Perché gli alberi sono una fonte ideale di energia rinnovabile

Una delle risorse energetiche rinnovabili più controverse è la biomassa legnosa, come gli alberi. Non dovrebbe esserlo, perché la biomassa può essere una risorsa altamente sostenibile, se gestita correttamente.

Ho vissuto alle Hawaii per cinque anni, dove ho lavorato per un'azienda che gestiva foreste (tra le altre cose). A volte mi è stato chiesto di tenere conferenze al liceo locale su energia e sostenibilità. Durante un discorso, uno studente ha detto: "Ho sentito che avresti abbattuto tutti gli alberi".

In quel momento, mi sono reso conto che la sua visione della silvicoltura era più o meno la stessa della mia visione della silvicoltura mentre crescevo Weyerhaeuser paese in Oklahoma. Allora consideravo i forestali come persone che abbattono alberi e li associavo netto.

Biomassa sostenibile

Le mie opinioni sono cambiate molto da allora, perché ho una migliore comprensione di ciò che fanno i forestali. I forestali gestiscono le foreste. Con una foresta gestita, a volte ciò significa che raccogli gli alberi come faresti con qualsiasi altro raccolto. Ma la gestione di una foresta implica anche la sostituzione di ciò che hai abbattuto.

Quando si considera la biomassa come fonte di energia, ci sono molte potenziali insidie. Alcune forme di biomassa sono forti utilizzatori di nutrienti e, in quanto tali, i requisiti di fertilizzazione possono essere elevati. Ciò può implicare elevati input di combustibili fossili per produrre il fertilizzante e un rischio maggiore di impoverimento del suolo. Inoltre, alcune colture consumano pesantemente l'acqua.

Gli alberi sono diversi. Durante i primi 10 anni circa della loro vita, generano biomassa al ritmo di 7-10 tonnellate secche per acro all'anno. Potresti vedere alcune altre fonti di biomassa che affermano rese così elevate, ma quelle sono state quasi sicuramente ottenute con fertilizzanti e molta acqua.

Ma c'è una ragione ancora più convincente per utilizzare gli alberi. A differenza della maggior parte delle colture a rotazione breve che a volte vengono discusse come materia prima per la produzione di carburante, gli alberi possono effettivamente migliorare la qualità e la salute del suolo.

Quello che succede è che gli alberi possono portare i nutrienti dal sottosuolo e concentrarli nelle foglie e nella corteccia. Questo finisce per ricadere nel terreno e aggiungersi al materiale organico nel terreno. A seconda del tipo di albero utilizzato, le foreste gestite possono fornire carburante migliorando la qualità del suolo.

Riciclaggio del carbonio

Naturalmente, una domanda chiave è l'impronta di carbonio dell'utilizzo degli alberi come carburante. Alberi che vengono bruciati per rilasciare anidride carbonica che è stata recentemente sequestrata dall'albero.

Durante il ciclo di crescita e successiva combustione dell'albero, l'inventario netto di anidride carbonica nell'atmosfera non cambia. Questo è diverso dalla combustione del carbone, ad esempio, che rilascia anidride carbonica antica e aumenta l'inventario netto di anidride carbonica nell'atmosfera.

In realtà, ci sono ulteriori fattori che influiscono sul bilancio del carbonio dei regimi legno-energia. Le radici degli alberi, ad esempio, sequestrano ulteriore carbonio sotto il suolo. In alcuni casi, quelle radici possono durare per decenni, bloccando il carbonio oltre ciò che era nella parte utilizzabile dell'albero.

Dall'altro lato dell'equazione ci sono tutti gli input energetici necessari per crescere, trasportare e convertire l'albero in una forma utilizzabile, come i pellet. Tuttavia, un'analisi del ciclo di vita (LCA) può selezionare i vari input e output e calcolare un'impronta di carbonio.

Come si accumulano gli alberi

Fortunatamente, questo è stato fatto. Enviva Inc. è una società quotata in borsa con sede nel Maryland e il più grande produttore mondiale di pellet di legno sostenibili. Questi pellet vengono utilizzati principalmente per sostituire il carbone nelle centrali elettriche a carbone europee.

Nel 2019, uno dei maggiori azionisti di Enviva ha chiesto a una società di ricerca indipendente Ricerca e analisi di impatto senza limiti per esaminare la sostenibilità e l'impatto del carbonio dell'energia del pellet di legno. Boundless ha utilizzato l'attuale letteratura sottoposta a revisione paritaria sugli impatti dei gas serra (GHG) dei pellet di legno per creare un'analisi del ciclo di vita (LCA) delle emissioni di GHG dalla filiera del pellet di legno. Hanno confrontato l'impronta di carbonio dei pellet di legno rispetto ad altri combustibili come carbone e gas naturale.

Il rapporto è disponibile qui, ma ci sono stati una serie di risultati importanti. In particolare, il rapporto ha evidenziato che la bioenergia basata sul legno può integrare risorse intermittenti come l'energia eolica e solare con energia costante. Questo è spesso fatto oggi con centrali elettriche a gas naturale a ciclo rapido, ma i pellet di legno possono raggiungere questo obiettivo a una frazione dell'impronta di carbonio.

Fonte: Enviva Inc.

Il carbone ha un'intensità di gas serra di 1.00 chilogrammi di anidride carbonica equivalenti per kilowattora (kWH) di elettricità prodotta. Il gas naturale a ciclo combinato (CC) è stato significativamente migliore a 0.44 kgCO2e/kWh.

Ma l'elettricità prodotta dai pellet di legno aveva un'intensità di carbonio di soli 0.13 kgCO2e/kWh, l'87% in meno rispetto al carbone e il 70% in meno rispetto al gas naturale per l'intero ciclo di vita. Se utilizzato in un'applicazione combinata di calore ed elettricità (CHP), l'impronta di carbonio per i pellet di legno è scesa a 0.06 kgCO2e/kWh.

Questi fattori sono stati uno dei principali fattori trainanti del piano 2020 per il clima e l'energia della Commissione europea. Poiché ha riconosciuto che la bioenergia potrebbe essere sostenibile e aiutare l'Europa a raggiungere i suoi obiettivi di emissioni di carbonio, questo piano ha contribuito a creare un commercio in forte espansione di pellet di legno da parte di aziende come Enviva in Europa.

Quindi, gli alberi possono essere una fonte ideale di energia rinnovabile se gestiti correttamente. Oltre a fornire carburante e ridurre le emissioni di carbonio, possono svolgere un'importante funzione di riciclaggio dei nutrienti dal sottosuolo al terriccio. Gli alberi abbattuti possono essere ripiantati. Questo è nettamente diverso - e non deve essere confuso - con l'utilizzo di alberi provenienti da foreste pluviali o da foreste secolari.