Bioenergia – szansa czy zagrożenie?


Przez długi czas bioenergia była postrzegana jako odnawialna i neutralna pod względem emisji dwutlenku węgla, tak jak energia słoneczna i wiatrowa. Czy słusznie?

Bioenergia to energia wytwarzana z różnych rodzajów materii organicznej. Może być stosowana w produkcji elektryczności, ogrzewaniu, chłodzeniu i transporcie. Jest używana w postaci płynnej – biopaliwa, w postaci gazowej – biogaz, lub w postaci stałej – tzw. biomasy (spalanie drewna w celu uzyskania energii).

W wyniku europejskiej polityki klimatyczno-energetycznej, wykorzystywanie bioenergii gwałtownie wzrasta, stanowiąc w tej chwili 2/3 wszystkich odnawialnych źródeł energii. Bioenergia emituje jednak CO2, a jej pozyskiwanie może powodować wiele problemów związanych ze środowiskiem.


Szansa czy problem?

Obecnie najczęstszym źródłem surowców do wytwarzania bioenergii w Unii Europejskiej są lasy: gałęzie i wierzchołki drzew, całe drzewa, począwszy od przerzedzeń do końcowego wyrębu, a nawet pniaki, jak również odzyskane odpady drzewne. Wiemy już, że spalanie drewna leśnego do produkcji energii na dużą skalę zagraża bioróżnorodności i odporności klimatu. Co istotne, wykorzystanie biomasy leśnej do celów energetycznych przyśpiesza i potęguje wycinkę lasów. Zagraża to ekosystemom leśnym, zmniejsza różnorodność biologiczną, wyniszcza gleby i sprawia, że lasy tracą swój bezcenny potencjał – dostarczanie czystej wody pitnej i czystego powietrza, pełnienie roli ochrony przeciwpowodziowej.

Jednocześnie popyt na biomasę może zaostrzać konflikty o grunty i zasoby leśne oraz doprowadzić do zawłaszczania ziemi. Zagraża to nie tylko prawom, interesom i wartościom kulturowym rdzennej ludności plemiennej oraz społeczności lokalnych w różnych krajach, ale także bezpośrednio ich życiu.

Wpływ na klimat i emisje gazów cieplarnianych, wynikające ze zwiększonego wykorzystania bioenergii, jak również ogólna dostępność biomasy do celów energetycznych to tematy, które stają się przedmiotem coraz większej liczby badań i zainteresowania opinii publicznej. Badania naukowe obejmują również szeroko skutki społeczne i środowiskowe.


Co wykazują badania?

  • Wykorzystywanie bioenergii nie zmniejsza emisji gazów cieplarnianych

Łącznie przekształcenie gruntów pod uprawy w celu uzyskania biopaliw może prowadzić do znacznych emisji gazów cieplarnianych. Nawet gdyby wykorzystywane były porzucone grunty i pastwiska, to światowa średnia w wysokości do 10% wykorzystania biopaliw w transporcie sprawiłaby, że ogólny efekt łagodzący wynikający ze stosowania biopaliw pierwszej generacji byłby wątpliwy. UNEP, 2009.

  • Spalamy więcej, niż powinniśmy

Niektóre organizacje opowiedziały się za osiągnięciem celu bioenergetycznego polegającego na zaspokojeniu 20% całkowitego światowego zapotrzebowania na energię do 2050 r., co wymagałoby około 225 eksadżuli energii w biomasie rocznie. Ilość ta jest jednak w przybliżeniu równa całkowitej ilości biomasy pozyskiwanej obecnie przez ludzi –  wszystkich roślin uprawnych, pozostałości roślinnych i drzew zbieranych przez ludzi w celu produkcji żywności, drewna i innych zastosowań, a także całej trawy spożywanej przez zwierzęta gospodarskie na całym świecie. Światowy Instytut Zasobów, 2015.

  • Spalanie większej ilości biomasy niesie ze sobą zagrożenia dla systemu żywnościowego i rolnego, dla drobnych właścicieli i ludności lokalnej oraz dla środowiska

Dalszy rozwój produkcji bioenergii może powodować bezpośrednie negatywne skutki dla środowiska oraz pośrednie skutki wynikające z efektów przemieszczenia (zmiany i przesunięcia w użytkowaniu gruntów, np. z użytków zielonych na grunty orne). Te bezpośrednie i pośrednie skutki mogą podważyć ważny cel, jaki społeczeństwo stara się osiągnąć dzięki wykorzystywaniu bioenergii – redukcję emisji gazów cieplarnianych – i zagrozić osiągnięciu innych celów środowiskowych, takich jak ochrona różnorodności biologicznej i zasobów wodnych. Europejska Agencja Środowiska, 2008.

Więcej o tym, co o wykorzystywaniu bioenergii mówi nauka.


Co napędza popyt?

Zapotrzebowanie na biomasę, taką jak drewno, uprawy na gruntach rolnych i odpady do produkcji energii, wciąż rośnie. Odpowiedzialna za to jest m.in. polityka Unii Europejskiej.

Podczas gdy popyt na żywność, drewno i większość zasobów naturalnych ma wzrosnąć ze względu na rosnące zapotrzebowanie i ogólny wzrost liczby ludności, to popyt ze strony sektora energetycznego jest napędzany przez politykę energetyczną i klimatyczną. Dlatego też uzasadniona jest ścisła kontrola, aby zapewnić realizację celów polityki energetycznej i klimatycznej, bez znacznych dodatkowych szkód dla ekosystemów i ich funkcji.

W przypadku większości bioenergii (z biomasy stałej i biogazu wykorzystywanych do produkcji energii elektrycznej i ciepła) UE nie ma wymogów w zakresie zrównoważonego rozwoju, a zatem nie ma środków ograniczających szkody dla środowiska związane np. z dodatkowym pozyskiwaniem drewna lub wykorzystywaniem użytków zielonych.

Polityka UE zakłada również, że wszelkie wykorzystywanie bioenergii nie powoduje emisji gazów cieplarnianych, mimo iż  badania naukowe wyraźnie dowiodły, że jest to błędne założenie.

W przypadku biopaliw w sektorze transportu, polityka UE zawiera pewne wymogi zrównoważonego rozwoju. Podczas gdy wprowadzono zabezpieczenia mające na celu ograniczenie bezpośredniej zmiany użytkowania gruntów z powodu biopaliw (np. przekształcanie użytków zielonych), to pośrednia zmiana użytkowania gruntów (tzw. ILUC – zjawisko związane z produkcją biopaliw. Może prowadzić np. do zmiany użytkowania terenów z lasów na obszary rolnicze, co sprawia, że znacznie większa ilość CO2 może zostać uwolniona do atmosfery) oraz wynikająca z nich emisja gazów cieplarnianych nie były początkowo regulowane. Pośrednia zmiana użytkowania gruntów jest szczególnie związana z „biopaliwami pierwszej generacji” produkowanymi z upraw roślin przeznaczonych na żywność i pasze.

Liczne badania naukowe dotyczące emisji spowodowanych wylesianiem powiązanym z produkcją biopaliw, wpływu na społeczności lokalne na Globalnym Południu oraz dostępu do ziemi, a także wiele relacji opublikowanych po przyjęciu unijnej polityki dotyczącej biopaliw, szybko zmieniły postrzeganie przez opinię publiczną korzyści płynących z biopaliw.

Okazało się, że w niektórych przypadkach emisje z biopaliw mogą być nawet bardziej szkodliwe niż w przypadku zwykłych paliw kopalnych, które Europa próbowała zastąpić.

 

Co spalamy?

Do wytwarzania bioenergii wykorzystuje się różne rodzaje materii organicznej.

  • Odpady

Różne rodzaje odpadów pochodzenia biologicznego (osady ściekowe, obornik od zwierząt gospodarskich, frakcje bioodpadów stałych odpadów komunalnych, zużyty olej kuchenny oraz inne przemysłowe odpady spożywcze) mogą zapewnić zrównoważone wykorzystanie bioenergii. Niesie to jednak ze sobą różne wyzwania.

Nawet jeśli odpady są pochodzenia biologicznego, nie oznacza to, że są one prawdziwie odnawialnymi, zrównoważonymi zasobami. Zgodnie z europejskim prawodawstwem dotyczącym odpadów, priorytetem powinno być zawsze możliwie jak największe ograniczenie ilości odpadów, a następnie ponowne wykorzystanie i recykling materiałów. Agenda polityczna UE, która chce zbudować gospodarkę o obiegu zamkniętym, w której zasoby są raczej ponownie wykorzystywane niż spalane, oraz prawodawstwo mające na celu zwiększenie recyklingu, jeszcze bardziej popiera te cele.

Duża część tych zasobów jest bardzo rozproszona i niełatwo je pozyskiwać do celów energetycznych, są też one wykorzystywane jako tanie surowce w procesach przemysłowych i rolniczych i nie mogą być przekierowane do produkcji bioenergii bez wtórnego wpływu na inne gałęzie gospodarki.

Część tych „odpadów” odgrywa też ważną rolę w ochronie środowiska poprzez kompostowanie. Na przykład słoma pochodząca z produkcji rolnej jest również ważna dla żyzności gleby, może też być wykorzystywana jako ściółka dla zwierząt oraz do innych zastosowań w rolnictwie.

Biorąc pod uwagę te ograniczenia, potencjał zasobów odpadów do celów energetycznych jest również dość ograniczony. Zachęty do wykorzystywania „odpadów” w produkcji bioenergii muszą być starannie zaprojektowane, aby nie wypierać innych zastosowań ani nie utrudniać stosowania gospodarki o obiegu zamkniętym.

  • Lasy

Lasy europejskie oferują społeczeństwu wiele funkcji ekosystemowych: drewno, rekreację, zapewniają różnorodność biologiczną, składowanie dwutlenku węgla i produkcję tlenu. Jednak gatunki zależne od dojrzałego lasu i martwego drewna są często zagrożone, bowiem na kontynencie nie ma już praktycznie żadnych lasów pierwotnych.

Lasy i gospodarka leśna stoją przed różnymi wyzwaniami związanymi z rozwojem ekologicznym oraz społeczno-gospodarczym, takimi jak zmiany klimatu i rosnące zapotrzebowanie na drewno z sektora bioenergii. Lasy to obecnie najważniejsze źródło bioenergii w Europie. Zakłada się również, że sektor energetyczny będzie wiodącym sektorem w zwiększaniu wykorzystywania drewna, z ponad 200 milionami metrów sześciennych dodatkowego zużycia na cele energetyczne w latach 2010-2020. Odpowiada to około 40% obecnie pozyskiwanego drewna z lasów w UE.

Biomasa sprowadzana spoza Europy to najczęściej również drewno w postaci pelletu. UE importuje już ponad 8 milionów ton pelletu drzewnego na cele energetyczne, głównie z południowych Stanów Zjednoczonych i Kanady. Import pelletu do UE potroił się w ciągu kilku lat z powodu polityki w zakresie energii odnawialnej. Negatywny wpływ zwiększonego wyrębu na środowisko naturalne jest silnie widoczny zarówno w USA, jak i w Kanadzie.

Negatywne skutki dla środowiska i klimatu są szczególnie niepokojące, gdy zapotrzebowanie na energię napędza zwiększoną wycinkę lasów, a całe drzewa o innych potencjalnych zastosowaniach są wykorzystywane bezpośrednio do celów energetycznych. Powoduje to znaczne emisje dwutlenku węgla i tzw. dług węglowy, większe nawet, niż w przypadku spalania paliw kopalnych.

  • Rolnictwo

Grunty rolne są zasobem ograniczonym, kluczowym dla przetrwania człowieka. Bioenergia jest kolejnym obciążeniem dla tego ważnego zasobu naturalnego – obciążeniem, na które ledwo możemy sobie pozwolić.

Bioenergia pochodząca z gruntów rolnych często ma postać regularnych upraw, takich jak kukurydza, rzepak, trzcina cukrowa lub palma olejowa. Uprawy te były tradycyjnie wykorzystywane do produkcji żywności, ale mogą być również wykorzystywane do wytwarzania różnych rodzajów energii. Potencjalnymi źródłami bioenergii są również odpady i pozostałości z upraw rolnych, takie jak słoma z pszenicy, puste kiście owoców palmowych lub kolby i plewy kukurydzy.

Produkty rolne są obecnie najczęściej wykorzystywane do produkcji biopaliw w sektorze transportu oraz do produkcji biogazu w celu produkcji energii elektrycznej. Większość biopaliw to biodiesel wytwarzany z olejów roślinnych – z nasion rzepaku, oleju palmowego i soi. Biogaz jest również często produkowany z roślin spożywczych. Trzy czwarte powierzchni lądu na świecie, zdolnej do uprawy roślinności, jest już zagospodarowane lub eksploatowane w celu zaspokojenia potrzeb ludzi związanych z żywnością i produkcją tkanin.

Reszta obejmuje głównie pozostałe niezbędne ekosystemy naturalne. Rosnące zapotrzebowanie na bioenergię zaostrza konkurencję o tę ziemię. Kiedy rolnictwo rozszerza się na nowe terytoria, zazwyczaj dzieje się to kosztem obszarów naturalnych, wywierając presję na lasy i użytki zielone na całym świecie oraz tworząc emisje gazów cieplarnianych poprzez wylesianie i zmianę sposobu użytkowania gruntów. Istotny jest również problem związany ze sposobem uprawiania gruntów rolnych, szczególnie w świecie zachodnim. Najnowsze prognozy Europejskiej Agencji Środowiska oraz raportu specjalnego IPCC (Międzyrządowego Panelu ds. Zmian Klimatu) z 8 sierpnia 2019 roku podkreślają negatywne skutki współczesnego rolnictwa: zanieczyszczenie wód, nadmierne stosowanie nawozów i utrata różnorodności biologicznej użytków zielonych. To, wraz z wpływem na światowe rynki żywności i ceny, spowodowało, że UE ograniczyła ilość biopaliw w swoich celach dotyczących energii odnawialnej.

Bioenergia miała być zieloną alternatywą dla paliw kopalnych. Niestety – nowe dowody i wyniki badań dotyczące rzeczywistego wpływu bioenergii na środowisko oraz aspekty społeczne, czynią ją coraz bardziej kontrowersyjnym źródłem energii. Unia Europejska powinna wprowadzić konkretne zabezpieczenia dla wykorzystywania bioenergii w ramach swojej polityki energetycznej, aby uniknąć szeregu negatywnych skutków, wynikających z emisji związków węgla, zagrożenia dla bioróżnorodności i konfliktów związanych z ziemią i jej użytkowaniem. Żeby lekarstwo nie stało się gorsze niż choroba.

 

Paulina Lota, Piotr Skubisz