Zašto su stabla idealan izvor obnovljive energije

Jedan od kontroverznijih obnovljivih izvora energije je drvena biomasa, poput drveća. Ne bi trebalo biti, jer biomasa može biti vrlo održiv resurs, ako se njome pravilno upravlja.

Pet godina sam živio na Havajima, gdje sam radio za tvrtku koja je gospodarila šumama (između ostalog). Ponekad su me zamolili da u lokalnoj srednjoj školi održim govor o energiji i održivosti. Tijekom jednog govora jedan je student rekao: "Čuo sam da ćeš posjeći sva stabla."

U tom trenutku shvatio sam da je njezin pogled na šumarstvo bio isti kao i moj pogled na šumarstvo dok sam odrastao u Weyerhaeuser država u Oklahomi. Tada sam na šumare gledao kao na ljude koji sijeku stabla i s njima sam ih povezivao rezanje.

Održiva biomasa

Moji stavovi su se od tada dosta promijenili, jer bolje razumijem što rade šumari. Šumari gospodare šumama. Uz gospodarenu šumu, ponekad to znači da berete stabla kao što biste ubrali bilo koji drugi usjev. Ali upravljanje šumom podrazumijeva i zamjenu onoga što ste posjekli.

Kada se biomasa razmatra kao izvor energije, postoje mnoge potencijalne zamke. Neki oblici biomase veliki su korisnici hranjivih tvari i kao takvi zahtjevi za gnojidbom mogu biti visoki. To može značiti visoke unose fosilnih goriva za proizvodnju gnojiva i veći rizik od iscrpljivanja tla. Također, neki usjevi su veliki korisnici vode.

Stabla su različita. Tijekom prvih 10-ak godina svog života stvaraju biomasu brzinom od 7-10 tona suhe kosti po hektaru godišnje. Možda ćete vidjeti neke druge izvore biomase koji tvrde da su prinosi tako visoki, ali oni su gotovo sigurno postignuti gnojivom i puno vode.

Ali postoji još uvjerljiviji razlog za korištenje drveća. Za razliku od većine usjeva s kratkom rotacijom o kojima se ponekad govori kao o sirovini za proizvodnju goriva, stabla zapravo mogu poboljšati kvalitetu i zdravlje tla.

Ono što se događa je da stabla mogu donijeti hranjive tvari iz podzemlja i koncentrirati ih u lišću i kori. To završava vraćanjem u tlo i dodavanjem organskog materijala u tlu. Ovisno o vrsti stabla koje koristite, upravljane šume mogu osigurati gorivo uz poboljšanje kvalitete tla.

Recikliranje ugljika

Naravno, ključno pitanje je ugljični otisak korištenja drveća za gorivo. Stabla koja se spaljuju radi oslobađanja energije ugljičnog dioksida koji je stablo nedavno odvojilo.

Tijekom ciklusa uzgoja i naknadnog spaljivanja stabla, neto zalihe ugljičnog dioksida u atmosferi se ne mijenjaju. To je drugačije od spaljivanja ugljena, na primjer, koji oslobađa drevni ugljični dioksid i povećava neto zalihe ugljičnog dioksida u atmosferi.

U stvarnosti, postoje dodatni čimbenici koji utječu na ravnotežu ugljika u shemama drvo-energija. Korijenje drveća, na primjer, izdvaja dodatni ugljik ispod tla. U nekim slučajevima to korijenje može trajati desetljećima, vežući ugljik iznad onoga što je bilo u korisnom dijelu stabla.

S druge strane jednadžbe su svi unosi energije potrebni za rast, transport i pretvaranje stabla u upotrebljiv oblik, poput peleta. Međutim, analiza životnog ciklusa (LCA) može razvrstati različite ulaze i izlaze i izračunati ugljični otisak.

Kako se stabla slažu

Na sreću, to je učinjeno. Enviva Inc. je javno poduzeće sa sjedištem u Marylandu i najveći svjetski proizvođač održivih drvenih peleta. Ti se peleti prvenstveno koriste za zamjenu ugljena u europskim elektranama na ugljen.

U 2019. jedan od najvećih dioničara Envive pitao je neovisnu istraživačku tvrtku Bezgranično istraživanje utjecaja i analitika za pregled održivosti i utjecaja ugljika energije drvenih peleta. Bezgranično je koristio trenutnu recenziranu literaturu o utjecaju stakleničkih plinova (GHG) drvenih peleta za izradu analize životnog ciklusa (LCA) emisija stakleničkih plinova iz lanca opskrbe drvenim peletima. Usporedili su ugljični otisak drvenih peleta s drugim gorivima poput ugljena i prirodnog plina.

Izvješće je dostupno ovdje, no postojao je niz važnih nalaza. U izvješću je posebno istaknuto da bioenergija na bazi drva može nadopuniti povremene resurse poput vjetra i sunca čvrstom energijom. To se danas često radi s elektranama na prirodni plin s brzim ciklusom, ali drveni peleti to mogu postići uz djelić ugljičnog otiska.

Izvor: Enviva Inc.

Ugljen ima intenzitet stakleničkih plinova od 1.00 kilograma ekvivalenta ugljičnog dioksida po kilovatsatu (kWH) proizvedene električne energije. Prirodni plin s kombiniranim ciklusom (CC) bio je značajno bolji s 0.44 kgCO2e/kWh.

Ali električna energija proizvedena iz drvenih peleta imala je intenzitet ugljika od samo 0.13 kgCO2e/kWh – 87% niže od ugljena i 70% niže od prirodnog plina za cijeli životni ciklus. Kada se koristi u kombinaciji toplinske i električne energije (CHP), ugljični otisak za drvene pelete pao je na 0.06 kgCO2e/kWh.

Ti su čimbenici bili glavni pokretač klimatskog i energetskog plana Europske komisije za 2020. godinu. Budući da je prepoznao da bi bioenergija mogla biti održiva i pomoći Europi da ispuni svoje ciljeve u pogledu emisija ugljika, ovaj je plan pomogao u razvoju trgovine drvenim peletima tvrtki kao što je Enviva u Europi.

Dakle, drveće može biti idealan izvor obnovljive energije ako se njime pravilno upravlja. Osim što osiguravaju gorivo i smanjuju emisiju ugljika, oni mogu obavljati važnu funkciju recikliranja hranjivih tvari iz podzemlja u gornji sloj tla. Stabla koja su posječena mogu se ponovno posaditi. Ovo se znatno razlikuje od – i ne treba se miješati s – korištenjem stabala iz prašuma ili starih šuma.