انتقال انرژی جهانی نیاز به یک نمونه کارها متنوع از منابع تجدید پذیر دارد و زیست توده های جنگل به رسمیت شناختن به عنوان یک مشارکت چند منظوره و فراوان است.درived از مواد آلی در اکوسیستم های جنگل، زیست توده ها یک مسیر برای کاهش حرارت، تولید برق و حمل و نقل را ارائه می دهد. پتانسیل آن در تجدید پذیری و توانایی برای ارائه قدرت پایه، بر خلاف منابع متناوب تر مانند باد و یکپارچگی خورشیدی، نیاز به این ساختار دقیق و فن آوری های تبدیل انرژی، نیاز دارد.

بیوماهای جنگل چیست؟

زیست توده های جنگل شامل تمام مواد آلی منشأ از درختان و گیاهان چوب در اکوسیستم های جنگل است، این شامل گرد و غبار، شاخه ها، بالاها، و برگ های باقی مانده پس از برداشت تجاری، و همچنین محصولات انرژی اختصاص داده شده در جنگل های تخریب شده یا غیر معمول جنگل، نه همه زیست توده ها برابر است؛ محتوای انرژی، رطوبت، و ترکیب خاکستر با گونه ها و بخش از جنگل های پایدار، پاکسازی لوله کشی و یا لوله کشی، پاک کردن جنگل های حیاتی است:

تکنولوژی های تبدیل

تبدیل زیست توده های جنگل به انرژی مفید شامل چندین فن آوری به خوبی تثبیت شده و در حال ظهور، هر کدام برای استفاده های مختلف و مقیاس مناسب است.

مستقیم احتراق

رایج ترین روش، احتراق مستقیم، بیوmass را در دیگ بخار می سوزاند تا بخار تولید کند که توربین ها را برای برق یا گرما برای فرآیندهای صنعتی هدایت می کند. مدرن برس های خیس شده با بهره وری بالا و انتشار گازهای گلخانه ای با مخلوط کردن ذرات سوخت با شن و ماسه یا مواد تخت مخلوط زیستی با زغال سنگ در نیروگاه های برق موجود، کاهش انتشار گازهای گلخانه ای بدون سرمایه گذاری عمده.

گاز زایی

گاز سازی زیستی را به یک syngas قابل احتراق تبدیل می کند (ترکیبی از هیدروژن، مونوکسید کربن و متان) با حرارت آن در یک محیط کم اکسیژن، syngas می تواند برای گرما و قدرت سوزانده شود یا به سوخت های زیستی پیشرفته مانند دیزل و سوخت یکپارچه گاز متصل شود.

پیرلیز

هیدروژل به طور حرارتی زیستی توده ها را در غیاب اکسیژن برای تولید بیو-نفت، بیوکار و گازهای غیر قابل بازیافت تجزیه می کند. Bio-oil می تواند جایگزین روغن سوخت سنگین در دیگ بخار شود، در حالی که بیوکارفترها کربن را تخلیه می کنند و سلامت خاک را بهبود می بخشد، هنگامی که به زمین کشاورزی اضافه می شود. Fast pyrolysis تا 75٪ از وزن بیو-کربن با وزن، آن را به یک مسیر تولید غیر متمرکز وعده می دهد.

هضم آناروبیک و فرم

در حالی که شایع تر برای مواد غذایی مرطوب مانند Manure است، زیست توده های جنگل می توانند از قبل درمان و تخمیر شوند تا اتانول یا متان تولید کنند. Lignocellulosic اتانول، مشتق شده از اجزای ساختاری چوب، جلوگیری از رقابت با محصولات غذایی و ارائه گازهای گلخانه ای پایین تر از ذرت است.

مزایای زیست محیطی و آب و هوا

زیست توده های جنگل، هنگامی که منبع و مدیریت مسئولانه، می توانند از کاهش آب و هوا و خدمات اکوسیستم حمایت کنند. استدلال بی طرفی کربن در چرخه کربن بیووژنیک باقی می ماند: دی اکسید کربن آزاد شده در طول احتراق با درختان در حال رشد دوباره در طول یک دوره چرخش از مطالعات نشان می دهد که استفاده از بقایای و زباله های چوب برای بیووژنیک تولید گازهای خالص پایین تر از اجازه دادن آنها در کف جنگل، جایی که آنها انتشار متان.

فراتر از کربن، انرژی زیست توده ها وابستگی به سوخت های فسیلی را کاهش می دهد و امنیت انرژی را افزایش می دهد.برای جوامع روستایی، منبع برق محلی و قابل ارسال را فراهم می کند که از ثبات شبکه حمایت می کند.استفاده از نازک شدن و درمان های کاهش سوخت خطر همچنین می تواند خطر آتش سوزی های فاجعه بار را با حذف مواد چوب اضافی از جنگل های بیش از حد کاهش دهد.

چالش ها و خطرات

پایداری زیست توده های جنگل به مدیریت دقیق چرخه عمر بستگی دارد و باید به چندین خطر رسیدگی شود.

از دست دادن و از دست دادن هابتا

بیش از حد برای زیست توده ها می تواند اکوسیستم ها را کاهش دهد، تنوع زیستی و زیستگاه های حیات وحش را کاهش دهد. برداشت کامل درخت مواد مغذی را از سایت حذف می کند، به طور بالقوه محدود کردن طرح های صدور گواهینامه طولانی مدت مانند شورای جنگل استیت کشتی (FSC) و برنامه برای پایان دادن به صدور گواهینامه جنگل (PEFC) نیاز به حفظ چوب های ضخیم و زیست محیطی برای حمایت از تنوع زیستی دارد.

کیفیت هوا و حذف

احتراق بیوماها ذرات را آزاد می کند، اکسید نیتروژن و ترکیبات آلی ناپایدار.سیستم های تصفیه مدرن می توانند انتشار گازهای گلخانه ای را به شدت کاهش دهند، اما سوختگی های کم عمق و کنترل نشده همچنان یک نگرانی است. تجزیه و تحلیل چرخه عمر باید برای حمل و نقل و پردازش انتشار گازهای گلخانه ای باشد که می تواند سود کربن را از بین ببرد اگر زیست توده ها مسافت های طولانی را طی کنند.

دوره پرداخت کربن

برداشت های اختصاصی از کل درختان برای انرژی می تواند یک بدهی (FLT:0) کربن ایجاد کند ، که در آن انتشار گازهای گلخانه ای از سوخت های فسیلی برای سال ها تا دهه ها تجاوز می کند تا رشد مجدد موجب جذب کربن شود، سیاست های برداشت کربن باید ذخیره و چوب کم درجه بیش از کل درختان را اولویت بندی کنند و اطمینان حاصل کنند که زمان بازپرداخت با اهداف آب و هوا هماهنگ شود.

استفاده از رقابت

گسترش تولید بیوmass می تواند با محصولات غذایی، حفاظت از جنگل و ذخیره سازی کربن در جنگل های ایستاده رقابت کند.برنامه ریزی چشم انداز یکپارچه برای اختصاص زمین برای اهداف متعدد، از جمله تنوع زیستی، حفاظت از آب و تفریح ضروری است.

سیاست و چارچوب های تنظیم کننده

حکومت موثر برای بهره برداری از مزایای زیست توده های جنگل در حالی که کاهش خطرات است. دستورالعمل انرژی تجدید پذیر اتحادیه اروپا (RED III) معیارهای پایداری برای زیست توده های جنگل را تعیین می کند، از جمله حفاظت از تغییرات زمین، صرفه جویی در انتشار گازهای گلخانه ای، و اصول استفاده از مواد که اولویت بندی محصولات چوب با ارزش بالاتر قبل از بازیابی انرژی، به طور مشابه، آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده اصلاح شده است، صدور گواهینامه کامل کربن، اما خواستار شناسایی کربن است.

مکانیسم های بازار مانند قیمت گذاری کربن، استانداردهای سبد سرمایه گذاری تجدید پذیر و گواهینامه های انرژی سبز می توانند از زیست توده های کارآمد استفاده کنند.حمایت از تحقیقات و توسعه در فن آوری های تبدیل پیشرفته، همراه با کمک فنی برای صاحبان زمین های جنگل، کمک می کند تا زنجیره های تامین پایدار را مقیاس دهند.

آینده چشم انداز و نوآوری

پیشرفت های فناوری وعده می دهد تا قابلیت زیست محیطی و عملکرد زیست توده های جنگل را افزایش دهد. بیوتکنولوژی یکپارچه که محصولات متعدد تولید می کند - گرما، قدرت، سوخت های زیستی و بیوشیمیایی - بازده اقتصادی را بهبود می بخشد و زباله ها را کاهش می دهد. کربن جذب و ذخیره سازی (BECCS) اعمال شده برای احتراق زیست توده ها یا گاز می تواند انتشار منفی، یک ابزار حیاتی برای اهداف ملاقات پاریس را انجام دهد.

ابزارهای دیجیتال مانند سنجش از راه دور، یادگیری ماشین و سیستم های اطلاعات جغرافیایی اجازه می دهند تا نقشه برداری دقیق از بیاساس در دسترس بودن و سطوح برداشت پایدار، استخراج سنگ و فن آوری های انعطاف پذیر افزایش چگالی انرژی و حمل و نقل طولانی مدت بدون هزینه بیش از حد.در بخش حمل و نقل، سوخت های قطره چوب مبتنی بر چوب تحت گواهینامه برای حمل و نقل تجاری، ارائه یک راه حل مقیاس پذیر برای بخش های سخت انتخاب.

ابتکارات همکاری مانند برنامه همکاری بین المللی انرژی و فناوری انرژی و ] مواد غذایی و کشاورزی انرژی جنگل سازمان [ برنامه ارائه داده ها، بهترین شیوه ها و راهنمایی های سیاست گذاری در موسسات مانند تغییرات آب و هوا [ مجله ادامه به اصلاح مدل های چرخه عمر، کمک به قانونگذاران طراحی قوانین که کاهش واقعی را پاداش می دهد.

زیست توده های جنگل یک گلوله نقره نیست، بلکه یک جزء استراتژیک از یک سیستم انرژی تجدید پذیر متنوع است که در هنگام جفت شدن با حکومت قوی، نوآوری تکنولوژیکی و نظارت اکوسیستم، می تواند قدرت پایه، حمایت از اقتصادهای روستایی و کمک به کاهش عمیق کربن، مسیر به جلو نیاز به ارزیابی دقیق علمی، زنجیره های شفاف و مدیریت سازگار است که پاسخ به رشد دانش زیست محیطی و آب و هوا.