Чаму дрэвы з'яўляюцца ідэальным крыніцай аднаўляльнай энергіі

Адным з найбольш супярэчлівых аднаўляльных крыніц энергіі з'яўляецца драўняная біямаса, напрыклад, дрэвы. Гэтага не павінна быць, таму што біямаса можа быць вельмі ўстойлівым рэсурсам, калі ёю правільна кіраваць.

Я жыў на Гаваях пяць гадоў, дзе працаваў у кампаніі, якая кіравала лясамі (між іншым). Часам мяне прасілі выступіць з дакладамі ў мясцовай сярэдняй школе аб энергіі і ўстойлівым развіцці. Падчас аднаго выступу студэнт сказаў: «Я чуў, што вы збіраецеся спілаваць усе дрэвы».

У той момант я зразумеў, што яе погляд на лясную гаспадарку быў у значнай ступені такі ж, як і мой погляд на лясную гаспадарку, калі я рос у Weyerhaeuser краіна ў Аклахоме. Тады я глядзеў на леснікоў як на людзей, якія высякаюць дрэвы, і з імі асацыяваўся суцэльныя высечкі.

Устойлівая біямаса

Мае погляды з таго часу моцна змяніліся, таму што я стаў лепш разумець, чым займаюцца леснікі. Леснікі гаспадараць у лясах. З кіраваным лесам часам гэта азначае, што вы збіраеце дрэвы, як збіралі б любы іншы ўраджай. Але гаспадарка ў лесе таксама прадугледжвае замену высечанага.

Разглядаючы біямасу як крыніцу энергіі, ёсць шмат патэнцыйных падводных камянёў. Некаторыя формы біямасы інтэнсіўна спажываюць пажыўныя рэчывы, і таму патрабаванні да ўгнаенняў могуць быць высокімі. Гэта можа азначаць вялікую колькасць выкапнёвага паліва для вытворчасці ўгнаенняў і больш высокі рызыка знясілення глебы. Акрамя таго, некаторыя культуры актыўна спажываюць ваду.

Дрэвы бываюць розныя. На працягу першых 10 гадоў свайго жыцця яны генеруюць біямасу ў памеры 7-10 тон сухіх костак на акр у год. Вы можаце ўбачыць некаторыя іншыя крыніцы біямасы, якія сцвярджаюць, што ўраджайнасць такая высокая, але яны амаль напэўна былі дасягнуты з дапамогай угнаенняў і вялікай колькасці вады.

Але ёсць яшчэ больш пераканаўчая прычына выкарыстоўваць дрэвы. У адрозненне ад большасці культур з кароткім севазваротам, якія часам абмяркоўваюцца ў якасці сыравіны для вытворчасці паліва, дрэвы сапраўды могуць палепшыць якасць і здароўе глебы.

Адбываецца тое, што дрэвы могуць атрымліваць пажыўныя рэчывы з нетраў і канцэнтраваць іх у лісці і кары. Гэта заканчваецца падзеннем назад у глебу і даданнем арганічных матэрыялаў у глебе. У залежнасці ад тыпу дрэў, якія вы выкарыстоўваеце, кіраваныя лясы могуць забяспечваць палівам, адначасова паляпшаючы якасць глебы.

Перапрацоўка вугляроду

Вядома, ключавым пытаннем з'яўляецца вугляродны след выкарыстання дрэў у якасці паліва. Дрэвы, якія спальваюцца для атрымання энергіі, вылучаюць вуглякіслы газ, які нядаўна быў паглынуты дрэвам.

Падчас цыклу вырошчвання і наступнага спальвання дрэва чысты запас вуглякіслага газу ў атмасферы не змяняецца. Гэта адрозніваецца ад спальвання вугалю, напрыклад, пры якім вылучаецца старажытны вуглякіслы газ і павялічваецца чысты запас вуглякіслага газу ў атмасферы.

У рэчаіснасці існуюць дадатковыя фактары, якія ўплываюць на вугляродны баланс схем перапрацоўкі драўніны ў энергію. Карані дрэў, напрыклад, затрымліваюць дадатковы вуглярод пад глебай. У некаторых выпадках гэтыя карані могуць захоўвацца дзесяцігоддзямі, звязваючы вуглярод за межы таго, што было ў карыснай частцы дрэва.

На другім баку ўраўнення знаходзяцца любыя затраты энергіі, неабходныя для вырошчвання, транспарціроўкі і пераўтварэння дрэва ў прыдатную для выкарыстання форму, напрыклад, гранулы. Аднак аналіз жыццёвага цыкла (LCA) можа адсартаваць розныя ўваходы і выхады і вылічыць вугляродны след.

Як дрэвы складаюцца

На шчасце, гэта было зроблена. Кампанія Enviva Inc. з'яўляецца публічнай кампаніяй, якая базуецца ў штаце Мэрыленд і з'яўляецца найбуйнейшым у свеце вытворцам экалагічных драўняных гранул. Гэтыя гранулы ў асноўным выкарыстоўваюцца для выцяснення вугалю на еўрапейскіх вугальных электрастанцыях.

У 2019 годзе адзін з найбуйнейшых акцыянераў Enviva запытаў незалежную даследчую фірму Даследаванне і аналітыка бязмежнага ўздзеяння перагледзець устойлівасць і ўздзеянне вугляроду энергіі драўняных гранул. Кампанія Boundless выкарыстала бягучую рэцэнзаваную літаратуру аб уздзеянні драўняных гранул на выкід парніковых газаў (ПГ), каб стварыць аналіз жыццёвага цыкла (LCA) выкідаў ПГ з ланцужка паставак драўняных гранул. Яны параўналі вугляродны след драўняных гранул з іншымі відамі паліва, такімі як вугаль і прыродны газ.

Справаздача даступная тут, але быў шэраг важных знаходак. Характэрна, што ў справаздачы падкрэсліваецца, што біяэнергія на аснове драўніны можа дапаўняць перарывістыя рэсурсы, такія як энергія ветру і сонца, трывалай энергіяй. Гэта часта робіцца сёння з электрастанцыямі на прыродным газе з хуткім цыклам, але драўняныя гранулы могуць дасягнуць гэтага з доляй вугляроднага следу.

Крыніца: Enviva Inc.

Інтэнсіўнасць парніковых газаў вугалю складае 1.00 кілаграма эквіваленту вуглякіслага газу на кілават-гадзіну (кВт·г) вырабленай электраэнергіі. Прыродны газ з камбінаваным цыклам (CC) быў значна лепшым - 0.44 кгCO2e/кВт-г.

Але электраэнергія, вырабленая з драўняных гранул, мела інтэнсіўнасць вугляроду ўсяго 0.13 кгCO2e/кВт-г – на 87% ніжэй, чым у вугалю, і на 70% ніжэй, чым у прыроднага газу, на працягу ўсяго жыццёвага цыкла. Пры выкарыстанні камбінаванага цепла- і электраэнергіі (ЦЭЦ) вугляродны след для драўняных гранул знізіўся да 0.06 кгCO2e/кВт-гадз.

Гэтыя фактары былі галоўным рухаючым фактарам плана Еўрапейскай камісіі па клімаце і энергетыцы на 2020 год. Паколькі ў ім было прызнана, што біяэнергія можа быць устойлівай і дапамагчы Еўропе дасягнуць мэтавых паказчыкаў па выкідах вугляроду, гэты план дапамог стварыць у Еўропе бум гандлю драўнянымі грануламі такіх кампаній, як Enviva.

Такім чынам, дрэвы могуць стаць ідэальнай крыніцай аднаўляльнай энергіі, калі імі правільна кіраваць. Акрамя забеспячэння палівам і скарачэння выкідаў вугляроду, яны могуць выконваць важную функцыю перапрацоўкі пажыўных рэчываў з нетраў у верхні пласт глебы. Высечаныя дрэвы можна перасаджваць. Гэта значна адрозніваецца ад - і не варта блытаць - з выкарыстаннем дрэў з трапічных лясоў або старых лясоў.