RESEARCH AND ANALYSISIntroductionCo

RESEARCH AND ANALYSIS
Introduction
Corn-ethanol biofuel production in the United States is expanding rapidly in response to a sudden rise in petroleum prices and support- ive federal subsidies. From a base of 12.9 billion liters (3.4 billion gallons [bg]) from 81 facilities in 2004, annual production capacity increased to 29.9 billion liters (7.9 bg) from 139 biorefineries in January 2008 (RFA 2008). With an additional 20.8 billion liters (5.5 bg) of capacity from 61 fa- cilities currently under construction, total annual production potential will likely reach 50.7 billion liters (13.4 bg) within 1–2 years, with facilities built since 2004 representing 75% of production capacity. This level of production is ahead of the mandated grain-based ethanol production sched- ule in the Energy Independence and Security Act (EISA) of 2007, which peaks at 57 billion liters (15 bg) in 2015 (U.S. Congress 2007). At this level of production, corn-ethanol will replace about 10% of total U.S. gasoline use on a volu- metric basis and nearly 17% of gasoline derived from imported oil.
Biofuels have been justified and supported by federal subsidies largely on the basis of two as- sumptions about the public goods that result from their use, namely, (1) that they reduce depen- dence on imported oil, and (2) that they re- duce greenhouse gas (GHG) emissions (carbon dioxide [CO2], methane [CH4], and nitrous ox- ide [N2O]) when they replace petroleum-derived gasoline or diesel transportation fuels.1 In the case of corn-ethanol, however, several recent re- ports estimate a relatively small net energy ra- tio (NER) and GHG emissions reduction com- pared to gasoline (Farrell et al. 2006; Wang et al.
2007) or a net increase in GHG emissions when both direct and indirect emissions are considered (Searchinger et al. 2008). These studies rely on estimates of energy efficiencies in older ethanol plants that were built before the recent invest- ment boom in new ethanol biorefineries that ini- tiated production on or after January 2005. These recently built facilities now represent about 60% of total ethanol production and will account for 75% by the end of 2009.
These newer biorefineries have increased en- ergy efficiency and reduced GHG emissions through the use of improved technologies, such as
2 Journal of Industrial Ecology
thermocompressors for condensing steam and in- creasing heat reuse; thermal oxidizers for combus- tion of volatile organic compounds (VOCs) and waste heat recovery; and raw-starch hydrolysis, which reduces heat requirements during fermen- tation. Likewise, a large number of new biore- fineries are located in close proximity to cattle feeding or dairy operations, because the high- est value use of coproduct distillers grains is for cattle feed, compared to their value in poul- try or swine rations (Klopfenstein et al. 2008). Close proximity to livestock feeding operations means that biorefineries do not need to dry dis- tillers grains to facilitate long-distance transport to livestock feeding sites, which saves energy and reduces GHG emissions. Corn yields also have been increasing steadily at 114 kg ha−1 (1.8 bu ac−1) due to improvements in both crop genetics and agronomic management prac- tices (Duvick and Cassman 1999; Cassman and Liska 2007). For example, nitrogen fertilizer ef- ficiency, estimated as the increase in grain yield due to applied nitrogen, has increased by 36% since 1980 (Cassman et al. 2002), and nitro- gen fertilizer accounts for a large portion of en- ergy inputs and GHG emissions in corn pro- duction (Adviento-Borbe et al. 2007). Similarly, the proportion of farmers adopting conservation tillage practices that reduce diesel fuel use has risen from 26% in 1990 to 41% in 2004 (CTIC
2004).
The degree to which recent technological im- provements in crop production, ethanol biore- fining, and coproduct utilization affect life cycle GHG emissions and net energy yield (NEY) of corn-ethanol systems has not been thoroughly evaluated. Widespread concerns about the im- pact of corn-ethanol on GHG emissions and its potential to replace petroleum-based transporta- tion fuels require such updates. For example, the 2007 EISA mandates that life cycle GHG emis- sions of corn-ethanol, cellulosic ethanol, and ad- vanced biofuels achieve 20%, 60%, and 50% GHG emissions reductions relative to gasoline, respectively (US Congress 2007). California is currently in the process of developing regula- tions to implement a low-carbon fuel standard (LCFS), with the goal of reducing GHG emis- sions from motor fuels by 10% by 2020 com- paredtopresent levels (Arons et al. 2007). Global

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

วิจัยและวิเคราะห์แนะนำผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพเอทานอลข้าวโพดในสหรัฐอเมริกากำลังขยายตัวอย่างรวดเร็วในการตอบสนองอย่างฉับพลันขึ้นราคาน้ำมันและเงินอุดหนุนของรัฐบาลกลางสนับสนุน ive จากฐานของ 12.9 ล้านลิตร (3.4 พันล้านแกลลอน [bg]) จากสิ่งอำนวยความสะดวกที่ 81 ในปี 2004 กำลังการผลิตเพิ่มขึ้น 29.9 ล้านลิตร (7.9 bg) จาก biorefineries 139 ในเดือน 2551 มกราคม (RFA 2551) มีการเพิ่มเติม 20.8 ล้านลิตร (5.5 bg) ผลิตจากฟ้า cilities 61 ปัจจุบันกำลังก่อสร้าง ผลิตปีรวมมีศักยภาพจะมีแนวโน้มถึง 50.7 ล้านลิตร (13.4 bg) ภายใน 1-2 ปี มีสิ่งอำนวยความสะดวกที่สร้างขึ้นตั้งแต่ปี 2004 แสดง 75% ของกำลังการผลิต ระดับของการผลิตนี้คือก่อนเอทานอบังคับใช้เมล็ดผลิตกำหนดการ-ule ในพลังงานอิสระและรักษาความปลอดภัยพระราชบัญญัติ (อีซา) ของปี 2007 ซึ่งยอดที่ 57 ล้านลิตร (15 bg) ใน 2015 (2007 สภาคองเกรสสหรัฐฯ) ระดับนี้ผลิต เอทานอลข้าวโพดจะแทนประมาณ 10% ใช้น้ำมันสหรัฐฯ รวมตามวัด volu และเกือบ 17% ของน้ำมันที่มาจากการนำเข้าน้ำมันเชื้อเพลิงชีวภาพได้ justified และได้รับการสนับสนุน โดยเงินอุดหนุนที่รัฐบาลกลางเป็นส่วนใหญ่โดยสองเป็น-sumptions เกี่ยวกับสินค้าสาธารณะที่เป็นผลมาจากการใช้ ได้แก่, (1) ให้พวกเขาลด depen dence น้ำมันนำเข้า และ (2) ที่จะ re-duce ปล่อยก๊าซเรือนกระจก (GHG) (คาร์บอนไดออกไซด์ [CO2], มีเทน [CH4], และไนตรัสวัว-ide [N2O]) เมื่อพวกเขาแทนได้รับน้ำมันเบนซินหรือดีเซลขนส่ง fuels.1 ในกรณีของข้าวโพดเอทานอลอย่างไร ตาม ล่าหลายพอร์ตใหม่ประเมินพลังงานเล็กสุทธิ ra-ติ้ว (เนอร์) และลดการปล่อยก๊าซ GHG com-pared กับน้ำมัน (ฟาร์เรล et al. 2006 Wang et al2007) หรือเพิ่มขึ้นสุทธิในการปล่อย GHG เมื่อปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั้งทางตรง และทางอ้อมจะพิจารณา (Searchinger et al. 2008) การศึกษานี้อาศัยการประเมิน efficiencies พลังงานในพืชเอทานอลเก่าที่สร้างขึ้นก่อนล่าสุดลงทุนติดขัดบูมในใหม่ biorefineries เอทานอลที่ผลิต ini tiated หรือมกราคม 2548 เพิ่ง สร้างสิ่งอำนวยความสะดวกเหล่านี้ตอนนี้แสดงถึงประมาณ 60% ของการผลิตเอทานอลรวม และจะบัญชี 75% โดยสิ้นปี 2552เพิ่มน้ำ - ergy efficiency biorefineries รุ่นใหม่เหล่านี้ และลดการปล่อยก๊าซ GHG โดยใช้เทคโนโลยีที่ดีขึ้น เช่นสมุดรายวันที่ 2 ของนิเวศวิทยาอุตสาหกรรมthermocompressors สำหรับการกลั่นตัวไอน้ำและใน creasing ความร้อนนำ oxidizers ร้อนสำหรับ combus สเตรชันของสารอินทรีย์ระเหย (VOCs) และกู้คืนความร้อนเสีย และแป้งดิบไฮโต รไลซ์ ซึ่งลดความร้อนในระหว่าง fermen-tation ในทำนองเดียวกัน จำนวนมากของ biore fineries ใหม่อยู่กับวัว ดำเนินการให้อาหาร หรือนม เนื่องจากการใช้ค่าสูง est coproduct distillers ธัญพืชสำหรับอาหารวัว เปรียบเทียบค่าของพอลลองหรือสุกรได้ (Klopfenstein et al. 2008) ห้องอาหารดำเนินงานปศุสัตว์หมายความ ว่า biorefineries ไม่ต้องแห้งธัญพืชหรือไม่??รถไถเดินตามเพื่อให้ง่ายต่อการขนส่งทางไกลการปศุสัตว์อาหารอเมริกา การประหยัดพลังงาน และลดการปล่อยก๊าซ GHG ผลผลิตข้าวโพดยังมีการเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องที่ 114 กก. ha−1 (1.8 bu ac−1) เนื่องจากการปรับปรุงในพืชพันธุศาสตร์และลักษณะทางจัดการ prac-tices (Duvick และ Cassman 1999 Cassman ก Liska 2007) ตัวอย่าง ef ปุ๋ยไนโตรเจน-ficiency ประมาณการเพิ่มขึ้นของผลผลิตข้าวเนื่องจากใช้ไนโตรเจน มีเพิ่มขึ้น 36% ตั้งแต่ 1980 (Cassman et al. 2002), และปุ๋ยไนโตร-gen บัญชีสำหรับส่วนใหญ่ของน้ำ - ergy อินพุตและปริมาณการปล่อยก๊าซในข้าวโพด pro duction (Adviento Borbe et al. 2007) ในทำนองเดียวกัน สัดส่วนของเกษตรกรที่ใช้ปฏิบัติ tillage อนุรักษ์ที่ลดการใช้น้ำมันดีเซลได้เพิ่มขึ้นจาก 26% ในปี 1990 ถึง 41% ในปี 2004 (CTIC2004)ระดับที่ provements เทคโนโลยี im ล่าสุดในการผลิตพืช เอทานอล biore fining และ coproduct ใช้ประโยชน์มีผลต่อการปล่อยก๊าซ GHG วงจรชีวิต และพลังงานสุทธิผลตอบแทน (นี) ของเอทานอลข้าวโพดระบบไม่ถูกต้องประเมิน ข้อสงสัยอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับ im-สนธิสัญญาของข้าวโพดเอทานอลในปริมาณปล่อยก๊าซเรือนกระจกและศักยภาพในการเปลี่ยนเชื้อเพลิงจากปิโตรเลียม transporta-สเตรชันต้องปรับปรุงเช่น ตัวอย่าง อีซา 2007 ด้วยตนเองว่า วงจรชีวิต GHG emis-sions ข้าวโพดเอทานอล เอทานอล cellulosic และโฆษณา vanced เชื้อเพลิงชีวภาพให้ 20%, 60% และ 50% ลดการปล่อย GHG เมื่อเทียบกับเบนซิน ตามลำดับ (เราสภา 2007) แคลิฟอร์เนียกำลังอยู่ระหว่างการพัฒนา regula-tions ใช้มาตรฐานเชื้อเพลิงคาร์บอนต่ำ (LCFS), มีเป้าหมายการลด GHG emis sions จากเชื้อเพลิงรถยนต์ 10% โดยระดับ com paredtopresent 2020 (Arons et al. 2007) ส่วนกลาง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การวิจัยและการวิเคราะห์เบื้องต้น

เอทานอลเชื้อเพลิงชีวภาพการผลิตข้าวโพดในสหรัฐอเมริกาขยายอย่างรวดเร็วในการตอบสนองต่อการเพิ่มขึ้นอย่างฉับพลันในราคาปิโตรเลียมและสนับสนุนเงินอุดหนุนของรัฐบาลกลาง Ive . จากฐานของ 12.9 พันล้านลิตร ( 3.4 พันล้านแกลลอน [ BG ] ) จาก 81 เครื่องในปี 2004 กําลังการผลิตเพิ่มขึ้น 29.9 พันล้านลิตร ( 79 BG ) จาก 139 บีโอเรจึง neries ในเดือนมกราคม 2008 ( RFA ) ) ด้วยการเพิ่มเติม 20.8 ล้านลิตร ( 5.5 BG ) ความจุจาก 61 ฟ้า - cilities ในปัจจุบันภายใต้การก่อสร้าง , ศักยภาพการผลิตปีรวมอาจจะถึง 50.7 พันล้านลิตร ( 13.4 BG ) ภายใน 1 – 2 ปี กับเครื่องที่สร้างขึ้นตั้งแต่ปี 2004 หรือ 75% ของการผลิตระดับของการผลิตนี้ล่วงหน้าของเมล็ดในการผลิตเอทานอล sched จิ๋วในพลังงานอิสระและการรักษาความปลอดภัยตามพระราชบัญญัติ ( บัส ) ของปี 2550 ซึ่งยอดที่ 57 ล้านลิตร ( 15 BG ) ในปี 2015 ( รัฐสภาคองเกรสแห่งสหรัฐอเมริกา 2007 ) ระดับของการผลิตนี้จะแทนที่เอทานอลข้าวโพดประมาณ 10% ของทั้งหมดสหรัฐใช้เบนซินในโวลู - พื้นฐานเมตริกและเกือบ 17% ของน้ำมันเบนซินที่ได้จากการนำเข้าน้ำมัน .
ก็มีแค่ จึงเอ็ดและได้รับการสนับสนุนโดยรัฐบาลกลางอุดหนุนส่วนใหญ่บนพื้นฐานของทั้งสองเป็น - sumptions เกี่ยวกับสาธารณะสินค้าที่เกิดจากการใช้ ของพวกเขา คือ ( 1 ) ที่พวกเขาลด depen - dence ในการนำเข้าน้ำมัน และ ( 2 ) ที่พวกเขา re - duce ก๊าซเรือนกระจก ( GHG ) การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ [ ( ก๊าซ CO2 ] , [ ร่าง ]ไนตรัสอ๊อกและ N2O - IDE [ ] ) เมื่อพวกเขาแทนที่ปิโตรเลียมและเชื้อเพลิงเบนซินหรือดีเซลในการขนส่ง 1 ในกรณีของเอทานอลข้าวโพด , อย่างไรก็ตาม , หลายล่าสุด Re - พอร์ตประมาณการที่ค่อนข้างเล็กและพลังงานสุทธิรา - เนอร์ ) และการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก com - pared น้ำมันเบนซิน ( ฟาร์เรล et al . 2006 ; Wang et al .
2007 ) หรือเพิ่มขึ้นสุทธิในการปล่อยก๊าซเรือนกระจก เมื่อทั้งทางตรงและทางอ้อม การถือว่า เซอร์ชิงเกอร์ ( et al . 2008 ) การศึกษานี้อาศัยการประเมินพลังงานจึง ciencies EF ในรุ่นเก่าโรงงานเอทานอลที่ถูกสร้างขึ้นก่อนการบูมในใหม่ล่าสุดลงทุนเอทานอลบีโอเรจึง neries ที่ใช้ - tiated ผลิตในหรือหลังมกราคม 2005เหล่านี้สร้างขึ้นเมื่อไม่นานมานี้ เครื่องแทน ประมาณ 60% ของการผลิตเอทานอลรวมและจะบัญชีสำหรับร้อยละ 75 โดยสิ้นปี 2009
รุ่นใหม่เหล่านี้จึงได้เพิ่ม EN - บิโอเร neries ไฟ EF ประสิทธิภาพและลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจึงผ่านการใช้เทคโนโลยีที่ดีขึ้น เช่น วารสารนิเวศวิทยา

2 thermocompressors ควบแน่นไอน้ำและอุตสาหกรรมสำหรับ - เพิ่มขึ้น ใช้ความร้อนoxidizers ความร้อนสำหรับ combus - tion ของสารอินทรีย์ระเหยง่าย ( VOCs ) และการกู้คืนความร้อนทิ้ง และการย่อยแป้งดิบ ซึ่งลดความต้องการความร้อนใน fermen - tation . อนึ่ง ตัวเลขขนาดใหญ่ของบิโอเร - ใหม่จึง neries ตั้งอยู่ใกล้กับโคให้นมหรือปฏิบัติการนม เพราะค่าใช้สูง - EST coproduct การกลั่นธัญพืชสำหรับเลี้ยงปศุสัตว์เมื่อเทียบกับมูลค่าของพอล - ลองหรืออาหารสุกร ( klopfenstein et al . 2008 ) ใกล้กับการปศุสัตว์เลี้ยงหมายความว่าบีโอเรจึง neries ไม่ต้องแห้งจากหน่อธัญพืชเพื่ออำนวยความสะดวกในการขนส่งทางไกลเพื่อปศุสัตว์ป้อนเว็บไซต์ที่ช่วยประหยัดพลังงานและลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก . ผลผลิตข้าวโพดยังได้รับการเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องใน 114 กก. ฮา− 1 ( 18 บู ac − 1 ) เนื่องจากมีการปรับปรุงทั้งในพืชพันธุกรรมและปฏิบัติ - การจัดการทาง tices ( duvick และ cassman 1999 ; cassman ลิสก้าและ 2007 ) ตัวอย่างเช่น การใส่ปุ๋ยไนโตรเจน EF - จึงเพิ่มประสิทธิภาพ ซึ่งเป็นผลผลิตจากไนโตรเจนที่ใช้มีเพิ่มขึ้น 36 % ตั้งแต่ปี 1980 ( cassman et al . 2002 )