Енергетскиот биланс на биомасата во Телеполис
Вистинскиот потенцијал на единствената соодветна замена за нафта - Дел II
Биомаса, да! „Затоа што е регенеративно и неисцрпно“ - барем тоа е изјавата на веб-страницата на германското лоби за биомаса. Сепак, треба да се забележи дека биомасата може да биде регенеративна, но таа е само делумно неисцрпна. Ако, на пример, можете да откриете кое растение има најдобар енергетски биланс и потоа да го одгледувате ширум светот, оваа монокултура ќе биде катастрофа за почвата, како и за флората и фауната. Биомасата треба да биде соодветно буџетирана. Како го правиш тоа?
Во случај на биомаса, енергетскиот биланс е енергија што ја добивате од неа минус енергијата што ја вложувате во неа: дизел за трактори и транспорт, ѓубрива, евентуално енергија за претворање во гас или течност итн. Но, пред да се справиме со тоа, најпрво збор за применливоста на поимот воопшто.
Биомасата честопати е критикувана за фактот дека нејзиниот енергетски биланс е толку лош. Во споредба со другите обновливи енергии, ова е секако точно:
Ветерната турбина произведува повеќекратно енергија што е неопходна за нејзино производство, изградба и отстранување. Дури и фотоволтаиците лесно создаваат повеќе од 5 пати повеќе енергија од потребната. Во случај на етанол, од друга страна, станува скудно; Во случај на етанол од пченка, дури често се тврди дека енергетскиот биланс е дури и негативен во некои случаи. Извор: Сопствени проценки засновани врз различни студии.
Често се вели дека електраната на јаглен или нуклеарна централа би било уште подобро: Додека ветерната централа на поволна локација се исплати себеси во смисла на енергија за помалку од една година, а PV за неколку години, јаглен или нуклеарна централа генерира инвестиции Енергија за помалку од еден месец. Тоа е точно, се додека не се занемари фактот дека јаглен или нуклеарна централа проголта огромни количини на необновливи ресурси. Сè помалиот ресурс никаде не е вклучен во пресметката.
Да земеме пример за електрана на јаглен со типична ефикасност од околу 35%, т.е. околу две третини од енергијата содржана во јаглен излегува неискористена како отпадна топлина. Така, секогаш ставате 3 пати поголема енергија во конвенционална централа со јаглен отколку што има смисла на крајот. Ако го земете предвид овој факт во таканаречената енергетска рамнотежа, постои „-3“. Тогаш ќе стане јасно најдоцна дека внесуваме повеќе енергија во вакви електрани отколку што произведуваат кога истекува јагленот.
Дојде време за нафта. Според извештајот од ноември 2003 година, денес добивате 17 пати повеќе енергија со вадење нафта отколку што инвестирате. Пред 100 години, сепак, EROI (Враќање на енергијата врз инвестицијата) беше 100. Трендот паѓа нагло.
Тоа е различно со обновливите извори на енергија: тука употребената енергија е во голема мерка сончева енергија, т.е. неисцрпна според човечките стандарди. Сонцето нема да згасне ако изградиме повеќе PV системи. А, ветерот дува не помалку силно над Германија откако тука се инсталирани 14.000 турбини.
Колку повеќе преминуваме на обновливи суровини (NawaRo), толку подобро станува „макро рамнотежата“: Сè уште би имале производи, иако трошиме помалку суровини. Терминот NawaRo се однесува на биомасата како целина, не само за енергетски цели. На пример, ако направите столбови за електрична енергија од дрво наместо од бетон или челик, неизмерно ги намалувате емисиите на СО2:
Биомасата ги врзува СО2 и другите елементи од атмосферата. Овие секогаш се ослободуваат повторно за време на гниење или согорување, но само иста количина како што беше врзана. Биомасата е неутрална во СО2. Треба да се има ова на ум кога се зборува за „емисиите“ на биомасата. За споредба: кога согоруваме фосилни горива, ослободуваме 150 000 пати повеќе CO2 отколку што природно се врзува на овој начин, бидејќи се проценува дека количината на јаглен, гас и нафта што ги трошиме годишно се акумулирала во текот на 150 000 години.
Споредбата помеѓу енергетскиот биланс на обновливите извори на енергија и необновливите енергии е целосно погрешна. Ако еден ден останеме без ресурси, веќе нема да можеме воопшто да работиме со овие конвенционални централи. Но, колку е поголем паркот на електраната што работи со обновливи енергии, толку е поголема основата за понатамошен раст без фосилна енергија. На овој начин, „планината од ѓубре“ се намалува во најширока смисла: се зачувуваат вредни ресурси како што е суровата нафта, додека се создава помалку отпад (СО2, итн.).
Прв чекор во оваа насока се прави и кога биоматеријалите се мешаат со фосилни материјали. Исто како што биогоривата веќе се мешаат во фосилни горива денес, централите со јаглен можат делумно да се испуштаат со дрво и слама. Во својата студија од 2004 година „Биоенергија: млади за Германија“, -ko-Institut проценува дека би можела да се додаде до 10% биомаса без голем технички напор. Само подвижните ленти и слични инфраструктурни елементи за биомасата треба да се инсталираат повторно.
Во Англија, веќе се примени првите апликации од оператори на електрани кои сакаат да горат маслиново и дланско јадро покрај јаглен. Остатоците од маслинки (т.н. „маслинова торта“), како и други овошни јадра и остатоци веќе се изгорени во некои електрани во јужна Европа. И биомасата може да се користи не само во конвенционалните централи на јаглен, туку и во новите постројки на IGCC (јагленот како мост кон обновливата иднина).
Другите електрани сега се целосно поставени на биомаса, на пример, централа со моќност на слама од 36MW во Ели/Англија. Сламата има скоро неутрален енергетски биланс. Дали воопшто вреди да се запали слама, или не би било подобро да се увезуваат остатоци од овошје од јужна Европа? Или уште подобро: Не може да се избегнат загубите во транспортот со горење на остатоците од овошјето веднаш во Јужна Европа?
Кое растение има најдобар енергетски биланс?
Вистина е: не вреди да се одгледува „слама“ (жито) како енергетска култура. Но, вие воопшто не го правите тоа - не мора, бидејќи сламата е достапна во големи количини како отпаден производ од земјоделството. Со други зборови: можете или да орате под вишокот слама - во многу региони има повеќе слама отколку што ви треба за да ги нахраните животните - на теренот или да ја изгорите за да генерирате енергија. Вториот има поекономична смисла, првиот враќа вредни супстанции во почвата за да не се исцеди. Но, ако ја изгорите биомасата, сепак можете да ја користите пепелта како ѓубриво.
Значи, можете да видите дека самото пресметување на енергетскиот биланс на една централа не кажува сè. Покрај тоа, достапните бројки за енергетскиот биланс не се нужно веродостојни затоа што патиштата за транспорт, на пример, не можат да се пресметаат. Не е ни чудо што е тешко да се најдат сигурни проценки, бидејќи не можете да ги одредите сите параметри.
Како и да е, вреди да се споредат проценетите енергетски биланси на различни енергетски култури, бидејќи, покрај енергетската густина, овие се клучен параметар за да се одлучи дали одгледувањето на одреден вид биомаса и нејзиниот транспорт на одредено растојание би било корисно. Под наслов FairBioTrade, IEA постави задача 40 за да испита кога точно вреди да се тргува со кои видови на биомаса и како може да се поддржи.
Како што се гледа погоре, етанолот направен од дрво има подобар енергетски биланс отколку етанолот направен од пченка. Зошто одгледувате пченка дури и како енергетска култура? Прашањето може да се прошири, бидејќи најголемите приноси носат многу специфични, брзорастечки видови дрво како топола и врба. Сепак, палмите и трските од трска (Мискантус) се уште подобри. Сега пензионираниот телевизиски новинар и автор Франц Алт е познат како застапник на тезата дека кинеската трска може да го покрие целото наше снабдување со енергија. Тој го става приносот на 30 тони сува материја по хектар/година, што одговара на 14.000 литри масло за греење по хектар/година. Проценката на енергетските експерти Дитер Сифрид и Валтер Вицел, кои го наведоа можниот принос на максимум нешто под 12 000 литри, со просечни вредности под 10 000, е уште поконзервативна. Но, барем: тоа би било двојно повеќе отколку со Виден и Папелн.
Тогаш, зошто да не растат насади со кинеска трска наместо брзорастечки шуми? Според американско истражување, етанолот направен од пченка има енергетски биланс од 121%, но од трска има енергетски биланс од 3.430%. Во Германија, луѓето помалку се потпираат на етанол (како додаток на бензин), а повеќе на масло од репка (дизел). Но, зошто одгледувате семе од репка кога родот на трска е многу подобар во теорија?
Па, од една страна има критичари на мискантусот. Практичните недостатоци на miscanthus станаа очигледни во последните неколку децении. како д-р. Херман Хансен, консултант за биоенергија во специјализираната агенција за обновливи суровини, објасни на барање од Телеполис. Прво, за разлика од семе од репка, Мискантус е повеќегодишно растение, т.е. потребни се неколку години пред да може да се изврши бербата и само години подоцна да се добијат најголеми приноси. (Д-р Хансен, сепак, зборуваше за максимален принос од околу 20 тони годишно, 33% помалку од Франц Алт.) Со семе од репка, вие добивате најголем принос секоја година - со природни флуктуации.
Во овој поглед, плантажата со мискантус е како насад со топола, за што е потребно планирање и одржување моќ. За разлика од шумите и полињата со силување, жетвата е проблем со Мискантус, бидејќи растението се бере во пролет кога почвата е прилично влажна. Ако машините потонат премногу длабоко во земјата, тие ги кршат корените. Оваа тампонирање на почвата е генерално потенцијален проблем во земјоделството, вклучително и силување, вели др. Хансен, бидејќи кога врне дожд за време на жетвата наесен, машините оставаат длабоки траги на полињата. Сепак, ова набивање на почвата за време на бербата не претставува проблем со едногодишните растенија, бидејќи и онака почвата обично се изора повторно.
Слични пречки може да се најдат кај маслата: на пример, се вели дека палминото масло има многу подобар енергетски биланс од семето од репка. За жал, тешко е да се одгледуваат палми во Германија, а транспортот од повеќе јужни ширини ја става рамнотежата во перспектива. Ја губите и енергетската независност кога увезувате сè. Во Германија, семето од репка може да се одгледува на одвоени области, и ако го користите целото растение - не само семето - енергетскиот биланс соодветно се зголемува.
Крајна линија на биомаса: Треба да биде разновидна, т.е. треба да одгледувате различни растенија, така што биомасата останува одржлива. Монокултурите треба да се избегнуваат. Мора да погледнете како можете да користите претходно неискористена биомаса - од органски отпад до неискористени остатоци од дрво и слама - за да генерирате енергија.
Спектакуларни достигнувања?
Не треба да се остават споменати уште три неодамнешни случувања, но тие тука нема да бидат дополнително оценувани затоа што се исто толку шпекулативни, колку што се спектакуларни.
Првиот развој се однесува на алгите во солени езерца што се создаваат во пустината. Според проценките на NREL, овие алги би произвеле толку биодизел во област на пустина од 38 000 км 2 - помалку од една десетина од вкупната површина на пустината во САД - што на САД повеќе нема да им треба никаква сурова нафта како гориво (така што маслото за греење нема да вклучени). Доколку се докаже дека овој метод е ефикасен и не предизвикува никакво загадување на животната средина (на пр. Солење почви во пустината поради испарување), ова би ја проширило областа употреблива за биомаса по големи пустински области. Истражувачите се уверени дека сите еколошки проблеми можат да се решат.
Многу е пријавено за вториот развој на настаните во американскиот печат под неверојатниот натпис Масло од сè (Подобро мисирката во резервоарот отколку гулабот на покривот). Веќе подолго време е можно да се извлече гас од биомаса и биоотпад, но целта тука е да се забрза природниот процес на производство на масло - отпадот може да се претвори во биодизел за само неколку часа. Откако американскиот магазин „Откријте“ во 2003 година извести за процесот, имаше голем интерес, но долго време беше изградбата на првиот голем систем, а летото 2004 година списанието објави само извештај за доцнењето поради градежни дефекти.
Пилотска фабрика што претвора 7 тони остатоци од живина во нафта предизвика големи очекувања, а портпаролката на печатот, ieули Гелфанд, од обновливи извори на енергија, изјави за Телеполис дека новата фабрика, која преработува повеќе од 200 тони на ден, сега е одобрена (декември 2004 година) 80% искористување и производство на нафта по цена од 15 долари за барел.
Третиот развој се однесува на цели растенија. Се сеќаваме: Со семе од репка ги користите само семето. Сепак, целата енергетска рамнотежа може да се зголеми ако стеблата, лисјата и сл. Исто така се користат енергично. Компанијата Choren од Германија е интересна тука. Таа разви технологија која не само што може да преработува цели растенија, туку и мешани растенија, т.е. не ви требаат монокултури (како со семе од репка), можете едноставно да ја косите ливадата.
Мијалник на енергија или извор на енергија? Макро билансот
Ако успееме одржливо да ја развиваме биомасата, веројатно ќе мора да го смениме целиот свој животен стил. За да го разјасниме ова, треба да ги разгледаме нашите навики во исхраната.
Авторите на „Ограничувањата за раст“ проценуваат дека денес се вложува повеќе енергија во одгледувањето риби отколку што рибите на крајот излегуваат од неа. Слична е состојбата и со земјоделството: пумпаме толку многу ѓубриво што нашите полиња произведуваат помалку енергија отколку што инвестираме. Една швајцарска студија откри дека имате околу 20% помалку принос во органското земјоделство, но користите 50% енергија. Не станува збор само за самата енергија, туку за сите ресурси кои стануваат оскудни. Пример: островот Наурау - познат во 2001 година од бегалците што ги смести Австралија таму откако не им беа дозволени влез во земјата како имигранти - е месечината; деградацијата на фосфатот таму го прави островот непогоден за живеење.
Американскиот автор Ричард Менинг нуди поинаква перспектива. Тој опишува како Американците јадат тони шеќер и протеини во „Маслото што го јадеме“. Од ова тие имаат дијабетес и дебелина. Значи, земјоделството во Соединетите Држави греши многу ѓубрива, хемикалии и енергија за да ги разболи Американците. Во Германија билансот е само малку подобар.
Што вели Менинг: Во однос на енергетскиот биланс, не само што има смисла да се откаже од месото, туку и да се префрли на дивеч. Овие животни живеат на растенија кои не се особено корисни за луѓето - како рибите во морето. Енергетскиот биланс на животните и рибите е негативен само ако ги размножувате.
Покрај тоа: Ако не инвестираме толку многу жито во одгледување животни, многу земјиште ќе биде бесплатно за енергетски култури. Би биле поздрави преку почиста животна средина и храна попријателска за луѓето.
Крег Морис преведува за Petite Planète. (Крег Морис)