Mengapa Pokok Adalah Sumber Ideal Kuasa Boleh Diperbaharui

Salah satu sumber tenaga boleh diperbaharui yang lebih kontroversi ialah biojisim berkayu, seperti pokok. Tidak sepatutnya, kerana biojisim boleh menjadi sumber yang sangat mampan, jika ia diurus dengan betul.

Saya tinggal di Hawaii selama lima tahun, di mana saya bekerja untuk sebuah syarikat yang menguruskan hutan (antara lain). Saya kadang-kadang diminta untuk memberi ceramah di sekolah menengah tempatan tentang tenaga dan kemampanan. Semasa satu ceramah, seorang pelajar berkata "Saya dengar kamu akan menebang semua pokok."

Pada ketika itu, saya menyedari bahawa pandangan beliau tentang perhutanan adalah sama seperti pandangan saya sendiri tentang perhutanan semasa membesar di Weyerhaeuser negara di Oklahoma. Pada masa itu saya melihat ahli hutan sebagai orang yang menebang pokok, dan saya mengaitkannya dengan mereka pemotongan jelas.

Biojisim Mampan

Pandangan saya telah banyak berubah sejak itu, kerana saya mempunyai pemahaman yang lebih baik tentang apa yang dilakukan oleh hutan. Perhutanan menguruskan hutan. Dengan hutan yang terurus, kadangkala itu bermakna anda menuai pokok seperti anda akan menuai mana-mana tanaman lain. Tetapi menguruskan hutan juga memerlukan menggantikan apa yang anda tebang.

Apabila mempertimbangkan biojisim sebagai sumber tenaga, terdapat banyak kemungkinan perangkap. Sesetengah bentuk biojisim adalah pengguna berat nutrien, dan oleh itu keperluan pembajaan mungkin tinggi. Ini boleh membayangkan input bahan api fosil yang tinggi untuk menghasilkan baja dan risiko penyusutan tanah yang lebih tinggi. Juga, sesetengah tanaman adalah pengguna berat air.

Pokok adalah berbeza. Dalam tempoh 10 tahun pertama atau lebih dalam hidup mereka, mereka menjana biojisim pada kadar 7-10 tan kering tulang setiap ekar setahun. Anda mungkin melihat beberapa sumber biojisim lain yang mendakwa hasil yang tinggi, tetapi ia hampir pasti dicapai dengan baja dan air yang banyak.

Tetapi ada sebab yang lebih menarik untuk menggunakan pokok. Tidak seperti kebanyakan tanaman putaran pendek yang kadangkala dibincangkan sebagai bahan mentah untuk pengeluaran bahan api, pokok sebenarnya boleh meningkatkan kualiti dan kesihatan tanah.

Apa yang berlaku ialah pokok boleh membawa nutrien daripada tanah bawah dan menumpukan pada daun dan kulit. Ini akhirnya jatuh kembali ke tanah dan menambah bahan organik dalam tanah. Bergantung pada jenis pokok yang anda gunakan, hutan terurus boleh menyediakan bahan api sambil meningkatkan kualiti tanah.

Kitar Semula Karbon

Sudah tentu, persoalan utama ialah jejak karbon menggunakan pokok sebagai bahan bakar. Pokok yang dibakar untuk mendapatkan kuasa membebaskan karbon dioksida yang baru-baru ini diasingkan oleh pokok itu.

Semasa kitaran tumbuh dan seterusnya membakar pokok, inventori bersih karbon dioksida di atmosfera tidak berubah. Ini berbeza daripada membakar arang batu, contohnya, yang membebaskan karbon dioksida purba dan meningkatkan inventori bersih karbon dioksida di atmosfera.

Pada hakikatnya, terdapat faktor tambahan yang memberi kesan kepada keseimbangan karbon skim kayu-ke-tenaga. Akar pokok, sebagai contoh, mengasingkan karbon tambahan di bawah tanah. Dalam sesetengah kes, akar tersebut boleh bertahan selama beberapa dekad, mengikat karbon melebihi apa yang ada di bahagian pokok yang boleh digunakan.

Di sisi lain persamaan ialah sebarang input tenaga yang diperlukan untuk membesar, mengangkut dan menukar pokok itu kepada bentuk yang boleh digunakan, seperti pelet. Walau bagaimanapun, analisis kitaran hayat (LCA) boleh menyusun pelbagai input dan output dan mengira jejak karbon.

Bagaimana Pokok Bertindan

Nasib baik, ini telah dilakukan. Enviva Inc. ialah sebuah syarikat berpangkalan di Maryland yang didagangkan secara terbuka, dan pengeluar terbesar di dunia bagi pelet kayu mampan. Pelet ini digunakan terutamanya untuk menggantikan arang batu di loji janakuasa arang batu Eropah.

Pada 2019, salah seorang pemegang saham terbesar Enviva meminta firma penyelidikan bebas Penyelidikan dan Analitis Impak Tanpa Batas untuk mengkaji semula kemampanan dan kesan karbon tenaga pelet kayu. Kesusasteraan semakan rakan sebaya yang digunakan tanpa had tentang kesan gas rumah hijau (GHG) pelet kayu untuk mencipta analisis kitaran hayat (LCA) pelepasan GHG daripada rantaian bekalan pelet kayu. Mereka membandingkan jejak karbon pelet kayu berbanding bahan api lain seperti arang batu dan gas asli.

Laporan ini tersedia disini, tetapi terdapat beberapa penemuan penting. Terutama, laporan itu menekankan bahawa biotenaga berasaskan kayu boleh melengkapkan sumber terputus-putus seperti tenaga angin dan suria dengan tenaga yang kukuh. Ini sering dilakukan hari ini dengan loji janakuasa gas asli berbasikal pantas, tetapi pelet kayu boleh mencapai ini pada sebahagian kecil daripada jejak karbon.

Sumber: Enviva Inc.

Arang batu mempunyai keamatan gas rumah hijau sebanyak 1.00 kilogram setara karbon dioksida setiap kilowatt-jam (kWH) tenaga elektrik yang dihasilkan. Gas asli kitaran gabungan (CC) adalah lebih baik dengan ketara pada 0.44 kgCO2e/kWj.

Tetapi tenaga elektrik yang dihasilkan daripada pelet kayu mempunyai keamatan karbon hanya 0.13 kgCO2e/kWj – 87% lebih rendah daripada arang batu dan 70% lebih rendah daripada gas asli untuk kitaran hayat penuh. Apabila digunakan dalam aplikasi gabungan haba dan kuasa (CHP), jejak karbon untuk pelet kayu menurun kepada 0.06 kgCO2e/kWj.

Faktor-faktor ini merupakan pemacu utama di sebalik pelan iklim dan tenaga Suruhanjaya Eropah 2020. Kerana ia mengiktiraf bahawa biotenaga boleh mampan dan membantu Eropah memenuhi sasaran pelepasan karbonnya, pelan ini membantu mewujudkan perdagangan pelet kayu yang berkembang pesat oleh syarikat seperti Enviva ke Eropah.

Jadi, pokok boleh menjadi sumber tenaga boleh diperbaharui yang ideal jika ia diurus dengan betul. Selain membekalkan bahan api dan mengurangkan pelepasan karbon, mereka boleh melaksanakan fungsi penting mengitar semula nutrien dari tanah bawah ke tanah atas. Pokok yang ditebang boleh ditanam semula. Ini jelas berbeza daripada - dan tidak boleh dikelirukan dengan - menggunakan pokok dari hutan hujan atau hutan pertumbuhan lama.