데, 밀밭은 전차선만이 휴식기를 만들어 번식기 내내 균일하고 빽빽한 작물 덮개를 제공했던 반면, 미스칸투스는 계절이 진행될수록 높이와 밀도가 급격히 증가하는 시즌 초반에 낮은 개방 구조를 가지고 있었다.새의 수는 특히 풍년과 작물의 높이 사이의 밀접한 상관관계를 보이는 두 종류의 새와 함께 작물이 자랄수록 감소하였다. 반면에 갈대 와블러는 증가하였고, 이 와블러는 1m가 지나도록 작물에서 발견되지 않았다.인접한 OSR 분야와 식물인간 도랑에서.결론적으로, 저자들은 미스칸투스의 조류 밀도가 모든 종을 합친 경우, SRC 버드나무와 세타사이드 밭을 살펴본 다른 연구에서 발견된 것과 유사하다고 지적한다.미스카누스는 생물다양성을 지원하는 데 중요한 역할을 할 수 있지만 기존의 시스템과 그것에 적응한 야생동물을 보완하는 것으로 간주되어야 하는 것은 집중적인 농업 경관과 현장 여유도의 화학적, 기계적 압력 감소를 통해서이다.클라팜 외(2008)이 보고한 바에 따르면, 이곳의 다른 연구들과 마찬가지로, 농업 경관에서 대부분의 야생동물과 그들의 식량 자원이 발견되는 것은 밭의 여백과 변종된 삼림지대에 있으며, 미스칸투스가 할 수 있는 중요한 역할은 이러한 핵심 서식지, 즉 제거원(remiscanthus가 할 수 있는 중요한 역할은 화학적 침출의 중단이다.mcCalmont2017, 페이지 502–503.
  102. ^ "우리의 결과는 캐노피가 닫히기 전에 어린 오스카누스 스탠드가 높은 식물 종의 다양성을 유지한다는 것을 보여준다.종의 풍요로움은 받침대의 밀도와 부정적인 상관관계가 있고 성숙한 농장이 낮은 것으로 밝혀졌다.그러나 16년 된 농경지 조차도 25㎡당 최대 16종의 잡초를 지원하여 재배지의 12%를 차지하였다.문헌 데이터는 다음과 같은 결과를 뒷받침한다.미스캔투스 스탠드는 보통 새, 곤충, 작은 포유동물의 서식지를 제공하면서 농장 생물다양성을 지원하는 것으로 보고된다(Semere and Slater, 2007a; Bellamy et al., 2009).Semere와 Slater(2007b)의 연구는 오수스의 생물 다양성이 다른 작물 스탠드보다 높지만, 여전히 열린 밭 마진보다는 낮다는 것을 보여주었다."레반도프스키2016, 페이지 15.
  103. ^ "성숙한 오수캐노피 아래 토양에 서식할 수 있는 다양한 지반 식물들은 나비, 다른 곤충들, 그리고 그들의 포식자들에게 먹이를 제공할 것이다.스카이라크, 초원 피펫, 랩윙은 풀씨를 먹고 사는 렌, 린넷, 금핀치를 포함한 37종의 다른 새들을 사용한다.겨울에 잎을 떨어뜨리면, 황망치를 위한 적절한 서식지가 제공된다.스툴 사이의 개방된 지역은 스카이라크와 초원 피펫과 같은 새들에게 이상적인 서식지를 제공한다."캐슬린, 피넌 & 에슨 2010, 페이지 37.
  104. ^ "우리의 연구에 따르면 매년 재배되는 농작물과 비교했을 때, 실개류와 SRC 버드나무, 그리고 다년생 자르기 관련 관리가 상당한 양의 생물다양성을 지원할 것이라고 한다."경관 이질성을 높이고 생태계 기능을 강화하기 위해 경작 가능한 농지에 이러한 다년생 전용 바이오매스 작물을 전략적으로 심는 한편, 에너지와 식량안보의 균형을 맞추기 위해 동시에 노력할 것을 권고한다."Haughton2016, 페이지 1071.
  105. ^ "IACR-Rothamsted와 독일의 다른 두 연구에서는 오수캐너스와 시리얼을 비교한 결과 오수캐너스가 곡물 작물보다 더 다양한 종의 서식지를 제공하는 것으로 나타났다.이 연구들에서 오수캐너스 작물에서 발견된 지렁이와 거미의 세 배나 되는 수렁이와 거미가 더 많은 종류의 거미 종을 지원했다.이 연구들 중 하나는 또한 오수스 작물이 밀의 작물보다 5종의 포유류와 4종의 조류를 더 많이 가지고 있다는 것을 보여주었다.스핑크와 브리트(1998)는 오스카누스가 영구적인 세트화(set-aside)에 대한 가장 환경적으로 온건한 대안 중 하나라고 밝혔다.Caslin, Finnan & Easson 2010, 페이지 36.
  106. ^ "미스칸투스는 매년 수확을 하지만, 이듬해 성장이 시작되기 직전에 수확하기 때문에 일년 중 대부분을 커버할 수 있다.이 덮개는 기존 서식지를 연결하는 야생동물 통로의 역할을 할 수 있다.미스캔투스는 또한 초봄에 둥지를 튼 새들, 예를 들어 하늘 종달새와 갈대갈매기와 같은 갈대 둥지를 튼 새들 모두, 여름에 둥지를 틀 수 있는 서식지 역할을 할 수 있다.미스캔투스는 어린 꿩과 파르타지에게 유용한 덮개 작물이나 탁아소가 될 수 있다.오색토끼에서는 갈색토끼, 스토아트, 쥐, 볼, 말괄량이, 여우, 토끼 등 최소 9종이 관찰됐다.이 중 다수는 외양간올빼미와 같은 큰 육식동물에게 유용한 먹이 공급원이다." 캐슬린, 핀난 & 에손 2010, 페이지 36.
  107. ^ "미스칸투스와 관련된 화학적 투입과 질산 침출의 감소로 농경지의 수질이 크게 개선되는 이점도 있다(크리스티안 & 리치, 1998; 컬리 외, 2009).McIsaac 외 연구진(2010)은 무기물 N 침출량이 무정제 미스칸투스(1.5–6.6kg N ha−1 yr−1) 하에서 옥수수/소야 콩 회전(34.2–45.9kg N ha−1 yr−1)보다 현저히 낮다고 보고했다." McCalmont연구진 2017, 페이지 501.
  108. ^ "토지 지표면에서 용해된 무기질 질소의 침출량은 이미 에탄올 생산을 위해 옥수수 재배 농지를 다년생 사료 원료로 전환할 경우 상당한 감소가 예상된다(Davis et al., 2012; Iqbal et al., 2015).이러한 침출량 감소는 비료 요구량 감소, 질소용 식물 뿌리 제거원의 지속적인 존재, 그리고 다년생 풀 종별 영양소의 효율적인 내부 재활용에 기인한다(Amougou et al., 2012; Smith et al., 2013).이를 뒷받침하기 위해 플롯 스케일로 평가한 Miscanthus와 스위치그래스는 일반적인 maize/soy 회전과 비교하여 지하 배수 타일로부터 용해된 무기질 침출량이 현저히 낮았으며, 스위치그래스의 수정 플롯은 성숙기에 도달한 후 침출량이 거의 없거나 전혀 나타나지 않았다(Smith 등, 2013).마찬가지로, 동일한 피드스톡에서 토양 기반 측정 결과 연간 작물에 비해 용해된 무기질 질소가 낮았다(McIsaac et al., 2010; Behnke et al., 2012).최근 이용 가능한 문헌의 메타분석 결과, 스위치그래스와 미스칸투스는 콩과 교대로 재배한 옥수수나 옥수수에 비해 질산하 손실이 9배 적다고 결론지었다(샤르마 & 차우비, 2017).분지 규모에서 셀룰로오스 다년생 공급원료 생산에 의한 에탄올용 옥수수 생산의 변위는 사용되는 공급원료의 종류와 관리 관행에 따라 총 침출량을 최대 22%까지 감소시킬 수 있다(Davis et al., 2012; Smith et al., 2013).이러한 이전 연구들은 셀룰로오스 생산으로 이행하는 잠재적 생태계 서비스에 대한 증거를 제공하지만, 용해된 무기질소 수출과 흐름의 총체적인 변화는 그러한 시나리오에서 아직 규명되지 않았다.수문학적 과정은 질소 순환과 밀접하게 결합되어 있으며(카스텔라노 외, 2010, 2013), 하천과 강을 통한 용해된 무기질 질소 수송의 핵심 동인(Donner 외, 2002), LUC에 민감하다(Twine 외, 2004).현재 미국 미시시피강 유역의 토지 커버가 스위치그래스 또는 미스칸투스의 다양한 비율을 수용하도록 변경되는 다양한 모델링 시나리오에서는 하천 흐름에 미치는 영향이 수질 개선과 비교하여 작다는 것을 보여주었다(VanLocheck et al., 2017).휘태커2018, 페이지 157–158.
  109. ^ 블랑코-칸퀴(2010)는 이러한 물 사용과 영양소 효율이 압축되고 배수가 잘 되지 않는 산성 토양에 도움이 될 수 있다고 지적하면서 한계 농경지에 대한 적합성을 강조했다.다년생 에너지 풀 아래 토양의 다공성 및 부피 밀도가 높아 섬유질이 많고, 뿌리가 넓으며, 지반 교란이 감소되어 토양 수압 특성, 침투성, 수력 전도성, 저수량이 연간 연작물에 비해 개선된다.재배지 크기가 취수장이나 관개 가용성과 일치하지 않는 토양수에 잠재적으로 큰 영향을 미칠 수 있지만 다공성 증가를 통해 ET를 증가시키고 지하수 저장소를 개선하면 저장 능력이 100~150mm 증가할 가능성이 있어 유용할 수 있다는 점에 유의하십시오." McCalmont et al.7, 페이지 501.
  110. ^ "이 연구는 많은 문헌을 영국에서 Miscanthus를 생산함으로써 얻을 수 있는 환경 비용과 편익에 관한 간단한 진술로 구분하고, 특히 상업적 규모의 수문학, 오래된 농장의 생물다양성 또는 토지 이용 전환에서 N2O에 대한 더 높은 빈도 샘플링에 관한 추가 연구의 범위가 있다.미스칸투스로부터, 환경 지속가능성에 대한 분명한 징후가 나타나고 있다.어떤 농업 생산도 주로 인간의 수요에 기초하고 있으며, 자연과 인간 사이의 균형 혹은 한 가지 이익과 다른 이익은 항상 있을 것이다. 그러나 문헌에 따르면 미스칸투스는 환경 피해를 최소화하면서 다양한 혜택을 제공할 수 있다고 한다.재배지의 규모와 위치의 적절성, 생산 지속에 충분한 물과 최종 사용자에게 운송의 환경적 비용 등을 고려해야 한다. 순환 농업의 지형에서 장기적인 다년생 작물로서의 역할을 이해하여 필수 식품에 지장을 주지 않아야 한다.이온. 이러한 고려사항에는 새로운 것이 없으며, 그들은 농업 정책의 핵심에 놓여 있으며, 의사결정자들은 이러한 문제에 익숙하다. 여기 모인 환경 증거들은 향후 농업 정책을 뒷받침할 과학적 근거를 제공하는 데 도움이 될 것이다."McCalmont et. 2017, 페이지 504.
  111. ^ "ES [에코시스템 서비스] 평가 접근방식은 GB 전반에 걸친 2G 바이오 에너지 작물의 성장이 1세대 작물을 대체할 때 유익한 효과를 광범위하게 창출한다는 것을 시사한다(표 1).특정 ES보다는 전체 생태계에 대한 유익한 영향은 문헌의 최근 보고서와 일치한다(Semere & Slater, 2007a,b; Rowe 등, 2009; Dauber 등, 2010).2G 작물로의 전환으로 얻는 이익에는 농경 규모 생물다양성 증가(Rawe et al., 2011), 약탈과 같은 기능 속성 개선(Roe et al., 2013), 순 GHG 완화 혜택(Hillier et al., 2009)이 포함된다.편익은 주로 2G 작물과 관련된 낮은 투입변수와 더 긴 관리 주기의 결과물이다(Clifton–Brown 등, 2008; St Clair 등, 2008).2G 작물 생산의 설립과 수확 단계가 파괴적이고 ES에 단기적으로 부정적인 영향을 미치기 때문에 편익들은 뚜렷한 일시적 패턴을 가질 수 있다(Donnelly et al., 2011). 그러나 이러한 일시적 효과는 여기서 고려되지 않았고 수확과 식재와 비슷하다.식량작물, 잔디 또는 나무. [...] ALC 3, 4에 따른 여러 가지 식재 시나리오에 따라 토지를 여과할 때 92.3%의 가용 토지가 미스카누스나 SRC를 심을 때 긍정적인 ES 효과를 제공할 것이며 이러한 전환은 GHG 균형의 순개선을 창출할 가능성이 높다."밀너 외. 2016, 페이지 328–329.
  112. ^ "[S]outhyestern 및 북서 잉글랜드가 각각 경제성, 탄소 분리, 높은 수익률 및 양의 ES[생태계 서비스] 편익의 바람직한 조합으로 Miscanthus와 SRC[짧은 회전 코피스]가 성장할 수 있는 지역으로 식별되었다.2020년 식재 시나리오에서는 각각 293 247 ha, 91 318 ha까지 상승하는 기준 식재 조건에서 미스카누스 또는 SRC를 심을 때 146 583 ha와 71 890 ha에 유익한 영향이 발견되었다. [...] 영국(GB)에서는 총 22.9 Mha의 땅이 있다(Lovett 등, 2014).[...]그 땅 심을 사용할 수 있는 제약 조건 지도 러벳에 의해 생산된를 사용하여 산정하였다(알.(2014년)과 환경 사회적 제약 8요소에 의거한 길과 강과 도시 지역, 비탈>15%, 기념물, 지정된 지역, 보호된 삼림지 기존;유기 탄소 토양, 그리고 높은 'naturalness 점수의 그러한 지역을 이용해 ~하듯이국립 공원과 뛰어난 자연 미의 지역.표 7에 요약한 농업용지 등급(ALC)(Lovett 등, 2014년)을 사용하여 각 1km2 그리드 셀에서 서로 다른 ALC의 토지의 총 헥타르를 도출하기 위해 100m2 래스터 해상도로 ALC 데이터를 취합함으로써 이 토지 가용성은 더욱 제한되었다." Milner 등. 2016, 페이지 317, 320.
  113. ^ "[...] [E]증거에 따르면 합리적인 수확량을 얻고 저탄소 토양을 표적으로 삼은다면 SRC, Miscanthus 및 스위치그래스와 같은 저입력 다년생 작물을 사용하면 화석 연료 대안에 비해 상당한 GHG 절감을 제공할 수 있으며(위 제2절과 제3절 참조), 개발 맥락은 l과 긴장의 경우식품에 대한 사용(및 iLUC 배출에 대한 관련 잠재력)을 완화한다.이런 기준이 충족되는 경우가 많다고 말했다.휘태커2018, 페이지 157.
  114. ^ "연간 작물과는 대조적으로, 전용 다년생 작물에서 나오는 바이오 에너지는 라이프사이클 GHG 배출량과 기타 환경적 편익이 더 낮은 것으로 널리 인식되고 있다. (Rowe 등, 2009; Creutzig 등, 2015) et al., 2015).Miscanthus 및 단회전 코피스(SRC) 버드나무와 포플러와 같은 다년생 작물은 질소 투입 요건이 낮으며(N2O 배출 및 수질에 대한 이점이 있음), 경작지 감소 및 지반 바이오매스 할당량 감소로 인해 토양 탄소를 격리시킬 수 있으며, 한계 및 저하된 토지에서 경제적으로 생존할 수 있어 최소화할 수 있다.다른 농업 활동과의 경쟁 및 iLUC 효과 회피(Hudiburg et al., 2015; Carvalho et al., 2017).다년생 작물 사탕수수에 대해서는 높은 작물 생산성과 전기 열병합 발전을 위한 잔류물 사용으로 인해 대규모 GHG 절감이 가능한 반면, 최근 브라질에서 연소되지 않고 기계화된 수확으로 전환됨에 따라 토양 탄소 격리 가능성도 높아져야 한다(Silva–Olaya et al., 2017).그럼에도 불구하고 다년생 작물 재배가 생태계 탄소 저장소에 미치는 현장 수준의 영향은 토양 유형과 기후에 따라 지리적으로 다양하다(Field et al., 2016).휘태커2018, 페이지 151.
  115. ^ 그는 "기후변화 완화 전략을 서둘러 추진하면서 바이오 에너지의 '탄소 중립성'은 엄격하게 평가되지 않았다.dLUC와 iLUC 영향에 대한 평가가 더 많이 포함되기 시작하면서, 환경적으로 지속 가능한 재생 에너지원으로서 1세대 바이오 에너지의 신뢰성이 손상되었다.최근 몇 년 동안 바이오 에너지의 환경적 편익과 위험에 대한 보다 미묘한 이해관계가 대두되었으며, 다년생 바이오 에너지 작물이 현재 전 세계적으로 바이오 연료 생산을 위해 재배되고 있는 기존 작물(예: 옥수수, 팜 오일, 오일)보다 GHG 절감을 제공할 가능성이 훨씬 더 크다는 것이 명백해졌다.강간을 하다나아가 유럽(Council Corrigendum 2016/0382(COD) 및 미국(미국 2007년 110대 의회)에서 도입되고 있는 바이오 연료 및 바이오 에너지에 대한 GHG 절감기준이 점차 엄격해지고 있어 이러한 영구 바이오 에너지 작물로의 전환에 대한 추진력이 높아지고 있다."휘태커2018, 페이지 160.


단축 각주

  1. ^ a b 은산위마나2014, 페이지 125.
  2. ^ 라보스키 2019.
  3. ^ 뉴에너지팜스 2021.
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  41. ^ 위의 10 t/ha 수율에 대한 추정치 0.60 W/m을2 참조하십시오.계산: 1년(31 556 926)에 에너지 함량(GJ/t)을 1헥타르(10 000)로 곱한 수율(t/ha)이다.
  42. ^ 브로크 1996, 페이지 271.
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참고 문헌 목록


외부 링크

  • EU MASIC MAP는 유럽의 오식 농장에 적합한 한계 토지 지역을 대상으로 한다.
  • FAO GSOC map FAO의 글로벌 토양 유기 탄소 지도는 세계 토양 유기 탄소 분포도를 보여준다.
  • 애버리스트위스 대학 연구 미스칸투스 번식 및 아그로노믹스에 관한 연구
  • GRACE EU의 한계 토지에서의 대규모 미스칸투스 생산을 위한 연구 프로그램.
  • Miscanthus Breading Home 페이지 5개의 Miscanthus 연구 프로그램(정보적인 Miscanthus 비디오 포함)
  • 미시시피 주립 대학의 SERC 지속 가능한 에너지 연구 센터.
  • 일리노이 대학교 미스칸투스에 대한 연구 기관