الطاقة الحيوية وإدارة الغابات الذكية مناخياً

الهيكل الخشبي للكتلة الحيوية يهيمن على مصادر الطاقة الحيوية في الاتحاد الأوروبي — والمخاطر تتزايد

تمثل الطاقة الحيوية أكبر مصدر للطاقة المحلية في الاتحاد الأوروبي ومعظم إمدادات الطاقة المتجددة. يوفر التقرير الإحصائي لعام 2022 من Bioenergy Europe حول إمدادات الكتلة الحيوية — الذي أصدر الآن كواحد من أربعة منشورات موضوعية منفصلة منذ إعادة هيكلة السلسلة — صورة مفصلة لكيفية تطور هذا المشهد من المصادر.

النتيجة الأساسية واضحة: تمثل الكتلة الحيوية الخشبية ما يقرب من 70% من مصادر الطاقة الحيوية في الاتحاد الأوروبي. تساهم بقايا الزراعة والكتلة الحيوية الناتجة عن النفايات كل منهما بحوالي 15%. يبرز مذكرة السياسات المرافقة للتقرير لماذا يهم هذا الأمر في سياسة إدارة الغابات، وليس فقط في إحصائيات الطاقة.

تعمل الطاقة الحيوية عن طريق إطلاق الطاقة المخزنة في المواد العضوية. بالنسبة لمعظم التطبيقات، تعتبر المادة الخام بقايا ونفايات — أغصان ورقائق خشبية من عمليات الغابات، بقايا المحاصيل من الزراعة، المنتجات الثانوية العضوية من قطاع المواد الغذائية والمشروبات، والنفايات البلدية المجمعة. في إطار سيناريو سياسة الاتحاد الأوروبي لعام 2050، من المتوقع أن تتضاعف وفرة الكتلة الحيوية الناتجة عن النفايات على الأقل، ومن المتوقع أن تزداد استخدام الكتلة الحيوية الزراعية بمعدل لا يقل عن خمسة أضعاف، مع توسيع ممارسات الاقتصاد الحيوي الدائري للوصول إلى تدفقات بقايا لم تُستخدم من قبل.

مرونة الغابات تحت الضغط — لماذا يهم إزالة البقايا

تواجه غابات أوروبا ضغوط مناخية متزايدة. الصيف الأكثر حرارة وجفافًا، مجتمعة مع شتاء أكثر اعتدالًا وحوادث الرياح القوية، تزيد من تكرار وشدة موجات الإصابة بالحشرات والحرائق البرية. وقد تميزت موسم الحرائق في عام 2021 بزيادة حادة في مساحة الأراضي المحترقة cumulatively مقارنة بالمتوسطات التاريخية — وهي إشارة على أن شدة الاضطراب في الاتجاه الصعودي.

وصلت تغطية الغابات الأوروبية إلى 45% من إجمالي مساحة الأراضي بحلول عام 2020، وقد نمت كثافة الغابات بشكل كبير: من 133 م³/هكتار في 1990 إلى 173 م³/هكتار في 2020، بزيادة تزيد عن 30%. تحمل الغابات الأكثر كثافة والأقدم التي لا تُدار بنشاط أحمال وقود أعلى — وهو بالضبط ما يزيد من خطر الحرائق البرية.

تواجه إدارة الغابات الذكية مناخيًا بشكل مباشر هذه المشكلة. تعمل إزالة بقايا الغابات — المادة الخشبية التي تكون مجزأة، أو معوجة، أو متعفنة، أو مريضة، أو صغيرة الحجم، أو غير مناسبة لأسواق الأخشاب التجارية أو لب الورق — على تقليل الحمولة المتراكمة من الوقود وتخفيض خطر الاشتعال. هذه المادة ليست نفايات في سياق الطاقة: إنها أكثر مواد الطاقة الحيوية صلة ويسرًا المتاحة للقطاع.

كما ذكر جيريمي جيلين، المسؤول عن معلومات السوق في Bioenergy Europe، في التقرير: يجب تعزيز إدارة الغابات الذكية مناخيًا والمستدامة بشكل نشط لتقليل ضعف الغابات مع تعظيم تنوع الفوائد البيئية التي يمكن أن توفرها غابات أوروبا.

نقاش سياسة RED III: المخاطر المرتبطة بتصنيف الكتلة الحيوية الخشبية الأولية تؤدي إلى اضطراب في السوق

تقدم البيئة السياسية للطاقة المتجددة تعقيدًا كبيرًا. يقترح البرلمان الأوروبي تعديل توجيه الطاقة المتجددة (RED III) بإدخال فئة تُسمى الكتلة الحيوية الخشبية الأولية (PWB)، التي، كما هو مسود حاليًا، ستغطي 35.7% من مصادر الكتلة الحيوية الخشبية — مما قد يؤثر على ما يصل إلى 20.5% من إجمالي إمدادات الطاقة المتجددة في الاتحاد الأوروبي.

الاعتراض الأساسي من قطاع الطاقة الحيوية هو أن تعريف PWB لا يعكس جودة المادة أو الاستخدام الفعلي النهائي. إن فرض قيود عامة على فئة المادة الخام المحددة من حيث الأصل بدلاً من معايير الاستدامة يُخاطر بمعاقبة بالضبط نوع استخدام بقايا الغابات الذي يدعم التخفيف من الحرائق البرية وإدارة الغابات النشطة — وهي نتائج تعتمد عليها أجندة الاتحاد الأوروبي الأوسع للتغير المناخي والتنوع البيولوجي.

إن موقف Bioenergy Europe واضح: يجب رفض القيود المستندة إلى تعريف PWB الحالي، ويجب إزالة التصنيف من التوجيه المعدل. ستؤدي الأطر السياسية التي تعزز إدارة الغابات المستدامة الذكية مناخيًا إلى تحقيق نتائج بيئية أكثر ديمومة من تصنيفات المواد الخام المنفصلة عن تدفقات المواد والواقع العملي لممارسات إدارة الغابات.

الآثار الصناعية: تحويل بقايا الغابات إلى كريات حيوية موحدة

بالنسبة لمصنعي معدات كريات الكتلة الحيوية ومشغلي خطوط الإنتاج، فإن ديناميات المواد الخام الموصوفة في هذا البحث لها صلة تشغيلية مباشرة. بقايا الغابات — المادة الخشبية التي تكون مركزية في هذا النقاش السياسي — عادة ما تكون مدخلات ذات رطوبة عالية، ومتغيرة الهندسة، تتطلب بنية تحتية مخصصة للمعالجة لتحويلها إلى وقود حيوي وفقًا للمواصفات.

إن خطوط إنتاج كريات الكتلة الحيوية الرطبة الكاملة من Kingwood مصممة خصيصًا لهذا الملف الشخصي من المواد الخام. تتضمن سلسلة العمليات — التكسير الخشن عبر آلة تقطيع الأسطوانة، تقليل الرطوبة عبر مجفف الأسطوانة، الطحن الدقيق عبر مطحنة المطرقة، البثق، التبريد عبر مبرد التدفق المعاكس، والتغليف الآلي — معالجة بقايا الغابات عالية الرطوبة من خلال معالجة مغلقة بالكامل وخالية من الغبار. يتماشى هذا مع إطار Kingwood للمعيار الثلاثي: خطوط الإنتاج المدمجة، الخالية من الغبار، والآلية.

تحقق كريات الكتلة الحيوية النهائية المنتجة على معدات Kingwood قيمة حرارية تبلغ 4,800 kcal/kg مع محتوى رطوبة أقل من 15% ومحتوى الكبريت أقل من 0.3% — مما يتوافق مع معايير الاتحاد الأوروبي والولايات المتحدة ومعايير ISO. عادةً ما تصل مدخرات تكلفة الوقود مقارنة بالبدائل الأحفورية إلى 40-50%.

بالنسبة للمشترين الذين يقيمون سعة خط الإنتاج الكامل، تتراوح أنظمة Kingwood من 1 طن/ساعة (JWZL-420) من خلال تشكيلات تتجاوز 30 طن/ساعة، مع سعة تصميم الخط الكامل تصل حتى 200,000 طن متري في السنة. انظر دراسة حالة خط إنتاج كريات الخشب بقدرة 12 طن/ساعة في فيتنام للحصول على مثال موثق على العائد على الاستثمار من خط بقايا الغابات إلى الكريات، بما في ذلك فترة استرداد استثمار لمدة 23 شهرًا.

تعزز المسار السياسي الأوسع في أوروبا — توسيع الطلب على المصادر الحيوية، والتفويضات لإدارة الغابات النشطة، وتضييق معايير الانبعاثات — الطلب على المدى الطويل على بنية تحتية موثوقة لإنتاج الكريات عالية الإنتاجية المصممة وفقًا لمعايير الشهادات الدولية.