스웨덴 정부는 스웨덴이 세계 최초의 화석이없는 복지 국가 중 하나가 될 것이라고 결정했다. 2045 년까지 순 온실 가스 (GHG) 배출량은 대기로 배출되지 않으며 2030 년까지 차량 함대는 화석 연료와 무관해야합니다.
Bioenergy는 이러한 목표에 도달하는 데 중요한 것으로 간주됩니다. 현재 ca. 총 1 차 에너지 수요의 23% 인 Bioenergy는 이미 스웨덴 에너지 믹스의 중요한 부분입니다. 윌로우와 같은 다년생 리그 노 셀룰로스 작물 ( salix spp.)는 생산량이 적기 때문에 매력적인 옵션으로 간주되며, 사탕무, 유채 및 밀과 같은 연간 작물의 생산에 비해 부정적인 환경 영향을 미치지 않습니다.
.버드 나무 종은 빠른 성장, 대규모 바이오 매스 생산 전위, 제한된 해충 문제, 높은 유전자 다양성, 짧은 번식주기 및 높은 재 방출 용량, 즉 수확 후 같은 그루터기에서 새로운 싹을 생성하는 능력을 특징으로합니다. Willow는 1990 년대부터 스웨덴의 Bioenergy를 위해 상업적으로 재배되었습니다. 재배 지역은 작지만 ca. 스웨덴의 10,000ha는 바이오 에너지를위한 상업용 버드 나무 농장의 최전선에 있습니다. 농장은 일반적으로 단거리 공동으로 관리됩니다. 즉, 동일한 그루터기에서 다중 수확 및 재성장. 지금까지 버드 나무 생산은 열과 발전을위한 견고한 연료를 제공했지만 앞으로 액체 및 기체 연료 생산을위한 공급 원료도 제공 할 수 있습니다.
바이오 에너지에 대한 스웨덴 버드 나무 생산 시스템의 몇 가지 에너지 분석은 이전에 이루어졌지만 미네랄 질소 (N)가 에너지 성능에 어떤 영향을 미치는 수준의 수준이 어떻게 다른 수준의 수정에 영향을 미치는지 조사한 연구는 거의 없습니다.
3 가지 수준의 N 수정 수준을 가진 윌로우 생산이 연구됩니다
이 연구에서 저널 재생 가능하고 지속 가능한 에너지 리뷰 에 발표되었습니다. , 스웨덴의 Chalmers University, Swedish Agriculture Sciences University 및 Henriksson Salix AB의 연구원들은 스웨덴의 Bioenergy에 대한 윌로우 생산에 대한 상세하고 최신 에너지 분석을 제공합니다.
이 연구는 미네랄 N :No N 수정 (N-Zero), 중간 수준의 N 수정 (N- 메드) 및 높은 수준의 N 수정 (N-High)을 갖는 세 가지 수준의 수준의 수준을 가진 잘 관리 된 현재의 스웨덴 버드 나무 생산 시스템에 대한 평균 연간 순 에너지 수확량과 총 에너지 수율과 총 1 차 에너지 투입 사이의 비율을 평가합니다.
이 연구에 따르면 평균 연간 순 에너지 수율은 175, 133 및 86 gj ha yr이고 에너지 비율은 각각 n- 하이, N- 메디움 및 N-Zero의 경우 19, 32 및 47입니다. 즉, 1 차 에너지 입력의 모든 단위에 대해, 버드 나무 시스템은 바이오 매스 형태로 19 내지 47 단위의 1 차 에너지를 산출한다.
.수정이 높을수록 생산성이 높지만 에너지 효율이 높아짐
높은 순 에너지 수율과 에너지 비율은 에너지 관점에서 더 나은 성능에 해당합니다. N-High는 순 에너지 수율이 가장 높지만 에너지 비율이 가장 낮고 N-Zero는 에너지 비율이 가장 높지만 순 에너지 수율은 가장 낮습니다. 다시 말해, 집중 생산에 해당하는 N-High는 가장 생산적이지만 에너지 효율적인 생산 시스템이며, 광범위한 생산에 해당하는 N-Zero는 가장 생산적이지만 에너지 효율적인 생산 시스템입니다. 총 1 차 에너지 입력은 ca에 해당합니다. 총 에너지 수율의 2, 3 및 5%는 N-Zero, N-Medium 및 N-High의 각각에 대한 수확량입니다.
N 수정 (생산 및 응용)은 N-High (67%) 및 N- 메디움 (42%)의 총 1 차 에너지 입력을 지배하며, 생산량은 두 경우 모두 N 수정과 관련된 총 에너지 투입량의 99%를 차지합니다. N-High 및 N-Medium의 두 번째로 큰 1 차 에너지 입력 및 N-Zero의 가장 큰 것은 운송입니다. 모든 경우에, 바이오 에너지-수정 부위로의 목재 칩의 수송은 운송과 관련된 에너지 입력을 지배하고, 빈 우드 칩 트럭이 바이오 에너지-개수 부위에서 버드 나무 농장으로 돌아와 기계를 농장으로 운반한다. 연구 된 생산 시스템은 여러 기계 및 도구의 사용에 의존하지만, 구체화 된 에너지는 세 가지 경우 모두 총 1 차 에너지 입력의 <4%에 기여합니다.
결과는 N 수정이 바이오 매스 성장을 증가시키기 때문에 높은 순 에너지 수율을 달성하고 높은 에너지 비율을 달성하는 것 사이에 상충 관계가 있음을 나타냅니다. 또한 총 1 차 에너지 투입량을 증가시키는 데 크게 기여합니다. 총 에너지 수확량은 N-Zero보다 N-High 및 N-Medium의 경우 각각 N-High 및 N-Medium의 경우 100 및 50% 더 높으며, 총 1 차 에너지 입력은 N-Zero보다 N-High 및 N-Medium의 경우 각각 5 및 2 배 이상 더 높습니다.
.특정 사례 또는 수정 수준의 우월성에 대한 일반적인 결론은이 연구에서 뒷받침되지 않습니다. 토지가 제한 자원이라면 높은 순 에너지 수율이 높은 에너지 비율보다 더 중요한 것으로 간주 될 수 있습니다. 이 경우 N-High 시스템은 가장 매력적인 옵션이 될 것입니다 (N 누출로 인한 부영양화와 같은 다른 잠재적 영향을 무시합니다). 반대로, 에너지 비율이 높은 낮은 입력 시스템 (N-Zero)은 에너지에 대한 접근이 토지에 대한 접근보다 제한적이면 바람직한 것처럼 보일 수 있습니다.
.총 1 차 에너지 입력은 총 에너지 수율의 적은 비율에 해당하고 경작지의 양은 제한되어 있기 때문에 높은 에너지 비율보다 높은 순 에너지 수율을 달성하기 위해 노력하는 것이 더 중요 할 수 있습니다. 정책 도구는 원하는 방향으로 생산을 조종하는 데 사용될 수 있습니다.
이와 같은 에너지 분석의 결과는 토지 소유자, 정책 입안자 및 기타 이해 관계자를 더 광범위한 조경 관리 맥락에서 바이오 매스 생산에 대한 추가 개발 및 재정의하는 데 참여하는 참여 프로세스를 알 수 있습니다.
에너지 성능의 실질적인 개선이 달성 될 수 있습니다
N 수정 및 바이오 매스 수송과 관련된 버드 나무 수율 및 에너지 입력은 에너지 성능의 중요한 결정 요인으로 확인되었습니다. 운송 부문의 현재 개발은 연료 사용 효율의 주요 개선이 가능하다는 것을 시사합니다. 또한 물류 계획 및 운전 패턴의 개선은 운송과 관련된 에너지 투입을 줄이는 데 기여할 수 있습니다.
고수익 버드 나무 클론을 사용하여 에너지 성능을 향상시킬 수 있으며, 이는 지역 기후에 더 잘 적응하고 수정에 더 반응합니다. 윌로우는 1970 년대 후반부터 스웨덴에서 사육을 받았으며 스웨덴 공장 육종 프로그램은 이미 이전에 성장한 품종에 비해 평균 수확량을 약 50% 증가시키는 데 기여했으며 추가 개선이 가능합니다.
.암모니아 생산에서 에너지 사용을 줄임으로써 성능을 향상시킬 수 있으며, 이는 프로세스 기술 및 에너지 공급 원료에 따라 크게 다릅니다. 차세대 암모니아 식물은 고온 핵 반응 또는 고체 상태 암모니아 합성을 기반으로하며, 둘 다 전기에 의해 완전히 구동되어 탄소 중성으로 만들 수 있습니다. 재생 에너지 원의 전기를 사용한 암모니아 생산은 미래에 흥미로운 기회를 제공합니다.
평가 방법
이 연구는 스웨덴 버드 나무 생산 시스템의 관리 운영 및 에너지 사용에 대한 자세하고 철저한 검토를 기반으로합니다. 시스템 경계에는 에너지 캐리어 및 재료 입력의 1 차 생산, 현장 관리 작업 및 목재 칩을 바이오 에너지-수정 사이트로 운송하는 것이 포함됩니다. 농업 기계 및 도구 (쟁기, 해로우 등)에 구체화 된 에너지도 포함되어 있습니다. 전문가뿐만 아니라 광범위한 출판 된 출처에서 수집 된 주로 경험적 데이터는 평가에 사용됩니다.
이러한 결과는 최근 저널 재생 가능하고 지속 가능한 에너지 리뷰 에 발표 된 스웨덴의 Bioenergy에 대한 Willow Production의 Energy Analysis of Willow Analysis라는 기사에 설명되어 있습니다. . 이 작품은 스웨덴의 Chalmers University of Sweden, Ioannis Dimitriou, Blas Mola-Yudego 및 Swedish University of Agricultural Sciences 및 Henriksson Salix AB, Annika Henriksson의 Håkan Rosenqvist의 Maria Nordborg와 Göran Berndes에 의해 수행되었습니다.
