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Drax電廠運營之10:可持續的生物質發電

2020-07-16 13:50:35 生物質耦合發電

英國Drax 6*660MW電廠生物質燃料發電運營,從多角度多環節介紹Drax電廠的運營。第9節介紹了Drax的2030年零(負)碳排放目標,本文是該專輯的最后一節,介紹Drax生物質發電的可持續性。

Drax電廠2019年的生物質燃料消耗量700多萬噸,其中農業廢棄物原料2.5%左右,絕大多數都是林業相關的生物質資源。不論是從原料的比例還是從生長周期來看其生物質發電的可持續性,重點都在林業生物質資源。但直到今天,可持續性(Sustainability)仍然沒有一個標準的定義,只是從本質上講,可持續發展就是今天不做任何有損于為下一代做同樣事情的事。

地球上27%的陸地被森林覆蓋,總面積約為34.4億公頃。除了成為全球景觀中的一個顯著特征外,森林在人類的生活方式中也扮演著重要的角色:森林使城市的空氣更清潔,并吸收大氣中的CO2排放出O2;森林為野生動物提供生物多樣性和生活習性;森林還提供基本的工業原料,如紙張、家具、建筑材料和生物質能源等。世界上近一半的可再生能源來自森林,以木材燃料的形式。全世界大約有24億人用它來做飯、取暖和發電,事實上,目前全球木材產品總產量的50%用于這些目的。

世界森林的能源總含量是全球每年一次能源消耗量的10倍左右,這使得森林成為一種非常有用的資源,有助于以可持續和可再生的方式滿足能源需求。不錯,當木材用作燃料時,它會釋放二氧化碳(CO2),但在一個良性的森林或可持續的森林生長系統,這種碳將被新的樹木種植所抵消。因此,生物質能利用產生的唯一排放物是生物質燃料加工以及運輸過程的排放物。

然而,生物質資源必須得到可持續和負責任的管理。國際森林日(1971年11月聯合國糧農組織確認每年3月21日為國際森林日)的主要目的之一是鼓勵人們可持續地利用森林資源,以確保森林資源能為子孫后代所用。因為生物質燃料是一種廣泛使用的能源,它也支持了一個健康、充滿活力的行業,全球約有9億人在木材能源部門工作。更重要的是,以木材能源為基礎的地方經濟可以通過生物質原料加工配套的現代化來振興,從而刺激當地的商業活動。對生物質資源利用的投資有助于更好的森林管理,這反過來又導致森林增長、可持續性能力的提高,并增加就業。

幾個世紀以來,人類文明一直依賴森林和森林產品:食物、木材,建筑材料,還遠遠不止這些。建筑用材是指樹干較低、較粗壯的部分;樹干的較小部分可用于造紙、壓縮板或生物質燃料;木材加工業的殘留物,如鋸末、樹皮、木片等也可用做生物質燃料。但在18世紀的歐洲,日益增長的工業化需求使發展進入超速狀態時,一個問題出現了:森林越來越難以滿足社會需求。為了滿足工業的需要,大面積的林地被砍伐,總的供應量迅速減少。漢斯·卡爾·馮·卡洛維茨(Hans Carl von Carlowitz)敏銳地意識到這一挑戰,他當時是薩克森礦業管理局局長。1713年,他出版了《森林經濟》,這本書提倡保護和管理德國的森林,使它們能夠長期為工業提供服務。盡管他借鑒了歐洲各地的已有知識,但這是第一次使用一個重要的術語:Nachhaltigkeit,德語中的可持續性詞匯。卡洛維茨解釋了這個新術語:“保護和種植木材是為了得到持續、穩定和持續的使用,因為這是一個不可或缺的事業,沒有這個事業,國家就不能繼續存在。”

這可以說是林業科學方法的開始,盡管我們對森林的需求已經改變,但同樣的原則仍然是現代森林如何運作的核心:確保今天存在和有用的東西明天仍然存在。為了使伐木工人優化木材的質量和數量,需要對森林定期進行間伐,定期砍伐一定比例的森林,以幫助其整體健康和活力的過程。間伐意味著只剩下更少的樹木在爭奪同樣的資源(水、陽光、土壤)。除此之外,間伐還可以為其他植物提供更多的光和空間,從而促進多樣性。它可以用來增加剩余樹木的大小和質量,也可以鼓勵在管理森林連續覆蓋時,在采伐樹木的地方建立新的幼苗。間伐產生的圓木通常太小,不能作為木材出售,但這并不意味著它一文不值:它可以出售給制漿工業造紙,或用于刨花板或生物質燃料用于發電——就像在Drax生物質電廠所做的那樣。生物質能行業也為成熟度較高的樹木最終收獲時移除的低等級木料提供了市場,在沒有這種低等級木材市場的地區,這種木材通常會留在現場,成為火災風險或蟲害和疾病侵襲的避難所。太多的低等級材料留在現場也會抑制下一個樹木作物的再生,因此,這種材料的市場對于森林的健康和土地對森林所有者的價值都很重要。此外, 隨著互聯網、智能手機和電子閱讀器的興起,紙張市場一直在萎縮。生物質能的發展有助于取代造紙市場對木材的需求,因為生物質燃料可以使用不用于建筑或家具的低等級木材、刨削和殘留物制成。能源部門提供的這個寶貴的機會,可以清理場地重新種植,并為森林所有者提供額外收入。

固碳與樹木的生長速度直接相關——一棵年輕的、正在生長的樹木比一棵老的樹木從大氣中吸收更多的二氧化碳(CO2)。較老的樹木會儲存更多的碳(在一個“童年”吸收它之后),但如果這些不被采伐,它們更容易受到火災、病蟲害和碳吸收高原的影響。在良性管理的森林中,可以采伐準備用于鋸材生產的老樹,并將其替換為生長旺盛的幼樹,并在此過程中最大限度地提高森林的二氧化碳吸收潛力。這一過程的副產品,低檔木材和木片可用于紙漿和生物質工業,這既有助于剩余森林的健康,又為林業者提供收入,使其能夠投資于其森林的長期壽命。

本專輯完。




責任編輯: 李穎

標簽:英國Drax電廠,生物質發電,可持續性