Неліктен ағаштар жаңартылатын энергияның тамаша көзі болып табылады?

Қайталанатын энергия көздерінің бірі - ағаштар сияқты ағаш биомассасы. Бұлай болмауы керек, өйткені биомасса дұрыс басқарылатын болса, жоғары тұрақты ресурс болуы мүмкін.

Мен Гавайиде бес жыл тұрдым, онда мен ормандарды басқаратын компанияда жұмыс істедім (басқа нәрселермен қатар). Кейде маған жергілікті орта мектепте энергетика және тұрақтылық туралы баяндамалар жасауды сұрайтын. Бір сөзінде бір оқушы: «Мен сені барлық ағаштарды кесетініңді естідім», - деді.

Сол кезде мен оның орман шаруашылығына деген көзқарасы мен өскен кездегі орман шаруашылығына деген көзқарасыммен бірдей екенін түсіндім. Weyerhaeuser Оклахомадағы ел. Ол кезде мен орманшыларды ағаш кесетін адамдар деп санайтынмын және олармен байланыстыратынмын тазарту.

Тұрақты биомасса

Содан бері менің көзқарасым көп өзгерді, өйткені мен орманшылардың не істейтінін жақсы түсінемін. Орманшылар ормандарды басқарады. Басқарылатын орманмен, кейде бұл ағаштарды кез келген басқа дақылды жинайтындай жинайтыныңызды білдіреді. Бірақ орманды басқару кесілген жерді ауыстыруды талап етеді.

Биомассаны энергия көзі ретінде қарастырған кезде көптеген ықтимал тұзақтар бар. Биомассаның кейбір түрлері қоректік заттардың ауыр пайдаланушылары болып табылады, сондықтан ұрықтандыруға қойылатын талаптар жоғары болуы мүмкін. Бұл тыңайтқышты өндіру үшін қазбалы отынның жоғары шығынын және топырақтың сарқылу қаупін жоғарылатуы мүмкін. Сондай-ақ, кейбір дақылдар суды көп пайдаланады.

Ағаштар әртүрлі. Өмірінің алғашқы 10 жылында олар жылына бір акр үшін 7-10 сүйек-құрғақ тонна биомасса жасайды. Сіз жоғары өнімді деп мәлімдейтін кейбір басқа биомасса көздерін көре аласыз, бірақ бұл тыңайтқыш пен судың көптігі арқылы қол жеткізілгені сөзсіз.

Бірақ ағаштарды пайдаланудың одан да маңызды себебі бар. Кейде отын өндіруге арналған шикізат ретінде талқыланатын қысқа ауыспалы дақылдардың көпшілігінен айырмашылығы, ағаштар топырақтың сапасы мен денсаулығын жақсарта алады.

Ағаштар жер қойнауынан қоректік заттарды алып, оларды жапырақтары мен қабығына шоғырландырады. Бұл қайтадан топыраққа түсіп, топырақтағы органикалық материалға қосылады. Сіз пайдаланатын ағаш түріне байланысты басқарылатын ормандар топырақтың сапасын жақсарта отырып, отынмен қамтамасыз ете алады.

Көміртекті қайта өңдеу

Әрине, негізгі мәселе - ағаштарды отын ретінде пайдаланудың көміртегі ізі. Қуат алу үшін жанған ағаштар ағаштан жақында секвестрленген көмірқышқыл газын шығарады.

Ағашты өсіру және кейіннен жағу циклі кезінде атмосферадағы көмірқышқыл газының таза қоры өзгермейді. Бұл, мысалы, ежелгі көмірқышқыл газын бөлетін және атмосферадағы көмірқышқыл газының таза қорын арттыратын көмірді жағудан ерекшеленеді.

Шындығында, ағаш-энергия схемаларының көміртегі балансына әсер ететін қосымша факторлар бар. Ағаш тамырлары, мысалы, топырақ астында қосымша көміртекті секвестрлейді. Кейбір жағдайларда бұл тамырлар ағаштың пайдалы бөлігіндегі көміртекті байланыстырып, ондаған жылдарға созылуы мүмкін.

Теңдеудің екінші жағында ағашты өсіру, тасымалдау және түйіршіктер сияқты қолдануға болатын пішінге айналдыру үшін қажет кез келген энергия кірістері бар. Дегенмен, өмірлік циклді талдау (LCA) әртүрлі кірістер мен шығыстарды сұрыптап, көміртегі ізін есептей алады.

Ағаштар қалай жиналады

Бақытымызға орай, бұл орындалды. Enviva Inc. — бұл Мэриленд штатында сатылатын компания және тұрақты ағаш түйіршіктерінің әлемдегі ең ірі өндірушісі. Бұл түйіршіктер негізінен еуропалық көмірмен жұмыс істейтін электр станцияларында көмірді ығыстыру үшін қолданылады.

2019 жылы Enviva-ның ірі акционерлерінің бірі тәуелсіз зерттеу фирмасынан сұрады Шексіз әсерді зерттеу және талдау ағаш түйіршіктерінің энергиясының тұрақтылығы мен көміртегі әсерін қарастыру. Ағаш түйіршіктерін жеткізу тізбегінен парниктік газдар шығарындыларының өмірлік циклінің талдауын (LCA) жасау үшін ағаш түйіршіктерінің парниктік газдарға (ПГ) әсерлері туралы қазіргі сарапталған әдебиеттер шексіз пайдаланылды. Олар ағаш түйіршіктерінің көміртегі ізін көмір және табиғи газ сияқты басқа отын түрлерімен салыстырды.

Есеп қолжетімді Мұнда, бірақ бірқатар маңызды тұжырымдар болды. Баяндамада ағаштан жасалған биоэнергия жел және күн энергиясы сияқты үзіліссіз ресурстарды қатты энергиямен толықтыра алатыны атап өтілді. Бұл бүгінде жылдам айналымды табиғи газ электр станцияларында жиі жасалады, бірақ ағаш түйіршіктері бұған көміртегі ізінің аз ғана бөлігінде қол жеткізе алады.

Дереккөз: Enviva Inc.

Көмірдің бір киловатт-сағ (кВт/сағ) өндірілген электр энергиясына 1.00 килограмм көмірқышқыл газының эквивалентіне тең парниктік газ қарқындылығы бар. Аралас циклді (CC) табиғи газ 0.44 кгCO2e/кВтсағ айтарлықтай жақсырақ болды.

Бірақ ағаш түйіршіктерінен өндірілген электр энергиясының көміртегі қарқындылығы бар болғаны 0.13 кгCO2e/кВт сағ болды – бұл толық өмірлік цикл үшін көмірден 87% және табиғи газдан 70% төмен. Біріктірілген жылу мен қуатты (ЖЭО) қолдану кезінде ағаш түйіршіктеріне арналған көміртегі ізі 0.06 кгCO2e/кВтсағ дейін төмендеді.

Бұл факторлар Еуропалық Комиссияның 2020 жылға арналған климат пен энергетикалық жоспарының негізгі қозғаушы күші болды. Ол биоэнергия тұрақты болуы мүмкін екенін және Еуропаға көміртегі шығарындылары бойынша мақсаттарына жетуге көмектесетінін мойындағандықтан, бұл жоспар Enviva сияқты компаниялардың Еуропаға өсіп келе жатқан ағаш түйіршіктері саудасын құруға көмектесті.

Сонымен, ағаштар дұрыс басқарылатын болса, жаңартылатын энергияның тамаша көзі бола алады. Отынмен қамтамасыз ету және көміртегі шығарындыларын азайтудан басқа, олар қоректік заттарды жер қойнауынан топырақтың үстіңгі қабатына қайта өңдеудің маңызды функциясын орындай алады. Кесілген ағаштарды қайта отырғызуға болады. Бұл тропикалық ормандардағы немесе ескі өсетін ормандардағы ағаштарды пайдаланудан айтарлықтай ерекшеленеді және оны шатастырмау керек.