ऊर्जा फसल

एक ऊर्जा फसल एक पौधों को कम लागत वाली और कम रखरखाव फसल के रूप में उगाया जाता है जो जैव ईंधन बनाने के लिए प्रयोग किया जाता है, जैसे बायोथेनॉल, या बिजली या गर्मी उत्पन्न करने के लिए अपनी ऊर्जा सामग्री के लिए दहन किया जाता है। ऊर्जा फसलों को आम तौर पर वुडी या जड़ी-बूटियों के पौधों के रूप में वर्गीकृत किया जाता है; बाद में कई परिवार ग्रामिनेशिया परिवार के घास हैं।

वाणिज्यिक ऊर्जा फसलों को आमतौर पर घनी रोपण, उच्च उपज वाली फसल प्रजातियां होती हैं जिन्हें जैव-ईंधन के लिए संसाधित किया जाता है और बिजली उत्पन्न करने के लिए जला दिया जाता है। विलो या पोप्लर जैसी वुडी फसलों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, साथ ही समशीतोष्ण घास जैसे कि Miscanthus और Pennisetum purpureum (दोनों हाथी घास के रूप में जाना जाता है) का उपयोग किया जाता है। यदि बायोगैस के उत्पादन के लिए कार्बोहाइड्रेट सामग्री वांछित है, मक्का, सूडान घास, बाजरा, सफेद मिठाई क्लॉवर, और कई अन्य फसलों को पूरी तरह से मूक में बनाया जा सकता है और फिर बायोगैस में परिवर्तित किया जा सकता है।

आनुवांशिक संशोधन और बायोटेक्नोलॉजी संयंत्रों के उपयोग के माध्यम से अधिक पैदावार पैदा करने के लिए छेड़छाड़ की जा सकती है, मौजूदा ऊर्जा के साथ उच्च ऊर्जा पैदावार भी महसूस की जा सकती है .. हालांकि, कुछ अतिरिक्त फायदे जैसे कम लागत वाली लागत (यानी विनिर्माण प्रक्रिया के दौरान लागत) और कम पानी के उपयोग केवल आनुवंशिक रूप से _modified_crops # बायोफ्यूल आनुवंशिक रूप से संशोधित फसलों का उपयोग करके पूरा किया जा सकता है।

परिभाषा और सीमांकन
ऊर्जा फसलों कृषि फसलों को खाद्य उत्पादन, फोरेज फसलों और औद्योगिक फसलों के लिए पौधों से अलग ऊर्जा उत्पादन के मुख्य उद्देश्य से उगाई जाती है। जंगली पौधों, जेड। बी को ईंधन की लकड़ी के रूप में ऊर्जावान रूप से उपयोग किया जाता है, ऊर्जा फसलों में गिना जाता है। ऊर्जा उपयोग के लिए कृषि भूमि पर उगाए जाने वाले वन पौधों (उदाहरण के लिए लघु घूर्णन बागानों में) आमतौर पर शामिल होते हैं। कुछ हिस्सों में, ऊर्जा संयंत्र केवल तभी बोली जाती है जब पूरे पौधे में ऊर्जा का उपयोग किया जाता है।

निर्णायक पौधे का उपयोग है। इसलिए मानव उपभोग के लिए मीठे मकई के रूप में मक्का और पशु फ़ीड के लिए फ़ीड मक्का (मक्का रेशम) या ऊर्जा मक्का के रूप में बायोगैस उत्पादन के लिए खेती की जाती है। उपयोग की दिशा के आधार पर, ऊर्जा फसलों के लिए उपयोग की जाने वाली किस्मों और खेती के तरीकों में भोजन और फ़ीड के लिए उपयोग किए जाने वाले लोगों से अलग होता है।

संयंत्र समूह और उपयोग
कई पौधों की प्रजाति ऊर्जावान उपयोग के लिए उपयुक्त हैं। उनमें से कृषि की पारंपरिक फसलों दोनों हैं, आंशिक रूप से ऊर्जा किस्मों के उपयोग के लिए अनुकूलित किए जाने के लिए खेती की जाती है (जैसे रैपसीड, मकई), साथ ही साथ फसलों का उपयोग नहीं किया गया है या मुश्किल से कृषि नहीं है, लेकिन ऊर्जा उपयोग के पहलू से दिलचस्प हैं (उदाहरण के लिए, Miscanthus, बारहमासी सिल्फी, Sida hermaphrodita)। अब तक, खेती पहले से ही व्यापक कृषि फसलों पर केंद्रित है। नई किस्मों का प्रजनन और नई फसलों के उपयोग की शुरुआत अभी शुरू हो रही है। नीचे दी गई तालिका में कुछ पौधों की प्रजातियां और समूह हैं जो मध्य यूरोप में ऊर्जा फसलों के रूप में खेती की जाती हैं।महत्वपूर्ण क्षेत्रों या अन्य क्षेत्रों में संभावित ऊर्जा फसलों को प्रभावित किया जा सकता है। ए। सोया, तेल हथेली, शुद्ध अखरोट और चीनी गन्ना।

वुडी बायोमास की बढ़ती मांग को पूरा करने के लिए तेजी से बढ़ते वुडी पौधों जैसे विलो, पोप्लर्स और रॉबिनिया को कृषि यूरोप पर कृषि स्थलों पर खेती की जा रही है। इससे पता चलता है कि विशेष रूप से नम क्षेत्र के क्षेत्र बढ़ते विलो और poplars के लिए उपयुक्त हैं, क्योंकि उनकी वृद्धि पानी की उपलब्धता से दृढ़ता से जुड़ा हुआ है। उदाहरण के लिए, जर्मनी के संभावित अनुमान उत्तर-पश्चिम में विशेष अनुकूल स्थान दिखाते हैं (विधियों और परिणामों, स्रोतों में डेटा और मानचित्र के साथ)। हालांकि, बढ़ते समय, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि पौधों की उच्च जल खपत भी कमजोर जलीय पारिस्थितिक तंत्र पर नकारात्मक प्रभाव डाल सकती है। फिर भी, खेती भीड़ के खेत के लिए उपयोग का एक वैकल्पिक रूप प्रदान करता है।

मध्य यूरोप और उनके उपयोग में ऊर्जा फसलें

ऊर्जा फसलों का उपयोग गर्मी और विद्युत ऊर्जा के साथ-साथ जैव ईंधन के उत्पादन के लिए किया जाता है। विभिन्न उपयोग पथों का उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से बायोगैस संयंत्रों (किण्वन सब्सट्रेट के रूप में उपयोग), दहन (जैव ईंधन के रूप में उपयोग) और बायोमास के पूर्ण या आंशिक रूपांतरण के विभिन्न रूपों (सिंथेटिक जैव ईंधन के उत्पादन सहित) में विशेष रूप से किण्वन या बायोगैस उत्पादन का उपयोग किया जाता है ( BTL))। ऊर्जा वाहक या तो कमजोर पड़ने के बाद पौधे सब्सट्रेट होते हैं (उदाहरण के लिए बायोजेनिक ठोस ईंधन जैसे कि फायरवुड, छर्रों), दबाने / निष्कर्षण या आगे की प्रसंस्करण (उदाहरण के लिए बायोजेनिक तरल ईंधन जैसे वनस्पति तेल ईंधन, बायोथेनॉल, बायोडीज़ल, बीटीएल) या ऊर्जा समृद्ध गैस बायोमास के गैसीफिकेशन द्वारा प्राप्त (जैसे बायोगैस ईंधन गैसों जैसे बायोगैस, सिंजस, हाइड्रोजन)।
प्रकार

राज्य द्वारा

ठोस बायोमास
इस उद्देश्य के लिए उगाए जाने वाले पौधों को जलाने से उत्पन्न ऊर्जा, अक्सर सूखे पदार्थ को गोली मारने के बाद। ऊर्जा फसलों का उपयोग बिजली संयंत्रों को फायर करने के लिए किया जाता है, या तो अकेले या अन्य ईंधन के साथ सह-निकाल दिया जाता है। वैकल्पिक रूप से उनका उपयोग गर्मी या संयुक्त गर्मी और बिजली (सीएचपी) उत्पादन के लिए किया जा सकता है।

वुडी बायोमास की बढ़ती आवश्यकताओं को कवर करने के लिए, कृषि स्थलों पर लघु रोटेशन कॉपिस (एसआरसी) लागू किया गया था। इस फसल प्रणाली के भीतर विलो और poplars जैसे तेजी से बढ़ती पेड़ प्रजातियों को तीन से पांच साल के बढ़ते चक्र में लगाया जाता है। इस संस्कृतियों की खेती गीली मिट्टी की स्थितियों पर निर्भर है और नम क्षेत्र के sieds के लिए एक विकल्प हो सकता है। हालांकि, स्थानीय जल परिस्थितियों पर एक प्रभाव को बाहर नहीं किया जा सका। यह इंगित करता है कि एक प्रतिष्ठान को कमजोर आर्द्रभूमि पारिस्थितिक तंत्र के आसपास के क्षेत्र को बाहर करना चाहिए।

गैस बायोमास (मीथेन)
एनारोबिक पाचन या बायोगैस संयंत्रों को सीमेंट में शामिल होने के बाद सीधे ऊर्जा फसलों के साथ पूरक किया जा सकता है। जर्मन बायोफार्मिंग का सबसे तेजी से बढ़ता हुआ क्षेत्र लगभग 500,000 हेक्टेयर (1,200,000 एकड़) भूमि (2006) पर “नवीकरणीय ऊर्जा फसलों” के क्षेत्र में रहा है। गैस की पैदावार को बढ़ावा देने के लिए ऊर्जा फसलों को भी उगाया जा सकता है जहां फीडस्टॉक्स में कम ऊर्जा की मात्रा होती है, जैसे खाद और खराब अनाज। यह अनुमान लगाया गया है कि वर्तमान में सिलेंजर से मीथेन के माध्यम से परिवर्तित बायोनेर्जी फसलों की ऊर्जा उपज लगभग 2 जीडब्ल्यूएच / किमी 2 (1.8 × 1010 बीटीयू / वर्ग मील) है। जानवरों के साथ छोटे मिश्रित फसल उद्यम अपने खेतों के एक हिस्से का उपयोग ऊर्जा फसलों को बढ़ाने और परिवर्तित करने और पूरे खेतों की ऊर्जा आवश्यकताओं को एकड़ के लगभग पांचवें हिस्से के साथ बनाए रखने के लिए कर सकते हैं। यूरोप और विशेष रूप से जर्मनी में, हालांकि, यह तेजी से वृद्धि नवीकरणीय ऊर्जा के लिए जर्मन बोनस प्रणाली के रूप में पर्याप्त सरकारी समर्थन के साथ हुई है। सीलेज-मीथेन के माध्यम से फसल खेती और बायोनेर्जी उत्पादन को एकीकृत करने के समान विकास एन अमेरिका में लगभग पूरी तरह से अनदेखा किए गए हैं, जहां राजनीतिक और संरचनात्मक मुद्दों और ऊर्जा उत्पादन को केंद्रीकृत करने के लिए एक विशाल निरंतर धक्का ने सकारात्मक विकास को प्रभावित किया है।

तरल बायोमास

बायोडीजल
ऊर्जा फसलों से बायोडीजल का यूरोपीय उत्पादन पिछले दशक में लगातार बढ़ रहा है, मुख्य रूप से तेल और ऊर्जा के लिए इस्तेमाल रैपसीड पर केंद्रित है। बलात्कार से तेल / बायोडीजल का उत्पादन अकेले जर्मनी में 12,000 वर्ग किमी से अधिक है, और पिछले 15 वर्षों में दोगुना हो गया है। शुद्ध बायोडीजल के रूप में तेल की विशिष्ट उपज 100,000 एल / किमी 2 (68,000 यूएस गैल / वर्ग मील, 57,000 आईपी गैल / वर्ग मील) या उससे अधिक हो सकती है, जिससे बायोडीजल फसलों को आर्थिक रूप से आकर्षक बना दिया जाता है, बशर्ते टिकाऊ फसल रोटेशन मौजूद हों जो पोषक तत्व-संतुलित और निवारक हैं क्लबरूट जैसी बीमारी फैलाने का। सोयाबीन की बायोडीजल उपज बलात्कार की तुलना में काफी कम है।

वजन से निकालने योग्य विशिष्ट तेल

bioethanol
बायोबुटानोल के लिए ऊर्जा फसलें घास हैं। सेल्यूलोसिक बायोथेनॉल के उत्पादन के लिए दो प्रमुख गैर-खाद्य फसलों स्विचग्रास और विशाल विविधता हैं। अमेरिका में सेल्यूलोसिक बायोथेनॉल के साथ एक व्यस्तता रही है क्योंकि बायोमेथेन का समर्थन करने वाली कृषि संरचना कई क्षेत्रों में अनुपस्थित है, जिसमें कोई क्रेडिट या बोनस सिस्टम नहीं है। नतीजतन, एंजाइम हाइड्रोलिसिस और इसी तरह के विपणन और पेटेंट योग्य नवाचारों पर बहुत से निजी धन और निवेशक उम्मीदों को पिन किया जा रहा है।

बायोथेनॉल मुख्य रूप से किण्वन के माध्यम से इथेनॉल बनाने के लिए मुख्य रूप से मकई (मक्का बीज) का उपयोग करने की तकनीक को संदर्भित करता है, एक प्रक्रिया जो कुछ क्षेत्र और प्रक्रिया की स्थितियों के तहत उतनी ही ऊर्जा का उपभोग कर सकती है जितनी ईथेनॉल का ऊर्जा मूल्य होता है, इसलिए गैर- टिकाऊ। बायोगैस ऊर्जा में अनाज की स्थिरता (डिस्टिलर अनाज की कमी या डीजीएस के रूप में जाना जाता है) को बदलने में नए विकास इस प्रकार की बायोथेनॉल प्रक्रिया के खराब ऊर्जा अनुपात में सुधार के साधन के रूप में वादा करते हैं।

समर्पण से
समर्पित ऊर्जा फसलों गैर-खाद्य ऊर्जा फसलों को विशाल मिस्कंथस, स्विचग्रास, जेट्रोफा, कवक, और शैवाल के रूप में हैं। समर्पित ऊर्जा फसलों सेल्यूलोज स्रोतों का वादा कर रहे हैं जिन्हें संयुक्त राज्य अमेरिका के कई क्षेत्रों में स्थायी रूप से उत्पादित किया जा सकता है।

इसके अतिरिक्त, विभिन्न जैव ईंधन के उत्पादन के लिए खाद्य और गैर-खाद्य ऊर्जा फसलों के हरे अपशिष्ट उपज का उपयोग किया जा सकता है।

खेती की सीमा और विकास
जर्मनी में ऊर्जा फसलों को 2.28 मिलियन हेक्टेयर (2011 तक) में उगाया जाता है। यह जर्मनी में कुल कृषि भूमि का 1 9% है। इनमें से एक मिलियन हेक्टेयर बायोडीजल और वनस्पति तेल ईंधन के लिए रैपसीड की खेती के लिए समर्पित हैं, पौधे बायोगैस उत्पादन के लिए 500,000 हेक्टेयर से अधिक उत्पादन करते हैं, और 250,000 हेक्टेयर का उपयोग बायोथेनॉल के लिए चीनी और स्टार्च पौधों को बढ़ाने के लिए किया जाता है। हाल के वर्षों में ऊर्जा फसलों की खेती नाटकीय रूप से बढ़ी है – 1 99 8 में कुल मिलाकर नवीकरणीय संसाधनों के लिए खेती के तहत कुल क्षेत्र (भौतिक उपयोग के लिए खेती सहित) 500,000 हेक्टेयर से कम था। मौजूदा अनुमानों के मुताबिक, नवीकरणीय संसाधन एजेंसी (एफएनआर) 2012 में जर्मनी में नवीकरणीय कच्चे माल के लिए एकड़ का अनुमान लगाती है जो लगभग 2.5 मिलियन हेक्टेयर है। इनमें से अधिकतर, 2.1 मिलियन हेक्टेयर ऊर्जा फसलों का उपयोग करके उगाए जाते हैं। बायोगैस संयंत्रों के लिए जैव ईंधन के साथ-साथ मकई, अन्य अनाज और घास के लिए सबसे महत्वपूर्ण ऊर्जा फसलों का भी प्रयोग किया जाता है। कृषि का छोटा हिस्सा नवीकरणीय कच्चे माल के लिए उपयोग किया जाता है, जिसका उपयोग उद्योग में रासायनिक-तकनीकी उद्देश्यों के लिए किया जाता है।

पदोन्नति
ऊर्जा फसलों की खेती अब तक यूरोपीय संघ की आम कृषि नीति के तहत प्रत्यक्ष भुगतान (तथाकथित ऊर्जा फसल प्रीमियम) के तहत आर्थिक रूप से समर्थित है। 2010 में अधिकतम € 45 / हेक्टेयर के इस पदोन्नति को समाप्त कर दिया गया था। 2007 तक अनिवार्य सेट-अप के तहत, किसानों को अपनी कृषि भूमि के हिस्से पर भोजन या फ़ीड बढ़ाने की अनुमति नहीं थी और उन्हें एक अलग-अलग प्रीमियम दिया गया था। हालांकि, इन क्षेत्रों पर ऊर्जा फसल की खेती की अनुमति थी। एक ऊर्जा फसल प्रीमियम केवल किसानों को गैर-निर्वासित भूमि के लिए दिया जाता है। अनिवार्य सेट-तरफ और ऊर्जा फसल प्रीमियम को समाप्त करके, ऊर्जा फसल की खेती का प्रत्यक्ष प्रचार महत्व खो रहा है।

पर्यावरणीय प्रभाव
ऊर्जा फसलों का उपयोग करके, ऊर्जा स्रोतों को पर्यावरण के तरीके से प्रदान किया जा सकता है। ग्रीनहाउस प्रभाव को कम करने के लिए कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन (सीओ 2) में कमी एक महत्वपूर्ण कारक है। खेती और ऊर्जा फसलों के उपयोग के जलवायु प्रभाव पर विवादास्पद चर्चा की जा रही है। नवीकरणीय कच्चे माल के उपयोग के माध्यम से सीओ 2 बचत के अलावा, कृषि खेती की जलवायु संतुलन शीटों को विशेष रूप से नाइट्रोजन-उर्वरित कृषि फसलों में उत्पन्न होने वाले नाइट्रस ऑक्साइड एन 2 ओ के जलवायु-संबंधित उत्सर्जन की गणना करने की आवश्यकता होती है। खेती और भूमि उपयोग ऊर्जा फसलों के जलवायु प्रभाव पर भी एक बड़ा प्रभाव डाल सकता है: वर्षावन को साफ करना, पीटलैंडों को खेती करना या ऊर्जा फसलों का उत्पादन करने के लिए घास के मैदान को बदलना ग्रीनहाउस गैसों की बड़ी मात्रा में जारी करता है।

यूरोपीय संघ ने नवीकरणीय ऊर्जा निर्देश (ईसी) अपनाया है, जो जून 200 9 से लागू होगा। अन्य चीजों के अलावा, यह जैव ईंधन के प्रचार और यूरोपीय संघ जैव ईंधन लक्ष्यों में शामिल होने के लिए स्थिरता मानदंड निर्धारित करता है। इन स्थायित्व मानदंडों को जर्मन कानून में बायोमास विद्युत स्थिरता अध्यादेश (बायोस्ट-नाचवी, अगस्त 200 9 से मान्य) और बायोफ्यूल सस्टेनेबिलिटी ऑर्डिनेंस (बायोक्राफ्ट-नाचवी, सितंबर 200 9 से मान्य) के साथ स्थानांतरित किया गया था।

ऊर्जा फसल अनुसंधान का एक लक्ष्य पूरे पौधों और अनुकूलन प्रक्रियाओं का उपयोग करके प्रति कृषि ऊर्जा उपज में सुधार करना है। इसके अलावा, प्रयोग योग्य क्षेत्र का विस्तार करने के तरीकों की जांच की जा रही है, उदाहरण के लिए।रेगिस्तानी क्षेत्रों में खारे पानी के शैवाल का प्रजनन या मितव्ययी तेल संयंत्र जतोरो की खेती।

हालांकि, बढ़ती ऊर्जा फसलों के लिए आवश्यक क्षेत्रों का उपयोग अन्य आर्थिक और पारिस्थितिक रूप से समझदार उद्देश्यों के लिए भी किया जा सकता है (उदाहरण के लिए भौतिक उपयोग के लिए नवीकरणीय कच्चे माल, कृषि का विस्तार)। इसके अलावा, वे अब खाद्य उत्पादन (क्षेत्र प्रतिस्पर्धा) के लिए उपलब्ध नहीं हैं। जनसंख्या वृद्धि के मद्देनजर, इस संदर्भ में नैतिक मुद्दों पर चर्चा की जाती है, विशेष रूप से अनाज जैसे खाद्य पदार्थों का उपयोग (जैसे अनाज जलने) की आलोचना की जाती है (उपयोग के लिए प्रतिस्पर्धा)।

ऊर्जा फसलों की खेती अक्सर उच्च तीव्रता वाले कृषि के रूप में संचालित होती है, ua उर्वरक और कीटनाशकों के उपयोग के संबंध में, जो पारिस्थितिक क्षति का कारण बन सकती है। ऊर्जा फसलों के रूप में मूल के विदेशी क्षेत्रों से पौधों की खेती में जोखिम होता है, उदाहरण के लिए। neophytes के प्रसार से।