Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для использования в других целях, см Биоэнергетика (значения) .
Простое использование биомассы в качестве топлива (сжигание древесных бревен на тепло).

Биоэнергетика - это энергия, получаемая из биомассы или биотоплива. Биомасса - это любой органический материал, который поглощает солнечный свет и хранит его в форме химической энергии . Примерами являются древесина, энергетические культуры и отходы лесов, дворов или ферм. Поскольку биомасса технически может использоваться непосредственно в качестве топлива (например, дрова), некоторые люди используют термины «биомасса» и «биотопливо» как синонимы. Чаще всего слово биомасса просто обозначает биологическое сырье, из которого изготовлено топливо, или некоторую форму термически / химически измененного твердого конечного продукта, такого как торрефицированные гранулы или брикеты . Слово биотопливо обычно используется для обозначенияжидкое или газообразное топливо, используемое для транспорта. Управление энергетической информации США (EIA) следует этой практике присвоения имен. [1]

МГЭИК (Межправительственная группа экспертов по изменению климата) определяет биоэнергетику как возобновляемый вид энергии. [2] МЭА (Международное энергетическое агентство) определяет биоэнергетика как наиболее важный источник возобновляемой энергии сегодня. [a] МЭА также утверждает, что текущие темпы внедрения биоэнергетики намного ниже уровней, требуемых в сценариях с низким уровнем выбросов углерода, и что срочно необходимо ускоренное развертывание. [b] Они рекомендуют пятикратное увеличение поставок устойчивого сырья для биоэнергетики. [c]Утверждение о том, что использование лесной биомассы для получения энергии является углеродно-нейтральным, оспаривается исследовательскими группами, которые сосредоточены на краткосрочных климатических преимуществах. Тем не менее, это остается основной точкой зрения, поддерживаемой, например, МГЭИК, ФАО (Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций) и МЭА.

Биомасса [ править ]

Основная статья: Биомасса

Древесина и древесные отходы сегодня являются крупнейшим источником энергии из биомассы. Древесину можно использовать в качестве топлива напрямую или перерабатывать в пеллеты или другие виды топлива. В качестве топлива можно использовать и другие растения, например кукурузу , просо , мискантус и бамбук . [3] Основными отходами сырья являются древесные отходы, сельскохозяйственные отходы , твердые бытовые отходы и отходы производства . Повышение качества необработанной биомассы до топлива более высокого качества может быть достигнуто различными методами, которые широко классифицируются как термические, химические или биохимические:

В процессах термической конверсии в качестве основного механизма превращения биомассы в более качественное и практичное топливо используется тепло. Основными альтернативами являются торрефикация , пиролиз и газификация , они разделены, главным образом, по степени протекания соответствующих химических реакций (в основном контролируемых доступностью кислорода и температурой конверсии). [4]

Многие химические преобразования основаны на известных процессах на основе угля, таких как синтез Фишера-Тропша . [5] Подобно углю, биомасса может быть преобразована в различные химические продукты. [6]

Биохимические процессы разработаны в природе для разрушения молекул, из которых состоит биомасса, и многие из них можно использовать. В большинстве случаев для преобразования используются микроорганизмы. Эти процессы называются анаэробным сбраживанием , ферментацией и компостированием . [7]

Биотопливо [ править ]

Основная статья: Биотопливо

В зависимости от источника биомассы биотопливо подразделяется на две основные категории: [8]

Биотопливо первого поколения производится из пищевых источников, выращиваемых на пахотных землях, таких как сахарный тростник и кукуруза . Сахара, присутствующие в этой биомассе, ферментируются для производства биоэтанола , спиртового топлива, которое служит добавкой к бензину, или в топливном элементе для производства электроэнергии. Биоэтанол производится путем ферментации , в основном из углеводов, производимых в сахарных или крахмальных культурах, таких как кукуруза , сахарный тростник или сладкое сорго . Биоэтанол широко используется в США и в других странах.Бразилия . Биодизельное топливо производится из масел, например, из семян рапса или сахарной свеклы, и является наиболее распространенным биотопливом в Европе.

В биотопливе второго поколения используются непродовольственные источники биомассы, такие как многолетние энергетические культуры и сельскохозяйственные остатки / отходы. Сырье, используемое для производства топлива, либо растет на пахотных землях, но является побочным продуктом основной культуры, либо выращивается на маргинальных землях. Отходы промышленности, сельского хозяйства, лесного хозяйства и домашних хозяйств также могут использоваться для производства биотоплива второго поколения, например, с использованием анаэробного сбраживания для производства биогаза , газификации для получения синтез-газа или путем прямого сжигания. Целлюлозная биомасса , полученная из непродовольственных источников, таких как деревья и травы, разрабатывается как сырье. для производства этанола, а биодизель можно производить из оставшихся пищевых продуктов, таких как растительные масла и животные жиры.

Производство электроэнергии по сравнению с другими возобновляемыми источниками [ править ]

Основная статья: Биомасса § Power_production_compared_to_other_renewables

Чтобы рассчитать требования к землепользованию для различных видов производства энергии, важно знать соответствующие удельные мощности мощности для конкретных территорий. По оценке Вацлава Смила, средние удельные удельные мощности мощности для производства биотоплива, ветра, гидро- и солнечной энергии составляют 0,30 Вт / м 2 , 1 Вт / м 2 , 3 Вт / м 2 и 5 Вт / м 2 , соответственно (мощность в в виде тепла для биотоплива и электричества для ветра, гидро- и солнечной энергии). [9] Среднее потребление энергии людьми на свободных ото льда землях составляет 0,125 Вт / м 2 (вместе тепло и электричество) [10], хотя в городских и промышленных районах оно возрастает до 20 Вт / м 2 . [11] Причиной низкой удельной удельной мощности удельной мощности для биотоплива является сочетание низких выходов и лишь частичного использования установки при производстве жидкого топлива (например, этанол обычно получают из сахарного тростника или кукурузного крахмала, в то время как биодизельное топливо часто получают из сахарного тростника или кукурузного крахмала. изготовлен из рапсового и соевого масла).

Смил оценивает следующие плотности биотоплива:

Пшеничные поля в США.

Этиловый спирт

  • Озимая пшеница (США) 0,08 Вт / м 2 [12]
  • Кукуруза 0,26 Вт / м 2 (урожайность 10 т / га) [13]
  • Пшеница (Германия) 0,30 Вт / м 2 [12]
  • Мискантус x гигантский 0,40 Вт / м 2 (урожайность 15 т / га) [14]
  • Сахарный тростник 0,50 Вт / м 2 (урожай 80 т / га во влажном состоянии) [15]

Реактивное топливо

  • Соя 0,06 Вт / м 2 [15]
  • Джатропа (окраинная земля) 0,20 Вт / м 2 [15]
  • Пальмовое масло 0,65 Вт / м 2 [15]

Биодизель

  • Рапс 0,12 Вт / м 2 (в среднем по ЕС) [16]
  • Рапс (с поправкой на потребляемую энергию, Нидерланды) 0,08 Вт / м 2 [17]
  • Сахарная свекла (с поправкой на энергозатраты, Испания) 0,02 Вт / м 2 [17]
Плантация эвкалипта в Индии.

Сжигание твердой биомассы более энергоэффективно, чем сжигание жидкостей, поскольку используется вся установка. Например, кукурузные плантации, производящие твердую биомассу для сжигания, производят более чем в два раза больше энергии на квадратный метр по сравнению с кукурузными плантациями, производящими этанол, когда урожайность такая же: 10 т / га генерируют 0,60 Вт / м 2 и 0,26 Вт / м 2 соответственно. [18]

Сухая биомасса печей в целом, включая древесину, мискантус [19] и волокнистую [20] траву, имеет теплотворную способность примерно 18 ГДж / т. [21] При расчете выработки электроэнергии на квадратный метр каждый т / га урожая сухой биомассы увеличивает выработку электроэнергии плантацией на 0,06 Вт / м 2 . [d] Следовательно, Смил оценивает следующее:

  • Крупные плантации сосен , акаций , тополей и ив в регионах с умеренным климатом 0,30–0,90 Вт / м 2 (урожайность 5–15 т / га) [22]
  • Крупномасштабные плантации с эвкалипта , акации , Leucaena , Pinus и Dalbergia в тропических и субтропических областях 1,20-1,50 Вт / м 2 (выход 20-25 т / га) [22]

В Бразилии средняя урожайность эвкалипта составляет 21 т / га (1,26 Вт / м 2 ), но в Африке, Индии и Юго-Восточной Азии типичные урожаи эвкалипта ниже 10 т / га (0,6 Вт / м 2 ). [23]

По оценкам ФАО (Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций), урожайность лесных плантаций составляет от 1 до 25 м 3 с гектара в год во всем мире, что эквивалентно 0,02–0,7 Вт / м 2 (0,4–12,2 т / га): [e]

  • Сосна (Россия) 0,02–0,1 Вт / м 2 (0,4–2 т / га или 1–5 м 3 ) [e]
  • Эвкалипт (Аргентина, Бразилия, Чили и Уругвай) 0,5–0,7 Вт / м 2 (7,8–12,2 т / га или 25 м 3 ) [e]
  • Тополь (Франция, Италия) 0,2–0,5 Вт / м 2 (2,7–8,4 т / га или 25 м 3 ) [e]

По оценке Смила, естественные смешанные леса умеренного пояса дают в среднем 1,5–2 тонны сухого вещества на гектар (2–2,5 м 3 , что эквивалентно 0,1 Вт / м 2 ), в диапазоне от 0,9 м3 в Греции до 6 м 3 во Франции). [24] МГЭИК предоставляет данные о среднем чистом годовом приросте биомассы для естественных лесов во всем мире. Чистый прирост варьируется от 0,1 до 9,3 тонны сухого вещества на гектар в год, при этом в большинстве естественных лесов производится от 1 до 4 тонн, а средний мировой показатель составляет 2,3 тонны. Средний чистый прирост плантационных лесов колеблется от 0,4 до 25 тонн, при этом большинство плантаций дает от 5 до 15 тонн, а средний мировой показатель составляет 9,1 тонны. [25]

Как упоминалось выше, по оценкам Смила, средний мировой показатель по выработке ветровой, гидро- и солнечной энергии составляет 1 Вт / м 2 , 3 Вт / м 2 и 5 Вт / м 2 соответственно. Чтобы соответствовать этой плотности мощности, урожайность плантаций должна достигать 17 т / га, 50 т / га и 83 т / га для ветра, воды и солнечной энергии соответственно. Это кажется достижимым для упомянутых выше тропических насаждений (урожайность 20–25 т / га) и для слоновых трав, например, мискантуса (10–40 т / га) и нейпира (15–80 т / га), но маловероятно для лесов и растений. многие другие виды культур биомассы. Чтобы соответствовать среднемировому уровню биотоплива (0,3 Вт / м 2 ), плантации должны производить 5 тонн сухой массы на гектар в год.

Урожайность необходимо регулировать, чтобы компенсировать количество влаги в биомассе (испарение влаги для достижения точки воспламенения обычно является пустой тратой энергии). Влажность соломы или тюков биомассы зависит от влажности окружающего воздуха и возможных мер по предварительной сушке, в то время как пеллеты имеют стандартизованное (определенное ISO) содержание влаги ниже 10% (древесные гранулы) [f] и ниже 15% (другие гранулы). ). [g] Аналогичным образом, потери при передаче по линиям электропередач в мире составляют примерно 8% для ветра, гидро- и солнечной энергии и должны учитываться. [час]Если биомасса должна использоваться для производства электроэнергии, а не для производства тепла, обратите внимание, что урожайность должна быть примерно утроена, чтобы конкурировать с ветром, гидро- и солнечной энергией, поскольку нынешняя эффективность преобразования тепла в электричество составляет всего 30-40%. [26] При простом сравнении удельной мощности по площади без учета стоимости, такая низкая эффективность преобразования тепла в электроэнергию эффективно выталкивает по крайней мере солнечные парки из досягаемости даже самых урожайных плантаций биомассы с точки зрения удельной мощности. [я]

Воздействие на окружающую среду [ править ]

Углеродная нейтральность для лесной биомассы [ править ]

МЭА определяет углеродный нейтралитет и углеродный отрицательный фактор следующим образом: «Углеродный нейтралитет или« чистый ноль »означает, что любой CO 2, выбрасываемый в атмосферу в результате деятельности человека, уравновешивается удалением эквивалентного количества. Чтобы стать углеродно-отрицательным, компания, сектор или страна должны удалить из атмосферы больше CO 2, чем они выбрасывают ». [27]

Больше CO 2 от сжигания древесины, чем от сжигания угля [ править ]

При сжигании в установках для сжигания с той же эффективностью преобразования сухая древесина в печи выделяет немного меньше CO 2 на единицу произведенного тепла по сравнению с сухим углем в печи. [j] Однако многие установки для сжигания биомассы относительно малы и неэффективны по сравнению с обычно гораздо более крупными угольными установками. Кроме того, сырая биомасса может иметь более высокое содержание влаги по сравнению с некоторыми распространенными типами угля. В этом случае большая часть внутренней энергии древесины должна тратиться исключительно на испарение влаги по сравнению с более сухим углем, а это означает, что количество CO 2, выделяемого на единицу произведенного тепла, будет выше.

Угольный порт в России.

Поэтому некоторые критические исследовательские группы (например, Chatham House) утверждают, что «[...] использование древесной биомассы для получения энергии приведет к более высоким уровням выбросов, чем уголь [...]». [28]

Количество выделяемого «дополнительного» CO 2 зависит от местных факторов. Исследовательские группы, положительно относящиеся к биоэнергетике, оценивают относительно низкие дополнительные выбросы. Например, IEA Bioenergy оценивает 10%. [29] Группа консультантов по биоэнергетике FutureMetrics утверждает, что древесные гранулы с содержанием влаги 6% выделяют на 22% меньше CO 2 при том же количестве произведенного тепла по сравнению с полубитуминозным углем с влажностью 15%, когда оба топлива сжигаются на объектах с та же эффективность преобразования (здесь 37%). [k] Аналогичным образом, они заявляют, что «[…] высушенная древесина с [содержанием влаги] ниже 20% имеет такое же или меньшее количество выбросов CO 2 на MMBTU [миллион британских тепловых единиц.] как большинство углей. Древесные гранулы с содержанием MC менее 10% приводят к меньшим выбросам CO 2, чем любой уголь при прочих равных условиях ». [30] (Содержание влаги в древесных гранулах обычно ниже 10%, как определено в стандарте ISO 17225-2: 2014.) [31] Однако, когда вместо этого используется сырая древесная щепа (содержание влаги 45%), эта древесная биомасса выделяет на 9% больше CO 2, чем уголь в целом, при том же количестве произведенного тепла. [30] По данным Центра исследований угольных технологий штата Индиана, антрацит угольного типа обычно содержит менее 15% влаги, в то время как битуминозный - 2–15%, полубитуминозный - 10–45% и лигнит - 30–60%. [32]

Исследовательские группы, которые отрицательно относятся к биоэнергетике, оценивают относительно высокие дополнительные выбросы. Центр наук об охране природы Маномет, например, утверждает, что для небольших предприятий с эффективностью преобразования 32% для угля и 20-25% для биомассы выбросы угля на 31% меньше, чем для древесной щепы. Предполагаемое содержание влаги в древесной щепе составляет 45%, как указано выше. Предполагаемая влажность угля не приводится. [33]

МГЭИК (Межправительственная группа экспертов по изменению климата) поставила свои оценки «дополнительного CO 2 » для биомассы примерно на 16% больше для древесины по сравнению с углем в целом, что где-то посередине по сравнению с оценками, приведенными выше. [l]

Является ли дополнительный CO 2 из биомассы проблемой? МГЭИК утверждает, что сосредоточение внимания на валовых выбросах упускает из виду, что имеет значение чистый эффект выбросов и поглощения вместе взятых: «Оценка только валовых выбросов создает искаженное представление о человеческом воздействии на углеродный цикл земельного сектора. Хотя заготовка древесины и топливной древесины, а также изменения в землепользовании (обезлесение) вносят свой вклад в валовые выбросы, для количественной оценки воздействия на атмосферу необходимо оценить чистые выбросы, то есть баланс валовых выбросов и валового удаления углерода из атмосферу через заросли леса […] ». [34]

МЭА Bioenergy приводит аналогичный аргумент: «Неверно определять влияние использования биомассы для получения энергии на изменение климата, сравнивая выбросы парниковых газов в точке сгорания». [29] Они также утверждают, что «[…] неуместное сосредоточение внимания на выбросах в точке сгорания стирает различие между ископаемым и биогенным углеродом и препятствует правильной оценке того, как вытеснение ископаемого топлива биомассой влияет на развитие концентраций парниковых газов в атмосфере. . » [35] МЭА Bioenergy пришло к выводу, что дополнительный CO 2 из биомассы «[…] не имеет значения, если биомасса получена из устойчиво управляемых лесов». [29]

Что такое устойчиво управляемые леса? МГЭИК пишет: «Устойчивое управление лесами (УУЛ) определяется как« управление и использование лесов и лесных земель таким образом и со скоростью, которая поддерживает их биоразнообразие, продуктивность, способность к восстановлению, жизнеспособность и их потенциал для выполнения, сейчас и в будущем соответствующие экологические, экономические и социальные функции на местном, национальном и глобальном уровнях, и это не наносит ущерба другим экосистемам »[…]. Это определение УЛП было разработано Конференцией министров по защите лесов в Европе и с тех пор было принято Продовольственной и сельскохозяйственной организацией [Организации Объединенных Наций (ФАО)] ». [36]Кроме того, МГЭИК пишет: «Устойчивое управление лесами может предотвратить обезлесение, поддерживать и увеличивать поглотители углерода и может способствовать достижению целей по сокращению выбросов парниковых газов. Устойчивое лесопользование приносит социально-экономические выгоды и дает волокно, древесину и биомассу для удовлетворения растущих потребностей общества ». [37]

В контексте сокращения выбросов CO 2 ключевой мерой устойчивости является размер накопленного в лесах углерода. В исследовательском документе для ФАО Рейд Майнер пишет: «Основная цель всех программ устойчивого управления в производственных лесах - достичь долгосрочного баланса между вырубкой и отрастанием. […] [T] практический эффект от поддержания баланса между вырубкой и возобновлением выращивания заключается в поддержании долгосрочного стабильного накопления углерода в управляемых лесах ». [38]

Стабильны ли запасы углерода в лесах? По данным ФАО, в мировом масштабе запас углерода в лесах снизился на 0,9%, а лесной покров на 4,2% в период с 1990 по 2020 год. [39] МГЭИК заявляет, что существуют разногласия относительно того, сокращается ли глобальный лесной массив или нет, и цитирует исследования, показывающие, что лесной покров увеличился на 7,1% в период с 1982 по 2016 год. [M] МГЭИК пишет: «В то время как запасы углерода биомассы над землей увеличились. По оценкам, в тропиках они сокращаются, но во всем мире они увеличиваются из-за увеличения запасов в лесах умеренного и бореального пояса […] ». [40]

Защита леса [ править ]

Старовозрастные еловые леса во Франции.

Исследовательские группы, которые отрицательно относятся к биоэнергетике, похоже, хотят большего, чем «просто» устойчиво управляемые леса, они хотят реализовать весь потенциал лесов для хранения углерода. Например, EASAC пишет: «Существует реальная опасность того, что нынешняя политика чрезмерно делает упор на использование лесов для производства энергии вместо увеличения лесных запасов для хранения углерода». [41] Кроме того, они утверждают, что «[…] именно более старые леса с более длительной ротацией и охраняемые старовозрастные леса демонстрируют самые высокие накопления углерода». [42] Chatham House утверждает, что старые деревья имеют очень высокое поглощение углерода, и что вырубка старых деревьев означает, что этот большой потенциал для будущего поглощения углерода утрачивается. Кроме того, они утверждают, что из-за уборки урожая происходит потеря углерода в почве.[43]

Исследования показывают, что старые деревья поглощают больше CO 2, чем молодые, из-за большей площади листьев у взрослых деревьев. [44] Тем не менее, старый лес (в целом), в конечном счете остановить поглощения CO 2 , поскольку СО 2 выбросы от мертвых деревьев сокращаются CO остающихся живых деревьев 2 абсорбцию. [n] Старые леса (или древостои) также уязвимы для природных нарушений, которые производят CO 2 . МГЭИК пишет: «Когда растительность созревает или когда растительность и почвенные резервуары углерода достигают насыщения, ежегодное удаление CO 2из атмосферы снижается до нуля, в то время как запасы углерода могут поддерживаться (высокая степень достоверности). Однако накопленный углерод в растительности и почвах находится под угрозой потери (или обратного стока) в будущем, вызванной такими нарушениями, как наводнения, засухи, пожары или нашествия вредителей, или неэффективное управление в будущем (высокая степень достоверности) ». [45] Подводя итоги, МГЭИК пишет, что «[…] ландшафты со старыми лесами накапливают больше углерода, но их поглощающая способность уменьшается, в то время как ландшафты с более молодыми лесами содержат меньше углерода, но они удаляют CO 2 из атмосферы с гораздо большей скоростью. [...]. » [46]Что касается углерода в почве, МГЭИК пишет: «Недавние исследования показывают, что влияние действий по управлению лесным хозяйством на запасы углерода в почве может быть трудным для количественной оценки, а зарегистрированные эффекты были переменными и даже противоречивыми (см. Вставку 4.3a)». Поскольку «нынешней научной базы недостаточно», МГЭИК в настоящее время не предоставляет коэффициенты выбросов углерода в почве для управления лесным хозяйством. [47]

Что касается чистого климатического эффекта преобразования естественных лесов в управляемые, МГЭИК утверждает, что он может колебаться в обоих направлениях: «УЛП [устойчивое управление лесами], применяемое в ландшафтном масштабе к существующим неуправляемым лесам, может сначала снизить средний запас углерода в лесах, а затем увеличить скорость, с которой CO 2удаляется из атмосферы, поскольку чистая экосистемная продуктивность древостоев наиболее высока в промежуточных возрастах древостоев (Курц и др., 2013; Волкова и др., 2018; Танг и др., 2014). Чистое воздействие на атмосферу зависит от масштабов сокращения накоплений углерода, судьбы собранной биомассы (т. Е. Использования в коротко- или долгоживущих продуктах и ​​для биоэнергетики и, следовательно, замещения выбросов, связанных с использованием строительных материалов с высоким содержанием парниковых газов. и ископаемое топливо), а также скорость возобновления роста. Таким образом, воздействие УУЛ на один индикатор (например, прошлое сокращение накоплений углерода в лесном ландшафте) может быть отрицательным, в то время как воздействие на другой индикатор (например, текущая продуктивность лесов и уровень выбросов CO 2).удаление из атмосферы, предотвращение выбросов ископаемого топлива) может быть положительным. Устойчиво управляемые лесные ландшафты могут иметь более низкую плотность углерода биомассы, чем неуправляемые леса, но молодые леса могут иметь более высокие темпы роста и, следовательно, вносить более значительный сток углерода, чем старые леса (Трофимов и др., 2008; Волкова и др., 2018; Poorter et al. al. 2016). » [36]

Другими словами, существует компромисс между преимуществами максимального накопления углерода в лесах, не поглощающего больше углерода, и выгодами от того, что часть этого накопления углерода «разблокирована» и вместо этого работает в качестве инструмента замены возобновляемого ископаемого топлива. . При использовании этот углерод постоянно заменяет углерод в ископаемом топливе, используемом, например, в производстве тепла и базовой нагрузки электроэнергии - секторах, где неэкономично или невозможно использовать прерывистые источники энергии, такие как ветер или солнце. Будучи возобновляемым источником углерода, разблокированная часть постоянно перемещается между лесами и лесными продуктами, такими как пиломатериалы и древесные гранулы. Для каждого цикла он заменяет все больше и больше альтернатив на основе ископаемого топлива, например, цемент и уголь.

Исследователь ФАО Рид Майнер утверждает, что «конкуренцию» между заблокированным и разблокированным углеродом в лесах побеждает разблокированный углерод: «В долгосрочном плане использование устойчиво производимой лесной биомассы в качестве замены углеродоемких продуктов и ископаемых видов топлива обеспечивает большую долговечность. сокращение выбросов CO 2 в атмосфере по сравнению с сохранением ». [48]

Лес плантации на Гавайях.

Подводя итог вышесказанному, IEA Bioenergy пишет: «Как МГЭИК указывала в нескольких отчетах, леса, управляемые для производства пиломатериалов, биоэнергии и других древесных продуктов, могут внести больший вклад в смягчение последствий изменения климата.чем леса, управляемые только для сохранения, по трем причинам. Во-первых, сила поглощения уменьшается по мере приближения к зрелости заповедных лесов. Во-вторых, изделия из древесины вытесняют материалы с высоким содержанием парниковых газов и ископаемое топливо. В-третьих, углерод в лесах подвержен утрате в результате природных явлений, таких как нашествия насекомых или лесные пожары, что недавно наблюдалось во многих частях мира, включая Австралию и Калифорнию. Управление лесами может помочь увеличить общее количество углерода, улавливаемого в пулах углерода лесов и изделий из древесины, снизить риск потери улавливаемого углерода и сократить использование ископаемого топлива ». [49]

МГЭИК также предполагает, что возможность зарабатывать на жизнь за счет лесного хозяйства стимулирует устойчивые методы ведения лесного хозяйства: «[…] УЛП [устойчивое управление лесами], направленное на обеспечение древесины, волокна, биомассы и недревесных ресурсов, может обеспечить долгосрочное существование сообществ. , снизить риск преобразования лесов в нелесные виды использования (поселения, посевы и т. д.) и поддерживать продуктивность земель, тем самым снижая риски деградации земель […] ». [46] Далее: «Обеспечивая долгосрочные средства к существованию для сообществ, устойчивое управление лесами может снизить степень преобразования лесов в нелесные виды использования (например, пахотные земли или поселения) (высокая степень достоверности)». [50]

Национальная ассоциация университетских программ лесных ресурсов соглашается: «Исследования показывают, что спрос на древесину помогает сохранить землю в лесу и стимулирует инвестиции в новые и более продуктивные леса, все из которых имеют значительные углеродные выгоды. […] Отсутствие учета влияния рынков и инвестиций на воздействие углерода может исказить характеристику воздействия углерода от энергии лесной биомассы ». [51]

Favero et al. фокусируется на потенциальном увеличении спроса в будущем и утверждает: «Повышенный спрос на биоэнергетику увеличивает запасы углерода в лесах благодаря деятельности по облесению и более интенсивному управлению по сравнению со случаем отсутствия биоэнергетики […] более высокий спрос на биомассу увеличит стоимость лесных угодий, будет стимулировать дополнительные инвестиции в управлении лесным хозяйством и облесением, что приведет к увеличению накопления углерода в лесах со временем ». [52]

Данные ФАО, возможно, подкрепляют приведенные выше аргументы, показывают, что большая часть древесных пеллет производится в регионах, где преобладают устойчиво управляемые леса. Европа (включая Россию) произвела 54% древесных пеллет в мире в 2019 году, а запасы углерода в лесах в этой области увеличились с 158,7 до 172,4 Гт в период с 1990 по 2020 год. Аналогичным образом, Северная Америка произвела 29% пеллет в мире в 2019 году, в то время как запасы углерода в лесах увеличились с 136,6 до 140 Гт за тот же период. Запасы углерода снизились с 94,3 до 80,9 Гт в Африке, с 45,8 до 41,5 Гт в Южной и Юго-Восточной Азии вместе взятых, с 33,4 до 33,1 Гт в Океании, [o] 5 до 4,1 Гт в Центральной Америке и с 161,8 до 144,8 Гт в Южной Америке. В 2019 году производство древесных гранул на этих территориях составило 13,2%. [P]Chatham House отвечает на приведенный выше аргумент так: «Уровни запасов углерода в лесах могут оставаться такими же или увеличиваться по причинам, совершенно не связанным с использованием энергии». [53]

Срок окупаемости углерода [ править ]

Исследовательские группы, отрицательно относящиеся к биоэнергетике, по-прежнему утверждают, что даже если запасы углерода в лесах в Европе и Северной Америке увеличиваются, вырубленные деревья просто растут слишком долго. EASAC, например, утверждает, что, поскольку мир находится на пути к достижению согласованной цели повышения температуры на 1,5 градуса уже через десятилетие или около того, CO 2 из сгоревшего круглого леса, который остается в атмосфере в течение многих десятилетий, прежде чем быть повторно поглощен, делает достичь этой цели труднее. Поэтому они предлагают, чтобы ЕС скорректировал свои критерии устойчивости так, чтобы только возобновляемые источники энергии со сроком окупаемости углерода менее 10 лет определялись как устойчивые, [q]например, ветер, солнце, биомасса из древесных остатков и рубок ухода за деревьями, которые в противном случае сгорели бы или разложились относительно быстро, и биомасса от коппинга с коротким оборотом (SRC). [54] Chatham House соглашается и, кроме того, утверждает, что на шкале температур могут быть переломные моменты, когда потепление ускоряется. [r] Chatham House также утверждает, что для производства пеллет в США используются различные виды круглого леса (в основном балансовая древесина). [55]

Пеллетный завод в Германии.

FutureMetrics утверждает, что лесникам не имеет смысла продавать круглый лес пиловочного качества заводам по производству окатышей, поскольку они получают гораздо больше денег за эту часть дерева на лесопилках. Лесоводы получают 80-90% своего дохода от круглого леса качества пиловочника (нижняя и более толстая прямая часть ствола дерева) и только 10-15% от балансовой древесины, определяемой как a.) Средней части зрелых деревьев (более тонкая). часть стебля, которая часто немного изгибается, плюс ветви) и б.) прореживание деревьев (вырубка небольших молодых деревьев для повышения продуктивности всего древостоя). Эта малоценная биомасса в основном продается на целлюлозно-бумажные комбинаты для производства бумаги , но в некоторых случаях также и в грануляторы для производства гранул. [56]Пеллеты обычно производятся из остатков лесопиления на участках, где есть лесопилки, и из балансовой древесины на участках, где нет лесопилок. [s]

Chatham House также утверждает, что почти все имеющиеся остатки лесопиления уже используются для производства окатышей, поэтому нет места для расширения. Для того чтобы сектор биоэнергетики значительно расширился в будущем, большая часть заготовленной балансовой древесины должна поступать на грануляторы. Однако сбор балансовой древесины исключает возможность старения деревьев и, следовательно, максимизирует их способность удерживать углерод. [57] По сравнению с балансовой древесиной, отходы лесопиления имеют более низкие чистые выбросы: «Некоторые виды сырья биомассы могут быть углеродно-нейтральными, по крайней мере, в течение нескольких лет, включая, в частности, остатки лесопиления. Это отходы от других лесохозяйственных операций, которые не предполагают дополнительных лесозаготовок, и если они иным образом будут сожжены как отходы или оставлены гнить, в любом случае произойдет выброс углерода в атмосферу ». [58]

Важной предпосылкой для аргумента «рост деревьев происходит слишком медленно» является точка зрения, что учет углерода должен начинаться, когда деревья из определенных, вырубленных лесных насаждений сжигаются, а не когда деревья в этих насаждениях начинают расти. [t] Именно в рамках этой концепции становится возможным утверждать, что событие сгорания создает углеродный долг, который необходимо погашать за счет отрастания убранных насаждений. [u]

Если вместо этого предположить, что учет углерода должен начинаться, когда деревья начинают расти, становится невозможным утверждать, что выбросы углерода составляют долг. [v] FutureMetrics, например, утверждает, что собранный углерод - это не долг, а «[…] выгода, полученная за 30 лет управления и роста […]». [59] Однако исследователи, которые отрицательно относятся к биоэнергетике, возражают, что «[…] что важно для климатической политики, так это понимание разницы в будущих уровнях атмосферных парниковых газов с переключением на энергию древесной биомассы и без него. Предыдущий рост леса не имеет отношения к политическому вопросу […] ». [60]Однако сокращение доходов лесничего может иметь неприятные последствия, см. Выше аргумент МГЭИК о том, что леса, обеспечивающие долгосрочное жизнеобеспечение сообществ, снижают риск преобразования лесов в нелесные виды использования.

Исследователи с отрицательной биоэнергетикой также часто ограничивают учет углерода определенными лесными насаждениями, игнорируя поглощение углерода, которое имеет место в остальной части леса. [w] В отличие от практики учета единого древостоя, биоэнергетические исследователи обычно включают в учет углерода весь лес. FutureMetrics, например, утверждает, что весь лес непрерывно поглощает CO 2 и, следовательно, немедленно компенсирует относительно небольшие количества биомассы, которые сжигаются в биомассе изо дня в день. [x] Точно так же IEA Bioenergy критикует EASAC за игнорирование поглощения углерода лесами в целом, отмечая, что нет чистой потери углерода, если годовой урожай не превышает годовой прирост леса.[y]

МГЭИК придерживается аналогичных соображений: «Хотя отдельные насаждения в лесу могут быть либо источниками, либо поглотителями, баланс углерода в лесу определяется суммой чистого баланса всех насаждений». [61] МГЭИК также заявляет, что единственный универсально применимый подход к учету углерода - это тот, который учитывает как выбросы углерода, так и его абсорбцию (абсорбцию) для всего ландшафта (см. Ниже). При подсчете суммы вычитаются естественные возмущения, такие как пожары и нашествия насекомых, и остается человеческое влияние. [z]Таким образом, весь ландшафт работает как прокси для расчета выбросов парниковых газов человека: «В секторе AFOLU [Сельское, лесное и другое землепользование] управление землей используется как наилучшее приближение влияния человека и, следовательно, оценки выбросов и абсорбции на управляемых землях используются в качестве прокси для антропогенных выбросов и абсорбции на основании того, что преобладающее антропогенное воздействие происходит на управляемых землях (см. Том 4, Глава 1). Это обеспечивает последовательность, сопоставимость и прозрачность оценки. Этот подход, именуемый прокси управляемыми землями (MLP), в настоящее время признан МГЭИК как единственный универсально применимый подход к оценке антропогенных выбросов и абсорбции в секторе AFOLU (IPCC 2006, IPCC 2010) ». [62]

Краткосрочные и долгосрочные климатические выгоды [ править ]

Исследователи с обеих сторон соглашаются, что в краткосрочной перспективе выбросы могут вырасти по сравнению со сценарием без использования биоэнергетики. МГЭИК, например, заявляет, что стратегии предотвращения выбросов углерода в лесах всегда приносят краткосрочные выгоды, но утверждают, что долгосрочные выгоды от устойчивой лесохозяйственной деятельности больше:

«По сравнению с исходным уровнем, самые большие краткосрочные выгоды всегда достигаются за счет действий по смягчению последствий, направленных на предотвращение выбросов […]. Но как только выброса удалось избежать, запасы углерода в этом лесу будут просто поддерживаться или немного увеличиваться. […] В долгосрочной перспективе стратегия устойчивого лесопользования, направленная на поддержание или увеличение запасов углерода в лесах, при одновременном получении годового урожая древесины, волокна или энергии из леса, принесет наибольший устойчивый эффект смягчения последствий ». [61]

Точно так же, обращаясь к проблеме климатических последствий для современной биоэнергетики в целом, МГЭИК заявляет: «Выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла современных альтернатив биоэнергетики обычно ниже, чем у ископаемых видов топлива […]». [63] Следовательно, большинство путей снижения выбросов парниковых газов МГЭИК включают существенное внедрение биоэнергетических технологий. [64] Ограниченные пути биоэнергетики или их отсутствие приводят к усилению изменения климата или переносу нагрузки по смягчению последствий биоэнергетики на другие секторы. [aa] Кроме того, увеличивается стоимость смягчения последствий. [ab]

IEA Bioenergy также уделяет приоритетное внимание долгосрочным выгодам: «Обеспокоенность по поводу краткосрочных выбросов не является сильным аргументом в пользу прекращения инвестиций, которые способствуют чистому сокращению выбросов после 2030 года, будь то расширение производства аккумуляторов для поддержки электрификации автопарков, развитие железнодорожной инфраструктуры или развитие систем поставок биомассы и инноваций для производства продуктов на основе биологических материалов, вытесняющих ископаемое топливо, цемент и другие продукты с высоким содержанием парниковых газов. Мы утверждаем, что крайне важно сосредоточить внимание на траектории глобальных выбросов, необходимой для достижения стабилизации климата, признавая возможные компромиссы между краткосрочными и долгосрочными целями сокращения выбросов. Сильный акцент на краткосрочный углеродный баланс может привести к решениям, которые затруднят достижение долгосрочных климатических целей ». [35]МЭА заявляет, что «[…] текущая скорость развертывания биоэнергетики намного ниже уровней, требуемых в сценариях с низким уровнем выбросов углерода. Срочно необходимо ускоренное развертывание для увеличения вклада устойчивой биоэнергетики во все сектора […] ». [65]

Национальная ассоциация университетских программ лесных ресурсов соглашается и утверждает, что для получения реалистичной оценки совокупных выбросов рекомендуется срок в 100 лет: «Сравнения между выбросами лесной биомассы и выбросами ископаемого топлива во время сжигания и за короткие периоды после этого не учитывают долгосрочное накопление углерода в атмосфере и могут значительно исказить или игнорировать сравнительные воздействия углерода с течением времени. […] Наиболее распространенные временные рамки для измерения воздействия парниковых газов составляют 100 лет, о чем свидетельствует широкое использование 100-летних потенциалов глобального потепления. Этот временной интервал обеспечивает более точный учет совокупных выбросов, чем более короткие интервалы ». [66]

Углеродная нейтральность для энергетических культур [ править ]

Энергетическая культура Miscanthus x giganteus , Германия.

Как и в случае с лесами, это общий объем выбросов и поглощения в эквиваленте CO 2 вместе определяет, является ли проект по выращиванию энергетических культур углеродно-положительным, углеродно-нейтральным или углеродно-отрицательным. Если выбросы при сельском хозяйстве, переработке, транспортировке и сжигании превышают объемы, поглощаемые как над, так и под землей во время роста сельскохозяйственных культур, проект является углеродно-положительным. Аналогичным образом, если общее поглощение с течением времени превышает общие выбросы, проект является углеродно-отрицательным.

Многие проекты по производству биомассы первого поколения являются углеродно-положительными (имеют положительную стоимость жизненного цикла ПГ), особенно если выбросы, вызванные прямым или косвенным изменением землепользования , включены в расчет стоимости ПГ. Однако МГЭИК заявляет, что косвенные эффекты изменения землепользования весьма неопределенны. [ac] У некоторых проектов общие выбросы парниковых газов выше, чем у некоторых альтернатив на основе ископаемого топлива. [ad] [ae] [af] Транспортное топливо в этом отношении может быть хуже твердого топлива. [ag]

Во время роста растений, от нескольких месяцев до десятилетий, CO 2 повторно поглощается новыми растениями. [67] В то время как обычные лесные насаждения имеют период ротации углерода, охватывающий многие десятилетия, лесные насаждения с коротким оборотом (SRF) имеют время ротации 8–20 лет, а короткие ротационные леса (SRC) - 2–4 года. [68] Многолетние травы, такие как мискантус или сетчатая трава, имеют период оборота 4–12 месяцев. Помимо поглощения CO 2 и хранения его в виде углерода в своей надземной ткани, биомасса сельскохозяйственных культур также улавливает углерод под землей, в корнях и почве. [ах]Как правило, многолетние культуры улавливают больше углерода, чем однолетние, потому что рост корней может продолжаться в течение многих лет. Кроме того, многолетние культуры избегают ежегодных процедур обработки почвы (вспашка, копка), связанных с выращиванием однолетних культур. Обработка почвы помогает популяциям почвенных микробов разлагать доступный углерод с образованием CO 2 . [ai] [aj]

Органический углерод в почве был выше под посевами просо проса, чем под возделываемыми пахотными землями, особенно на глубине менее 30 см (12 дюймов). [69] Большое мета-исследование 138 отдельных исследований, проведенное Харрисом и соавторами, показало, что многолетние травы второго поколения (мискантус и просо), посаженные на пахотных землях, в среднем накапливают в почве в пять раз больше углерода, чем поросль или заросли с коротким вращением лесные насаждения с коротким оборотом (тополь и ива). [ак]

McCalmont et al. сравнил ряд отдельных европейских отчетов об улавливании углерода Miscanthus x giganteus и обнаружил, что скорость накопления колеблется от 0,42 до 3,8 тонны на гектар в год [все] при средней скорости накопления 1,84 тонны (0,74 тонны на акр в год) [ утра] или 25% от общего собираемого углерода в год. [an] При использовании в качестве топлива значительная экономия парниковых газов (ПГ) - даже без учета эффекта парниковых газов, связанного с секвестрацией углерода, топливо из мискантуса имеет стоимость парниковых газов 0,4–1,6 грамма эквивалента CO 2 на мегаджоуль по сравнению с 33 граммами для уголь, 22 для сжиженного природного газа, 16 для газа Северного моря и 4 для древесной щепы, импортируемой в Великобританию из США. [ао]

Углеродно-отрицательные (мискантус) и углеродно-положительные (тополь) пути производства.

Аналогичным образом Whitaker et al. утверждают, что культура мискантуса с урожайностью 10 тонн с гектара в год улавливает так много углерода под землей, что эта культура более чем компенсирует выбросы сельского хозяйства, переработки и транспорта. На диаграмме справа показаны два пути образования мискантуса с отрицательным СО 2 и два пути образования тополя с положительным СО 2 , представленные в граммах эквивалента СО 2 на мегаджоуль. Полосы расположены последовательно и перемещаются вверх и вниз по мере увеличения и уменьшения содержания CO 2 в атмосфере . Серые / синие столбцы представляют выбросы, связанные с сельским хозяйством, переработкой и транспортом, зеленые столбцы представляют изменение углерода в почве, а желтые ромбы представляют общие окончательные выбросы.[ap]

Взаимосвязь между урожайностью над землей (диагональные линии), органическим углеродом почвы (ось X) и потенциалом почвы для успешного / неудачного связывания углерода (ось Y). По сути, чем выше урожай, тем больше земли можно использовать в качестве инструмента снижения выбросов парниковых газов (включая относительно богатые углеродом земли).

Успешное улавливание зависит от участков посадки, так как лучшими для улавливания являются почвы с низким содержанием углерода. Разнообразие результатов, отображаемых на графике, подчеркивает этот факт. [aq] В Великобритании ожидается успешная секвестрация пахотных земель на большей части территории Англии и Уэльса, с неудачной секвестрацией в некоторых частях Шотландии из-за уже богатых углеродом почв (существующие лесные массивы) плюс более низкой урожайности. Почвы, уже богатые углеродом, включают торфяники и спелые леса.

Milner et al. далее утверждают, что наиболее успешное связывание углерода в Великобритании происходит ниже улучшенных пастбищ . [ar] Однако Harris et al. отмечает, что, поскольку содержание углерода в пастбищах значительно различается, степень успешности землепользования меняется от пастбищ к многолетним. [as] На нижнем графике отображается расчетная урожайность, необходимая для достижения отрицательного содержания CO 2 для различных уровней существующей углеродной насыщенности почвы. Чем выше урожай, тем более вероятен отрицательный выброс CO 2 .

Качество воздуха [ править ]

IPCC утверждает , что традиционное использование древесины в кухонных плитах и открытых пожарах производит загрязняющие вещества, которые могут привести к серьезным медицинским и экологическим последствиям. Однако переход к современной биоэнергетике способствует повышению уровня жизни и может снизить деградацию земель и воздействие на экосистемные услуги . [at] Согласно IPCC, есть убедительные доказательства того, что современная биоэнергетика оказывает «большое положительное влияние» на качество воздуха. [70] При сжигании на промышленных объектах большинство загрязняющих веществ, образующихся из древесной биомассы, уменьшается на 97-99% по сравнению с открытым сжиганием. [71] Исследование гигантской коричневой дымки.который периодически охватывает большие площади в Южной Азии, было определено, что две трети его произведены в основном за счет приготовления пищи в жилых помещениях и сжигания сельскохозяйственных культур, а одна треть - за счет сжигания ископаемого топлива. [72]

BECCs [ править ]

Часть серии по
Возобновляемая энергия
  • Биотопливо
  • Биомасса
  • Биогаз
  • Геотермальный
  • Гидроэнергетика
  • Солнечная энергия
  • Приливная сила
  • Мощность волны
  • Ветровая энергия
  • Темы по странам
  • Маркетинговые и политические тенденции
  • v
  • т
  • е
Этот раздел представляет собой отрывок из книги « Биоэнергетика с улавливанием и хранением углерода» [ править ]

Био-энергия с захватом и хранением углерода (BECCS) представляет собой процесс извлечения биоэнергии из биомассы и улавливания и хранения углерода , тем самым удаляя его из атмосферы . [73] Углерод в биомассе поступает из парникового газа двуокиси углерода (CO 2 ), который извлекается из атмосферы биомассой при ее росте. Энергия извлекается в полезных формах (электричество, тепло, биотопливо и т. Д.), Поскольку биомасса используется посредством сжигания, ферментации, пиролиза или других методов преобразования. Часть углерода в биомассе превращается в CO 2 или биоуголь.которые затем могут быть сохранены путем геологического связывания или внесения в землю, соответственно, обеспечивая удаление углекислого газа и превращая BECCS в технологию с отрицательными выбросами. [74]

Отчет МГЭИК Пятый Оценка по Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), указывает на потенциальный диапазон отрицательных выбросов от BECCS от 0 до 22 гига тонн в год. [75] По состоянию на 2019 год пять предприятий по всему миру активно использовали технологии BECCS и улавливали примерно 1,5 миллиона тонн CO 2 в год . [76] Широкое распространение BECCS сдерживается стоимостью и доступностью биомассы. [77] [78]

См. Также [ править ]

  • Biochar
  • Биоэнергетика в Китае
  • Биотопливо
  • Биогаз
  • Жан Пейн
  • Топливные пеллеты
  • Энергия биомассы с улавливанием и хранением углерода
  • Европейская ассоциация биомассы

Заметки [ править ]

  1. ^ «Недавние обсуждения возобновляемых источников энергии в основном сосредоточены на быстром росте использования ветровой и солнечной энергии и их впечатляющем снижении стоимости. Хотя эти разработки примечательны, они также затмевают то, что остается наиболее важным источником возобновляемой энергии сегодня - биоэнергетика». МЭА 2017a .
  2. ^ «Биоэнергетика является сегодня основным источником возобновляемой энергии. Моделирование МЭА также показывает, что современная биоэнергетика является важным компонентом будущей низкоуглеродной глобальной энергетической системы, если должны быть выполнены обязательства по глобальному изменению климата, играя особенно важную роль в содействии декарбонизации таких секторов, как авиация, судоходство и автомобильные перевозки на дальние расстояния. Однако нынешние темпы развертывания биоэнергетики намного ниже уровней, требуемых в сценариях с низким уровнем выбросов углерода. Срочно необходимо ускоренное развертывание для увеличения вклада устойчивой биоэнергетики во все сектора, особенно в транспортный сектор, в котором потребление должно утроиться к 2030 году ». МЭА 2017b .
  3. ^ «Биоэнергетика играет важную и важную роль в низкоуглеродной энергетической системе. Например, современная биоэнергетика в конечном глобальном потреблении энергии должна вырасти в четыре раза к 2060 году по сценарию МЭА 2 ° C (2DS), который стремится ограничить повышение средней глобальной температуры более чем на 2 ° C к 2100 году во избежание некоторых из наихудших последствий изменения климата. Это играет особенно важную роль в транспортном секторе, где помогает обезуглероживать дальние перевозки (авиация, морской и дальнемагистральный транспорт). автомобильные перевозки) с десятикратным увеличением конечного спроса на энергию с сегодняшних 3 ЭДж до почти 30 ЭДж. На биоэнергетику приходится почти 20% дополнительной экономии углерода, необходимой в 2DS, по сравнению с траекторией выбросов, основанной на соблюдении существующих и объявленных Но текущие темпы внедрения биоэнергетики намного ниже этих уровней 2DS.В транспортном секторе потребление биотоплива к 2030 году должно утроиться, причем две трети этого объема будет приходиться на современные виды биотоплива. Это означает увеличение нынешнего производства передового биотоплива по крайней мере в 50 раз, чтобы не отставать от требований 2DS к 2030 году. В сценариях с более амбициозными целями сокращения выбросов углерода, таких как Сценарий более двух степеней (B2DS) МЭА, биоэнергетика связана с улавливанием углерода и хранение также становится необходимым. [...] Дорожная карта также указывает на необходимость пятикратного увеличения поставок устойчивого биоэнергетического сырья, большая часть которого может быть получена за счет мобилизации потенциала отходов и остатков ».Это означает увеличение нынешнего производства передового биотоплива как минимум в 50 раз, чтобы соответствовать требованиям 2DS к 2030 году. В сценариях с более амбициозными целями сокращения выбросов углерода, таких как сценарий МЭА за пределами 2 градусов (B2DS), биоэнергетика связана с улавливанием углерода и хранение также становится необходимым. [...] Дорожная карта также указывает на необходимость пятикратного увеличения поставок устойчивого биоэнергетического сырья, большая часть которого может быть получена за счет мобилизации потенциала отходов и остатков ».Это означает увеличение нынешнего производства передового биотоплива как минимум в 50 раз, чтобы соответствовать требованиям 2DS к 2030 году. В сценариях с более амбициозными целями сокращения выбросов углерода, таких как сценарий МЭА за пределами 2 градусов (B2DS), биоэнергетика связана с улавливанием углерода и хранение также становится необходимым. [...] Дорожная карта также указывает на необходимость пятикратного увеличения поставок устойчивого биоэнергетического сырья, большая часть которого может быть получена за счет мобилизации потенциала отходов и остатков ».многое из этого может быть получено за счет мобилизации потенциала отходов и остатков ».многое из этого может быть получено за счет мобилизации потенциала отходов и остатков ».МЭА 2017a .
  4. ^ Ср. Оценка Смила составляет 0,60 Вт / м 2 для вышеуказанной урожайности 10 т / га. Расчет производится следующим образом: урожай (т / га), умноженный на содержание энергии (ГДж / т), разделенный на секунды в году (31 556 926), умноженный на количество квадратных метров на одном гектаре (10 000).
  5. ^ a b c d Оценки урожайности см. в документе ФАО «Глобальная перспектива будущих поставок древесины с лесных плантаций» , разделы 2.7.2 - 2.7.3. Сосна обыкновенная, произрастающая в Европе и Северной Азии, весит 390 кг / м 3 в сушеном виде (влажность 0%). Сухой вес видов эвкалипта, выращиваемых на плантациях в Южной Америке, составляет 487 кг / м 3 (в среднем для Lyptus , Rose Gum и Deglupta ). Средний вес видов тополей, обычно выращиваемых на плантациях в Европе, составляет 335 кг / м 3 ( средний вес тополей белого и черного .
  6. ^ «Сырьем для древесных пеллет является древесная биомасса в соответствии с таблицей 1 ISO 17225‑1. Пеллеты обычно производятся в фильере, с общим содержанием влаги обычно менее 10% от их массы на влажной основе». ISO (Международная организация по стандартизации) 2014a .
  7. ^ «Сырьем для недревесных пеллет может быть травяная биомасса, фруктовая биомасса, водная биомасса или смеси и смеси биомассы. Эти смеси и смеси могут также включать древесную биомассу. Они обычно производятся в фильере с общим содержанием влаги обычно менее 15% от их массы ». ISO (Международная организация по стандартизации) 2014b .
  8. ^ Данные о потерях при передаче из Всемирного банка, получены из МЭА. Всемирный банк 2010 .
  9. ^ Кроме того, по оценкам Смила, количество недавно установленных фотоэлектрических солнечных парков достигает 7–11 Вт / м 2 в солнечных регионах мира. Смил 2015 , стр. 191.
  10. ^ См. EPA 2020 , стр. 1. Коэффициенты выбросов основаны на более высокой теплотворной способности (HHV) различных видов топлива. Значение HHV отражает фактическую химическую энергию, запасенную в топливе, без учета влажности. Нижняя теплотворная способность топлива (LHV) - это энергия, которая остается после того, как необходимое количество энергии было потрачено на испарение влаги в топливе (чтобы топливо могло достичь точки воспламенения).
  11. ^ См. FutureMetrics 2015a , стр. 1-2. Chatham House отмечает, что современные ТЭЦ (комбинированные теплоэлектроцентрали) достигают гораздо более высокого КПД, более 80%, как для ископаемого топлива, так и для биомассы. Chatham House 2017 , стр. 16.
  12. ^ Индивидуальные уровни выбросов: древесина 112 000 кг CO2экв на ТДж, антрацит 98 300, коксующийся уголь 94 600, прочие битумные 94 600, полубитуминозные 96 100, лигнит 101 000. IPCC 2006a , стр. 2.16–2.17.
  13. ^ «Тенденции продуктивности, показанные в нескольких исследованиях дистанционного зондирования (см. Предыдущий раздел), в значительной степени согласуются с картированием лесного покрова и его изменений с использованием 34-летнего временного ряда спутниковых данных с грубым разрешением (NOAA AVHRR) (Song et al. 2018) . Это исследование, основанное на тематической классификации спутниковых данных, предполагает, что (i) глобальный лесной покров увеличился на 2,24 миллиона км² в период с 1982 по 2016 год (что соответствует + 7,1%), но с региональными различиями, которые вносят чистый убыток в тропики и чистый прирост в более высоких широтах, и (ii) доля голой земли уменьшилась на 1,16 млн км² (что соответствует –3,1%), в основном в сельскохозяйственных регионах Азии (Song et al. 2018), см. рисунок 4.5. Другие наборы данных о деревьях или земном покрове показывают противоположные глобальные чистые тенденции (Li et al. 2018b),но высокая степень согласия с точки зрения чистых убытков в тропиках и больших чистых прибылей в умеренных и бореальных зонах (Li et al. 2018b; Song et al. 2018; Hansen et al. 2013) ».IPCC 2019a , стр. 367.
  14. ^ Стефенсон и др. продолжение: «Во-вторых, наши результаты аналогичным образом совместимы с хорошо известным возрастным снижением продуктивности в масштабе одновозрастных древостоев. […] Мы подчеркиваем тот факт, что увеличение скорости роста отдельных деревьев не приводит автоматически к увеличению продуктивности древостоя, поскольку гибель деревьев может привести к снижению плотности популяции на порядки. То есть, даже если большие деревья в старых, одновозрастных насаждениях могут расти быстрее, в таких насаждениях меньше деревьев. Таким образом, динамика популяций деревьев, особенно смертность, может быть существенным фактором снижения продуктивности в масштабе древостоя. Stephenson et al. 2014 , стр. 92.
  15. ^ По данным ФАО, лесной покров в Австралии увеличивается, но запас углерода предоставляется только для Океании в целом. ФАО 2020 , стр. 136.
  16. ^ Древесная щепа, в основном используемая в бумажной промышленности, имеет аналогичные данные; В Европе (включая Россию) произведено 33%, а в Северной Америке - 22%, в то время как запасы углерода в лесах увеличились в обеих областях. В Западной, Центральной и Восточной Азии в совокупности произведено 18% углерода, а запасы углерода в лесах в этих районах увеличились с 31,3 до 43,3 Гт. Производство древесной щепы в тех регионах мира, где запасы углерода сокращаются, составило 26,9% в 2019 году. Данные о производстве древесных гранул и щепы см. В FAOSTAT 2020 . Данные о запасах углерода см. В FAO 2020 , p. 52, таблица 43.
  17. ^ «Потенциально очень длительные периоды окупаемости лесной биомассы поднимают важные вопросы, учитывая стремление РКИК ООН ограничить потепление 1,5 ° C по сравнению с доиндустриальными уровнями, чтобы« значительно снизить риски и последствия изменения климата ». При текущих тенденциях этот показатель может быть превышен примерно через десять лет. Использование лесной биомассы для возобновляемых источников энергии в ЕС, с соответствующим начальным повышением уровня углекислого газа в атмосфере, увеличивает риск превышения целевого показателя 1,5 ° C, если период окупаемости превышает этот срок. Европейская комиссия должна рассмотреть, насколько крупномасштабное использование энергии лесной биомассы совместимо с целями РКИК ООН, и следует ли устанавливать максимально допустимый период окупаемости в ее критериях устойчивости ». EASAC 2017 , стр. 34.
  18. ^ «Некоторые утверждали, что продолжительность периода окупаемости углерода не имеет значения, если все выбросы в конечном итоге поглощаются. Это игнорирует потенциальное воздействие в краткосрочной перспективе на критические точки изменения климата (концепция, в отношении которой есть некоторые свидетельства) и на способность мира достичь цели, поставленной в Парижском соглашении 2015 г., по ограничению повышения температуры до 1,5 ° C по сравнению с доиндустриальной. уровней, что требует, чтобы выбросы парниковых газов достигли пика в ближайшем будущем. Это говорит о том, что только энергия биомассы с наиболее короткими периодами окупаемости углерода должна иметь право на финансовую и нормативную поддержку ». EASAC 2017 , стр. 4.
  19. ^ «Во многих местах имеется много остатков лесопиления от производства строительных пиломатериалов, и они поставляют большую часть сырья, необходимого для производства древесных гранул. В других местах остатков лесопиления недостаточно. В этих местах окатыши, как и целлюлозные заводы, используют не пиловочные части дерева ». FutureMetrics 2017 , стр. 8.
  20. ^ «Заготовка немедленно уменьшает запас углерода в лесу на корню по сравнению с меньшей (или отсутствующей) вырубкой (Bellassen and Luyssaert, 2014; Sievänen et al., 2014), и может потребоваться от десятилетий до столетий, пока возобновление роста не восстановит запасы углерода до их прежнего уровня - особенно если заготавливают старовозрастные леса ». EASAC 2017 , стр. 21.
  21. ^ «Следуя этому аргументу, углекислый газ (и другие парниковые газы), высвобождаемый при сжигании древесной биомассы для получения энергии, наряду с соответствующими выбросами в течение жизненного цикла, создают так называемый« углеродный долг »- то есть дополнительные выбросы, вызванные сжиганием биомасса вместо ископаемого топлива, которое она заменяет, плюс поглощение выбросов, не связанных с лесозаготовками. Со временем рост вырубленных лесов удаляет этот углерод из атмосферы, уменьшая углеродный долг. Период до достижения углеродного паритета (т. Е. Точка, в которой чистые совокупные выбросы от использования биомассы эквивалентны выбросам от электростанции, работающей на ископаемом топливе, вырабатывающей такое же количество энергии), обычно называется «периодом окупаемости углерода». После этогопо мере продолжения возобновления роста биомасса может начать приносить «углеродные дивиденды» в виде более низких уровней парниковых газов в атмосфере, чем это было бы при использовании ископаемого топлива. В конце концов уровень углерода в лесу возвращается к тому уровню, на котором он был бы, если бы его оставили неубранными. (В некоторой литературе для описания этого более длительного периода используется термин «период окупаемости углерода», но он чаще используется для обозначения времени достижения паритета с ископаемым топливом; это значение используется в данной статье.) »но чаще используется для обозначения времени достижения паритета с ископаемым топливом; это значение используется в данной статье.) »но чаще используется для обозначения времени достижения паритета с ископаемым топливом; это значение используется в данной статье.) » Chatham House 2017 , стр. 27.
  22. ^ «Нет такой вещи, как углеродный долг, если запас углерода, хранящийся в лесу, [не] сокращается». FutureMetrics 2017 , стр. 7.
  23. ^ «Утверждалось, что углеродные балансы не следует оценивать на уровне древостоя, поскольку на уровне ландшафта истощение углерода в одном древостое может быть компенсировано ростом в другом насаждении. Однако для научного анализа воздействия на климатическое воздействие необходимо сравнить эффекты различных вариантов сбора биоэнергии с исходным уровнем отсутствия урожая биоэнергии (или другими вероятными контрфактическими сценариями) для той же площади леса. Такие исследования предоставляют информацию о воздействии изменений на уровне насаждений, которую затем можно интегрировать с другими факторами (экономическими, нормативными и социальными), которые могут влиять на эффекты на уровне ландшафта ». EASAC 2017 , стр. 23.
  24. ^ «Важно понимать, что наша ТЭЦ мощностью 3650 тонн в год не получает 3650 тонн за одну поставку и не выделяет 3650 тонн углерода в древесине за один куск. Фактически, лесную промышленность можно охарактеризовать как производственную систему, работающую точно в срок. Для нашей ТЭЦ 10 тонн в день устойчиво заготавливается и доставляется из леса площадью 3650 акров, сертифицированного FSC или SFI. Итак, углерод, выбрасываемый в атмосферу в тот день, - это 10 тонн древесины. Атмосфера «видит» новый углерод. Но в тот же день на нашем участке площадью 3650 акров вырастает 10 новых тонн древесины и улавливает только что высвободившийся углерод ». FutureMetrics 2011b , стр. 2.
  25. ^ «Леса обычно представляют собой серию насаждений разного возраста, заготовленных в разное время, чтобы производить постоянные поставки продукции из древесины. Если рассматривать на уровне участков, лесам с длительным севооборотом требуется много лет для восстановления после вырубки, и в заявлении EASAC указывается, что это временной промежуток между высвобождением лесного углерода и его реабсорбцией из атмосферы. Однако во всем лесном массиве или ландшафте временные колебания сглаживаются, поскольку другие насаждения продолжают расти и улавливать углерод, что делает временной разрыв, как указывает EASAC, менее актуальным. Если годовой урожай не превышает годовой прирост леса, чистого сокращения углерода в лесу не происходит ». IEA Bioenergy 2019: «Использование лесной биомассы для смягчения последствий изменения климата: ответ на заявления EASAC»МЭА Биоэнергетика 2019 , стр. 2.
  26. ^ «Компонент естественного возмущения вычитается из общей оценки […] выбросов и абсорбции, что дает оценку выбросов и абсорбции, связанных с деятельностью человека на управляемых землях». См. IPCC 2019c , стр. 2,72. «Руководящие принципы МГЭИК 2006 года призваны помочь в оценке и составлении отчетов о национальных кадастрах антропогенных выбросов и абсорбции парниковых газов. Для Сектора AFOLU антропогенные выбросы и абсорбция парниковых газов поглотителями определяются как все те, которые происходят на «управляемых землях». Управляемая земля - ​​это земля, на которой человеческое вмешательство и методы были применены для выполнения производственных, экологических или социальных функций. [...] Этот подход, т. Е. Использование управляемых земель в качестве косвенного показателя антропогенного воздействия, был принят в GPG – LULUCF, и такое использование сохраняется в настоящих руководящих принципах. Ключевым аргументом в пользу такого подхода является то, что антропогенное воздействие преобладает на управляемых землях. По определению, все прямые антропогенные воздействия на выбросы и удаление парниковых газов происходят только на управляемых землях.Хотя признано, что ни один участок поверхности Земли не является полностью свободным от антропогенного влияния (например, удобрения CO2), многие косвенные антропогенные воздействия на парниковые газы (например, повышенное осаждение N, случайный пожар) будут проявляться преимущественно на управляемых землях, где человеческая деятельность сосредоточена. Наконец, хотя локальная и краткосрочная изменчивость выбросов и абсорбции по естественным причинам может быть значительной (например, выбросы от пожаров, см. Сноску 1), естественный «фон» выбросов и абсорбции парниковых газов поглотителями имеет тенденцию в среднем превышать время и место. В результате выбросы и абсорбция парниковых газов с управляемых земель остаются доминирующим результатом деятельности человека. Руководящие указания и методы оценки выбросов и абсорбции парниковых газов для Сектора AFOLU теперь включают:• Выбросы и абсорбция CO2 в результате изменений запасов углерода в биомассе, мертвом органическом веществе и минеральных почвах для всех управляемых земель; • выбросы CO2 и иных, чем CO2, газов в результате пожаров на всех управляемых землях; • Выбросы N2O от всех обрабатываемых почв; • Выбросы CO2, связанные с известкованием и внесением мочевины в обрабатываемые почвы; • Выбросы CH4 от выращивания риса; • выбросы CO2 и N2O от возделываемых органических почв; • Выбросы CO2 и N2O от управляемых водно-болотных угодий (с основой для разработки методологии выбросов CH4 от затопляемых земель в Приложении 3); • Выбросы CH4 от домашнего скота (кишечная ферментация); • Выбросы CH4 и N2O от систем обращения с навозом; и • изменение запасов углерода, связанное с лесоматериалами ». Видеть• выбросы CO2 и иных, чем CO2, газов в результате пожаров на всех управляемых землях; • Выбросы N2O от всех обрабатываемых почв; • Выбросы CO2, связанные с известкованием и внесением мочевины в обрабатываемые почвы; • Выбросы CH4 от выращивания риса; • выбросы CO2 и N2O от возделываемых органических почв; • Выбросы CO2 и N2O от управляемых водно-болотных угодий (с основой для разработки методологии выбросов CH4 от затопляемых земель в Приложении 3); • Выбросы CH4 от домашнего скота (кишечная ферментация); • Выбросы CH4 и N2O от систем обращения с навозом; и • изменение запасов углерода, связанное с лесоматериалами ». Видеть• выбросы CO2 и иных, чем CO2, газов в результате пожаров на всех управляемых землях; • Выбросы N2O от всех обрабатываемых почв; • Выбросы CO2, связанные с известкованием и внесением мочевины в обрабатываемые почвы; • Выбросы CH4 от выращивания риса; • выбросы CO2 и N2O от возделываемых органических почв; • Выбросы CO2 и N2O от управляемых водно-болотных угодий (с основой для разработки методологии выбросов CH4 от затопляемых земель в Приложении 3); • Выбросы CH4 от домашнего скота (кишечная ферментация); • Выбросы CH4 и N2O от систем обращения с навозом; и • изменение запасов углерода, связанное с лесоматериалами ». Видеть• Выбросы CO2 и N2O от управляемых водно-болотных угодий (с основой для разработки методологии выбросов CH4 от затопляемых земель в Приложении 3); • Выбросы CH4 от домашнего скота (кишечная ферментация); • Выбросы CH4 и N2O от систем обращения с навозом; и • изменение запасов углерода, связанное с лесоматериалами ». Видеть• Выбросы CO2 и N2O от управляемых водно-болотных угодий (с основой для разработки методологии выбросов CH4 от затопляемых земель в Приложении 3); • Выбросы CH4 от домашнего скота (кишечная ферментация); • Выбросы CH4 и N2O от систем обращения с навозом; и • изменение запасов углерода, связанное с лесоматериалами ». ВидетьIPCC 2006b , стр. 1.5.
  27. ^ «Например, ограничение развертывания варианта реагирования на смягчение последствий приведет либо к усилению изменения климата, либо к дополнительному смягчению последствий в других секторах. В ряде исследований изучались ограничения биоэнергетики и BECCS. Некоторые такие исследования показывают увеличение выбросов (Reilly et al. 2012). Другие исследования соответствуют той же климатической цели, но сокращают выбросы в других местах за счет снижения спроса на энергию (Grubler et al. 2018; Van Vuuren et al. 2018), увеличения улавливания и хранения ископаемого углерода (CCS), ядерной энергии, энергоэффективности и / или возобновляемых источников энергии. энергия (Ван Вуурен и др., 2018; Роуз и др., 2014; Кальвин и др., 2014; Ван Вуурен и др., 2017b), изменение рациона (Ван Вуурен и др., 2018), сокращение выбросов иных, чем CO2, выбросов (Ван Вуурен и др. . 2018) или более низкое население (Van Vuuren et al. 2018) ». IPCC 2019e , стр. 637.
  28. ^ «Ограничения на биоэнергетику и BECCS могут привести к увеличению затрат на смягчение последствий (Kriegler et al. 2014; Edmonds et al. 2013). В исследованиях также изучались ограничения CDR, включая лесовозобновление, облесение, биоэнергетику и BECCS (Kriegler et al. 2018a, b). Эти исследования показывают, что ограничение CDR может увеличить затраты на смягчение последствий, повысить цены на продукты питания и даже предотвратить ограничение потепления до уровня менее 1,5 ° C по сравнению с доиндустриальными уровнями (Kriegler et al. 2018a, b; Muratori et al. 2016) ». IPCC 2019e , стр. 638.
  29. ^ «Биоэнергетика от специализированных культур в некоторых случаях считается ответственной за выбросы парниковых газов в результате непрямого изменения землепользования (iLUC), то есть биоэнергетическая деятельность может привести к перемещению сельскохозяйственной или лесной деятельности в другие места под влиянием рыночных эффектов. Другие варианты смягчения также могут вызывать iLUC. На глобальном уровне анализа косвенные эффекты не актуальны, поскольку все выбросы от землепользования являются прямыми. Выбросы iLUC потенциально более значительны для сырья на основе сельскохозяйственных культур, такого как кукуруза, пшеница и соя, чем для усовершенствованного биотоплива из лигноцеллюлозных материалов (Chum et al. 2011; Wicke et al. 2012; Valin et al. 2015; Ahlgren and Di Lucia 2014). ). Оценки выбросов от iLUC по своей природе неопределенны, широко обсуждаются в научном сообществе и сильно зависят от допущений моделирования,такие как эластичность спроса / предложения, оценки производительности, включение или исключение кредитов на выбросы для побочных продуктов и масштаб внедрения биотоплива (Rajagopal and Plevin 2013; Finkbeiner 2014; Kim et al. 2014; Zilberman 2017). В некоторых случаях предполагается, что эффекты iLUC приводят к сокращению выбросов. Например, рыночно-опосредованные эффекты биоэнергетики в Северной Америке показали потенциал для увеличения запасов углерода за счет преобразования пастбищ или маргинальных земель в лесные угодья (Cintas et al., 2017; Duden et al., 2017; Dale et al., 2017; Baker et al. . 2019). Значения iLUC для разных типов биотоплива варьируются в широком диапазоне от –75–55 гCO2 МДж – 1 (Альгрен и Ди Люсия, 2014; Валин и др., 2015; Плевин и др., 2015; Тахерипур, Тайнер, 2013; Бенто). и Клотц 2014).Отнесение выбросов iLUC к биоэнергетике вызывает невысокую степень уверенности ».IPCC 2019c .
  30. ^ «Экологические издержки и выгоды от биоэнергетики были предметом серьезных дискуссий, особенно в отношении биотоплива первого поколения, производимого из пищевых продуктов (например, зерна и масличных семян). Исследования показали, что сокращение выбросов парниковых газов в течение всего жизненного цикла составляет от 86% до 93%. % увеличения выбросов ПГ по сравнению с ископаемым топливом (Searchinger et al., 2008; Davis et al., 2009; Liska et al., 2009; Whitaker et al., 2010). Кроме того, высказывались опасения, что выбросы N2O от Можно было недооценить выращивание сырья для биотоплива (Crutzen et al., 2008; Smith & Searchinger, 2012), и то, что расширение выращивания сырья на сельскохозяйственных землях может вытеснить производство продуктов питания на земли с высокими запасами углерода или высокой природоохранной ценностью (например, iLUC), создавая углеродный долг, погашение которого может занять десятилетия (Fargione et al., 2008).Другие исследования показали, что прямые выбросы, связанные с азотом, из исходного сырья для сельскохозяйственных культур можно уменьшить за счет оптимизации методов управления (Davis et al., 2013) или что сроки окупаемости менее значительны, чем предполагалось (Mello et al., 2014). Тем не менее, по-прежнему существуют серьезные опасения по поводу воздействия iLUC, несмотря на политические разработки, направленные на снижение риска возникновения iLUC (Ahlgren & Di Lucia, 2014; Del Grosso et al., 2014) ».Ди Люсия, 2014; Del Grosso et al., 2014) ".Ди Люсия, 2014; Del Grosso et al., 2014) ".Whitaker et al. 2018 , стр. 151.
  31. ^ «Влияние выращивания сельскохозяйственных культур для производства биоэнергии и биотоплива вызывает особую озабоченность, при этом некоторые предполагают, что баланс парниковых газов (ПГ) пищевых культур, используемых для производства этанола и биодизеля, может быть не лучше или хуже, чем ископаемое топливо (Fargione et al., 2008; Searchinger et al., 2008. Это противоречиво, поскольку распределение выбросов парниковых газов между органами управления и использование побочных продуктов может иметь большое влияние на общий углеродный след получаемых биоэнергетических продуктов (Whitaker et al., 2010; Davis et al., 2013). Потенциальные последствия изменения землепользования (LUC) для биоэнергетики для баланса парниковых газов в результате перемещения продовольственных культур или «косвенного» изменения землепользования (iLUC) также являются важным соображением (Searchinger et al., 2008) . " Milner et al. 2016. С. 317–318.
  32. ^ «В то время как первоначальная предпосылка в отношении биоэнергетики заключалась в том, что углерод, недавно захваченный из атмосферы в растения, приведет к немедленному сокращению выбросов ПГ от использования ископаемого топлива, реальность оказалась менее очевидной. Исследования показали, что выбросы ПГ от производства энергетических культур и изменения землепользования может перевесить любые меры по снижению выбросов CO2 (Searchinger et al., 2008; Lange, 2011). Производство закиси азота (N2O) с его мощным потенциалом глобального потепления (GWP) может быть значительным фактором компенсации увеличения выбросов CO2 (Crutzen et al., 2008), а также возможное подкисление и эвтрофикация окружающей среды (Kim & Dale, 2005). Однако не все виды сырья биомассы одинаковы, и большинство исследований, имеющих критическое значение для производства биоэнергии, касается биотоплива, производимого из однолетних продовольственных культур при высокой стоимости удобрений. ,иногда с использованием земель, очищенных от природных экосистем, или в условиях прямой конкуренции с производством продовольствия (Naik et al., 2010). Выделенные многолетние энергетические культуры, выращиваемые на существующих сельскохозяйственных землях более низкого качества, предлагают устойчивую альтернативу со значительным сокращением выбросов парниковых газов и связывания углерода в почве при надлежащем управлении (Crutzen et al., 2008; Hastings et al., 2008, 2012; Cherubini et al., 2009; Dondini et al., 2009a; Don et al., 2012; Zatta et al., 2014; Richter et al., 2015) ".предлагают устойчивую альтернативу со значительной экономией выбросов парниковых газов и связывания углерода в почве при надлежащем управлении (Crutzen et al., 2008; Hastings et al., 2008, 2012; Cherubini et al., 2009; Dondini et al., 2009a) ; Don et al., 2012; Zatta et al., 2014; Richter et al., 2015) ".предлагают устойчивую альтернативу со значительной экономией выбросов парниковых газов и связывания углерода в почве при надлежащем управлении (Crutzen et al., 2008; Hastings et al., 2008, 2012; Cherubini et al., 2009; Dondini et al., 2009a) ; Don et al., 2012; Zatta et al., 2014; Richter et al., 2015) ".McCalmont et al. 2017 , стр. 490 .
  33. ^ «Значительное сокращение выбросов парниковых газов было продемонстрировано во многих исследованиях LCA по целому ряду биоэнергетических технологий и масштабов (Thornley et al., 2009, 2015). Наиболее значительные сокращения были отмечены для случаев теплоэнергетики. Тем не менее, некоторые другие исследования (особенно в отношении транспортного топлива) указали на обратное, а именно, что биоэнергетические системы могут увеличить выбросы ПГ (Smith & Searchinger, 2012) или не достичь все более строгих пороговых значений экономии ПГ. Эту изменчивость расчетной экономии обусловливает ряд факторов, но мы знайте, что там, где не удается достичь значительных сокращений или сообщается о широкой вариабельности, часто связана неопределенность данных или вариации в применяемой методологии ОЖЦ (Rowe et al., 2011). Например,Неопределенность данных об изменении запасов углерода в почве после LUC, как было показано, значительно влияет на интенсивность выбросов парниковых газов в путях производства биотоплива (рис. 3), в то время как более краткосрочное радиационное форсирующее воздействие частиц черного углерода от сжигания биомассы и биотоплива также представляет собой важные данные. неопределенность (Бонд и др., 2013) ».Whitaker et al. 2018. С. 156–157.
  34. ^ «Запасы углерода в почве - это баланс между скоростью разложения органического вещества почвы и органическим материалом, поступающим каждый год с помощью растительности, навоза или любого другого органического вещества». McCalmont et al. 2017 , стр. 496.
  35. ^ «Любое нарушение почвы, такое как вспашка и обработка почвы, вероятно, приведет к краткосрочным потерям почвенного органического углерода, разлагающегося стимулированными популяциями почвенных микробов (Cheng, 2009; Кузяков, 2010). Ежегодные нарушения при возделывании сельскохозяйственных культур повторяют это год за годом, что приводит к снижению уровней SOC. Многолетние сельскохозяйственные системы, такие как пастбища, имеют время, чтобы восполнить свои нечастые потери от нарушений, которые могут привести к более высокому устойчивому содержанию углерода в почве (Gelfand et al., 2011; Zenone et al., 2013 ). " McCalmont et al. 2017 , стр. 493.
  36. ^ «Обработка почвы разрушает агрегаты почвы, которые, как полагают, помимо других функций, препятствуют потреблению и разложению ПОВ почвенными бактериями, грибами и другими микробами (Grandy and Neff 2008). Агрегаты сокращают доступ микробов к органическому веществу, ограничивая физический доступ к минералам. стабилизированные органические соединения, а также снижение доступности кислорода (Cotrufo et al. 2015; Lehmann and Kleber 2015). Когда почвенные агрегаты вскрываются во время обработки почвы при преобразовании естественных экосистем в сельское хозяйство, потребление SOC микробами и последующее дыхание CO2 резко возрастают. , уменьшая запасы углерода в почве (Grandy and Robertson 2006; Grandy and Neff 2008) ». IPCC 2019a , стр. 393.
  37. ^ «Систематический обзор и метаанализ были использованы для оценки текущего состояния знаний и количественной оценки воздействия изменений в землепользовании (LUC) до второго поколения (2G), непродовольственных биоэнергетических культур на органический углерод почвы (SOC) и теплицы. выбросы газа (ПГ), имеющие отношение к сельскому хозяйству умеренной зоны. По результатам анализа 138 оригинальных исследований, переход от пахотных к низкорослым зарослям (SRC, тополь или ива) или многолетним травам (в основном мискантус или просо) привел к увеличению SOC (+5,0 ± 7,8% и +25,7 ± 6,7% соответственно) ". Харрис, Спейк и Тейлор, 2015 г. , стр. 27.
  38. ^ «[...] кажется вероятным, что пахотные земли, преобразованные в мискантус, будут связывать углерод почвы; из 14 сравнений 11 показали общее увеличение SOC по сравнению с их общей глубиной отбора проб с предполагаемым уровнем накопления в диапазоне от 0,42 до 3,8 Mg C га - 1 год -1 . Только три сравнения пахотных культур показали более низкие запасы SOC под мискантусом, и они предполагали незначительные потери от 0,1 до 0,26 Мг га -1 год -1 ». McCalmont et al. 2017 , стр. 493.
  39. ^ «Корреляцию между возрастом плантации и SOC можно увидеть на рис. 6, [...] линия тренда предполагает чистую скорость накопления 1,84 Mg C га -1 год -1 с аналогичными уровнями для пастбищ в состоянии равновесия». McCalmont et al. 2017 , стр. 496.
  40. ^ С учетом средней пиковой урожайности в ЕС 22 тонны сухого вещества с гектара в год (примерно 15 тонн во время весеннего сбора урожая). См. Anderson et al. 2014 , стр. 79). 15 тонн также явно указаны как средний весенний урожай в Германии, см. Felten & Emmerling 2012 , стр. 662. Содержание углерода 48%; см. Kahle et al. 2001 г. , таблица 3, стр.176.
  41. ^ «Наша работа показывает, что укоренение сельскохозяйственных культур, урожайность и метод сбора урожая влияют на стоимость твердого топлива C. Мискантуса, которая для тюкованного урожая составляет 0,4 г эквивалента CO2 C МДж -1 для укоренения корневища и 0,74 г эквивалента CO2 C МДж -1 для создание семенной пробки. Если собранная биомасса измельчается и гранулируется, то выбросы возрастают до 1,2 и 1,6 г эквивалента CO2 C МДж -1 , соответственно. Энергетические требования для сбора урожая и измельчения из этого исследования, которые использовались для оценки выбросов парниковых газов согласуются с выводами Meehan et al. (2013). Эти оценки выбросов парниковых газов для топлива мискантуса подтверждают выводы других оценок жизненного цикла.(LCA) исследования (например, Styles and Jones, 2008) и пространственные оценки экономии парниковых газов при использовании топлива Miscanthus (Hastings et al., 2009). Они также подтверждают, что мискантус имеет сравнительно небольшой след парниковых газов из-за его многолетней природы, эффективности повторного использования питательных веществ и необходимости меньшего количества химических веществ и обработки почвы в течение его 20-летнего жизненного цикла, чем однолетние культуры (Heaton et al., 2004, 2008; Clifton-Brown et al., 2008; Gelfand et al., 2013; McCalmont et al., 2015a; Milner et al., 2015). В этом анализе мы не учитывали поток парниковых газов в почву, который, как было показано McCalmont et al., В среднем в Соединенном Королевстве связывает 0,5 г C на МДж топлива, полученного из мискантуса. (2015a). Изменения SOC в результате выращивания мискантуса зависят от предыдущего землепользования и соответствующего начального SOC. Если почвы с высоким содержанием углерода, такие как торфяники, постоянные пастбища,и спелых лесов избегают, и для мискантуса используются только пахотные и ротационные пастбища с минеральной почвой, тогда среднее увеличение SOC для первого 20-летнего севооборота в Соединенном Королевстве составляет ∼ 1–1,4 Mg C га.−1 y −1 (Milner et al., 2015). Несмотря на игнорирование этого дополнительного преимущества, эти оценки затрат на выбросы парниковых газов очень выгодно отличаются от угля (33 г эквивалента CO2 C МДж -1), Газа Северного моря (16), сжиженного природного газа (22) и древесной щепы, импортируемой из США (4). Кроме того, хотя затраты C. на производство мискантуса составляют лишь <1/16 стоимости парниковых газов природного газа в качестве топлива (16–22 г эквивалента CO2 C МДж-1), это в основном связано с углеродом, содержащимся в оборудовании. , химикаты и ископаемое топливо, используемые при его производстве. По мере того, как экономика уходит от зависимости от этих ископаемых видов топлива для регулирования температуры (тепло для регулирования температуры в теплице или охлаждение для хранения корневищ) или транспортировки, эти затраты на парниковые газы начинают уменьшаться в связи с производством биоэнергии. Следует отметить, что оценки в этой статье не учитывают ни потенциал секвестрации C. в почве, ни какое-либо воздействие или ILUC (Hastings et al., 2009) ». Hastings et al. 2017 , стр. 12–13.
  42. ^ См. Whitaker et al. 2018 , с. 156, Приложение S1
  43. ^ «Хотя эти значения представляют собой крайние значения, они демонстрируют, что выбор участка для выращивания биоэнергетических культур может иметь значение для значительных сбережений или потерь ПГ [парниковых газов], сдвигая выбросы ПГ в течение жизненного цикла выше или ниже установленных пороговых значений. Снижение неопределенностей в ∆C [ увеличение или уменьшение углерода] после LUC [изменения землепользования] поэтому более важно, чем уточнение оценок выбросов N2O [закиси азота] (Berhongaray et al., 2017). Знание о начальных запасах углерода в почве может улучшить экономию парниковых газов, достигаемую за счет целевого использования многолетних растений. биоэнергетические культуры на низкоуглеродистых почвах (см. раздел 2). [...] Предположение, что однолетние пахотные земли обеспечивают больший потенциал для поглощения углерода почвой, чем пастбища, кажется чрезмерным упрощением,но есть возможность улучшить прогнозы потенциала связывания углерода в почве, используя информацию о начальном запасе углерода в почве в качестве более сильного предиктора ∆C [изменения количества углерода], чем в предыдущем землепользовании ».Whitaker et al. 2018. С. 156, 160.
  44. ^ "Рис. 3 подтвердил отсутствие изменений или увеличение SOC [органического углерода почвы] (положительное значение) за счет посадки мискантуса на пахотных землях в Англии и Уэльсе и только потерю SOC (отрицательное значение) в некоторых частях Шотландии. Общий годовой SOC изменение в Великобритании при переходе от пахотных земель к мискантусу, если бы вся свободная земля была засеяна, составило бы 3,3 Тг C год -1 [3,3 миллиона тонн углерода в год]. Все средние изменения для SOC для различных видов землепользования были положительными, когда гистосоли были исключены, с улучшенными пастбищами, дающими самый высокий Mg C га −1 год −1[тонны углерода на гектар в год] на уровне 1,49, затем идут пахотные земли на уровне 1,28 и леса на уровне 1. Разделение этого изменения SOC на исходное землепользование (рис. 4) показывает, что есть большие регионы с улучшенными пастбищами, которые, если засеять биоэнергетикой сельскохозяйственных культур, по прогнозам, приведет к увеличению SOC. Аналогичный результат был получен при рассмотрении перехода от пашни; однако для центрально-восточной части Англии было предсказано нейтральное влияние на SOC. В Шотландии, однако, прогнозируется сокращение всех видов землепользования, особенно лесных угодий, в основном из-за более высокого SOC и более низкой урожайности мискантуса и, следовательно, меньшего количества вводимых ресурсов ». Милнер и др., 2016 , стр. 123.
  45. ^ «Таким образом, мы количественно оценили влияние LUC [изменения в землепользовании] на биоэнергетические посевы на баланс SOC и GHG. Это позволило определить LUC от пахотных земель, в целом, чтобы привести к увеличению SOC, а LUC от лесов было связано с уменьшением SOC и повышенные выбросы парниковых газов. Пастбища очень изменчивы и неопределенны в своей реакции на LUC на биоэнергетику, и, учитывая их широкое распространение в умеренном климате, они остаются причиной для беспокойства и одной из основных областей, на которых следует сосредоточить усилия будущих исследований ". Харрис, Спейк и Тейлор, 2015 г., п. 37 (см. Также стр. 33 относительно вариаций SOC). Авторы отмечают, однако, что «[t] среднее время с момента перехода во всех исследованиях составляло 5,5 лет (Xmax 16, Xmin 1) для SOC» и что «[...] в большинстве исследований SOC рассматривался в диапазоне 0–30 см. только профиль [...] ". Харрис, Спейк и Тейлор, 2015 г. , стр. 29–30. Следует ожидать низких темпов накопления углерода для молодых насаждений из-за ускоренного разложения углерода во время посадки (из-за аэрации почвы) и относительно низкого среднего поступления углерода в почву на этапе посадки (2-3 года). Кроме того, поскольку специализированные энергетические культуры, такие как мискантус, производят значительно больше биомассы в год, чем обычные луга, и примерно 25% углерода этой биомассы успешно добавляется в запас углерода почвы каждый год (см.Чистое годовое накопление углерода ), кажется разумным ожидать, что со временем органический углерод почвы будет увеличиваться и на переустроенных пастбищах. Авторы цитируют 30-50-летнюю фазу углеродообразования для многолетних растений на преобразованных пастбищах, см. Harris, Spake & Taylor 2015 , p. 31.
  46. ^ «Традиционная биомасса (топливная древесина, древесный уголь, сельскохозяйственные отходы, навоз), используемая для приготовления пищи и обогрева примерно 2,8 миллиардами человек (38% мирового населения) в странах, не входящих в ОЭСР, составляет более половины всей биоэнергетики, используемой во всем мире (IEA 2017; REN21 2018) (перекрестная вставка 7 в главе 6). Приготовление пищи с использованием традиционной биомассы оказывает множественное негативное воздействие на здоровье человека, особенно женщин, детей и молодежи (Machisa et al.2013; Sinha and Ray 2015; Price 2017; Mendum and Njenga 2018; Adefuye et al.2007), а также на продуктивность домашнего хозяйства. включая высокие нагрузки для женщин и молодежи (Mendum and Njenga 2018; Brunner et al. 2018; Hou et al. 2018; Njenga et al. 2019). Традиционная биомасса требует значительных земельных ресурсов из-за использования открытого огня, неэффективных печей и чрезмерного использования древесного топлива, что способствует деградации земель,потери биоразнообразия и сокращение экосистемных услуг (IEA 2017; Bailis et al. 2015; Masera et al. 2015; Specht et al. 2015; Fritsche et al. 2017; Fuso Nerini et al. 2017). На традиционное древесное топливо приходится 1,9–2,3% глобальных выбросов парниковых газов, особенно в «горячих точках» деградации земель и истощения топливной древесины в Восточной Африке и Южной Азии, так что одна треть традиционного древесного топлива в мире добывается нерационально (Bailis et al. 2015) . Сценарии значительного снижения зависимости от традиционной биомассы в развивающихся странах имеют множество сопутствующих выгод (высокие доказательства, высокая степень согласия), включая сокращение выбросов черного углерода, недолговечного фактора, влияющего на климат, который также вызывает респираторные заболевания (Shindell et al. 2012). Переход от традиционной биоэнергетики к современной, особенно в африканском контексте,способствует повышению уровня жизни и может уменьшить деградацию земель и воздействие на экосистемные услуги (Smeets et al. 2012; Gasparatos et al. 2018; Mudombi et al. 2018) ».IPCC 2019a .

Ссылки [ править ]

  1. ^ В EIA говорится: «Биотопливо - это транспортное топливо, такое как этанол и биодизель, которое производится из материалов биомассы». https://www.eia.gov/energyexplained/index.php?page=biofuel_home
  2. ^ «Возобновляемые источники энергии и смягчение последствий изменения климата. Специальный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата» (PDF) . МГЭИК .
  3. ^ Дарби, Томас. «Что такое возобновляемая энергия биомассы» . Реальная мировая энергия . Архивировано из оригинала на 2014-06-08 . Проверено 12 июня 2014 .
  4. ^ Ахтар, Крепл и Иванова 2018 .
  5. ^ Лю и др. 2011 .
  6. ^ Технологии преобразования. Архивировано 26 октября 2009 г. в Wayback Machine . Biomassenergycentre.org.uk. Проверено 28 февраля 2012.
  7. ^ «Биохимическое преобразование биомассы» . BioEnergy Consult . 2014-05-29 . Проверено 18 октября 2016 .
  8. ^ Pishvaee, Мохсените & Bairamzadeh 2021 , стр. 1-20.
  9. ^ Smil 2015 , стр. 211, вставка 7.1.
  10. ^ Smil 2015 , стр. 170.
  11. ^ Smil 2015 , стр. 2095 (место разжигания).
  12. ^ а б Smil 2015 , стр. 228.
  13. ^ Smil 2015 , стр. 89.
  14. ^ Smil 2015 , стр. 91.
  15. ^ а б в г Smil 2015 , стр. 227.
  16. ^ Smil 2015 , стр. 90.
  17. ^ а б Smil 2015 , стр. 229.
  18. ^ Smil 2015 , стр. 80, 89.
  19. Перейти ↑ Schwarz 1993 , p. 413.
  20. ^ Флорес и др. 2012 , стр. 831.
  21. ^ Гхош 2011 , стр. 263.
  22. ^ а б Smil 2015 , стр. 85.
  23. ^ Smil 2015 , стр. 86.
  24. ^ Smil 2008 , стр. 75-76.
  25. ^ IPCC 2019f , стр. 4,34 - 4,41.
  26. ↑ van den Broek 1996 , p. 271.
  27. ^ МЭА 2020 .
  28. ^ Chatham House 2017 , стр. 2.
  29. ^ а б в МЭА Биоэнергетика 2019 , стр. 3.
  30. ^ a b FutureMetrics 2012 , стр. 2.
  31. ^ ISO (Международная организация по стандартизации) 2014 .
  32. Перейти ↑ Indiana Center for Coal Technology Research 2008 , p. 13.
  33. ^ Центр наук о сохранении Маномет 2010 , стр. 103-104.
  34. ^ IPCC 2019a , стр. 368.
  35. ^ а б МЭА Биоэнергетика 2019 , стр. 4.
  36. ^ a b IPCC 2019a , стр. 351.
  37. ^ IPCC 2019a , стр. 348.
  38. ^ Reid Miner 2010 , стр. 39–40.
  39. ^ ФАО 2020 , стр. 16, 52.
  40. ^ IPCC 2019a , стр. 385.
  41. ^ EASAC 2017 , стр. 33.
  42. ^ EASAC 2017 , стр. 1.
  43. ^ Chatham House 2017 , стр. 3.
  44. ^ Стефенсон и др. 2014 .
  45. ^ IPCC 2019b , стр. В.1.4.
  46. ^ a b IPCC 2019a , стр. 386.
  47. ^ IPCC 2019f , стр. 4.6.
  48. ^ Reid Miner 2010 , стр. 39.
  49. ^ МЭА Биоэнергетика 2019 , стр. 4–5.
  50. ^ IPCC 2019b .
  51. ^ НАУФРП 2014 , с. 2.
  52. ^ Favero, Daigneault & Сонген 2020 , стр. 6.
  53. ^ Chatham House 2017 , стр. 7.
  54. ^ EASAC 2017 , стр. 23, 26, 35.
  55. ^ Chatham House 2017 , стр. 21–22.
  56. ^ FutureMetrics 2016 , стр. 5–9.
  57. ^ Chatham House 2017 , стр. 19.
  58. ^ Chatham House 2017 , стр. 68.
  59. ^ FutureMetrics 2011a , стр. 5.
  60. ^ Джон Ганн 2011 .
  61. ^ а б МГЭИК 2007 , стр. 549.
  62. ^ IPCC 2019c , стр. 2.67.
  63. ^ IPCC 2019d , стр. 194.
  64. ^ IPCC 2019b , стр. В 7.4.
  65. ^ МЭА 2017 .
  66. ^ НАУФРП 2014 , с. 1–2.
  67. ^ "Биомасса объяснена" . Федеральная статистическая система США Управления энергетической информации США . 25 октября 2019 . Проверено 31 октября 2020 года .
  68. ^ "Лесоводство с коротким оборотом" . Лесные исследования . 2018-05-29 . Проверено 19 октября 2020 .
  69. ^ Углерод почвы под насаждениями просо проса и возделываемых возделываемых земель (пояснительное резюме и техническое резюме) . Служба сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США, 1 апреля 2005 г.
  70. ^ IPCC 2019d , стр. 628.
  71. ^ Спрингстин, Брюс; Кристофк, Том; Юбэнкс, Стив; Мейсон, Тэд; Клавин, Крис; Стори, Бретт (январь 2011 г.). «Снижение выбросов от отходов древесной биомассы для получения энергии как альтернатива открытому сжиганию» . Журнал Ассоциации управления воздухом и отходами . 61 (1): 63–68. DOI : 10.3155 / 1047-3289.61.1.63 . PMID 21305889 . 
  72. ^ Gustafsson, O .; Круса, М .; Zencak, Z .; Sheesley, RJ; Гранат, Л .; Engstrom, E .; Praveen, PS; Рао, PSP; Leck, C .; Рода, Х. (23 января 2009 г.). «Коричневые облака над Южной Азией: сжигание биомассы или ископаемого топлива?». Наука . 323 (5913): 495–498. Bibcode : 2009Sci ... 323..495G . DOI : 10.1126 / science.1164857 . PMID 19164746 . S2CID 44712883 .  
  73. Перейти ↑ Obersteiner, M. (2001). «Управление климатическими рисками». Наука . 294 (5543): 786–7. DOI : 10.1126 / science.294.5543.786b . PMID 11681318 . S2CID 34722068 .  
  74. ^ Национальные академии наук, инженерия (2018-10-24). Технологии отрицательных выбросов и надежное улавливание: повестка дня исследований . DOI : 10.17226 / 25259 . ISBN 978-0-309-48452-7. PMID  31120708 .
  75. ^ Смит, Пит; Портер, Джон Р. (июль 2018 г.). «Биоэнергетика в оценках МГЭИК» . GCB Bioenergy . 10 (7): 428–431. DOI : 10.1111 / gcbb.12514 .
  76. ^ "Перспектива BECCS 2019" (PDF) .
  77. ^ Родос, Джеймс С .; Кейт, Дэвид В. (2008). «Биомасса с улавливанием: отрицательные выбросы в рамках социальных и экологических ограничений: редакторский комментарий» . Изменение климата . 87 (3–4): 321–8. DOI : 10.1007 / s10584-007-9387-4 .
  78. ^ Grantham 2019 , стр. 10

Источники [ править ]

  • Пишваи, Мир Саман; Мохсени, Шаян; Байрамзаде, Самира (2021 г.). «Обзор сырья биомассы для производства биотоплива». Биомасса для проектирования цепочки поставок биотоплива и планирования в условиях неопределенности . Эльзевир. DOI : 10.1016 / b978-0-12-820640-9.00001-5 . ISBN 978-0-12-820640-9.
  • Ахтар, Али; Крепль, Владимир; Иванова, Татьяна (2018-07-05). «Комбинированный обзор сжигания, пиролиза и газификации биомассы». Энергия и топливо . Американское химическое общество (ACS). 32 (7): 7294–7318. DOI : 10.1021 / acs.energyfuels.8b01678 . ISSN  0887-0624 .
  • Лю, Гуанцзянь; Ларсон, Эрик Д .; Уильямс, Роберт Х .; Kreutz, Thomas G .; Го, Сянбо (2011-01-20). "Производство топлива и электроэнергии Фишера-Тропша из угля и биомассы: анализ эффективности и затрат". Энергия и топливо . Американское химическое общество (ACS). 25 (1): 415–437. DOI : 10.1021 / ef101184e . ISSN  0887-0624 .
  • МакКалмонт, Джон П .; Гастингс, Астлей; McNamara, Niall P .; Richter, Goetz M .; Робсон, Пол; Donnison, Iain S .; Клифтон-Браун, Джон (март 2017 г.). «Экологические издержки и преимущества выращивания мискантуса для биоэнергетики в Великобритании» . GCB Bioenergy . 9 (3): 489–507. DOI : 10.1111 / gcbb.12294 . PMC  5340280 . PMID  28331551 .
  • Кале, Петра; Beuch, Steffen; Бёльке, Барбара; Лайнвебер, Питер; Шультен, Ханс-Рольф (ноябрь 2001 г.). «Выращивание мискантуса в Центральной Европе: производство биомассы и влияние на питательные вещества и органическое вещество почвы». Европейский журнал агрономии . 15 (3): 171–184. DOI : 10.1016 / S1161-0301 (01) 00102-2 .
  • Уитакер, Жанетт; Филд, Джон Л .; Bernacchi, Carl J .; Черри, Карлос EP; Ceulemans, Reinhart; Дэвис, Кристиан А .; DeLucia, Evan H .; Donnison, Iain S .; МакКалмонт, Джон П .; Паустиан, Кейт; Роу, Ребекка Л .; Смит, Пит; Торнли, Патриция; Макнамара, Найл П. (март 2018 г.). «Консенсус, неопределенности и проблемы для многолетних биоэнергетических культур и землепользования» . GCB Bioenergy . 10 (3): 150–164. DOI : 10.1111 / gcbb.12488 . PMC  5815384 . PMID  29497458 .
  • Милнер, Сюзанна; Голландия, Роберт А.; Ловетт, Эндрю; Сунненберг, Гилла; Гастингс, Астлей; Смит, Пит; Ван, Шифэн; Тейлор, Гейл (март 2016 г.). «Возможные воздействия на экосистемные услуги перехода землепользования на биоэнергетические культуры второго поколения в Великобритании» . GCB Bioenergy . 8 (2): 317–333. DOI : 10.1111 / gcbb.12263 . PMC  4974899 . PMID  27547244 .
  • Харрис, З.М.; Spake, R .; Тейлор, Г. (ноябрь 2015 г.). «Изменение землепользования на биоэнергетику: метаанализ почвенного углерода и выбросов парниковых газов» . Биомасса и биоэнергетика . 82 : 27–39. DOI : 10.1016 / j.biombioe.2015.05.008 .
  • Андерсон, Эрик; Арундейл, Ребекка; Моэн, Мэтью; Оладейнде, Адебосола; Wycislo, Эндрю; Фойгт, Томас (9 апреля 2014 г.). «Рост и агрономия Miscanthus x giganteus для производства биомассы» . Биотопливо . 2 (1): 71–87. DOI : 10.4155 / bfs.10.80 .
  • Фельтен, Даниэль; Эммерлинг, Кристоф (октябрь 2012 г.). «Накопление углерода, полученного из мискантуса, в почвах в зависимости от глубины почвы и продолжительности землепользования в условиях коммерческого земледелия». Журнал питания растений и почвоведения . 175 (5): 661–670. DOI : 10.1002 / jpln.201100250 .
  • Гастингс, Астлей; Мос, Михал; Yesufu, Jalil A .; Маккалмонт, Джон; Шварц, Кай; Эшман, Крис; Нанн, Крис; Шуле, Генрих; Косентино, Сальваторе; Скаличи, Джованни; Скордиа, Данило; Вагнер, Саймон; Хардинг, Грэм; Клифтон-Браун, Джон (июнь 2017 г.). «Экономическая и экологическая оценка мискантуса, разводимого семенами и корневищами в Великобритании» . Границы растениеводства . 8 : 1058. DOI : 10.3389 / fpls.2017.01058 . PMC  5491852 . PMID  28713395 .}
  • ван ден Брук, Ричард (1996). «Сжигание биомассы для выработки электроэнергии». Биомасса и биоэнергетика . 11 (4): 271–281. DOI : 10.1016 / 0961-9534 (96) 00033-5 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Флорес, Рилнер А .; Уркиага, Второе место; Алвес, Бруно-младший; Кольер, Леонардо С .; Бодди, Роберт М. (октябрь 2012 г.). «Урожайность и качество биомассы слоновой травы, производимой в регионе Серрадос для биоэнергетики» . Engenharia Agrícola . 32 (5): 831–839. DOI : 10.1590 / s0100-69162012000500003 .
  • Гхош, Мринал К. (2011). Спейт, Джеймс (ред.). Справочник по биотопливу . Кембридж: Королевское химическое общество, дистрибьютор Ingram Publisher Services. ISBN 978-1-84973-026-6. OCLC  798795266 .
  • ISO (Международная организация по стандартизации) (2014a). «ISO 17225-2: 2014 (ru) Твердое биотопливо - Характеристики и классы топлива - Часть 2: Сортированные древесные гранулы» . Проверено 11 июля 2020 .
  • ISO (Международная организация по стандартизации) (2014b). «ISO 17225-6: 2014 (ru) Твердое биотопливо - Характеристики и классы топлива - Часть 6: Сортированные недревесные пеллеты» . Проверено 11 июля 2020 .
  • Шварц, Х. (январь 1993 г.). «Производство Miscanthus sinensis 'giganteus' на нескольких участках в Австрии». Биомасса и биоэнергетика . 5 (6): 413–419. DOI : 10.1016 / 0961-9534 (93) 90036-4 .
  • Смил, Вацлав (2008). Энергия в природе и обществе: общая энергетика сложных систем . MIT Press. ISBN 978-0-262-69356-1.
  • Смил, Вацлав (2015). Плотность мощности: ключ к пониманию источников и использования энергии . Кембридж, Массачусетс: MIT Press. ISBN 978-0-262-02914-8. OCLC  897401827 .
  • Всемирный банк (2010). «Потери при передаче и распределении электроэнергии (% от выработки)» . Проверено 11 июля 2020 .
  • МГЭИК (2019c). «Изменение климата и земля: специальный доклад МГЭИК по изменению климата, опустыниванию, деградации земель, устойчивому управлению земельными ресурсами, продовольственной безопасности и потокам парниковых газов в наземных экосистемах. Глава 2. Взаимодействие земли с климатом» (PDF) .CS1 maint: ref=harv (link)
  • МГЭИК (2019a). «Изменение климата и земля: специальный доклад МГЭИК об изменении климата, опустынивании, деградации земель, устойчивом управлении земельными ресурсами, продовольственной безопасности и потоках парниковых газов в наземных экосистемах. Глава 4. Деградация земель» (PDF) .CS1 maint: ref=harv (link)
  • МГЭИК (2019d). «Изменение климата и земля: специальный доклад МГЭИК об изменении климата, опустынивании, деградации земель, устойчивом управлении земельными ресурсами, продовольственной безопасности и потоках парниковых газов в наземных экосистемах. Глава 6. Взаимосвязи между опустыниванием, деградацией земель, продовольственной безопасностью и потоками парниковых газов: синергизм, компромиссы и варианты комплексного реагирования » (PDF) .CS1 maint: ref=harv (link)
  • МЭА (2020). «Отрицательный выброс углерода: каковы технологические возможности?» .CS1 maint: ref=harv (link)
  • МЭА (2017a). «Прокладывая путь для более широкого использования биоэнергетики» .CS1 maint: ref=harv (link)
  • МЭА (2017b). «Дорожная карта технологий - обеспечение устойчивой биоэнергетики» .CS1 maint: ref=harv (link)
  • EASAC (2017). «Многофункциональность и устойчивость в лесах Европейского Союза» (PDF) .CS1 maint: ref=harv (link)
  • МакКалмонт, Джон П .; Гастингс, Астлей; McNamara, Niall P .; Richter, Goetz M .; Робсон, Пол; Donnison, Iain S .; Клифтон-Браун, Джон (март 2017 г.). «Экологические издержки и преимущества выращивания мискантуса для биоэнергетики в Великобритании» . GCB Bioenergy . 9 (3): 489–507. DOI : 10.1111 / gcbb.12294 . PMC  5340280 . PMID  28331551 .CS1 maint: ref=harv (link)
  • EPA (2020). «Коэффициенты выбросов для инвентаризации парниковых газов» (PDF) .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Chatham House (2017). «Древесная биомасса для производства энергии и тепла. Воздействие на глобальный климат» (PDF) .CS1 maint: ref=harv (link)
  • МЭА Биоэнергетика (2019). «Использование лесной биомассы для смягчения последствий изменения климата: ответ на заявления EASAC» (PDF) .CS1 maint: ref=harv (link)
  • FutureMetrics (2015a). «Разоблачение двух так называемых« фактов »о древесных гранулах» (PDF) .CS1 maint: ref=harv (link)
  • FutureMetrics (2012). «Подробная информация о выбросах CO2 от сжигания древесины по сравнению с углем» (PDF) .CS1 maint: ref=harv (link)
  • ISO (Международная организация по стандартизации) (2014). «ISO 17225-2: 2014 (ru) Твердое биотопливо - Характеристики и классы топлива - Часть 2: Сортированные древесные гранулы» .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Центр исследований угольных технологий штата Индиана (2008 г.). «Характеристики угля - Файл основных фактов CCTR № 8» (PDF) .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Центр наук о сохранении Маномет (2010). «Исследование устойчивости биомассы и углеродной политики» .CS1 maint: ref=harv (link)
  • МГЭИК (2006a). «Руководящие принципы национальных инвентаризаций парниковых газов МГЭИК 2006 года. Том 2: Энергия. Глава 2: Стационарное сжигание» (PDF) .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Рид Майнер (2010). «Влияние мировой лесной промышленности на парниковые газы в атмосфере» (PDF) .CS1 maint: ref=harv (link)
  • ФАО (2020). «Глобальная оценка лесных ресурсов» (PDF) .CS1 maint: ref=harv (link)
  • EASAC (2017). «Многофункциональность и устойчивость в лесах Европейского Союза» (PDF) .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Стивенсон, Нидерланды; Дас, AJ; Condit, R .; Руссо, ЮВ; Бейкер, П.Дж.; Бекман, Н.Г.; Coomes, DA; Линии, ER; Моррис, WK; Rüger, N .; Álvarez, E .; Blundo, C .; Бунявейчевин, С .; Chuyong, G .; Дэвис, SJ; Duque, Á .; Ewango, CN; Флорес, О .; Франклин, JF; Грау, HR; Hao, Z .; Хармон, Мэн; Хаббелл, ИП; Kenfack, D .; Lin, Y .; Makana, J.-R .; Malizia, A .; Malizia, LR; Pabst, RJ; Pongpattananurak, N .; Su, S.-H .; Вс, IF .; Tan, S .; Thomas, D .; van Mantgem, PJ; Ван, X .; Мудрый, СК; Завала, М.А. (2014-01-15). «Скорость накопления углерода в деревьях непрерывно увеличивается с увеличением размера дерева». Природа . ООО "Спрингер Сайенс энд Бизнес Медиа". 507 (7490): 90–93. DOI : 10,1038 / природа12914 . ISSN 0028-0836 .
  • МГЭИК (2019b). «Изменение климата и земля: специальный доклад МГЭИК об изменении климата, опустынивании, деградации земель, устойчивом управлении земельными ресурсами, продовольственной безопасности и потоках парниковых газов в наземных экосистемах. Резюме для политиков» .CS1 maint: ref=harv (link)
  • НАУФРП (2014). «Передаточное письмо» .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Фаверо, Алиса; Даньо, Адам; Зонген, Брент (2020). «Леса: связывание углерода, энергия биомассы или и то, и другое?» . Наука продвигается . Американская ассоциация развития науки (AAAS). 6 (13). DOI : 10.1126 / sciadv.aay6792 . ISSN  2375-2548 .
  • FAOSTAT (2020). «Лесное хозяйство и торговля» .CS1 maint: ref=harv (link)
  • FutureMetrics (2016). «Вашингтон Пост и 65« экспертов », написавших письмо в Конгресс, ошибаются относительно использования биомассы для производства энергии» (PDF) .CS1 maint: ref=harv (link)
  • FutureMetrics (2017). " ' Альтернативные факты' в недавнем Chatham House Paper" (PDF) .CS1 maint: ref=harv (link)
  • FutureMetrics (2011a). «Ответ на комментарии Manomet относительно недавней статьи FutureMetrics об исследовании биомассы Manomet» (PDF) .CS1 maint: ref=harv (link)
  • Джон Ганн (2011). "Дебаты об углероде биомассы: когда начать подсчет?" .CS1 maint: ref=harv (link)
  • FutureMetrics (2011b). « » Хорошие новости, FutureMetrics и Manomet Agree (вид - и, конечно, это наше мнение) « » (PDF) .CS1 maint: ref=harv (link)
  • МГЭИК (2007). «Изменение климата 2007: Смягчение. Вклад Рабочей группы III в Четвертый оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Глава 9. Лесное хозяйство» (PDF) .CS1 maint: ref=harv (link)
  • МГЭИК (2019c). «Уточнение 2019 г. к Руководящим принципам национальных кадастров парниковых газов МГЭИК 2006 года. Том 4. Сельское, лесное и другое землепользование. Общие методологии, применимые к нескольким категориям землепользования» (PDF) .CS1 maint: ref=harv (link)
  • МГЭИК (2019f). «Уточнение 2019 г. к Руководящим принципам национальных кадастров парниковых газов МГЭИК 2006 года. Том 4. Сельское, лесное и другое землепользование. Глава 4. Лесные земли» (PDF) .CS1 maint: ref=harv (link)
  • МГЭИК (2006b). «Руководящие принципы национальных инвентаризаций парниковых газов МГЭИК 2006 года. Том 4. Сельское, лесное и другое землепользование. Глава 1: Введение» (PDF) .CS1 maint: ref=harv (link)
  • МГЭИК (2019d). «Изменение климата и земля: специальный доклад МГЭИК по изменению климата, опустыниванию, деградации земель, устойчивому управлению земельными ресурсами, продовольственной безопасности и потокам парниковых газов в наземных экосистемах. Глава 2. Взаимодействие земли и климата» (PDF) .CS1 maint: ref=harv (link)
  • МГЭИК (2019e). «Изменение климата и земля: специальный доклад МГЭИК об изменении климата, опустынивании, деградации земель, устойчивом управлении земельными ресурсами, продовольственной безопасности и потоках парниковых газов в наземных экосистемах. Глава 6. Взаимосвязи между опустыниванием, деградацией земель, продовольственной безопасностью и потоками парниковых газов: синергизм, компромиссы и варианты комплексного ответа » (PDF) .CS1 maint: ref=harv (link)
  • МЭА (2017). «Дорожная карта технологий - обеспечение устойчивой биоэнергетики» .CS1 maint: ref=harv (link)

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Г. А. Мансури , Н. Энаяти, Л. Б. Агиарко (2016), Энергия: источники, использование, законодательство, устойчивость, Иллинойс как модельное государство , World Sci. Паб. Co., ISBN 978-981-4704-00-7 
  • Исследование о пересечении биоэнергетики, сельского хозяйства и продовольственной безопасности, проведенное Международным научно-исследовательским институтом продовольственной политики .