Kronik: Bioenergianalyser er faret vild i skoven
Den seneste tid er der præsenteret mange analyser, indlæg og memoranda fra bl.a. Concito og Jørgen Henningsen omkring anvendelsen af biomasse til energi. Bioenergi fra især træ er den største alternative energikilde, men også den mest komplicerede at forholde sig til. Biomasseanvendelse hænger sammen med både energi, klima, fødevareproduktion og miljø.
Analyserne har fokuseret på biomassens kulstofgæld og dens tilbagebetalingstid som en målestok for de umiddelbare klimaeffekter. Princippet er, at alle udledninger af kulstof fra produktion, materialer og økosystemer skal udlignes, før effekten på klimaet er positiv.
Klodens kulstof bevæger sig i mange cyklusser, og to er interessante i denne sammenhæng. Vi kunne kalde dem den hurtige og langsomme cyklus. Biomasse indgår i den hurtige cyklus med en omløbstid fra dage til århundreder. Kulstof fra fossile kilder bevæger sig i den langsomme cyklus med en omløbstid på millioner af år.
Planternes biomasse udgør størstedelen af den hurtige kulstofcyklus. De optager og udleder hvert år ca. 120 mia. ton kulstof fra og til atmosfæren, svarende til ca. en sjettedel af atmosfærens kulstof. Det er derfor store mængder af kulstof, der kan påvirkes positivt eller negativt i den hurtige cyklus ved den måde, hvorpå vi driver skov og landbrug.
Alternativet til ikke at bruge biomasse fra en dyrket skov er at lade skoven stå urørt. Det vil i en periode oplagre mere kulstof i biomassen. Men der er grænser for, hvor meget kulstof økosystemet kan akkumulere. På et tidspunkt svarer optaget til den naturlige nedbrydning. Kulstoffet i økosystemerne vil altid blive omsat og frigivet, men de er grundlæggende i balance - og altså CO2-neutrale.
Et studie i Nature Climate Change peger på, at Europas skove har nået grænsen for, hvor meget kulstof de kan akkumulere. Der vil derfor over de næste årtier ske en stigende frigivelse af kulstof fra skovene som følge af naturlige forstyrrelser som storme, skadedyr, svampe, brand m.m. Dyrkes skoven, holder man den i et relativt ungt udviklingstrin, hvor den er mest produktiv og optager mest kulstof. Dyrkede skove er mere effektive til at binde CO2.
Begrebet kulstofgæld ved bioenergi fra skove er derfor kun relevant, hvor udnyttelsen af biomasse ødelægger økosystemets evne til at binde kulstof. Eksempler er skovrydning til fordel for oliepalmer eller dyrkning af soja. Ved stabil skovdrift giver det ikke mening at bruge kulstofgæld som styringsredskab. Vi kan skubbe økosystemers kulstofcyklus nogle årtier frem eller tilbage, men i en klimasammenhæng har dette lille eller ingen betydning.
En række studier i bl.a. Nature beskriver, at det er den samlede udledning af CO2 siden 1750, der har betydning for global opvarmning og ikke udsving i en kortere årrække. Reduktion af de samlede udledninger sker kun ved at få sat en ‘prop’ i den langsomme fossile kulstofcyklus.
Derfor er de først nævnte analyser behæftet med den grundlæggende fejl, at de ikke forstår eller inddrager økosystemernes grundlæggende kulstofcyklus i en korrekt tidshorisont, hvorfor kulstofgæld tillægges alt for stor vægt, når træ anvendes til bioenergi. Det har desværre givet anledning til en del fejlslutninger.
Bioenergi er som alle andre vedvarende energikilder ikke CO2-neutralt. Fossil energi er det selvfølgelig slet ikke. Vedvarende energiformer har forskellige kulstof-tilbagebetalingstider, afhængig af hvordan de anvendes, men de kan betales tilbage. Kulstofgælden fra den fossile energi kan reelt aldrig tilbagebetales.
Fokuseres der for ensidigt på kulstofgæld i omlægningen af energisystemet, favoriseres kort tids reduktion af indholdet af kulstof i atmosfæren frem for permanent reduktion på den lidt længere tidshorisont. I så fald kommer vi aldrig væk fra fossil energi, og det er i det perspektiv, at vi skal udvikle et nyt energisystem.
...at få noget seriøst at linke til, når denne debat kommer op igen og igen.
Hidtil har jeg henvist til hvad jeg lærte i folkeskolen, men i dag skal der desværre professortitler til, før dette, i sin grundvold for mig ret simple, kan blive taget seriøst.
God kronik. Tak for den !
Rart at få sat disse ret indlysende forhold på plads af folk med titlerne i orden. Og foruroligende at en tænketank som Concitos, ikke har styr på disse grundlæggende forhold.
At den hellige gral bliver godt forsvaret.
Jeg er nu stadig lidt bekymret for nødvendig kunstgødning,fjernelse af næringsstoffer og insekters mad når vor energi skal komme fra skoven.
Med så få kommentarer her, på et emne der ellers bliver diskuteret så meget, tillader jeg mig at konkluderer, at i har udtrykt jer ret klart og utvetydigt.
Det synes jeg nu i har gjort mange gange før, bl.a. med denne film:
http://www.trae.dk/index.asp?page=/Dokumen...
Det er lidt trist, at der skal titler til, før almindelige mennesker tør tro på deres børnelærdom - og ikke mindst, at der er så mange tilsvarende titler, som stædigt påstår det modsatte, stik imod al sund fornuft.
Det skal den da heller ikke.
Skoven er ikke "løsningen", men bestemt en del af den.
Årrhh - hvorfor søger alle efter svaret på alting i kun en ting, i stedet for at se på helheden ?
@ Lars
Vi glemmer alle at se på helheden, når vi føler os smigret, men du plejer nu, at være mere skarp.
De fire forfattere taler om den langsomme og den hurtige omsætning af kulstoffet.
Den langsomme er det fossile kredsløb!
Hvorfra kommer det kul som har skabt olie, kul og gas.
Fortællingen lyder, at det er levende organismer, planter og dyr der er blevet forkullet under det store tryk som aflejringer og pladebevægelser har begravet skove og tørvelag samt begravet havbunde hvor store lag af microorganismer der er døde og har nået havbunden uden at blive omsat.
Så i virkeligheden er den ubalance vi ser kun et resultat af at vi anvender for meget kul for hurtigt og at hvis vi forbrugte det langsommere ville kunne se micro organismerne i havet omdanne den CO2 vi udledte til CaCO3 (kalk) i deres skaller og skeletter.
Når man ser de mængder kul olie og gas der kan hentes fra miner og boringer, så må der på et givet tidspunkt have været enorme mængder "frit" kul tilstede på jordens overflade, da store mængder kalk jo er organisk dannet ved kalkskalsaflejringer(faxe kalk).
Da CO2 opløst i vand bliver til kulsyren H2CO3 og calcium er et almindeligt forkommende metal, er havenes muligheder for at optage CO2 og omdanne det til kalk afhængig af CO2´s partialtryk i atmosfæren.
Men det man så fokuserer på, er at denne forsuring kan skade koraller og skaldyr og ikke at en mængde CO2 ved samme lejlighed bliver omdannet til kalk
- enig, men det "givne tidspunkt" var en periode på millioner af år. Den tid bruger på at fyre det af er væsentlig kortere.
Der er tiden til forskel, og det er også det der er tilfældet i debatten om skovdrift.
Grundlæggende er vi nok enige i nogen ting Bjarke.
Jeg vil gætte på, at hvis vi forbrugte olie i den takt det bliver "produceret", så kunne vi måske i bedste fald have en lampe hver til natbelysning. Det ville være bæredygtigt, vedvarende, økologisk og hvad man nu ellers kan hæfte på af moderne betegnelser. Det er det langsomme kredsløb, som vi i vores grådighed har voldtaget.
Problemet er, som jeg ser det, at nu går den dælme ikke længere, og det går slet ikke, hvis man forsøger at overføre dette misbrug til det hurtige kredsløb.
Kronikforfatterne forsøger - hatten af for det - at skabe klarhed i denne lidt for forplumrede debat. Men det generer mig så lidt, at de - efter min opfattelse - også selv bidrager lidt til forplumringen. Når de skriver:
"Bioenergi er som alle andre vedvarende energikilder ikke CO2-neutralt."
Det er forkert. Når vi har en fuld VE-forsyning, er vores energiforbrug CO2-neutralt. Javist skal der bruges stål til at lave vindmøller. Men når stålet laves med VE-el, så er der selvfølgelig ingen ko på isen her. I overgangstiden, som vi lever i nu, vil en del af energiforbruget til stålet selvfølgelig være fossilt med CO2-udledning til følge. Men hvad ville investeringerne være gået til, hvis ikke til vindmøller? Mon ikke dét også havde udløst et fossilt energiforbrug? Selvfølgelig ikke bare en til en. Men historien, om at VE-forsyning indebærer CO2-udledning, er grundlæggende forkert.
Det gælder også i en steady-state fremtid, når VE-forsyningen udgøres af biomasse. Hvad gør vi, når vi f.eks. rager i alt 300 EJ/år biomasse til os fra klodens samlede nettoprimærproduktion på 4000 EJ/år. Jo, vi tager 300 EJ 'brød' ud af munden på alverdens planteædende væsner, små som store. Men de har dog så 3700 EJ tilbage. CO2-neutralt er det, uanset om det er os eller bænkebidderne, der fortærer det.
Tallet 300 EJ er ikke tilfældigt valgt. 100 EJ er den mængde, der skal bruges til at brødføde ca. 10 mia. mennesker og deres husdyr, når den globale befolkning er stabiliseret og alle bliver kødædende nogenlunde på niveau med, hvad vi danskere er i dag. 200 EJ er skønsmæssigt den mængde biomasse, der vil blive behov for til den globale VE-forsyning i samspil på de fluktuerende VE-former såsom vindkraft, solenergi og bølgekraft (og med de ikke fluktuerende eller knap så fluktuerende såsom vandkraft og geotermi).
Det aktuelle årlige forbrug af biomasse som brændsel er vurderet til omkring 50 EJ.
Mvh Søren
@Søren,
Du har ret i at med fuld VE-forsyning, så er vedvarende energikilder CO2 neutrale. Men sålænge fossil energi udgør en stor del af vores energi, så er der altid et input af fossilt CO2. Diskussionen om vedvarende energikilders CO2 neutralitet har dog et skær af absurditet over sig, og får os reelt kun til at blive hængende fast i de fossile kilder i endnu længere tid.
Det som vi med den viden og teknologi vi har idag realistisk maksimalt kan anvende af biomasse -såfremt vi gør det "rigtigt" d.v.s bæredygtigt er i størrelsesordenen 150-200 EJ.
Det er rigtigt at der så vil være mindre til rådighed for den planteædende fauna. Men den type biomasse vi fjerner omsættes primært pulje af svampe og bakterier. Det er en meget stor pulje af biomasse og det er under 1% som fjernes heraf. Når det så er sagt så skal biodiversitet selvfølgelig tænkes ind hvordan biomassen produceres og høstes.
I forhold til fødevarer mener jeg det er forkert at sammenligne udbud og efterspørgsel i Joule. Ernæring er en hel masse mere end bare energi. Derudover går mere end halvdelen af Afrikas produktion til spilde som følge af lagerspild (skadedyr) og manglende infrastruktur. Og på globalt plan smider vi 1/3 af al mad ud. Den begrænsende faktor er effektiviteten hvormed vi anvender landbrugsarealet, og der ligger vi p.t på omkring 20% i forhold til det teoretisk mulige.
Den mest simple stofbalance man kan opstille er balancen IND = UD og hvis dette gjaldt for atmosfæren ville vi ikke have et klimaproblem forårsaget af CO2. Men der er også andre indlysende akademiske grunde til at analyserer kulstofs massebalance med den mere avancerede stofbalance
IND + PRODUCERET = UD + AKKUMULERET.
En grund er at søge en dybere og mere grundlægende forståelse af kulstofkredsløbet. Nu kan man med købmandsregning sætte tal på de enkelte led i stofbalancen. Men stofbalancen kan også udbygges til en matematisk model (måske en meget dynamisk model?) det kræver så at man opstiller en differensligning og lader x gå mod nul. Herefter (efter nogens tids regning) vil man stå med et differentialeligningssystem som udgør den matematiske model.
Og hvorfor dette besvær med differentialeligningssystemet, jo for at søge en dybere og mere grundlægende indsigt i kulstofkredsløbet. Med opstillingen af modellen følger selvfølgelig en systemafgrænsning denne kan være hele planeten jorden eller f.eks. Danmarks grænser.
Tror man på at bioenergi og biokulstof kan dække det fremtidige behov for energi og kulstof til produktion af varer kan man klare sig med den simple balance IND = UD.
Tror man ikke på dette bliver ledet AKKULUMERET i den mere avancerede stofbalance yderst interessant. Akkumuleret skal så forstås med en dybere og mere grundlæggende indsigt. Begrebet dækker f.eks. også over Roskilde domkirkes nye kobbertag som i løber af nogle år vil optage CO2 og blive irgrønt (et eksempel på kulstofs uorganiske stofkredsløb). Det dækker også skovens saprofytter som for svamperigets vedkomne binder kulstof i svampemycelium. Og som kronikørerne selvfølgelig selv er inde på er inde på, tidsligheden. Og hvilke mulighed man har for at akkumulere kulstof i træ og ved? Altså et egentligt kulstoflager.
En øgning af atmosfærens CO2 indhold p.g.a. omstilling til bioenergi vil sætte et fingeraftryk i havets organiske og uorganiske kulstofomsætning og det buffersystem som verdenshavene udgør er altså særligt pH følsomt over for de første dråber syre (og skaden er i høj grad sket).
I øvrigt er der en dårlig forståelse af kulstofomsætning i verdenshavene samt af det uorganiske kulstofkredsløb.
Venlig hilsen Peter Vind Hansen
at de herrer ,som uden skam bekender sig til/lever af VE ,er enige om ,hvor godt det er.
Hvordan kan vi ,som betaler cirkusset, hjælpe med at udbrede budskabet til resten af verden?
Den går da vist mest den anden vej lige nu.
Hvis CO2 er et problem skal biomasse kules ned iltfrit.
Hvorfor skal biomasse kules ned iltfrit, når vi i stedet kan bruge biomassen til at sikre, at den biomasse, der allerede nu er kulet ned iltfrit forbliver kulet ned??
Såvidt jeg forstår er der allerede for meget CO2.
Skal det væk er der to muligheder ,færre mennesker eller KK og nedkuling af alt den grønne vi kan finde.
Det danske syndsfrihedspjat gavner kun de lønnede frelste.
Dette sted er et ingeniørdiskussionsforum hvor stålfremstilling burde være rygmarvsviden.........man kan ikke lave stål uden at danne CO2 og slet ikke med VE energi........der skal bruges koks som kulleverandør til at fjerne ilten fra jernilten i malmene magnetit (Fe3O4) og hematit (Fe2O3), der så bliver til stål og CO2.
Man kan selvfølgeligt sagtens genanvende stål ved at smelte det om i VE elektroovne
mht til carbon cyclen, regnskabet ind - ud, eller ind + produceret - ud + akkumuleret, saa boer det medregnes, at forskellige carbon forbindelser, har forskellig indflydelse, paa atmosfaerens evne til, og paavirke photonerne paa vej ind, og drivhus effekten mht til varmen paa vej ud - med co2 som benchmark, der vejer 2 kg/nm3, saa har methan f.eks en 21 gange stoerre effekt, selv om ch4 kun vejer ca 0.65 kg/nm3. hvis biomasse, der ligger frit og raadner op i naturen, slipper methan direkte op i atmosfaeren, har det en stoerre effekt, end hvis den biomasse bliver samlet ind og faar lov og raadne op i en aneorob forgaerings beholder, hvor den metan derefter kan bruges i transport og kraft-varme energi sektoren, hvor det bliver forbundet med oxygen til co2.
carbon der bindes i biomassen igennem photosynthese, som du andetsteds naevner er paa ca 4.000 exajoule om aaret, eller i omegnen af 120-130 milliarder ton, er derfor ikke i ren balance imellem optag og udledning - det kommer an paa hvordan carbon frigoeres fra doed biomasse.
saa hvis vi 'snupper' bare 7-800 exajoule af den biomasse der bliver optaget og frigjort hvert aar, og lade den omsaette i aneorobe forgaerings beholdere i stedet for i den fri natur, har vi fanget nok ch4 eller naturgas til og forsyne hele verdens nuvaerende kraft-varme og transport behov.
derudover har vi lavet en 'displacement' af fossile braendstoffer, der ikke laengere bliver gravet frem af de underjordiske lagre og braendes af, og ydermere foretages en displacement af ch4, der ikke laengere ryger ud i atmosfaeren, fordi biomassen ikke laengere raadner ude i det fri.
som du selv naevner er der andre teknologier til kraft og varme, AD er mest velegnet til ch4 for energi storage og transport - dermed er der nok kun brug for 7-800 exajoule biomasse til ch4, igennem aneorob forgaerings process - omsaetningen i de systemer vi analyserer er ca 65%.
dvs 100 exajoule biomasse kan producere 65 exajoule ch4, efter AD teknologiens forbrug til og drive egne processer. disse 65 exajoule kan enten kan bruges i kraft - varme eller transport sektoren efter behov. verdens power demand ca; 150 ej, transport 500 ej, og varme ca 150 ej.
den mest effektive omsaetning opnaas naturligvis ved og opbygge et netvaerk af decentrale kraft varme vaerker, enten direkte forbundet med AD reaktoren, hvor biomassen til og drive denne er til raadighed, eller forbundet med metan og naturgas netvaerket, hvis der er langt til biomassen.
som naevnt kan biomassen eller biogassen skibes ind ude fra, det koster kun ca 2 g co2 per mj og skibe biomasse over atlanter havet, og naturligvis endnu mindre hvis det skibes ind i vaedske form. almindelig ch4 udleder 56 g co2 per mj der afbraendes - hvor meget udleder bio methan?
der skal medregnes displacement af almindelig naturgas, og displacement af ch4 udslip i det fri.
hvis biomassen dyrkes til formaalet, boer medregnes hvor meget c bindes i photo synthese, baade i den biomasse der ligger over jorden og omsaettes, og i det rodnet der ligger under.
foelgende studie, der kan googles, paastaar og kunne maale mellem 20-30 ton of carbon per hektar i rodnettet, ved den for tiden mest brugbare energi afgroede, pennisetum purpureum. det er ikke helt klart af studiet, om det er 20-30 ton per aar der er bundet, eller 20-30 ton i det hele.
'Biomass bank with Pennisetum purpureum cv. CT-115. Its effects on the carbon storage in the soil' - Cuban Journal of Agricultural Science, Volume 47, Number 3, 2013.
andre studier har bekraeftet en produktion af op til 450 ton per hektar over jorden - der er med ca 80% vand indhold ved hoest. en gen manipuleret version, der kan kopiere baelg planternes nitrogen fixende egenskaber, maaske med et rod net ned til 5 eller 10 meter, og med kraftigere vaekst, efterspoerges. hvis saadan en hybrid kunne skabes, er det kun vand der mangles...
det antages at 16.75% af de 450 ton per hektar, er carbon der er bundet op ved photosynthese. hvis disse antagelser og studier er korrekte, er det et sted mellem 50-100 ton carbon, der bliver bundet per hektar, ved optimal elefant graes dyrkning, der finder sted <25> omkring ekvator.
men det maa jeg nok hellere i laboratoriet for og eftervise. saa kan jeg skrive et studie om det..