Marie Rousseau Chaque jour, 45 000 avions survolent les États-Unis, transportant quelque 1,7 million de passagers. L’aviation domine la contribution individuelle des voyageurs fréquents au changement climatique, et pourtant est l’un des secteurs les in addition difficiles à décarboner.
Les États-Unis sont le additionally grand contributeur aux émissions de dioxyde de carbone de l’aviation dans le monde et sont responsables de furthermore d’un quart de tout le dioxyde de carbone émis par les vols.
Mais que se passerait-il si nous pouvions rendre tous les voyages aériens aux États-Unis presque sans émissions ?
Et si nous pouvions remplacer les carburants fossiles à forte intensité de carbone par une option in addition propre : les biocarburants dérivés de l’herbe pluviale cultivée aux États-Unis ?
Une nouvelle recherche publiée le 14 novembre dans la revue Mother nature Sustainability montre une voie vers une décarbonisation complète de l’utilisation du carburant d’aviation aux États-Unis en remplaçant le carburéacteur conventionnel par des biocarburants produits de manière long lasting.
L’étude, dirigée par une équipe de chercheurs de l’Arizona Point out College, a révélé que la plantation de l’herbe miscanthus sur 23,2 millions d’hectares de terres agricoles marginales existantes – des terres qui sont souvent en jachère ou dont la qualité du sol est médiocre – à travers les États-Unis fournirait suffisamment matière première de biomasse pour répondre aux besoins en carburant liquide du secteur de l’aviation américain entièrement à partir de biocarburants, une quantité qui devrait atteindre 30 milliards de gallons/an d’ici 2040.
“Nous démontrons qu’il est à la portée des États-Unis de décarboner le carburant utilisé par l’aviation commerciale, sans avoir à attendre l’électrification de la propulsion des avions”, a déclaré Nazli Uludere Aragon. diplômé.
“Si nous voulons vraiment atteindre zéro émission nette de gaz à effet de serre, nous devons faire confront aux émissions du transport aérien qui devraient augmenter dans un scénario de statu quo. Trouver des sources de carburant liquide possibilities et furthermore durables pour l’aviation est essentiel pour cette.”
Intégrer l’écosystème, la science de l’atmosphère et l’expertise économique
Dans l’étude, les chercheurs ont utilisé un cadre intégré d’évaluation des terres, de modélisation hydroclimatique, de modélisation des écosystèmes et de modélisation économique pour évaluer où et dans quelles circumstances aux États-Unis, les cultures énergétiques utilisées pour les biocarburants pourraient être cultivées de manière sturdy en utilisant des critères qui évalue à la fois les performances environnementales et économiques.
Les critères étaient étendus. L’équipe a d’abord identifié et évalué où les terres agricoles marginales optimales existaient déjà aux États-Unis. Ils ont ensuite évalué si l’on pouvait ou non cultiver les bonnes cultures énergétiques sur la terre sans utiliser d’eau supplémentaire.
Enfin, l’équipe a quantifié la quantité et le coût du biocarburant qui serait produit et distribué à l’échelle nationale.
“La façon actuelle dont nous produisons du carburéacteur strong est très inefficace et pas à grande échelle”, a déclaré Nathan Parker, auteur de l’étude et professeur adjoint à la College of Sustainability. “Il existe des moyens très limités pour que l’aviation puisse devenir à faible émission de carbone avec un effects climatique également faible et c’est une façon que nous avons montrée qui est faisable et peut amener l’industrie aéronautique à être neutre en carbone grâce à l’agriculture.”
Les scientifiques ont souligné que cette standpoint de systèmes intégrés était essentielle à l’étude. Dans le passé, la recherche sur le potentiel des biocarburants consistait en grande partie en des évaluations isolées qui n’ont pas été bien intégrées, par exemple, en négligeant des données clés sur la façon dont la modification de la couverture végétale affect le climat environnant.
“Lorsque vous plantez des cultures sur des zones stratégiquement conçues, la plantation de ces cultures a un influence sur le climat”, a déclaré Matei Georgescu. “S’il y a un changement dans le paysage sous-jacent, par exemple une augmentation ou une diminution de la quantité de végétation, il peut y avoir des implications pour le climat à l’échelle locale à régionale, y compris in addition ou moins de précipitations, ou des températures as well as chaudes ou additionally froides.”
Pour tenir compte de ces interactions terre-atmosphère, l’équipe de recherche a pris les résultats de son modèle hydroclimatique pour informer son modèle d’écosystème. L’équipe a ensuite évalué la faisabilité économique pour les agriculteurs de cultiver ces graminées.
Solutions concrètes
Pour toute adoption d’une filière énergétique substitute, les solutions doivent avoir un sens économique.
Dans leur analyse, les chercheurs ont comparé les rendements financiers des utilisations existantes des terres qu’ils ont identifiées – certaines sont déjà utilisées pour la lifestyle du maïs, du soja ou de diverses autres cultures.
La society du miscanthus ou du panic raide devait être additionally rentable pour remplacer l’utilisation actuelle des terres dans chaque zone.
“Ces terres que nous avons identifiées sont détenues et exploitées par de vraies personnes pour différentes utilisations agricoles”, a déclaré Uludere Aragon, qui est maintenant stagiaire postdoctoral au Fonds de défense de l’environnement. “Le potentiel rentable des biocarburants à partir des matières premières de la biomasse est largement influencé par le coût d’opportunité des utilisations choices des terres.”
En fin de compte, les chercheurs ont découvert que le miscanthus était la matière première la additionally prometteuse, et les biocarburants dérivés du miscanthus peuvent atteindre l’objectif de 30 milliards de gallons/an à un coût moyen de 4,10 $/gallon.
Bien que ce soit moreover élevé que le prix moyen du carburéacteur conventionnel – généralement environ 2 $ / gallon – l’équipe a conclu qu’il était raisonnable compte tenu du potentiel du biojet à réduire les émissions. Notamment, en 2022, les prix du carburéacteur ont varié de 2 $ à 5 $/gallon (à ne pas confondre avec l’essence au détail) en raison des versions de l’offre et de la demande, ce qui montre que des prix supérieurs à 4 $/gallon sont bien dans la fourchette des possibilités.
Un modèle pour l’avenir
Les chercheurs affirment qu’en trouvant de nouvelles alternatives à la crise climatique de la Terre, il est significant que la communauté scientifique relie les disciplines et dépasse les réductions progressives des émissions. Les chercheurs soulignent plutôt l’importance de alternatives réalistes et évolutives.
“Il s’agissait d’une équipe interdisciplinaire possédant une knowledge en sciences des écosystèmes, en modélisation climatique et en sciences et économie de l’atmosphère”, a déclaré Georgescu, qui a reconnu que cette recherche était l’aboutissement de huit années de travail de modélisation et de collaboration. “Pour vraiment répondre aux préoccupations en matière de développement long lasting, vous avez besoin des compétences expertes d’un éventail de domaines.”
“En tant qu’universitaires. Il est d’une value vitale de trouver les circonstances dans lesquelles ces décisions sont également alignées sur les résultats environnementaux souhaitables.”
L’équipe de recherche était composée de Nazli Uludere Aragon, Nathan C. Parker, Meng Wang et Matei Georgescu (Arizona Condition College), Andy VanLoocke (Iowa Point out College) et Justin Bagley (Onpeak Electrical power). La recherche a été financée par la National Science Basis dans le cadre de l’initiative H2o Sustainability and Weather
