211service.com
De dorst naar water van maïs-ethanol meten
Ethanol afgeleid van maïs verbruikt tot drie keer meer water dan eerder werd gedacht, volgens een nieuwe studie.
Overal water: Totale waterbehoefte voor de irrigatie en omzetting van één liter ethanol per staat, evenals het totale water dat per staat wordt gebruikt voor de productie van ethanol. (Zie volledige afbeelding op pagina 2.)
Eerdere studies hebben geschat, op basis van nationale productiegemiddelden, dat één liter van maïs afgeleide ethanol 263 tot 784 liter water nodig heeft om zowel het gewas te laten groeien als het om te zetten in brandstof. Nu hebben onderzoekers van de Universiteit van Minnesota geconcludeerd dat de hoeveelheid water die wordt gebruikt bij de productie van ethanol enorm varieert van staat tot staat, variërend van 5 tot 2.138 liter water per liter ethanol, afhankelijk van de regionale irrigatiebehoeften.
Maïsethanol wordt al geplaagd door milieuproblemen zoals vervuiling door kunstmest, pesticiden en herbiciden; bodem erosie; uitstoot van broeikasgassen door productie; en concurrentie om landbouwgrond met voedselgewassen.
De nieuwe studie, gepubliceerd in het tijdschrift Milieuwetenschap en -technologie , ontdekte ook dat, aangezien de op maïs gebaseerde ethanolproductie tussen 2005 en 2008 in het hele land ongeveer verdubbeld is, het gerelateerd watergebruik meer dan verdrievoudigd is.
Ethanol verbruikt in de loop van de tijd meer water omdat de maïsproductie zich uitbreidt naar regio's die uitgebreide irrigatie nodig hebben, zegt Sangwon Suh, een assistent-professor biosysteemtechniek aan de Universiteit van Minnesota en co-auteur van het onderzoek. Dat betekent dat er in de loop van de tijd meer water nodig is om een bepaalde eenheid ethanol te produceren.
Suh en zijn collega's onderzochten staats- en provinciegegevens over irrigatiegebruik voor het verbouwen van maïs, zowel als voedsel als voor brandstof, evenals de locatie, productieniveaus en watergebruik van bestaande maïs-ethanolfaciliteiten. De onderzoekers ontdekten dat meer dan 80 procent van de maïs die wordt gebruikt om ethanol te maken, wordt geoogst binnen een straal van 64 kilometer rond de raffinaderij waar het wordt omgezet in brandstof. Met behulp van deze informatie en gegevens over lokale irrigatiesnelheden konden de onderzoekers de waterbehoefte van individuele maïs-ethanolproductiefaciliteiten schatten.
In sommige staten, zoals Ohio, Iowa en Kentucky, waar maïs kan groeien met weinig tot geen irrigatie, is slechts vijf tot zeven liter water nodig om het voedsel in brandstof te veranderen. Bijna al dit water wordt gebruikt om de biobrandstof te koken, te vergisten en te distilleren. Naarmate de ethanolproductie is toegenomen, wordt er echter meer maïs verbouwd in westerse staten zoals Nebraska, Colorado en Californië, waar de irrigatiebehoeften de waterbehoefte van de brandstof aanzienlijk verhogen.
Dit is nog een nagel aan de doodskist voor ethanol, zegt David Pimentel van Cornell University, in Ithaca, NY, wiens eigen studies hebben aangetoond dat ethanol meer energie nodig heeft om te produceren dan het vrijgeeft bij verbranding, en dat de meststof die wordt gebruikt om maïs te verbouwen voor ethanol aanzienlijk heeft bijgedragen aan dode zones in de Golf van Mexico (gebieden van de oceaan met een laag zuurstofgehalte door toename van chemicaliën in het water).
Overal water: Totale waterbehoefte voor de irrigatie en omzetting van één liter ethanol per staat, evenals het totale water dat per staat wordt gebruikt voor de productie van ethanol.
De Amerikaanse Energy Independence and Security Act van 2007 schrijft voor dat ethanol geproduceerd met behulp van bestaande technologieën moet stijgen van 34 miljard liter geproduceerd in 2008 tot 57 miljard liter per jaar in 2015. Dit geldt ook voor de meer droge westerse staten, waar op maïs gebaseerde ethanol momenteel wordt geproduceerd.
Jerry Schnoor van de Universiteit van Iowa, in Iowa City, zegt dat ethanolproducenten al plannen hebben voor extra productiefaciliteiten in alle staten om de doelstellingen voor 2015 te halen. We bevinden ons al in een onhoudbare situatie op het gebied van watergebruik, terwijl we al watervoerende lagen zoals de Ogallala aan het graven zijn, zegt Schnoor over de enorme ondergrondse waterbron die zich uitstrekt van South Dakota tot het noorden van Texas. Dit zou die achteruitgang nog verergeren als we uitbreiden in deze irrigatiestaten.
Geoff Cooper, vice-president onderzoek bij de Renewable Fuels Association in Washington D.C., plaatst vraagtekens bij de bewering van de onderzoekers dat het watergebruik is verdrievoudigd terwijl de ethanolproductie is verdubbeld. Het grootste deel van de expansie van '05 tot '08 vond plaats in de centrale maïsgordel - plaatsen waar maïs niet wordt geïrrigeerd, zegt hij. Er is een eindige limiet aan de hoeveelheid ethanol die u in waterarme gebieden kunt gebruiken. We plaatsen geen ethanolfabrieken in gebieden waar het water ernstig beperkt is.
Suh is ook optimistisch dat het watergebruik kan worden verminderd terwijl de ethanolproductie blijft groeien. Hij zegt dat landbouwgrond die is gereserveerd voor natuurbehoud in regio's die geen irrigatie nodig hebben, weer in productie kan worden genomen en dat genetisch gemanipuleerde maïs hoge opbrengsten kan behouden met een lagere waterbehoefte.
Ik ben erg optimistisch dat we het mandaat voor de productie van ethanol kunnen halen zonder de waterzekerheid in de VS op te offeren, zegt hij. Schnoor voegt eraan toe dat de productie van ethanol zou kunnen uitbreiden naar het zuiden en oosten, waar land goedkoper is en water overvloediger is.
Pimentel is het daar echter niet mee eens. Je leest de krant en de conclusie is zeker dat er steeds meer water voor nodig is, maar [Suh] komt uit Minnesota, en je moet voorzichtig zijn, want in Minnesota promoten ze ethanol, zegt hij.
De studie werd gedeeltelijk gefinancierd door het ministerie van Energie en de staat Minnesota.