Bilanțul energetic al biomasei Telepolis
Adevăratul potențial al singurului substitut adecvat pentru petrol - Partea a II-a
Biomasă, da! „Pentru că este regenerator și inepuizabil” - cel puțin asta este declarația de pe un site al lobby-ului german cu biomasă. Trebuie menționat, totuși, că biomasa poate fi regenerativă, dar este doar parțial inepuizabilă. Dacă de ex. află care plantă are cel mai bun echilibru energetic și apoi o cultivă la nivel mondial, această monocultură ar fi o catastrofă atât pentru sol, cât și pentru floră și faună. Biomasa trebuie bugetată corespunzător. Cum faci asta?
În cazul biomasei, echilibrul energetic este energia pe care o scoți din ea minus energia pe care o pui în ea: motorina pentru tractoare și transport, îngrășăminte, eventual energia pentru conversie într-un gaz sau un lichid etc. Dar, înainte de a ne ocupa de el, mai întâi un cuvânt despre aplicabilitatea termenului în general.
Biomasa este adesea criticată pentru că are un echilibru energetic atât de prost. Comparativ cu alte energii regenerabile, acest lucru este cu siguranță corect:
O turbină eoliană produce de multe ori energia necesară pentru producția, construcția și eliminarea acesteia. Chiar și fotovoltaica generează cu ușurință mai mult de 5 ori mai multă energie decât are nevoie. Pe de altă parte, în cazul etanolului, acesta devine rar; În cazul etanolului din porumb, se spune adesea că echilibrul energetic este chiar negativ în unele cazuri. Sursă: estimări proprii bazate pe diverse studii.
Se susține adesea că o centrală pe bază de cărbune sau o centrală nucleară ar merge chiar mai bine: în timp ce o centrală eoliană într-o locație favorabilă se plătește singură în termeni de energie în mai puțin de un an și PV se plătește singură în câțiva ani, o centrală cu cărbune sau nucleară generează investiția Energie în mai puțin de o lună. Acest lucru este adevărat, atâta timp cât ignorăm faptul că o centrală cu cărbune sau nuclear devoră cantități uriașe de resurse neregenerabile. Resursa din ce în ce mai redusă nu este inclusă nicăieri în calcul.
Să luăm exemplul unei centrale electrice pe cărbune cu o eficiență tipică de aproximativ 35%, adică aproximativ două treimi din energia conținută în cărbune scapă nefolosită ca căldură reziduală. Așadar, puneți întotdeauna de 3 ori mai multă energie într-o centrală electrică convențională pe cărbune decât are sens până la urmă. Dacă țineți cont de acest fapt în așa-numitul bilanț energetic, există un „-3”. Apoi devine clar cel târziu că punem mai multă energie în astfel de centrale decât acestea generează atunci când cărbunele este rar.
A sosit timpul pentru petrol. Potrivit unui raport din noiembrie 2003, obțineți de 17 ori mai multă energie astăzi prin extragerea petrolului decât investiți. Cu 100 de ani în urmă însă, EROI (rentabilitatea investiției în energie) era de 100. Tendința scade brusc.
Este diferit cu energiile regenerabile: Aici energia utilizată este în mare parte energie solară, adică inepuizabil de standardele umane. Nu vom rămâne fără soare dacă vom construi mai multe sisteme fotovoltaice. Și vântul suflă nu mai puțin puternic peste Germania de când au fost instalate aici 14.000 de turbine.
Cu cât trecem mai mult la materiile prime regenerabile (NawaRo), cu atât „echilibrul macro” nostru devine mai bun: am avea în continuare produse, chiar dacă risipim mai puține materii prime. Termenul NawaRo se referă la biomasă în ansamblu, nu doar în scopuri energetice. Tu de ex. Stâlpi de electricitate din lemn în loc de beton sau oțel, dacă reduceți enorm emisiile de CO2:
Biomasa leagă CO2 și alte elemente din atmosferă. Acestea sunt întotdeauna eliberate din nou în timpul putrezirii sau arderii, dar numai aceeași cantitate ca a fost legată. Prin urmare, biomasa este neutră în CO2. Trebuie avut în vedere acest lucru atunci când vorbim despre „emisiile” biomasei. În comparație: atunci când ardem combustibili fosili, eliberăm de 150.000 de ori mai mult CO2 decât este legat în mod natural în acest mod, deoarece cantitatea de cărbune, gaz și petrol pe care o consumăm anual s-a estimat că s-a acumulat peste 150.000 de ani.
Prin urmare, o comparație între bilanțul energetic al energiilor regenerabile și energiile neregenerabile este complet înșelătoare. Dacă într-o zi vom rămâne fără resurse, nu vom mai putea opera deloc aceste centrale electrice convenționale. Dar cu cât este mai mare parcul central al energiei regenerabile, cu atât este mai mare baza pentru creșterea viitoare fără energie fosilă. În acest fel, „muntele de gunoi” este redus în sensul cel mai larg: se conservă resurse valoroase precum țițeiul, în timp ce se generează mai puține deșeuri (CO2 etc.).
Un prim pas în această direcție se face și atunci când bio-substanțele sunt amestecate cu substanțe fosile. La fel cum astăzi biocombustibilii sunt deja amestecați cu combustibili fosili, centralele electrice pe cărbune pot fi parțial arse cu lemn și paie. În studiul din 2004 „Bioenergie: tineri pentru Germania”, Öko-Institut estimează că s-ar putea adăuga până la 10% biomasă fără eforturi tehnice mari. Doar benzile transportoare și elementele de infrastructură similare pentru biomasă ar trebui reinstalate.
În Anglia, primele cereri au fost deja primite de la operatorii de centrale electrice care doresc să ardă boabe de măsline și palmier, pe lângă cărbune. Resturile de măsline (așa-numita „prăjitură de măsline”), precum și alte boabe de fructe și resturi sunt deja arse în unele centrale electrice din sudul Europei. Și biomasa poate fi utilizată nu numai în centralele electrice convenționale pe cărbune, ci și în noile centrale IGCC (cărbunele ca pod către viitorul regenerabil).
Alte centrale electrice sunt acum complet setate pe biomasă, de exemplu centrala de 36 MW cu paie din Ely/Anglia. Paiul are un echilibru energetic aproape neutru. Merită chiar să arzi paie sau nu ar fi mai bine să importi resturi de fructe din sudul Europei? Sau chiar mai bine: pierderile din transport nu ar putea fi evitate prin arderea imediat a resturilor de fructe în sudul Europei?
Care plantă are cel mai bun echilibru energetic?
Este adevărat: nu merită să crești „paie” (cereale) ca cultură energetică. Dar nu faceți asta deloc - nu trebuie, deoarece paiul este disponibil în cantități mari ca produs rezidual din agricultură. Cu alte cuvinte: puteți ara sub paie în exces - în multe regiuni există mai mult paie decât aveți nevoie pentru a hrăni animalele - pe câmp sau ardeți-o pentru a genera energie. Acesta din urmă are mai mult sens economic; primul returnează substanțe valoroase în sol, astfel încât să nu fie levigate. Dar dacă arzi biomasa, poți folosi cenușa ca îngrășământ.
Deci, puteți vedea că simplul calcul al bilanțului energetic al unei plante nu spune totul. În plus, cifrele disponibile privind bilanțul energetic nu sunt neapărat fiabile, deoarece rutele de transport, de exemplu, nu pot fi calculate. Nu este de mirare că estimările fiabile sunt dificil de găsit, deoarece nu puteți determina toți parametrii.
Cu toate acestea, merită să comparați bilanțurile energetice estimate ale diferitelor culturi energetice, deoarece, pe lângă densitatea energetică, acestea sunt un parametru cheie pentru decizia dacă ar fi utilă cultivarea unui anumit tip de biomasă și transportul acesteia pe o anumită distanță. Sub titlul FairBioTrade, AIE a instituit sarcina 40 pentru a investiga exact când merită comercializarea tipurilor de biomasă și modul în care poate fi susținută.
După cum s-a văzut mai sus, etanolul din lemn are un echilibru energetic mai bun decât etanolul din porumb. De ce crești chiar porumb ca cultură energetică? Întrebarea poate fi extinsă, deoarece cele mai mari producții aduc tipuri de lemn foarte specifice, cu creștere rapidă, cum ar fi plopul și salcia. Cu toate acestea, palmele și ierburile de stuf (Miscanthus) sunt chiar mai bune. Jurnalistul și autorul de televiziune Franz Alt, acum pensionar, este cunoscut ca un susținător al tezei conform căreia stuful chinez ar putea acoperi întreaga noastră sursă de energie. El pune randamentul la 30 de tone de substanță uscată pe hectar/an, ceea ce corespunde la 14.000 de litri de combustibil pe hectar/an. Evaluarea experților în domeniul energiei, Dieter Seifried și Walter Witzel, care au pus randamentul posibil la maximum puțin sub 12.000 de litri, cu valori medii sub 10.000, este și mai conservatoare. Dar cel puțin: ar fi de două ori mai mult decât cu Wieden și Pappeln.
Atunci de ce să nu crești plantații de stuf chinezesc în loc de păduri cu creștere rapidă? Potrivit unui studiu din SUA, etanolul obținut din porumb are un bilanț energetic de 121%, dar din stuf are un bilanț energetic de 3.430%. În Germania, oamenii se bazează mai puțin pe etanol (ca aditiv pe benzină) și mai mult pe ulei de rapiță (motorină). Dar de ce crești rapița când randamentul stufului este mult mai bun în teorie?
Ei bine, pe de o parte, există critici despre miscanthus. Dezavantajele practice ale miscanthus-ului au devenit evidente în ultimele decenii. precum Dr. Hermann Hansen, consultant bioenergetic la agenția specializată pentru materii prime regenerabile, a explicat la cerere de la Telepolis. În primul rând, spre deosebire de rapița oleaginoasă, Miscanthus este o plantă perenă, adică Este nevoie de câțiva ani până când puteți să recoltați și numai ani mai târziu obțineți cele mai mari randamente. (Dr. Hansen, totuși, a vorbit despre un randament maxim de aproximativ 20 de tone pe an, cu 33% mai puțin decât Franz Alt.) Pe de altă parte, cu rapița obțineți cel mai mare randament în fiecare an - cu fluctuații naturale.
În acest sens, o plantație de miscanthus este ca o plantație de plop, care necesită putere de planificare și menținere. Spre deosebire de păduri și câmpurile de rapiță, recolta este însă o problemă cu Miscanthus, deoarece planta este recoltată primăvara când solul este destul de umed. Dacă mașinile se scufundă prea adânc în pământ, ele zdrobesc rădăcinile. Această compactare a solului este în general o problemă potențială în agricultură, inclusiv rapița, spune dr. Hansen, pentru că atunci când plouă în timpul recoltei toamna, utilajele lasă urme adânci pe câmpuri. Această compactare a solului în timpul recoltării este totuși mai puțin o problemă cu plantele anuale, deoarece solurile sunt oricum arate din nou oricum.
Obstacole similare pot fi găsite cu uleiurile: De exemplu, se spune că uleiul de palmier are un echilibru energetic mult mai bun decât rapița. Din păcate, în Germania este dificil să crești palmieri, iar transportul din latitudini mai sudice pune echilibrul în perspectivă. De asemenea, vă pierdeți independența energetică atunci când importați totul. În Germania, rapița poate fi cultivată în zonele scoase din circuitul agricol, iar dacă utilizați întreaga plantă - nu doar semințele - echilibrul energetic crește în consecință.
Linia de jos a biomasei: trebuie să fie diversă, adică trebuie să crești diferite plante, astfel încât biomasa să rămână durabilă. Monoculturile trebuie evitate. Trebuie să te uiți la modul în care poți folosi biomasa neutilizată anterior - de la deșeuri organice la reziduuri de lemn neutilizate și paie - pentru a genera energie.
Progrese spectaculoase?
Trei alte evoluții recente nu ar trebui menționate, dar nu vor fi evaluate în continuare aici, deoarece sunt la fel de speculative pe cât de spectaculoase.
Prima dezvoltare se referă la algele din iazurile sărate care sunt create în deșert. Conform estimărilor NREL, aceste alge ar produce atât de mult biodiesel într-o zonă deșertică de ordinul mărimii de 38.000 km 2 - mai puțin de o zecime din suprafața totală a deșertului din SUA - încât SUA nu ar mai avea nevoie de petrol ca combustibil (astfel încât combustibilul pentru încălzire nu va avea inclus). Dacă această metodă se dovedește a fi eficientă și nu provoacă nicio poluare a mediului (de exemplu, solurile salinizante din deșert datorită evaporării), aceasta ar extinde suprafața utilizabilă pentru biomasă în zonele mari de deșert. Cercetătorii sunt încrezători că toate problemele de mediu pot fi rezolvate.
Cea de-a doua dezvoltare a fost raportată mult în presa SUA sub uleiul de inscripție teribil din toate (mai bine curcanul din rezervor decât porumbelul de pe acoperiș). A fost posibilă extragerea gazelor din biomasă și deșeuri biologice de mult timp, dar scopul aici este de a accelera procesul natural de producție a petrolului - deșeurile pot fi transformate în biodiesel în doar câteva ore. După ce revista American Discover a raportat procesul în 2003, a existat un mare interes, dar construcția primului sistem mare a venit mult, iar în vara anului 2004 revista a raportat doar întârzierea din cauza defectelor de construcție.
O fabrică pilot care transformă 7 tone de resturi de păsări de curte în petrol a ridicat mari așteptări, iar purtătoarea de cuvânt a presei Julie Gelfand de la Energiile Regenerabile a declarat pentru Telepolis că noua uzină, care procesează peste 200 de tone pe zi, este acum aprobată (decembrie 2004) 80% utilizare și producție de petrol la 15 USD pe baril.
A treia dezvoltare se referă la plante întregi. Ne amintim: Cu rapița folosiți doar semințele. Cu toate acestea, întregul echilibru energetic poate fi mărit dacă tulpini, frunze etc. sunt utilizate și energetic. Compania Choren din Germania este interesantă aici. Ea a dezvoltat o tehnică care poate procesa nu numai plante întregi, ci și plante mixte, adică nu aveți nevoie de monoculturi (cum ar fi rapița), puteți tunde pur și simplu pajiștea.
Chiuvetă de energie sau sursă de energie? Echilibrul macro
Dacă reușim să dezvoltăm biomasa în mod durabil, va trebui probabil să ne schimbăm întregul stil de viață. Pentru a clarifica acest lucru, trebuie să ne uităm la obiceiurile noastre alimentare.
Autorii cărții „Limitele creșterii” estimează că astăzi se pune mai multă energie în piscicultură decât peștele în cele din urmă iese din ea. Situația este similară cu agricultura: pompăm atât de mult îngrășământ încât câmpurile noastre generează mai puțină energie decât investim. Un studiu elvețian a constatat că aveți un randament cu 20% mai mic în agricultura ecologică, dar consumați 50% energie. Nu este vorba doar de energie în sine, ci de toate resursele care devin rare. Exemplu: insula Naurau - făcută faimoasă în 2001 de refugiații pe care Australia i-a găzduit acolo după ce nu li s-a permis să intre în țară ca imigranți - este un peisaj lunar; degradarea fosfatului de acolo face insula nelocuibilă.
Autorul american Richard Manning oferă o perspectivă diferită. El descrie modul în care americanii mănâncă tone de zahăr și proteine în The Oil We Eat. Din aceasta au diabet și obezitate. Deci, agricultura din SUA înglobează o mulțime de îngrășăminte, substanțe chimice și energie pentru a-i îmbolnăvi pe americani. În Germania, soldul este doar puțin mai bun.
Ceea ce mai spune Manning: În ceea ce privește echilibrul energetic, nu are sens doar să renunți la carne, ci și să treci la vânat. Aceste animale trăiesc pe plante care nu sunt deosebit de utile oamenilor - cum ar fi peștii din mare. Bilanțul energetic al animalelor și al peștilor este negativ numai dacă le creșteți.
În plus: Dacă nu investim atât de mult cereale în creșterea animalelor, o mulțime de terenuri vor fi gratuite pentru culturile energetice. Am fi mai sănătoși printr-un mediu mai curat și prin alimente mai prietenoase cu oamenii.
Craig Morris traduce pentru Petite Planète. (Craig Morris)