A Telepolis biomassza energiamérlege
A kőolaj egyetlen megfelelő helyettesítőjének valódi lehetőségei - II. Rész
Biomassza, igen! "Mert regeneratív és kimeríthetetlen" - legalábbis ez áll a német biomassza-lobbi honlapján. Meg kell azonban jegyezni, hogy a biomassza lehet regeneratív, de csak részben kimeríthetetlen. Ha például megtudhatja, melyik növény rendelkezik a legjobb energiamérleggel, majd ezt művelheti világszerte, akkor ez a monokultúra katasztrófát jelentene a talajnak, valamint a növény- és állatvilágnak. A biomasszát megfelelő költségvetésbe kell foglalni. Hogyan csinálod, hogy?
A biomassza esetében az energiamérleg az az energia, amelyet belőle kap, levonva azt az energiát, amelyet belead: a dízel traktorokhoz és szállításhoz, a műtrágyák, esetleg a gázzá vagy folyadékká történő átalakításhoz szükséges energia stb. Mielőtt azonban foglalkoznánk vele, először egy szó a kifejezés általános alkalmazhatóságáról.
A biomasszát gyakran kritizálják, amiért ilyen rossz az energiamérlegük. Más megújuló energiákkal összehasonlítva ez mindenképpen helyes:
A szélturbina sokszorosan megtermeli azt az energiát, amely a gyártásához, felépítéséhez és ártalmatlanításához szükséges. Még a fotovoltaikus elemek is könnyedén több mint ötször annyi energiát termelnek, amennyire szüksége van. Az etanol esetében viszont egyre ritkább; A kukoricából származó etanol esetében még gyakran állítják, hogy az energiamérleg bizonyos esetekben még negatív is. Forrás: Saját becslések különböző tanulmányok alapján.
Gyakran állítják, hogy egy széntüzelésű atomerőmű vagy egy atomerőmű még jobban járna: Míg a kedvező helyen fekvő szélerőmű kevesebb mint egy év alatt megtérül az energia szempontjából, és a PV néhány év alatt megtérül, addig a szén- vagy atomerőmű generálja a beruházást Energia kevesebb, mint egy hónap alatt. Ez igaz, mindaddig, amíg figyelmen kívül hagyják azt a tényt, hogy egy szén- vagy atomerőmű hatalmas mennyiségű, nem megújuló forrást emészt fel. Az egyre szűkösebb erőforrás sehol nem szerepel a számításban.
Vegyünk egy példát egy széntüzelésű erőműre, amelynek jellemző hatékonysága körülbelül 35%, vagyis a szénben lévő energia körülbelül kétharmada hulladékhőként felhasználatlanul távozik el. Tehát mindig 3-szor annyi energiát fordít egy hagyományos széntüzelésű erőműre, mint aminek végül értelme van. Ha ezt a tényt figyelembe vesszük az úgynevezett energiamérlegben, akkor van egy "-3". Aztán legkésőbb kiderül, hogy több energiát fektetünk az ilyen erőművekbe, mint amennyit akkor termelnek, amikor a szén fogy.
Eljött az olaj ideje. Egy 2003. novemberi jelentés szerint ma 17-szer több energiát kap az olaj kitermelésével, mint amennyit befektet. 100 évvel ezelőtt azonban az EROI (Energy Return On Investment) 100 volt. A trend meredeken csökken.
A megújuló energiákkal más a helyzet: itt a felhasznált energia nagyrészt napenergia, vagyis emberi mércével kimeríthetetlen. Nem fogy a nap, ha több PV rendszert építünk. A szél pedig nem kevésbé erősen fúj Németország felett, mióta 14 000 turbinát telepítettek ide.
Minél inkább áttérünk megújuló nyersanyagokra (NawaRo), annál jobb lesz a "makrosúlyunk": Még mindig lennének termékeink, annak ellenére, hogy kevesebb nyersanyagot pazarolunk el. A NawaRo kifejezés a biomasszára mint egészre vonatkozik, nemcsak energetikai célokra. Például, ha villanyoszlopokat készít fából, nem pedig betonból vagy acélból, akkor jelentősen csökkenti a CO2-kibocsátást:
A biomassza megköti a CO2-t és más elemeket a légkörből. Ezek mindig újra felszabadulnak rothadás vagy égés során, de csak annyit, amennyit megkötöttek. A biomassza tehát CO2-semleges. Ezt szem előtt kell tartani, amikor a biomassza "kibocsátásáról" beszélünk. Összehasonlításképpen: fosszilis tüzelőanyagok elégetésekor 150 000-szer annyi CO2-t szabadítunk fel, mint amennyi az ilyen módon megkötött, mert a becslések szerint az évente elfogyasztott szén-, gáz- és olajmennyiség 150 000 év alatt felhalmozódott.
A megújuló energiák és a nem megújuló energiák közötti energiamérleg összehasonlítása tehát teljesen félrevezető. Ha egyszer elfogynak az erőforrásaink, akkor egyáltalán nem leszünk képesek működtetni ezeket a hagyományos erőműveket. De minél nagyobb az erőműpark, amelyet megújuló energiákkal működtetnek, annál nagyobb az alapja a további növekedésnek a fosszilis energia nélkül. Ily módon a "szeméthegy" a legtágabb értelemben csökken: az értékes erőforrások, például a kőolaj megőrződnek, miközben kevesebb hulladék keletkezik (CO2 stb.).
Az első lépést ebben az irányban akkor is megtesszük, ha a bioanyagokat fosszilis anyagokkal keverjük össze. Ahogy manapság a bioüzemanyagokat már keverik a fosszilis tüzelőanyagokhoz, a széntüzelésű erőműveket részben fával és szalmával is ki lehet égetni. Az Öko-Institut 2004-es "Bioenergia: Fiatalok Németországért" tanulmányában becslések szerint akár 10% biomassza is hozzáadható nagy technikai erőfeszítések nélkül. Csak a szállítószalagokat és a biomassza hasonló infrastrukturális elemeit kellene újratelepíteni.
Angliában már érkeztek az első kérelmek az erőmű üzemeltetőitől, akik a szén mellett olíva- és pálmamagot is szeretnének elégetni. Az olajbogyó-maradványokat (az úgynevezett "olíva torta"), valamint más gyümölcsmagokat és maradványokat már elégetnek egyes dél-európai erőművekben. A biomassza nemcsak a hagyományos széntüzelésű erőművekben használható, hanem az új IGCC-üzemekben is (a szén a megújuló jövő hídjaként).
Más erőművek teljesen biomasszára vannak állítva, például a szalmával égetett 36 MW teljesítményű erőmű Elyben/Angliában. A szalmának szinte semleges az energiamérlege. Érdemes még szalmát égetni, vagy nem lenne jobb gyümölcshulladékot importálni Dél-Európából? Vagy még jobb: Nem lehetne-e elkerülni a szállítási veszteségeket úgy, hogy a gyümölcs maradványait azonnal megégetjük Dél-Európában?
Melyik növény rendelkezik a legjobb energiamérleggel?
Igaz: nem érdemes "szalmát" (gabonát) termeszteni energianövényként. De ezt egyáltalán nem teszi meg - nem is kell, mert a szalma nagy mennyiségben kapható a mezőgazdaságból származó hulladékként. Más szavakkal: vagy felszánthatja a felesleges szalma alatt - sok régióban több a szalma, mint amennyire állatokat kell etetnie - a szántóföldön, vagy égethet az energia termeléséhez. Ez utóbbi gazdasági értelemben van, az előbbi értékes anyagokat juttat a talajba, hogy ne kerüljön ki. De ha elégeti a biomasszát, akkor is felhasználhatja a hamut műtrágyaként.
Tehát láthatja, hogy a növény energiaháztartásának puszta kiszámítása nem mond mindent. Ezenkívül az energiamérlegről rendelkezésre álló adatok nem feltétlenül megbízhatóak, mert például a szállítási útvonalakat nem lehet kiszámítani. Nem csoda, hogy megbízható becsléseket nehéz megtalálni, mert nem tudja meghatározni az összes paramétert.
Ennek ellenére érdemes összehasonlítani a különböző energianövények becsült energiamérlegét, mert az energiasűrűség mellett ezek kulcsfontosságú paraméterek annak eldöntéséhez, hogy hasznos lenne-e egy bizonyos típusú biomassza termesztése és bizonyos távolságon történő szállítása. FairBioTrade címmel az IEA felállította a 40. feladatot, hogy pontosan megvizsgálja, mikor érdemes kereskedni, hogy milyen típusú biomasszával kereskedjen, és hogyan támogatható.
Amint azt fentebb láttuk, a fából készült etanol energia-egyensúlya jobb, mint a kukoricából készült etanolé. Miért termesztesz egyáltalán kukoricát energianövényként? A kérdés kibővíthető, mert a legmagasabb hozamok nagyon specifikus, gyorsan növekvő fafajokat hoznak, mint például a nyár és a fűz. A tenyér és a nádfű (Miscanthus) azonban még jobb. A ma már nyugdíjas televíziós újságírót és szerzőt, Franz Alt-t ismertetik annak a tézisnek a szószólójaként, hogy a kínai nád teljes energiaellátásunkat lefedheti. A termés hektáronként 30 tonna szárazanyagra vonatkozik, ami évente 14 000 liter fűtőolajnak felel meg. Dieter Seifried és Walter Witzel energetikai szakértők értékelése, akik a lehetséges hozamot alig valamivel 12 000 liter alatt teszik ki, az átlagértékek 10 000 alatt vannak, még konzervatívabb. De legalább: kétszer annyi lenne, mint Wiedennél és Pappelnnél.
Akkor miért ne termesztené a kínai nádültetvényeket a gyorsan növő erdők helyett? Egy amerikai tanulmány szerint a kukoricából előállított etanol energiatartalma 121%, a nádból viszont 3 430%. Németországban az emberek kevésbé támaszkodnak az etanolra (mint benzin adalékanyagra), és inkább a repceolajra (dízel). De miért termesztesz repcét, amikor elméletileg sokkal jobb a nádtermés?
Nos, egyrészt vannak kritikusai a miscantusoknak. A miscanthus gyakorlati hátrányai az elmúlt évtizedekben nyilvánvalóvá váltak. mint Dr. Hermann Hansen, a megújuló nyersanyagok speciális ügynökségének bioenergetikai tanácsadója a Telepolis kérésére ismertette. Először is, a repcével ellentétben a Miscanthus évelő növény, vagyis néhány évbe telik, mire a betakarítás megtörténhet, és csak évekkel később éri el a legnagyobb hozamot. (Dr. Hansen azonban évente körülbelül 20 tonna maximális hozamról beszélt, ami 33% -kal kevesebb, mint a Franz Altnál.) A repcemaggal azonban évente a legnagyobb hozamot érhetjük el - természetes ingadozásokkal.
Ebben a tekintetben a miscanthus ültetvény olyan, mint a nyár ültetvény, amely megtervezést és tartózkodási erőt igényel. Az erdőkkel és a repcetáblákkal ellentétben azonban a betakarítás gondot okoz a Miscanthusban, mivel a növényt tavasszal szüretelik, amikor a talaj meglehetősen nedves. Ha a gépek túl mélyen a földbe süllyednek, összezúzzák a gyökereket. Ez a talajtömörítés általában potenciális problémát jelent a mezőgazdaságban, ideértve a repcét is - mondja dr. Hansen, mert amikor ősszel az aratás során esik, a gépek mély nyomokat hagynak a mezőkön. A betakarítás során ez a talajtömörítés azonban kevésbé jelent problémát az egynyári növényeknél, mivel a talajt ezután általában újra felszántják.
Hasonló akadályok találhatók az olajoknál is: Például állítólag a pálmaolaj sokkal jobb energiamérleggel rendelkezik, mint a repce. Sajnos Németországban nehéz pálmafákat termeszteni, és a déli szélességi körökről érkező szállítás perspektívába helyezi az egyensúlyt. Akkor is feladja energiafüggetlenségét, amikor mindent importál. Németországban a repcét pihentetett területeken lehet termeszteni, és ha az egész növényt - nem csak a magokat - használja, az energiaegyensúly ennek megfelelően növekszik.
A biomassza lényege: Sokfélének kell lennie, vagyis különböző növényeket kell termesztenie, hogy a biomassza fenntartható maradjon. A monokultúrákat kerülni kell. Meg kell vizsgálni, hogyan lehet felhasználni a korábban fel nem használt biomasszát - a szerves hulladéktól kezdve a fel nem használt faanyagokig és a szalmáig - energiatermelésre.
Látványos áttörések?
Három újabb fejleményt nem szabad megemlíteni, de ezeket itt nem értékeljük tovább, mert ugyanolyan spekulatívak, mint látványosak.
Az első fejlemény a sivatagokban keletkező algákra vonatkozik. Az NREL becslései szerint ezek az algák annyi biodízelt termelnének egy 38 000 km 2 nagyságrendű sivatagi területen - az USA teljes sivatagi területének kevesebb mint tizedénél -, hogy az USA-nak már nincs szüksége nyersolajra üzemanyagként (így a fűtőolaj nem beleértve). Ha ez a módszer hatékonynak bizonyul, és nem okoz semmilyen környezeti szennyezést (pl. A sivatagos talajok sótalanítása a párolgás miatt), akkor ez kiterjeszti a biomasszához használható területet a nagy sivatagi területeken. A kutatók bíznak abban, hogy minden környezeti probléma megoldható.
Sokat számoltak be az amerikai sajtó második fejleményéről az Olaj mindentől címkével (Jobb a pulyka a tartályban, mint a galamb a tetőn). A biomasszából és a biohulladékból régóta lehet kinyerni a gázt, de itt az a cél, hogy felgyorsítsuk az olajtermelés természetes folyamatát - a hulladékot néhány órán belül biodízellé lehet alakítani. Miután az American Discover Magazine 2003-ban beszámolt a folyamatról, nagy volt az érdeklődés, de az első nagy rendszer építése sokáig várt magára, és 2004 nyarán a magazin csak az építkezési hibák miatti késedelemről számolt be.
Egy kísérleti üzem, amely 7 tonna baromfihulladékot olajzá alakít, nagy várakozásokat vetett fel, és Julie Gelfand, a megújuló energiaforrások sajtószóvivője azt mondta a Telepolisnak, hogy az új, napi 200 tonnánál többet feldolgozó üzemet (2004. december) jóváhagyják. 80% -os kihasználtság és olajtermelés hordónként 15 dollárért.
A harmadik fejlemény egész növényekre vonatkozik. Emlékezünk: A repcével csak a magokat használja. Azonban a teljes energiamérleg növelhető, ha a szárakat, leveleket stb. Is energikusan használják. A németországi Choren cég érdekes itt. Olyan technológiát dolgozott ki, amely nemcsak teljes növényeket, hanem vegyes növényeket is képes feldolgozni, vagyis nincs szüksége monokultúrákra (mint a repcéhez), egyszerűen kaszálhatja a rétet.
Energiaelnyelő vagy energiaforrás? A makrosúly
Ha sikerül fenntartható módon fejleszteni a biomasszát, akkor valószínűleg egész életmódunkat meg kell változtatnunk. Ennek egyértelművé tétele érdekében meg kell vizsgálnunk étkezési szokásainkat.
A "A növekedés határai" szerzői úgy becsülik, hogy ma több energiát fordítanak a haltenyésztésre, mint amennyit a halak végül kihoznak belőle. Hasonló a helyzet a mezőgazdasággal: annyi műtrágyát pumpálunk bele, hogy a mezőink kevesebb energiát termelnek, mint amennyit befektetünk. Egy svájci tanulmány megállapította, hogy az ökológiai gazdálkodásban körülbelül 20% -kal kevesebb termésmennyiség van, de 50% -ot használ fel. Nem csak magáról az energiáról van szó, hanem minden erőforrásról, amely egyre ritkábbá válik. Példa: Naurau szigete - amelyet az ausztráliai menekültek tettek híressé 2001-ben, miután Ausztráliát bevándorlóként nem engedték be az országba - holdfénykép; a foszfát kimerülése ott lakhatatlanná teszi a szigetet.
Richard Manning amerikai szerző más perspektívát kínál. Leírja, hogy az amerikaiak rengeteg cukrot és fehérjét esznek a The Oil We Eat című cikkben. Ettől cukorbetegségük és elhízásuk van. Tehát az Egyesült Államok mezőgazdasága sok műtrágyát, vegyszert és energiát szed fel az amerikaiak megbetegedésére. Németországban az egyensúly csak valamivel jobb.
Amit Manning is mond: Az energiaegyensúly szempontjából nemcsak a húsról van értelme lemondani, hanem a vadra is át kell váltani. Ezek az állatok olyan növényeken élnek, amelyek nem különösebben hasznosak az ember számára - mint például a tengeren lévő halak. Az állatok és a halak energiamérlege csak akkor negatív, ha tenyészted őket.
Ezenkívül, ha nem fektetünk be annyi gabonát az állattenyésztésbe, sok föld szabad lesz az energianövények számára. A tisztább környezet és az emberbarát ételek révén egészségesebbek lennénk.
Craig Morris a Petite Planète fordítását jelenti. (Craig Morris)