211service.com
Mätning av majsetanols törst efter vatten
Etanol som härrör från majs förbrukar upp till tre gånger mer vatten än man tidigare trott, enligt en ny studie.
Vatten överallt: Totalt vattenbehov för bevattning och omvandling av en liter etanol per stat, såväl som det totala vatten som används vid etanolproduktion per stat. (Se hela bilden på sidan 2.)
Tidigare studier har uppskattat, baserat på nationella produktionsgenomsnitt, att en liter majs-etanol skulle kräva 263 till 784 liter vatten för att både odla grödan och omvandla den till bränsle. Nu har forskare vid University of Minnesota kommit fram till att mängden vatten som används vid etanolproduktion varierar enormt från stat till stat, från 5 till 2 138 liter vatten per liter etanol, beroende på regionala bevattningsbehov.
Majsetanol plågas redan av miljöhänsyn, såsom föroreningar från gödningsmedel, bekämpningsmedel och herbicider; jord erosion; utsläpp av växthusgaser från produktion; och konkurrens om jordbruksmark med matgrödor.
Den nya studien, publicerad i tidskriften Miljövetenskap och teknik , fann också att som majsbaserad etanolproduktion har ungefär fördubblats rikstäckande mellan 2005 och 2008, har relaterad vattenanvändning mer än tredubblats.
Etanol förbrukar mer vatten med tiden eftersom majsproduktionen sträcker sig till regioner som behöver omfattande bevattning, säger Sangwon Suh, biträdande professor i biosystemteknik vid University of Minnesota och medförfattare till studien. Det betyder att det behövs mer vatten för att producera en given enhet etanol över tiden.
Suh och hans kollegor undersökte statens och länets register över bevattningsanvändning för att odla majs, både som mat och för bränsle, såväl som platsen, produktionsnivåerna och vattenanvändningen för befintliga majs-etanolanläggningar. Forskarna fann att mer än 80 procent av majsen som används för att tillverka etanol skördas inom en radie på 64 kilometer från raffinaderiet där den omvandlas till bränsle. Med hjälp av denna information och data om lokala bevattningshastigheter kunde forskarna uppskatta vattenbehovet för enskilda majs-etanolproduktionsanläggningar.
I vissa stater, som Ohio, Iowa och Kentucky, där majs kan växa med liten eller ingen bevattning, krävs bara fem till sju liter vatten för att förvandla livsmedlet till bränsle. Nästan allt detta vatten används för att koka, jäsa och destillera biobränslet. Eftersom etanolproduktionen har ökat, odlas dock mer majs i västra delstater som Nebraska, Colorado och Kalifornien, där bevattningsbehov ökar bränslets vattenbehov avsevärt.
Det här är ytterligare en spik i kistan för etanol, säger David pimentel vid Cornell University, i Ithaca, NY, vars egna studier har visat att etanol kräver mer energi för att producera än det frigör vid förbränning, och att gödselmedlet som används för att odla majs för etanol har bidragit avsevärt till döda zoner i Mexikanska golfen (områden av havet med låg syrehalt på grund av ökningar av kemikalier i vattnet).
Vatten överallt: Totalt vattenbehov för bevattning och omvandling av en liter etanol per stat, såväl som det totala vatten som används vid etanolproduktion per stat.
US Energy Independence and Security Act från 2007 föreskriver att etanol som produceras med hjälp av befintlig teknik måste öka från de 34 miljarder liter som producerades 2008 till 57 miljarder liter per år 2015. Detta inkluderar de mer torra västerländska staterna, där majsbaserad etanol produceras för närvarande.
Jerry Schnoor från University of Iowa, i Iowa City, säger att etanolproducenter redan planerar ytterligare produktionsanläggningar i alla stater för att uppfylla 2015 års mål. Vi är redan i en ohållbar situation när det gäller vattenanvändning och drar redan ner akviferer som Ogallala, säger Schnoor om den stora underjordiska vattenkällan som sträcker sig från South Dakota till norra Texas. Detta skulle förvärra den nedgången om vi expanderar i dessa bevattningsstater.
Geoff Cooper, vicepresident för forskning vid Renewable Fuels Association i Washington D.C., ifrågasätter forskarnas påstående att vattenanvändningen har tredubblats eftersom etanolproduktionen har fördubblats. Huvuddelen av expansionen från '05 till '08 skedde i det centrala majsbältet - platser som inte bevattnar majs, säger han. Det finns en ändlig gräns för hur mycket etanol du kan lägga i vattentäta områden. Vi placerar inte etanolfabriker i områden där vattnet är starkt begränsat.
Suh är också optimistisk att vattenanvändningen kan minskas samtidigt som etanolproduktionen fortsätter att växa. Han säger att jordbruksmark som har avsatts för bevarande i regioner som inte kräver bevattning skulle kunna tas i produktion igen, och genetiskt modifierad majs skulle kunna upprätthålla höga skördar med lägre vattenbehov.
Jag är mycket optimistisk att vi kan uppnå etanolproduktionsmandatet utan att offra vattensäkerheten i USA, säger han. Schnoor tillägger att etanolproduktionen skulle kunna expandera till söder och öster, där marken är billigare och det finns mer vatten.
Pimentel håller dock inte med. Du läser tidningen och slutsatsen är förvisso att det kommer att kräva mer och mer vatten, men [Suh] kommer från Minnesota, och du måste vara försiktig eftersom de i Minnesota marknadsför etanol, säger han.
Studien finansierades delvis av Department of Energy och delstaten Minnesota.