Γιατί τα δέντρα είναι μια ιδανική πηγή ανανεώσιμης ενέργειας

Μία από τις πιο αμφιλεγόμενες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι η ξυλώδης βιομάζα, όπως τα δέντρα. Δεν θα έπρεπε να είναι, γιατί η βιομάζα μπορεί να είναι ένας εξαιρετικά βιώσιμος πόρος, εάν γίνει σωστή διαχείριση.

Έζησα στη Χαβάη για πέντε χρόνια, όπου εργάστηκα σε μια εταιρεία που διαχειριζόταν δάση (μεταξύ άλλων). Μερικές φορές μου ζητήθηκε να κάνω ομιλίες στο τοπικό γυμνάσιο σχετικά με την ενέργεια και τη βιωσιμότητα. Κατά τη διάρκεια μιας ομιλίας, ένας μαθητής είπε «Άκουσα ότι θα κόψεις όλα τα δέντρα».

Εκείνη τη στιγμή, συνειδητοποίησα ότι η άποψή της για τη δασοκομία ήταν σχεδόν ίδια με τη δική μου άποψη για τη δασοκομία όταν μεγάλωνα Weyerhaeuser χώρα στην Οκλαχόμα. Τότε έβλεπα τους δασολόγους ως ανθρώπους που κόβουν δέντρα και τους συνέδεα καθαρό κόψιμο.

Βιώσιμη Βιομάζα

Οι απόψεις μου έχουν αλλάξει πολύ από τότε, γιατί έχω καλύτερη κατανόηση του τι κάνουν οι δασολόγοι. Οι δασολόγοι διαχειρίζονται τα δάση. Με ένα διαχειριζόμενο δάσος, μερικές φορές αυτό σημαίνει ότι συγκομίζετε τα δέντρα όπως θα συλλέγατε οποιαδήποτε άλλη καλλιέργεια. Αλλά η διαχείριση ενός δάσους συνεπάγεται επίσης την αντικατάσταση αυτού που κόβετε.

Όταν εξετάζουμε τη βιομάζα ως πηγή ενέργειας, υπάρχουν πολλές πιθανές παγίδες. Ορισμένες μορφές βιομάζας κάνουν μεγάλους χρήστες θρεπτικών ουσιών και ως εκ τούτου οι απαιτήσεις λίπανσης μπορεί να είναι υψηλές. Αυτό μπορεί να συνεπάγεται υψηλές εισροές ορυκτών καυσίμων για την παραγωγή του λιπάσματος και υψηλότερο κίνδυνο εξάντλησης του εδάφους. Επίσης, ορισμένες καλλιέργειες κάνουν μεγάλους χρήστες νερού.

Τα δέντρα είναι διαφορετικά. Κατά τη διάρκεια των πρώτων περίπου 10 ετών της ζωής τους, παράγουν βιομάζα με ρυθμό 7-10 τόνους ξηρού κόκκαλου ανά στρέμμα ανά έτος. Μπορεί να δείτε κάποιες άλλες πηγές βιομάζας που ισχυρίζονται ότι οι αποδόσεις είναι τόσο υψηλές, αλλά σχεδόν σίγουρα αυτές επιτεύχθηκε με λίπασμα και άφθονο νερό.

Αλλά υπάρχει ένας ακόμη πιο επιτακτικός λόγος για τη χρήση των δέντρων. Σε αντίθεση με τις περισσότερες καλλιέργειες βραχείας αμειψισποράς που μερικές φορές συζητούνται ως πρώτη ύλη για την παραγωγή καυσίμου, τα δέντρα μπορούν πραγματικά να βελτιώσουν την ποιότητα και την υγεία του εδάφους.

Αυτό που συμβαίνει είναι ότι τα δέντρα μπορούν να πάρουν θρεπτικά συστατικά από το υπέδαφος και να τα συγκεντρώσουν στα φύλλα και το φλοιό. Αυτό καταλήγει να πέσει πίσω στο έδαφος και να προστεθεί στο οργανικό υλικό στο έδαφος. Ανάλογα με τον τύπο του δέντρου που χρησιμοποιείτε, τα διαχειριζόμενα δάση μπορούν να παρέχουν καύσιμα ενώ βελτιώνουν την ποιότητα του εδάφους.

Ανακύκλωση άνθρακα

Φυσικά, ένα βασικό ερώτημα είναι το αποτύπωμα άνθρακα από τη χρήση των δέντρων για καύσιμο. Τα δέντρα που καίγονται για ενέργεια απελευθερώνουν διοξείδιο του άνθρακα που είχε πρόσφατα δεσμευτεί από το δέντρο.

Κατά τη διάρκεια του κύκλου της ανάπτυξης και στη συνέχεια της καύσης του δέντρου, το καθαρό απόθεμα διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα δεν αλλάζει. Αυτό είναι διαφορετικό από την καύση άνθρακα, για παράδειγμα, που απελευθερώνει αρχαίο διοξείδιο του άνθρακα και αυξάνει το καθαρό απόθεμα διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα.

Στην πραγματικότητα, υπάρχουν πρόσθετοι παράγοντες που επηρεάζουν την ισορροπία άνθρακα των συστημάτων ξύλου-ενέργειας. Οι ρίζες των δέντρων, για παράδειγμα, δεσμεύουν επιπλέον άνθρακα κάτω από το έδαφος. Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτές οι ρίζες μπορεί να διαρκέσουν για δεκαετίες, δεσμεύοντας άνθρακα πέρα ​​από αυτό που υπήρχε στο χρήσιμο μέρος του δέντρου.

Στην άλλη πλευρά της εξίσωσης βρίσκονται τυχόν εισροές ενέργειας που χρειάστηκαν για να αναπτυχθεί, να μεταφερθεί και να μετατραπεί το δέντρο σε μια χρησιμοποιήσιμη μορφή, όπως τα σφαιρίδια. Ωστόσο, μια ανάλυση κύκλου ζωής (LCA) μπορεί να ταξινομήσει τις διάφορες εισόδους και εξόδους και να υπολογίσει το αποτύπωμα άνθρακα.

Πώς στοιβάζονται τα δέντρα

Ευτυχώς, αυτό έγινε. Enviva Inc. είναι μια εισηγμένη εταιρεία με έδρα το Μέριλαντ και ο μεγαλύτερος παραγωγός βιώσιμων πέλλετ ξύλου στον κόσμο. Αυτά τα pellets χρησιμοποιούνται κυρίως για την εκτόπιση του άνθρακα σε ευρωπαϊκούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα.

Το 2019, ένας από τους μεγαλύτερους μετόχους της Enviva ζήτησε από την ανεξάρτητη ερευνητική εταιρεία Απεριόριστη Έρευνα Επιπτώσεων και Αναλύσεις να επανεξετάσει τη βιωσιμότητα και τον αντίκτυπο στον άνθρακα της ενέργειας των pellet ξύλου. Χρησιμοποιείται απεριόριστη τρέχουσα βιβλιογραφία με κριτές από ομοτίμους σχετικά με τις επιπτώσεις αερίων θερμοκηπίου (GHG) των σφαιριδίων ξύλου για τη δημιουργία μιας ανάλυσης κύκλου ζωής (LCA) των εκπομπών GHG από την αλυσίδα εφοδιασμού pellet ξύλου. Συνέκριναν το αποτύπωμα άνθρακα των σφαιριδίων ξύλου με άλλα καύσιμα όπως ο άνθρακας και το φυσικό αέριο.

Η αναφορά είναι διαθέσιμη εδώ, αλλά υπήρξε μια σειρά από σημαντικά ευρήματα. Συγκεκριμένα, η έκθεση τόνισε ότι η βιοενέργεια με βάση το ξύλο μπορεί να συμπληρώσει διακοπτόμενους πόρους όπως η αιολική και η ηλιακή ενέργεια με σταθερή ενέργεια. Αυτό γίνεται συχνά σήμερα με σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής φυσικού αερίου που κινούνται γρήγορα, αλλά τα πέλλετ ξύλου μπορούν να το επιτύχουν σε ένα κλάσμα του αποτυπώματος άνθρακα.

Πηγή: Enviva Inc.

Ο άνθρακας έχει ένταση αερίων θερμοκηπίου 1.00 κιλά ισοδύναμα διοξειδίου του άνθρακα ανά κιλοβατώρα (kWH) παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας. Το φυσικό αέριο συνδυασμένου κύκλου (CC) ήταν σημαντικά καλύτερο στα 0.44 kg CO2e/kWh.

Αλλά η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από πέλλετ ξύλου είχε ένταση άνθρακα μόνο 0.13 kg CO2e/kWh – 87% χαμηλότερη από τον άνθρακα και 70% χαμηλότερη από το φυσικό αέριο για ολόκληρο τον κύκλο ζωής. Όταν χρησιμοποιείται σε μια εφαρμογή συνδυασμένης θερμότητας και ισχύος (CHP), το αποτύπωμα άνθρακα για τα πέλλετ ξύλου μειώθηκε στα 0.06 kgCO2e/kWh.

Αυτοί οι παράγοντες ήταν ένας σημαντικός μοχλός πίσω από το σχέδιο της Ευρωπαϊκής Επιτροπής για το κλίμα και την ενέργεια για το 2020. Επειδή αναγνώρισε ότι η βιοενέργεια θα μπορούσε να είναι βιώσιμη και να βοηθήσει την Ευρώπη να επιτύχει τους στόχους της για τις εκπομπές άνθρακα, αυτό το σχέδιο βοήθησε στη δημιουργία ενός ακμάζοντος εμπορίου pellet ξύλου από εταιρείες όπως η Enviva στην Ευρώπη.

Έτσι, τα δέντρα μπορούν να αποτελέσουν ιδανική πηγή ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, εάν διαχειρίζονται σωστά. Εκτός από την παροχή καυσίμων και τη μείωση των εκπομπών άνθρακα, μπορούν να επιτελούν μια σημαντική λειτουργία ανακύκλωσης θρεπτικών ουσιών από το υπέδαφος στο επιφανειακό έδαφος. Τα δέντρα που κόβονται μπορούν να ξαναφυτευτούν. Αυτό είναι σαφώς διαφορετικό από –και δεν πρέπει να συγχέεται με– με τη χρήση δέντρων από τροπικά δάση ή από παλιά δάση ανάπτυξης.