顆粒在線訊：有許多指標(biāo)表明，化石燃料的二氧化碳排放正在導(dǎo)致環(huán)境變量的快速變化，而地球系統(tǒng)無法完全回收排放的二氧化碳。不僅是持續(xù)變暖，而且在2023年，我們可能會(huì)越過一個(gè)臨界點(diǎn)，導(dǎo)致更快速的變化，同時(shí)變異性增加(更極端的高點(diǎn)和低點(diǎn))。如果未來是我們所希望的那樣，現(xiàn)在就需要采取行動(dòng)。

　　尋求公正、有序、合理的解決方案

　　今天的社會(huì)經(jīng)濟(jì)體系是建立在我們從化石燃料中獲取能源的基礎(chǔ)上的。因此，我們要尋找的是能夠繼續(xù)為我們所依賴的基礎(chǔ)設(shè)施供電，同時(shí)將干擾降到最低的“插入式”替代品。

　　在電力、供熱和交通部門已經(jīng)部署了所謂的“下降”解決方案。由可再生原料制成的高能量密度液體燃料的使用越來越多，成本也在下降。使用氨和氫(由可再生能源產(chǎn)生)作為非碳能源載體將是過渡的一部分。在許多歐盟國家和北美，通過可持續(xù)來源的木屑和木屑顆粒供暖是司空見慣的。

　　然而，風(fēng)能和太陽能產(chǎn)生的電力不能完全被認(rèn)為是一次性能源，因?yàn)樗强勺兊摹Ｒ虼?，無論部署多少M(fèi)W，有時(shí)它產(chǎn)生的電量都會(huì)低于電網(wǎng)的需求。

　　在接下來的幾十年里，儲(chǔ)能解決方案的開發(fā)和部署規(guī)模很可能足以緩沖間歇性和可變的供應(yīng)，并保持電網(wǎng)大部分時(shí)間(不是全部)的穩(wěn)定。但至少在接下來的幾十年里，為了盡可能無縫地過渡到脫碳的未來，電網(wǎng)將需要按需和負(fù)荷跟蹤的低碳發(fā)電。

　　使用由不斷更新的生物質(zhì)生產(chǎn)的顆粒燃料解決了部分問題。現(xiàn)有的燃煤發(fā)電站可以以相對(duì)較低的成本和較少的停機(jī)時(shí)間進(jìn)行改造，并用不斷更新(而不是耗盡)的能源生產(chǎn)的顆粒燃料取代煤炭。其結(jié)果是可以按需生產(chǎn)可再生電力。

　　顆粒燃料：一種能量密集的儲(chǔ)能解決方案

　　認(rèn)為森林將永遠(yuǎn)是二氧化碳凈吸收的想法是錯(cuò)誤的。它們總是會(huì)達(dá)到飽和。但如果管理得當(dāng)，它們可以持續(xù)使用，而不會(huì)降低它們儲(chǔ)存的凈碳量。如果生物質(zhì)沒有隨著時(shí)間的推移而耗盡，就不會(huì)產(chǎn)生多余的二氧化碳，因此也就不會(huì)在大氣中積累。就森林生物質(zhì)而言，如果其中的木材數(shù)量沒有枯竭(即木材的清除率從未超過生長速度)，則燃燒的任何木材釋放的二氧化碳量小于或等于捕獲的二氧化碳量。這種邏輯只有在資源不斷更新的情況下才有效。可持續(xù)性是使用顆粒燃料作為煤的替代品發(fā)電的絕對(duì)必要條件。

　　用于林產(chǎn)品工業(yè)的木質(zhì)生物質(zhì)的絕大多數(shù)初級(jí)收獲不是用于生產(chǎn)顆粒燃料。主要用戶是鋸木廠(木材、地板、家具等)和紙漿和造紙廠(印刷紙、紙箱、衛(wèi)生紙等)。這些木材廠在一些地方已經(jīng)經(jīng)營了一個(gè)多世紀(jì)，因?yàn)樗鼈兠磕甑哪静牟煞チ可儆诨虻扔谥車值哪静纳L量。如果維護(hù)得當(dāng)，這些工廠基本上可以永遠(yuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)下去。妥善管理的顆粒廠也受益于同樣的森林資源管理。

　　為電網(wǎng)提供一個(gè)無縫的低碳輸入，既可以是基本負(fù)荷，也可以是負(fù)荷跟蹤，并且可以按需使用，那么幾十年的轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略是什么呢？

　　我們已經(jīng)有了可以作為解決方案一部分的大規(guī)模能源儲(chǔ)存。生物質(zhì)能循環(huán)捕獲并儲(chǔ)存太陽能。森林其實(shí)是世界上最大的太陽能電池。每年，大約5.7x10^24焦耳的太陽能照射到地球表面。太陽能是地球生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。植物和光合生物利用這種能量將大量的二氧化碳轉(zhuǎn)化為葡萄糖。植物生長的化學(xué)過程將葡萄糖轉(zhuǎn)化為其他糖(半纖維素)、纖維素、木質(zhì)素和其他植物物質(zhì)。每年，太陽能和光合作用將數(shù)十億公噸的二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為植物物質(zhì)，并產(chǎn)生氧氣作為副產(chǎn)品。

　　植物的一部分是樹木。雖然有些森林不是也不應(yīng)該用來供應(yīng)林產(chǎn)品工業(yè)，但仍有數(shù)百萬公頃的森林得到管理和耕種，以不斷生產(chǎn)木材、家具和日常生活中許多其他產(chǎn)品所需的原木。這些森林還生產(chǎn)用于制造紙張、包裝、紙巾和各種工程木制品的木屑。鋸木廠的一些副產(chǎn)品和樹木的其余部分不適合更高價(jià)值的使用，可能會(huì)進(jìn)入顆粒工廠生產(chǎn)固體燃料，以及從纖維素原料生產(chǎn)可再生液體燃料的工廠。

　　這些被管理的森林實(shí)際上就是林場。這些樹木農(nóng)場的每個(gè)地塊都經(jīng)歷了再生、生長到成熟和收獲的循環(huán)階段。但總的來說，只要砍伐的速度不超過生長的速度，木材的總量(以及由此儲(chǔ)存的碳)就不會(huì)下降。世界各地森林的平均增長率約為每年每公頃12噸。在北部地區(qū)較少，在一些擁有速生樹種的熱帶地區(qū)，每年每公頃超過20噸。

　　森林約占世界陸地面積的31%，約40億公頃。假設(shè)每年每公頃的平均增長率為12噸，每噸的平均能量含量約為86.4吉焦(GJ)(以水分含量為50%的木材為基準(zhǔn))，世界森林的能量儲(chǔ)量約為4150億吉焦，即每年1.15億GWh。

　　據(jù)估計(jì)，2022年風(fēng)能和太陽能的總發(fā)電量約為350萬GWh。森林每年捕獲和儲(chǔ)存的能量大約是所有太陽能和風(fēng)能總和的33倍。此外，太陽能電池板和風(fēng)力渦輪機(jī)產(chǎn)生的幾乎所有電力在生產(chǎn)過程中都被消耗掉了。如果沒有儲(chǔ)存，太陽能和風(fēng)能就無法調(diào)度，而世界森林捕獲的太陽能則被儲(chǔ)存了起來。

　　顯然，根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織的數(shù)據(jù)，世界上只有一部分森林用于供應(yīng)林產(chǎn)品工業(yè)——大約占30%。根據(jù)對(duì)北美主要收獲總量中有多少成為顆粒的估計(jì)(4.5%)，并使用這一比例來估計(jì)可能用于顆粒燃料的全球GWh，每年可以將超過155萬GWh的森林儲(chǔ)能轉(zhuǎn)移到顆粒燃料中，而不會(huì)耗盡森林和森林中的碳儲(chǔ)量。

　　彭博新能源財(cái)經(jīng)(BloombergNEF)預(yù)測，到2030年，將有大約1880GWh的長時(shí)儲(chǔ)能。根據(jù)已經(jīng)管理的用于生產(chǎn)木材、紙張等原材料的森林，并且僅使用4.5%的材料生產(chǎn)顆粒燃料，今天顆粒燃料每年提供的儲(chǔ)存能量有可能比2030年預(yù)測的所有儲(chǔ)能解決方案多826倍。如果在分析中加入生物能源碳捕獲和儲(chǔ)存(BECCS)，那么儲(chǔ)存的能源不僅可以用來幫助保持電網(wǎng)的穩(wěn)定，而且儲(chǔ)存的碳可以永久地從大氣中去除。

　　化石燃料時(shí)代結(jié)束的開始

　　已經(jīng)有一條途徑可以支持脫碳目標(biāo)，而且現(xiàn)在就可以部署。2022年，全球顆粒燃料供應(yīng)鏈每天以有益碳的顆粒燃料的形式儲(chǔ)存能量，相當(dāng)于一艘巴拿馬型船(約6.5萬噸)。

　　在需求方面，大型公用發(fā)電站已經(jīng)成功地完成了“生物轉(zhuǎn)化”。對(duì)他們來說，煤炭已經(jīng)成為歷史；可調(diào)度或基本負(fù)荷發(fā)電則不是。從今天到理想的未來的有序過渡應(yīng)包括支持負(fù)責(zé)任地使用從儲(chǔ)存的太陽能中獲得的固體燃料以更新生物質(zhì)的政策。目前世界范圍內(nèi)還遠(yuǎn)沒有足夠的可再生生物質(zhì)能來取代所有正在使用的煤炭，但它們足以產(chǎn)生顯著的影響。

　　作者：William Strauss，F(xiàn)uture Metrics

　　（素材來自：生物質(zhì)雜志 51生物質(zhì)顆粒交易網(wǎng)、全球生物質(zhì)燃料網(wǎng)、新能源網(wǎng)綜合）