La plantación estratégica de pasto perenne en los campos de maíz y soja ayuda a abordar las consecuencias ambientales no deseadas del cultivo de los cultivos en hileras dominantes, incluida la erosión del suelo, la escorrentía de fertilizantes y las emisiones de gases de efecto invernadero.

Pero convertir porciones de tierras agrícolas en praderas tiene que tener sentido financiero para los agricultores, razón por la cual un equipo de investigación dirigido por la ecologista paisajista de la Universidad Estatal de Iowa, Lisa Schulte Moore, ha pasado los últimos seis años estudiando cómo convertir de manera eficiente el pasto cosechado en un lucrativo gas natural renovable..

"Estamos analizando los mercados existentes donde ya existe demanda, utilizamos la infraestructura existente para reducir los costos de la transición energética y crear ganancias en múltiples categorías. Queremos ganancias para los agricultores, ganancias para las empresas, ganancias para los municipios y ganancias para la sociedad." dijo Schulte Moore, profesor de ecología y gestión de recursos naturales y director del Consorcio para el Cultivo de Empresas Humanas y Naturalmente ReGenerativas (C-CHANGE).

"Podemos tener grandes conversaciones sobre lo que podría suceder, pero a menos que beneficie a todos en estas cadenas de suministro, no sucederá".

Un par de artículos publicados recientemente por el grupo de investigación de Schulte-Moore modelaron la viabilidad económica de la producción de pasto a gas en diferentes entornos y desde diversas perspectivas, análisis que ayuda a desarrollar el potencial de ganar-ganar del sistema.

"Reemplazar el gas natural con recursos que revitalicenagricultura sostenible"Tenemos que poder cuantificar cuánta energía podemos producir y demostrar que puede ser rentable y respetuosa con el medio ambiente", afirmó el profesor asociado de ingeniería mecánica Mark Mba-Wright, coautor de los estudios.

Escenarios basados ​​en la ciudad

La investigación en curso se centra en optimizar y ampliar el uso de digestores anaeróbicos.El biogás se libera endigestión anaeróbica, el proceso natural de biodegradación de la materia orgánica sin oxígeno.El biogás, capturado en digestores similares a tanques, se puede procesar para convertirlo en un combustible que se cambia fácilmente por gas natural derivado del petróleo.También puede alimentar generadores eléctricos y producir fertilizantes.

en unestudiarpublicado enInvestigación en bioenergía, los investigadores del estado de Iowa modelaron cómo una red de digestores en Ames y sus alrededores podría satisfacer las demandas de calor y energía de la ciudad.El estiércol de ganado, los subproductos de los biocombustibles, los desechos de alimentos y las aguas residuales se unirían a la biomasa herbácea como materia prima para hasta 10 digestores.La ubicación, el tamaño y la cantidad de instalaciones dependían de si la red estaba diseñada principalmente para producir gas natural o energía.

El análisis encontró que el gas natural renovable era el enfoque más práctico desde el punto de vista económico, con un costo nivelado aproximadamente el doble del precio promedio histórico del gas natural tradicional.Los incentivos que apoyen la producción de energía limpia podrían proporcionar un impulso para que los precios sean competitivos.De todos modos, ver cómo funcionarían las cadenas de suministro de digestores para satisfacer las necesidades municipales ayuda a los líderes de la ciudad a visualizar posibilidades, dijo Mba-Wright.

"Queríamos considerar la estacionalidad de la oferta y la demanda durante un año para darle a un alcalde, por ejemplo, escenarios para analizar y elaborar estrategias", dijo.

Los investigadores han discutido la digestión anaeróbica con funcionarios municipales de aguas residuales en varias ciudades de Iowa y, en general, han sentido curiosidad, dijo Schulte Moore, codirector del Instituto de Bioeconomía y becario MacArthur 2021.

"Su necesidad inmediata es brindar un servicio a sus clientes las 24 horas del día, los 7 días de la semana. Pero trabajan con horizontes de planificación de 15 a 30 años, por lo que también están pensando en el futuro", afirmó.

Una hoja de ruta del pasto al gas

Otro estudio, publicado enBioenergía GCB, modelaron el impacto económico y ambiental de dos digestores hipotéticos que procesan biomasa herbácea en la cuenca del Grand River en el noroeste de Missouri y el suroeste de Iowa.

Según el análisis de los investigadores, durante su vida útil prevista de 20 años, los digestores producirían una ganancia combinada de más de 400 millones de dólares en las mejores condiciones.Los 45 millones de gigajulios de gas natural renovable creados en dos décadas equivalen a unos 12.500 milloneskilovatios horaâtendría unhuella de carbonoUn 83% inferior al gas natural derivado de combustibles fósiles.También se prevé que las emisiones sean más bajas que las del etanol a base de maíz o el biodiesel a base de soja.

La mayoría de los digestores anaeróbicos existentes que producen gas natural renovable funcionan con estiércol lechero, por lo que es esencial determinar cómo funcionarían con una dieta de pasto, dijo Mba-Wright.

"Esto es poner los puntos sobre las íes y cruzar las íes para confirmar que los beneficios son los que esperábamos. Estamos proporcionando una hoja de ruta para ayudar a construir infraestructura, lo que a su vez reducirá los costos futuros", dijo.

Los escenarios rentables examinados en el estudio se basan en programas de créditos de carbono existentes, incluido el Estándar de combustible bajo en carbono de California y el Estándar federal de combustible renovable.Los resultados más valiosos también requieren la restauración de pastos y praderas de alto rendimiento en algunas de las tierras agrícolas menos productivas.

Los investigadores intentaron ser lo más realistas posible en ambos estudios, teniendo en cuenta todos los costos conocidos, incluidos los gastos de capital.Pero serán aún más precisos en los próximos años, a medida que los métodos mejoren y lleguen nuevos resultados de investigación, dijo Schulte Moore.

"En el futuro, perfeccionaremos nuestros modelos incorporando datos que nuestros equipos de investigación han recopilado aquí en Iowa", dijo.