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Cultura e crescita

Il fabbisogno energetico della coltivazione della canapa

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La canapa come risorsa energetica

La pianta di canapa è robusta e cresce senza molto intervento umano, e la cannabis coltivata commercialmente viene solitamente coltivata in serre ad alta intensità energetica e controllate dall'ambiente. L'enorme fabbisogno di elettricità della produzione di cannabis commerciale pone enormi richieste alle reti elettriche, e le utility sono a corto di manodopera e capitale per aggiornamenti costosi per soddisfare il bisogno sempre crescente di energia elettrica.

Le fonti di energia alternative dovrebbero essere considerate da qualsiasi produttore

Mentre non vi è dubbio che la canapa è stata usata come fonte di energia per secoli, le attuali discussioni si concentrano sul suo potenziale come coltura energetica. Per capire questa situazione, è necessario innanzitutto considerare le sfide tecniche dell'utilizzo della canapa come risorsa energetica, e quindi dare un'occhiata più da vicino alle sue applicazioni e al suo significato economico.

Praticamente qualsiasi pianta o sostanza organica (biomassa) può essere convertita in combustibile. I combustibili derivati ​​da materiali vegetali sono noti come biocarburanti. Uno studio dell'Università delle Hawaii riportato in 1990 che la gassificazione della biomassa potrebbe fornire fino al 90% del fabbisogno energetico di quello Stato. I biocarburanti presentano numerosi vantaggi critici rispetto ai combustibili fossili:

Le piante non contengono quasi zolfo o una quantità di altri contaminanti comunemente presenti nell'olio che causano inquinamento atmosferico quando vengono bruciati come combustibile. Lo zolfo è un componente importante delle piogge acide.

Le colture agricole possono essere convertite in carburante. Ciò rende l'energia più accessibile, crea posti di lavoro comunitari e aiuta a rafforzare l'indipendenza e l'autonomia economica della regione.

Le piante usano un processo chimico chiamato fotosintesi per convertire acqua e anidride carbonica (CO2) in carboidrati e ossigeno. Poiché CO2 è prodotto dalla combustione del carburante, la produzione di biomassa ricicla essenzialmente questo gas, la principale causa del riscaldamento globale, in una fonte di carburante e quindi pulisce l'atmosfera.

La raccolta delle piante non richiede miniere, miniere a cielo aperto o perforazioni e non causerà fuoriuscite di petrolio, quindi la produzione di biomassa è migliore per l'ambiente.
Le colture agricole annuali sono fonti di energia sostenibili; essi vengono rinnovati o rinnovati ogni anno da una nuova coltura, piuttosto che essere regolarmente drenati o esauriti, così come i combustibili fossili.

I rifiuti agricoli, industriali e municipali possono essere utilizzati come materie prime per il carburante, riducendo i rifiuti solidi che altrimenti costituirebbero un problema di smaltimento.

Il lato negativo dei biocarburanti:

Le colture annuali vengono raccolte stagionalmente piuttosto che durante tutto l'anno. La biomassa è relativamente ingombrante, che richiede compattazione e aumenta i costi di stoccaggio e spedizione. Un capitale considerevole dovrebbe essere investito nello sviluppo di impianti di pirolisi e incenerimento. Le piante hanno bisogno di ulteriori lavorazioni per essere concentrate come combustibili fossili.

Nel complesso, i benefici del biocarburante superano di gran lunga i suoi svantaggi. E una volta che la materia prima è stata convertita in combustibile, si integra perfettamente nell'infrastruttura esistente di distribuzione e utilizzo: camion cisterna, vagoni merci, oleodotti, impianti di stoccaggio e così via. Col passare del tempo, l'industria energetica si rende conto sempre più che la biomassa non è solo un'opzione, è il futuro.

La biomassa può essere trasformata in un'ampia varietà di combustibili liquidi, solidi e gassosi, che a loro volta possono essere utilizzati per produrre elettricità. Un aspetto che rende particolarmente interessante la biomassa è che la tecnologia necessaria esiste già. L'infrastruttura esistente può elaborare, immagazzinare e trasportare i biocarburanti con un adattamento o una modifica relativamente ridotti.
La dipendenza dai biocarburanti produce in realtà un significativo guadagno economico da un punto di vista ecologico, dal momento che l'esplorazione, la perforazione, l'estrazione, la lavorazione e il trasporto di combustibili fossili sono stati tutti eliminati e il prodotto finale è un combustibile che brucia pulito. La ragione principale per cui i combustibili fossili sembrano avere un vantaggio di prezzo è che il costo della riparazione del danno ambientale viene ignorato. Perché? perché i produttori di energia petrolchimica sanno che è proibitivamente costoso ripulire dopo di loro e che i loro alleati governativi li lasciano semplicemente andare via.

Mentre i contribuenti apprendono di più sull'assistenza sociale per le compagnie energetiche multinazionali, chiedono al governo di ridurre o eliminare tali sussidi. L'effetto combinato di questi cambiamenti si tradurrà in una concorrenza più equa, con maggiori incentivi economici e ambientali per il passaggio ai biocarburanti. E questo non tiene nemmeno conto del risparmio nell'assistenza sanitaria derivante dal vivere in un ambiente più pulito.
La ricerca sul potenziale utilizzo degli enzimi per estrarre l'idrogeno dai carboidrati vegetali promette un combustibile molto pulito (quando l'idrogeno brucia, il suo unico sottoprodotto è H2O: acqua!), Ma il processo è costoso e l'infrastruttura tecnica per utilizzare in modo efficiente l'idrogeno non è ancora pronta per la produzione di massa. Fino a quando questo ostacolo è

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Canapa svizzera infusa

Diamo un'occhiata a diverse fonti di energia alternative complementari

La batteria di canapa

Nonostante la recente mania, la tecnologia delle celle a combustibile è un'alternativa improbabile per i coltivatori di cannabis a causa del suo costo iniziale astronomico, vita breve e alto livello di esperienza richiesto per il suo funzionamento e manutenzione. . Tuttavia, gli scienziati sono riusciti a produrre dai super-condensatori della pianta di canapa, che rappresentano una componente estremamente importante per la generazione futura di energie alternative, come la pila di canapa - Hanno una grande capacità e possono essere ricaricati molto velocemente ...

Energia solare ed eolica

L'energia solare è ancora relativamente costosa per kilowatt; un numero considerevole di pannelli e accumulatori è necessario per produrre livelli energetici significativi. Inoltre, gli utenti devono investire in un grande parco immobiliare e fare affidamento sulla cooperazione di Madre Natura. Anche l'energia eolica è inclusa in questa categoria. Mentre geograficamente sani, l'energia solare ed eolica sono valide opzioni per integrare il fabbisogno di energia elettrica quando vengono usati insieme ai generatori.

Generatori diesel o
GN / GPL

Nonostante l'elevato prezzo del carburante, i generatori diesel sono una fonte di energia comprovata a causa della loro affidabilità e longevità. Fintanto che sono mantenuti correttamente, possono essere utilizzati in media 3 5 anni consecutivi prima di richiedere una revisione.

Con costi di carburante inferiori, i generatori NG / GPL sono di gran lunga le fonti energetiche autonome più utilizzate nell'industria della cannabis. Queste macchine sono generalmente più efficienti dal punto di vista elettrico e termico rispetto ai generatori diesel e sono le emissioni delle opzioni dei generatori più rispettose dell'ambiente. Possono anche essere combinati con apparecchiature di recupero del calore per creare impianti di cogenerazione che consentano ai produttori di catturare il calore di scarico e offrire metodi di riscaldamento e raffreddamento a basso costo attraverso l'uso di refrigeratori di calore. assorbimento. Infatti, il calore e la potenza combinati (cogenerazione) rappresentano una soluzione energetica ideale per le applicazioni indoor e in serra: non solo riducono i costi operativi complessivi, ma sono anche più rispettosi dell'ambiente. catturare la maggior parte delle emissioni e quindi ridurre CO2, NOx e altri gas nell'atmosfera.

biogas

La produzione di biogas dalla canapa potrebbe competere con la produzione di mais, specialmente nei climi freddi come il nord Europa e il Canada. La produzione di etanolo è possibile da tutta la pianta e il biodiesel può essere prodotto da olio di semi di canapa pressato. È stato dimostrato che la produzione di biodiesel da olio di semi di canapa ha un impatto ambientale molto inferiore rispetto al diesel fossile.

Produzione di canapa come energia rinnovabile

La bioenergia è attualmente la fonte di energia rinnovabile in più rapida crescita. La produzione di "colture energetiche" su terreni coltivabili può ridurre la dipendenza dall'esaurimento delle risorse fossili e mitigare i cambiamenti climatici.

Tuttavia, alcune colture di biocarburanti hanno effetti ambientali negativi: consumano troppa acqua e creano più emissioni di quelle che risparmiano.

La produzione sostenibile di bioenergia non è facile e sarà necessaria una varietà di colture. La canapa industriale non è il raccolto energetico per eccellenza. Tuttavia, se coltivata su un terreno buono con una buona fertilizzazione, la canapa può certamente essere una coltura rispettosa dell'ambiente per la produzione di bioenergia e per altri usi industriali.

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Il risultato è una richiesta di colture energetiche ad alta efficienza e basso impatto ambientale. Questo è ciò che si dice sulla canapa industriale.

Usi energetici su larga scala della canapa

Da molto tempo ormai, gli appassionati hanno promosso l'uso della canapa industriale per la produzione di bioenergia. Con la sua capacità di biomassa potenzialmente elevata e la sua capacità di integrarsi nelle rotazioni delle colture esistenti, la canapa potrebbe non solo integrare, ma anche arricchire le altre colture energetiche disponibili.

Come coltura, la canapa ha una buona resistenza alla siccità e ai parassiti, un apparato radicale ben sviluppato che resiste all'erosione del suolo e un fabbisogno idrico molto inferiore rispetto ad altre colture come il cotone. . La canapa è quindi una fibra molto versatile che è particolarmente unica perché contiene un'alta percentuale di componenti utili di olio e biomassa.

In effetti, i benefici ambientali della canapa sono stati molto apprezzati, perché la coltivazione della canapa richiede quantità molto limitate di pesticidi. Pochi insetti sono noti nelle colture di canapa e le malattie fungine sono rare.

Poiché le piante di canapa ombreggiano rapidamente il terreno dopo la semina, possono sbarazzarsi delle erbacce, un tratto interessante soprattutto per gli agricoltori biologici.

Quindi, come con qualsiasi altra coltura, sono necessarie buone pratiche agricole per coltivare bene la canapa.

Essendo un raccolto annuale, la canapa funziona molto bene nelle rotazioni delle colture. Può essere utilizzato come coltura frangivento, riducendo la presenza di parassiti, in particolare nella produzione di cereali. Gli agricoltori interessati alla produzione di colture energetiche sono spesso riluttanti a collegare i campi alla produzione di colture energetiche perenni come il salice. A causa dell'elevata tolleranza autonoma della canapa, la coltivazione da due a tre anni nello stesso campo non porta a perdite significative nella produzione di biomassa.

Indoor VS Outdoor

La coltivazione della cannabis richiede una grande quantità di energia, specialmente per la produzione domestica di questa pianta. Ad esempio, i livelli di illuminazione di un'installazione interna tipica corrispondono a quelli di una sala operatoria, che è 500 volte superiore a quanto raccomandato per leggere un libro ...

Inoltre, queste installazioni interne richiedono un ricambio d'aria costante 24h / 24, che richiede una notevole quantità di energia.

Altri usi specifici dell'energia includono:

  • Illuminazione ad alta intensità
  • Deumidificazione per eliminare il vapore acqueo e prevenire la formazione di muffe
  • Riscaldamento dei locali
  • Raffreddamento dei locali
  • Preriscaldare l'acqua di irrigazione
  • Generazione di CO2 attraverso la combustione di combustibili fossili
  • Ventilazione e aria condizionata per eliminare il calore disperso

I coltivatori di cannabis hanno due scelte: autofinanziare costosi aggiornamenti o costruire le proprie micro-reti.

I ricercatori ritengono che spostare la produzione di cannabis verso l'esterno potrebbe migliorare significativamente gli impatti ambientali associati a questi processi. Una volta che questo cambiamento si è verificato, possiamo considerare di trasformare la cannabis o la canapa in una fonte di energia potenziale.

Convertire la canapa in carburante

Quasi tutti i tipi di piante o materia organica possono essere convertiti in combustibili, ei benefici di questi combustibili alternativi rispetto ai combustibili fossili sono enormi. Ecco alcuni vantaggi:

  • Le piante contengono pochi o nessun composto di zolfo o altri contaminanti che si trovano comunemente nella benzina. Questi contaminanti sono associati all'inquinamento atmosferico e alla successiva promozione delle piogge acide.
  • La fotosintesi è il processo attraverso il quale le piante convertono acqua e anidride carbonica (CO 2 ) in carboidrati e ossigeno. La produzione di biomasse ricicla CO 2 Il principale contributo al riscaldamento globale, nella fonte di combustibile, che è anche vantaggioso per l'ambiente.
  • Nessuna operazione, estrazione nudo o perforazione è necessario per raccogliere le piante, in confronto con i metodi utilizzati per l'estrazione dell'olio.

Prima di produrre energia dai residui, è sicuramente più ecologico utilizzare fibre, oli o altri composti di canapa. Anche l'energia contenuta nei prodotti fibrosi può essere utilizzata quando i prodotti diventano rifiuti.

Il riciclo dei nutrienti delle piante nel campo, come i residui di biogas, può aiutare a ridurre le emissioni di gas serra prodotte dalla produzione agricola.

tag: biotecnologiacanapaambiente