Proč jsou stromy ideálním zdrojem obnovitelné energie

Jedním z kontroverznějších obnovitelných zdrojů energie je dřevní biomasa, jako jsou stromy. Nemělo by tomu tak být, protože biomasa může být vysoce udržitelným zdrojem, pokud je správně spravována.

Pět let jsem žil na Havaji, kde jsem pracoval pro firmu, která obhospodařovala lesy (mimo jiné). Někdy mě požádali, abych na místní střední škole přednášel o energii a udržitelnosti. Během jedné přednášky student řekl: "Slyšel jsem, že se chystáte pokácet všechny stromy."

V tu chvíli jsem si uvědomil, že její pohled na lesnictví byl v podstatě stejný jako můj vlastní pohled na lesnictví, když jsem vyrůstal Weyerhauser země v Oklahomě. Tehdy jsem na lesníky pohlížel jako na lidi, kteří kácí stromy, a spojoval jsem je s nimi čistý řez.

Udržitelná biomasa

Moje názory se od té doby hodně změnily, protože lépe rozumím tomu, co lesníci dělají. Lesníci hospodaří v lesích. S obhospodařovaným lesem to někdy znamená, že sklidíte stromy, jako byste sklízeli jakoukoli jinou plodinu. Ale správa lesa také znamená nahradit to, co jste vykáceli.

Při zvažování biomasy jako zdroje energie existuje mnoho potenciálních úskalí. Některé formy biomasy jsou náročnými uživateli živin, a proto mohou být požadavky na hnojení vysoké. To může znamenat vysoké vstupy fosilních paliv k výrobě hnojiva a vyšší riziko vyčerpání půdy. Některé plodiny také intenzivně využívají vodu.

Stromy jsou různé. Během prvních zhruba 10 let svého života produkují biomasu rychlostí 7-10 tun suchých kostí na akr za rok. Můžete vidět některé další zdroje biomasy, které tvrdí, že výnosy jsou tak vysoké, ale těch bylo téměř jistě dosaženo pomocí hnojiv a velkého množství vody.

Existuje však ještě přesvědčivější důvod, proč stromy využívat. Na rozdíl od většiny plodin s krátkou rotací, které jsou někdy diskutovány jako surovina pro výrobu paliva, mohou stromy skutečně zlepšit kvalitu a zdraví půdy.

Co se stane, je to, že stromy mohou vynést živiny z podloží a soustředit je v listech a kůře. To končí pádem zpět do půdy a přidáváním organického materiálu v půdě. V závislosti na typu stromu, který používáte, mohou obhospodařované lesy poskytnout palivo a zároveň zlepšit kvalitu půdy.

Recyklace uhlíku

Klíčovou otázkou je samozřejmě uhlíková stopa využívání stromů jako paliva. Stromy, které jsou spalovány na energii, uvolňují oxid uhličitý, který strom nedávno izoloval.

Během cyklu růstu a následného pálení stromu se čistá zásoba oxidu uhličitého v atmosféře nemění. To se liší například od spalování uhlí, které uvolňuje starověký oxid uhličitý a zvyšuje čistou zásobu oxidu uhličitého v atmosféře.

Ve skutečnosti existují další faktory, které ovlivňují uhlíkovou bilanci schémat na přeměnu dřeva na energii. Kořeny stromů například zachycují další uhlík pod půdou. V některých případech mohou tyto kořeny přetrvat desítky let a vázat uhlík nad rámec toho, co bylo v použitelné části stromu.

Na druhé straně rovnice jsou veškeré energetické vstupy, které byly zapotřebí k růstu, přepravě a přeměně stromu do použitelné formy, jako jsou pelety. Analýza životního cyklu (LCA) však může třídit různé vstupy a výstupy a vypočítat uhlíkovou stopu.

Jak se stromy hromadí

Naštěstí se to podařilo. Společnost Enviva Inc. je veřejně obchodovaná společnost se sídlem v Marylandu a největší světový výrobce udržitelných dřevěných pelet. Tyto pelety se primárně používají k vytěsňování uhlí v evropských uhelných elektrárnách.

V roce 2019 požádal jeden z největších akcionářů Envivy nezávislou výzkumnou firmu Neomezený výzkum dopadu a analýza přezkoumat udržitelnost a uhlíkový dopad energie dřevěných pelet. Společnost Boundless použila současnou recenzovanou literaturu o dopadech dřevěných pelet na skleníkové plyny (GHG) k vytvoření analýzy životního cyklu (LCA) emisí skleníkových plynů z dodavatelského řetězce dřevěných pelet. Porovnávali uhlíkovou stopu dřevěných pelet s jinými palivy, jako je uhlí a zemní plyn.

Zpráva je k dispozici zde, ale došlo k řadě důležitých zjištění. Zpráva zejména zdůraznila, že bioenergie na bázi dřeva může doplnit přerušované zdroje, jako je větrná a solární energie, pevnou energií. To se dnes často provádí pomocí rychle cyklujících elektráren na zemní plyn, ale dřevěné pelety toho mohou dosáhnout za zlomek uhlíkové stopy.

Zdroj: Enviva Inc.

Uhlí má intenzitu skleníkových plynů 1.00 kilogramu ekvivalentu oxidu uhličitého na kilowatthodinu (kWH) vyrobené elektřiny. Zemní plyn s kombinovaným cyklem (CC) byl výrazně lepší s 0.44 kg CO2e/kWh.

Ale elektřina vyrobená z dřevěných pelet měla uhlíkovou náročnost pouze 0.13 kg CO2e/kWh – o 87 % nižší než u uhlí a o 70 % nižší než u zemního plynu po celý životní cyklus. Při použití v kombinované výrobě tepla a elektřiny (CHP) klesla uhlíková stopa dřevěných pelet na 0.06 kg CO2e/kWh.

Tyto faktory byly hlavní hnací silou klimatického a energetického plánu Evropské komise do roku 2020. Protože uznal, že bioenergie může být udržitelná a pomoci Evropě splnit její cíle v oblasti uhlíkových emisí, pomohl tento plán vytvořit vzkvétající obchod s dřevěnými peletami společností jako Enviva do Evropy.

Stromy tedy mohou být ideálním zdrojem obnovitelné energie, pokud jsou správně spravovány. Kromě poskytování paliva a snižování emisí uhlíku mohou plnit důležitou funkci recyklace živin z podloží do ornice. Pokácené stromy mohou být znovu vysazeny. To se výrazně liší – a nemělo by být zaměňováno – s používáním stromů z deštných pralesů nebo starých lesů.