Varför träd är en idealisk källa till förnybar energi

En av de mer kontroversiella förnybara energiresurserna är vedartad biomassa, såsom träd. Det borde det inte vara, för biomassa kan vara en mycket hållbar resurs om den förvaltas på rätt sätt.

Jag bodde på Hawaii i fem år, där jag jobbade på ett företag som skötte skog (bland annat). Jag blev ibland ombedd att hålla föredrag på den lokala gymnasieskolan om energi och hållbarhet. Under ett samtal sa en elev "Jag hörde att du skulle hugga ner alla träden."

I det ögonblicket insåg jag att hennes syn på skogsbruk var ungefär densamma som min egen syn på skogsbruk under uppväxten i Weyerhaeuser land i Oklahoma. Då såg jag skogsbrukare som människor som fäller träd, och jag förknippade dem med kalhygge.

Hållbar biomassa

Mina åsikter har förändrats mycket sedan dess, eftersom jag har en bättre förståelse för vad skogsbrukare gör. Skogsbrukare sköter skogen. Med en skött skog betyder det ibland att du skördar träden som du skulle skörda vilken annan gröda som helst. Men att sköta en skog innebär också att ersätta det man avverkar.

När man betraktar biomassa som en energikälla finns det många potentiella fallgropar. Vissa former av biomassa är tunga användare av näringsämnen och därför kan gödslingskraven vara höga. Detta kan innebära höga fossila bränsleinsatser för att producera gödselmedlet och en högre risk för jordutarmning. Vissa grödor är också stora användare av vatten.

Träd är olika. Under de första 10 åren eller så av deras liv genererar de biomassa i en hastighet av 7-10 bentorra ton per hektar och år. Du kanske ser några andra biomassakällor som hävdar att skördarna är så höga, men de uppnåddes nästan säkert med gödningsmedel och mycket vatten.

Men det finns en ännu mer övertygande anledning att använda träd. Till skillnad från de flesta av de kortvariga grödor som ibland diskuteras som råvara för bränsleproduktion, kan träd faktiskt förbättra jordens kvalitet och hälsa.

Det som händer är att träd kan ta upp näring från underjorden och koncentrera dem i löv och bark. Detta slutar med att falla tillbaka till jorden och lägga till det organiska materialet i jorden. Beroende på vilken typ av träd du använder kan skötta skogar ge bränsle samtidigt som markkvaliteten förbättras.

Återvinning av kol

En nyckelfråga är naturligtvis koldioxidavtrycket av att använda träd som bränsle. Träd som förbränns för kraft släpper ut koldioxid som nyligen binds av trädet.

Under cykeln av att växa och därefter bränna trädet förändras inte nettoinventeringen av koldioxid i atmosfären. Detta är annorlunda än att bränna kol, till exempel, som frigör gammal koldioxid och ökar nettolagret av koldioxid i atmosfären.

I verkligheten finns det ytterligare faktorer som påverkar kolbalansen i ved-till-energi-system. Trädrötter, till exempel, binder ytterligare kol under jorden. I vissa fall kan dessa rötter hålla i årtionden och binda upp kol utöver vad som fanns i den användbara delen av trädet.

På andra sidan av ekvationen finns alla energiinsatser som krävs för att växa, transportera och omvandla trädet till en användbar form, som pellets. En livscykelanalys (LCA) kan dock sortera ut de olika in- och utdata och beräkna ett koldioxidavtryck.

Hur träd staplas upp

Lyckligtvis har detta gjorts. Enviva Inc. är ett börsnoterat Maryland-baserat företag och världens största producent av hållbara träpellets. Dessa pellets används främst för att tränga undan kol i europeiska koleldade kraftverk.

Under 2019 frågade en av Envivas största aktieägare ett oberoende analysföretag Gränslös effektforskning och analys att se över hållbarheten och koldioxidpåverkan av träpelletsenergi. Gränslös använd aktuell litteraturgranskad litteratur om växthusgaspåverkan (GHG) av träpellets för att skapa en livscykelanalys (LCA) av växthusgasutsläpp från träpelletsförsörjningskedjan. De jämförde koldioxidavtrycket för träpellets med andra bränslen som kol och naturgas.

Rapporten är tillgänglig här., men det fanns ett antal viktiga fynd. Noterbart framhöll rapporten att träbaserad bioenergi kan komplettera intermittenta resurser som vind- och solenergi med fast energi. Detta görs ofta idag med snabbcyklande naturgaskraftverk, men träpellets kan uppnå detta till en bråkdel av koldioxidavtrycket.

Källa: Enviva Inc.

Kol har en växthusgasintensitet på 1.00 kilogram koldioxidekvivalenter per kilowattimme (kWH) producerad el. Naturgas med kombinerad cykel (CC) var betydligt bättre med 0.44 kgCO2e/kWh.

Men el producerad av träpellets hade en kolintensitet på endast 0.13 kgCO2e/kWh – 87 % lägre än kol och 70 % lägre än naturgas under hela livscykeln. När det används i en kraftvärmeapplikation (CHP) sjönk koldioxidavtrycket för träpellets till 0.06 kgCO2e/kWh.

Dessa faktorer var en viktig drivkraft bakom EU-kommissionens klimat- och energiplan 2020. Eftersom den insåg att bioenergi kan vara hållbar och hjälpa Europa att nå sina koldioxidutsläppsmål, hjälpte denna plan till att skapa en blomstrande handel med träpellets av företag som Enviva till Europa.

Så träd kan vara en idealisk källa till förnybar energi om de sköts på rätt sätt. Förutom att ge bränsle och minska koldioxidutsläppen kan de fylla en viktig funktion genom att återvinna näringsämnen från undergrunden till matjorden. Träden som fälls kan planteras om. Detta skiljer sig tydligt från – och bör inte förväxlas med – att använda träd från regnskogar eller gamla skogar.