Comparative emission and energy performance of biochar production versus in-situ burning of Gorean agrobyproducts

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides detailed emission factors and EROI for biochar from specific residues, useful for life-cycle assessment and climate modeling.

🏢実務担当者:Offers quantitative basis for adopting biochar production to reduce emissions and generate carbon credits in agricultural supply chains.

🏛政策担当者:Highlights the potential of biochar to reduce agricultural emissions and support renewable energy targets, informing incentive programs.

韓国において、農業残渣の野焼きは、大気汚染物質と温室効果ガスの主要な発生源であり続けており、特にエゴマ、トウガラシ、ナシ、ブドウ、リンゴの残渣のような焼却率の高い作物で顕著である。本研究は、これらの主要な残渣フローからの野焼きをバイオ炭生産に置き換えることの環境的およびエネルギー的影響について、包括的な評価を提供する。第一に、CO、CH₄、CO₂、NOₓ、N₂O、および粒子状物質について、質量基準およびエネルギー基準の排出係数を、現場燃焼シナリオとバイオ炭燃焼シナリオの両方で定量化した。バイオ炭は、熱分解中の炭素と窒素の濃縮により質量基準の排出係数が高かったものの、同等のエネルギー出力を供給するために必要な質量が大幅に少ないため、年間排出量は著しく減少した。システムレベルの計算では、野焼きからバイオ炭変換への移行により、CO、CH₄、CO₂排出量が40.6〜46.5%、NOₓおよびN₂O排出量が29.9〜92.7%、粒子状物質排出量が14.7〜86.6%減少することが示された。エネルギー分析では、バイオ炭生産はエネルギー的に有利であり、エネルギー投入量は2.65〜3.50 MJ/kg、エネルギー投資収益率（EROI）は8.57〜10.06であり、従来の実現可能性の閾値である3.0を上回った。リンゴ剪定残渣は、バイオ炭および正味エネルギーポテンシャルが最も高く、既存の火力発電所で混焼した場合、36.45 GWh/年の発電量に相当する。最後に、温室効果ガスの影響は、100年地球温暖化係数を用いて評価した。バイオ炭経路は、基準となる焼却と比較して、年間の気候影響を約192,967 tCO₂eq/年削減し、2020年の市場条件では、推定炭素クレジット利益は44.4億韓国ウォンに相当する。全体として、これらの知見は、バイオ炭変換が、韓国における農業残渣からの排出削減と再生可能エネルギー回収の強化のための、実行可能かつ影響力のある戦略を提供することを示している。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Uncontrolled open-field burning of agricultural residues remains a pervasive source of air pollutants and greenhouse gases in Korea, particularly for high-burning-ratio crops such as perilla, pepper, pear, grape, and apple residues. This study provides a comprehensive assessment of the environmental and energy implications of replacing open-field burning with biochar production from these major residue streams. First, mass- and energy-normalized emission factors for CO, CH₄, CO₂, NOₓ, N₂O, and particulate matter were quantified for both in-situ combustion and biochar combustion scenarios. Although biochar exhibited higher mass-based emission factors due to carbon and nitrogen enrichment during pyrolysis, the substantially lower mass required to deliver equivalent energy output resulted in markedly reduced annual emissions. System-level calculations showed that shifting from open-field burning to biochar conversion decreased CO, CH₄, and CO₂ emissions by 40.6-46.5%, NOₓ and N₂O emissions by 29.9-92.7%, and particulate emissions by 14.7-86.6%. Energy analysis demonstrated that biochar production is energetically favorable, with energy inputs of 2.65-3.50 MJ/kg and energy return on investment (EROI) values ranging from 8.57 to 10.06, exceeding the conventional viability threshold of 3.0. Apple pruning residues showed the highest biochar and net energy potentials, corresponding to 36.45 GWh/yr of electricity generation when co-fired in existing thermal power plants. Finally, greenhouse gas impacts were evaluated using 100-year global warming potential metrics. The biochar pathway reduced annual climate impacts by approximately 192,967 tCO₂eq/yr relative to baseline burning, translating to an estimated carbon-credit benefit of 4.44 billion KRW under 2020 market conditions. Overall, the findings indicate that biochar conversion provides a viable and impactful strategy for mitigating emissions and enhancing renewable energy recovery from agricultural residues in Korea.

• openalex https://doi.org/10.1371/journal.pone.0346041first seen 2026-05-05 19:43:19 · last seen 2026-05-24 04:29:13