درک زیرساخت های انرژی زیستی بزرگ-Scale

زیرساخت های انرژی زیستی در مقیاس بزرگ به امکاناتی اشاره می کند که خوراک ارگانیک را تبدیل می کند (مانند بقایای کشاورزی، محصولات جانبی جنگل، محصولات انرژی هدف و زباله های آلی شهری – به برق، گرما یا سوخت حمل و نقل مایع در مقیاس تجاری، این تاسیسات از نیروگاه های برق زیستی تولید ده ها مگاوات به توسعه سلول های پیشرفته زیستی یا سوخت های انرژی تجدید پذیر، با توجه به طور مداوم انرژی کل افزایش یافته است.

مقیاس این پروژه ها چالش های منحصر به فرد را معرفی می کند.یک نیروگاه برق زیست توده ای ممکن است صدها هزار تن از خوراک را سالانه مصرف کند و نیاز به زنجیره های عرضه گسترده ای دارد که جنگل ها، مزارع و شبکه های حمل و نقل را به طور مشابه، تاسیسات سوخت زیستی بزرگ وابسته به دستگاه های گسترده ای از زمین های کشاورزی یا سیستم های جمع آوری زباله بدون نظارت دقیق زیست محیطی، مزایای جایگزینی سوخت های فسیلی می تواند تحت تاثیر عواقب ناخواسته زیست محیطی قرار گیرد.

مزایای زیست محیطی انرژی زیستی

هنگامی که به طور پایدار مدیریت می شود، انرژی زیستی در مقیاس بزرگ مزایای زیست محیطی متعددی نسبت به سوخت های فسیلی ارائه می دهد.

کاهش گازهای گلخانه ای

تجزیه و تحلیل چرخه زندگی نشان می دهد که زیست توده های پایدار می توانند کاهش گازهای گلخانه ای خالص را ارائه دهند (در مقایسه با زغال سنگ یا گاز طبیعی، اگر تغییرات استفاده از زمین محدود است، به عنوان مثال، با استفاده از بقایای جنگلداری یا زباله های کشاورزی که در غیر این صورت هوازی تجزیه می شود جلوگیری از انتشار متان و توزیع سوخت های کربن بالاتر.

هدر دادن Valorization

زیرساخت های انرژی زیستی می تواند جریان های زباله آلی را تغییر دهد – مانند زباله های غذایی، کود حیوانات و دیده شدن – به انرژی مفید، منحرف کردن مواد از زباله های زمینی و کاهش انتشار متان، یک گاز گلخانه ای قوی است.

امنیت انرژی و ثبات شبکه

برخلاف انرژی خورشیدی و بادی متناوب، گیاهان انرژی زیستی می توانند بر اساس تقاضا عمل کنند، و برق تجدید پذیر را فراهم می کنند، این ثبات از ادغام شبکه های انرژی های تجدید پذیر متغیر حمایت می کند و وابستگی به سوخت های فسیلی وارداتی را کاهش می دهد، به ویژه کسانی که بخش های کشاورزی و جنگلداری فراوان دارند، انرژی زیستی را به عنوان راهی برای افزایش استقلال انرژی داخلی می بینند.

چالش های زیست محیطی و نگرانی ها

وعده انرژی زیستی با خطرات زیست محیطی قابل توجه، به ویژه هنگامی که در مقیاس بزرگ بدون حفاظت دقیق اجرا می شود، تنظیم می شود.

تغییر استفاده از زمین و پیش بینی ایستگاه

گسترش تولید خوراک برای انرژی زیستی با تغییرات مستقیم و غیرمستقیم زمین مرتبط است.[۱] تبدیل مستقیم جنگل ها، علفزارها یا گلابی به گیاهان تولید کننده انرژی، سهام کربن بزرگ را آزاد می کند و زیستگاه ها را از بین می برد.۱-۱-۲-۲-۲-۱-۲-۱-۲-۲-۳-۱-۲-۱-۲-۱-۲- تولید طبیعی که نیاز به بازپرداخت زمین های زیستی دارد، کشاورزی به اکوسیستم های با کربن بالا.

کاهش منابع آب و آلودگی

کشت فشرده محصولات زیستی انرژی، به ویژه انواع آب مانند نیشکر یا اکالیپتوس، می تواند منابع آب محلی را تحت فشار قرار دهد.علاوه، کود و آفت کش که از گیاهان تولید کننده انرژی فرار می کنند ممکن است باعث ایجاد تغییرات در بدن های آب نزدیک شود.

از دست دادن تنوع زیستی

گیاهان مونو پروری برای انرژی زیستی زیستگاه ضعیفی نسبت به اکوسیستم های بومی فراهم می کنند.بخش مناظر و کاهش غنی بودن گونه ها عواقب مستند هستند، به ویژه در مناطق گرمسیری که تنوع زیستی در آن بالاترین است.حتی تغذیه نسل دوم، مانند علفزار های سریع رشد یا درختان، می تواند شبکه های زیست محیطی را مختل کند زمانی که در مناطق بزرگ کاشته شده است.

بحث غذا در مقابل سوخت

استفاده از زمین های کشاورزی اولیه برای محصولات انرژی، سوالات اخلاقی و عملی در مورد امنیت غذایی را مطرح می کند، در حالی که سوخت های زیستی پیشرفته از ذخایر غیر غذایی با هدف جلوگیری از این درگیری، رقابت برای زمین های زراعی همچنان ادامه دارد.افزایش قیمت کالاها در طول رونق سوخت های زیستی از نظر تاریخی به نوسانات قیمت مواد غذایی کمک کرده اند، که بر جمعیت های آسیب پذیر تأثیر می گذارد.

فرضیه های بی طرف کربن در Scrutiny

بیوماها اغلب کربن خنثی می شوند زیرا گیاهان CO2 را در طول رشد جذب می کنند، با این حال، زمان تاخیر بین احتراق و رشد مجدد مسائل است.در بسیاری از موارد، انرژی زیستی CO2 بیشتری را در هر واحد انرژی نسبت به زغال سنگ در احتراق جذب می کند؛ "دوره پرداخت" برای رشد مجدد می تواند چندین دهه برطرف شود.اگر جنگل ها برای بیو توده ها پاک شده باشند، انتشار گازهای گلخانه ای ممکن است مزایای اقلیمی را در نزدیکی پنجره های کاهش بحرانی به وجود آورد.

ارزیابی اثرات محیطی جامع

برای جدا کردن انرژی زیستی واقعی از پروژه های مضر، یک چارچوب ارزیابی سیستماتیک و چند جرمه تریا ضروری است. اجزای زیر باید به هر بررسی زیست محیطی یکپارچه باشند.

ارزیابی چرخه زندگی (LCA)

LCA به بررسی انتشار و مصرف منابع در تمام مراحل: تولید خوراک، برداشت، حمل و نقل، تبدیل و استفاده از انرژی نهایی، از جمله انتشار گازهای گلخانه ای، ورودی های کود و نشت متان یک تصویر واقع بینانه را تضمین می کند. آزمایشگاه انرژی تجدید پذیر ملی مدل های به طور گسترده ای برای بیو توده های LCA تجزیه و تحلیل می کند.

تحلیل تغییرات استفاده شده در زمین

ارزیابی کنندگان باید هر دو تغییر مستقیم و غیرمستقیم استفاده از زمین را تحمل کنند. تصاویر ماهواره ای و مخترعان کربن کمک می کنند تا تاثیر آب و هوا تبدیل یک بسته خاص را تخمین بزنند. مدل هایی که برای پویایی بازار جهانی می توانند اثرات غیرمستقیم داشته باشند.

ارزیابی آب

اندازه گیری کل حجم آب شیرین مصرف شده (آب آبی) و آب باران استفاده شده (آب سبز) در هر واحد انرژی تولید شده خطرات استرس آب را نشان می دهد، به عنوان مثال، سوخت های زیستی نسل اول از ذرت آبیاری شده دارای یک رد پای آب بسیار بالاتر از نسل دوم از جنگل های بارانی است.

تنوع زیستی و خدمات اکوسیستم

ارزیابی های تاثیر تنوع زیستی باید فراتر از گونه ها برای ارزیابی تنوع عملکردی، اتصال زیستگاه و خدمات اکوسیستم مانند گرده و سلامت خاک باشد.[۱۰] مناطق بافر، کشت و نگهداری لکه های گیاهی طبیعی می تواند اثرات منفی را کاهش دهد.

عوامل اقتصادی

عدالت زیست محیطی و رفاه جامعه از پایداری زیست محیطی جدا می شود.ارزیابی ها باید ارزیابی کنند که چگونه پروژه های انرژی زیستی بر حقوق محلی، دسترسی به مواد غذایی، اشتغال و سلامت تاثیر می گذارد.

استراتژی های انرژی زیستی پایدار

علی رغم چالش ها، مسیرهای روشنی برای ساخت زیرساخت های بزرگ انرژی زیستی وجود دارد که به صورت زیست محیطی به وجود می آیند.

قبلی دفع زباله و دستور

فوری ترین راه برای کاهش اثرات منفی استفاده از مواد غذایی است که به زمین اختصاصی نیاز ندارد: بقایای کشاورزی ( اجاق گاز، گندم)، بقایای جنگل (ساده، زباله های آسیاب)، زباله های چوب شهری و زباله های شهری ارگانیک شهری خطر کاهش مصرف زمین و اغلب مزایای اضافی، مانند کاهش خطرات آتش سوزی در جنگل ها یا انتشار گازهای گلخانه ای از زباله های زمین.

Advancing II- و نسل سوم Feedstock

زمین های حاشیه ای و محصولات غیر غذایی مانند علف های چند ساله (میکانتوس، علف سوئیچ) یا جلبک، ارائه بازده بالاتر با تقاضای ورودی پایین تر در مزارع خوب است.برای مثال، می تواند در زمین های غیر قابل تحمل با استفاده از Saline یا تحقیقات فاضلاب به محصولات انرژی کم اثر به بهبود پایداری ادامه دهد.

ادغام سیستم های Agroforestry و Multi Purpose Systems

سیلووفتور، کاشت و سایر سیستم های یکپارچه تولید محصول انرژی را با غذا، فیبر یا دام ترکیب می کنند، افزایش بهره وری و تنوع زیستی درختان انرژی زیستی در امتداد لبه های زمینه یا تداخل با گونه های تثبیت نیتروژن می تواند سلامت خاک و کاهش نیازهای کود را بهبود بخشد.

پیاده سازی چارچوب های تنظیم مقررات قوی

دولت ها باید معیارهای پایداری پوشش آستانه های گازهای گلخانه ای، محدودیت های استفاده از زمین، محدودیت های استفاده از آب و حفاظت از تنوع زیستی را اعمال کنند - مانند کسانی که از Roundtable در بیو مادی پایدار - کمک به تأیید قیمت گذاری کربن است که منعکس کننده هزینه های چرخه عمر کامل در مسیرهای پاک کننده است.

سرمایه گذاری در تکنولوژی های پیشرفته تبدیل

گاز سازی، pyrolysis و هضم هوازی می توانند خوراک های با ارزش کم متنوع را به چندین محصول انرژی با کارایی بالاتر تبدیل کنند. حرارت و قدرت ترکیبی (CHP) بهره وری سیستم را به حداکثر می رساند، اغلب بیش از 80٪، در حالی که پروژه های BECCS می توانند به انتشار گازهای منفی در هنگام جفت شدن با ذخیره سازی کربن دست یابند.

نتیجه گیری

زیرساخت های انرژی زیستی در مقیاس بزرگ، فرصت های قابل توجه و خطرات زیست محیطی عمیق را ارائه می دهد، هنگامی که با تفکر دقیق چرخه عمر، اولویت برای خوراک زباله، و نظارت نظارتی قوی تنظیم کننده، انرژی زیستی می تواند نقش سازنده ای در یک نمونه کارها انرژی تجدید پذیر متنوع ایفا کند - در مقابل، پروژه های برنامه ریزی ضعیف که به مخازن زمین، تک فرهنگ ها، و یا ریسک تبدیل ناکارآمد متکی هستند که مشکلات بسیار دقیق را حل می کنند - به طور واقعی می توانند با استفاده از پایداری زیست محیطی، و کنترل دقیق تر، و دقیق تر، از طریق کنترل دقیق تر، از طریق مدیریت دقیق تر، و دقیق تر، به طور مداوم انرژی، به طور مداوم، به طور مداوم، اطمینان از طریق کنترل دقیق تر، به طور مداوم، و دقیق تر، به طور مداوم، کمک کنند.