Les chercheurs d'Argonne quantifient comment réduire les émissions des exploitations agricoles qui modifient leurs pratiques et adoptent de nouvelles technologies.
Actuellement, le secteur agricole contribue de manière significative aux émissions de gaz à effet de serre (GES) aux États-Unis, représentant 9 % des émissions globales de GES du pays. Les pratiques que les céréaliculteurs utilisent pour produire leurs récoltes—gestion de la fertilité, la pratique du travail du sol et les rotations des cultures - influencent l'empreinte carbone globale de l'agriculture américaine. En utilisant des pratiques durables, les agriculteurs pourraient réduire considérablement leur empreinte carbone et devenir un partenaire essentiel de l'industrie des biocarburants dans ses efforts pour produire les carburants les plus faibles en carbone possible.
"Ce travail est unique car nous fournissons une quantification complète de l'intensité carbone (IC) pour les activités du berceau à la ferme en effectuant une analyse basée sur des scénarios pour des pratiques agricoles sélectionnées qui utilise des données d'inventaire du cycle de vie régionalisé et une analyse organique du sol spatialement explicite. outil de modélisation du carbone."—Xinyu Liu, postdoctorant
Une étude récente menée par des chercheurs de la division Systèmes énergétiques du Laboratoire national d'Argonne du Département de l'énergie des États-Unis (DOE) a quantifié dans quelle mesure les exploitations agricoles pourraient réduire leurs émissions en modifiant leurs pratiques et en adoptant de nouvelles technologies. Xinyu Liu, un post-doctorant, a écrit sur la recherche cruciale dans Lettres de recherche environnementale , publié le 20 juillet. Elle a collaboré avec Hoyoung Kwon, scientifique principal de l'environnement, et Michael Wang, responsable des évaluations de systèmes, tout l'Argonne; et Daniel Northrup, un ancien contractant de l'Agence pour les projets de recherche avancée du DOE-Énergie (ARPA-E), maintenant avec Benson Hill, une entreprise d'amélioration des cultures à St. Louis.
"Ce travail est unique car nous avons quantifié l'évolution de l'intensité carbone (IC) de la matière première du maïs avec un large éventail de pratiques agricoles et différentes régions agricoles. Outre les émissions de GES provenant de la fabrication et de l'application d'intrants agricoles, nous avons également considéré les impacts du carbone organique du sol, " dit Liu.
La recherche s'est concentrée sur la ceinture de maïs de l'Illinois, Indiana, Iowa, Minnesota, Nebraska, Ohio, Michigan, Dakota du Sud et Wisconsin et a montré comment différentes pratiques agricoles affectent l'IC des matières premières. Les professionnels de l'agriculture durable pourraient mettre en œuvre des pratiques d'IC inférieures, comme l'adoption d'un labour de conservation, réduire l'utilisation d'engrais azotés, et la mise en place de cultures de couverture, réduire leur empreinte carbone, ce qui pourrait améliorer l'efficacité agricole et aider l'environnement.
Les recherches de l'équipe Argonne se sont historiquement focalisées sur l'IC des biocarburants, qui est déterminé via la technique d'analyse du cycle de vie pour tenir compte des utilisations d'énergie/de matériaux et des émissions au fur et à mesure que la matière première est produite et convertie en carburant. La technique est utilisée par le programme Low Carbon Fuel Standard (LCFS) du California Air Resources Board pour calculer l'IC des biocarburants. Les exploitations qui réduisent les biocarburants CI peuvent générer des crédits LCFS, qui a une valeur monétaire pour les producteurs de biocarburants et potentiellement pour les agriculteurs fournissant les matières premières à faible teneur en carbone. Les producteurs de biocarburants peuvent améliorer leur score global d'IC en récompensant les matières premières avec un IC inférieur, réduisant ainsi davantage l'IC total des biocarburants.
Actuellement, LCFS permet les applications d'installations individuelles de conversion de biocarburants, ce qui a entraîné d'importants investissements et innovations dans les processus de production pour réduire l'IC. Cependant, le conseil note l'IC pour les matières premières sur la base d'une moyenne nationale, quelles que soient les variations significatives au niveau du terrain de l'IC en fonction des pratiques de production. Les travaux d'Argonne déterminent la source de la variation et suggèrent qu'un changement dans les pratiques agricoles conduirait à des réductions d'émissions importantes s'il était mis en œuvre à grande échelle.
"Nous avons mené une analyse d'IC basée sur des scénarios de l'éthanol de maïs, couplée à des données d'inventaire régionalisées, pour diverses pratiques agricoles pour gérer les champs de maïs et identifier les paramètres clés affectant les émissions de GES du berceau à la ferme, " a déclaré Liu. " Les résultats démontrent de grandes variations spatiales de l'IC pour le maïs, et éventuellement pour l'éthanol, en raison des utilisations des intrants agricoles et des pratiques de gestion des terres.
