急速に増加する世界人口には、より多くの食料が必要です。同時に、気候変動の影響を緩和するための努力は、化石燃料がバイオエネルギーを含む再生可能エネルギーに置き換えられていることを意味しています.
生物学的エネルギー (生物エネルギー) は、人類が使用した最初の種類のエネルギーであり、今世紀半ばまでに世界の一次エネルギーのかなりの部分がバイオマスから生産される可能性があると推定されています。しかし、良好な土地の大部分をバイオエネルギー生産に転換することで、食料と土地の価格が歪められ、燃料か食料かの議論につながっています。食料と燃料の両方の需要が増加し続けるにつれて、土地をめぐる競争が激化すると予想されます。さらに、ある用途から別の用途への土地の転換は、環境問題を引き起こしています。
放棄された、またはほとんど使用されていない農地をバイオエネルギー生産に使用して、食料生産のためのより良い土地を残すことが提案されています.そのような土地を表すためにさまざまな用語が使用されてきましたが、最も一般的な用語の 1 つは「限界地」です。急速に成長するエネルギー作物は、従来の作物と比較して限界地でのストレスの多い条件により耐性があり、限界地でのバイオマス生産の良い候補種として提案されています。しかし、限界地でのエネルギー作物の栽培は、土壌炭素と生物多様性の損失につながる可能性があるという懸念があります。より有利な選択肢は、限界地ですでに成長しているバイオマスをエネルギー生産に使用することかもしれません.
アイルランドは化石燃料の輸入に大きく依存しています。風力発電は近年大幅に増加していますが、アイルランドでのエネルギー使用量は、電気、熱、および輸送燃料の使用量に分かれています。 3 つの分野すべてにおける化石燃料の使用は、再生可能技術に置き換える必要があります。再生可能技術の中でもユニークなバイオエネルギーは、3 種類のエネルギーすべてを供給することができますが、食料生産を損なうことなく、アイルランドで十分な量のバイオマスを栽培することはできますか?
私たちは、アイルランドの限界地で新しい作物を栽培することなく (つまり、土地利用の変化なしに) アイルランドの限界地で栽培されたバイオマスからどれだけのエネルギーを生産できるかを定量化したかったのです。牧草は、限界地を含むアイルランドの農地の 90% 以上で栽培されています。私たちは、国営車両用のバイオメタンを生成する嫌気性消化装置の原料としての草の使用をモデル化することにしました。アイルランドでは、限界地は一般に湿地ですが、丘や山にある泥炭地や限界地を除いて、「低地の湿った鉱物土壌」と呼ばれる限界地のカテゴリーのみを考慮しました.
モデリング作業を開始する前に、限界地から期待できる草の収量について知る必要がありました。一般に、限界のある土地からの収穫量は、より良い土地からの収穫量よりも低くなると予想されますが、どれくらい低いのでしょうか?限られた土地で作物を栽培するということは、常に収量の低下が予想されることを意味するのでしょうか?それを調べるために、私たちはコントロール (良い土地) の場所と 3 つの周辺の土地 (非常に湿った場所、洪水が発生しやすい場所、干ばつが発生しやすい場所) に牧草試験を設定し、これらの場所からの草の収量を 1 年間にわたって測定しました。
私たちが得た結果は驚きでした。限界地の 2 つのサイト (洪水が発生しやすいサイトと干ばつが発生しやすいサイト) では、対照サイトと同等の収量が得られました。コントロール サイトより収量が低い唯一の周辺土地サイトは、非常に湿ったサイトであり、収量はコントロール サイトの収量の 85% でした。その結果、限界の土地からの収量は、より良い土地よりも常に低いわけではないことがわかりました.
アイルランドの辺境の土地は、洪水や排水不良のために湿った土地になる傾向があります。モデリングの演習では、研究のウェット サイトからの平均収量を使用しました。計算を行ったところ、考慮して嫌気性消化器に供給した辺境地域から生産された草は、国内の自家用車全体と重量物運搬車の両方に電力を供給するのに十分なバイオメタンを生成することがわかりました.
私たちが検討した限界土地のカテゴリーは現在十分に活用されていませんが、私たちの調査では、この土地を使用して国のエネルギー需要の大部分を供給し、化石燃料の輸入を回避し、温室効果ガスの排出を削減できることが示されました。そのような土地でエネルギー利用のために栽培された作物 (草) は、食料生産にも使用でき、作物の最終用途をエネルギーから食料生産へ、またはその逆にシームレスに切り替えることができます。市場経済では、経済的および社会的要因が通常、エネルギー生産に使用される限界土地の割合を決定しますが、この演習では、より良い土地からの食料生産を損なうことなく、限界土地からエネルギーを生産する可能性が存在することを示しています.
これらの調査結果は、「アイルランドの限界地からの牧草原料の可能性を探る:限界は収穫量の低下を意味するか?」というタイトルの記事で説明されています。最近ジャーナル Biomass and Bioenergy に掲載されました .この作業は、Teagasc の Peter Meehan、Brendan Burke、Deirdre Doyle、Susanne Barth、および John Finnan によって実施されました。
