Prečo sú stromy ideálnym zdrojom obnoviteľnej energie

Jedným z najkontroverznejších obnoviteľných zdrojov energie je drevná biomasa, ako sú stromy. Nemalo by to tak byť, pretože biomasa môže byť vysoko udržateľným zdrojom, ak sa s ňou správne hospodári.

Päť rokov som žil na Havaji, kde som pracoval vo firme, ktorá obhospodarovala lesy (okrem iného). Niekedy ma požiadali, aby som prednášal na miestnej strednej škole o energii a udržateľnosti. Počas jednej prednášky študent povedal: „Počul som, že sa chystáte vyrúbať všetky stromy.

V tej chvíli som si uvedomil, že jej pohľad na lesníctvo bol v podstate rovnaký ako môj vlastný pohľad na lesníctvo, keď som vyrastal Weyerhauser krajina v Oklahome. Vtedy som lesníkov vnímal ako ľudí, ktorí rúbu stromy, a spájal som ich s nimi holoruby.

Udržateľná biomasa

Moje názory sa odvtedy veľmi zmenili, pretože lepšie rozumiem tomu, čo lesníci robia. Lesníci hospodária v lesoch. S obhospodarovaným lesom to niekedy znamená, že zbierate stromy, ako by ste zberali akúkoľvek inú úrodu. Obhospodarovanie lesa však znamená aj nahradenie toho, čo ste vyrúbali.

Pri zvažovaní biomasy ako zdroja energie existuje veľa potenciálnych úskalí. Niektoré formy biomasy sú náročnými užívateľmi živín, a preto môžu byť požiadavky na hnojenie vysoké. To môže znamenať vysoké vstupy fosílnych palív na výrobu hnojiva a vyššie riziko vyčerpania pôdy. Niektoré plodiny tiež intenzívne využívajú vodu.

Stromy sú rôzne. Počas prvých približne 10 rokov svojho života produkujú biomasu rýchlosťou 7-10 ton suchých kostí na aker za rok. Môžete vidieť niektoré ďalšie zdroje biomasy, ktoré tvrdia, že výnosy sú také vysoké, ale tie boli takmer určite dosiahnuté hnojivom a množstvom vody.

Existuje však ešte pádnejší dôvod na využívanie stromov. Na rozdiel od väčšiny plodín s krátkou rotáciou, o ktorých sa niekedy hovorí ako o surovine na výrobu paliva, stromy môžu skutočne zlepšiť kvalitu a zdravie pôdy.

Čo sa stane, je to, že stromy môžu vynášať živiny z podložia a koncentrovať ich v listoch a kôre. To končí pádom späť do pôdy a pridávaním organického materiálu v pôde. V závislosti od typu stromu, ktorý používate, môžu obhospodarované lesy poskytnúť palivo a zároveň zlepšiť kvalitu pôdy.

Recyklácia uhlíka

Samozrejme, kľúčovou otázkou je uhlíková stopa využívania stromov ako paliva. Stromy, ktoré sa spaľujú na energiu, uvoľňujú oxid uhličitý, ktorý strom nedávno izoloval.

Počas cyklu pestovania a následného spaľovania stromu sa čistá zásoba oxidu uhličitého v atmosfére nemení. Je to iné ako napríklad spaľovanie uhlia, pri ktorom sa uvoľňuje starý oxid uhličitý a zvyšuje sa čistá zásoba oxidu uhličitého v atmosfére.

V skutočnosti existujú ďalšie faktory, ktoré ovplyvňujú uhlíkovú bilanciu schém premeny dreva na energiu. Korene stromov napríklad zachytávajú ďalší uhlík pod pôdou. V niektorých prípadoch môžu tieto korene vydržať desiatky rokov a viazať uhlík nad rámec toho, čo bolo v použiteľnej časti stromu.

Na druhej strane rovnice sú akékoľvek energetické vstupy potrebné na rast, prepravu a premenu stromu na použiteľnú formu, ako sú pelety. Analýza životného cyklu (LCA) však dokáže roztriediť rôzne vstupy a výstupy a vypočítať uhlíkovú stopu.

Ako sa stromy hromadia

Našťastie sa to podarilo. Enviva Inc. je verejne obchodovaná spoločnosť so sídlom v Marylande a najväčší svetový výrobca trvalo udržateľných drevených peliet. Tieto pelety sa primárne používajú na vytláčanie uhlia v európskych uhoľných elektrárňach.

V roku 2019 jeden z najväčších akcionárov Envivy požiadal nezávislú výskumnú firmu Bezhraničný výskum a analýza vplyvu preskúmať udržateľnosť a uhlíkový vplyv energie z drevených peliet. Spoločnosť Boundless použila súčasnú recenzovanú literatúru o vplyvoch drevených peliet na skleníkové plyny (GHG) na vytvorenie analýzy životného cyklu (LCA) emisií skleníkových plynov z dodávateľského reťazca drevených peliet. Porovnali uhlíkovú stopu drevených peliet s inými palivami, ako je uhlie a zemný plyn.

Správa je k dispozícii tu, ale došlo k niekoľkým dôležitým zisteniam. Správa predovšetkým zdôraznila, že bioenergia na báze dreva môže doplniť prerušované zdroje, ako je veterná a solárna energia, pevnou energiou. To sa dnes často robí pomocou rýchlo cyklujúcich elektrární na zemný plyn, ale drevené pelety to dokážu dosiahnuť za zlomok uhlíkovej stopy.

Zdroj: Enviva Inc.

Uhlie má intenzitu skleníkových plynov 1.00 kilogramu ekvivalentu oxidu uhličitého na kilowatthodinu (kWH) vyrobenej elektriny. Zemný plyn s kombinovaným cyklom (CC) bol výrazne lepší s 0.44 kg CO2e/kWh.

Elektrina vyrobená z drevených peliet však mala uhlíkovú intenzitu iba 0.13 kg CO2e/kWh – o 87 % nižšiu než uhlie a o 70 % nižšiu ako zemný plyn počas celého životného cyklu. Pri použití v kombinovanej výrobe tepla a elektriny (CHP) klesla uhlíková stopa drevených peliet na 0.06 kg CO2e/kWh.

Tieto faktory boli hlavnou hybnou silou klimatického a energetického plánu Európskej komisie do roku 2020. Keďže sa uznalo, že bioenergia by mohla byť udržateľná a pomôcť Európe splniť jej ciele v oblasti emisií uhlíka, tento plán pomohol vytvoriť prekvitajúci obchod s drevenými peletami spoločnosťami ako Enviva do Európy.

Stromy teda môžu byť ideálnym zdrojom obnoviteľnej energie, ak sú správne obhospodarované. Okrem poskytovania paliva a znižovania emisií uhlíka môžu vykonávať dôležitú funkciu recyklácie živín z podložia do vrchnej pôdy. Vyrúbané stromy je možné znovu vysadiť. Toto sa výrazne líši od používania stromov z dažďových pralesov alebo starých lesných porastov – a nemalo by sa s tým zamieňať.