Ich habe schon vor einiger Zeit einen kritischen Beitrag(doppelt so viel Feinstaub) dazu veröffentlicht, jedoch die massive Gesetzesänderung in Italien veranlasst mich zu einer neuerlichen Veröffentlichung inklusive deutsche Maschinen Übersetzung. Erneuere meine Anmerkung zu der Biomasse bzw. Kohlenstoff im Boden: Wenn die Bodenorganismen nicht Totholz oder Fischreste von Bären etc. als Nahrung bekommen, degradiert dieser und verliert an Substanz. Daher kann der industriell genutzte Wald niemals so viel Kohlenstoff speichern wie angenommen. Auch das Wachstum wird sich verlangsamen und schnell umtriebige Baumsorten haben eine geringere Dichte.
Festhalten – brennt Biomasse schlecht für das Klima? Ersetzt Kohleverbrennung mit Biomasse, die gut für den Klimawandel ist oder, wie einige vorgeschlagen haben, schafft es tatsächlich mehr Emissionen? John D. Sterman argumentiert letzteres, basierend auf a kürzlich veröffentlichte Lebenszyklusanalyse von US-Wäldern. Treibhausgas verursacht global Jahrhundert mindestens – auch wenn Holz Erwärmung. verdrängt Kohle, die Kohlenstoff- intensiver Kraftstoff. • Brennendes Holz fügt Kohlenstoff hinzu Dioxid in die Atmosphäre. Rückzahlung von CO2-Schulden • Kohlendioxid wird nur entfernt Obwohl Holz ungefähr hat aus der Atmosphäre, wenn die die gleiche Kohlenstoffintensität wie Wälder zur Versorgung geerntet Kohle pro kWh, die Verbrennung Holz Bioenergie wachsen zurück und und Verarbeitungseffizienzen von behalte diesen Kohlenstoff, der eingefangen wurde Holzpellets, das dominierende Holz Biomasse und Böden. Bioenergie in der EU und im Vereinigten Königreich, sind niedriger. Folglich Pellets • Nachwachsen braucht Zeit. gefeuerte Kraftwerke erzeugten mehr • Nachwachsen ist nicht sicher. Feuer, Kohlendioxid pro kWh als Kohle. Insektenschaden, Wiederernte oder Brennendes Holz statt Kohle ood Bioenergie boomt Umwandlung in andere Nutzungen (z daher schafft eine Kohlenstoffschuld – ein als Regierungen herum Landwirtschaft, Entwicklung) kann sofortiger Anstieg der atmosphärischen W der Weltkampf zu schneiden Einschränken oder Verhindern der Wiederherstellung von Gesamtstrukturen Kohlendioxid im Vergleich zu fossilen ihre Treibhausgasemissionen. Energie. Die Europäische Union hat alles erklärt Die Klimawirkung von Holz und Diese Kohlenstoffschuld kann zurückgezahlt werden Biokraftstoffe sollen CO2-neutral sein, um zu helfen andere Biokraftstoffe sind daher abhängig von im Laufe der Zeit – wenn der Wald nachwächst. zu erfüllen ihr Ziel von 20% erneuerbar einige kritische Fragen. illustriert, zeigt 1 a Energie bis zum Jahr 2020, eine Welle auslösen Zuerst, an der Stelle der Verbrennung, Simulation, was passiert im Holzgebrauch. Das Vereinigte Königreich subventioniert generieren Biokraftstoffe mehr oder weniger zu dem in einem Hartholz gespeicherten Kohlenstoff Holzpellets für elektrische Energie Kohlendioxid pro Endverbrauchseinheit Wald in den südlichen USA nach Generation und ist jetzt der Welt Energie als der Kraftstoff, den sie verdrängen? klar geschnitten (wo alle Bäume geschnitten sind größter Pellet-Importeur. Die USA haben Emissions-Accounting muss berücksichtigen unten). gerade erklärte Wald Bioenergie zu sein Emissionen aus der Verbrennung Clearcutting entfernt fast alle CO2-neutral, während auf der 2017 und von der Brennstofflieferkette. die Biomasse, brennt sie für Ein Klimagipfel 19 Nationen Zweitens, wie viel Kohlenstoff kann Bioenergie fügt Kohlendioxid hinzu einschließlich Brasilien, Kanada, China, das geerntete Land entfernen von der die Atmosphäre beschleunigt sich Indien und Indonesien schlossen sich der Atmosphäre, wie es zurück wächst, wie Klimawandel. Mangelnd genug Biofuture Plattform Initiative zu lange dauert das Nachwachsen und wie Biomasse, um Kohlenstoff aus Blättern zu bewegen Steigerung der Nutzung von “nachhaltig” Beantworte die Antworten auf diese Fragen zu Wurzeln, der Vorrat an gespeichertem Kohlenstoff Bioenergie. abhängig von den Feen der geernteten im Boden fällt seit mehreren Jahrzehnten Aber sind Biokraftstoffe wirklich Kohlenstoff? Land? Selbst als Bäume wieder wachsen. neutral? Ist Holz wirklich gut? Um diese Fragen zu beantworten, meine Biomasse und Boden Kohlenstoff allmählich Der Reiz ist intuitiv: Brennen Kollegen und ich haben das verlängert erholen, aber nach 100 Jahren die Summe fossile Brennstoffe injizieren Kohlenstoff weit verbreitete C-ROADS-Klimapolitik Kohlenstoff im Wald gespeichert wird noch in geologischen Reservoiren abgesondert Modell, um die Dynamik zu erkunden unter dem Ausgangslevel bleiben. für Millionen von Jahren in die Auswirkungen von Biokraftstoffen auf Kohlenstoff Dieses Beispiel ist typisch. wir Atmosphäre, verursacht global Emissionen und Klima. Das Modell ist untersucht eine breite Palette von Wäldern in Erwärmung. Im Gegensatz dazu Biokraftstoffe vollständig dokumentiert und frei die USA, der größte Lieferant von Pellets Kohlenstoff aus der Atmosphäre recyceln, zur Verfügung. Unsere Forschung ist nach Großbritannien. Kohlenstoffschulden-Rückzahlung Also, argumentieren die Leute, es gibt kein Netz unabhängig, finanziert von nach durchschnittlich 87 Jahren Emissionen. Bioenergiehersteller, die unterstützen klar und 63 Jahre, wenn Wälder Leider zeigt die Wissenschaft Holznutzung, noch durch Umwelt sind ausgedünnt. sonst. Brennendes Holz zur Herstellung Gruppen, von denen einige dagegen sind. Diese Amortisationszeiten sind Energie kann das Klima tatsächlich verschlechtern In Anbetracht der Dringlichkeit und optimistisch: wir übernehmen alles Land Veränderung, zumindest im Laufe des Jahres Ausmaß der Emissionsreduktionen geerntet für Bioenergie erholt sich 2100 – auch wenn Holz Kohle verdrängt, benötigt, um die globale Erwärmung zu begrenzen ohne erneute Ernte, ungeplant der kohlenstoffintensivste Kraftstoff. nicht mehr als 2 ° C, meine aufrichtige Hoffnung Protokollierung oder Konvertierung in andere Anwendungen, Warum und woher wissen wir? war, dass Holz ein Beweis dafür sein würde und ohne Schaden durch Feuer, Teil der Klimalösung. Insekten, Unwetter oder andere Versorgung und Nachwachsen Leider unsere Ergebnisse ökologische Störungen, die Ein Beispiel für das Freischneiden Zuerst einige grundlegende Physik: in North Carolina im Jahr 2017 weisen darauf hin, dass Holz das Klima verschlechtert schaden Kohlenstoffaufnahme oder injizieren • Kohlendioxid ist das Prinzip Veränderung durch den Rest davon Treibhausgase in die Foto: Hartriegel-Bündnis Energiewelt | Mai 2018 29 Energiespeicher und erneuerbare Energien Kraftstoff. Kohlendioxidemissionen für Einheit der Primärenergie aus Holz sind etwa gleich wie Kohle, aber 30% höher als Heizöl und 80% höher als Erdgas. Wir gehen davon aus, dass der Rückgang in Kohleverwertung durch Holz nicht niedrigere Kohlepreise und erhöht Kohle Nachfrage anderswo. so Rebound-Kohle-Nachfrage würde bedeuten die Kohlenstoffschuld von brennendem Holz würde nie dauerhaft zurückgezahlt werden Verschlechterung der globalen Erwärmung. schließlich, wir betrachten das nicht als ökologisch Schäden durch Holzernte, einschließlich Erosion und Bodenverlust, Lebensraum Fragmentierung und daraus resultierende Wildverlust oder Rückgang der Jagd, Erholung und Tourismus. Natürlich, diese Ergebnisse nicht Unterstützung der fortgesetzten Kohleverwendung. Zu haben jede anständige Chance, global zu begrenzen Erwärmung auf nicht mehr als 2 ° C, globale Treibhausgasemissionen muss beginnen, in den nächsten wenigen zu sinken Abbildung 1. Simulation, die die Wiederherstellung eines Eichenwaldes in den Südstaaten der USA nach einer deutlichen Abholzung zeigt Land wird nicht zu Weide, Landwirtschaft oder anderen Nutzungen umgewandelt, nicht wieder geerntet und erleidet kein Feuer, Insektenschäden oder anderes Jahren. Solar und Wind mit Speicher, Ereignisse, die das Nachwachsen beeinträchtigen könnten und vor allem Energieeffizienz, sind Quelle: John Sterman, Lori Siegel, Julia Rooney Varga, bit.ly/forestbioenergy die billigste, sicherste und schnellste Möglichkeiten, Emissionen während zu verringern Bereitstellung der Waren und Dienstleistungen Atmosphäre. Es ist erwähnenswert, dass freigegeben, wenn sie verbrannt werden. Menschen brauchen. Diese Technologien Klimawandel verschlechtert Feuer, Insekten, Könnte dies abgeschwächt werden, wenn Wälder müssen einen kleineren Fußabdruck machen als und Unwetterrisiken. nachhaltig bewirtschaftet werden, by Wald Bioenergie und sofort Ausdünnen statt klar? groß niedrigere Emissionen, ohne die Notwendigkeit Mehr Kredit aufnehmen Pelletnutzer und -lieferanten behaupten dies auf ungewisses Nachwachsen warten Die Internationale Energieagentur sie verursachen niemals Abholzung und Waldland. und das Bioenergie-Industriepro
jekt Quelle minderwertiges Holz einschließlich Regierungspolitik sollte nicht erhebliches Wachstum der Holznutzung für Baumkronen, Äste und Durchforstungen gegen Grundgesetze der Physik verstoßen. Jahrzehnte später. Eine solche Erweiterung (kleine Bäume). Diese Ansprüche sind Erklären, dass Holzbiobrennstoffe sind würde stetig zur Atmosphäre hinzufügen umstritten. klimaneutral, wie die EU, UK und Kohlendioxid, auch wenn die Aber die Analyse zeigt, dass Holz andere haben getan, nimmt das Nachwachsen an geerntete Länder erholen sich vollständig. Bioenergie verschlechtert den Klimawandel ist schnell und sicher. Nichts ist wahr. Um zu sehen, warum, betrachte das Nationale auch wenn sie nie von Diese Buchhaltungsfiktion fördert Schulden der Vereinigten Staaten. Die USA Kahlschlag. Wir haben Szenarien untersucht teure Richtlinien, die beschleunigen zahlt die Anleihen, die es vollständig emittiert, zurück in dem alle Holz Bioenergie ist Klimawandel. Durch erneuerbare Reife. Da aber die durch Ausdünnung geerntet. obwohl Energiesubventionen, Großbritannien und Europa Regierung hat ein Defizit, neu weniger schädlich als klar, die bezahlen Kraftwerke zu machen Kreditaufnahme übersteigt die Rückzahlung von durchschnittliche Amortisationszeit der Kohlenstoffschuld Klimawandel schlechter. fällig werdende Schulden, Erhöhung der für die US-Wälder, die wir untersucht haben, war Ordnungsgemäße Buchführung würde stimmen Staatsschulden. Ähnlich, jedes Jahr noch 63 Jahre und das daraus resultierende die Emissionen aus allen Quellen von Holz Biokraftstoff Verwendung wächst, der Kohlenstoff Klimaschäden bestehen für Energie, ob Kohle, Gas, Solar oder Dioxid in die Atmosphäre hinzugefügt Jahrhunderte, auch wenn die Kohlenstoffschuld Holz. Für Holz und andere Biokraftstoffe, wenn das Holz verbrannt wird, überschreitet es Ausdünnung wird vollständig zurückgezahlt. Ausgleich von Reduktionen in atmosphärischen der Kohlenstoff wird durch Nachwachsen entfernt, Was ist, wenn Holzpellets bezogen werden? Kohlendioxid sollte gutgeschrieben werden steigender atmosphärischer Kohlenstoff vom schnell wachsenden verwalteten Baum nur wenn und wenn es netto neu ist Dioxid auch wenn alle Kohlenstoffschulden sind Farmen statt langsam wachsen Wachstum auf den geernteten Ländern schließlich vollständig zurückgezahlt. Naturwälder? Gegen zu liefern die Biomasse. Kritisch, während der Jahrzehnte Intuition, Ernten bestehender Wälder Unsere Ergebnisse Anstelle von Subventionen, die Schaden anrichten bevor die Kohlenstoffschuld zurückgezahlt wird, und Wiederbepflanzung mit schnell wachsenden zeige das an das Klima, ein marktbasiertes zusätzliches Kohlendioxid in der Arten in bewirtschafteten Plantagen Annäherung, die genau kombiniert Holz verschlechtert sich Atmosphäre aus Holz Bioenergie verschlechtert die Klimawirkung von Holz Buchhaltung mit einem aussagekräftigen Preis verschlimmert den Klimawandel. höher Biokraftstoff. Die Kohlenstoffdichte von Klimawandel auf Kohlenstoff und andere Treibhausgase Kohlendioxidkonzentrationen bewirtschaftete Plantagen ist niedriger als durch den Rest Emissionen – egal wo und resultierend aus der Verwendung von Holz dann unkontrollierte Wälder, also der Kohlenstoff dieses Jahrhunderts bei wie sie entstehen – würde zu weit führen beschleunigt die globale Erwärmung und erhöht in Plantagen nie abgesondert Größere Emissionsreduktionen sind weit niedriger am wenigsten – sogar Meeresspiegel schneller und intensivierend kompensiert den Kohlenstoff aus der Kosten. l andere Schäden einschließlich Ozean ursprünglicher Wald. Konvertieren von Gesamtstrukturen in wenn Holz Säuerung, die Inzidenz von Plantagen werden ständig schlechter verdrängt Kohle, John D Sterman ist der Jay W Forrester Extremes Wetter, Wasserstress und Klimawandel. Professor für Management am MIT am kohlenstoffreichsten Ernteertragsrückgang. Sloan School of Management, Cambridge, intensiver Kraftstoff Diese Auswirkungen bestehen fort Buchführungsfiktion Massachusetts, USA, und Direktor des MIT Systemdynamikgruppe. Das Papier auf der Jahrhunderte oder mehr. Sie sind nicht Die Annahmen unserer Studie über Forschung, in Environmental veröffentlicht umgekehrt, auch wenn die Wälder Bioenergie bevorzugen. Insbesondere wir Forschungsbriefe , ist verfügbar unter geerntet für Bioenergie schließlich nimmt an, dass Holz zum Ausgleich verwendet wird bit.ly/forest
Sterman_2018_Environ._Res._Lett._13_015007
Umweltforschungsbriefe BRIEF • OFFENER ZUGANG Ersetzt es die CO 2 -Emissionen? Dynamischer Lebenszyklus Analyse von Bioenergie aus Holz Um diesen Artikel zu zitieren: John D. Sterman et al. 2018 Environ. Res. Lett. 13 015007 Sehen Sie sich den Artikel online für Updates und Verbesserungen an. Dieser Inhalt wurde am 30/04/2018 um 13:35 von der IP-Adresse 62.99.184.54 veröffentlicht Environ. Res. Brief 13 (2018) 015007 https://doi.org/10.1088/1748-9326/aaa512 LETTER Ersetzt es die CO 2 -Emissionen? Öffne Zugriff Dynamische Lebenszyklusanalyse von Bioenergie aus Holz eRHALTEN 29. August 2017 John D. Sterman 1 , 4 , Lori Siegel 2 und Juliette N Rooney-Varga 3 REVISED 1 MIT Sloan School of Management, 100 Hauptstraße, Cambridge, MA 02139, Vereinigte Staaten von Amerika 1. Dezember 2017 2 Climate Interactive, 1201 Connecticut Allee NW, Suite 300, Washington, DC, 20036, Vereinigte Staaten von Amerika ZUR VERÖFFENTLICHUNG AKZEPTIERT 3 UMass Lowell Climate Change Initiative und Abteilung für Umwelt-, Erd- und Atmosphärenwissenschaften, 265 Riverside Street, 4. Januar 2018 Lowell, MA 01854, Vereinigte Staaten von Amerika VERÖFFENTLICHT 4 Autor, an den jede Korrespondenz gerichtet werden sollte. 18. Januar 2018 E-Mail: jsterman@mit.edu Original Inhalt von Schlüsselwörter: Bioenergie, Biokraftstoffe, Holzpellets, Treibhausgasemissionen, Klimawandel, Systemdynamik Diese Arbeit kann verwendet werden unter den Bedingungen der Ergänzendes Material für diesen Artikel ist online verfügbar Kreative Gemeingüter Attribution 3.0-Lizenz . Jede weitere Verteilung Zusammenfassung von dieser Arbeit muss Aufrechterhaltung der Zuschreibung an Bioenergie boomt, weil Emissionen ihre Treibhausgasemissionen reduzieren wollen. Die Europäische Union der Autor (en) und der Titel der Arbeit, Zeitschrift erklärte Biokraftstoffe als CO2-neutral, was einen Anstieg der Holznutzung zur Folge hatte. Aber reduzieren Biokraftstoffe tatsächlich? Zitat und DOI. Emissionen? Ein heute emittiertes CO 2 -Molekül hat denselben Einfluss auf den Strahlungsantrieb kommt aus Kohle oder Biomasse. Biokraftstoffe können nur atmosphärischen CO 2 im Laufe der Zeit reduzieren Nachernte-Steigerung der Nettoprimärproduktion (NPP). Die Klimawirkung von Biokraftstoffen daher abhängig von CO 2 -Emissionen aus der Verbrennung von Biokraftstoffen gegenüber fossilen Brennstoffen, dem Schicksal der Ernte Land und Dynamik von KKW. Hier entwickeln wir ein Modell für die dynamische Bioenergie-Lebenszyklusanalyse. die Modell verfolgt Kohlenstoffbestände und Flüsse in der Atmosphäre, Biomasse und Böden, ist erweiterbar auf mehrere Landtypen und Regionen, und läuft in ≈ 1s, so dass schnelle, interaktive Politikgestaltung und Empfindlichkeitsprüfung. Wir haben die Substitution von Holz für die Stromerzeugung simuliert und die Parameter, die NPP und andere Flüsse regulieren, die Daten in den östlichen US benutzen und benutzen veröffentlichte Schätzungen für Lieferkettenemissionen. Weil Verbrennungs- und Verarbeitungseffizienzen für Holz ist weniger als Kohle, der unmittelbare Einfluss von Holz atmosphärisches CO 2 im Verhältnis zu Kohle. Die Amortisationszeit für diese Kohlenstoffschuld liegt zwischen 44 und 104 Jahren nach Freischnitt, abhängig vom Waldtyp – vorausgesetzt, das Land bleibt Wald. Überraschenderweise Neubepflanzung Hartholzanbau mit Kiefernplantagen erhöht die CO 2 – Belastung von Holz, da die Gleichgewicht Kohlenstoff von Plantagen ist niedriger als natürliche Wälder. Weiter prognostiziert Wachstum in Holzernte für Bioenergie würde das atmosphärische CO 2 für mindestens ein Jahrhundert erhöhen, weil neu Die Kohlenstoffschuld übersteigt kontinuierlich NPP. Unter der Annahme, dass Biokraftstoffe kohlenstoffneutral sind, können sie sich verschlechtern irreversible Auswirkungen des Klimawandels vor dem Nutzen. Stattdessen sollten explizite dynamische Modelle verwendet werden, um die Auswirkungen von Biokraftstoffen auf das Klima zu bewerten. 1. Einleitung Stupak et al 2007 ). Das Vereinigte Königreich subventioniert Holzpellets zur Stromerzeugung und hat Begrenzung der globalen Erwärmung auf nicht mehr als 2 ˚ C erfordert Werden Sie der weltweit größte Pellet-Importeur (Thran große, schnelle Senkung des Verbrauchs fossiler Brennstoffe et auf 2017 ). Die US-Bundesregierung Jahrhundert (Figueres et al. 2017 , IPCC 2014 ). Als Antwort Holz deklarieren Regierungen auf der ganzen Welt fördern Biomasse Kraftstoffe CO2-neutral oder zur Förderung ihrer Verwendung um ihre Treibhausgas (THG) Emissionen zu reduzieren. die Mauer 2017 ), während der COP23 in Bonn ‘China und 18 Die Europäische Union erklärte Biokraftstoffe für CO2-neutral andere Nationen repräsentieren die Weltbevölkerung 20% erneuerbare Energie durch sagte … sie planten, die Verwendung von Holz zu erhöhen … 2020, was einen starken Anstieg der Verwendung von Holz für Wärme und Energie als Teil der Bemühungen, den Klimawandel zu begrenzen Elektrizität (Europäische Kommission 2003 , Leturcq 2014 , (Biofuture Platform 2017 , Doyle und Roche 2017 ). © 2018 Der Autor (die Autoren). Veröffentlicht von IOP Publishing Ltd Environ. Res. Brief 13 (2018) 015007 Aber reduzieren Biokraftstoffe tatsächlich die Treibhausgasemissionen? Dynamische Analyse ist erforderlich, um die zweite zu beantworten Der Reiz ist intuitiv: fossile Brennstoffe injizieren Kohlenstoff Frage (zB Helin et al 2013 ). Der Kohlenstoffkreislauf und seit Jahrmillionen in geologischen Reservoirs gebunden Klimaauswirkungen von Bioenergie umfassen mehrere Bestände in die Atmosphäre, wo sie sich ansammelt und verursacht von Kohlenstoff (zB in Biomasse, Böden und toten organischen globale Erwärmung (IPCC 2013 ). Im Gegensatz dazu refinanzieren Biokraftstoffe Materie, und die Atmosphäre) und die Prozesse, die Kohlenstoff aus der Atmosphäre, hilft dabei, Fossil zu bewahren Kontrolle des Kohlenstoffflusses unter diesen Beständen Kohlenstoff im Boden (IPCC 2013 ). KKW, Transfer von Kohlenstoff aus Biomasse in den Boden, Ein Molekül CO 2 , das dem atmo- Zersetzung von organischer Substanz, Verbrauch und Kugel hat heute den gleichen Einfluss auf den Strahlungsantrieb Atmung von Kohlenstoff in Biomasse und Böden usw. Werkzeuge und Erwärmung, wenn es von der Kohle Millionen von kam sind notwendig, um die dynamische Klimawirkung von Jahre alt oder Biomasse im letzten Jahr angebaut. Biokraftstoffe können nur Bioenergie über politikrelevante Zeithorizonte. da Atmosphärisches CO 2 im Laufe der Zeit reduzieren, indem das Netz erhöht wird der Unsicherheit und Debatte über die Auswirkungen von Biofu Primärproduktion (NPP) über was sonst Solche Tools sollten es Benutzern ermöglichen, Alternativen zu untersuchen wäre gewesen (DeCicco 2013 ). Beurteilung des Klimas Annahmen und Szenarien einfach und schnell und Der Einfluss von Holz und anderen Biokraftstoffen hängt daher davon ab würde die Notwendigkeit vermeiden, statische zusammenfassende Metriken zu verwenden auf zwei kritische Fragen: erstens, an der Stelle der Verbrennung wie Treibhauspotentiale (GWP) und produzieren Biokraftstoffe mehr oder weniger CO 2 pro kluge Debatte über den entsprechenden Zeithorizont für Endenergie als fossile Brennstoffe? Zweitens, was sind die? diese Näherungswerte, zB ob GWP20 oder Dynamik von Biomasse (re) Wachstum und wie machen NPP und GWP100 (Ocko et al 2017 ). Kohlenstoffflüsse aus Biomasse und Böden sind abhängig von der Um diesem Bedarf gerecht zu werden, haben wir ein interaktives entwickelt machst du das geerntete Land? Entscheidungshilfemodell, das politischen Entscheidungsträgern und Verwirrung über diese Fragen hat die Wissenschaft andere Interessengruppen, um die dynamischen Auswirkungen von Debatte über die Auswirkungen der Bioenergie auf das Klima und Biokraftstoffe auf Kohlenstoffemissionen und Klima. Das Modell besonders Holz, um “umstritten” zu bleiben (Creutzig et al ist vollständig dokumentiert, frei verfügbar, läuft in ca 2015 , Ter-Mikaelian et al. 2015 ). Die Holzindustrie Sekunde auf gewöhnlichen Laptops und ist erweiterbar zu jedem und viele Regierungen fördern Holz als erneuerbare, Kateg
orien von räumlichen Skalen. Benutzer CO2-neutraler Kraftstoff, während viele Umweltgruppen erhalten sofortige Rückmeldung über die Auswirkungen ihrer widersetzen sich der Bioenergie des Holzes, weil sie Narios und Annahmen. Hier beschreiben wir das Modell schädlich für natürliche Kohlenstoffsenken, Ökosysteme und und verwenden Sie es, um die Dynamik des Substituierens zu erforschen Biodiversität (Cornwall 2017 ). Befürworter betonen a Holz für Kohle in der Stromerzeugung, mit Holz langer Zeithorizont, um den Einfluss von Biofu zu bewerten aus einer Reihe von Wald bezogen els, ein Jahrhundert oder mehr, zu welcher Zeit es angenommen wird Parameter des Paarmodells, die NPP und Kohlenstoff regulieren Wälder werden nachwachsen und die anfänglichen Emissionen ausgleichen. oppo- Flüsse. ten weisen auf das Potenzial für eine Steigerung der Holzenergie hin CO 2 -Emissionen auf kurze Sicht, wodurch eine “Kohlenstoffschuld” entsteht das kann nur langsam ausbezahlt werden, und sorgen, dass die 2. Methoden resultierender Anstieg des atmosphärischen CO 2 wird sich verschlechtern globale Erwärmung und führen zu irreversiblen Auswirkungen vor 2.1. Modellstruktur die Vorteile von neuem Wachstum können auftreten (Brack 2017 , Wir bauen auf die weit verbreitete C-ROADS-Klimapolitik auf Buchholz et al 2016 , Cornwall 2017 ). Modell (Sterman et al. 2012 , Sterman et al. 2013 ), Die Lebenszyklusanalyse wird häufig verwendet, um zu antworten eine detailliertere Darstellung der Landnutzung, die die erste Frage. Ergebnisse variieren mit dem angenommenen System Kohlenstoffbestände im Zusammenhang mit verschiedenen Arten von Land Begrenzung und Gewinnung von Biokraftstoffen, Verarbeitung und und die Flüsse, die von ihnen entstehen. C-ROADS ist ein Mitglied Transportmethoden (zB Buchholz et al 2016 ). how- der Familie der einfachen Klimamodelle, bestehend aus obwohl Holz ungefähr gleich ist eines Systems von Differentialgleichungen, die die Kohlenstoffintensität als Kohle (0,027 vs. 0,025 tC GJ -1 von Kohlenstoffkreislauf, Budgets und Bestände an Treibhausgasen, Strahlung Maria Energie; siehe Zusatzmaterial), Verbrennung Zwang und der Wärmehaushalt der Erde. C-WEGE Die Effizienz von Holz und Holzpellets ist geringer (Nether- Wiederholt die Treibhausgaskonzentrationen, Global Mean Land Enterprise Agency; IEA 2016 ). Schätzungen auch Oberflächentemperatur und andere Klimamesszahlen von schlagen höhere Verarbeitungsverluste in der Holzversorgung vor 1850, und passt CMIP5 Modellprojektionen durch Kette (Röder et al 2015 ). Folglich holzbefeuert 2100 über eine breite Palette von repräsentativen Konzernen Kraftwerke erzeugten mehr CO 2 pro kWh als Kohle tration Pathways (RCP) (Knutti und Sedlacek 2013 , (Zusatztabelle S5 verfügbar unter stacks.iop.org/ Vuuren et al. 2011 ). C-ROADS wurde bereits von ERL / 13/015007 / Medien ). Brennendes Holz statt Icymakers (Sterman et al. 2012 ) und ist frei verfügbar Kohle schafft daher eine Kohlenstoffschuld ( www.climateinteractive.org ). eine Zunahme des atmosphärischen CO 2 im Vergleich zu fossilen Der Kohlenstoffkreislauf im ursprünglichen C-ROADS-Modell Energie – die nur im Laufe der Zeit als-und zurückgezahlt werden kann umfasst global aggregierte Kohlenstoffvorräte in fossilen Brennstoffen if- NPP steigt über den Kohlenstofffluss aus Biomasse Brennstoffe, die Atmosphäre, terrestrische Biomasse und Böden und und Böden in die Atmosphäre auf den geernteten Flächen. ein vierschichtiger Ozean. Hier disaggregieren wir die Behandlung 2 Environ. Res. Brief 13 (2018) 015007 C in Atmosphäre Nettofluss C CH4 Von CO2 aus C bis Atm CH4 Von CO2 aus von Atm bis Netzprimär CO2 aus Atmung & Atmung & aus Fossil Atmung & Atmung & Ozean Produktion Bioenergy Feuer, Böden zu Feuer, Böden zu Fuels Feuer, Biomasse Feuer, Biomasse u, r u, r Atme du, r Atme du, r zu Atmu, r zu Atmu, r C in Fossil Fuels C in Biomasse u, r C in Böden / Tote organische Materie u. R C aus Biomasse zu C im Ozean (5 Boden u. R Schichten) C in Holz und Strukturen u, r C Biomasse zu C Holz & Bauholz & Strukturen zu Atm Strukturen u, r u, r Abbildung 1. Modifizierter Kohlenstoffkreislauf im erweiterten C-ROADS-Modell. Kohlenstoff in Biomasse, Böden und Strukturen (z. B. Bauholz), und die Flüsse zwischen diesen Kompartimenten sind nach Landtyp, u und Region, r aufgeschlüsselt . Kohlenstoff kann aus Biomasse und Böden fließen von jedem Fleck, u , r , in die Atmosphäre als CO 2 oder CH 4 . Darüber hinaus erzeugen Bioenergiegewinnung und Verbrennung CO 2 . CO 2 und CH 4 -Flüsse im Zusammenhang mit Landnutzungsänderungen, z. B. von Wald zu Weide, Ackerland oder erschlossenen Flächen, die in dem Modell enthalten sind hier nicht gezeigt. Auf der politisch relevanten Zeitskala (z. B. bis 2100), Schaffung neuer fossiler Brennstoffe aus terrestrischem oder ozeanischen Kohlenstoff Quellen wurden als vernachlässigbar angenommen. Anmerkungen: Wie im Text und im ergänzenden Material beschrieben, sind CH 4 – Flüsse aus Biomasse und Böden für die hier betrachteten Waldszenarien auf Null setzen, um den Einfluss von Bioenergie in den getesteten Szenarien zu isolieren. der terrestrischen Kohlenstoffbestände sowohl geographisch als auch durch Obwohl das Modell für jedes konfiguriert werden kann Landtyp (zB Wald, Weideland, Ackerland, Hier konzentrieren wir uns auf Holz etc.). Für die Region repräsentiert das Modell das Gebiet zur Stromerzeugung geerntet. Zur Vereinfachung, wir Land und Veränderungen in der Landnutzung ergeben Konfigurieren Sie das Modell so, dass es eine Region mit drei darstellt durch natürliche Prozesse und menschliche Aktivität, entlang Landkategorien: nicht bewirtschafteter Wald, mit den Kohlenstoffbeständen und -flüssen, die mit jedem verbunden sind. Wald und andere, die alle anderen Land umfasst Das Modell ist auf eine beliebige Anzahl von Land / Land erweiterbar Nutzungskategorien (Ackerland, Weideland, erschlossenes Land usw.). Verwenden Sie Kategorien und geografische Gebiete. Zum Beispiel eins könnte das Modell so konfigurieren, dass es verschiedene Typen darstellt 2.2. Parameterschätzung von Wäldern, mit ähnlicher Disaggregation für anderes Land Jede Einheit der Endverbrauchs-Bioenergie verschiebt die gleiche End- Arten und auf geographischen Skalen von Regionen zu Nationen Nutzung von Energie aus fossilen Brennstoffen, also Netto-CO 2 um, wenn Daten verfügbar sind, noch kleinere Bereiche. Emissionen aus Biomasse zum Zeitpunkt der Verbrennung Abbildung 1 zeigt einen Überblick über den Kohlenstoffkreislauf davon abhängen, welche Energiequelle mehr ist im erweiterten Modell. Wie im ursprünglichen Modell, gegebene Brennstoffkohlenstoffintensität, Verbrennungseffizienz, Verbrennung fossiler Brennstoffe Verluste und Emissionen aus ihren Lieferketten. Kugel. Im Gegensatz zum ursprünglichen Modell, Kohlenstoffaktien in Typische Verbrennungseffizienzen für Holz sind ca. Biomasse und Boden sind nun für jede Katze 25%, verglichen mit 35% bei Kohle (Niederlande blutige Land und geographisches Gebiet. Das Modell auch Unternehmensagentur 2011 , IEA 2016 ). Veröffentlicht enthält ein Fach für in Holz eingelagertem Kohlenstoff Partner variieren mit dem untersuchten Prozess und dem System und Strukturen. In Übereinstimmung mit den Berichtsansätzen Grenze betrachtet, aber Verarbeitungsverluste (in Energie für den IPCC, FAO und den US Forest Service (FAO 2016 , Inhalt für die Holzpellet Supply Chain sind auf der Penman et al 2003 , Smith et al 2006 ), Biomasse im Wald Größenordnung von etwa 27%, wenn Biomasse in der Land umfasst lebende Bäume, einschließlich Stängel, Zweige, Trocknungsprozess (Röder et al 2015 ), verglichen mit Verlusten Laub und grobe Wurzeln in reifen und von etwa 11% für Kohle (IEA 2016 ). Unterschiede Geschichte Bäume; die mit “Bodenkohlenstoff” bezeichnete Lagerstätte umfasst Boden in der Lieferkette Emissionen aus der Gewinnung / Ernte, organische Substanz, tote Wurzeln, Einstreu (totes Laub, totes Laub) und Transport sind unsicher, aber relativ klein Äste usw.), abgestorbene und stehende tote Bäume und verglichen mit den großen Unte
rschieden in Verbrennung und feine Wurzeln (Woodall et al 2015 ). Biomasse wird erhöht Verarbeitungseffizienz (zB Odeh und Cockerill 2008 , durch Nettoprimärproduktion. Kohlenstoff in Biomasse kann Röder et al. 2015 ). Folglich emittieren Holzpellets als CO 2 oder CH 4 in die Atmosphäre zurückkehren und ungefähr 0,071 tC mehr CO 2 für GJ des Endverbrauchs über die Streufall- und Baumsterblichkeit dem Bodenbestand zugeführt. Energie als Kohle (siehe Zusatzmaterial). Kohlenstoff geht auch aus Biomasse und totem organischen Material verloren Die Determinanten von NPP und Kohlenstoffflüssen aus Materie durch Feuer. Kohlenstoff im Bodenbestand wird übertragen Biomasse und Boden in die Atmosphäre sind daher kritisch durch die Aktivität der Dekompressions- Beurteilung der dynamischen Wirkung von Bioenergie einschließlich Poser und andere Heterotrophe (Fahey et al 2005 ). die Kohlenstoff-Schulden-Amortisationszeit und langfristig Ergänzendes Material bietet vollständige Dokumentation. in atmosphärischem CO 2 . Um die Parameter zu schätzen 3 Environ. Res. Brief 13 (2018) 015007 200 South Central Eiche-Hickory 150 Biomasse 100 50 Böden und tote organische Materie 0 0 20 40 60 80 100 Jahre 200 South Central verwaltete Kurzblatt Loblolly 150 Biomasse 100 50 Böden und tote organische Materie 0 0 20 40 60 80 100 Jahre Abbildung 2. Wachstumskurven, die die Kohlenstoffdichte (tC ha -1 ) für Eichen-Hickory- (oben) und bewirtschaftete Kurzblatt-Lobelien-Kiefernplantagen zeigen (unten) in der südzentralen USA, wobei Smith et al ( 2006 ) Wachstumskurven (gestrichelte Linien mit Datenpunkten) mit dem Modell (solid Linien), mit Best-Fit-Parametern. Ergänzende Abbildungen S2 und Tabellen S2-S3 zeigen Ergebnisse für alle geschätzten Waldtypen. regeln NPP und diese Flüsse verwenden wir die post Kurven eng: der mittlere absolute Fehler bezogen auf die Erntekurven in Smith et al. ( 2006 ), die mittlere Bereiche von 0,008% -0,065% für Biomasse und überspannen viele Regionen und Arten in US-Wäldern. Zur Veranschaulichung von 0,006% -0,074% für Böden (Abbildung 2 , Tabelle S2). trate zeigt Abbildung 2 die Wachstumskurven von Smith et al für südzentralen US-Eichen-Hickory-Wald und verwaltet kurzblättrige loblolly Kiefernplantagen. Die Wachstumsmuster 3. Ergebnisse unterscheiden sich sowohl in ihrer Form als auch in ihrer Zeit deutlich erreiche maximale Biomasse. Nach der Ernte, die gemanagt In den folgenden Szenarien gehen wir davon aus, dass loblolly Plantage wächst schnell nach einem Klassiker Bioenergie bevorzugen. Konkret gehen wir von Bioenergie aus S-förmige Kurven und Erreichen der maximalen Biomasse nach Aus Holzpellets wird Kohle am meisten verwertet etwa drei Jahrzehnte, während der Hartholzwald wächst kohlenstoffintensiver fossiler Brennstoff; wenn Holz Energiequellen ausgleicht ungefähr linear seit etwa 50 Jahren und wächst immer noch Wenn man von Erdgas ausgeht, wäre seine Kohlenstoffschuld sehr hoch nach einem Jahrhundert. Stellt fest, dass in beiden Fällen Boden Kohlenstoff größer. Schätzungen der Netto-CH 4 -Flüsse aus Waldbiomasse für mehrere Jahrzehnte nach der Ernte ab und Böden sind schlecht eingeschränkt und berücksichtigt der Fluss von Biomasse zu Böden wird geschnitten, während heterotrophe in den meisten globalen Methanbudgets (z Die Atmung setzt fort, C von Böden und Toten freizusetzen Ito und Inatomi 2012 , Saunois ua 2016 , Schuster organische Materie in die Atmosphäre. ua 2014 ); Wir nehmen daher an, dass sie null sind. wir Um NPP zu modellieren, spezifizieren wir eine Variante der Richards Es wird davon ausgegangen, dass alle für Bioenergie geernteten Flächen erlaubt sind ( 1959 ) Wachstumsmodell, weit verbreitet im Waldwachstum verwendet ohne Feuer wieder wachsen (Buchholz et al 2016 ), Modellierung. Die amerikanische Holzpellet-Industrie wächst Erosion, Krankheit, ungeplante Abholzung oder andere ökologische schnell, und ein Großteil der Produktion wird exportiert Störungen, einschließlich der Auswirkungen auf den Klimawandel, die EU und das Vereinigte Königreich. Wir schätzen daher den Kohlenstoff das könnte Treibhausgase nachwachsen oder injizieren Zyklusparameter aus Wachstumskurven für die gemäßigten USA Atmosphäre, die über den direkten Einfluss des Bio- Wälder, die von Smith et al ( 2006 ) berichtet wurden. Wir schätzen die Ergy Ernte. Wir gehen weiter davon aus, dass der Rückgang von Parameter von NPP gemeinsam mit denen, die Flüsse steuern Kohleverwertung aus Holz senkt die Kohle nicht von CO 2 aus Biomasse in den Boden und aus Preise, steigende Kohle Nachfrage anderswo, eine Wirkung nichtlineare kleinste Quadrate geschätzt groß (z . B. York 2012 ). und Markov Chain Monte Carlo Methoden (Ergänzungen- Um die dynamischen Auswirkungen von Bioenergie auf CO 2 zu isolieren Material). Das Modell passt zum Wachstum von Smith et al Emissionen führen wir das Modell aus einem anfänglichen Gleichgewicht 4 Environ. Res. Brief 13 (2018) 015007 Abbildung 3. Veränderung der CO 2 -Konzentration in der Atmosphäre durch Kohleverdrängung durch Holz. Δ [CO 2 ] ist relativ zu fortgesetzt Kohle verwenden. Alle Szenarien zeigen die Veränderung des atmosphärischen CO 2 (ppmv), die sich aus einem einzelnen 1 EJ-Puls der Endenergie aus Biomasse ergibt verwendet, um Kohle in Jahr 0 zu verdrängen. Oben: South-Central (SC) Eichen-Hickory-Wald; Unten: SC verwaltet Kurzblatt Loblolly Plantage. die Bioenergieimpuls verursacht in den Szenarien 2-5 aufgrund der geringeren Verbrennung eine sofortige Erhöhung der CO 2 -Konzentration (die anfängliche Kohlenstoffschuld) und Verarbeitungseffizienz für Holz im Vergleich zu Kohle. Das Jahr, in dem Δ [CO 2 ] unterschreitet, ist die Amortisationszeit für Kohlenstoffschulden. Beilagezahlen S3 zeigt die Ergebnisse für alle acht untersuchten Waldarten. S0: Benchmark zeigt den Einfluss von 1 EJ Puls von Null Kohlenstoff Energie. S1: Bioenergie, von der angenommen wird, dass sie die gleiche Verbrennungs- und Verarbeitungseffizienz wie Kohle hat, und die gleichen Lieferkettenemissionen; mit 25% Biomasse aus dem durch Ausdünnung geernteten Land entfernt. S2: Tatsächliche Wirkungsgrade und Lieferkettenemissionen für Holz Pellets; 25% der durch Ausdünnung geernteten Biomasse. S3: S2 mit 95% geernteter Biomasse (klarer Schnitt). S4: S3 mit klarem Schnitt und Nr Wiederanbau von geerntetem Land und kein C aus Bodenbeständen. S5: S4 mit der Bruchrate. in denen die Kohlenstoffflüsse von Biomasse und Böden zu Strom aus Kohle (Gesamtenergieverbrauch der Welt die Atmosphäre wird durch NPP ausgeglichen, und in welchem Netz übersteigt 550 EJ Jahr -1 , US EIA 2016 ). Der CO 2 -Fluss zum Ozean ist durchgehend Null und identifiziert Szenario 0 bietet einen Benchmark, der zeigt, wie die Auswirkungen von Bioenergie getrennt von anderen Quellen atmosphärisches CO 2 würde sich ändern, wenn 1 EJ des Endverbrauchs wäre Ungleichgewichte, z. B. vorherige Protokollierung und marinen Aufnahme Energie aus Kohle wurde durch eine Null-Kohlenstoff-Energie ausgeglichen von CO 2 . Einschließlich der CO 2 -Aufnahme im Meer würde Quelle, wie Solar oder Wind (und unter der Annahme von Null aß steigt in atmosphärischem CO 2 aus Bioenergie aber Emissionen aus der Lieferkette). Versetzung 1 EJ von verschlechtern Ozeanversauerung und andere Auswirkungen. diese Alternativen Effekte sind für die zukünftige Arbeit übrig. hält 0,07 GtC fossilen Kohlenstoff im Boden, Figuren 3 zeigt die Ergebnisse für eine Menge von das atmosphärische CO 2 direkt und dauerhaft absenken narios mit Parametern für Eichen-Hickory geschätzt ungefähr 0,04 ppm im Verhältnis zur fortgesetzten Kohleverwendung. Wald im Süden der Zentral- Szenario 1 simuliert den kontrafaktischen Fall in S3, Tabelle S7 liefert Ergebnisse für alle acht Wälder Es wird angenommen, dass Bioenergie denselben Kohlenstoff hat Typen, die wir geschätzt haben). Alle Szenarien untersuchen eine 1 Emissionen von Endenergie für Kohle, einschließlich Joule (EJ) -Puls der erzeugten elektrischen Endenergie die gleiche Verbrennungs- und Verarbeitungseffizienz aus Holzpellets in Jahr 0, um 1 EJ des Endve
rbrauchs auszugleichen und Lieferkettenemissionen. Wir gehen davon aus, dass 25% 5 Environ. Res. Brief 13 (2018) 015007 von der Biomasse wird vom Hektar der sollte die Rückzahlung der Kohlenstoffschuld beschleunigen. als geernteten Wald durch Ausdünnung, nicht klar Schneiden, dass erwartet, fällt atmosphärisches CO 2 zunächst schneller in die der Wald darf ohne Nachfolgen nachwachsen Plantagenfall im Vergleich zum Nachwachsen der Eichen- Ernte, Feuer, Krankheit oder andere Störungen. da Hickory-Wald. Die Konzentration ist jedoch niedrig die Emissionen werden kontrafaktisch als gleich angenommen out nach etwa 20 Jahren und dann beginnt zu steigen, als Kohle gibt es keine sofortige Veränderung in der Atmosphäre Überschreiten der CO 2 -Konzentration, wenn der Wald erlaubt ist CO 2 . Wenn der Wald jedoch wieder wächst, ist Kohlenstoff nachwachsen. Die Erklärung liegt in den unterschiedlichen Maxi- allmählich aus der Atmosphäre in Biomasse entfernt Mum Kohlenstoffdichten der beiden Waldtypen: Loblolly und Böden. Nach 100 Jahren hat sich der Wald erholt Plantage wächst schneller genug, um CO 2 in der Atmosphäre um 0,026 ppm zu senken rium Kohlenstoff Dichte im Vergleich zu den unmanaged 34% über den Null-C-Häusern. Wald ( 4 ) mit geschätzten Gleichgewichtswerten Szenario 2 zeigt den realistischen Fall mit dem Combus- von 130 tC ha -1 für loblolly Plantage Vs. 211 tC hat -1 Emissionseffizienz und geschätzte Lieferkettenemissionen für für Eichen-Hickory. Folglich, obwohl Plantagen Holzpellets (Ergänzungstabelle S5), wieder vorausgesetzt wachsen schneller, sie entfernen nicht so viel C aus der 25% der Biomasse werden durch Ausdünnung geerntet. da Atmosphäre wie war verloren, als der Hartholzwald war Produktion und Verbrennung von Holz erzeugt mehr geerntet, auch wenn sie maximal wachsen dürfen CO 2 als Kohle ist die erste Wirkung von Bioenergie Biomasse und bleiben nicht geerntet. In der Realität ein Anstieg des atmosphärischen CO 2 . Nachwachsen allmählich Diese werden alle paar Jahre ausgedünnt und geerntet überträgt C von der Atmosphäre auf Biomasse und Boden jedes Jahrzehnt (US Forest Service 2000 ), weitere C-Aktien, was zu einer Amortisationszeit für Kohlenstoffschulden führt ihre durchschnittliche C-Dichte und zunehmende atmosphärische 52 Jahre; nach 100 Jahren bleibt CO 2 62% über dem CO 2 . Darüber hinaus können wiederholte Ernten die Null-C-Häuser. Produktivität der Böden, Senkung NPP. Zum Ausgleich Szenario 3 ist das gleiche wie S2, außer wir nehmen jetzt an sate, bewirtschaftete Plantagen werden in der Regel mehrere gedüngt Das Land ist klar geschnitten statt ausgedünnt, mit 95% mal pro Umdrehung, steigende N 2 O-Emissionen, die die Biomasse wurde entfernt. Fast vollständige Biomasseentfernung würde die Klimawirkung von Szenario 6 weiter verschlechtern spiegelt die wachsende Praxis der Ernte von ganzen Bäumen wider (Schulze et al 2012 ). und Rückstände (Äste, Abfälle usw.) (Achat et al 2015 ). A Das ergänzende Material berichtet die 95% Eine 95% ige Freimachung erfordert nur 26% so viel Land wie in S2, Vertrauensintervalle (CIs) für die geschätzten Parameter aber die Amortisationszeit für Kohlenstoffschulden steigt auf 82 Jahre; (Tabelle S4) und Sensitivitätsanalyse über die acht nach 100 Jahren bleibt CO 2 86% über den Null-C-Häusern. Waldtypen, die sich aus der Parameterunsicherheit ergeben, Szenario 4 zeigt die Auswirkungen der Annahme, dass die von Markov Chain Monte Carlo (Tabelle S8). die geernteter Bereich in S3 aber nie erlaubt 95% CIs für die Amortisationszeiten für Kohlenstoffschulden variieren von wachsen, zum Beispiel, weil es entwickelt ist, mit der 74-110 Jahre für die Hartholzarten unter klarem Schnitt zusätzliche Annahme, dass der Fluss von C aus Böden und (Szenario 3) und 11,25-12 Jahre für den verwalteten Plan auf Null setzen. tationen. Das ergänzende Material berichtet auch über die Ohne ein erneutes Wachstum wird die Kohlenstoffschuld nie zurückgezahlt langfristige CO 2 -Reduktionen für die Szenarien 1-5 (Tabelle S7). atmosphärisches CO 2 bleibt dauerhaft höher. Für Szenario 3 fällt CO 2 nach 100 Jahren durchschnittlich Szenario 5 ist das gleiche wie S4 mit Ausnahme des Flusses von C 51% der maximal möglichen Reduktion (die Unterschiede aus Böden und toten organischen zwischen der anfänglichen Kohlenstoffschuld und der Null-C Die Fortsetzung wird mit der ursprünglichen Bruchrate fortgesetzt. ohne Ebene in Szenario 0) für die Wälder und 92% für die nachwachsen, gibt es keinen CO 2 -Fluss aus dem Atmo- Pflanzungen. Sphäre zu terrestrischer Biomasse oder Böden, aber fortgesetzt Das ergänzende Material berichtet ebenfalls über Sensibilität C Fluss von Böden in die Atmosphäre, verursacht CO 2 Analyse der Verbrennungseffizienz und Lieferkette über den unmittelbaren Einfluss der Emissionen. Ganz klar, Innovationen, die die Bioenergie. Nach einem Jahrhundert ist atmosphärisches CO 2 angestiegen Brenn- und Verarbeitungseffizienz von Holz um 0,076 ppm, 2,3-mal mehr als der anfängliche Stoß. Kohle reduzieren die anfängliche Kohlenstoffschuld von Holz Die tatsächlichen Auswirkungen der Umwandlung von geernteten Wäldern reduzieren Sie die Amortisationszeit und das Klima der Kohlenstoffschuld Andere Verwendungen werden wahrscheinlich zwischen den Ergebnissen von Szenarien liegen Auswirkungen von Holz. Aber Innovationen, die sich verbessern 4 und 5, könnte aber weiter steigen, wenn die Umwandlung von Die Wirkungsgrade beider Kraftstoffe ergeben geringere Vorteile. Andere Anwendungen erhöhen C-Flüsse von Böden über Zum Beispiel bieten Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen die aus den Daten von Smith et al ( 2006 ) geschätzten Werte . wesentlich höhere Verbrennungseffizienz als Ein solches Ergebnis könnte aus Störungen resultieren herkömmliche Kessel, würde aber immer noch einen anfänglichen Kohlenstoff verursachen Böden aus zB Pflug, Erschließung, Feuer oder Vermehrung Schulden seit der Verbrennung und Verarbeitung Methanogenese, von denen wir alle annehmen, dass sie null ist. Holzarten bleiben in solchen Systemen niedriger als Kohle In Szenario 6 (Abbildung 4 ) ist Eichen-Hickory-Wald klar (ergänzende Abbildungen S5 – 6). geschnitten und neu bepflanzt als Kurzblatt Loblolly Kiefer verwaltet Die Holzpellet-Industrie expandiert rasant Plantage. Loblolly Kiefer wächst schneller als Harthölzer Viele Projektionen erfordern substanzielles Wachstum durch (Abbildung 2 ), so intuitiv die Umstellung von unbemannten 2030 oder darüber hinaus (IEA 2012 , IRENA 2015 ). Szenario alter Laubwald zur bewirtschafteten Kiefernplantage 7 (Zahlen 5 ) zeigt den Einfluss des linearen Wachstums auf 6 Environ. Res. Brief 13 (2018) 015007 Abbildung 4. Szenario 6: Neuanpflanzung von geerntetem Eichen-Hickory-Wald Zentral-USA), verglichen mit dem nachwachsenden Eichen-Hickory-Wald (Szenario 3 in Abbildung 2 ). Oben: Veränderung des atmosphärischen CO 2 (ppmv) resultierend aus einem einzelnen 1 EJ Impuls der Endenergie von der Biomasse, die benutzt wird, um Kohle in Jahr zu ersetzen. Δ [CO 2 ] ist relativ zu fortgesetzter Kohle verwenden. Unten: Kohlenstoff in Biomasse (tC ha -1 ). In den ersten 20 Jahren schneller wachsend das Nachwachsen des Eichen-Hickory-Waldes, aber die geschätzte maximale Kohlenstoffdichte des Eichen-Hickory-Waldes ist größer als die bewirtschaftete Loblolly-Plantage (211 vs. 131 tC ha -1 ; Ergänzungstabelle S3). Mit Kohlenstoff werden die Kohlenstoffschulden nie zurückgezahlt, selbst wenn Die Loblolly-Plantage wird nie geerntet. Aufgrund des CO 2 -Flusses aus Böden steigt das CO 2 in der Atmosphäre nach etwa 20 Jahren wieder an das Niveau vom Nachwachsen von Eichen-Hickory nach ungefähr 50 Jahren. Abbildung 5. Veränderung der atmosphärischen CO 2 -Konzentration vom Wachstum in die Endnutzung, die durch Holz gefördert wird und Kohle verdrängt. Δ [CO 2 ] ist relativ zur fortgesetzten Kohleverwendung. Szenario 7 (durchgezogene Linie): lineares Wachstum bei der Endnutzung, das durch die Produktion von Holzpellets in den USA bereitgestellt wird, von dem Wert von 2016 von 0,028 EJ bis 2050 auf 0,28 EJ yr -1 und danach l
inear fortlaufend. Parameter geschätzt für die südzentralen USA Eichen-Hickory-Wald, mit Ernte durch Clearcut. Szenario 8 (gestrichelte Linie): das Gleiche wie S7 außer dem Wachstum im Endverbrauch Holz hört 2050 auf. Ergänzende Abbildungen S4 geben Ergebnisse für alle betrachteten Waldarten an. 7 Environ. Res. Brief 13 (2018) 015007 Bioenergie für Endverbraucher; Szenario 8 ist das gleiche mit Ausnahme von Wachstum Die Kohlenstoffschuld, die entsteht, wenn Holz Kohle verdrängt hört im Jahr 2050 auf. Wachstum in der Holzversorgung verursacht stetig kann nie zurückgezahlt werden, wenn die Entwicklung ungeplant ist Wachstum in atmosphärischem CO 2, weil mehr CO 2 ist Ging, Erosion oder erhöht bei extremen Temperaturen, jedes Jahr in der ersten Auto- Feuer und Krankheit (alles durch die globale Erwärmung verschlimmert) bon Schulden als durch Wiederwachstum zurückgezahlt wird, verschlechtern Wachstum oder Beschleunigung des Kohlenstoffflusses von Böden zu globale Erwärmung und Klimawandel. Das qualitative die Atmosphäre. Weitere, niedrigere Kohlepreise verursacht durch Ergebnis, dass das Wachstum der Bioenergie atmosphärische erhöht Der Nachfragerückgang im Stromsektor könnte Kohle stimulieren CO 2 hängt nicht von den Parametern ab: solange Verwenden Sie woanders und kompensieren Sie sogar das Potenzial langfristig Bioenergie erzeugt eine anfängliche Kohlenstoffschuld, die zunimmt Vorteile von Bioenergie (z . B. York 2012 ). Ernte bedeutet, dass jedes Jahr mehr geliehen wird als es ist Fünftens, entgegen der Intuition, Ernte vorhanden zurückgezahlt. Genauer gesagt steigt atmosphärisches CO 2 als Wälder und Wiederbepflanzung mit schnell wachsenden Arten in solange NPP unter der anfänglichen Kohlenstoffschuld bleibt bewirtschaftete Plantagen können die Klimaauswirkungen von jedes Jahr plus die Flüsse von Kohlenstoff aus Biokraftstoff aus Holz. Obwohl bewirtschaftete loblolly Kiefer wächst Biomasse und Böden in die Atmosphäre. Weitere Hinweise schneller als Hartholz, beschleunigt die anfängliche Erholung von dass im Szenario 8 CO 2 für 56 Jahre weiter steigt Waldbiomasse, das Gleichgewicht Kohlenstoff Nach der Bioenergieproduktion hört das Wachstum auf und fällt nur noch im Alter von Plantagen ist niedriger als nicht bewirtschafteten Wald, so unter den Ausgangswerten 144 Jahre nach dem Wachstumsstopp. Ergebnisse Kohlenstoff, der in Plantagen abgeschieden wird, gleicht die für die anderen Waldtypen sind ähnlich (ergänzend Bon aus dem Urwald. Das ist sogar richtig Figuren S4). wenn die bewirtschaftete Plantage nie wieder geerntet wird, und schlimmer, wenn die Plantage regelmäßig neu geerntet wird. wei- typische Plantagen erfordern regelmäßige Düngung, Erhöhung der N 2 O-Emissionen und Verschlechterung ihres Klimas 4. Diskussion und Schlussfolgerung Auswirkungen über das, was wir hier berichten (Schulze et al 2012 ). Wir haben das Kohlenstoffkreislaufmodell in den C-ROADS erweitert Sechstens, Wachstum in der Holzernte für Bioenergie verursacht klimapolitisches Modell zur Berücksichtigung unterschiedlicher Land – und ein stetiger Anstieg des CO 2 in der Atmosphäre, weil der Anfang Landnutzungsarten nach Region. Das Modell behandelt explizit Kohlenstoffschuld, die jedes Jahr anfällt und übertrifft, was zurückgezahlt wird. Kohlenstoffvorräte in fossilen Brennstoffen, Biomasse, Böden und Hier, Wachstum in der tote organische Materie, die Atmosphäre und die Flüsse Holzpellet-Industrie Kohle zu verdrängen verschärft globale darunter die Verbrennung, die Lieferkette zumindest bis zum Ende dieses Jahrhunderts sionen und das Wiederaufwachsen der geernteten Flächen. Das Modell ist wenn die Industrie bis 2050 aufhört zu wachsen. erweiterbar auf eine beliebige Anzahl von Landtypen und Nutzungen, und Siebtens wurde Holz in der Stromerzeugung geografische Skalen. Um den Ansatz zu demonstrieren, haben wir Klimawandel für Jahrzehnte oder mehr obwohl analysierte die dynamischen Auswirkungen der Verdrängung von Kohle mit Viele unserer Annahmen bevorzugen Holz, einschließlich: Holz Holz in der Stromerzeugung, zu finden: verdrängt Kohle (der kohlenstoffintensivste fossile Brennstoff); Erstens, aber im Gegensatz zu den Richtlinien der EU alles geerntete Land darf als Wald wieder wachsen andere Nationen, Biomasse, um fossile Brennstoffe zu ersetzen keine nachträgliche Umstellung auf Weide-, Acker- injiziert CO 2 in die Atmosphäre am option oder andere Verwendungen; keine nachfolgende Ernte, Feuer oder während der Ernte, Verarbeitung und Transport. Krankheit; kein Anstieg der Nachfrage nach Kohle durch Reduktionen des atmosphärischen CO 2 als nur später, und niedrigere Preise, induziert durch den Rückgang der Kohle für nur wenn das geerntete Land wieder wachsen darf. elektrische Energie; kein Anstieg von N 2 O bei der Befruchtung Zweitens, der Verbrennungs- und Verarbeitungseffizienz von bewirtschafteten Plantagen; und kein Anstieg der CO 2 -Emissionen Holz in der Stromerzeugung sind niedriger als oder Methanogenese aus gestörten Land. entspannend für Kohle (Ergänzungsmaterial). Folglich Jede dieser Annahmen verschlechtert die Klimawirkung Der erste Einfluss der Verdrängung von Kohle mit Holz ist ein Anstieg von Bioenergie aus Holz. in atmosphärischem CO 2 im Zusammenhang mit der fortgesetzten Kohleverwendung, In Summe kann Bioenergie aus Holz zwar sinken Schaffung einer anfänglichen Kohlenstoffschuld. langfristige CO 2 -Konzentrationen im Vergleich zu fossilen Brennstoffen, Drittens, nachdem die Kohlenstoffschuld zurückgezahlt wurde, atmosphärisch Die erste Auswirkung ist ein Anstieg des CO 2 , der sich global verschlechtert CO 2 ist niedriger und zeigt die potenziellen langfristigen Vorteile Erwärmung über die kritische Zeit bis 2100 auch wenn von Bioenergie. Jedoch vor dem Breakeven, atmosphärisch Das Holz kompensiert Kohle, die am stärksten CO2-intensiv ist CO 2 ishigherthanitwäre ohne den Einsatz von Sil-Brennstoff. Erklären, dass Biokraftstoffe als CO2 neutral sind Bioenergie, zunehmender Strahlungsantrieb und global Die EU und andere haben dies irrtümlicherweise angenommen Alter Temperaturen, Verschlechterung des Klimawandels, einschließlich Wiederaufwachsen des Waldes kompensiert schnell und vollständig die Emissionen möglicherweise irreversible Auswirkungen, die zuvor auftreten können von der Biokraftstoffproduktion und -verbrennung. Die Neu- Die langfristigen Vorteile werden realisiert. Diese Annahme ist nicht gültig, weil sie die Viertens sind Biokraftstoffe langfristig nur von Vorteil vergänglich, aber Jahrzehnte bis Jahrhunderte lang wenn das geerntete Land wieder zu seinem CO 2 verursacht durch Biokraftstoffe. Biomasse ernten und dort unterhalten. Natürliche Wälder Methodisch demonstrieren wir die Machbarkeit haben eine hohe Kohlenstoffdichte im Vergleich zu des Integrierens des statischen Lebenszyklus Land, Land und bewirtschaftete Baumplantagen. die Wirkungsgrade und Emissionen von Biokraftstoffen mit 8 Environ. Res. Brief 13 (2018) 015007 explizite Modellierung der Biomasse Dynamik in einem Modell, das Helin T, Sokka L, Soimakallio S, Pingoud K und Pajula T 2013 Ansätze zur Einbeziehung des Kohlenstoffkreislaufs der Wälder in den Lebenszyklus läuft schnell genug, um politischen Entscheidungsträgern und anderen zu ermöglichen Bewertung-eine Überprüfung Glob. Ändern Biol. 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Originaltext auf Italienisch
question: does forest bioenergy reduce carbon emissions?
Bessere Übersetzung vorschlagen
und erneut:
Lesen Sie den Bericht: Bäume, Müll und Giftstoffe: Wie Biomasseenergie zur neuen Kohle wird (PDF), Mary S. Booth, Partnerschaft für politische Integrität, 2. April 2014. Über Biotreibstoff .
