评估边缘土地上微藻种植的全球碳捕获和生物能源潜力,利用机器学习来利用机器学习
Minghao Chen1, Yixuan Chen2, Qingtao Zhang3
1School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University, MA, 02138 Cambridge, USA; Department of Civil and Environmental Engineering, Massachusetts Institute of Technology, MA 02139 Cambridge, USA.
The Science of the total environment
|July 11, 2024
概括
在边缘土地上种植微藻提供了巨大的可持续生物能源潜力. 先进的机器学习预测了高生物质产量,产生了重要的生物柴油和二氧化碳封存,这对减缓气候变化至关重要.
科学领域:
- 可持续的生物能源可持续生物能源
- 生物技术是生物技术.
- 气候变化缓解缓解 气候变化缓解
背景情况:
- 微藻类是可持续生物能源生产的重要,尚未开发的资源.
- 利用边缘土地进行耕种可以避免与粮食作物竞争,并节约淡水资源.
- 从1994年至2017年的全球数据集为预测建模提供了坚实的基础.
研究的目的:
- 评估微藻种植在边缘土地上的生物能源的全球潜力.
- 使用机器学习和环境变量预测微藻生物质生产率.
- 评估不同种植方法的生物能源和碳封存潜力.
主要方法:
- 在全球范围内识别和绘制约737万平方公里的适合边缘土地.
- 应用机器学习算法,整合环境数据来预测生物质产量.
- 在光生物反应器 (PBR) 和开放池中对生物质生产率进行比较分析.
主要成果:
- 光生物反应器 (PBR) 的平均每日生物质生产率 (142.81 mgL−1d−1) 比开放池 (122.57 mgL−1d−1)) 高.
- 最佳的PBR条件预计每年99.54千兆的微藻生物质产量,可转换为64.70千兆的生物柴油.
- 种植可以封存182.16千兆的二氧化碳,大大有助于气候变化减缓.
结论:
- 在边缘土地上种植微藻是一种可持续生物能源和碳捕获的可行策略.
- 澳大利亚,哈萨克斯坦,苏丹,巴西,美国和中国显示出大量的生产潜力.
- 可扩展性挑战和投资需求需要进一步关注,以实现广泛采用.
