Bio energy Crop Production by wtj20121

VIEWS: 120 PAGES: 47

									Bioenergy Crop 
  Production 
  Hal Collins, Soil Scientist/Microbiologist 
  Hal Collins, Soil Scientist/Microbiologist 
        Vegetable and Forage Research Unit 
        Vegetable and Forage Research Unit 
             USDA­ARS, Prosser, WA 
             USDA­ARS, Prosser, WA 
            hcollins@pars.ars.usda.gov
            hcollins@pars.ars.usda.gov 
Bioenergy Crops: Are they worth considering?


    Why the (renewed) interest? 
    US Energy Consumption 
    Oilseed/Ethanol crops Production Practices 
    Biodiesel Production 
    ARS/WSU BioFuel Variety Trials 
    Summary 
        BioEnergy Crops: Why the interest
                                                                                                         February 4, 2004 
                                                                                                  Biodiesel Workshop Set, Feb. 17 
    Partnership Expands Clean Air Program: Fueling Metro 
                                                                                            SPOKANE, Wash. ­­ Prospects for growing canola and 
    Transit buses with biodiesel will reduce greenhouse gas                                 mustard as a renewable energy source in eastern 
                                                                                            Washington is the topic of a workshop sponsored by 
    emissions                                                                               Washington State University Extension, Feb. 17. 
    10/26/2004                                                                              "The goal of having a fully operable, local oilseed crusher is 
                                                                                            closer than ever before," says Pam Kelley, a Pacific 
    SEATTLE ­ The City of Seattle today joined with King County Metro Transit to begin      Northwest Processors facilitator. PNP represents a group of 
                                                                                            growers and business owners who are coordinating a 
    fueling buses with a combination of biodiesel, a clean fuel made from vegetable oil,    regional effort to reap the highest value from processing 
    and ultra low sulfur diesel. Biodiesel reduces the greenhouse gas emissions that        canola and mustard grain into biodiesel, livestock feed, and 
    contribute to global warming by 78% and allows fewer harmful particulates into our      related value­ added products. 
    atmosphere. 

    The biodiesel portion of the fuel mix will be funded though Seattle City Light's 
    Greenhouse Gas Mitigation Program. This boosts the utility's progress towards its 
    goal of being greenhouse gas neutral in 2005. The partnership with King County 
    Metro makes the transit system the largest biodiesel­powered fleet in the state.            Bill passed to encourage use of 
                                                                                                biodiesel 
                                                                                                Associated Press 
                                                                                                OLYMPIA – With some gas prices topping $2 a gallon 
                                                                                                and no relief in sight, some state lawmakers want to 
                                                                                                give drivers more options at the pump. 
                                                                                                The state House passed a package of bills on Tuesday 
                                                                                                that would give tax breaks to encourage the production 
                                                                                                and use of biodiesel, an environmentally friendly fuel 
                                                                                                that can be used in any diesel engine. 
                                                                                                Now just a few places in Washington state sell 
                                                                                                biodiesel fuel, and it retails between $2.75 and $3.25 a 
New Alamosa, CO Facility to Offer Nationwide                                                    gallon, compared to an average price of $2.03 per 
Access to Biodiesel Blends                                                                      gallon for regular diesel. But lawmakers and biodiesel 
                                                                                                fans believe prices will drop if Washington can attract 
                                                                                                biodiesel manufacturers to the state. 
Alamosa, CO, October 20, 2004 – Blue Sun Biodiesel ® announces                                  "As the price of petroleum goes up, the price of this 
the nation’s first high­volume commercial biodiesel blending                                    product will go down as we get into production," said 
terminal and integrated biodiesel processing plant. High­                                       Rep. Brian Sullivan, D­Mukilteo, who sponsored the 
performance biodiesel blends will be available from the terminal                                biodiesel bills. He said in Minnesota, where some 
beginning this November.                                                                        biodiesel production plants are located, the fuel costs 
                                                                                                $1.80 a gallon. 
BioEnergy Crops: Why the interest

  ●  Increasing bioenergy crop production is a hot 
     topic. (biodiesel/ethanol) 
  ●  Drivers behind this interest include: 
      – Low commodity prices that can be used as 
          bioenergy feedstocks, 
      –  Increasing fuel prices 

      – Environmental concerns with petroleum use, 
      – National security concerns about dependence 
         on foreign crude oil, 
  ●  The need to diversify agriculture’s commodity 
     base. 
Reasons for Developing Biodiesel 
  ●  It provides a market for excess production of vegetable oils 
     and animal fats. New markets for PNW growers. 
  ● The exhaust emissions from biodiesel, except for NOx, are lower 
    than with regular diesel fuel.  Biodiesel provides substantial 
    reductions in carbon monoxide, unburned hydrocarbons, and 
    particulate emissions from diesel engines. 
  ●  Biodiesel has excellent lubricating properties. 

  ●  It decreases the country's dependence on imported petroleum. 

  ●  Biodiesel is renewable and does not contribute to global 
     warming due to its closed carbon cycle. 
  ●  Very positive net energy gain, 3­4 to 1 ratio. 
  ●  High energy content: 120,000 BTUs per gallon (ethanol­ 80,000).
US Energy Consumption
    •  38% of the energy consumed in the United States is 
       supplied by petroleum. 




              Source: National Renewable Energy Laboratory 


   •  Currently there is an almost total dependence of the 
      transportation sector on petroleum, mostly gasoline. 
U.S. Petroleum Consumption 
   •  US petroleum consumption increased throughout the 
      last half century, domestic production peaked in 1970. 




   •  The U.S. drop in production resulted in a dependence 
      on imported petroleum, which rose from less than 20% 
      in 1960 to more than 60% by 2004.
Annual Petro­Diesel Sales (2004) 
    •  Total diesel fuel consumption increased from about 
       200,000 barrels per day in 1950 to 3.5 million barrels 
       per day in 2004.  (53 billion gals annually) 

         •  On­highway Diesel (billion gallons) 
             –  43.13 
         •  Off­Highway                   Farm 
                                                            Current diesel 
             –  2.28                               3.1     price at the pump 
         •  Electric Power          Railroad 
                                                             $2.50 ­ $2.80/gal
             –  1.13                               3.0 
         •  Military 
             –  0.23 
         •  Total Fuel Oil and Kerosene 
             –  57.1 
                                                                 From University of Idaho 
                                                          http://www.uidaho.edu/bae/biodiesel/ 
Petro­Diesel Fuel Prices
Oilseed and Biodiesel Production 

                                                     • Soybeans make up 60% of all the 
                                                       oil produced in the U.S. 



                                                           • The majority of bio­diesel produced 
     Source: National Renewable Energy Laboratory 
                                                             uses soybean oil and waste grease. 

Other oilseed crops such as mustard,                                                        U.S. Biodiesel Production
                                                                              40 
rapeseed, safflower, sunflower and                                            35 




                                                           Million Gallons 
canola produce 1.5 ­ 3 times more                                             30 
                                                                              25 
oil/acre than soybeans.  The result will 
                                                                              20 
be lower feedstock costs and improved                                         15 
production efficiencies.                                                      10 
                                                                               5 

The PNW crop production potentials                                             0 
                                                                                    1999     2000    2001    2002    2003    2004 
are among the highest in the nation. 
OilSeed and BioDiesel Production 

                    Yield                                            Yield 
                   (seed)       Biodiesel                           (seed)      Biodiesel 
  Plant           lbs/acre      gal/ acre       Plant              lbs/acre     gal/ acre 
 Corn               7800           18          Safflower             1500          83 
 Oats               3600            23         Rice                  6600           88 
 Cotton             1000            35         Sunflower             1200           100 

 Soybean            2100            52         Peanut                2800           113 
 Mustard            1400            61         Rapeseed              2000           127 
 Camelina           1500            62         Coconut               2020**         287 
 Crambe             1000            65         Oil palm              4465**         595 
            Values shown represent yields under rain­fed production. **lbs of oil /acre
BioDiesel Production 
   •  The major economic factor to consider for input costs 
      of bio­diesel production is the feedstock, which is about 
      80% of the total operating cost. 

                                                          To bring down costs 
                                                          value added products 
                                                          are needed: 
                                                            ­ animal feed 
                                                            ­ glycerin 
                                                            ­ biofumigants 
                                                            ­ other


          Source: National Renewable Energy Laboratory 


   •  It takes around 7.5 pounds of fat or oil to produce a 
      gallon of bio­diesel. 
                  Quincy 
                                   Moses Lake 
Ellensburg 

                         Royal City 

                                       Othello 
              Mattawa                             Irrigation accounts for 37% of 
                                                  croplands & 75% of crop sales.


                   Prosser              Tri­cities 


                                                      Walla Walla 


                                       Hermiston 
                 Boardman 
Major Crops of the Columbia Basin (OR, WA) 
                                        Value per 
                 Crop       Acreage        acre      Cost of Production
         Carrots               8,400      $3,668 
                                                     $2,000 – 2,500 acre 
         Onions               39,400      $3,653 
         Potatoes            193,000      $3,452 
         Asparagus            12,400      $2,574 
         Sugar beets          18,300      $1,424 
         Mint                 61,800      $1,130 
         Silage Corn          83,000      $806 
         Sweet Corn          105,100      $632 
         Field Corn           74,300      $494 
         Peas (green)         42,900      $473 
         Alfalfa/hay         270,000      $458 
         Grass seed           56,000      $458 
         Beans                38,700      $326 
         Winter Wheat        102,000      $201 
                                                       $110 – 160 acre 
         Spring Wheat         79,400      $144 
                     Total   1,184,700 
                                                           Source OAS,  WAS, 2003 
                                                                                                                                             N 

                                         BioFuel Variety Trials                                                                       W             E 

                                                                                                                                             S 

Cruciferae family                                                         Cruciferae family 
                                                                                   Oil­seed                        Biomass 
RAPESEED AND CANOLA Brassica napus or B. campestris  MUSTARD AND CRAMBE  (Sinapsis alba/Crambe abyssinicia) 
       Oil­seed Crops: Bio­diesel 
                        Range                                                                                Range 
                  Erucic acid                    Glucosinolate                              Erucic acid                         Glucosinolate 
    ­ Mustards 
            % in oil                    ­ Sunflowers  meal 
                                        μmole in g oilfree                                   % in oil                    μmole in g oilfree meal 
    ­ Spring rapeseed  ­ Winter Rapeseed 
RAPESEED    2 to 55                                >30                    MUSTARD              >2                                    >30 
    ­ Safflower 
             <2                         ­ Canola      >30                 CRAMBE             40 to 50                              >30 
             >2 
    ­ Soybeans                                        <30 
CANOLA       <2                                       <30                                                    Range 
    ­ Crambe 
                                                                                             Yield                            Oil Content 
                     Spring Type                 Winter Type                                 Lbs/ac                               % 
      Biomass Crops: Ethanol 
Planting date     Mid Apr ­ Mid May       Late Aug ­ Mid Sep              MUSTARD          1500 ­ 1800                          25 ­ 27 
Bloom                  30 to 45 dap†                  Mid to Late Apr     CRAMBE           1500 ­ 2000                          28 ­ 30 
      ­Switch grasses (8 varieties) 
Harvest                110 ­ 120 dap                300 ­ 310 dap 
      ­Field Corn 
Yield (lbs/a)        2000 ­ 2500                    4000 ­ 4500           Both crops are planted in the spring and required 110 to 120 
Oil content             40­45 %                         40 ­ 45 % 
      ­Wheat residues                                        45 %         dap to mature. 
Compositae                                                                Leguminosae 
SAFFLOWER (Carthamus tinctorius)                                          SOYBEAN (Glycine max) 
Planted:                            Early Spring                          Planted:                  Late Spring (to avoid frost damage/kill) 
Growing season:             150 ­ 160 dap                                 Growing season:   140 to150 dap 
Yield:                                3500 ­ 4000 lb/a (85 ­ 100 bu/a)    Yield:                      3000 ­ 3500 lbs/a (50 to 60 bu/a) 
Oil content:                      42 ­ 48 %                               Oil content:            20 ­ 22 % 
      BioFuel Variety Trials:Oilseed Crops

Objective:        To quantify the environmental and economic 
                   benefits of incorporating sustainable oil­seed 
                   and biomass based bio­fuel crops in irrigated 
                   rotations. 

To determine:  1) agronomics (seeding rates, dates, fertility); 
                2) influence on high value crops; 
                3) for mustards maintain biofumigation and; 
                4) production sustainability and profitability. 
                        BioFuel Variety Trials: Irrigated 

                                        Yields                                5­10 million gallon Facility 
                                                              Biodiesel 
   Crop                      Variety      Yield (lbs/ac)    Yield (gal/ac) 

Crambe                     Belann               830             27.8 
                           Meyer               1056             42.3 
                                                                                            X 
Spring Mustard             Idagold             1305             52.3 
                         Pacific Gold          2194             87.8 
                                                                                     60­120,000 acres 
Soybeans                  S1918­4              3880             103.5 
                           S2422­2             3896             103.9                50­105,000 acres 
                           S2100­2             3510             93.6 
                           S2788               3304             88.1 
Spring Rapeseed      Garnet                    1876             112.6                40­80,000 acres 
                           Sterling            1770             106.1 
Safflower                       CA             2545†            145.8                25­50,000 acres  (S, WRS) 
                    †Under yielded, expected 3500lbs/ac; 200+ gal/ac                  (Based on expected yields) 
Major Crops of the Columbia Basin (OR, WA) 
                                             Value per 
                  Crop          Acreage        acre       Cost of Production
         Carrots                   8,400      $3,668 
                                                          $2,000 – 2,500 acre 
         Onions                   39,400      $3,653 
         Potatoes                193,000      $3,452 
         Asparagus                12,400      $2,574 
         Sugar beets              18,300      $1,424 
         Mint                     61,800      $1,130 
         Silage Corn              83,000       $806 
         Sweet Corn              105,100       $632 
         Field Corn               74,300       $494 
         Peas (green)             42,900       $473 
         Alfalfa/hay             270,000       $458 
         Grass seed               56,000       $458 
         Beans                    38,700       $326 
         Winter Wheat            102,000       $201 
                                                            $110 – 160 acre 
         Spring Wheat             79,400       $144 
                        Total   1,184,700 
                                                                Source OAS,  WAS, 2003 
Summary: BioDiesel Production 

  ●     Biodiesel crops, WILL replace a crop in an established rotation 
        Potential entry points: 
        ­ Winter Rapeseed substituting for WW following potatoes, alfalfa 
          carrots or onions, or following WW, spring wheat, sweet corn. 
        ­ Spring oil­seed: Safflower, Sunflower, Spg Rapeseed/Mustards 
          substituting for spg wheat, field corn, peas, beans or sweet corn 
          prior to potato. 
        ­ After harvest for rapeseed/mustard­ water chatter for fall cover 
          crop and bio­fumigation benefits. 

  ●     Can oil­seed feed­stocks be mixed for biodiesel production? 
        ­ Crushers/Processing similar? 

       Decisions will be based on the banks, contracts and markets.
BioDiesel Markets 
   •  Will the seed­oil produced find its way to a biodiesel market, 
      or will higher priced markets for vegetable oil prevail? 
         ­ Current market is food and the oleochemical industry 
   •  Emerging Biodiesel Markets: 
       ­ City of Tacoma (200,000 gals) 
       ­ Tacoma Power (45,000 gals) 
       ­ University of Washington (37,000 gals) 
       ­ Navy 
       ­ Mount Rainier National Park 

   •  Potential Biodiesel Markets: 
        ­ School District bus fleets 
        ­ Transit (Yakima) 
        ­ Washington State Ferries (20 million gals/yr) 
        ­ individual local grower co­ops
Bioenergy Crop Production: Challenges 

    • Supply systems – harvesting, collection, 
      handling and storage – are significant 
      technological challenges. 
      ­ Biomass is a local bulky resource, so 
        transportation can be a barrier. 
      ­ Solution: conversion to energy dense 
        solid, liquid or gaseous fuels. 

    • Land availability ­ competition for land 
      could lead to reduced food security. 
         ­ CRP lands
BioEnergy Crop Production: Challenges 

    •  Seed Availability 
    •  Stability of oil­seed/biomass supplies 
       and markets, 
    •  Economic viability 
    •  Weeds, Insects, Diseases, 
    •  Issue of Rapeseed Production and 
       establishment of Rapeseed Districts, 
    •  Limited Infrastructure, 
    •  Location of Facilities, 
    •  Legislation and Energy Policy.
BioEnergy: WA Legislation 
                                   P ro v id in g  ta x  in c e n tiv e s  fo r b io d ie s e l a n d  a lc o h o l 
               2 S H B  1 2 4 0 
                                   fu e l p ro d u c tio n . 
Washington 
                                   P ro v id in g  ta x  in c e n tiv e s  fo r th e  d is trib u tio n  a n d 
               2 S H B  1 2 4 1 
                                   re ta il s a le  o f b io d ie s e l a n d  a lc o h o l fu e ls . 
                                   E s ta b lis h in g  re q u ire m e n ts  fo r th e  u s e  o f b io d ie s e l 
               E S H B  1 2 4 2 
                                   b y  s ta te  a g e n c ie s . 
                                   E s ta b lis h in g  a  b io d ie s e l p ilo t p ro je c t fo r s c h o o l 
               E S H B  1 2 4 3 
                                   tra n s p o rta tio n . 
                                   E x e m p tin g  o n e  h u n d re d  p e rc e n t b io d ie s e l fu e l 
               H B  2 9 3 7 
                                   fro m  th e  a d d itio n a l s p e c ia l fu e l ta x . 
               S B  6 4 8 7        P ro v id in g  b io d ie s e l a n d  e th a n o l fu e l m a n d a te s . 




               Governor Gregoire: Press Release Dec. 13 th , 2005 
              • Mandate for biodiesel blends in WA State. 
              • Infrastructure Incentives. 17.5 M 
              • Research Funding, Marketing
Conclusions 
   ●  Important drivers are in place for the 
      bioenergy industry. 
       ­ Relatively low feedstock prices, 
       ­ Environmental concerns with petrodiesel 
       ­ Reducing dependence on foreign oil 
       ­ WA State Legislature discussions are starting. 
   ●  Bioenergy industry benefits: 
      ­ Increased feedstock prices for oilseeds, 
        animal fats and yellow grease 
      ­ Increased number of jobs 
      ­ Increased tax base from plant operations 
        and income taxes 
      ­ Investments in plants and equipment.
Implications
   ●  Ethanol and biodiesel, are connected together in the 
      overall energy picture. 
   ●  Ethanol production is definitely increasing in the 
      foreseeable future, probably close to five billion gallons 
      by 2008. Most of the ethanol will be processed in dry mills 
      so the supply of distillers grain will greatly increase. 
   ●  An increased supply of distillers grains probably will be 
      detrimental to the soybean meal market. 
   ●  Potentially, that suggests shifting production from 
      soybeans to corn or grain sorghum. Less soybean 
      production means less soy oil produced, which increases 
      its price. 
   ●  All of this speculation points to biodiesel production 
      coming from lower priced feedstocks, which will most 
      likely be animal fats and plant oils other than soy oil. 
        Photo B. Hopkins U of Idaho




Questions? 
Resources: 
    University of Idaho, Moscow, ID 
          ­ www.uidaho.edu/bae/biodiesel/ 
          ­ Dr. Jack Brown (growing oilseed crops, dryland) 
    Washington State University, Prosser, WA 
         ­ www.prosser.wsu.edu 
         ­ Dr. An Hang  (growing oilseed crops, irrigated) 
         ­ Dr. Steve Fransen (growing switchgrasses) 

    Oregon State University, Pendleton, OR 
         ­ www.cbarc.aes.oregonstate.edu/ 
         ­ Dr. Don Wysocki  (growing oilseed crops, dryland) 
    USDA­ARS 
        ­  www.ars.usda.gov (Bioenergy group) 
        ­ www.usda.prosser.wsu.edu/ (Dr. Hal Collins)
Value Added Marketing is Critical 
                         Contracts 
          Grower                                 Seed Storage 

        Contracting 
                                             Expeller/Crusher 
        Mutiplication 
                                          Oil                         Meal 
                                                  Vitamins 
           Seed                                   Amino acids 
        Development                               Proteins 
                                                   Value added 
                                                  By­pass proteins       Supplement 
                                                  Pharmaceuticals,          Mill 
                                                  Formulated Feeds 
                                                  Biopesticides 
     Oil Customer 
                                                                      Feed 
                                                 Pharmaceuticals 
Food grade           Biodiesel                   Cosmetics        Customers 
              Plastics                           Toothpaste 
              Value added     Glycerin           Paints 
                                                   Value added 
              Lubricants 
                                                 Omega 3’s
              Other 
BioFuel Variety Trials: Switchgrass 
            Switchgrass is a native, long­lived perennial, 
            warm­season species. It starts as a 
            bunchgrass but actually has short rhizomes 
            and will develop a sod over time. It has a 
            panicle seedhead with spikelets forming at the 
            ends of long  branches. Varieties are cross 
            pollinated and largely self­incompatible. 

             Switchgrass varieties are designated as either 
            ‘upland’ or ‘lowland’ types. Lowland types are 
            normally taller and courser than upland types. 
             Lowland types are more bunchy and tend to 
            grow more rapidly than upland types. 

            Three varieties are used in this research. 
            Kanlow is a lowland type while Cave­in­Rock 
            and Shawnee are both upland types. 

                                        Steve Fransen, WSU, Prosser
     BioFuel Variety Trials: Switchgrass 

Objectives:  Determine the adaptability of switchgrass based upon 
             yield monitoring, fiber quality, cultivar selection, nutrient 
             use efficiencies, weed control and irrigation 
             requirements. 

              Compare energy balances of ethanol produced from 
              switchgrass silage and hay to that of corn silage or grain 
              over seasonal accumulation. 

              Determine the reductions in feedstock quality and 
              ethanol yield from switchgrass/hay storage. 

              Develop an economic analysis of returns to switchgrass 
              growers necessary to sustain feedstock supply to 
              ethanol production facilities 

                                                       Steve Fransen, WSU, Prosser
BioFuel Variety Trials: Switchgrass 
  Seeding Rate: 6 to 12 lbs/ac in late May or early June. 
         ­ plant no deeper than ¼ inch, 

  Fertilizer 50 lb N /ac. Don’t over fertilize as it is a native 
    plant and doesn’t respond as well as most introduced 
    plants to fertilizer. 

  Irrigate 15­25 in. depending on soil type. Watch irrigation, 
     roots will go to depths of 10 ft. for water and nutrients. 

  Allow the first year for establishment and don’t try 
    planting a cereal crop over the top, graze or hay until 
    after killing frosts in the fall. 

  Harvest  for biomass but don’t cut lower than 4 to 6 in. 
    or this will retard re­growth and reduce stand life. 
                                                     Steve Fransen, WSU
BioFuel Variety Trials: Switchgrass 




  6 months, Fall 2004      12  months, May, 2005




 13 months, June 2005    First Harvest: June 24, 2005 
BioFuel Variety Trials: Switchgrass 
Table 1. Yield data from biomass variety trials at Paterson, WA and estimates of 
land area needed to support a twenty million gallon ethanol facility.
                                                                       Area needed to    % of 
                                                          † 
                                               Biomass  Ethanol  support 20­            Planted 
                                                 Yield       Yield      million gallon   Crop 
 Crop                                Variety         ­1            ­1 
                                               (lb ac  )  (gal ac  )     facility (ac)  Acreage 
 Corn (grain)                                    9,200        368           54,350        72.5 
 Corn (stover)                                  10,400        380           48,100        64.1 
 Corn (grain + stover)                          19,600        748           26,800        35.7 
 Wheat (straw)                                  12,236        422           94,800  £     52.4 
 Switchgrass                     Shawnee        4,880 ‡       195             ­­­­ 
                                  Kanlow        5,050 ‡       201             ­­­­ 
                                  Cave’n rock   5,340 ‡       213             ­­­­ 
                           Est. Two Cuttings  10,180          407           49,120       15.4 € 

†                                                   ­1 
 Ethanol recovery from wheat straw is 69 gallons ton  , from corn and switchgrass biomass is 
              ­1 
80 gallons ton  biomass. ‡ Single harvest June 24, 2005. £ Assumes 50% removal of residues. 
€ 
 Land area based on percentage of current forage and grass seed acreage. 
BioFuel Variety Trials: Oilseed 

Challenges as Acreage Increases 
•    Seed Availability 
•    Lack of Registered Herbicides 
•    Lack of Registered Insecticides 
•    Improve Harvest Efficiency 
•    Lack of Trained Agronomist and Consultant
Bioethanol Production

        Total Energy Requirement of Farm Inputs, 9­State 
         Weighted Average, Btu per Bushel of Corn, 2001 
                                                    Input hauling 

                                                Purchased water 

                                        Chem icals                              Chemical Inputs are 60% 
                        Custom work                                     Seed    Of energy requirements 
                Natural Gas 

      Electricity 

          LPG 

                                                                                                    Nitrogen 




    Gasoline 




                      Diesel 

                                       Lim e                         Potash 
                                       Phosphate 


                                                                                     from Hosein Shapouri 
Net Energy Value of Ethanol 




                       From R. Sopuck, Frontier Center for Public Policy 
                       Manitoba, Canada.
World Oilseed Prices
Fall Planted Cover Crops and Green Manures 

    ● The use of fall planted cover crops may serve as 
      an alternative to fumigation as well as mitigating 
      degradation to soil and environmental quality. 
    ● Several studies have shown that certain cover 
      crops (Sorghum sudanense, Brassica spp.) are 
      effective in reducing the expression of pathogenic 
      fungi, plant parasitic nematodes, and weeds 
      through the production and transformation of 
      secondary plant compounds. 
    ● Incorporation of cover crops increase microbial 
      populations and free­living nematodes. 
    ● Grower interest in using mustard for biodiesel 
      production.
BioDiesel Production 

   •  The Univ. of  Idaho has been developing a low cost 
      bio­diesel fuel from mustard oil, which is low cost, 
      inedible oil. 

   •  Mustard meal may become a high value pesticide 
      for the organic market. (Value added) 

   •  Mustard biodiesel total production costs, including 
      all operation expenses, around $1.00 per gallon, 
      price would range from $2.00 to $2.50 at the pump. 

   •  Cost of the feedstock will determine the final cost 
      at the pump.
Crop Rotations of the Columbia Basin 

     Soil Types: Sands to silt loams, SOM ranges 0.4 to 1% 

     Rotations: 2­ 6 yrs        Potatoes rotated with: 
                                ­field Corn  ­wheat 
                                ­sweet corn  ­carrots 
                                ­alfalfa      ­onions 
                                ­peas, beans, mint, sugar beets 

      Diseases and Pests 
      Fungal/bacterial pathogens: 12 major 
      Insects: CPB, aphids, leafhoppers, wireworms, mites, others 
      Virus: TRV, PVY, PVX, PLRV, others 
      Nematodes: root knot, stunt, lesion, stubby, others 


         53 million pounds pesticides are applied annually
Biodiesel Production 

   ●  17 U.S. plants registered as biodiesel suppliers 
   ●  Dedicated production of 60­80 million gallons 
      per year 
   ●  Up to 200 million gallons capacity available in 
      oleochemical industry 
   ●  Biodiesel important in Europe 
      – 40% of cars have diesel engines 
      – Germany big user, estimated 750 million 
        gallons in 2005 
   ●  German biodiesel is mostly from rapeseed oil
Bioenergy Crop Production: 

   • Bioenergy provides 11­14% of the world’s energy 
    supply, but there are significant differences 
    between industrialized and developing countries. 
   • Bioenergy use in the U.S. is 4% compared to 20% 
     in Finland. 
   • In principle, bioenergy could cover all the world’s 
     energy requirements, but its real technical and 
     economic potential is low. 

   • Annual theoretical bioenergy potential = 2900 EJ; 
     Practical technical and economic potential = 270EJ 
     Current use = 55 EJ
Implications

   ●  One of the reasons biodiesel use has 
      increased is that diesel fleets are willing to 
      pay a premium price for biodiesel blends 
      because they perceive biodiesel is cleaner, 
      healthier and better for the environment 
      than diesel fuels. 

   ●  If government mandates help enforce this 
      perception and pass regulations that 
      encourage biodiesel use, the demand for 
      biodiesel could dramatically increase. 
Conclusions 


   ●  Agricultural producers can support the biodiesel 
      industry by using biodiesel in their equipment. 
   ●  About 3 billion gals of diesel are used annually 
      for crop production, nearly 6% of total US diesel. 
   ●  So increased biodiesel production could affect 
      the demand for plant oils and animal fats, thus 
      contributing to higher prices.
Bioenergy Crop Production: 

  “Bioenergy is energy of biological and renewable 
   origin, normally derived from purpose­grown 
   energy crops or by­products of agriculture, 
   forestry or fisheries” (Larsen et al., 2003) 

  Examples:  Fuel wood 
             Organic waste 
             Biogas 
             Ethanol 
             Biodiesel 

  Bioenergy is the only renewable resource that is 
  available in gaseous, liquid and solid forms.
Bioenergy Crop Production: 



    • The end products of bioenergy crop 
     production systems can be used for: 
      ­ transportation (Ethanol, biodiesel) 
      ­ electrical supply (biomass) 
      ­ heating (biomass)
BioFuel Variety Trials: Switchgrass

								
To top