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Sweet sorghum in a bioethanol supply chain: effects of different soil and nitrogen management on energy performances and greenhouse gas emissions

Garofalo Pasquale D'Andrea Laura Vonella Alessandro Vittorio Rinaldi Michele Palumbo Angelo Domenico
Articolo Immagine
ISSN:
2038-5625
Rivista:
Italian Journal of Agrometeorology
Anno:
2016
Numero:
2
Fascicolo:
Italian Journal of Agrometeorology N.2/2016
DOI:
10.19199/2016.2.2038-5625.015

L’elevata produzione di biomassa del sorgo zuccherino unito ad una discreta quantità di zucchero, rende questa coltura utilizzabile come risorsa energetica rinnovabile. Comunque, per sfruttare il potenziale del sorgo zuccherino per la filiera del bioetanolo, è necessario massimizzare la prestazione ed efficienza energetica piuttosto che la produttività della coltura. In questo esperimento di campo il sorgo zuccherino è stato coltivato con tre differenti input energetici (HIGH, MID e LOW), modulando le dosi di azoto e le pratiche del suolo. Sebbene la produzione di biomassa sia stata leggermente ridotta nell’input energetico medio e basso (24.87 t ha-1 per la biomassa secca come media) se confrontato con il trattamento ad elevato input energetico (26.15 t ha-1 di biomassa fresca) la prestazione ed efficienza energetica sono risultate fortemente migliorate + 35% per il guadagno energetico netto e + 76% per il rapporto energetico in favore del trattamento LOW confrontato con HIGH). Infine, le emissioni di gas serra (GHG) stimate per la produzione di 1 MJ di energia dall’intera filiera del bioetanolo sono risultate più che dimezzate, confrontando i due trattamenti estremi (20.9 vs 8.1 g MJ-1, rispettivamente per HIGH e LOW). 

Parole chiave: Gas serra; bilancio energetico, efficienza energetica, colture energetiche.

The high biomass production level of sweet sorghum jointly with a good sugar content make this crop suitable as an efficient renewable energy resource. However, to fully explore the potential of sweet sorghum for the bioethanol supply chain, it is necessary to maximize the energy performance and efficiency rather than the productivity of the crop. In this field experiment, the sweet sorghum was cultivated under three different energy input levels (HIGH, MID and LOW), modulating the nitrogen doses and varying the soil management. Although the biomass production was slightly reduced under middle and low energy input (24.87 t ha-1 of dry biomass, as mean) if compared with the highest energy treatment (26.15 t ha-1 of dry biomass), the energy performance and efficiency resulted greatly improved (+ 35% for the net energy gain and + 76% for the energy ratio in favour of LOW compared to HIGH treatment). Finally, the simulated greenhouse gas (GHG) emissions to produce 1 MJ of energy from the whole bioethanol supply chain resulted more than halved when comparing the extreme treatments (20.9 vs 8.1 g MJ-1, in HIGH and LOW, respectively). 

Keywords: Greenhouse gases; energy balance; energy efficiency; energy crops.