Biomassa on iso aihe, pienellä nimellä. Se merkitsee monia eri asioita monille eri ihmisille. Näin ollen sen mittaamisessa on suurta vaihtelua - minkä vuoksi näet varjostettuja vaihtelualueita palkkikaavioissa, jotka sisältävät sen.
Siksi meidän on määriteltävä joitain termejä ennen tämän artikkelin aloittamista. Joten tässä menee, perusmääritelmillämme:
– Biomassa: orgaaninen materiaali, jota käytetään polttoaineena erityisesti sähköntuotantoon tarkoitetussa voimalaitoksessa
– Bioenergia: kaikenlainen orgaaninen polttoaine, jota käytetään mihin tahansa tarkoitukseen, mukaan lukien sähköntuotanto, lämmitys, liesi, bioetanoli ja biodiesel ajoneuvoissa jne.
Monet ihmiset käyttävät näitä termejä keskenään. Tässä artikkelissa emme. Emme keskustele lainkaan edellä määritellystä bioenergiasta. Tässä artikkelissa keskitytään sähköntuotantoon painottaen Yhdistynyttä kuningaskuntaa.
Biomassa alkaa kirjaimellisesti elää kasveina ja puina. Kun ne kasvavat, ne imevät hiilidioksidia ilmakehästä. Tämä on biomassapolttoainekierron ainoa vaihe, jossa saadaan energiaa. Kaikki prosessin seuraavat vaiheet – sadonkorjuu, kuljetus, valmistus, polttaminen ja puhdistus – maksavat energiaa.
Aiemmin biomassa oli suosittu käsite joidenkin ympäristönsuojelijoiden keskuudessa, koska käsityksenä oli, että hiilelle oli olemassa nollasummapeli. Ajatuksena oli, että vain kasvuvaiheen aikana ilmakehästä poistunut hiili palautettaisiin ilmakehään. Olettaen, että syklin käyttöikä oli riittävän lyhyt, perusteluna oli, että biomassa ei lisäisi ylimääräistä hiiltä ilmakehään. Siksi se voisi auttaa ihmiskuntaa saavuttamaan nettonollan, kunhan kulutettu orgaaninen materiaali voitaisiin kasvattaa uudelleen riittävän nopeasti.
Se oli teoria joka tapauksessa. Se oli yksinkertainen "suurten eläinten kuvien" teoria. Se oli niin helppo ymmärtää, että jopa hallituksen ministerit pystyivät hallitsemaan sitä. Siksi ei kestänyt kauan, kun he myönsivät sille "uusiutuvan energian" aseman ja antoivat sille tukia vastaavasti.
Ympäristönsuojelijat ovat nyt muodostaneet vakavia epäilyksiä näiden väitteiden todenperäisyydestä.
Käydään ensin läpi joitain perustietoja.
Keskimääräinen teoreettisesti korjattavissa oleva auringonvalon teho Isossa-Britanniassa on 100 wattia neliömetriltä (W/m2). Euroopan tehokkaimmat laitokset muuntavat 2% aurinkoenergiasta hiilihydraateiksi (vertaa tätä 20-25%: iin uudemmissa aurinkopaneeleissa). Koska aurinkoenergian hiilihydraateiksi muuntamisen tehokkuus kuitenkin laskee korkeammalla valotasolla, minkä tahansa energiakasvin paras suorituskyky Euroopassa on lähempänä 0,5 W/m2. Kirjassaan Sustainable Energy Without The Hot Air (2009) DJC Mackay laski Yhdistyneen kuningaskunnan biomassan enimmäistehon olettaen, että 75% maamassastamme oli omistettu energiakasvien kasvattamiseen - hieman enemmän kuin nykyinen maatalouden kokonaispinta-alamme - ja jättäen huomiotta kasvatuksesta, sadonkorjuusta ja jalostuksesta johtuvat menetykset. Karkeasti ottaen tämä pinta-ala vastaa 3 000 m2: n maa-alueen osoittamista jokaiselle Yhdistyneessä kuningaskunnassa asuvalle henkilölle. Näitä kriteerejä käyttäen Mackay havaitsi, että Yhdistyneessä kuningaskunnassa käytettävissä oleva teoreettinen biomassan enimmäisteho oli:
0,5 W/m2 x 3000 m2 per henkilö = 1500 W per henkilö = 1,5 kW x 24 = 36 kWh päivässä per henkilö.
Se on melko pieni määrä. Varsinkin kun otetaan huomioon käytetyn maan törkeän antelias oletus. MacKay laski myös, että vuonna 2008 energian kulutus kaikissa toiminnoissamme oli keskimäärin 125 kWh/vrk/henkilö.
Syy siihen, että biomassalla on niin valtava maajalanjälki, on se, että kasvit - fotosynteesin kautta - ovat erittäin tehottomia muuntamaan aurinkoenergiaa kemialliseksi energiaksi. Vain hyvin pieni osa lehdelle putoavasta auringon säteilystä käytetään hiilen sitomiseen puihin ja kasveihin.
Vielä pahempaa on, että koko biomassaprosessista lopulta talteen otetun sähköenergian määrä on pieni. Koko prosessiin kuuluu: voimalaitoksen rakentaminen biomassan polttamista varten, tarvittavien puuviljelmien ylläpito ja kirjaaminen, korjatun puun muuttaminen pelleteiksi, pellettien kuljettaminen voimalaitokseen (Yhdistyneen kuningaskunnan tapauksessa pääasiassa Atlantin yli fossiilisia polttoaineita käyttävillä aluksilla) ja sitten pellettien polttaminen 35%: n tai sitä pienemmällä hyötysuhteella.
Lähes kaikki Yhdistyneen kuningaskunnan biomassasähkö valmistetaan Draxin voimalassa Yorkshiressa.
Drax käyttää puristettuja puupellettejä, joista suuri osa kuljetetaan Atlantin yli Pohjois-Amerikan metsistä. On erittäin kyseenalaista, voidaanko näitä metsiä pitää kestävinä – ne käytetään loppuun nopeammin kuin ne kasvavat uudelleen. Siksi vuonna 2021 yli tusina vihreää lobbausryhmää, mukaan lukien Greenpeace ja Maan ystävät, allekirjoitti avoimen kirjeen Yhdistyneen kuningaskunnan hallitukselle. Kirjeessä sanottiin, että draxiin luottaminen oli väärinymmärretty, koska se oli " maailman suurin puunpolttaja" ja että sen ei pitäisi saada tukia. Lisäksi biomassan hiilen kierrossa on luontainen viive. Jos korjattavien puiden tilalle kasvatettavien puiden kypsyminen kestää kauemmin kuin pari vuosikymmentä ja ne vähentävät merkittävästi ilmakehän CO2:ta, ne eivät auta lainkaan pyrkimyksissä saavuttaa nettonollataso lähivuosikymmeninä.
Draxin suurin yksittäinen ulkoinen pellettitoimittaja on USA:n – ja maailman – suurin pellettien tuottaja Enviva. Yhdysvaltalaiset ympäristöalan kansalaisjärjestöt ovat arvostelleet Envivaa voimakkaasti siitä, että se on hankkinut säännöllisesti puuta avohakkuurannikon lehtipuumetsistä – joista monet ovat suo- tai kosteikkometsiä.
Eikö meidän tarvitse vähentää päästöjä, ei metsiä?
Drax väittää, että sen tällä hetkellä käytössä oleva hiilidioksidin talteenottoa ja varastointia (CSS) koskeva pilottihanke vähentää sen päästöjä. CSS: stä huolimatta biomassan hiilipäästöt ovat kuitenkin huomattavasti korkeammat kuin tuuli-, aurinko- ja ydinenergialähteillä.
Carbon Briefin raportoimassa tutkimuksessa (joka perustuu Nature Energy -julkaisuun 2, 939-945; 2017) havaittiin, että jokainen energialähteiden elinkaaren aikana tuotettu kilowattitunti tuottaa seuraavat CO2-ekvivalenttigrammat (gCO2e/kWh):
- ydinvoima: 4
- tuuli: 4
- aurinko: 6
- kaasu hiilidioksidin talteenotolla ja varastoinnilla (CCS): 78
- vesivesi: 97
- bioenergia hiilidioksidin talteenotolla: 98
- hiili, jossa on CCS: 109
Verrattuna maailmanlaajuiseen keskimääräiseen tavoitteeseen, jonka mukaan 2C-maailma on 15 gCO2e/kWh vuonna 2050, on selvää, että vain ydinvoima, tuuli ja aurinko voivat viedä meidät turvaan!
Draxin päästöargumentti romahtaa, kun fossiilinen kaasu (CCS) on parempi veto, vaikka siihen luottaminen on tuhoisaa ilmaston lämpenemisen kannalta.
(Muuten, vesivoiman elinkaaripäästöt johtuvat suurelta osin padon tulvimasta mätänevästä orgaanisesta aineesta. Siltä varalta, että mietit...)
Kyse on siitä, että kaikki uusiutuvat energialähteet eivät ole planeettaystävällisiä. Ydinenergiaa ei edes pidetä uusiutuvana, mutta se tarjoaa luotettavan sähkönsyötön, joka pystyy tuottamaan peruskuorman, johon tuuli ja aurinko eivät pysty, kaatamatta puita ja jonka hiilidioksidipäästöt ovat erittäin alhaiset.
Osallistujien
1 Duncan Roy, Lewesin vihreä puolue
2 Peter Vaughan, Itä-Devonin vihreä puolue
3 Mark Yelland, Brightonin ja Hoven vihreä puolue
Ominaisuuskuva: Biomassan rajaus Mauro Tandoi