Miksi puut ovat ihanteellinen uusiutuvan energian lähde

Yksi kiistanalaisimmista uusiutuvista energialähteistä on puubiomassa, kuten puut. Sen ei pitäisi olla, koska biomassa voi olla erittäin kestävä luonnonvara, jos sitä hoidetaan oikein.

Asuin Havaijilla viisi vuotta, missä työskentelin metsiä hoitavassa yrityksessä (muun muassa). Minua pyydettiin joskus pitämään puheita paikallisessa lukiossa energiasta ja kestävyydestä. Erään puheen aikana eräs oppilas sanoi: "Kuulin, että aiot kaataa kaikki puut."

Sillä hetkellä ymmärsin, että hänen näkemyksensä metsätaloudesta oli pitkälti sama kuin oma näkemykseni metsätaloudesta, kun varttuin Weyerhauser maa Oklahomassa. Tuolloin pidin metsänhoitajia puita kaatavina ihmisinä, ja liitin heihin hakkuut.

Kestävä biomassa

Näkemykseni ovat muuttuneet paljon sen jälkeen, koska ymmärrän paremmin metsänhoitajien tekemistä. Metsänhoitajat hoitavat metsiä. Hoidetussa metsässä se tarkoittaa joskus sitä, että korjaat puita kuten mitä tahansa muuta satoa. Mutta metsänhoito edellyttää myös hakatun korvaamista.

Kun ajatellaan biomassaa energianlähteenä, siinä on monia mahdollisia sudenkuoppia. Jotkut biomassamuodot kuluttavat runsaasti ravinteita, joten lannoitustarve voi olla korkea. Tämä voi tarkoittaa suuria fossiilisten polttoaineiden panoksia lannoitteen tuottamiseen ja suurempaan maaperän ehtymisen riskiin. Lisäksi jotkut viljelykasvit kuluttavat paljon vettä.

Puut ovat erilaisia. Noin 10 ensimmäisen elinvuotensa aikana ne tuottavat biomassaa 7-10 luukuivaa tonnia hehtaaria kohden vuodessa. Saatat nähdä joitain muita biomassalähteitä, joiden tuotto on korkea, mutta ne saavutettiin lähes varmasti lannoitteilla ja runsaalla vedellä.

Mutta on vielä painavampi syy käyttää puita. Toisin kuin useimmat lyhytkiertoiset viljelykasvit, joista joskus puhutaan polttoainetuotannon raaka-aineina, puut voivat itse asiassa parantaa maaperän laatua ja terveyttä.

Tapahtuu, että puut voivat tuoda ravinteita pohjamaasta ja keskittyä ne lehtiin ja kuoreen. Tämä putoaa takaisin maaperään ja lisää maaperän orgaanista materiaalia. Riippuen käyttämästäsi puutyypistä, hoidetut metsät voivat tarjota polttoainetta ja parantaa samalla maaperän laatua.

Hiilen kierrätys

Tietenkin avainkysymys on puiden polttoaineen käytön hiilijalanjälki. Sähköä varten poltetut puut vapauttavat hiilidioksidia, jonka puu on äskettäin sitonut.

Puun kasvu- ja polttosyklin aikana ilmakehän hiilidioksidin nettovarasto ei muutu. Tämä on erilaista kuin esimerkiksi hiilen polttaminen, joka vapauttaa ikivanhaa hiilidioksidia ja lisää ilmakehän hiilidioksidin nettovarastoa.

Todellisuudessa puun ja energian järjestelmien hiilitaseeseen vaikuttavat muut tekijät. Esimerkiksi puiden juuret sitovat lisää hiiltä maan alle. Joissakin tapauksissa juuret voivat kestää vuosikymmeniä ja sitoa hiiltä enemmän kuin puun käyttökelpoisessa osassa.

Yhtälön toisella puolella ovat kaikki energiapanokset, jotka tarvittiin puun kasvattamiseen, kuljettamiseen ja muuntamiseen käyttökelpoiseen muotoon, kuten pelleteiksi. Elinkaarianalyysi (LCA) voi kuitenkin selvittää eri panokset ja tuotokset ja laskea hiilijalanjäljen.

Kuinka puut kasaantuvat

Onneksi näin on tehty. Enviva Inc. on pörssinoteerattu Marylandissa toimiva yritys ja maailman suurin kestävän kehityksen mukaisten puupellettien tuottaja. Näitä pellettejä käytetään ensisijaisesti hiilen syrjäyttämiseen eurooppalaisissa hiilivoimalaitoksissa.

Vuonna 2019 yksi Envivan suurimmista osakkeenomistajista kysyi riippumattomalta tutkimusyritykseltä Rajaton vaikutustutkimus ja analytiikka tarkastella puupellettienergian kestävyyttä ja hiilivaikutuksia. Rajattomasti käytettiin nykyistä vertaisarvioitua kirjallisuutta puupellettien kasvihuonekaasuvaikutuksista luodakseen elinkaarianalyysin (LCA) puupellettien toimitusketjun kasvihuonekaasupäästöistä. He vertasivat puupellettien hiilijalanjälkeä muihin polttoaineisiin, kuten hiileen ja maakaasuun.

Raportti on käytettävissä tätä, mutta siinä tehtiin useita tärkeitä löydöksiä. Raportissa korostettiin erityisesti, että puupohjainen bioenergia voi täydentää satunnaisia ​​resursseja, kuten tuuli- ja aurinkovoimaa, kiinteällä energialla. Tämä tehdään nykyään usein nopeasti pyörivillä maakaasuvoimaloilla, mutta puupelletit voivat saavuttaa tämän murto-osalla hiilijalanjäljestä.

Lähde: Enviva Inc.

Kivihiilen kasvihuonekaasuintensiteetti on 1.00 kilogrammaa hiilidioksidiekvivalenttia tuotettua sähköä kilowattituntia (kWH) kohden. Yhdistetty maakaasu (CC) oli merkittävästi parempi 0.44 kgCO2e/kWh.

Puupelleteillä tuotetun sähkön hiili-intensiteetti oli kuitenkin vain 0.13 kgCO2e/kWh – 87 % pienempi kuin hiilen ja 70 % pienempi kuin maakaasun koko elinkaaren ajan. Sähkön ja lämmön yhteiskäytössä (CHP) käytettynä puupellettien hiilijalanjälki putosi arvoon 0.06 kgCO2e/kWh.

Nämä tekijät vaikuttivat merkittävästi Euroopan komission vuoden 2020 ilmasto- ja energiasuunnitelmaan. Koska suunnitelma tunnusti, että bioenergia voisi olla kestävää ja auttaa Eurooppaa saavuttamaan hiilidioksidipäästötavoitteensa, tämä suunnitelma auttoi luomaan Envivan kaltaisten yritysten puupellettikaupan Eurooppaan.

Puut voivat siis olla ihanteellinen uusiutuvan energian lähde, jos niitä hoidetaan oikein. Sen lisäksi, että ne tarjoavat polttoainetta ja vähentävät hiilidioksidipäästöjä, ne voivat suorittaa tärkeän tehtävän kierrättää ravinteita pohjamaasta pintamaahan. Kaadetut puut voidaan istuttaa uudelleen. Tämä eroaa selvästi sademetsistä tai vanhoista metsistä peräisin olevien puiden käyttämisestä, eikä sitä pidä sekoittaa siihen.