Mikä on puupellettien etu?

Kun ilmastomuutoksen seuraukset kiihtyvät ja muuttuvat yhä kalliimmaksi, fossiilisten polttoaineiden poltosta aiheutuvien hiilidioksidipäästöjen hallintaan tähtäävät politiikat myös kiihtyvät ja muuttuvat entistä aggressiivisiksi.

Sähköntuotantosektorilla on helposti saatavilla polku hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen. Ratkaisu hyödyntää olemassa olevia suuria yleishyödyllisiä hiilivoimalaitoksia korvaamalla hiilellä uusiutuva kiinteä polttoaine. Tämä suhteellisen helppo toteuttaa polttoaineenvaihto johtaa nettomääräisten hiilidioksidipäästöjen dramaattiseen alenemiseen tuotetun energian megawattituntia kohti. Korvaava kiinteä polttoaine on kestävästi hankittuja puupellettejä.

Aihe on ollut aiemmissa FutureMetrics-julkaisuissa. Kun otetaan huomioon nykyisen Covid-19-järjestelmän aiheuttamat häiriöt maailmantaloudessamme ja miten se voi vaikuttaa energiapoliittisiin strategioihin, on tärkeää muistaa, että energialähteelle on tarjolla suhteellisen alhaiset kustannukset, helppo käyttöönotto ja erittäin hiilihyötysuhteinen energialähderatkaisu sukupolvi.

Uudistuvista metsistä tuotetut puupelletit ovat jo merkittävä osa uusiutuvan energian tuotannossa monissa maissa. Isossa-Britanniassa kaksi suurta hiilivoimalaitosta, Drax ja Lynemouth, on sijoitettu uudelleen käyttämään pellettejä hiilen sijasta. Englannin suurin lämpövoimalaitos Drax pystyy tuottamaan sähköä 100-prosenttisesti pelleteistä neljässä 650 megawatin linjastaan. Suhteellisen edullisten modifikaatioiden ansiosta kaksi muunnettua hiilivoimalaitosta eivät ole menettäneet lähtökapasiteettiaan. Jokainen Drax-kattila teki 650 MW kivihiilellä ja 650 MW pelletteillä.

Ja voima ei ole katkonaista ja muuttuvaa. Seuraava kaavio osoittaa, kuinka pellettipolttoaineesta saatava energia Yhdistyneessä kuningaskunnassa suorittaa perusvoiman, jota aurinko ja tuuli eivät pysty. Aurinko ei koskaan tuotu yöllä ja joskus tuuli ei puhalta kovinkaan paljon. Seuraa kaavion nuolet esimerkistä Ison-Britannian ajasta, jolloin aurinko (oli öisin!) Ja tuuli eivät tuottaneet paljon virtaa. Muutamaa päivää myöhemmin tuuli tuotti paljon voimaa. Pelletit yhdessä ydinvoiman kanssa ovat vakaita ja tukevat kantaverkon tarjonnan kysyntävoimaa. Tämän stabiilisuuden eduksi pellettien palaminen tai ydinvoiman energia eivät lisää ilmakehän nettohiilipitoisuuksia.

Kun tuuliturbiinit tuottavat huomattavaa energiaa, käytetään vähemmän maakaasua, fossiilista polttoainetta, joka lisää ilmakehän nettohiilidioksidia. Uraanilla ja pelleteillä toimivien suurten voimalaitosten peruskuormitus tarjoaa tasaisen perustan vähähiiliselle sähkölle.

Kestävästi hoidetusta metsätaloudesta valmistetut puupelletit, kun niitä käytetään energiantuotantoon, eivät lisää ilmakehän hiilidioksidipäästöjä *. Hallittujen metsien pinta-alan välttämätön perusedellytys on, jos metsän kasvuvauhti on yhtä suuri tai suurempi kuin satoaste, niin metsässä olevan hiilen nettovarasto on vakio tai kasvaa. Siksi uusi kasvu absorboi polttamisessa vapautunutta hiilidioksidia samanaikaisesti eikä ilmakehään lisätä uutta nettohiilidioksidia: lisää tästä useista jäljempänä olevista kappaleista.

Ison-Britannian Draxin voimalaitoksen hiilen pellettien korvaamisen aiheuttamat hiilidioksidipäästöjen nettovähennykset ovat keskimäärin 86%. Pellettien toimitusketjussa käytetyt fossiiliset polttoaineet aiheuttavat hiilijalanjäljen voimalaitokselle toimitetuille pelleteille. On muistettava, että maakaasun, hiilen tai dieselin toimitusketjuissa käytetyt fossiiliset polttoaineet lisäävät myös näiden polttoaineiden hiilijalanjälkeä. Kaikille polttoaineille, jotka on kaivostettava, puhdistettava ja kuljetettava putkilinjoilla, kuorma-autoilla, rautateillä ja / tai aluksilla, kertyy hiilijalanjälkeä, jos fossiilisia polttoaineita käytetään sähkön, lämmön ja / tai kuljetukseen.

Useilla oletuksilla rekka-, rautatie- tai laivamatkoista, käytetystä polttoaineesta tonnikilometriä kohti, sähköntuotantotavasta, Yhdistyneen kuningaskunnan voimalaitoksen tehokkuudesta, joka käyttää pellettejä jne., Jotta pelletit saadaan USA: n kaakkoisosasta voimalaitokseen Yhdistyneessä kuningaskunnassa arvioitu hiilidioksidijalanjälki on noin 133 kiloa megawattitunnilta tuotettua sähkövoimaa (kg / MWhe). Yllä oleva taulukko näyttää kuinka tämä lasketaan *. Hiilen päästäminen voimalaitokselle on samanlainen hiilijalanjälki.

Pellettien käytön vastustajat eivät ole samaa mieltä tästä kirjanpidosta, joka perustuu kahteen pääväitteeseen: (1) pelletit eivät ole hiileneutraaleja palaessa ja (2) pellettien käyttö johtaa metsien häviämiseen. He ovat oikeassa huolissaan sähköntuotannon ja metsien hävittämisen hiilidioksidipäästöistä. mutta he ovat väärässä molemmissa, kun kyse on pelletteistä energiantuotannossa edistyneissä talouksissa.

Pelletit ovat jo tärkeä osa hiilidioksidipäästöjen vähentämistä koskevissa maailmanlaajuisissa pyrkimyksissä. Näitä ponnisteluja tuetaan kansallisilla politiikoilla, jotka kannustavat tavalla tai toisella laitoksia tuottamaan enemmän hiilivapaa sähköä. Nämä kannustimet ovat tyypillisesti tukea sähköntuottajalle pelletinpolttoaineen korkeampien kustannusten korvaamiseksi kivihiilestä verrattuna. Politiikan etujen saamiseksi generaattorin on todistettava tiukalla ja riippumattomalla tarkastuksella, että hiilidioksidivaikutus on netto.

Tarkastuksen perusta perustuu vaatimukseen ylläpitää metsissä eroteltua hiilivarastoa. Biomassasta peräisin olevan polttoaineen käytön sertifiointivaatimusten täyttämiseksi on olemassa monia muita tärkeitä perusteita. mutta keskitymme tässä vain siihen, kuinka nämä perusteet takaavat hiilen nettohyödyn.

Oletetaan yksinkertaisena esimerkkinä, että metsänhoitoalue, jonka tarkoitus on kasvattaa puuta metsäteollisuudelle, kasvattaa vuosittain 500 000 tonnia uutta puuta. Tämä vuotuinen kasvuvauhti asettaisi rajan suurimmalle poistumiselle vuodessa. Jos tätä rajaa ei ylitetä, metsässä olevan hiilen nettovarastoa ei vähennetä, koska biomassan nettovarasto ei vähene. Jos kaikesta kyseisestä sadosta tulisi puupellettejä (erittäin epätodennäköistä, koska sahatavarat, joista sahatavaraa valmistetaan, eivät läheskään koskaan muutu pelletteiksi), pellettien palamisessa vapautuva hiili poistuu ilmakehästä uuden kasvun avulla hallitussa maassa. metsä samana vuonna. Koska merkittävä osa vuotuisesta sadosta muuttuu puutavaraksi ja koska hiiltä ei kierrätetä takaisin uuteen kasvuun, hiilidioksidin nettomuutos ilmakehässä on negatiivinen, kunhan vuotuiseen kasvuvauhtiin perustuvaa kestävyysrajaa ei ylitetä.

Tämä selittää, miksi molemmat vastustajien vastustamat pellettipolttoaineen käytöt ovat huonosti muotoiltuja. Meidän kaikkien pitäisi olla huolissaan metsien hävittämisestä. Pellettien käyttämiseksi polttoaineena voimalaitoksella Euroopan tärkeimmissä maahantuontimaissa, Yhdistyneessä kuningaskunnassa ja pian Japanissa, pelleteissä on oltava valtakirjat, jotka todistavat, että ne on valmistettu kestävästä raaka-aineesta. Jos pellettiraaka-aineen lähde on seurausta toiminnoista, jotka vähentävät pysyvästi metsämaata, voimalaitokselta evätään tuki, jonka avulla se voi ensisijaisesti käyttää pellettejä; ja hylätyillä pelletteillä ei ole ostajaa näillä markkinoilla. Hiilidioksidipäästöjen vähentämispolitiikkaan sisällytetyt kestävän kehityksen säännöt estävät tarkoituksella metsien häviämistä.

Yleensä kaikki suuret tehdasinvestoinnit, joissa metsätuotteita käytetään raaka-aineena, kuten suuri puutavaratehdas, massa- ja paperitehdas tai pellettitehdas, eivät odota, että tehdas, joka vaatii satojen miljoonien dollarien investointeja, jää vajaaksi. puuta muutaman vuoden kuluttua, koska niiden vuotuinen kysyntä purkaa metsän. Hyvistä liiketoiminnallisista syistä sahatavaran, sellutehtaan tai pellettitehtaan tuotantosuhteen ei tulisi koskaan ylittää alueen kykyä toimittaa puuta joka vuosi joka vuosi, lähinnä ikuisesti.

Toisin sanoen vuosittainen kysyntä ei voi ylittää alueen kykyä tuottaa uutta vuotuista kasvua, joka on yhtä suuri (tai suurempi kuin) tehtaan vuotuinen kysyntä. Tehtaan koon sovittaminen kestävään vuotuiseen tarjontaan on hyvää liiketoimintaa.

Pellettien tuottajien on kuitenkin mentävä tämän "hyvän liiketoiminnan" motiivin ulkopuolelle, koska vientiä harjoittavalle pellettitehtaalle on asetettu vaatimuksia todistaa raaka-aineensa kestävyys. Pohjois-Amerikan ja suurten pellettien maahantuojien välisen pellettiliiketoiminnan seurauksena syntyvät pelot metsien häviämisestä eivät siten ole perusteltuja.

Metsien kestävyys tarkoittaa pellettien hiilihyötyjen perustaa. Kestävyysrajoitus, joka rajoittaa vuosittaisen sallitun sadon ylittävän vuotuisen kasvun, estää ilmakehää näkemästä hiilidioksidin nettokasvua, vaikka jokainen korjattu puu muuttuisi pelletiksi.

Mutta kuten edellä todettiin, ala ei toimi näin. Pellettejä ei valmisteta puun arvokkaista osista. Suurin osa korjatun puun käyttökelpoisista osista muuttuu puutavaraksi, paperiksi tai muuksi suunnitelluksi puutuotteeksi; joista monet sitovat CO2: ta. Jotkut sahauksen sivutuotteet muuttuvat pelletiksi; ja tyypillisesti tavanomaisilla markkinoilla, vain korjattujen puiden osat, jotka eivät sovellu puutavaraan ja muihin rakennus- / huonekalutuotteisiin tai massaan ja paperiin, muuttuvat pelletteiksi.

Ei ole mitään rationaalista logiikkaa, joka osoittaisi, että vastuullisesti ja kestävästi hoidetuista metsistä peräisin olevien materiaalien käyttö voi johtaa hiilidioksidin lisäykseen ilmakehään.