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燃燒森林來發電,是幫了氣候,還是害了氣候?

 

 

在迎接年底的格拉斯科氣候峰會(COP26)之前,國際政界及科學界還需要解決一項爭議:木質能源(forest biomass,將樹木重製成木顆粒後、燃燒發電)能夠與太陽能、風能並列,算是「零碳」的能源嗎?歐盟及森林產業稱,科學顯示「生物質」(biomass)是永續、零碳排的能源;在光譜的另一端,森林保育者及一派科學家亦以研究指出,燃燒生物質來發電嚴重衝擊生物多樣性,甚至比燃燒煤炭還「髒」。

 

兩方的爭論在今年七月、歐盟執委會(European Commission)推出新版《再生能源指令》(RED II, Renewable Energy Directive)後達到高峰。根據《指令》,歐盟將持續視「木質能源」為「零碳排」的再生能源,是用來替代煤炭、對氣候友善的選項。並且,只要燃燒過程使用的是生質能源(bioenergy),其燃燒、產生的二氧化碳,歐盟將不會計入區域的排碳量。部分科學家認為,這是歐盟「碳審計」(carbon accounting)的漏洞。由於歐盟的政策動向對全球、乃至將於年底登場的COP26具有示範、指標性的作用,部分科學家擔憂,若新版的《再生能源指令》於2022年順利通過,將重創全球森林生態及生物多樣性,甚至違背初衷、加速氣候暖化。

 

 

英國最大的電廠──Drax發電廠。Drax發電廠自美國東南部及加拿大北部進口「木顆粒」(wood pellet),供燃燒發電使用。與燃燒煤炭不同,燃燒木顆粒被視為是「碳中和」的能源,幫助歐盟、英國等國達成排放減量的目標。

圖片來源:DECCgovuk via VisualHunt (CC BY-ND).

 

 

這項爭議的正反兩方,猶如光譜上的兩個極端,對同一項爭議有全然不同的看法,互不妥協。支持「木質能源」的科學家提出一篇於2014年、評閱135份科學研究的「同儕審查」(peer review)研究 ,指出:「只要土地維持供森林使用,透過可持續的森林管理方式,將產出的樹木等「生物質」(biomass)轉製為壽命長的木材、或生質能源,長期而言,將可以減少二氧化碳排放,取代煤炭。」2018年,國際能源總署(IEA)專責研究生質能源的組織IEA Bioenergy則發表報告指出:「在部分地域開採、燃燒樹木而散逸的碳(carbon losses),會由另一片地域新生的樹木吸收碳(carbon gains)而平衡。並且,當森林逐漸成熟,成長率會降低;樹木密度高也會限制森林成長。因此,新生的森林比起未開採、成熟的森林,吸收碳的效率更好。」

 

 

英國的Drax發電廠在成為全球使用「木質」(woody biomass)最多的工業商之前,是一個燃煤火力發電廠。

圖片來源:DECCgovuk via VisualHunt (CC BY-ND)

 

 

一片經由可持續的方式管理的森林,砍伐成熟的樹木重製成「木顆粒」,並在原地域重新種植。究竟,上述方式會增加、還是減少一片森林吸收碳的能力?二氧化碳排放量會因此增加、還是減少?

 

2014年,國際權威期刊《自然》(Nature)發表一篇研究,名為:「樹木吸收碳的效率,與樹木的大小成正比」(Rate of tree carbon accumulation increases continuously with the tree size )。該篇研究分析403種熱帶及溫帶的樹木物種,指出:即使新生樹木的樹葉「每單位面積的光合作用效率」較高,由於成熟樹木的樹葉的總面積較高,成熟樹木實際上比新生樹木成長的還快。舉例來說,在美國西部一片成熟、年代久遠的森林,直徑超過100公分的樹只占6%;但在該片森林每年的「生物質」成長量(annual forest mass growth),這6%的樹卻貢獻了33%。

 

樹木吸收大氣中的二氧化碳來成長,樹木成長的越快,便吸收越多的碳。因此,「成熟、高齡的樹木並不是老化的碳儲存倉。實際上,成熟樹木比新生的樹木還有能力吸收更多的碳」。

 

 

美國東南部是全球供應「木顆粒」最多的地區。通常,原生自然的森林會被砍伐,並重新種植如圖中的松樹。像這樣重新種植的松樹,以20年為期,重新種植、砍伐。

圖片來源:national agroforestry center via Visual hunt。

 

 

另一篇2018年、由《Environmental Research Letters》期刊發表的研究則指出:由於「木顆粒」(wood pellet)的能源密度比煤炭低,為了產生相同的電量,燃燒木顆粒來發電實際上會比燃燒煤炭排放更多二氧化碳。另外,在砍伐樹木、重製成木顆粒、燃燒發電、並排放二氧化碳之後,需要費時44~104年才能吸收相同噸數的二氧化碳。

 

不論是贊同還是反對發展木質能源,全球包含歐盟、英國等國家地區,正給予生質能源產業鉅額的資金補助及法令支持。短時間內,也應會維持相同的趨勢。

 

2021年7月歐盟提出「五五套案」(Fit for 55),目標於2030年將再生能源佔比提高至40%。目前,歐盟使用的再生能源40%來自風能及太陽能,另外60%則來自燃燒「生物質」(biomass)或以生物質再製的燃料;其中,有18%來自燃燒樹木。目前,歐盟也是全球最大的木質市場,2020年消耗了3100萬公噸(metric tons)的木顆粒,相比2019年成長7%(2900萬公噸)。■

 

 

看個人持的觀點為何,上圖「木顆粒市場(工業用)」的現況及預測圖可能是地球的好消息、或壞消息。2017年,全球對工業用「木顆粒」的需求超過1400萬公噸;2027年,預測將超過3600萬公噸。到2027年,歐洲、日本、南韓將是需求成長最多的地區;巴西、莫三比克、澳洲將成為新興的供給國。

圖片來源:Environmental Paper Network

 

 

 

enlightened 圖片來源:https://ec.europa.eu/

mail 資料來源:

Burning forests to make energy: EU and world wrestle with biomass science

Press release: EU Commission labels burning trees for energy ‘sustainable’ - 97% of European forests could be at risk of destruction

yes 編譯:台灣企業永續研訓中心 (CCS) / 柏瑜