עצרו הכול ורדו מהעץ

ג’ון ד’ סטרמן טוען שביומסה מייצרת יותר פליטות והוא מתבסס על ניתוח מחזור החיים של יערות בארה”ב

Petroleum Review / יוני 2018

ביו-אנרגיה מעצים היא ענף שהולך ופורח בעוד שממשלים ברחבי העולם מתקשים לצמצם את פליטות גזי החממה במדינותיהם. האיחוד האירופי הכריז שכל הדלקים הביולוגיים יהיו נטולי פחמן, על מנת להגיע ליעד של 20 אחוז אנרגיות מתחדשות עד 2020, מה שהעלה משמעותית את השימוש בעץ. בריטניה מסבסדת דסקיות עץ לייצור חשמל והיא כיום יבואנית הדסקיות הגדולה בעולם. ארצות הברית הכריזה על עידוד השימוש ביערות ובוועידת האקלים של האו”ם בשנה שעברה, 19 מדינות ובהן ברזיל, קנדה, סין ואינדונזיה הצטרפו ליוזמת “פלטפורמה לעתיד ביולוגי” ולהרחבת השימוש ב’ביו-אנרגיה בת קיימא’.

אבל האם דלקים ביולוגיים הם אכן נטולי פחמן? כדאי לתלות את התקוות בעץ? על פניו, הרעיון נשמע הגיוני: שריפה של דלקי מאובנים מכניסה לאטמוספירה פחמן שהיה לכוד במבנים גיאולוגיים וזה גורם התחממות גלובאלית. מנגד, הדלקים הביולוגיים ממחזרים את הפחמן מהאטמוספירה ולכן בסופו של חשבון, אין פליטות נטו.

לצערנו, המדע הוכיח ההפך. שריפת עץ ליצירת אנרגיה עשויה להחמיר את שינוי האקלים כבר ב-2100, גם אם העץ יחליף את הפחם, הדלק הכי עתיר בפחמן. איך אנחנו יודעים?

 

נתחיל בפיזיקה בסיסית:

·         פחמן דו חמצני הוא גז החממה העיקרי שגורם את התחממות האקלים.

·         שריפת עץ מוסיפה פחמן דו חמצני לאטמוספירה.

·         הדרך היחידה להעלים את הפד”ח מהאטמוספירה היא צמיחה מחודשת של היערות שנכרתו לשם אספקת עצים לביו-אנרגיה.

·         צמיחה מחדש היא תהליך שדורש זמן.

·         אין ודאות בצמיחה מחדש. אש, פגעי מזיקים, כריתה מחדש או המרה לשימוש אחר (לדוגמה: חקלאות, פיתוח) עלולים להגביל את התאוששות היערות.

 

השפעת העץ ודלקים ביולוגיים אחרים על האקלים תלויה אם כן בשאלות מהותיות. ראשית, האם בנקודת הבערה הדלק הביולוגי יוצר יותר או פחות פחמן דו חמצני בכל יחידה של שימוש הקצה של האנרגיה מאשר הדלק שהוא מחליף? מוכרחים להביא בחשבון גם את הפליטות מהבערה וגם את אלו משרשרת האספקה. 

כמו כן, כשהיערות יצמחו מחדש, כמה פחמן הם יעלימו מהאטמוספירה, כמה זמן נדרש להם להתחדש וכמה מהתשובות לשאלות הללו תלוי בגורלה של האדמה שממנה נכרתו העצים? 

בכדי להשיב על שאלות אלו, הקולגות שלי ואני הרחבנו את מודל המדיניות הרווח C-ROADS על מנת לחקור את ההשפעה הדינאמית של דלקים ביולוגיים על פליטות פחמן ועל האקלים.

מחקר שלנו לא קיבל מימון מיצרני ביו אנרגיה אשר תומכים בשימוש בעץ וגם לא מעמותות למען איכות הסביבה, אשר חלקן מתנגדות לכך. בהתחשב בדחיפות ובהיקף הפחתת הפליטות

נדרשים להגביל את התחממות כדור הארץ ללא יותר משתי מעלות, קיוויתי בכל לבי שעץ יהיה חלק מהפתרון.

למרבה הצער, התוצאות מראות ששריפת העצים תחמיר את שינוי האקלים עד סוף המאה לפחות – גם כאשר עץ יחליף את הפחם.

פועל בתחנת כוח המבוססת על ביומסה ביפן

פועל בתחנת כוח המבוססת על ביומסה בקוואסאקי, יפן.

כושר הייצור של התחנה הוא 33 מגה ואט. מקור: גטי אימג’ז

החזרת החובות של הפחמן

עצים ולפחם יש אותו הערך במדד Carbon Intensity: כמות פליטת גזי החממה (במונחי פחמן דו חמצני) ליחידת פעילות כלכלית (במונחי תוצר מקומי גולמי) לכל קילו ואט שעה. עם זאת,  הבערה והנצילות של דסקיות העץ נמוכות יותר. לפיכך, תחנת כוח המייצרת חשמל מדסקיות עץ פולטת יותר פחמן דו חמצני לקוט”ש. שריפת עץ במקום פחם יוצרת חוב פחמן – עלייה מידית בפליטות פד”ח בהשוואה לאנרגיה ממקורות מאובנים.

את החוב הזה של הפחמן אפשר להחזיר במשך הזמן אם היערות יצמחו מחדש. לשם הדגמה, לקחנו את הנתונים של כריתת היערות ושל פליטות הפחמן של הביומסה ושיקללנו לכדי טבלאות וגרפים (הפניה ניתן למצוא במכון הנפט הבריטי) אם יכרתו את כל העצים בדרום ארה”ב וישרפו אותם בתהליך של ביו-אנרגיה, שינוי האקלים רק יואץ. בהיעדר מספיק ביומסה שתשנע את הפחמן מהעלים אל השורשים, מצבורי הפחמן שנאגרים בקרקע יצנחו למספר עשורים גם אחרי שהעצים יתחילו לצמוח חזרה.

ביומסה ופחמן קרקעי ישתקמו בהדרגה ועם זאת, אחרי מאה שנים, הכמות הכוללת של הפחמן האצור ביערות, עדיין יישאר מתחת לרמה ההתחלתית שלו.

זו דוגמה אופיינית. בחנו טווח רחב של יערות בארה”ב, ספקית הדסקיות הגדולה ביותר לבריטניה. את משך הזמן שנדרש להחזיר את חוב הפחמן נהוג לאמוד ב-87 שנה אחרי כריתה מלאה של היער ו-63 שנה במקרה של כריתה חלקית בלבד.

מועדי החזרת החוב מעידים על אופטימיות: לפי הערכות שלנו, אף אחד מהיערות שנכרתו לא זוכה לתכניות שיקום וצמיחה מחודשת, הגנה מכריתה פרטית ושימושים אחרים והגנה מנזקי שריפות ומזיקים וטרדות אקולוגיות אחרות שעשויות לפגוע בספיגת הפחמן או גזי חממה אחרים לאטמוספירה. אין שום ערך כאשר התחממות כדור הארץ מגבירה את השריפות, החרקים ופגעים חמורים אחרים של מזג האוויר.

 

 

מושכים יותר מדי אשראי

הסוכנות הבינ”ל לאנרגיה ותעשיית הביו-אנרגיה צופות צמיחה משמעותית של שימוש בעץ בעשורים הקרובים. התרחבות כזאת תוסיף באופן עקבי לפחמן הדו חמצני באטמוספירה, גם אם היערות שנכרתו ישתקמו במלואם.

בכדי להבין למה, תחשבו רגע על החוב הלאומי של ארה”ב. ארה”ב פורעת במלואו את חוב האג”ח שהיא מנפיקה. עם זאת, מאחר שיש למדינה גירעון, הלוואות חדשות מאריכות את מועד הפירעון של חוב חלוט ומעלות את החוב הלאומי. באופן דומה, מדי שנה הולך וגדל השימוש בביו-דלקים, והפחמן הדו חמצני שמתווסף לאטמוספירה בשריפת העצים הנוספים עולה על כמות הפחמן שנוטרל על ידי צמיחה מחודשת, מה שיעלה את הפחמן הדו חמצני באטמוספירה, גם אם כל חוב הפחמן ייפרע במלואו בסופו של דבר.

זה קריטי, כי בעשורים שלפני פירעון חוב הפחמן, הפד”ח שיתווסף באטמוספירה מביו אנרגיה המבוססת על עץ יחמיר את שינוי האקלים. ריכוזים גבוהים יותר של פד”ח שנובעים משימוש בעץ, יאיצו בתורם את התחממות כדור הארץ ואת עליית מפלס הים וכן יגבירו נזקים אחרים כגון החמצת האוקיינוסים, תקריות מזג אוויר קיצוניות, בצורות וירידה בתבואה.

ההשפעות האלה יישארו איתנו למאות שנים ויותר. המצב לא יהיה הפיך גם אם יערות שנכרתו למטרות ביו אנרגיה יספגו בסופו של דבר את כל הפחמן הדו חמצני שהשתחרר עם שריפתם.

האם ניתן להקטין את ההשפעות הללו באמצעות ניהול נכון של היערות, כריתה חלקית ולא מלאה שלהם? הן הספקים והן המשתמשים הגדולים בדסקיות העץ טוענים כי הם אף פעם לא גורמים ברוא (כריתת יערות) וצורכים עץ באיכות נמוכה, לרבות צמרות עצים, ענפים ועצים קטנים. אפשר לחלוק על הטענות הללו.

אבל אנליזות מוכיחות שלא צריך לכרות יערות במלואם בשביל לפגוע באקלים. בחנו מספר תרחישים שבכולם האנרגיה שנוצרת מעצים מגיעה מעצים קטנים ודקים. על אף שהנזק אמנם קטן מכריתה מלאה, הזמן הממוצע לפירעון חוב הפחמן ליערות בארה”ב עדיין עמד על 63 שנה והנזק לאקלים שנבע ממנו יחזיק מעמד עוד מאות שנים, גם אם חוב הפחמן מהעצים הקטנים ייפרע במלואו.

ומה יקרה אם דסקיות העץ יגיעו מעצים הצומחים במהירות ובאופן מבוקר, במקום מיערות טבעיים שצומחים לאט? באופן מפתיע, שיטה זו דווקא מזיקה אף יותר. המדד של דחיסות הפחמן של מטעים מבוקרים נמוכה יותר מאלו הטבעיים, כך שהפחמן שינוטרל לא יאפס את כמות הפחמן שנגרעה מהיער המקורי. המרת יערות למטעים מזיקה בראש ובראשונה לשינוי האקלים.

פיקציה חשבונאית

הנחות היסוד של המחקר שלנו נוטות לטובת ביו אנרגיה. בייחוד יצאנו מנקודת הנחה שעץ משמש לאיפוס פחם, הדלק העתיר ביותר בפחמן. פליטות פחמן דו חמצני ליחידה פר יחידה אחת של אנרגיה ראשונית מעץ הם כמעט כמו אלו של הפחם, אבל גבוהות ב-30 אחוז מנפט ו-80 אחוזים מגז טבעי.

ההנחה שלנו היא שצמצום השימוש בפחם בגלל עץ לא מוריד את מחירי הפחם ומעלה את הביקוש לפחם במקומות אחרים. הריבאונד הזה בביקוש לפחם מביא לכך שחוב הפחמן משריפת עץ לא ייפרע לעולם, ויחמיר לנצח את ההתחממות הגלובאלית. לבסוף, לא הבאנו בחשבון את הנזק האקולוגי שבכריתת יערות, לרבות סחיפה ואבדן קרקעות, קיטוע בתי גידול וכתוצאה מכך, הכחדת חיות בר והפחתה של פעילות הפנאי בטבע.

כמובן, התוצאות האלו לא מעודדות המשך שימוש בפחם. אחסון אנרגיה מרוח ומשמש ובייחוד דגש על נצילות אנרגטית, אלו השיטות הזולות, הבטוחות והמהירות ביותר לקצץ בפליטות ולהמשיך לספק את הסחורות והשירותים שצורכת האנושות. הטכנולוגיות האלו מותירות טביעת רגל פחמנית קטנות בהרבה מביו-אנרגיה שמקורה ביערות והן מפחיתות את רמת הפליטות באופן מידי, בלי שצריך לחכות לצמיחה מחודשת ולא ודאית.

הממשלים ברחבי העולם לא אמורים להפר חוקים בסיסיים בפיזיקה. הכרזה על עץ כחומר שהוא דלק ביולוגי נטול פחמן, כפי שעשו בריטניה וארה”ב ואחרות, פירושה להניח שהצמיחה המחודשת של היערות תהיה מהירה וודאית. הנחה זו לא נכונה ביסודה.

הפיקציה החשבונאית הזאת מקדמת מדיניות יקרה גם לכיס וגם לאקלים. בפועל, גם ארה”ב וגם בריטניה משלמות סובסידיות של אנרגיה נקייה לתחנות כוח שמחמירות את המצב.

במקום סובסידיות שפוגעות בכדור הארץ, גישה מבוססת שוק המשלבת חישובים מדויקים עם מחיר משמעותי של פחמן וגזי חממה אחרים – לא משנה מתי ואיפה הם יהיו בעלייה – רק היא תוביל לקיצוץ משמעותי בפליטות ובמחיר.

מארקס מתיאס, נשיא חברה לייצור דסקיות עץ

לפי הערכות, אף יער מאלו שנכרתו לא זוכה לתכניות שיקום וצמיחה מחודשת, הגנה מכריתה פרטית ושימושים אחרים והגנה מנזקי שריפות ומזיקים. מארקס מתיאס, נשיא חברה לייצור דסקיות עץ. מקור: גטי אימג’ז