Kodėl medžiai yra idealus atsinaujinančios energijos šaltinis

Vienas iš prieštaringiausių atsinaujinančių energijos išteklių yra medienos biomasė, pavyzdžiui, medžiai. Taip neturėtų būti, nes tinkamai valdoma biomasė gali būti labai tvarus išteklius.

Penkerius metus gyvenau Havajuose, kur dirbau įmonėje, kuri tvarkė miškus (be kita ko). Kartais manęs paprašydavo vietinėje vidurinėje mokykloje paskaityti apie energiją ir tvarumą. Vieno pokalbio metu studentas pasakė: „Girdėjau, kad ketini kirsti visus medžius“.

Tą akimirką supratau, kad jos požiūris į miškininkystę buvo beveik toks pat kaip ir mano pačios požiūris į miškininkystę, kai augau miškininkystėje. Weyerhaeuser šalis Oklahomoje. Tuomet į miškininkus žiūrėjau kaip į medžius kertančius žmones ir su jais siejau plynieji kirtimai.

Tvari biomasė

Nuo to laiko mano pažiūros labai pasikeitė, nes geriau suprantu, ką daro miškininkai. Miškininkai tvarko miškus. Jei tvarkomas miškas, kartais tai reiškia, kad medžius pjaunate taip, kaip nuimtumėte bet kurį kitą derlių. Tačiau tvarkant mišką taip pat reikia pakeisti tai, ką iškertate.

Svarstant biomasę kaip energijos šaltinį, yra daug galimų spąstų. Kai kurioms biomasės formoms reikia daug maistinių medžiagų, todėl tręšimo poreikiai gali būti dideli. Tai gali reikšti daug iškastinio kuro sąnaudų trąšoms gaminti ir didesnę dirvožemio išeikvojimo riziką. Be to, kai kurios kultūros dažnai naudoja vandenį.

Medžiai skirtingi. Per pirmuosius 10 savo gyvenimo metų jie sukuria 7–10 sausų tonų biomasės vienam akrui per metus. Galite pamatyti kai kurių kitų biomasės šaltinių, kurie teigia, kad derlius yra toks didelis, bet beveik neabejotinai jie buvo pasiekti naudojant trąšas ir daug vandens.

Tačiau yra dar svarbesnė priežastis naudoti medžius. Skirtingai nuo daugelio trumpos rotacijos augalų, kurie kartais aptariami kaip degalų gamybos žaliava, medžiai iš tikrųjų gali pagerinti dirvožemio kokybę ir sveikatą.

Kas atsitinka, kad medžiai gali išnešti maistines medžiagas iš podirvio ir sutelkti jas lapuose ir žievėje. Tai galiausiai nukrenta į dirvą ir pridedama prie dirvoje esančių organinių medžiagų. Priklausomai nuo jūsų naudojamo medžio tipo, tvarkomi miškai gali būti kuro ir pagerinti dirvožemio kokybę.

Anglies perdirbimas

Žinoma, pagrindinis klausimas yra anglies pėdsakas naudojant medžius kurui. Medžiai, kurie yra deginami energijai gauti, išskiria anglies dioksidą, kurį medis neseniai suskyrė.

Medžio auginimo ir vėlesnio deginimo ciklo metu grynasis anglies dioksido kiekis atmosferoje nesikeičia. Tai skiriasi nuo, pavyzdžiui, anglies deginimo, dėl kurio išsiskiria senovės anglies dioksidas ir padidėja grynasis anglies dioksido kiekis atmosferoje.

Tiesą sakant, yra papildomų veiksnių, turinčių įtakos medienos ir energijos schemų anglies balansui. Pavyzdžiui, medžių šaknys sugeria papildomą anglį po dirvožemiu. Kai kuriais atvejais šios šaknys gali išlikti dešimtmečius, surišdamos anglį daugiau, nei buvo naudingoje medžio dalyje.

Kitoje lygties pusėje yra visos energijos sąnaudos, kurių prireikė medžiui augti, transportuoti ir paversti tinkama forma, pavyzdžiui, granulėmis. Tačiau gyvavimo ciklo analizė (LCA) gali išsiaiškinti įvairius įvesties ir išvesties duomenis ir apskaičiuoti anglies pėdsaką.

Kaip medžiai kaupiasi

Laimei, tai buvo padaryta. Enviva Inc. yra Merilende įsikūrusi viešai prekiaujama įmonė ir didžiausia pasaulyje tvarių medienos granulių gamintoja. Šios granulės pirmiausia naudojamos anglims išstumti Europos anglimis kūrenamose elektrinėse.

2019 metais vienas didžiausių „Enviva“ akcininkų paklausė nepriklausomos tyrimų įmonės Neribotas poveikio tyrimas ir analizė apžvelgti medienos granulių energijos tvarumą ir anglies poveikį. Neribotai naudojo dabartinę recenzuojamą literatūrą apie medienos granulių šiltnamio efektą sukeliančių dujų (ŠESD) poveikį, kad būtų sukurta medienos granulių tiekimo grandinės išmetamo ŠESD gyvavimo ciklo analizė (LCA). Jie palygino medienos granulių anglies pėdsaką su kitu kuru, pavyzdžiui, anglimi ir gamtinėmis dujomis.

Ataskaita yra prieinama čia, tačiau buvo daug svarbių išvadų. Pažymėtina, kad ataskaitoje pabrėžta, kad medienos bioenergija gali papildyti nuolatinius išteklius, tokius kaip vėjo ir saulės energija, tvirta energija. Šiandien tai dažnai daroma naudojant greitai veikiančias gamtinių dujų jėgaines, tačiau naudojant medienos granules tai galima pasiekti naudojant tik dalį anglies pėdsako.

Šaltinis: Enviva Inc.

Anglies šiltnamio efektą sukeliančių dujų intensyvumas yra 1.00 kilogramų anglies dioksido ekvivalentų vienai pagamintos elektros energijos kilovatvalandei (kWH). Kombinuoto ciklo (CC) gamtinės dujos buvo žymiai geresnės – 0.44 kgCO2e/kWh.

Tačiau elektros, pagamintos iš medžio granulių, anglies intensyvumas buvo tik 0.13 kgCO2e/kWh – 87% mažesnis nei anglies ir 70% mažesnis nei gamtinių dujų per visą gyvavimo ciklą. Naudojant kombinuotą šilumą ir elektros energiją (CHP), medienos granulių anglies pėdsakas sumažėjo iki 0.06 kgCO2e/kWh.

Šie veiksniai buvo pagrindinė Europos Komisijos 2020 m. klimato ir energetikos plano varomoji jėga. Kadangi buvo pripažinta, kad bioenergija gali būti tvari ir padėti Europai pasiekti anglies dioksido išmetimo tikslus, šis planas padėjo sukurti klestinčią medienos granulių prekybą tokioms įmonėms kaip Enviva į Europą.

Taigi, tinkamai tvarkomi medžiai gali būti idealus atsinaujinančios energijos šaltinis. Be degalų tiekimo ir anglies emisijos mažinimo, jie gali atlikti svarbią maistinių medžiagų perdirbimo iš podirvio į viršutinį sluoksnį funkciją. Nukirstus medžius galima atsodinti. Tai labai skiriasi nuo atogrąžų miškų ar senų miškų medžių naudojimo ir neturėtų būti su juo painiojama.