Article

Ако биоенергетиката процъфти – Превключването от петрол на биоенергия не е лишено от рискове

Смяна на език

Този сайт е с ограничена функционалност с изключен JavaScript. Моля, уверете се, че JavaScript е активиран във Вашия браузър.

Article Публикуван 16-02-2009 Последна промяна 11-05-2021

Topics: Енергетика Смекчаване на изменението на климата

Биоенергията не е новост. От хилядолетия хората горят дърва. Индустриалната революция в средата на XIX век изведе на преден план така наречените „изкопаеми горива”, основно въглища и петрол. Изкопаемите горива обаче стават все по-трудни за намиране и извличане, по-скъпи и предмет на напрегнати политически дебати.

Биоенергетиката е на път да се превърне в голям бизнес. Тя вече е доминиращият възобновяем нергиен източник в Европа (¹) и производството й вероятно ще се увеличи значително през идващите десетилетия. Биогоривата са приветствани като добър начин за постигане на по-екологосъобразен транспорт и за избягване на скъпия внос на петрол.

През 2008 г. темата за биогоривата стана водеща новина в света поради негативни причини, основно в комбинация с растящите цени на храните. Работата на ЕАОС по отношение на биогоривата се свежда до плюсовете и минусите за околната среда. Дори и този въпрос е спорен.

Стъпката към мащабното генериране на биоенергия води до значителни рискове за околната среда, най-вече по отношение на промените при земеползването. Почвите и растенията са двата най-големи резервоара за CO₂ на земята – съдържащи два пъти повече въглерод отколкото атмосферата. Масовото превръщане на горите, торфа или пасищата в площи за култури за биогорива ще освободи повече CO₂, от спестените количества.

площи на културите в Европа за задоволяване едновременно на търсенето на храни и горива би имало сериозно въздействие върху биологичното разнообразие в Европа и би унищожило почвата и водните ресурси. Вторичният ефект, така наречените непреки промени при земеползването, ще окажат въздействие другаде по света: когато Европа намали износа на храни, други части на света ще увеличат производството на храни, за да запълнят празнината. Въздействието върху световните цени на храните би било значително.

Въпреки това рисковете в рамките на Европа може да бъдат намалени с правилния подбор на култури и управление. Биогоривата, произведени от отпадъци, от остатъци от земеделски култури или дървесина, например, предлагат екологични преимущества. В този контекст ЕАОС изследва как неизбежното процъфтяване на биоенергетиката може да се развие и обмисля дали може да осигури енергията, от която имаме нужда, без да навреди на околната среда.

Био жаргон

Биомаса: отнася се до жива или наскоро умряла биологична материя. Може да произлиза от земеделски култури, дървета, водорасли, селскостопански и горски остатъци или отпадъци.

Биоенергия: всички типове енергия, генерирана от биомаса, включително и биогорива.

Биогориво: течно транспортни горива, направени от биомаса (2).

Да се втурнем към възобновяемите източници

Европейската комисия предложи задължителна цел: до 2020 г. 20% от общата енергия в Европа да бъде генерирана от възобновяеми енергийни източници (това включва всички възобновяеми източници: вятър, слънчева енергия, вълни, и др. както и биоенергията). В момента възобновяемите източници възлизат на 6,7% от енергийното потребление в Европа. Две трети от този дял идва от биомасата.

Също така Европейската комисия енергично се стреми да лансира биогоривата – транспортните горива – като диверсификацията е особено важна за транспорта поради зависимостта му от петрола. Транспортният сектор също повишава емисиите от парникови газове и изразходва спестяванията от емисии, постигнати от другите сектори.

Следователно Комисията предлага делът на биогоривата да възлиза на 10% от автомобилния транспорт до 2020 г., при условие, че може да бъде доказана тяхната устойчивост.

Данните от 2007 г. сочат, че биогоривата съставляват 2,6% от горивата за автомобилния транспорт в ЕС. За достигането на 10% Европейският съюз трябва да увеличи производството и вноса на биогорива в период, когато биогоривата са в центъра на сложни екологични и икономически дебати.

Целта на ЕС за биогоривата се дискутира все повече и повече. Наскоро Европейският парламент призова за гаранция, че 40% от 10%-овата цел ще идват от източници, които не са конкурентни на производството на хранителни продукти. Научният комитет към ЕАОС предупреди, че увеличаването на дела до 10% на биогоривата, използвани в транспорта, до 2020 г. е прекалено амбициозно и трябва да бъде преустановено.

Глобалното въздействие – цените на храните и промяната в земеползването

Лансирането на биогоривата и останалата биоенергетика в Европа неизбежно води до преки и непреки последствия в други области.

Например, в Европа можем да произвеждаме биодизел от рапично масло по устойчив начин, но ще има помалко рапично масло за производството на храни в и извън Европа.

Отчасти тази празнина може да се запълни с палмово масло. Това обаче ще доведе до загубата на тропически гори, тъй като дърветата в страни като Индонезия се секат за улесняване култивирането на още палми.

По света търсенето на биогорива е един от основните фактори, допринасящи за последното увеличение на цените на хранителните продукти заедно със сушата в ключови страни производителки, повишеното потребление на месо и нарастващите цени на петрола, и др. По изчисления на Организацията за икономическо сътрудничество и развитие (ОИСР) сегашните и предложените мерки в подкрепа на биогоривата в ЕС и САЩ ще повишат средната цена на пшеницата, царевицата и растителните масла съответно с около 8%, 10% и 33%, в средносрочен план.

Повишаващото се потребление на храни в света и допълнителното търсене на биогорива са водещи за разширяването на световните обработваеми земи за сметка на естествените пасища и тропическите гори. Това е важно, защото обезлесяването в тропиците сега допринася за около 20% от глобалните емисии на парникови газове. Мащабното превръщане на гори в обработваеми земи увеличава този дял и оказва сериозно въздействие върху биологичното разнообразие. Дивата природа и количеството и качеството на водите могат да бъдат засегнати, ако големи площи бъдат превърнати от естествени местообитания или местности с традиционно земеделие в зони с интензивно производство за целите на биоенергетиката.

Фиг. 1 / Крайното енергийно потребление на биогорива

Видимото въздействие

Последните научни опити за оценка на въздействието от увеличеното производство на биоенергия започват да показват резултати и модели и ЕАОС иска да привлече вниманието към тях.

Изследване в Бразилия е използвало сателитни снимки и земемерни планове, за да покаже, че процента на превръщане на горите в обработваеми земи в Амазония е свързан със световните цени на соята – колкото повисока е цената на соята, толкова повече тропически гори са отсечени. И няма съмнение, че търсенето на биоетанол вдига цените, понеже акри със соя биват превърнати в житни култури за американски биоетанол.

Междувременно Тим Сърчингер и изследователи от университета „Пардю”, САЩ, използват глобален агро-икономически модел за изследване как широкомащабното отглеждане на царевица и стрелковидна трева за биоетанол в САЩ, може да измести производството на хранителни земеделски култури в други райони на света, където горите и пасищата се превръщат в обработваеми земи, за да се запълни разликата в хранителната система.

По техни изчисления емисиите на парникови газове, свързани с биоетанола, ще бъдат по-високи от тези, свързани с използването на изкопаеми горива, за 50 или повече години. Това се дължи на факта, че пасищата и горите играят ролята на резервоари за CO₂. Превръщането им в обработваеми земи, подходящи за производството на биогорива, ще унищожи тяхната функция на резервоар. Ще отнеме десетилетия, за да могат ползите да надделеят над негативите.

По-трудно е да се измери въздействието върху биологичното разнообразие и природните ресурси като водата. Повишеното производство на царевица в средните западни щати в САЩ, например, заплашва морския живот в Мексиканския залив, където мъртвите зони надвишават 20 000 кв. км поради високия прилив на хранителни вещества от Мисисипи. Според скорошно изследване изпълнението на целите за 2022 г., заложени в американския енергиен проектозакон, ще увеличи азотното съдържание в Мисисипи с 10–34%.

Моделиране на бъдещето

През 2006 г. проучване на ЕАОС показа, че 15% от прогнозното търсене на енергия в Европа през 2030 г. може да бъде посрещнато с биоенергия, генерирана от селскостопански, горски и отпадъчни продукти, като се използват единствено европейски ресурси. За тази оценка се говори като за „биомасния потенциал” на Европа. Проучването налага редица условия за опазване на биологичното разнообразие и свеждането до минимум на отпадъците, за да се гарантира, че „биомасният потенциал” не вреди на околната среда.

След това през 2008 г. ЕАОС използва модела Green-X_ENVIRONMENT, първоначално създаден за изучаването на пазарите на електричество от възобновяеми източници, за анализ на начина на използването на този съвместим с околната среда „биомасен потенциал” по икономически най-ефективен начин от екологична гледна точка.

Според проучването найикономически ефективният начин на използване на „моделирания” биомасен потенциал би бил осигуряване на 18% от топлинната енергия на Европа, 12,5% от електричеството и 5,4% от транспортното гориво от биомаса до 2030 г.

С намаляването на използването на изкопаеми горива във всичките три сектора, може да се намалят с 394 милиона тона емисиите на въглеродния двуокис до 2020 г. Могат да се постигнат още по-големи намаления, ако се прилагат политики за приоритетно използване на технология за комбинирано производство на електрическа и топлинна енергия. Тя използва топлината, която е вторичен продукт на производството на енергия.

Разбира се, има разходи. Увеличаването на използването на биоенергия е с около 20% по-скъпо от подобен модел конвенционална енергетика до 2030 г. В крайна сметка потребителите ще платят тази цена.

Промените от началото на тази работа, по-специално повишенията в световните цени на хранителните продукти, сочат, че оценките на „биомасния потенциал” са завишени: вероятно по-малко земя ще бъде на разположение в Европа за отглеждането на култури за биоенергия. Също така високите цени на петрола могат да повлияят негативно върху резултатите.

Въпреки това усилията все още изпращат ясно послание: по отношение на разходите и смекчаването на последиците от измененията на климата ще бъде по-добре да се определи като приоритет биоенергетиката за генерирането на електричество и топлинна енергия чрез комбинирани централи, а не транспортните горива.

Поглед към бъдещето

За да се избегнат гореописаните негативни въздействия от преминаването към биоенергия, имаме нужда от силни политики на международно равнище за предотвратяване на промените в земеползването, които в търсене на биоенергия допринасят за екологичните проблеми. Ясно е, че предизвикателството е глобално и имаме нужда от глобален дебат за това как да спрем загубата на биологичното разнообразие и в същото време да се справим с изменението на климата, като отчитаме същевременно глобалната нужда от повишаване производството на храни и страховитото покачване на цените на петрола.

Изследователите на ЕАОС смятат, че Европа трябва активно да се опитва да генерира възможно най-много местна биоенергия, като поддържа баланса между производството на храни, горива и фибри и без да прави компромис с екосистемните услуги. Трябва да сменим биогоривата и да започнем сериозна развойно-изследователска дейност за авангардни биогорива (вж. полето). И нека го направим по начин, който взима предвид всички въздействия върху околната среда, включително и последствията върху почвата, водите и биологичното разнообразие както и емисиите на парникови газове. По този начин ЕС може да бъде водещ в изграждането на истински устойчив биоенергиен сектор.

Обещание на бъдещото поколение

Второто поколение производство на биогорива може да използва редица нехранителни суровини за преработване. Те включват биомаса от отпадъци, дървесина, стебла на пшеница и царевица и специални култури за производство на енергия и биомаса като Miscanthus.

Второто поколение биогорива може да доведе до по-устойчиво намаляване на емисиите на парникови газове и може да намали други вредни ефекти като използването на торове, но вероятно няма да бъдат достъпни навреме, за да дадат своя принос за изпълнението на целта от 10% за транспортните биогорива до 2020 г. Нужни са много повече изследвания върху тези производствени процеси и тяхното въздействие и възможностите, които предлагат. Освен това конкуренцията за земята и водата между култури, предназначени за енергетиката, и тези за храна вероятно ще продължи.

Справки

Donner, S. D. and Kucharik, C. J., 2008. Corn-based ethanol production compromises goal of reducing nitrogen expert by the Mississippi river. Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 105: 4 513–4 518. (Donner, S. D. and Kucharik, C. J., 2008. Производството на етанол въз основа на царевица прави компромис с намаляването на азота край река Мисисипи. Протокол на Националната академия на науките, том 105: 4 513-4 518.)

EEA, 2006. How much bioenergy can Europe produce without harming the environment. EEA Report No 7/2006. (ЕАОС, 2006 г. Колко биоенергия може да произведе Европа без да навреди на околната среда. ЕАОС Доклад No 7/2006.)

EurObserver. Барометър на биогоривата: http:// www. energies-renouvelables.org/observ-er/ stat_baro/ observ/baro185.pdf

OECD, 2008. Economic assessment of biofuel support policies. Organisation for Economic Development and Cooperation, Paris. (ОИСР, 2008 г. Икономическа оценка на политиката за подпомагане на биогоривата. Организация за икономическо развитие и сътрудничество, Париж.)

(¹) Възобновяемата енергия включва енергията, получавана от вятъра, морето, слънцето, водноелектрически централи и др.

(²) Терминът биогориво може да бъде използван и за всички горива (в твърдо, течно и газообразно състояние), които с каквато и да е цел са извлечени от биомаса. Въпреки това в контекста на настоящия анализ става въпрос по-специално за транспортните горива.