Strauchweide Salix [Bildquelle : Matt Lavin, Flickr ]
Die Pennsylvania State University Penn State hat ein bemerkenswertes Forschungsprojekt gestartet, bei dem Strauchweiden zur Erzeugung erneuerbarer Energie aus Biomasse verwendet werden.
Willow Salix gehört zur Familie der 400-köpfigen Salicaceae, einer wasserliebenden Pflanzenart mit lanzettlichen lanzenförmigen Blättern mit einer Rinde, die einst als Aspirinquelle dienteSorten werden manchmal als "fahl" bezeichnet, während die schmalblättrigen Sorten traditionell als "Korbweide" bezeichnet werden. Weiden wachsen meist in gemäßigten Regionen der Welt auf feuchten Böden. In einigen Teilen der USA wurden in einigen Teilen der USA Forschungen zur Verwendung von Weiden durchgeführtJahre, insbesondere an der Cornell University, an der ein Projekt durchgeführt wurde seit 1998 .
Die erste Weidenernte von Penn State wurde im Winter von der Universität auf einem 34 Hektar großen Demonstrationsgrundstück geerntet. Hochschule für Agrarwissenschaften . Es ist Teil eines größeren Fünfjahresprogramms namens NEWBio, das darauf abzielt, die nachhaltige Produktion von Holzbiomasse und Gräsern der warmen Jahreszeit zur Energieerzeugung zu untersuchen und zu fördern. Der Gesamtplan sieht die Ernte von Weiden auf dem Grundstück nach drei Jahren vorIntervalle.
NEWBio ist ein regionales Konsortium, das von Penn State selbst mit Mitteln des Nationalen Instituts für Ernährung und Landwirtschaft des US-Landwirtschaftsministeriums geleitet wird. Das Projekt ist nur eines von sieben regionalen Projekten in den USA und bringt eine Reihe von Experten zusammen, darunterPflanzenwissenschaftler, landwirtschaftliche und biologische Ingenieure, Spezialisten für Sicherheit und Gesundheitsschutz in der Landwirtschaft, Agronomen, Land- und Forstökonomen, ländliche Soziologen, Experten für Lieferkette und Geschäftsentwicklung sowie Pädagogen für die Erweiterung.
Die anderen Mitglieder des Konsortiums sind die Cornell University, das SUNY College für Umweltwissenschaften und Forstwirtschaft, die West Virginia University, die Delaware State University, die Ohio State University, die Rutgers University, das Eastern Regional Research Center des USDA und das Oak Ridge National des US-EnergieministeriumsLabor und Idaho National Laboratory.
Ernte von Strauchweiden am Standort Rockview in Penn State [Bildquelle : Penn State, Flickr ]
„Dies ist ein ausgezeichneter Standort, um die Auswirkungen auf die Boden- und Wasserqualität, die biologische Vielfalt, die Vermeidung von Kohlendioxidemissionen und das Potenzial für das Wachstum einer regionalen biobasierten Wirtschaft zu untersuchen.“ Armen Kemanian , außerordentlicher Professor für Produktionssysteme und Modellierung am Department of Plant Science, im Gespräch mit Penn State News . „Studenten unserer Hochschule besuchen die Website und können diese neue Ernte für die Region aus erster Hand und aus der Nähe betrachten.“
Die erste Ernte von Strauchweiden war gepflanzt im Jahr 2012 und Penn State hofft, es sowohl als erneuerbare Energiequelle als auch als Plattform für die Erforschung der Nachhaltigkeit nutzen zu können. Laut Kemanian ist das Tolle an Strauchweiden, einer holzigen Staude, dass sie gerne zurückgeschnitten werdenDanach entsteht ein kräftiges Nachwachsen, das durch wiederholtes Zurückschneiden der Ernte kontinuierlich geerntet werden kann. Da es sich um eine mehrjährige Strauchweide handelt, neigt sie außerdem dazu, ein starkes Wurzelsystem aufzubauen, das den Boden stabilisiert und erhebliche Mengen an Kohlenstoff speichertZu den Effekten zählen Switchgrass und Miscanthus. Diese Pflanzen werden auch an anderen Standorten im Nordosten der USA untersucht. Neben Strauchweiden benötigen diese Pflanzen nicht viel Dünger und können auch die Wasserqualität in Bächen, Flüssen und Flussmündungen verbessernAus diesem Grund ist die Erhöhung der Menge an mehrjähriger Vegetation zu einem entscheidenden Bestandteil der Wasserqualitätsstrategie von Pennsylvania gewordendoppelter Zweck - sie halten das Land produktiv und schützen gleichzeitig die Wasserqualität.
Strauchweide benötigt nur ein Drittel des Stickstoffdüngers, der normalerweise einer Maisernte zugeführt wird, während dieselbe Menge Biomasse produziert wird. Wenn die geernteten Pflanzen als Hackschnitzel oder flüssiger Biokraftstoff verbrannt werden, wird das in die Atmosphäre abgegebene Kohlendioxid wieder absorbiert, wenndie Pflanzen wachsen nach.
Bei Penn State wissenschaftlicher Mitarbeiter Felipe Montes hat eine Reihe von Sensoren installiert, die Kohlendioxid und Wasserdampf messen. Dies liefert wiederum Informationen über das Wachstumspotenzial der Kulturpflanzen, das im Hinblick auf die Umwandlung von Sonnenlicht und Nährstoffen in Bioenergie-Rohstoffe aufgrund von Strauchweiden äußerst effizient istEs ist eine der ersten Pflanzen, die im Frühjahr Blätter produzieren und im Spätherbst zurücksterben, was ihr eine sehr lange Wachstumsphase verleiht.
„Wir schätzen, dass wir 20 bis 30 Einheiten Energie pro Einheit fossiler Energie ernten können, die in die Erzeugung der Ernte investiert wird, was zu Kraftstoff mit einem sehr geringen CO2-Fußabdruck führt“, sagte Montes. „Die Tatsache, dass diese Biomasse umgewandelt werden kannFlüssiger Kraftstoff ist einer der Hauptvorteile von Strauchweiden und anderen Biomassekulturen. Flüssige Brennstoffe mit niedrigem Kohlenstoffgehalt sind besonders wichtig für den Ferntransport, die Schifffahrt und die Luftfahrt, wo Elektrofahrzeuge nicht praktikabel sind. “
Ernte von Ballen Weidenbiomasse, Guelph, Kanada [Bildquelle : Nationales Agroforstzentrum, Flickr ]
NEWBio-Projektleiter Tom Richard Professor für Agrar- und Biotechnik und Direktor der Penn State Institute of Energy and the Environment ist der Ansicht, dass Biomasseenergie wirklich dazu beitragen könnte, die ländliche Nachhaltigkeit im Nordosten zu fördern, da mehrjährige Energiepflanzen für die Region sehr gut geeignet sindsehr gut ein wichtiges Element für die zukünftige wirtschaftliche Entwicklung werden, wenn Ernte, Transport und Lagerung der Ernte in großem Maßstab wirtschaftlich durchgeführt werden können.
Das ultimative Ziel wäre zu Zelluloseethanol herstellen das dann als Kraftstoff in Kraftfahrzeugen verwendet werden kann. Es kann auch zum Heizen und für andere Anwendungen im Bereich der erneuerbaren Energien verwendet werden. Da Strauchweiden auf ärmeren Böden wachsen können, konkurrieren sie nicht mit Nahrungspflanzen und bedeuten Maiskann ausschließlich für Lebensmittel und nicht für Lebensmittel und Biokraftstoffe verwendet werden.
Strauchweide kann neben der Erzeugung von Biomasse auch für eine Vielzahl anderer Verwendungszwecke geeignet sein. Beispielsweise untersucht ein Projekt in Minnesota sein Potenzial als a lebender Schneezaun um die Straßen frei von Schneetreiben und Schneeverwehungen zu halten. A kürzlich Studie durchgeführt vom Verkehrsministerium von Minnesota, stellte fest, dass Strauchweiden wichtige Vorteile gegenüber anderen Kulturen wie Hartriegel und Preiselbeeren haben, deren Etablierung fünf bis zwanzig Jahre dauern kann, verglichen mit nur zwei für Strauchweiden. Weitere Bewertung der Kultur für diesen Zweckist für 2017 geplant, wenn es neben einer neuen Baustelle am Highway 60 zwischen Windom und Mountain Lake gepflanzt wird.