Waarom bomen een ideale bron van hernieuwbare energie zijn

Een van de meer controversiële hernieuwbare energiebronnen is houtachtige biomassa, zoals bomen. Dat zou niet zo moeten zijn, want biomassa kan een zeer duurzame hulpbron zijn, als het goed wordt beheerd.

Ik heb vijf jaar op Hawaï gewoond, waar ik werkte voor een bedrijf dat onder meer bossen beheerde. Ik werd wel eens gevraagd om op de plaatselijke middelbare school een lezing te geven over energie en duurzaamheid. Tijdens een lezing zei een student: "Ik heb gehoord dat je alle bomen gaat kappen."

Op dat moment realiseerde ik me dat haar kijk op bosbouw vrijwel hetzelfde was als mijn eigen kijk op bosbouw toen ik opgroeide in Weyerhaeuser land in Oklahoma. Destijds zag ik boswachters als mensen die bomen kappen, en ik associeerde ze met kaalslag.

Duurzame biomassa

Mijn opvattingen zijn sindsdien veel veranderd, omdat ik beter begrijp wat boswachters doen. Boswachters beheren bossen. Met een beheerd bos betekent dat soms dat je de bomen oogst zoals je elk ander gewas zou oogsten. Maar een bos beheren betekent ook vervangen wat je gekapt hebt.

Bij het beschouwen van biomassa als energiebron zijn er veel potentiële valkuilen. Sommige vormen van biomassa zijn grote verbruikers van nutriënten, waardoor de bemestingsbehoefte hoog kan zijn. Dit kan betekenen dat er veel fossiele brandstoffen nodig zijn om de meststof te produceren en een groter risico op uitputting van de bodem. Ook zijn sommige gewassen grote gebruikers van water.

Bomen zijn anders. Gedurende de eerste 10 jaar of zo van hun leven genereren ze biomassa met een snelheid van 7-10 kurkdroge ton per hectare per jaar. Misschien zie je nog andere biomassabronnen die zo'n hoge opbrengst claimen, maar die werden vrijwel zeker bereikt met kunstmest en veel water.

Maar er is een nog dwingender reden om bomen te gebruiken. In tegenstelling tot de meeste korte-omloopgewassen die soms worden besproken als grondstof voor de productie van brandstof, kunnen bomen de kwaliteit en gezondheid van de bodem daadwerkelijk verbeteren.

Wat er gebeurt, is dat bomen voedingsstoffen uit de ondergrond kunnen halen en deze in de bladeren en schors kunnen concentreren. Dit valt uiteindelijk terug in de bodem en voegt toe aan het organische materiaal in de bodem. Afhankelijk van het type boom dat u gebruikt, kunnen beheerde bossen brandstof leveren en tegelijkertijd de bodemkwaliteit verbeteren.

Recycling van koolstof

Een belangrijke vraag is natuurlijk de ecologische voetafdruk van het gebruik van bomen als brandstof. Bomen die worden verbrand voor stroomvoorziening, geven kooldioxide af dat onlangs door de boom is afgezonderd.

Tijdens de cyclus van het groeien en vervolgens verbranden van de boom verandert de netto-voorraad van koolstofdioxide in de atmosfeer niet. Dit is anders dan bijvoorbeeld het verbranden van steenkool, waarbij oude koolstofdioxide vrijkomt en de netto-inventaris van koolstofdioxide in de atmosfeer toeneemt.

In werkelijkheid zijn er nog andere factoren die van invloed zijn op de koolstofbalans van hout-naar-energie-schema's. Boomwortels leggen bijvoorbeeld extra koolstof vast onder de grond. In sommige gevallen kunnen die wortels tientallen jaren meegaan, waardoor koolstof wordt vastgehouden boven wat zich in het bruikbare deel van de boom bevond.

Aan de andere kant van de vergelijking staan ​​alle energie-inputs die nodig waren om de boom te laten groeien, transporteren en om te zetten in een bruikbare vorm, zoals pellets. Een levenscyclusanalyse (LCA) kan echter de verschillende inputs en outputs sorteren en een COXNUMX-voetafdruk berekenen.

Hoe bomen zich opstapelen

Gelukkig is dit gedaan. Enviva Inc. is een beursgenoteerd bedrijf in Maryland en 's werelds grootste producent van duurzame houtpellets. Deze pellets worden voornamelijk gebruikt om kolen te verdringen in Europese kolencentrales.

In 2019 vroeg een van Enviva's grootste aandeelhouders aan onafhankelijk onderzoeksbureau Grenzeloos impactonderzoek en analyse om de duurzaamheid en koolstofimpact van houtpelletsenergie te beoordelen. Boundless gebruikte de huidige peer-reviewed literatuur over de effecten van houtpellets op broeikasgassen (BKG) om een ​​levenscyclusanalyse (LCA) te maken van de broeikasgasemissies van de toeleveringsketen van houtpellets. Ze vergeleken de COXNUMX-voetafdruk van houtpellets met andere brandstoffen zoals steenkool en aardgas.

Het rapport is beschikbaar hier, maar er waren een aantal belangrijke bevindingen. Het rapport benadrukte met name dat op hout gebaseerde bio-energie intermitterende bronnen zoals wind- en zonne-energie kan aanvullen met vaste energie. Dit wordt tegenwoordig vaak gedaan met sneldraaiende aardgascentrales, maar houtpellets kunnen dit bereiken tegen een fractie van de ecologische voetafdruk.

Bron: Enviva Inc.

Steenkool heeft een broeikasgasintensiteit van 1.00 kilogram kooldioxide-equivalenten per kilowattuur (kWh) geproduceerde elektriciteit. Aardgas uit de gecombineerde cyclus (CC) was significant beter met 0.44 kgCO2e/kWh.

Maar elektriciteit geproduceerd uit houtpellets had een koolstofintensiteit van slechts 0.13 kgCO2e/kWh – 87% lager dan steenkool en 70% lager dan aardgas gedurende de volledige levenscyclus. Bij gebruik in warmtekrachtkoppeling (WKK) daalde de CO0.06-voetafdruk voor houtpellets tot 2 kgCOXNUMXe/kWh.

Deze factoren waren een belangrijke motor achter het klimaat- en energieplan van de Europese Commissie voor 2020. Omdat het erkende dat bio-energie duurzaam kan zijn en Europa kan helpen zijn doelstellingen voor koolstofemissies te halen, heeft dit plan bijgedragen tot een bloeiende handel in houtpellets door bedrijven als Enviva naar Europa.

Bomen kunnen dus een ideale bron van hernieuwbare energie zijn als ze goed worden beheerd. Naast het leveren van brandstof en het verminderen van de COXNUMX-uitstoot, kunnen ze een belangrijke functie vervullen door nutriënten van de ondergrond naar de bovengrond te recyclen. De bomen die worden gekapt, kunnen opnieuw worden geplant. Dit verschilt duidelijk van – en moet niet worden verward met – het gebruik van bomen uit regenwouden of oerbossen.