Was ist der Vorteil der Holzpellets

Da sich die Folgen des Klimawandels beschleunigen und immer kostspieliger werden, werden auch Maßnahmen zur Eindämmung der Kohlendioxidemissionen aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe beschleunigt und zunehmend aggressiv werden.

Im Bereich der Stromerzeugung gibt es einen leicht zugänglichen Weg zur Senkung der CO2-Emissionen. Die Lösung nutzt bestehende große Kohlekraftwerke mit Stromversorgern, indem sie einen erneuerbaren festen Brennstoff durch die Kohle ersetzt. Diese relativ einfach zu implementierende Kraftstoffschaltung führt zu einer dramatischen Senkung der Netto-Kohlenstoffemissionen pro erzeugter Megawattstunde Strom. Der Ersatz-Festbrennstoff wird nachhaltig aus Holzpellets bezogen.

Dieses Thema war Gegenstand früherer WhitePapers von FutureMetrics. Angesichts der derzeitigen Kovid-19-induzierten Störung unserer Weltwirtschaft und der Frage, wie sich dies auf energiepolitische Strategien auswirken kann, ist es jedoch wichtig, sich daran zu erinnern, dass es eine relativ kostengünstige, einfach zu implementierende und stark kohlenstofffreundliche Energiequelle-Lösung für die Stromerzeugung gibt.

Holzpellets, die aus der Erneuerung von Wäldern hergestellt werden, sind in vielen Ländern bereits ein wichtiger Bestandteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien. Im Vereinigten Königreich wurden zwei große Kohlekraftwerke, Drax und Lynemouth, umfunktioniert, um Pellets anstelle von Kohle zu verwenden. Englands größtes Wärmekraftwerk Drax kann auf vier seiner 650-Megawatt-Leitungen Strom aus 100% Pellets erzeugen. Mit relativ kostengünstigen Änderungen haben die beiden umgebauten Kohlekraftwerke keine Produktionskapazität verloren. Jeder Drax-Leistungskessel machte 650 MW auf Kohle und sie machen 650 MW auf Pellets.

Und die Leistung ist nicht intermittierend und variabel. Die folgende Grafik zeigt, wie die Energie aus Pelletbrennstoffen im Vereinigten Königreich eine Grundlastrolle ausübt, die für Solar- und Windenergie unmöglich ist. Solar erzeugt nie in der Nacht und manchmal bläst der Wind nicht sehr viel. Folgen Sie dem Pfeil auf der Karte für ein Beispiel für eine Zeit in Großbritannien, als Solar (es war Nacht!) und Wind nicht viel Strom produziert. Ein paar Tage später produzierte der Wind viel Strom. Pellets sind zusammen mit der Kernkraft stabil und untermauern das Angebot an On-Demand-Strom im Netz. Als Vorteil für diese Stabilität tragen weder die Verbrennung von Pellets noch die Kernenergie zu den Netto-CO2-Konzentrationen in der Atmosphäre bei.

Wenn Windkraftanlagen viel Strom erzeugen, wird weniger Erdgas verwendet, ein fossiler Brennstoff, der das Netto-CO2 in der Atmosphäre erhöht. Die Grundlast der großen Kraftwerke, die mit Uran und Pellets fahren, bildet eine stabile Basis für kohlenstoffarmen Strom.

Holzpellets, die aus nachhaltig bewirtschafteten Forstbetrieben hergestellt werden, erhöhen bei der Stromerzeugung nicht den Netto-CO2-Bestand in der Atmosphäre* . Die grundnotwendige Voraussetzung für eine Bewaldungsfläche ist, wenn die Waldwachstumsrate der Ernterate entspricht oder übersteigt, dann ist der Nettokohlenstoffbestand im Wald konstant oder wächst. So wird das bei der Verbrennung freigesetzte CO2 zeitgleich durch das neue Wachstum absorbiert und kein Netto-neues CO2 wird in die Atmosphäre aufgenommen: mehr dazu mehrere Absätze weiter unten.

Für das Kraftwerk Drax im Vereinigten Königreich beträgt die Nettoreduktion der CO2-Emissionen durch die Substitution von Pellets durch Kohle durchschnittlich etwa 86 %. Die fossilen Brennstoffe, die in der Lieferkette für Pellets verwendet werden, führen zu einem CO2-Fußabdruck für die Pellets, die an das Kraftwerk geliefert werden. Es sei daran erinnert, dass die fossilen Brennstoffe, die in den Lieferketten für Erdgas, Kohle oder Diesel verwendet werden, auch den CO2-Fußabdruck dieser Brennstoffe erhöhen. Jeder Kraftstoff, der abgebaut oder geerntet, verfeinert und per Pipeline, LKW, Schiene und/oder Schiff transportiert werden muss, akkumuliert einen CO2-Fußabdruck, wenn fossile Brennstoffe für Strom, Wärme und/oder Transport verwendet werden.

Mit mehreren Annahmen über die Entfernungen von LKW, Schiene oder Schiff, Kraftstoff pro Tonnenkilometer, wie Strom erzeugt wird, die Effizienz des britischen Kraftwerks mit Pellets usw., um Pellets aus dem Südosten der USA zu einem Kraftwerk in Großbritannien zu bringen, beträgt der geschätzte CO2-Fußabdruck etwa 133 Kilogramm pro Megawattstunde erzeugten Stroms (kg/MWhe). Das obige Diagramm zeigt, wie dies berechnet wird* . Die Kohle ins Kraftwerk zu bringen, wird einen ähnlichen CO2-Fußabdruck haben.

Die Gegner der Verwendung von Pellets zur Stromerzeugung lehnen diese Bilanz mit zwei Haupteinwänden ab: (1) Pellets sind bei der Verbrennung nicht kohlenstoffneutral, und (2) die Verwendung von Pellets wird zur Entwaldung führen. Sie sind zu Recht besorgt über die CO2-Emissionen aus der Stromerzeugung und Entwaldung; aber sie irren sich beides, wenn es um die Verwendung von Pellets für Die Macht in den hochentwickelten Volkswirtschaften geht.

Pellets sind bereits ein wichtiger Bestandteil der weltweiten Bemühungen, die Kohlendioxidemissionen zu reduzieren. Diese Bemühungen werden durch nationale Politiken unterstützt, die in der einen oder anderen Form Anreize für die Versorgungsunternehmen schaffen, mehr kohlenstofffreien Strom zu erzeugen. Diese Anreize sind in der Regel eine Subvention für den Stromerzeuger, um die höheren Kosten für Pelletbrennstoff im Vergleich zu Kohle auszugleichen. Um sich für die Vorteile der Politik zu qualifizieren, muss der Generator mit einer strengen und unabhängigen Prüfung nachweisen, dass es einen Netto-Kohlenstoffnutzen gibt.

Die Grundlage der Prüfung basiert auf der Anforderung, den Nettobestand an Kohlenstoff, der in den Wäldern beschlagnahmt wird, zu erhalten. Es gibt viele weitere wichtige Kriterien für die Erfüllung der Zertifizierungsanforderungen für die Verwendung von Biomasse-Brennstoffen; aber hier konzentrieren wir uns nur darauf, wie diese Kriterien einen Netto-Kohlenstoffnutzen gewährleisten.

Nehmen wir als einfaches Beispiel an, dass eine bewirtschaftete Waldregion, deren Ziel es ist, Holz für die Forstprodukteindustrie anzubauen, jährlich weitere 500.000 Tonnen neues Holz anbaut. Diese jährliche Wachstumsrate würde die Grenze für die maximale Entfernung in einem Jahr festlegen. Wenn diese Grenze nicht überschritten wird, wird der Nettobestand an Kohlenstoff im Wald nicht verringert, weil der Nettobestand an Biomasse nicht reduziert wird. Wenn die gesamte Ernte zu Holzpellets werden würde (höchst unwahrscheinlich, da Holz fast nie in Pellets umgewandelt wird), dann würde der bei der Verbrennung der Pellets freigesetzte Kohlenstoff durch das neue Wachstum im bewirtschafteten Wald im selben Jahr aus der Atmosphäre herausgekargt. Da ein erheblicher Teil der jährlichen Ernte in Holz umgewandelt wird und Kohlenstoff nicht wieder in das neue Wachstum zurückfließt, ist die Nettoveränderung von CO2 in der Atmosphäre negativ, solange die Nachhaltigkeitsgrenze auf der Grundlage der jährlichen Wachstumsrate nicht überschritten wird.

Dies erklärt, warum beide Einwände von Gegnern der Verwendung von Pellet-Brennstoff schlecht hergestellt sind. Wir alle sollten uns Sorgen um die Entwaldung machen. Aber um Pellets als Brennstoff in einem Kraftwerk in den großen Importnationen Europas, Des Vereinigten Königreichs und bald Japans zu verwenden, müssen die Pellets Anmeldeinformationen mit sich bringen, die bescheinigen, dass sie aus nachhaltigen Rohstoffen hergestellt werden. Wenn die Quelle des Pelletrohstoffs das Ergebnis von Tätigkeiten ist, die bewaldete Flächen dauerhaft reduzieren, wird dem Kraftwerk die Unterstützung verweigert, die es ihm ermöglicht, Pellets überhaupt zu verwenden; und diese abgelehnten Pellets haben auf diesen Märkten keinen Käufer. Nachhaltigkeitsregeln, die in die CO2-Reduktionspolitik eingebettet sind, verhindern gezielt die Entwaldung.

Im Allgemeinen erwartet jede große Investition in eine Fabrik, in der Forstprodukte als Rohstoff verwendet werden, wie eine große Holzmühle, eine Zellstoff- und Papierfabrik oder eine Pelletfabrik, nicht damit, dass eine Fabrik, die Investitionen in Höhe von Hunderten von Millionen Dollar erfordert, nach einigen Jahren an Holz mangelt, weil ihre jährliche Nachfrage den Wald verleugnet. Aus geschäftlichen Gründen sollte die Produktionsrate einer Holzmühle, Zellstofffabrik oder Pelletfabrik niemals die Fähigkeit der Region überschreiten, jedes Jahr, im Wesentlichen für immer, Holz zu liefern.

Mit anderen Worten, die jährliche Nachfrage darf die Fähigkeit der Region nicht übersteigen, ein jährliches neues Wachstum zu erzielen, das der jährlichen Nachfrage der Mühle entspricht (oder darüber liegt). Die Größe der Mühle mit der nachhaltigen Jahresversorgung zu erreichen, ist ein gutes Geschäft.

Aber Pelletproduzenten müssen über dieses "gute Geschäft" Motiv gehen, weil die Anforderungen an eine exportierende Pelletfabrik, um die Nachhaltigkeit ihrer Rohstoffe zu beweisen. Daher sind die Befürchtungen vor einer Entwaldung infolge des Pelletgeschäfts zwischen Nordamerika und den großen Pelletimporteuren unbegründet.

Die Nachhaltigkeit der Wälder führt zur Grundlage der Kohlenstoffvorteile von Pellets. Die Nachhaltigkeitsbeschränkung, die die jährliche zulässige Ernte auf nicht mehr als das jährliche Wachstum beschränkt, verhindert, dass die Atmosphäre einen Nettozuwachs an CO2 ausrichtet, selbst wenn jeder geerntete Baum in Pellets umgewandelt wird.

Aber, wie oben erwähnt, ist das nicht, wie die Industrie funktioniert. Pellets werden nicht aus den hochwertigen Teilen des Baumes hergestellt. Die meisten der verwendbaren Teile des geernteten Baumes werden in Holz, Papier oder andere technische Holzprodukte umgewandelt; viele davon sequestrieren CO2. Einige Nebenprodukte aus Sägemühlen werden zu Pellets; und in der Regel in normalen Märkten, nur die Teile der geernteten Bäume, die nicht für Holz und andere Bau - Möbelprodukte oder Zellstoff und Papier, sind geeignet, werden zu Pellets.

Es gibt keine rationale Logik, die zeigen kann, dass die Verwendung von Materialien aus verantwortungsvoll und nachhaltig bewirtschafteten Wäldern zu einer Nettozugabe von CO2 in die Atmosphäre führen kann.