Usred pregrade Minnesote nalazi se Madelia, grad s nešto više od 2300 ljudi koji je sa svih strana okružen kilometrima smeđeg tla, obrađen u uredne redove. Kad biste tamo letjeli zrakoplovom, Madelia bi izgledala poput gumba, ušivenog u sredinu patchwork pokrivača - svaka je farma podijeljena na polja u obliku kvadrata i krugova, obrubljena blijedožutim šljunčanim cestama i uskim trakama svijetlo zelene trave koji rastu uz potoke i odvodne jarke.
Kad stanovnici gradića poput Madelije razmišljaju o energetskoj budućnosti, rješenja koja izlaze nisu iznenađujuće usredotočena na zemlju i na što može rasti. Na Madeliji, međutim, ta rješenja izgledaju malo drugačije od onoga što biste mogli očekivati. Kad Madelijci zamišljaju budućnost energetike, ne vide prerije natopljene velikim rafinerijama u etanolu, gdje kukuruz koji uzgajaju stotine poljoprivrednika prerađuje u gorivo koje će se prodavati širom Sjedinjenih Država. Umjesto toga, oni razmišljaju o nečem mnogo lokalnom. Madelia je mali grad s velikim planom za proizvodnju goriva izrađenog od lokalnih materijala za lokalna tržišta. Od autohtonih trava koje lako rastu u prerijskom tlu do ostataka kljunova i komada iz obližnje tvornice konzerviranja pilića, sve što može rasti u krugu od 25 kilometara grada je fer igra.
Zašto bi općenito konzervativni grad, naseljen velikim brojem poljoprivrednih obiteljskih obitelji, želio uložiti pristojnu količinu vremena i novca u vrhunsku alternativnu energiju? Kad sam putovao Madelijom, trčao sam glavom u razlog prije nego što sam uopće stigao do grada. Moj trenutak prosvjetljenja dogodio se nekoliko milja izvan gradskih granica, na uskom crnom vrhu magistrale 60, kada sam se približio blizu svog automobila u jarak.
Vjetar je započeo dan pun buke, a popodne je bilo poprilično bijesno, dok otvorena, prazna polja koja su okruživala autocestu nisu nudila ništa za usporavanje vjetra. To samo po sebi ne bi bio veliki problem. Odrastao sam u Kanzasu i znam kako upravljati automobilom kroz vjetrenjaču. Pitanje je bilo ono što sam mogao vidjeti preda mnom - ili bolje rečeno ono što nisam mogao vidjeti. Niotkuda se sivi oblak uzdigao da lebdi nad autocestom, gutajući poluteretine i prebacujući ih u setove onesposobljenih stražnjih svjetala. Imao sam jedva dovoljno vremena da shvatim da ne gledam maglu prije nego što sam se uvukao u gužvu.
Sunce je nestalo. Šljunak je pingnuo o prozore automobila. Nisam mogao vidjeti ništa što nije umjetno osvijetljeno. U panici sam upalio prednja svjetla tek kad sam istjerao drugu stranu mršave izmaglice, natrag u normalan, vjetrovit proljetni dan. "Oblak" je bio načinjen od prljavštine, a kilometar ili približno uz vrh, još jedna siva vrpca protezala se preko horizonta. Prošao sam kroz tri ili četiri ova oblaka prašine prije nego što sam stigao na izlaz za Madeliju.
Ni u gradu prašina nije bila lako ispražnjena. Parkirao sam automobil u centru grada, ispod tende kina kina, i izašao u zrak toliko teksturiran da ste ga gotovo mogli zaviriti. Mrlje prašine zaglavile su se u mojem sunčanom bloku. Kad sam otvorio usta, ušao je griz.
Putovao sam u Madeliju kako bih se upoznao s Lindom Meschke, ženom koja je postala pokretačka snaga modela Madelia, i ostavila sam svoju kuću obučenu za tu priliku, odjenuvši uredno poslovno odjeću mladog novinara. Ti oblaci prašine srušili su me. U vrijeme dok sam prošetao dva bloka kroz Madelie, koža mi je postala ružičasta, a kosa mi je vijugavo crvena vijka zalijepljena na sloj prljavštine. Meschkeu se činilo da ne smeta mom tužnom stanju. Umjesto toga, samo je kimnula glavom i rekla: "Danas je malo vjetrovito."
U tom trenutku još uvijek nisam sasvim razumio što sam vidio. Oblaci prašine poput ove, znao sam, bili su povezani s erozijom tla, ali tek kad sam razgovarao s Meschkeom, uspio sam povezati točke između prašine u kosi i ciljeva modela Madelia.
Rano sam u svojem istraživanju otkrio da su ljudi skloni opisivati Meschke-mozak prvo. "Ona stvarno zna svoje stvari", rekli bi mi. "Ona je vrlo, vrlo pametna žena." Izgledalo je pomalo od straha prema njoj i pomalo zastrašeno, kao da je sila prirode - suprotno od tornada, puhala je kroz grad, ostavljajući sve urednije nego oni to je bilo prije. Iz rabljenih priča očekivao bih da upoznam velikog, mesinganog Delta Burkea od jedne dame. Umjesto toga, ispostavilo se da je Meschke imao miran, privlačan odnos dobrog farmera ol 'gal, s kojim je bila već 25 godina. Bila je teška, s kratkom smeđom kosom, a njezina košulja s tropskim printom bila je najglasnija stvar u njoj, ali ona zaista zna kako obaviti posao - bez obzira o kojem se poslu radi. Bivša županijska inspektorka za poljoprivredu uključila se u pitanja kakvoće ruralnih voda 1988. U roku od deset godina potpuno je prenovila način na koji županije oko Madelije rade na zaštiti voda. Prije Meschkea, županijski vodni programi bili su vrlo odvojeni jedan od drugog, čak i ako dijele isti sliv. Pokrenula je program koji je sustav rijeke Blue Earth tretirao kao jedan od najprljavijih plovnih puteva u Minnesoti kao jedinstvenu jedinicu, pomažući idejama i novcu da pređu županijske linije. Pristup velikih slika doveo je do smanjenja onečišćenja od 9 posto do 2001. godine.
Kadencija Meschkeovog glasa plijenila je duž nje, ali ruke su joj bile nemirne - lebdjela je sa sobom, crtajući male krugove na svojoj bilježnici. Bavila se sitnim, promišljenim detaljima kojima su ostvareni projekti javnih radova - dosadne stvari za koje je u osnovi izmišljena birokracija. Pa ipak, govorila je jezikom i raskalašima o izbacivanju starih načina i rizikujući nove ideje. Upravo je ovaj dio Meschkeove ličnosti doveo do toga da lokalnu energiju vidi kao rješenje, i za probleme kvalitete vode s kojima se borila desetljećima i za prijetnju erozije tla - što je stvorilo olujne prašine koje su zapljusnuo moj put na Madeliju. Meschke je mislio da bi lokalna energija mogla riješiti oba ova pitanja, jer bi poljoprivrednicima mogla pružiti mogućnost plaćanja za uzgoj nečega osim kukuruza.
Nemojte pogriješiti, model Madelia govori o biogorivu, ali ne i o etanolu. U ovom dijelu zemlje treba manje kukuruza, a ne više, rekao mi je Meschke. Trenutno su kukuruz i, u manjoj mjeri, soja gotovo jedini usjevi koji se uzgajaju. Kukuruz zauzima više od 45 posto svih raspoloživih poljoprivrednih površina u južnoj Minnesoti, kao i u dijelovima Nebraske, Indiane i Illinoisa - i to gotovo svaki kvadratni centimetar Iowe. U tim istim područjima, ovisno o županiji, soja se kreće od 15 do više od 45 posto poljoprivrednog zemljišta.
Izvana se ovaj sustav može činiti pomalo nelogičnim, ali to je jednostavno specijalizacija. Ne razlikuje se od tvornice koja izrađuje samo cipele umjesto ormara punog različitih odjevnih proizvoda. Lakše je postati stručnjak za dvije kulture, a ne za 20, a možete uzgajati više za manje početnog ulaganja. Također, iskreno, kukuruz i soja se isplaćuju. Velika je potražnja za industrijom onih biljaka kojima se brokoli ne može podudarati. Kada potražnja opada, postoje i obilne subvencije kojima se jamči da poljoprivrednici ostvaruju barem određenu cijenu za svoje usjeve, a državnim novcem dolazi do slabljenja tržišta.
Loša strana je da ove dvije kulture, posebno kukuruz, nisu toliko dobre za kvalitetu tla i vode kao za bankovne račune poljoprivrednika. Kukuruz je pohlepna biljka kojoj je potrebna rast iznenađujuće količine pažnje. Uglavnom, za kukuruz treba gnojivo i puno ga ima. Godine 2007. američki farmeri kukuruza koristili su više od 5 milijuna tona dušičnog gnojiva. Ipak, iako kukuruz može imati velik apetit za biljnom hranom, to je jednako efikasnost u "prehrani" kao i dijete s posudom špageta. Znate da će dijete završiti s toliko hrane koliko pojede, a na kukuruznom polju često će se trošiti samo polovica gnojiva koje se hrani. Ostatak sjedi na tlu sve dok ga kiša ili navodnjavanje ne isprati u najbliži potok.
Kukuruz raste u urednim malim redovima - ispod njih urednim korijenovim sustavima. Krajem svibnja kukuruzno polje još je more prljavštine, posuto zelenim izdancima koji nisu mnogo veći od vašeg prosječnog gomile bosiljka. Kad vjetar počne puhati, taj podlog tla ne pruža šansu. Od zore u 19. stoljeću uzgoja kukuruza nestalo je oko osam okomitih centimetara Iowe. Za ljude koji zarađuju za život na onom što mogu uzgajati u površinskom tlu to je vrlo, vrlo loše. Dugoročna profesionalna opasnost za poljoprivrednike na Srednjem zapadu nije jasnija od one koja sa svoje kože, kose i zuba uzima čestice vrijednog gornjeg tla. Prašinske oluje kroz koje sam prolazio na putu u Madeliju bile su proizvod uzgoja kukuruza. Moj automobil je zadivljen u izgubljenu budućnost američke poljoprivrede.
Meschke je mislila da je pronašla ključ za spašavanje američkih prerijskih poljoprivrednih površina: Treći usjevi. To je bio njen izraz za, u osnovi, sve što nije kukuruz ili soja. Bilo je dodatnih kredita, ako je domaće i višegodišnje. Njena ideja nije bila jedinstvena. Neki poljoprivrednici već koriste sustav Trećeg usjeva rotiranjem polja prvo kukuruza, soje drugo, lucerke ili sijena treće, što pomaže održavanju tla zdravim i smanjuje potrebu za gnojivom. Ipak Meschke je to želio ponijeti dalje. Prvo, ona je promicala sadnju šireg spektra Trećih usjeva. Kada se u jednoj regiji uzgaja puno različitih biljaka, postaje manje Club Med za štetočine specifične za vrste, što znači smanjenu potrebu poljoprivrednika za kupnjom skupih pesticida. Meschke je također želio da poljoprivrednici stavljaju Treće usjeve na neko zemljište puno radno vrijeme, a ne samo u rasporedu rotacije. Zemljište s nedostatnim hranjivim tvarima, zemlja koja je nagnuta ili ima puno labavog gornjeg tla, i zemlja koja sjedi uz potoke i odvodne jarke mogla bi imati koristi od gustih, korijenskih sustava koji zadržavaju vodu i tla višegodišnjih biljaka.
Problem sa Meschkeom bio je u tome kako učiniti treće usjeve dovoljno profitabilnima da ih poljoprivrednici zapravo žele uzgajati. Trajnice koje su urođene u preriji Minnesote - uglavnom razne vrste visokih trava - prilično su jeftine za uzgoj i ekološki su prihvatljive, jer ne trebaju mnogo gnojiva ili navodnjavanja, ali također ne vrijede mnogo. Tu je Meschkeovo zanimanje za kvalitetu vode i zdravlje tla uklopilo u njezino zanimanje za lokalnu energiju. Za uzgoj gornjeg tla ili za čišćenje zagađenog toka, nema baš novca za uzgoj trećih usjeva. U međuvremenu, velika proizvodnja biogoriva - što trenutno znači etanol kukuruza - samo pridonosi tim ekološkim problemima. Možete uzgajati domaće trave i pretvoriti ih u gorivo. Tehnologija već postoji. U stvari, postoji mnogo različitih načina za obavljanje posla. Problem je u tome što do sada nitko nije uspio u velikoj mjeri učiniti financijski održivom nijednu od ovih metoda - vrstu sustava koji bi velikim kompanijama na Srednjem zapadu omogućio proizvodnju bačvi i bačvi goriva za uporabu u cijeloj zemlji. Za većinu ljudi to znači da biogorivo bez kukuruza jednostavno još nije spremno za stvarni svijet. S druge strane, Linda Meschke pogledala je isti problem i upitala: "Zašto bi se ljudi na Madeliji brinuli ima li Florida dovoljno energije?"
Mala rafinerija koja bi mogla platiti poljoprivrednicima za treće usjeve, stvoriti neka radna mjesta za ne-poljoprivrednike i proizvesti dovoljno goriva za prodaju u ovoj maloj regiji Minnesote učinila bi trik, mislio je Meschke. Pogotovo ako su cijene benzina nastavile rasti. Ako to ne bi bilo održivo, rekla je, još biste mogli otići manje. Čak bi i prilika da zarade gorivo za vlastitu upotrebu - šansa za uštedu novca, a ne zarađivanje - mogla biti dovoljna da se barem nekoliko poljoprivrednika uzgaja trećim usjevima. Meschke podržava lokalnu energiju, jer se čini da djeluje prerijansko biogorivo iz trave i zato što upravo sada nudi najbolje mogućnosti za pokretanje modela Madelia.
Ipak nije bez rizika. Farme koje okružuju Madeliju velike su i orijentirane na robu, a nisu dom butičnih kupusa. To ne znači da su korporativni monolozi. Ove farme su obiteljsko vlasništvo obitelji koje su generacijama živjele u regiji. Naravno, mogu uzgajati samo kukuruz. Tijekom desetljeća možda su apsorbirali površine koje su nekada posjedovale mnogo brojnije gomile manjih poljoprivrednih gospodarstava, ali poljoprivreda je i dalje obiteljska tvrtka i obiteljsko poduzeće pod velikim rizikom. Trebalo bi tri ili četiri godine, rekao mi je Meschke, da dobijem višegodišnji treći usjev, poput prerijske trave, koji je osnovan i spreman za svoju prvu žetvu. Ako se tržište trava nije uspjelo realizirati, poljoprivrednici bi ostali s vrlo lijepim poljem i velikim dijelom duga.
S druge strane, ako bi manekenski model uspio izvan svačijih najluđih snova - ako bi Madelia i regija oko nje postali samodovoljni gorivom - drastično bi promijenili živote ljudi koji su ovdje živjeli. Uspjeh bi promijenio lokalnu poljoprivredu. Postojao bi gospodarski pritisak za početak uzgoja novih usjeva koji su imali različite potrebe i različite cikluse rasta. Uspjeh bi promijenio život na Madeliji. Bilo bi novih radnih mjesta, novih poduzeća i više potrošačkih izbora. Madelia bi također bila najprometniji grad, s novim stanovnicima koji bi se možda malo bolje snašli. Mijenjaju se, poput kravljih pita. Kako će se to dogoditi ovdje puno će ovisiti o tome je li se prosječan Madelijanin uključio u oblikovanje budućnosti svoje zajednice. Njihova šutnja o tom pitanju je zaglušujuća.
Svakog četvrtog petka u 15 sati, rekao mi je Meschke, grad održava otvoreni sastanak osmišljen kako bi okupio planere Madelia Model i javnost. To je plemenit plan i uglavnom teoretski. Sastanci se događaju, ali nikad se ne javlja desetak ljudi.
Tijekom našeg intervjua, Meschke je apatično govorio o slaboj građanskoj uključenosti. To je nije iznenadilo. Nije ju brinulo. Stekao sam dojam da, ako ona nije pokretačka snaga modela Madelia, pa je samim tim zainteresiran, Meschke može preskočiti sastanke. Uz svu njezinu očaravajuću sigurnost, nije krila iluzije o tome kako raste mostarska trava. Većina ljudi, rekla je, samo je bila zauzeta svojim svakodnevnim životom. Zainteresirali bi se, ali tek kad im je Madelia Model napokon poklonio nešto opipljivo što bi ih moglo zanimati. "Sad, što imamo što ponuditi?"
Mogla sam vidjeti njezinu poantu. Farmeri koje sam poznavao rijetko su dobro reagirali možda / možda / jednog dana. Ili nešto učinite i dajte nam prodajnu točku kada je spremna za rad, ili ne učinite ništa, i šutite za to. (Yoda bi bio sjajan farmer.) "Imamo potpisan zbor", rekao je Meschke. "A mi imamo zajedničku skupinu koja promatra da vidimo što će se dogoditi dalje."
Prošle jeseni Madelijci su napokon morali vidjeti neke akcije. Ironično, njihov prvi pogled na budućnost izgledao je grozno poput prošlosti. Istraživači sa Sveučilišta u Minnesoti odvezli su se kamionom iz St. Paula do farme oko Madelije. Iza nje, na prikolici ne većoj od malog kampera, vukli su sustav koji bi mogao pretvoriti bilo kakvu biljnu ili životinjsku građu u gorivo. Tehnologija je bila nova, ali koncept iza nje star je više od jednog stoljeća.
Počevši u 19. stoljeću, glodalice su putovale od farme do farme tijekom žetve. Mehanički sustav za odvajanje žita od stabljike bio je preskup da biste ga sami odabrali iz kataloga Sears, tako da je mlatina bila prijenosna tvrtka. Možda je jedan momak posjedovao i upravljao strojevima kao svoj posao, ili je nekoliko poljoprivrednika ušlo zajedno na komad opreme koji su svi dijelili. Bilo kako bilo, poljoprivrednici su plaćali da se njihovi sirovi usjevi pretvore u nešto vrijednije. Istraživači sa Sveučilišta u Minnesoti koji žele donijeti prijenosni sustav biogoriva na Madeliju nadaju se ponavljanju te povijesti. Njihova tehnologija, nazvana mikrovalna piroliza, postavljena je kao prvi pokušaj Madelije u stvaranju lokalne energije.
Sustav je jednostavan i ugodno pametan. Piroliza se odnosi na razgradnju biljaka i drugih tvari u oblik koji je primjereniji komercijalnoj energiji. Trava, stabljika, stajski gnoj - bilo koja vrsta organskog materijala - ulazi. Ta se stvar zagrijava na gotovo 950 stupnjeva Farenhajta u okruženju bez kisika i tako oslobađa mnoštvo isparljivih plinova. Kondenzirajte plin i dobit ćete tekuće gorivo. Postoji nekoliko načina za zagrijavanje biomase, ali sveučilišni sustav je poseban jer se oslanja na mikrovalne, jače verzije iste tehnologije koje koristite za kuhanje kokica i ostataka pizze.
To je praktična metoda, jer je to već provjerena tehnologija - jednostavna za korištenje i jeftina za gradnju. Mikrovalovi također čine cijeli proces proizvodnje biogoriva jednostavnijim. Obično se, prije nego što se bilo koja biomasa može pretvoriti u gorivo, mora mljeti u sitne komade kako bi se osiguralo da se svaki zalogaj može ravnomjerno zagrijati, ali mikrovalne pećnice dobro zagrijavaju središte čvrstog predmeta.
Uz to, možete uštedjeti novac u troškovima otpreme. Kretanje biomase nije vrlo učinkovito. Organski materijal je općenito glomazan i ne baš energetski gust. Prevoz tone prerijskih trava troši toliko energije i toliko novca koliko i transport nafte, ali iz nafte dobivate više energije. Korištenjem mikrovalne pećnice - tehnologija grijanja koja je lagana i može se smanjiti na veličinu male prikolice za kamper - Sveučilište u Minnesoti pogodilo je na način da pirolizu učini prenosivom i dovede tvornicu goriva na farmu. Tamo svaki poljoprivrednik može utovariti stroj za pirolizu i proizvesti nekoliko različitih proizvoda na licu mjesta. Testiranje serijskog postupka u laboratoriju trajalo je svega petnaest minuta.
Ono što farmeri izlaze korisne su stvari. Gorivo je glavni proizvod mikrovalovne pirolize. Sveučilišni sustav proizvodi dovoljno zapaljivog plina koji, kada jednom pokrene, može sam napajati. Međutim, općenito, ono što stvarate je tekućina koja se zove bioplin. Iskoristiv je i svjež iz slavine, ali za najbolje rezultate treba zaista malo čišćenja. Bilo koji motor pokretat će na svježem bioplinu, ali s vremenom bi kiselo gorivo rastrgalo motor. Sveučilišni istraživači još uvijek rade na načinima kako bioplin učiniti kompatibilnim s automobilima, ali u međuvremenu se stvari mogu koristiti umjesto loživog ulja za grijanje ili prodati kao zamjena za industrijsku naftu.
Tijekom jesenskog pokusnog stroja za mikrovalnu pirolizu, istraživači sa Sveučilišta u Michiganu otkrili su neke probleme s generatorom s pogonom na sinte, ali oni će se ovog ljeta vratiti na Madeliju kako bi ponovno testirali sustav s novim generatorom.
Bioplin nije jedini važan proizvod koji izlazi iz sustava. Vratite se na vrh proizvodne linije i naći ćete drugi izlaz - onaj koji može smanjiti količinu CO2 u atmosferi i mogao bi potaknuti rast biljaka. Kada se biomasa zagrijava mikrotalasima, dijelovi koji se ne pretvaraju u gorivo pretvaraju se u nešto slično ugljenu. Nazvani biochar, malo se razlikuje od standardnih briketa za roštilj, zahvaljujući okolišu bez kisika u kojem se događa piroliza.
Biochar djeluje kao zatvor maksimalne sigurnosti za ugljik. Ugljen također može zarobiti ugljik, ali ne tako učinkovito. Ugljen je kemijski sastavljen od ugljika spojenog s puno molekula kisika, ali je prije svega pepeo i izgubio je većinu svog ugljika sagorijevanjem. Poput djevojaka iz filma slasher, kisik bakterija lako odvaja, što ubrzava proces razgradnje, razbijajući kemijske veze i ostavljajući ugljik koji ostaje preostaje da se odnese u atmosferu.
Međutim, oduzmi kisik i molekule ugljika postanu teške; tvore prstenaste strukture koje se lako ne razbijaju i otpornije su na napad mikroba. Laboratorijska istraživanja sugeriraju da se ove veze mogu održati brzo od stotina do stotina tisuća godina. To znači manje ugljika u atmosferi. Dobra je vijest i za sve koji bi željeli vidjeti biogorivno neutralnu ili čak ugljično negativnu proizvodnju biogoriva. Naravno, to je u epruveti - na (doslovnom) polju se ne radi mnogo studija o bioplinama, a istraživanja u stvarnom svijetu nisu se dugo provodila.
Zato još uvijek, unatoč puno prekriženih prstiju, ne znamo hoće li bioplin gnojivo stvoriti jednako dobro gnojivo kao što čini zamku ugljika. Ključno pitanje - „Da li tlo pod utjecajem biopušača dovodi do više usjeva i bolje plodnosti tla?“ - još uvijek je široko otvoreno. Ipak, neki zastrašujući podaci dolaze iz tih laboratorijskih testova. Čini se da, stavljajući mikrobni život na slow-mo, biošok također radi na hvatanju dušika u tlu. To ne samo da znači manje dušičnog oksida - drugog stakleničkog plina - u atmosferi, nego bi moglo značiti i manje dušičnog gnojiva nanesenog na tlo i manje viška dušika koji se ispušta u dovod vode.
Ovo je model Madelia ukratko: dati poljoprivrednicima razlog uzgoja biljaka koje su bolje za zemlju i opskrbu vodom nego kukuruz, a zatim iskoristiti dobrobiti. U prerijskim travama, izlazi gorivo, gnojivo i ekonomski razvoj. Nije dovoljno goriva i gnojiva za opskrbu cijele države ili čak cijele države, ali to je u redu. Ne mora to činiti. Primarni je cilj spriječiti da se više lokalnog gornjeg tla ne ispuha, a ne da se stvori mini carstvo proizvodnje bio ulja. Model Madelia mora raditi samo na lokalnoj razini.
Izdvojeno iz filma " Prije nego svjetla ugase: Osvajanje energetske krize prije nego što nas ona osvoji", objavili su u travnju 2012. John Wiley & Sons, Inc. Maggie Koerth-Baker znanstvena je urednica za boingboing.net.
