GCB Bioenergy

Miscanthus là một loại cây sợi đầy hứa hẹn với tiềm năng cao cho sản xuất sinh khối bền vững trong nền kinh tế sinh học. Ảnh hưởng của thành phần sinh khối đến hiệu suất xử lý sinh khối miscanthus cho các chuỗi giá trị trong các nhà máy biên chế khác nhau đã được đánh giá, bao gồm quá trình đốt, tiêu hóa kỵ khí và thủy phân enzym để sản xuất bioethanol. Chất lượng và thành phần sinh khối đã được phân tích chi tiết bằng cách sử dụng phần thân và lá của sinh khối thu hoạch vào mùa hè (tháng 7) và mùa đông (tháng 3) của tám kiểu gen Miscanthus sinensis có thành phần đa dạng. Hiệu suất của các kiểu gen trong các thử nghiệm thủy phân enzym, tiêu hóa kỵ khí và đốt khác nhau rất nhiều. Sự khác biệt giữa kiểu gen có hiệu suất tốt nhất và tồi tệ nhất là 18% về sản lượng biogaz (ml g⁻¹ dm) và 42% về hiệu suất thủy phân (giải phóng glucose theo %dm). Hàm lượng tro của kiểu gen có hiệu suất tốt nhất thấp hơn 62% so với kiểu gen có hàm lượng tro cao nhất và cho thấy nhiệt độ nóng chảy của tro khá cao trong quá trình đốt. Sự biến đổi giữa các kiểu gen trong chất lượng sinh khối cho các quá trình chuyển đổi nhiệt hóa lý khác nhau cho thấy có sự tương quan mạnh mẽ với sự khác biệt trong thành phần sinh khối. Các đặc tính quan trọng nhất có tác động tích cực đến sản lượng biogaz và hiệu suất thủy phân là hàm lượng cao của axit trans-ferulic, tỷ lệ cao giữa axit para-coumaric và lignin, và hàm lượng lignin thấp. Thêm vào đó, hàm lượng cao của polysacarit hemicellulosic ảnh hưởng tích cực đến hiệu suất thủy phân. Hàm lượng tro và các nguyên tố vô cơ thấp tác động tích cực đến chất lượng sinh khối cho quá trình đốt, và hàm lượng kali và clorua thấp góp phần làm tăng nhiệt độ nóng chảy của tro. Những kết quả này cho thấy tiềm năng tối ưu hóa và khai thác M. sinensis như một nguồn nguyên liệu lignocellulosic đa năng, đặc biệt cho các ứng dụng năng lượng sinh học.

Sử dụng hiệu quả sinh khối lignocellulosic của Miscanthus để sản xuất các hóa chất sinh học, như ethanol, là một thách thức do tính cứng của nó, điều này bị ảnh hưởng bởi các polymer của thành tế bào thực vật và các tương tác của chúng. Thành phần sinh khối lignocellulosic khác nhau tùy thuộc vào nhiều yếu tố, như độ tuổi của cây, ngày thu hoạch, loại cơ quan, và gen. Trong nghiên cứu này, bốn giống Miscanthus được chọn (jats:italic>Miscanthus sinensis, Miscanthus sacchariflorus, Miscanthus × giganteus, Miscanthus sinensis × Miscanthus sacchariflorus lai) đã được trồng và thu hoạch, phân tách thành thân và lá, và được đặc trưng hóa cho thành phần và cấu trúc polysaccharide không tinh bột, hàm lượng và cấu trúc lignin, và hồ sơ hydroxycinnamate (monome và ferulic acid dehydrodimer). Polysaccharide của tất cả các giống chủ yếu bao gồm cellulose và arabinoxylans thay thế thấp. Tỉ lệ hemicellulose/cellulose là tương đương, ngoại trừ Miscanthus sinensis cho thấy tỉ lệ hemicellulose/cellulose cao hơn. Hàm lượng lignin của thân Miscanthus cao hơn so với lá Miscanthus. Xét cùng một cơ quan, bốn giống không khác nhau về hàm lượng lignin Klason, nhưng Miscanthus × giganteus cho thấy hàm lượng lignin hòa tan trong acetylbromide cao nhất. Polymers lignin tách ra từ thân có tỷ lệ S/G và phân bố loại liên kết khác nhau giữa các giống. p-Acid coumaric là monome hydroxycinnamate gắn este phong phú nhất trong tất cả các mẫu. Ferulic acid dehydrodimer được phân tích như là các liên kết chéo thành tế bào, với acid diferulic liên kết 8-5 là dimmer chính, tiếp theo là 8-O-4 và 5-5-diferulic acid. Hàm lượng p-acid coumaric, ferulic acid, và dimers ferulic acid khác nhau tùy thuộc vào giống và loại cơ quan. Hàm lượng liên kết chéo thành tế bào lớn nhất được phân tích cho Miscanthus sinensis.

Cần thêm nhiều nghiên cứu để so sánh quá trình phân hủy của biochar với nguyên liệu đầu vào ban đầu và xác định cách mà các phụ gia này ảnh hưởng đến chu trình của chất hữu cơ tự nhiên (NOM) trong các loại đất khác nhau nhằm cải thiện hiểu biết của chúng ta về tiềm năng lưu giữ carbon (C) ròng. Một thí nghiệm ủ kéo dài 510 ngày đã được thực hiện (i) để điều tra sự phát thải CO₂ từ các loại đất được bổ sung bằng fresher corn stover (CS) hoặc biochar được sản xuất từ CS tươi tại nhiệt độ 350 (CS‐350) hoặc 550 °C (CS‐550), và (ii) để đánh giá hiệu ứng kích thích của các phụ gia này đối với sự phân hủy của NOM. Hai loại đất đã được nghiên cứu: Alfisol và Andisol, với tỷ lệ carbon hữu cơ lần lượt là 4% và 10%. Ngoại trừ các mẫu chứng (không có bổ sung C), tất cả các điều trị đều nhận được 7.18 t C ha⁻¹. Chúng tôi đã đo lưu lượng C trong các khoảng thời gian ngắn và dấu hiệu đồng vị của nó để phân biệt giữa C phát thải từ các phụ gia C₄ và _C không chiếm ưu thế C₃ trong NOM. Tỷ lệ phát thải sau đó đã được tổng hợp cho toàn bộ thời gian để bao gồm tổng phát thải. Tổng lượng CO₂-C phát thải từ C gốc trong CS, CS-350 và CS-550 cao hơn ở Andisol (78%, 13% và 14%) so với Alfisol (66%, 8% và 7%). Đối với cả hai loại đất, (i) không có sự khác biệt có ý nghĩa (P > 0.05) nào được quan sát thấy trong tỷ lệ phát thải CO₂ giữa các mẫu chứng và các điều trị biochar; và (ii) tổng lượng CO₂ phát thải từ phụ gia không than cháy cao hơn một cách có ý nghĩa (P < 0.05) so với các điều trị còn lại. Tại Alfisol, một hiệu ứng kích thích positve có ý nghĩa (P < 0.05) đối với sự phân hủy NOM được quan sát thấy khi bổ sung vào bằng CS tươi, trong khi trái ngược lại được phát hiện ở các điều trị biochar. Ở Andisol, không có hiệu ứng kích thích ròng có ý nghĩa (P > 0.05) nào được quan sát thấy. Cân bằng carbon chỉ ra rằng carbon mất đi từ cả quá trình sản xuất và phân hủy biochar 'được bù đắp' với lượng carbon mất đi từ phân hủy dư lượng tươi sau <35 tuần. Điểm 'bù đắp' đã đạt được sớm hơn ở Andisol, nơi mà CS tươi phân giải nhanh hơn. Những kết quả này cung cấp bằng chứng thực nghiệm về tiềm năng của biochar trong việc lưu giữ C và tránh phát thải CO₂ từ nguyên liệu gốc trong khi bảo vệ chất hữu cơ tự nhiên của đất.

Lignocellulose là nguồn sinh khối phong phú nhất trên Trái Đất, với ước tính sản xuất hàng năm đạt 181,5 tỷ tấn. Trong số 8,2 tỷ tấn đang được sử dụng, khoảng 7 tỷ tấn được sản xuất từ các nguồn đất nông nghiệp, cỏ và rừng chuyên dụng, trong khi 1,2 tỷ tấn còn lại đến từ các chất thải nông nghiệp. Cần có các phương thức sản xuất và sử dụng lignocellulose hiệu quả về kinh tế và môi trường để mở rộng nền kinh tế sinh học. Bài viết ý kiến này xuất phát từ mạng lưới nghiên cứu "Lignocellulose như một nền tảng tài nguyên mới cho vật liệu và sản phẩm mới" được tài trợ bởi tiểu bang Baden-Württemberg của Đức và tóm tắt các nghiên cứu gốc được trình bày trong số đặc biệt này. Nó đầu tiên thảo luận về cách tổ chức bền vững việc cung cấp sinh khối lignocellulosic và gợi ý rằng cây trồng sinh khối lâu năm (PBC) có khả năng đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp sinh khối khu vực cho các nhà máy sinh khối lignocellulosic ở Châu Âu trong tương lai. Sản xuất PBC chuyên dụng có lợi thế cung cấp sinh khối với số lượng và chất lượng đáng tin cậy. Việc điều chỉnh chất lượng PBC thông qua nhân giống và quản lý cây trồng có thể hỗ trợ việc tích hợp các chuỗi giá trị lignocellulosic. Sau đó, hai khái niệm nhà máy sinh khối sử dụng sinh khối lignocellulosic được so sánh và thảo luận: nhà máy sinh khói syngas và nhà máy sinh khối lignocellulosic. Nhà máy sinh khối syngas ít nhạy cảm hơn với chất lượng sinh khối và có kỹ thuật tương đối tiên tiến, nhưng yêu cầu đầu tư cao và cơ sở hạ tầng quy mô lớn để có tính khả thi về kinh tế. Các nhà máy sinh khối lignocellulosic yêu cầu nhiều bước xử lý để tách lignin cứng đầu khỏi cellulose và hemicellulose và chuyển đổi các sản phẩm trung gian thành các sản phẩm có giá trị. Quy trình tinh chế cho các phần lignin và hemicellulose chất lượng cao vẫn cần được phát triển thêm. Một khái niệm về nhà máy sinh khối lignocellulosic mô-đun được trình bày có thể linh hoạt được điều chỉnh cho nhiều loại nguyên liệu và sản phẩm bằng cách kết hợp các công nghệ thích hợp tại cùng một địa điểm hoặc dưới hình thức phân cấp.

Việc sản xuất sinh khối và các đặc tính sinh hóa của các loài tảo xanh đại dương và nước ngọt (tảo đa bào), được trồng trong điều kiện ngoài trời, đã được đánh giá để xác định tiềm năng chuyển đổi thành nhiên liệu sinh học lỏng năng lượng cao, cụ thể là dầu sinh học và biodiesel, cũng như giá trị của các sản phẩm này. Năng suất sinh khối thường cao gấp hai lần đối với tảo biển (8,5–11,9 g m⁻² d⁻¹, trọng lượng khô) so với tảo nước ngọt (3,4–5,1 g m⁻² d⁻¹, trọng lượng khô). Thành phần sinh hóa của các loài cũng khác biệt rõ rệt, với hàm lượng tro cao hơn (25,5–36,6%) ở tảo đại dương và giá trị calorific cao hơn (15,8–16,4 MJ kg⁻¹) ở tảo nước ngọt. Hàm lượng lipid cao nhất ở tảo nước ngọt Oedogonium và tảo biển Derbesia. Lipid là một thành phần hữu cơ quan trọng cho sản xuất dầu sinh học thông qua quá trình nhiệt thủy phân (HTL), và vì vậy, năng suất dầu sinh học lý thuyết cao nhất là đối với Oedogonium (17,7%, trọng lượng khô) và Derbesia (16,2%, trọng lượng khô). Năng suất dầu sinh học lý thuyết cũng cao hơn năng suất biodiesel cho tất cả các loài do việc chuyển đổi toàn bộ thành phần hữu cơ của sinh khối, bao gồm cả phần carbohydrate chiếm ưu thế. Tuy nhiên, tất cả các loài biển đều có năng suất sinh khối cao hơn và do đó có năng suất dầu sinh học dự kiến cao hơn so với các loài nước ngọt, lên đến 7,1 t dầu sinh học ha⁻¹ năm⁻¹ cho Derbesia. Giá trị dự kiến của sáu loài tảo đã tăng lên 45–77% (lên đến US$7700 ha⁻¹ năm⁻¹) thông qua việc chiết xuất protein trước khi chuyển đổi sinh khối dư thừa thành dầu sinh học. Nghiên cứu này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tối ưu hóa năng suất sinh khối cho nhiên liệu năng lượng cao và nhắm tới các sản phẩm phụ bổ sung để tăng giá trị.

Trong các môi trường khô hạn, việc luân canh cây trồng và nông nghiệp trong khoảng thời gian từ 3 đến 5 năm đại diện cho một nguồn nguyên liệu sinh học tiềm năng lớn và là một phương tiện để phục hồi sự cân bằng thủy học của cảnh quan cũng như cải tạo môi trường, đồng thời duy trì sản xuất thực phẩm. Ở những vùng đất có độ phì tự nhiên thấp, khả năng bền vững lâu dài của các hệ thống này sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi trạng thái dinh dưỡng của địa điểm và chu trình dinh dưỡng tiếp theo. Một chỉ số tiếp nhận dinh dưỡng (NAI) đã được phát triển để cho phép so sánh khả năng tiếp nhận dinh dưỡng của các loài và thành phần cây, đồng thời tối ưu hóa quản lý dinh dưỡng, thông qua việc định lượng các chiến lược khác nhau để quản lý dinh dưỡng của địa điểm. Khối lượng sinh khối, xuất khẩu dinh dưỡng và hiệu quả sử dụng dinh dưỡng đã được đánh giá cho ba loài cây trồng ngắn hạn. Xuất khẩu dinh dưỡng sau thu hoạch ở năm thứ 3 với mật độ cao (4000 cây/ha) thường cao hơn một cách nhất quán ở Pinus radiata, với các giá trị là 85 kg/ha N, 11 kg/ha P và 62 kg/ha K, so với Eucalyptus globulus và Eucalyptus occidentalis. Chỉ số NAI thành phần thường theo thứ tự lá<nhánh<bần<rễ<gỗ thân đối với N, P, K, S, Ca và Mg. NAI dao động từ 0.06 Mg kg⁻¹ đối với N trong lá của P. radiata đến 4.7 Mg kg⁻¹ đối với P trong gỗ thân của E. occidentalis, cho thấy tính bền vững cao hơn của sinh khối gỗ so với sinh khối lá. Những chiếc lá của mỗi loài chứa từ 40 đến 60% tổng lượng chất dinh dưỡng trong khi chiếm khoảng 25-30% tổng sinh khối. Những xuất khẩu dinh dưỡng này thông qua việc gỡ bỏ sinh khối tương tự như những gì xảy ra sau 3 năm sản xuất lúa mì trong cùng một khu vực, cho thấy không có sự suy giảm bổ sung nào về dự trữ dinh dưỡng trong giai đoạn trồng cây của chu kỳ.

Các chất ô nhiễm tồn dư bao gồm hydrocarbon thơm đa vòng (PAHs), hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs), và các hạt nano carbon (nhựa) không thể tránh khỏi được hình thành trong quá trình nhiệt phân chất thải sinh khối và vẫn tồn tại trên sản phẩm phụ rắn gọi là biochar. Những chất ô nhiễm này có thể gây tác động xấu đến sự phát triển của thực vật cũng như cộng đồng vi sinh vật trong đất. Mặc dù biochar đã được đề xuất như một 'chiến lược âm carbon' để giảm thiểu khí thải nhà kính, nhưng tác động của việc áp dụng nó đối với sự tồn tại lâu dài và khả năng sinh khả dụng của các thành phần nguy hiểm vẫn chưa rõ ràng. Hơn nữa, sự xuất hiện đồng thời của các VOCs có trọng lượng phân tử thấp cùng với PAHs trong biochar có thể gây ra các tác động phytotoxic thêm. Tổng quan này mô tả nhu cầu cơ bản để làm sáng tỏ các cơ chế chính điều khiển sự lưu trữ so với phát thải của các chất hữu cơ này và động lực giữa sorbent (biochar) và vi sinh vật trong đất. Hơn nữa, có một nhu cầu cấp bách về các phương pháp tiêu chuẩn hóa để phân tích định lượng các PAHs và VOCs trong biochar dưới các điều kiện môi trường liên quan. Tổng quan này cũng được mở rộng để bao gồm các khoảng trống trong nghiên cứu hiện tại, bao gồm ảnh hưởng của việc áp dụng biochar lên số phận ngắn hạn và dài hạn của PAH và VOC và các chiến thuật kiểm soát thích hợp cho chất lượng biochar và rủi ro liên quan.

Miscanthus có tiềm năng cao trong việc làm nguyên liệu sinh khối cho sản xuất biofuel. Khả năng chịu hạn là một mục tiêu nhân giống quan trọng trong miscanthus vì thiếu nước là một loại stress abiotic phổ biến và việc tưới tiêu cho cây trồng trong hầu hết các trường hợp là không kinh tế. Hạn hán không chỉ làm giảm nghiêm trọng sản lượng sinh khối, mà còn ảnh hưởng đến chất lượng sinh khối cho sản xuất biofuel, vì việc định hình lại thành tế bào là một phản ứng phổ biến của cây đối với các stress abiotic. Chất lượng và trọng lượng cây của 50 kiểu gen miscanthus khác nhau đã được đánh giá trong điều kiện kiểm soát và điều kiện hạn hán (28 ngày không có nước) trong một thí nghiệm trong nhà kính. Tổng thể, điều trị hạn hán đã giảm trọng lượng cây khoảng 45%. Khả năng chịu hạn - như được định nghĩa bởi khả năng duy trì trọng lượng cây - đã thay đổi rộng rãi giữa các kiểu gen miscanthus được thử nghiệm, dao động từ 30% đến 110%. Thành phần sinh khối bị thay đổi đáng kể do stress hạn hán, với sự giảm mạnh trong thành tế bào và hàm lượng cellulose, cùng với sự tăng đáng kể trong polysaccharide hemicellulose. Stress chỉ có ảnh hưởng nhỏ đến hàm lượng lignin. Độ cứng cấu trúc của thành tế bào cũng bị ảnh hưởng bởi điều kiện hạn hán; tỷ lệ chuyển đổi cellulose cao hơn đáng kể đã được quan sát thấy trong việc đường hóa enzym của các mẫu đã bị xử lý hạn so với các mẫu kiểm soát. Cả thành phần của thành tế bào và mức độ dẻo của thành tế bào dưới điều kiện hạn cũng đã thay đổi rộng rãi giữa tất cả các kiểu gen, nhưng chỉ có mối tương quan yếu được tìm thấy với mức độ chịu hạn, cho thấy sự kiểm soát di truyền độc lập. Khả năng chịu hạn cao và chất lượng sinh khối có thể được phát triển đồng thời. Độ biến đổi genotyp rộng rãi cho hầu hết các đặc điểm trong nguồn gen miscanthus đã được đánh giá cung cấp nhiều cơ hội cho việc nhân giống các giống có khả năng chịu hạn có thể sản xuất năng suất lớn của sinh khối chất lượng cao trong điều kiện thiếu nước. Độ phân hủy cao hơn của các mẫu đã bị xử lý hạn làm cho miscanthus trở thành một loại cây thú vị cho việc sản xuất biofuel thế hệ thứ hai trên các loại đất khó khăn.

Trung Quốc đang chịu áp lực thúc đẩy năng suất nông nghiệp để đáp ứng nhu cầu của một dân số đang gia tăng với chế độ ăn uống ngày càng tiêu tốn tài nguyên. Sự cải thiện năng suất này phải diễn ra trong bối cảnh các mục tiêu giảm cường độ carbon và một hệ thống nông nghiệp phân mảnh, kém hiệu quả về dinh dưỡng. Hơn nữa, chính phủ Trung Quốc ngày càng nhận thức được sự cần thiết phải hợp lý hóa quản lý 800 triệu tấn rơm cây trồng mà Trung Quốc sản xuất mỗi năm, trong đó lên tới 40% được đốt bỏ trên ruộng như một loại rác thải. Biochar được sản xuất từ các chất thải này và được áp dụng vào đất có thể góp phần vào năng suất nông nghiệp, hiệu quả sử dụng tài nguyên và các mục tiêu giảm carbon của Trung Quốc. Tuy nhiên, việc sử dụng rơm cây trồng của Trung Quốc cho sản xuất năng lượng sinh học đang phát sinh nhanh chóng. Do đó, việc hiểu rõ tính khả thi kinh tế tương đối và tiềm năng giảm carbon của việc định hướng các chất thải nông nghiệp vào biochar thay vì năng lượng sinh học là rất quan trọng. Sử dụng phân tích chi phí-lợi ích (CBA) và phân tích vòng đời (LCA), bài viết này so sánh tính khả thi kinh tế và tiềm năng giảm carbon của việc sản xuất biochar thông qua quá trình nhiệt phân với việc sản xuất năng lượng sinh học thông qua viên nén và khí hóa. Việc tái sử dụng rơm và đốt rơm trên ruộng được sử dụng làm kịch bản cơ sở. Chúng tôi phát hiện rằng việc viên nén rơm để sản xuất năng lượng nhiệt là công nghệ giảm carbon có hiệu quả chi phí nhất, yêu cầu một khoản trợ cấp $7 (MgCO₂e⁻¹) được giảm thiểu. Tuy nhiên, chế độ trợ cấp điện sinh học hiện tại của Trung Quốc khiến khí hóa (NPV $12,6 triệu) trở nên hấp dẫn hơn về mặt tài chính cho các nhà đầu tư so với cả việc viên nén (NPV $7,34 triệu) và nhiệt phân ($−1,84 triệu). Tiềm năng giảm carbon trực tiếp của quá trình nhiệt phân (1,06 MgCO₂e mỗi tấn rơm) cũng thấp hơn so với việc viên nén (1,35 MgCO₂e mỗi tấn rơm) và khí hóa (1,16 MgCO₂e mỗi tấn rơm). Tuy nhiên, các quá trình giảm carbon gián tiếp phát sinh từ việc áp dụng biochar có thể cải thiện đáng kể tiềm năng giảm carbon của kịch bản nhiệt phân. Tương tự, việc tăng giá trị nông học của biochar là điều thiết yếu để kịch bản nhiệt phân có thể cạnh tranh như một công nghệ giảm thiểu kinh tế khả thi và hiệu quả chi phí.

Biochar đã được khuyến nghị như một phương pháp lưu trữ carbon đồng thời cải thiện năng suất cây trồng và tính bền vững của hệ sinh thái nông nghiệp. Nó có thể được sản xuất từ nhiều loại nguyên liệu sinh khối khác nhau bằng các công nghệ chuyển đổi nhiệt hóa khác nhau, có hoặc không thu hồi sản phẩm năng lượng phụ, dẫn đến các loại than (chars) có chất lượng khác nhau và một loạt các kết quả giảm thiểu khí nhà kính (GHG) của hệ thống. Phân tích này mở rộng các nghiên cứu trước đây về tính bền vững bằng cách đề xuất một mô hình đánh giá chi phí hoạt động vòng đời cơ chế GHG và kinh tế cho việc đồng sản xuất biochar và bioenergy từ nguyên liệu thải sinh khối, với một nghiên cứu trường hợp cho khu vực trung bắc Colorado. Quá trình sản xuất được mô tả như một hàm liên tục của nhiệt độ cho các hệ thống nhiệt phân chậm, nhiệt phân nhanh và khí hóa. Lợi ích môi trường của biochar (C lưu trữ, N₂O kiềm chế, cải thiện năng suất cây trồng) được dự đoán dựa trên giá trị kiềm hóa kỳ vọng và độ bền. Giảm thiểu GHG của hệ thống được tính toán, và lợi nhuận ròng được ước tính phản ánh các chi phí sản xuất kinh tế thay đổi, giá trị nông học của biochar dựa trên giá trị thay thế vôi nông nghiệp hoặc phân bón, và giá trị giảm thiểu GHG, với các kết quả so với việc sử dụng char cho sản xuất năng lượng. Kết quả từ nghiên cứu trường hợp cho thấy các hệ thống nhiệt phân chậm có thể giảm thiểu tới 1.4 Mg CO₂eq/Mg nguyên liệu tiêu thụ, nếu sử dụng nguyên liệu phù hợp, giảm thiểu khí thải ô nhiễm từ sản xuất, và thu hồi các sản phẩm năng lượng phụ. Mô hình cho thấy rằng trong khi lợi nhuận tài chính thường cao hơn khi char được sử dụng cho năng lượng (biocoal) so với khi được sử dụng như một chất cải tạo đất (biochar), các char sản xuất qua các quá trình chuyển đổi nhiệt độ cao sẽ có giá trị giảm thiểu GHG cao hơn. Kịch bản biochar đạt được sự bình đẳng kinh tế với mức giá carbon chỉ từ $50/Mg CO₂eq cho các kịch bản tối ưu, bất chấp các giả định mô hình bảo thủ. Mô hình này là một bước tiến hướng tới đánh giá và tối ưu hóa thiết kế hệ thống biochar theo không gian trên các nguyên liệu khác nhau, công nghệ chuyển đổi và đất nông nghiệp.