Cost and benefit of energetic plants - challenges for environment friendly management

• Autorzy: Masarovičová E. , Král’ová K. , Peško M.

Warianty tytułu

PL

Koszty i korzyści wykorzystania roślin energetycznych - wyzwania dla przyjaznego zarządzania środowiskiem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Biomass energy has been recognized as one of the most promising and most important renewable energy sources in near future. It was emphasized that besides of woody plant species as energetic plants can be also used both crops (mainly maize, rapeseed, sunflower, soybean, sorghum, sugarcane) and non-food plants (e.g. switchgrass, jatropha, algae). Energetic plant was characterized as a plant grown as a low cost and low maintenance harvest used to make biofuels, or directly exploited for its energy content (heating or electric power production). Moreover, by-products (green waste) of crops and non-food plants can be also used to produce biofuels. It was stressed that European production of biodiesel from energy crops has grown steadily in the last decade, principally focused on rapeseed used for oil as a substance in FAME (fatty acid methyl ester) production. Similar tendency was observed for bioethanol (as a biocomponent in gasoline) prepared mainly from maize or cereals. At present bioethanol and biodiesel primarily produced from the crops (maize and rapeseed) are used in the traffic. However, in the past these crops were used only as a food. Consequently, a new ethical problem appeared: discrepancy between utilization of maize and rapeseed as a food or as an alternative source of energy. New biotechnological approach showed that energetic plants have also significant application for environment friendly management, mainly in phytoremediation technology. Phytoremediation was presented as a cleanup technology belonging to the cost-effective and environment-friendly biotechnology. Thus several types of phytoremediation technologies being used today were briefly outlined.

PL

Energia biomasy jest uznana za jedno z najbardziej obiecujących i najważniejszych odnawialnych źródeł energii. Podkreślono, że oprócz gatunków roślin drzewiastych, jako rośliny energetyczne mogą być również wykorzystywane uprawy (głównie kukurydzy, rzepaku, słonecznika, soi, sorgo, trzciny cukrowej) i inne rośliny niespożywcze (np. proso, jatrofa, glony). Uprawa i zbiór roślin energetycznych wymaga niewielkich kosztów, a wykorzystuje się je do produkcji biopaliw lub bezpośredniego uzyskania energii (ogrzewanie lub produkcja energii elektrycznej). Ponadto, produkty uboczne upraw (odpady zielone) i inne rośliny niespożywcze mogą być także wykorzystywane do produkcji biopaliw. Podkreślono, że europejska produkcja biodiesla z roślin energetycznych stale rośnie w ostatnim dziesięcioleciu, koncentrując się głównie na oleju rzepakowym stosowanym w produkcji FAME (estry metylowe kwasów tłuszczowych). Podobne tendencje zaobserwowano w przypadku bioetanolu (jako biokomponentu benzyny), otrzymywanego przede wszystkim z kukurydzy i zbóż. Obecnie bioetanol i biodiesel, wytwarzane głównie z kukurydzy i rzepaku, są stosowane w transporcie. Natomiast w przeszłości rośliny te były używane tylko jako żywność. W konsekwencji pojawiły się nowe problemy etyczne wynikające z rozbieżność między wykorzystaniem kukurydzy i rzepaku jako żywności lub jako alternatywnego źródła energii. Nowe podejście biotechnologiczne pokazuje, że rośliny energetyczne mają również duże znaczenie dla przyjaznego zarządzania środowiskiem, szczególnie w fitoremediacji. Oczyszczanie za pomocą fitoremediacji jest uważane za technologię oszczędną i przyjazną dla środowiska. W skrócie zaprezentowano niektóre z obecnie wykorzystywanychrodzajów fitoremediacji.

Słowa kluczowe

EN

alternative energy source; bioethics; biofuels; energetic plants; environment; phytoremediation

PL

alternatywne źródła energii; bioetyka; biopaliwa; rośliny energetyczne; środowisko; fitoremediacja

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 3, No. 2
• Strony: 259--265
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz.

Twórcy

autor

Masarovičová E.

• Faculty of Natural Sciences, Comenius University Bratislava, Mlynská dolina, SK- 84215 Bratislava, Slovakia

autor

Král’ová K.

• Faculty of Natural Sciences, Comenius University Bratislava, Mlynská dolina, SK- 84215 Bratislava, Slovakia

autor

Peško M.

• Faculty of Natural Sciences, Comenius University Bratislava, Mlynská dolina, SK- 84215 Bratislava, Slovakia

Bibliografia

• [1] Flach B. et al: Netherlands-Germany EU-27/ EU-27 Biofuels Annual. Annual Report 2009. Gain Report Number: NL9014, Date 6/15/2009 http://gain.fas.usda.gov/Recent%20GAIN%20Publications/General%20Report_The%20Hague_Netherlands-Germany%20EU-27_6-15-2009.pdf
• [2] Jasiulewicz M. and Jasiulewicz R.: Biomass from energetic plants as a renewable energy source. Stow. Ekonom. Rol. Agrob., 2009, 7, 48-51.
• [3] Kisely P. and Horbaj P.: Possibility for the biomass utilisation in Rožňava region. Contribution presented at the Workshop “Preparation of biomass as a fuel for small heating systems for biomass - local solutions for local Requirement”. Kysucký Lieskovec, June 19-20, 2006. http://www.biomasa.sk/files/jrccleanweb.pdf
• [4] Kráľová K. and Masarovičová E.: Minimalisation of the risks for environment at rapeseed cultivation for use as biofuels. [in Slovak]. [In:] A. Manová, F. Čacho (ed.): Proc. 28th Conference of Industrial Toxicology 08. Tatranská Štrba, June 18-20, 2008, 311-315.
• [5] Crutzen P.J., Mosier A.R., Smith K.A. and Winiwarter W.L.: N2O release from agro-biofuel production negates global warming reduction by replacing fossil fuels. Atmos. Chem. Phys. Discuss., 2007, 7, 11191-11205.
• [6] Carere C.R., Sparling R., Cicek N. and Levin D.B.: Third generation biofuels via direct cellulose fermentation. Int. J. Mol. Sci., 2008, 9, 1342-1360.
• [7] Hertwich E.G. and Zhang X.: Concentrating-solar biomass gasification process for 3rd generation biofuels. Environ. Sci. Technol., 2009, 43, 4207-4212.
• [8] Perttu K.L.: Environmental justification for short-rotation forestry in Sweden. Biomass Bioenergy, 1998, 15, 1-6.
• [9] Weger J.: Energy crops in Czech Republic and in EU (In Czech). 2007. http://www.vukoz.cz/vuoz/biomass.nsf/pages/eplodiny.html
• [10] Johnson J.M.F., Coleman M.D., Gesch R., Jaradat A., Mitchell R., Reicosky D. and Wilhelm W.W.: Biomass-bioenergy crops in the United States: A changing paradigm. Amer. J. Plant Sci. & Biotech. 2007, 1, 1-28. http://www.globalsciencebooks.info/JournalsSup/images/SF/AmJPSB_1(1)1-28.pdf
• [11] Andersson F.O., Ågren G. and Führer E.: Sustainable tree biomass production. Forest Ecol. Manage., 2000, 132, 51-62.
• [12] Perttu K.L. and Kowalik P.J.: Modelling of energy forestry: growth, water relations and economics. PUDOC, Wageningen 1989, 198 pp.
• [13] Sims R.E.H., Maiava T. G. and Bullock B.T.: Short rotation coppice tree species selection for woody biomass production in New Zealand. Biomass Bioenergy, 2001, 20, 329-335.
• [14] Blasing T.J. and Smith K.: Recent Greenhouse Gas Concentrations. Oak Ridge National Laboratory, United State Department of Energy. Available, 2006. http://cdiac.ornl.gov/pns/ current_ghg.html
• [15] Hansen J., Sato M., Ruedy R., Lo K., Lea D.W. and Medina-Elizade M.: Global temperature change. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2006, 103, 14288-14293.
• [16] Hoffert M.I., Caldeira K., Benford G., Criswell D.R., Green C., Herzog H, Jain A.K., Kheshgi H.S., Lackner K.S., Lewis J.S., Lightfoot H.D., Manheimer W., Mankins J.C., Mauel M.E., Perkins L.J., Schlesinger M.E., Volk T. and Wigley T.M.L.: Advanced technology paths to global climate stability: energy for a greenhouse planet. Science, 2002, 298, 981-987.
• [17] Balajka J., Lapin M., Minďáš J., Šťastný P. and Thalmeinerová D.: Fourth National Report of SR about State of Climate and Report about Attained Progress at Fulfilling Kyoto Protocol. (in Slovak). Ministry of Environment of Slovak Republic and Slovak Institute of Hydrometeorology, Bratislava, Slovak Republic. 2005.
• [18] Mosier A.R., Duxbury J.M., Freney J.R., Heinemeyer O. and Minami K: Nitrous oxide emissions from agricultural fields: Assessment, measurement and mitigation. Plant Soil, 1996, 181, 95-108.
• [19] Raghu S., Anderson R.C., Daehler C.C., Davis A.S., Wiedenmann R.N., Simberlof D. and Mack R.N.: Adding biofuels to the invasive species fire? Science, 2006, 313, 1742.
• [20] Barney J.N. and DiTomaso J.M.: Non-native species and bioenergy: are we cultivating the next invader? BioScience, 2008, 58, 64-70.
• [21] Reichard S.H. and White P.: Horticulture as a pathway of invasive plant introductions in the United States. BioScience, 2001, 51, 103-113.
• [22] DiTomaso J.M., Barney J.N. and Fox A.M.: Biofuel Feedstocks: The Risk of Future Invasions. CAST Commentary QTA 2007-1, CAST, Ames, Iowa, 2007.
• [23] Rubens C.: WTF Are Fourth-Generation Biofuels? 2008. http://earth2tech.com/2008/03/04/wtf-are-fourth-generation-biofuels/
• [24] Meagher R.B.: Phytoremediation of toxic metal and organic pollutants. Curr. Opion. Plant Biol., 2000, 3, 153-162.
• [25] Masarovičová E. and Kráľová K.: Medicinal plants - past, nowadays, future. Acta Hort., 2007, 749, 19-27.
• [26] Krämer U.: Phytoremediation: novel approaches to cleaning up polluted soils. Curr. Opin. Biotech., 2005, 16, 133-141.
• [27] Astyk S.: Ethics of biofuels. Energy Bull., 28.12.2006. http://www.energybulletin.net/node/24169