2015年6月4日 星期四

適地適作,才能有效減少溫室氣體的排放量

適地適作的重要性:選擇適當的地區栽培能源作物,才能達到減少溫室氣體的排放的目標

編譯 張瑞玶編輯 朵瑞絲柚柚、柴幗馨

玉米、小麥,和油菜籽是製作生質酒精或生質柴油等生質能源的重要原料。荷蘭的研究團隊分析了19年的環境資料,結果顯示:能源作物地理位置的選擇,決定此區溫室氣體的排放量多寡。

上圖為在沒有使用肥料與特殊灌溉方法之下栽種玉米,田區的溫室氣體的回收期間數據圖(註1),綜合全球各地區生質酒精玉米田的田區數據,平均後所得到的結果。然而,這種大規模、低投入的粗放栽培,雖然能減少該區溫室氣體的排放,但田區的產量也下降,生質燃油的產能也下降。


為了提高玉米和小麥這類能源作物的產量,越來越多的自然環境因為農業需要轉變為農田。初步研究結果顯示,增加農田的面積,導致溫室氣體的排放量增加。

研究人員以全球作為估算模型,評估以生質能源取代石化燃料時,新的能源系統需要多少時間,才能彌補原本環境系統中的碳氮排放量。這段期間又稱作溫室氣體回收期間,GPBT(註2)。利用這個模式,科學家估算,生質燃油取代石化燃料需要19年,才能弭補原始環境系統的溫室氣體排放量。

19年聽起來似乎很久,但這是以全球為尺度估算得到的數字,對於農業耕作的操作時間來說,其實也不是很久的的時間。


西歐與熱帶地區截然不同的GPBT

西歐的GPBT只有幾年然而在熱帶地區,GPBT可能長達100年。這樣的估計模式說明了:能源作物栽種的地理位置選擇,決定此區溫室氣體的排放量。

而田區位置的影響力,遠大於作物的類型,或田間管理方式(如肥料與灌溉的投入規模與施用方式)。


第一個全球尺度的溫室氣體回收期間估算模型

研究團隊的觀察目標是全世界,並估算將石化燃料和生質燃料轉變為能源的過程中,總共產生的溫室氣體排放量。

這篇為史上第一個針對全球能源作物的產地,評估各產區的溫室氣體排放量的模型。而這個模型能夠讓科學家能夠因地制宜的規劃作物的生產。這個模式可以適用在第一代的生質能源作物,包括生質酒精的原料:玉米、小麥和甘蔗,或製作生質柴油的原料:大豆與油菜籽。

能源作物的發展一直充滿爭議,特別是開墾野地作為農田使用、或是轉作能源作物這類的策略,新的評估模式帶來新的觀點。未來的能源作物研究計畫,科學家將更會專注於GPBT對生物多樣性的影響。


註1: 研究有分析好幾種數據,此圖是沒有使用任何肥料和特殊灌溉方法的玉米田的統計結果

註2: 溫室氣體回收期間(Greenhouse-gas Payback Time, GPBT):表示使用生質能源取代化石燃料所省下的溫室氣體排放量與碳和氮在生態系統中的損失量平衡所需要的時間。


資料來源:Biofuels: Plant the right crop in the right place