Miskantus je kultura koja zahtijeva malo održavanja. Jednom uspostavljena, može se žeti godišnje više od 20 godina. Kako ne treba puno gnojiva ili pesticida, ima mali utjecaj na okoliš i prikladna je za izazovna zemljišta.
"Posvetiti polje kulturi poput miskantusa zahtijeva promjenu načina razmišljanja kod poljoprivrednika. Ali ona nudi ekološke prednosti, poput zaštite od erozije, kontrole ispiranja nitrata, održavanja staništa bioraznolikosti i sekvestracije ugljika u tlu," kaže Andreas Kiesel, koordinator projekta GRACE kojeg financira EU.
Miskantus se trenutno uglavnom koristi kao čvrsto gorivo za sagorijevanje, stelja za životinje i malč za vrtove. Ali mogao bi se koristiti i u vrednijim primjenama – uključujući platforme za kemikalije, građevinske materijale i kompozite ojačane prirodnim vlaknima.
Miskantus – Beton
Beton, drugi najkorišteniji materijal na svijetu nakon vode, izaziva ekološke probleme zbog značajnih emisija CO2 tijekom proizvodnje. U svjetlu trenutne rasprave o dušiku, postoji hitna potreba za istraživanjem održivih pristupa cirkularnoj proizvodnji betona. Brojne tvrtke marljivo rade na inovacijama kako bi smanjile emisije CO2 u cijelom lancu opskrbe betonom. Značajno rješenje uključuje uključivanje miskantusa u beton. Kao lagano punilo i zamjena za šljunak, miskantus značajno smanjuje težinu betona, nudeći znatne prednosti u smislu temelja, instalacije i transporta. Ovo rezultira uštedama u troškovima i energiji te rješava ekološke probleme. Miskantusov beton pokazuje izvrsne karakteristike, poput visoke apsorpcije zvuka, izdržljivosti i minimalnih zahtjeva za održavanjem. Njegove primjene obuhvaćaju razne konstrukcije, uključujući barijere za buku, urbani namještaj i biciklističke staze. Osim svojih strukturnih prednosti, vlakno miskantusa posebno je zanimljivo zbog svog statusa obnovljivog sirovinskog materijala, osiguravajući stalnu opskrbu. Nadalje, žetva miskantusa omogućuje potpuno oporavak resursa, eliminirajući otpad. Značajno, miskantusov beton je potpuno reciklirajući, pridonoseći održivijem i cirkularnom građevinskom ekosustavu.
Miskantus – Plastika
Plastika, poput betona, stoji kao sveprisutan materijal globalno, temeljno mijenjajući naše živote od svog nastanka oko 1900. godine. Ova revolucionarna supstanca ima iznimnu svestranost i ekonomičnost u proizvodnji. Međutim, značajan nedostatak proizlazi iz njezine ne-razgradive prirode, što dovodi do stalnog nakupljanja plastičnog otpada i dobro dokumentiranih štetnih ekoloških posljedica. Uključivanje miskantusa u proizvodnju bioplastike donosi dvije ključne prednosti: prvo, eliminira potrebu za naftom u proizvodnji bioplastike, a drugo, inherentna biorazgradivost i kompostabilnost dobivenog materijala. Bioplastika, dobivena iz miskantusa, našla je primjenu u mnogim potrošačkim dobrima, uključujući čaše, tanjure, posude za cvijeće i vješalice za odjeću. Štoviše, služi kao izvrsna alternativa u području materijala za pakiranje hrane. Ovaj inovativni pristup smanjuje ovisnost o neobnovljivim resursima i rješava kritični problem trajnosti plastike u okolišu.
Miskantus – Malč
Miskantus se ističe kao izvrstan izbor za pokrivanje tla u ukrasnim, javnim ili povrtnjacima, nudeći prirodno rješenje za sprječavanje širenja korova i poboljšanje zadržavanja vlage u tlu oko biljaka i grmlja. Ova primjena se pokazuje posebno korisnom jer značajno smanjuje gubitak stelje. Važno je napomenuti da miskantus nakon žetve ne zahtijeva dodatnu obradu kako bi služio kao učinkovit sloj malča. Sloj malča od miskantusa obavlja dvostruku ulogu sprječavajući značajan rast korova na novozasađenim površinama i doprinoseći poboljšanju tla. Obilje vlakana ne utječe negativno na uvjete tla, posebno na pH vrijednosti. Nadalje, aktivno uključivanje života tla s slojem malča miskantusa stvara zdraviju okolinu, što rezultira manjim brojem biljnih bolesti. Svojstva miskantusa, uključujući otpornost na rast parazitskih gljiva, doprinose općem zdravlju biljaka u određenim područjima.
Miskantus – Papir
Industrija papira, odgovorna za oko 7 posto godišnjih globalnih emisija CO2, premašuje zrakoplovstvo po proizvodnji ugljičnog dioksida. Više od polovice proizvedenog papira koristi se za pakiranje, dok se oko trećina koristi za knjige, časopise, novine i razne druge primjene, uključujući toaletni papir. Drvna vlakna, ključna sirovina za proizvodnju papira, potječu od drveća koja se mogu održivo ponovno saditi, čineći ih u suštini neograničenim resursom. Međutim, nedostatak leži u znatnim potrebama za energijom i vodom povezanima s proizvodnjom papira od drveća. Obećavajuća alternativa leži u korištenju vlakana miskantusa, koja predstavljaju održiv način dopunjavanja tradicionalne drvne pulpe. Uključivanjem vlakana miskantusa, moguće je uštedjeti do približno četvrtinu drvne pulpe tradicionalno korištene u procesu proizvodnje papira. Ovo ne samo da rješava ekološki utjecaj proizvodnje papira, već doprinosi i očuvanju resursa.
Miskantus – Bioetanol i PEF
Primjerice, biomasa miskantusa druge generacije, klasificirana kao lignocelulozna neprehrambena biomasa za razliku od biomase prve generacije dobivene od jestivih škrobnih/šećernih usjeva poput kukuruza i žitarica, služi kao vrijedan izvor za proizvodnju bioetanola.
"Kombiniranjem s fermentacijskim plinovima uhvaćenima u ispražnjenim naftnim bušotinama, proizvodnja bioetanola nadoknađuje emisije stakleničkih plinova stvorene tijekom procesa. Dobiveno ugljično negativno biogorivo moglo bi biti korisno za transportne primjene poput zrakoplovstva," objašnjava Kiesel sa Sveučilišta Hohenheim.
Tim sa Sveučilišta Hohenheim također je uspješno demonstrirao proizvodnju platformskog kemijskog spoja HMF iz biomase miskantusa na pilotnoj razini. HMF se može koristiti za proizvodnju PEF-a, biobaziranog polimera koji može zamijeniti fosilni PET. Butanediol i azelaična kiselina korišteni su za proizvodnju biobaziranih polimera koji su biorazgradivi u tlu, čineći ih vrlo relevantnima za poljoprivredu kako bi se prevladala ograničenja recikliranja i izbjeglo onečišćenje mikroplastikom. Kao dokaz koncepta, stvoreni su malč filmovi i posude za sadnju koji se trenutno komercijaliziraju.
"Također smo koristili HMF za proizvodnju smole bez formaldehida, koju smo testirali kao vezivo za ploče od miskantusa. Ova primjena nije bila predviđena i mogla se provesti samo zbog bankrota bivšeg partnera projekta. Tako smo krizu pretvorili u priliku," dodaje Kiesel.
Dodatno, razvijena su dva nova kompozita ojačana vlaknima miskantusa za automobilski sektor.
"Kasnije ove godine, prvi model automobila će imati elemente kontrolne ploče od kompozita s vlaknima miskantusa, što je sjajno postignuće!" napominje Kiesel.
Zaključak
Korištenje biomase miskantusa pokazuje mnogostruke i obećavajuće putove za održiva rješenja u raznim industrijama. Svestranost miskantusa očita je u njegovoj ulozi kao vrijednog resursa za proizvodnju bioetanola, nudeći ugljično negativnu opciju biogoriva koja nadoknađuje emisije stakleničkih plinova. Dodatno, proizvodnja platformskih kemikalija poput HMF-a iz miskantusa pokazuje njegov potencijal kao prekursora za biobazirane polimere, rješavajući potrebu za zamjenom materijala temeljenih na fosilima. Inovativne primjene protežu se na poljoprivredu, gdje biorazgradivi biobazirani polimeri dobiveni iz miskantusa nalaze primjenu u malč filmovima i posudama za sadnju, ublažavajući izazove recikliranja i smanjujući rizik od onečišćenja mikroplastikom. Nadalje, neočekivani razvoj smole bez formaldehida za ploče od miskantusa ilustrira prilagodljivost ove biomase u odgovoru na nove potrebe, pretvarajući izazove u prilike. Usvajanje novih kompozita ojačanih vlaknima miskantusa u automobilskom sektoru, što rezultira uvođenjem elemenata kontrolne ploče u nadolazeće modele automobila, naglašava potencijal materijala da doprinese održivim praksama u proizvodnji. Sveukupno, biomasa miskantusa izrasta kao obnovljiv i svestran resurs, nudeći ekološki prihvatljive alternative za energiju, materijale i poljoprivredu. Kako industrije teže minimiziranju svog ekološkog otiska, raznovrsne primjene miskantusa predstavljaju uvjerljiv slučaj za njegovu integraciju u glavne prakse, doprinoseći održivijoj i ekološki prihvatljivijoj budućnosti.
