מדוע עצים הם מקור אידיאלי לכוח מתחדש

אחד ממשאבי האנרגיה המתחדשים השנויים יותר במחלוקת הוא ביומסה עצית, כגון עצים. זה לא צריך להיות, כי ביומסה יכולה להיות משאב בר-קיימא ביותר, אם היא מנוהלת כראוי.

גרתי בהוואי חמש שנים, שם עבדתי בחברה שניהלה יערות (בין היתר). לפעמים התבקשתי לשאת הרצאות בבית הספר התיכון המקומי על אנרגיה וקיימות. במהלך שיחה אחת, תלמיד אמר "שמעתי שאתה הולך לכרות את כל העצים".

באותו רגע, הבנתי שהשקפתה על ייעור זהה מאוד לתפיסה שלי על ייעור בזמן שגדלתי ב וויירהאוזר מדינה באוקלהומה. אז ראיתי ביענים אנשים שכרותים עצים, וקשרתי אותם אליהם חיתוך ברור.

ביומסה בת קיימא

הדעות שלי השתנו מאוד מאז, כי יש לי הבנה טובה יותר של מה שעושים יערנים. יערנים מנהלים יערות. עם יער מנוהל, לפעמים זה אומר שאתה קוטף את העצים כמו שהיית קוטף כל יבול אחר. אבל ניהול יער כרוך גם בהחלפת מה שאתה כורת.

כאשר בוחנים ביומסה כמקור אנרגיה, ישנם מלכודות פוטנציאליות רבות. צורות מסוימות של ביומסה הן משתמשות כבדות של חומרים מזינים, וככאלה דרישות ההפריה יכולות להיות גבוהות. זה יכול לרמוז על תשומות גבוהות של דלק מאובנים לייצור הדשן ועל סיכון גבוה יותר להתרוקנות הקרקע. כמו כן, חלק מהגידולים משתמשים כבדים במים.

עצים הם שונים. במהלך 10 השנים הראשונות לערך לחייהם, הם מייצרים ביומסה בקצב של 7-10 טונות יבשות מעצם לדונם בשנה. אולי תראה כמה מקורות ביומסה אחרים שטוענים שתשואות גבוהות כל כך, אבל אלה הושגו כמעט בוודאות עם דשן והרבה מים.

אבל יש סיבה אפילו יותר משכנעת להשתמש בעצים. בניגוד לרוב הגידולים במחזוריות קצרה שלעיתים דנים בהם כחומר הזנה לייצור דלק, עצים יכולים למעשה לשפר את איכות ובריאות הקרקע.

מה שקורה הוא שעצים יכולים להביא חומרי הזנה מתת הקרקע ולרכז אותם בעלים ובקליפות. זה בסופו של דבר נופל בחזרה לאדמה ומתווסף לחומר האורגני באדמה. בהתאם לסוג העץ שבו אתה משתמש, יערות מנוהלים יכולים לספק דלק תוך שיפור איכות הקרקע.

מיחזור פחמן

כמובן, שאלת מפתח היא טביעת הרגל הפחמנית של שימוש בעצים לדלק. עצים שנשרפים לצורך כוח משחררים פחמן דו חמצני שנכבש לאחרונה על ידי העץ.

במהלך מחזור הגידול ולאחר מכן שריפת העץ, המלאי נטו של פחמן דו חמצני באטמוספירה אינו משתנה. זה שונה משריפת פחם, למשל, שמשחרר פחמן דו חמצני עתיק ומגדיל את המלאי נטו של פחמן דו חמצני באטמוספרה.

במציאות, ישנם גורמים נוספים המשפיעים על מאזן הפחמן של תוכניות עץ לאנרגיה. שורשי עצים, למשל, גוררים פחמן נוסף מתחת לאדמה. במקרים מסוימים, השורשים הללו יכולים להימשך עשרות שנים, ולקשור פחמן מעבר למה שהיה בחלק השמיש של העץ.

בצד השני של המשוואה נמצאים כל תשומות האנרגיה שנדרשו כדי לגדול, להעביר ולהמיר את העץ לצורה שמישה, כמו כדורים. עם זאת, ניתוח מחזור חיים (LCA) יכול למיין את התשומות והתפוקות השונות ולחשב טביעת רגל פחמנית.

איך עצים נערמים

למרבה המזל, זה נעשה. Enviva Inc. היא חברה שנסחרת בבורסה במרילנד, והיצרנית הגדולה בעולם של כדורי עץ ברי קיימא. הכדורים הללו משמשים בעיקר לעקירת פחם בתחנות כוח פחמיות באירופה.

בשנת 2019, אחד מבעלי המניות הגדולים של Enviva שאל חברת מחקר עצמאית מחקר וניתוח השפעות ללא גבולות לסקור את הקיימות והשפעת הפחמן של אנרגיית כדורי עץ. שימוש חסר גבולות בספרות הנוכחית שנבדקה עמיתים על השפעות גזי החממה (GHG) של כדורי עץ כדי ליצור ניתוח מחזור חיים (LCA) של פליטות גזי חממה משרשרת האספקה ​​של כדורי העץ. הם השוו את טביעת הרגל הפחמנית של כדורי עץ לעומת דלקים אחרים כמו פחם וגז טבעי.

הדו"ח זמין כאן, אבל היו מספר ממצאים חשובים. במיוחד, הדו"ח הדגיש כי ביו-אנרגיה מבוססת עץ יכולה להשלים משאבים לסירוגין כמו רוח ואנרגיה סולארית עם אנרגיה איתנה. זה נעשה לעתים קרובות היום עם תחנות כוח גז טבעי מהירות אופניים, אבל כדורי עץ יכולים להשיג זאת בשבריר מטביעת הרגל הפחמנית.

מקור: Enviva Inc.

לפחם יש עוצמת גזי חממה של 1.00 ק"ג של שווי פחמן דו חמצני לכל קילוואט-שעה (kWH) של חשמל המיוצר. הגז הטבעי במחזור משולב (CC) היה טוב יותר באופן משמעותי ב-0.44 kgCO2e/kWh.

אבל לחשמל שהופק מכדורי עץ הייתה עוצמת פחמן של 0.13 ק"ג CO2e/kWh בלבד - נמוכה ב-87% מפחם ונמוכה ב-70% מגז טבעי במשך כל מחזור החיים. בשימוש ביישומי חום וכוח משולבים (CHP), טביעת הרגל הפחמנית של כדורי עץ ירדה ל-0.06 ק"ג CO2e/kWh.

גורמים אלה היו המניע העיקרי מאחורי תוכנית האקלים והאנרגיה של הנציבות האירופית לשנת 2020. מכיוון שהיא הכירה בכך שביו-אנרגיה יכולה להיות בת קיימא ולעזור לאירופה לעמוד ביעדי פליטת הפחמן שלה, תוכנית זו סייעה ליצור סחר פורח בכדורי עץ על ידי חברות כמו Enviva לאירופה.

אז, עצים יכולים להיות מקור אידיאלי לאנרגיה מתחדשת אם הם מנוהלים כראוי. מלבד אספקת דלק והפחתת פליטת פחמן, הם יכולים לבצע פונקציה חשובה של מיחזור חומרים מזינים מתת הקרקע אל הקרקע העליונה. את העצים שנכרתים אפשר לשתול מחדש. זה שונה באופן מובהק משימוש בעצים מיערות גשם או יערות גידול עתיקים - ואין לבלבל אותו.