Vad är fördelen med träpellets

I takt med att konsekvenserna av klimatförändringar påskyndas och blir allt dyrare kommer också politik som syftar till att kontrollera koldioxidutsläpp från förbränning av fossila bränslen att accelerera och bli alltmer aggressiva.

Det finns en lättillgänglig väg i kraftproduktionssektorn för att minska koldioxidutsläppen. Lösningen utnyttjar befintliga stora kolkraftsdrivna kraftverk genom att ersätta ett förnybart fast bränsle med kolet. Denna relativt enkla att implementera bränsleomkoppling resulterar i en dramatisk sänkning av nettokoldioxidutsläppen per megawattimmar genererad kraft. Det ersatta fasta bränslet är pellets med hållbart skick.

Det här ämnet har varit föremål för tidigare vitböcker om FutureMetrics. Med tanke på den nuvarande covid-19-inducerade störningen av vår globala ekonomi och hur det kan påverka energipolitiska strategier, är det viktigt att komma ihåg att det finns en relativt låg kostnad, lätt att distribuera och mycket koldioxideffektiv energikälla-lösning för kraft generation.

Träpellets som produceras från förnyande av arbetsskogar är redan en stor del av förnybar kraftproduktion i många länder. I Storbritannien har två stora kolkraftverk, Drax och Lynemouth, återupprepats för att använda pellets istället för kol. Englands största termiska kraftverk, Drax, kan generera kraft från 100% pellets på fyra av sina 650 megawattlinjer. Med en relativt låg kostnadsmodifiering har de två konverterade kolkraftverken inte tappat någon produktionskapacitet. Varje Drax kraftpanna tillverkade 650 MW på kol och de tillverkar 650 MW på pellets.

Och kraften är inte intermittent och variabel. Diagrammet nedan visar hur kraft från pelletsbränsle i Storbritannien utför en basbelastningsroll som är omöjlig för sol och vind. Solen genererar aldrig på natten och ibland blåser vinden inte så mycket. Följ pilen på diagrammet för ett exempel på en tid i Storbritannien när solenergi (det var nattetid!) Och vinden inte producerade mycket kraft. Några dagar senare producerade vinden mycket kraft. Pellets, tillsammans med kärnkraft, är stabila och underbygger nätets leverans av on-demand-kraft. Som en fördel för denna stabilitet bidrar varken förbränningen av pellets eller energin från kärnkraft till nettokoldioxidkoncentrationerna i atmosfären.

När vindkraftverk genererar betydande kraft används mindre naturgas, ett fossilt bränsle som bidrar till nettokoldioxid i atmosfären. Basbelastningen från de stora kraftverk som kör på uran och pellets ger en stadig grund av el med låg koldioxid.

Träpellets som produceras från hållbart förvaltade skogsbruksverksamheter, när de används för att producera kraft, ökar inte nettobestånden av koldioxid i atmosfären *. Det grundläggande nödvändiga villkoret för ett område med förvaltade skogar är om skogens tillväxttakt är lika med eller överstiger skörden, då nettobestånden av kol som hålls i skogen är konstant eller växer. Således absorberas koldioxid som släpps ut i förbränning samtidigt av den nya tillväxten och ingen ny ny CO2 läggs till i atmosfären: mer om detta flera stycken nedan.

För Drax kraftverk i Storbritannien, netto minskning av koldioxidutsläppen från att ersätta kol medeltal i genomsnitt cirka 86%. De fossila bränslena som används i försörjningskedjan för pellets resulterar i ett koldioxidavtryck för de pellets som levereras till kraftverket. Det bör komma ihåg att fossila bränslen som används i försörjningskedjorna för naturgas, kol eller diesel också ökar koldioxidavtrycket för dessa bränslen. Allt bränsle som behöver brytas eller skördas, raffineras och transporteras med rörledning, lastbil, järnväg och / eller fartyg kommer att samla ett kolavtryck om fossila bränslen används för kraft, värme och / eller transport.

Med flera antaganden om avstånd som körts med lastbil, järnväg eller skepp, bränsle som används per ton-km, hur el genereras, effektiviteten i Storbritanniens kraftverk med pellets etc. för att få pellets från sydöstra USA till ett kraftverk i Storbritannien är uppskattat koldioxidavtryck cirka 133 kilogram per megawattimmar genererad elkraft (kg / MWhe). Diagrammet ovan visar hur detta beräknas *. Att få kol till kraftverket kommer att ha ett liknande CO2-fotavtryck.

Motståndare mot användning av pellets för kraftproduktion håller inte med i denna redovisning baserad på två huvudsakliga invändningar: (1) pellets är inte koldioxidneutrala i förbränning, och (2) användningen av pellets kommer att leda till avskogning. De har rätt att vara bekymrade över koldioxidutsläpp från kraftproduktion och avskogning; men de har fel om båda när det gäller användning av pellets för kraft i avancerade ekonomier.

Pellets är redan en viktig komponent i de globala ansträngningarna att minska koldioxidutsläppen. Dessa ansträngningar stöds av nationell politik som i en eller annan form stimulerar verktygen för att generera mer kolfri kraft. Dessa incitament är vanligtvis ett subvention till kraftgeneratorn för att kompensera de högre kostnaderna för pelletsbränsle kontra kol. För att kvalificera sig för fördelarna med politiken måste generatorn bevisa med rigorös och oberoende revision att det finns en nettokolvinst.

Grunderna för revisionen bygger på ett krav på att upprätthålla nettobestånden av kol som ligger i skogarna. Det finns många andra viktiga kriterier för att uppfylla certifieringskraven för användning av biomassa som härrör från bränsle; men här fokuserar vi bara på hur dessa kriterier garanterar en nettofördelning med kol.

Anta som ett enkelt exempel att en förvaltad skogsområde vars syfte är att odla virke för skogsindustrin växer ytterligare 500 000 ton nytt trä varje år. Den årliga tillväxttakten skulle sätta gränsen för maximal borttagning på ett år. Om denna gräns inte överskrids, reduceras inte nettot av kol som hålls i skogen eftersom nettobestånden av biomassa inte reduceras. Om all denna skörd skulle bli träpellets (mycket osannolikt som sågblommor från vilka timmer tillverkas nästan aldrig förvandlas till pellets), skulle kolet som släpps ut i förbränningen av pelletsen cyklas ut ur atmosfären av den nya tillväxten i det hanterade skog samma år. Eftersom en betydande del av den årliga skörden förvandlas till virke och att kol inte återcirkuleras tillbaka till den nya tillväxten, är nettoförändringen av koldioxid i atmosfären negativ så länge hållbarhetsgränsen baserad på den årliga tillväxttakten inte passeras.

Detta förklarar varför båda invändningar från motståndare mot att använda pelletsbränsle är dåligt utformade. Vi borde alla vara oroliga för avskogning. Men för att använda pellets som bränsle i ett kraftverk i de viktigaste importerande länderna i Europa, Storbritannien och snart Japan, måste pelletsna ha uppgifter som intygar att de är framställda från hållbart råmaterial. Om källan till pelletsråvaran är resultatet av aktiviteter som permanent reducerar skogsmark, kommer kraftverket att nekas stödet som gör det möjligt att använda pellets i första hand; och de avvisade pelletsen kommer inte att ha en köpare på dessa marknader. Hållbarhetsregler som är inbäddade i politiken för koldioxidminskning förhindrar målmedvetet avskogning.

I allmänhet förväntar sig inte någon fabrik som använder skogsprodukter som råmaterial, till exempel en stor virkesbruk, en massa- och pappersbruk eller en pelletsfabrik, en fabrik som kräver investeringar på hundratals miljoner dollar för att få trä efter några år eftersom deras årliga efterfrågan förnekar skogen. Av goda affärsskäl bör produktionshastigheten för en timmerbruk, massafabrik eller pelletsfabrik aldrig överstiga regionens förmåga att leverera trä varje dag varje år, väsentligen för alltid.

Med andra ord kan den årliga efterfrågan inte överstiga regionens förmåga att producera en årlig ny tillväxt lika med (eller större än) fabrikens årliga efterfrågan. Att matcha storleken på bruket med den hållbara årliga leveransen är bra affärer.

Men pelletsproducenter måste gå utöver det ”goda företaget” -motivet på grund av kraven för en exporterande pelletsfabrik för att bevisa hållbarheten i dess råvaror. Således är rädslan för avskogning till följd av pelletsaffären mellan Nordamerika och stora pelletsimportörer grunden.

Skogarnas hållbarhet översätter till grunden för kolens fördelar med pellets. Hållbarhetsbegränsningen som begränsar den tillåtna årliga skörden för att inte överskrida den årliga tillväxten förhindrar atmosfären från att se en nettoförhöjning av koldioxid även om varje skördat träd förvandlas till pellets.

Men som noterats ovan är det inte så branschen fungerar. Pellets tillverkas inte av trädets höga värde. De flesta användbara delar av det skördade trädet förvandlas till virke, papper eller andra konstruerade träprodukter; många av vilka sekvenser CO2. Vissa biprodukter från sågverk förvandlas till pellets; och vanligtvis på normala marknader förvandlas endast de delar av de skördade träden som inte är lämpliga för timmer och andra bygg- och möbelprodukter eller massa och papper till pellets.

Det finns ingen rationell logik som kan visa att användningen av material från ansvarsfullt och hållbart skötta skogar kan resultera i en nettotillsats av koldioxid till atmosfären.