Energia z kaktusów

Uprawa roślin przystosowanych do nieurodzajnej gleby i niedoboru wody może pomóc w rozwiązaniu problemów energetycznych – informuje pismo Energy & Environmental Science.

Biopaliwa – na przykład bioetanol - wytwarzane są tradycyjnie z roślin dostarczających żywności, takich jak trzcina cukrowa czy kukurydza. Ich uprawa wymaga żyznej ziemi, o którą coraz trudniej. Prowadzi to do kontrowersyjnej konkurencji pomiędzy uprawami dostarczającymi paliwa a zapewniającymi żywność.

 
Brytyjscy naukowcy uważają, że rozwiązaniem mogłyby być rośliny przystosowane do trudnych warunków dzięki tak zwanej fotosyntezie CAM (crassulacean acid metabolism). Metabolizm CAM występuje w przybliżeniu u 6 proc. gatunków roślin wyższych. Kaktusy, agawy czy ananasy są wyjątkowo odporne na suszę – mogą rosnąć na terenach suchych i półsuchych. Te ostatnie stanowią 12 do 18 proc. powierzchni Ziemi i duża ich część nie jest obecnie uprawiana.

 
Rośliny CAM szczególnie skutecznie wykorzystują wodę, a w nocy wychwytują dwutlenek węgla i wykorzystują go do syntezy jabłczanu, dzięki któremu prowadzą fotosyntezę w ciągu dnia. Unikając wymiany gazowej za dnia, ograniczają utratę wody poprzez parowanie z liści, co sprawia, że potrzebują mniej wody na kilogram biomasy niż inne rośliny.

 
Choć rośliny wykorzystujące fotosyntezę CAM są dobrze znane, niemal nie były studiowane, jako potencjalne źródło bioenergii. Nowej analizy dokonali naukowcy z University of Oxford, Tropical Power, Imperial College w Londynie oraz Królewskich Ogrodów Botanicznych w Kew. Ich zdaniem na przykład opuncja figowa (Opuntia ficus-indica) czy wilczomlecz segmentowy (Euphorbia tirucallli) mogą znaleźć zastosowanie przy wytwarzaniu biogazu.

 
Zajmujący się bioenergetyką przedsiębiorca Mike Mason, który kieruje pracami wyjaśnia, że produkcja energii elektrycznej przy wykorzystaniu biogazu jest niezwykle elastyczna – można ją zwiększać lub zmniejszać zależnie od zapotrzebowania. Problemem jest tylko dostępność biomasy i wysoka cena uzyskanego biogazu. Uprawy odpornych na suszę roślin mogłyby to zmienić.

 
Mason ocenia, że wykorzystując 4 do 12 proc. dostępnych terenów półsuchych dałoby się uzyskać rocznie 5 PWh (petawatogodzin) energii elektrycznej – tyle ile z gazu ziemnego. Odpady produkcyjne można wykorzystać jako nawóz i do nawadniania - także roślin uprawianych w celach spożywczych.