ทำไมต้นไม้จึงเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนในอุดมคติ

แหล่งพลังงานหมุนเวียนที่มีการโต้เถียงกันมากที่สุดอย่างหนึ่งคือชีวมวลที่เป็นไม้ เช่น ต้นไม้ ไม่ควรเป็นเช่นนั้น เพราะชีวมวลสามารถเป็นทรัพยากรที่มีความยั่งยืนสูง หากได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม

ฉันอาศัยอยู่ในฮาวายเป็นเวลาห้าปี โดยที่ฉันทำงานให้กับบริษัทที่บริหารจัดการป่าไม้ (เหนือสิ่งอื่นใด) บางครั้งฉันถูกขอให้บรรยายที่โรงเรียนมัธยมในท้องถิ่นเกี่ยวกับพลังงานและความยั่งยืน ในระหว่างการบรรยาย นักเรียนคนหนึ่งพูดว่า “ฉันได้ยินมาว่าคุณจะโค่นต้นไม้ทั้งหมด”

ในขณะนั้นเอง ฉันก็ตระหนักว่ามุมมองของเธอเกี่ยวกับป่าไม้ก็เหมือนกับมุมมองของฉันเกี่ยวกับป่าไม้ในขณะที่เติบโตขึ้นมาใน Weyerhaeuser ประเทศในโอคลาโฮมา ย้อนกลับไปตอนนั้น ฉันมองคนป่าไม้เป็นคนตัดต้นไม้ และฉันก็เกี่ยวข้องกับพวกเขา เคลียร์คัท.

ชีวมวลที่ยั่งยืน

ความคิดเห็นของฉันเปลี่ยนไปมากตั้งแต่นั้นมา เพราะฉันเข้าใจสิ่งที่คนป่าไม้ทำมากขึ้น ชาวป่าจัดการป่าไม้ ด้วยป่าที่มีการจัดการ บางครั้งนั่นหมายความว่าคุณเก็บเกี่ยวต้นไม้ได้เหมือนกับที่คุณเก็บเกี่ยวพืชผลอื่นๆ แต่การจัดการป่าไม้ยังนำมาซึ่งการแทนที่สิ่งที่คุณโค่นล้มด้วย

เมื่อพิจารณาว่าชีวมวลเป็นแหล่งพลังงาน มีข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นได้หลายประการ ชีวมวลบางรูปแบบเป็นผู้ใช้สารอาหารจำนวนมาก ดังนั้นความต้องการในการปฏิสนธิจึงอาจสูง ซึ่งอาจบ่งบอกถึงการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลในปริมาณมากเพื่อผลิตปุ๋ยและมีความเสี่ยงสูงที่ดินจะสูญเสีย นอกจากนี้ พืชผลบางชนิดยังใช้น้ำอย่างหนัก

ต้นไม้มีความแตกต่างกัน ในช่วง 10 ปีแรกของชีวิต พวกเขาสร้างสิ่งมีชีวิตต่อหน่วยพื้นที่ในอัตรา 7-10 ตันแห้งกระดูกต่อเอเคอร์ต่อปี คุณอาจเห็นแหล่งชีวมวลอื่นๆ ที่อ้างว่าให้ผลผลิตสูง แต่แหล่งเหล่านี้เกือบจะสำเร็จได้ด้วยปุ๋ยและน้ำปริมาณมาก

แต่มีเหตุผลที่น่าสนใจยิ่งกว่าในการใช้ต้นไม้ ต่างจากพืชหมุนเวียนระยะสั้นส่วนใหญ่ที่บางครั้งถูกกล่าวถึงว่าเป็นวัตถุดิบในการผลิตเชื้อเพลิง ต้นไม้สามารถปรับปรุงคุณภาพและสุขภาพของดินได้อย่างแท้จริง

สิ่งที่เกิดขึ้นคือต้นไม้สามารถดึงสารอาหารจากดินใต้ผิวดินมารวมไว้ในใบและเปลือกไม้ได้ กลับกลายเป็นดินและเพิ่มสารอินทรีย์ในดิน ป่าที่มีการจัดการสามารถให้เชื้อเพลิงได้ในขณะที่ปรับปรุงคุณภาพดินทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของต้นไม้ที่คุณใช้

รีไซเคิลคาร์บอน

แน่นอน คำถามสำคัญคือคาร์บอนฟุตพริ้นท์ของการใช้ต้นไม้เป็นเชื้อเพลิง ต้นไม้ที่ถูกเผาไหม้เพื่อให้เป็นพลังงานปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่งถูกต้นไม้เก็บกักไว้

ในระหว่างรอบการเจริญเติบโตและการเผาต้นไม้ในภายหลัง ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์สุทธิในบรรยากาศจะไม่เปลี่ยนแปลง ซึ่งแตกต่างจากการเผาไหม้ถ่านหิน ตัวอย่างเช่น ซึ่งปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในสมัยโบราณและเพิ่มปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์สุทธิในชั้นบรรยากาศ

ในความเป็นจริง มีปัจจัยเพิ่มเติมที่ส่งผลต่อความสมดุลของคาร์บอนของแผนงานไม้เป็นพลังงาน รากของต้นไม้ เช่น กักเก็บคาร์บอนเพิ่มเติมใต้ดิน ในบางกรณี รากเหล่านั้นสามารถอยู่ได้นานหลายสิบปี โดยจับคาร์บอนมากกว่าส่วนที่ใช้งานได้ของต้นไม้

อีกด้านหนึ่งของสมการคือพลังงานที่ป้อนเข้าในการเจริญเติบโต ขนส่ง และแปลงต้นไม้ให้อยู่ในรูปแบบที่ใช้งานได้ เช่น เม็ด อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์วงจรชีวิต (LCA) สามารถแยกแยะอินพุตและเอาต์พุตต่างๆ และคำนวณคาร์บอนฟุตพริ้นท์ได้

ต้นไม้ซ้อนได้อย่างไร

โชคดีที่ได้ทำไปแล้ว เอ็นวีว่า อิงค์ เป็นบริษัทมหาชนในรัฐแมรี่แลนด์ และเป็นผู้ผลิตเม็ดไม้แบบยั่งยืนรายใหญ่ที่สุดในโลก เม็ดเหล่านี้ส่วนใหญ่ใช้เพื่อแทนที่ถ่านหินในโรงไฟฟ้าที่ใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงในยุโรป

ในปี 2019 หนึ่งในผู้ถือหุ้นรายใหญ่ที่สุดของ Enviva ได้สอบถามบริษัทวิจัยอิสระ การวิจัยและการวิเคราะห์ผลกระทบไร้ขอบเขต เพื่อทบทวนความยั่งยืนและผลกระทบคาร์บอนของพลังงานเม็ดไม้ วรรณคดีที่ผ่านการตรวจสอบโดยเพื่อนอย่างไร้ขอบเขตเกี่ยวกับผลกระทบของก๊าซเรือนกระจก (GHG) ของเม็ดไม้เพื่อสร้างการวิเคราะห์วัฏจักรชีวิต (LCA) ของการปล่อย GHG จากห่วงโซ่อุปทานของเม็ดไม้ พวกเขาเปรียบเทียบคาร์บอนฟุตพริ้นท์ของเม็ดไม้กับเชื้อเพลิงอื่นๆ เช่น ถ่านหินและก๊าซธรรมชาติ

รายงานพร้อมใช้งาน โปรดคลิกที่นี่เพื่ออ่านรายละเอียดเพิ่มเติมแต่มีการค้นพบที่สำคัญจำนวนหนึ่ง รายงานเน้นย้ำว่าพลังงานชีวภาพจากไม้สามารถเสริมทรัพยากรที่ไม่ต่อเนื่อง เช่น ลมและพลังงานแสงอาทิตย์ด้วยพลังงานที่มั่นคง ในปัจจุบันนี้มักเกิดขึ้นกับโรงไฟฟ้าที่ใช้ก๊าซธรรมชาติที่หมุนเวียนอย่างรวดเร็ว แต่เม็ดไม้สามารถทำได้โดยใช้คาร์บอนฟุตพริ้นท์เพียงเศษเสี้ยว

ที่มา: Enviva Inc.

ถ่านหินมีความเข้มข้นของก๊าซเรือนกระจกเท่ากับ 1.00 กิโลกรัมของคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่าต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง (kWH) ของกระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้ ก๊าซธรรมชาติที่มีวงจรรวม (CC) ดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญที่ 0.44 กก.CO2e/kWh

แต่ไฟฟ้าที่ผลิตจากเม็ดไม้มีความเข้มข้นของคาร์บอนเพียง 0.13 กก.CO2e/kWh ซึ่งต่ำกว่าถ่านหินถึง 87% และต่ำกว่าก๊าซธรรมชาติ 70% ตลอดวงจรชีวิต เมื่อใช้ในการประยุกต์ใช้ความร้อนและพลังงานร่วม (CHP) คาร์บอนฟุตพริ้นท์สำหรับเม็ดไม้จะลดลงเหลือ 0.06 กก.CO2e/kWh

ปัจจัยเหล่านี้เป็นตัวขับเคลื่อนสำคัญที่อยู่เบื้องหลังแผนสภาพภูมิอากาศและพลังงานปี 2020 ของคณะกรรมาธิการยุโรป เนื่องจากตระหนักว่าพลังงานชีวภาพสามารถยั่งยืนและช่วยให้ยุโรปบรรลุเป้าหมายการปล่อยคาร์บอน แผนนี้จึงช่วยสร้างการค้าเม็ดไม้ที่เฟื่องฟูโดยบริษัทต่างๆ เช่น Enviva สู่ยุโรป

ดังนั้น ต้นไม้สามารถเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนในอุดมคติได้ หากได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม นอกจากการให้เชื้อเพลิงและลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนแล้ว พวกมันยังสามารถทำหน้าที่สำคัญในการรีไซเคิลสารอาหารจากดินชั้นล่างสู่ดินชั้นบน ต้นไม้ที่โค่นไปปลูกใหม่ได้ สิ่งนี้แตกต่างอย่างชัดเจนจาก – และไม่ควรสับสนกับ – การใช้ต้นไม้จากป่าฝนหรือป่าเจริญเติบโตเก่า