바이오매스

이 글은 너무 길어서 쉽게 읽고 탐색할 수 없을 수도 있습니다.현재 읽을 수 있는 산문 크기는 110킬로바이트입니다. 콘텐츠를 소논문으로 분할하거나 압축하거나 소제목을 추가하는 것을 고려해 주십시오. 이 문제는 기사 토크 페이지에서 논의해 주십시오.(2022년 6월)

바이오매스는 열이나 전기를 생산하기 위한 연료로 사용되는 식물성 물질이다.예로는 목재 및 목재 잔류물, 에너지 작물, 농업 잔류물, 산업, 농장 및 ^[1]가정의 폐기물 등이 있다.바이오매스는 연료로 직접 사용될 수 있기 때문에(예: 목재 통나무), 바이오매스와 바이오 연료라는 단어를 서로 바꾸어 사용한다.다른 사람들은 다른 ^[a]용어 아래에 한 용어를 포함시킨다.미국과 EU의 정부 당국은 바이오 연료를 ^[b][c]수송에 사용되는 액체 또는 기체 연료로 정의하고 있다.유럽연합의 공동연구센터는 고체 바이오 연료라는 개념을 사용하고 이를 에너지(예: 장작, 목재 칩 및 목재 펠릿)^[d]에 사용되는 생물학적 기원의 원료 또는 가공 유기물로 정의한다.

2019년에는 바이오매스에서 57EJ(엑사줄)의 에너지가 생산되었으며, 이에 비해 원유 190EJ, 석탄 168EJ, 천연가스 144EJ, 원자력 30EJ, 수력 15EJ, 풍력, 태양 및 지열 ^[2][e]13EJ가 생산되었다.현대 바이오 에너지의 약 86%는 난방 용도로 사용되며, 9%는 운송용으로,^[f] 5%는 전기용으로 사용됩니다.전 세계 바이오 에너지의 대부분은 산림 ^[g]자원으로부터 생산된다.바이오매스를 연료로 사용하는 발전소는 태양광이나 풍력 ^[h]발전소에서 간헐적으로 생산되는 전력과는 달리 안정적인 출력을 낼 수 있다.

IEA(International Energy Agency)는 2017년 바이오 에너지를 재생 ^[i]에너지의 가장 중요한 원천으로 설명했다.IEA는 또한 현재의 바이오 에너지 보급률이 미래의 저탄소 시나리오에서 요구되는 수준보다 훨씬 낮으며, 신속한 보급이 ^[j][k]시급하다고 주장했다.IEA의 2050년까지 Net Zero 시나리오에서는 기존^[l] 바이오 에너지가 2030년까지 단계적으로 폐지되며, 전체 에너지 공급에서 현대 바이오 에너지가 차지하는 비율은 2020년 6.6%에서 2030년 13.1%,^[3] 2050년 18.7%로 증가한다.2014년, IRENA(국제 재생 에너지 기구)는 2030년에 바이오매스로부터 생산되는 에너지가 두 배로 증가할 것으로 예상했으며, 이는 전통적인 바이오 에너지(6EJ)^[m]의 기여도가 작았다.IPCC(Intergovernment Panel on Climate Change)는 바이오 에너지가 올바르게 ^[n][o]수행될 경우 상당한 기후 완화 잠재력이 있으며, IPCC의 완화 경로 대부분은 2050년 바이오 에너지(평균 200EJ)의 상당한 기여를 포함하고 있다고 주장한다.^[p][q][4]일부 연구자들은 저배출량 절감, 높은 초기 탄소 강도 및/또는 긍정적인 기후 영향이 ^[5]실현되기 전에 대기 시간이 긴 바이오 에너지 사용을 비판한다.

장래에 가장 큰 가능성이 있는 원료 원료는 리그노셀룰로오스(편집 불가) 바이오매스(구리, 다년생 에너지 작물 등), 농업 잔류물 및 생물학적 폐기물이다.이러한 공급 원료는 또한 기후 혜택을 생산하기 전에 가장 짧은 지연을 가진다.화학 에너지에서 열 에너지로 전환하는 것이 화학 에너지에서 전기 에너지로 전환하는 것보다 더 효율적이기 때문에 열 생산은 일반적으로 전기 생산보다 "기후 친화적"입니다.바이오매스 연소로 인한 열은 대체 재생 에너지원의 열로 대체하기가 더 어렵습니다. 이러한 열은 비용이 더 많이 들거나 제공할 ^[r]수 있는 증기의 최대 온도에 의해 제약을 받습니다.고체 바이오 연료는 액체 바이오 연료보다 기후 친화적인데, 고체 바이오 연료의 생산이 에너지 효율이 더 높기 때문이다.

바이오매스 카테고리

바이오매스는 에너지로 직접 수확한 바이오매스(1차 바이오매스) 또는 잔류물 및 폐기물(2차 바이오매스)^[s][t]로 분류된다.

에너지로 직접 수확한 바이오매스

에너지로 직접 수확되는 주요 바이오매스 유형은 목재, 일부 식량 작물 및 모든 다년생 에너지 작물이다.

에너지로 직접 수확되는 목질 바이오매스는 주로 전통적인 요리 및 난방 목적으로 수확된 나무와 덤불로 구성되어 있습니다(대부분 개발도상국에서). ^[6]전 세계적으로 연간 25EJ의 비용이 전통적인 요리 및 난방에 사용됩니다.IEA는 전통적인 바이오 에너지는 지속 가능하지 않으며, 2050년까지 Net Zero 시나리오에서는 2030년에 이미 단계적으로 폐기된다고 주장한다.단회전 코피와^[u] 단회전^[v] 숲도 에너지로 직접 수확되며 제공되는 에너지 함량은 4EJ이다.^[6]이러한 작물은 지속 가능한 것으로 간주되며, 잠재력은 (다년생 에너지 작물과 함께)^[6][w] 2050년까지 연간 최소 25 EJ가 될 것으로 추정된다.

에너지를 위해 수확되는 주요 식량 작물은 설탕 생산 작물(예: 사탕수수), 전분 생산 작물(예: 옥수수), 석유 생산 작물(예: 유채씨)^[7]이다.사탕수수는 여러해살이 작물인 반면, 옥수수와 유채씨는 연간 작물이다.설탕과 전분을 생산하는 작물은 바이오에탄올을 만드는 데, 석유를 생산하는 작물은 바이오디젤을 만드는 데 사용된다.미국은 바이오에탄올의 최대 생산국이고, EU는 바이오디젤의 ^[8]최대 생산국이다.바이오에탄올과 바이오디젤의 전 세계 생산 에너지 함량은 각각 ^[9]연간 2.2EJ와 1.5EJ이다.에너지를 얻기 위해 수확한 식용 작물에서 나오는 바이오 연료는 "1세대" 또는 "전통" 바이오 연료로도 불리며, 상대적으로 배출량 절감 효과가 낮다.

다년생 에너지 작물은 높은 생산량과 연간 작물보다 훨씬 나은 생태학적 특성 때문에 에너지 생산에 있어 "..." 선호되는 작물로 간주됩니다.^[11]그러나, 이러한 작물의 상업적 생산은 현재 세계적으로 ^[x]유의미하지 않다.영국 정부는 2021년 다년생 에너지 작물과 단회전 임업을 위한 토지 면적이 10,000헥타르에서 704.^[y]000헥타르로 증가할 것이라고 발표했다.2030년 IRENA의 글로벌 추정치는 33-39 EJ이며,^[12] 이는 보수적인 것으로 간주된다.다년생 에너지 작물에 대한 기술적 글로벌 에너지 잠재력은 ^[z]연간 300 EJ로 추정되고 있다.

IRENA에 따르면 현재 15억 헥타르의⁹ 토지가 식량 생산에 사용되고 있으며, "..." 약 14억 헥타르의 추가 토지가 적합하지만 현재까지 사용되지 않고 있어 ^[13]향후 바이오 에너지 공급에 할당될 수 있다.^[aa] 그러나 이 토지의 60%는 13개국만이 보유하고 있다.IPCC는 전 ^[ab]세계에 바이오 에너지에 적합한 주변 토지가 0.32~14억 헥타르에 달하는 것으로 추산하고 있다.EU프로젝트 우리에게(한계 랜즈 성장 산업 곡물가 줄줄이 사상)이 가능한 변두리 땅의 45만헥타르(449901년㎢, 스웨덴의 크기 비교)은 다년생 작물에 적합한 Miscanthus은 유럽 연합에서 × giganteus(12EJ)[교류]고 아무튼의 62만헥타르(619182㎢, 우크라이나의 크기 비교)것이다.ila일반적으로 ^[14]바이오 에너지에 적합한 주변 토지.

전 세계 산림 면적 40억 헥타르의 3분의 1이 목재 생산이나 다른 상업적 ^[15]목적으로 사용된다.숲은 ^[g]전 세계적으로 에너지로 사용되는 바이오매스의 85%를 공급한다.또한 ^[16]숲은 EU에서 에너지로 사용되는 전체 바이오매스의 60%를 제공하며, 가장 큰 삼림 바이오매스 에너지원은 목재 잔류물과 ^[17]폐기물입니다.

잔류물 및 폐기물 형태의 바이오매스

잔류물과 폐기물은 주로 비에너지 목적으로 수확된 생물학적 물질의 부산물이다.가장 중요한 부산물은 목재 잔류물, 농업 잔류물 및 도시/산업 폐기물입니다.

목재 잔류물은 임업 사업 또는 목재 가공 산업의 부산물이다.잔류물을 수집하여 바이오 에너지로 사용하지 않았다면, 잔류물은 산림 바닥이나 매립지에서 부패하거나(따라서 ^[ad]배출물을 생산), 산림이나 목재 처리 ^[18]시설 외부의 도로변에서 연소(및 배출물을 생산)되었을 것이다.

임업에서 나오는 부산물은 벌목 잔여물 또는 산림 잔여물이라고 불리며 나무 꼭대기, 가지, 그루터기, 손상되거나 죽은 나무, 불규칙하거나 구부러진 줄기 부분, 시닝(큰 나무의 성장을 돕기 위해 치우는 작은 나무), 산불 ^[ae]위험을 줄이기 위해 제거되는 나무 등으로 구성된다.벌목 잔류물의 추출 수준은 ^[af][ag]지역에 따라 다르지만, 지속가능성이 크기 때문에(^[ai]연간 15 EJ) 이 원료 ^[ah]사용에 대한 관심이 높아지고 있다.EU 전체 산림 바이오매스의 68%는 나무 줄기로 구성되며, 32%는 그루터기, 가지, ^[19]꼭대기로 구성됩니다.

목재 가공 산업의 부산물은 목재 가공 잔류물이라고 불리며 절단, 부스러기, 톱밥, 나무껍질, 검은 ^[aj]술로 구성되어 있습니다.목재 처리 잔류물의 총 에너지 함량은 ^[20]연간 5.5EJ입니다.목재 펠릿은 주로 목재 가공 ^[ak]잔류물로 만들어지며, 총 에너지 함량은 ^[al]0.7EJ입니다. 목재 칩은 공급 ^[21]원료의 조합으로 만들어지며, 총 에너지 함량은 0.^[am]8EJ입니다.

에너지에 사용되는 농업 잔류물의 에너지 함량은 약 2EJ이다.^[an]그러나 농업 잔류물은 미개발 잠재력이 크다.전 세계 농업 잔류물 생산의 에너지 함량은 연간 78EJ로 추정되며, 짚(51EJ)^[ao]에서 가장 큰 비중을 차지하고 있다.IRENA는 지속가능하고 경제적으로^[aq] 실현 가능한 농업 잔류물과 폐기물의 ^[ar]사용이 2030년에는 37~66EJ로 증가할 것으로 예상하고 있다.^[ap]

도시 폐기물은 1.4 EJ,^[2] 산업 폐기물은 1.1 EJ를 배출했으며 도시 및 산업 폐기물은 1.1 ^[20]EJ를 배출했다.목재 폐기물의 지속 가능한 잠재력은 ^[22]2-10 EJ로 추정되었습니다.IEA는 2050년에는 폐기물 ^[3]사용률을 연간 45EJ로 대폭 높일 것을 권장합니다.

다년생 에너지 작물, 잔류물 및 폐기물의 바이오 연료는 "2세대" 또는 "고급" 바이오 연료(즉, 비편집 바이오매스)로 불리기도 한다.에너지를 위해 수확된 조류는 때때로 "3세대" 바이오 ^[as][23]연료라고 불립니다.높은 비용 때문에, 조류로부터 바이오 연료를 상업적으로 생산하는 것은 ^[24]아직 실현되지 않았다.

바이오매스 전환

원료 바이오매스는 단순히 압축(예: 목재 펠릿)하거나 열, 화학 및 ^[25]생물학적으로 광범위하게 분류된 다양한 변환을 통해 보다 우수하고 실용적인 연료로 업그레이드할 수 있습니다.

열변환

열 업그레이드는 고체, 액체 또는 기체 연료를 생산하며, 열을 주요 변환 동인으로 합니다.기본적인 대안은 부패, 열분해 및 가스화이며, 이것들은 주로 관련된 화학 반응이 얼마나 진행되도록 허용되는가에 따라 구분됩니다.화학 반응의 진행은 주로 사용 가능한 산소의 양과 변환 온도에 의해 제어됩니다.

토레패션은 약한 형태의 열분해로, 유기 물질은 산소 농도가 낮은 ^[26][27]환경에서 400–600°F(200–300°C)까지 가열됩니다.가열 공정은 에너지 함량이 가장 낮은 바이오매스 부분을 제거(가스화를 통해)하지만 에너지 함량이 가장 높은 부분은 남아 있습니다.즉, 바이오매스의 약 30%는 토레아 공정에서 가스로 전환되고 70%는 보통 압축된 펠릿이나 연탄 형태로 남아 있습니다.이 고체 제품은 내수성, 연마성, 비부식성으로, 본래 바이오매스 에너지의 ^[28]약 85%를 함유하고 있습니다.기본적으로 에너지 부분보다 질량 부분이 줄어들어 발전용 석탄(증기·열탄)과 경쟁할 수 있을 정도로 토리피 바이오매스의 열량이 크게 증가한다.오늘날 가장 일반적인 증기 석탄의 에너지 밀도는 22-26GJ/^[29]t입니다.열수 업그레이드("습식")와 같은 이점을 제공할 수 있는 덜 일반적이고 실험적이거나 독점적인 다른 열 프로세스도 있습니다.^[at]열수 업그레이드 경로는 수분 함량이 낮은 바이오매스와 높은 바이오매스(예: 수성 슬러리)^[30]에 모두 사용할 수 있습니다.

열분해는 산소가 거의 없는 상태에서 유기물을 800–900°F(400–500°C)로 가열하는 것을 수반한다.바이오매스 열분해는 바이오 오일, 숯, 메탄, 수소와 같은 연료를 생산한다.수소처리는 재생 가능한 디젤, 재생 가능한 가솔린 및 ^[31]재생 가능한 제트 연료를 생산하기 위한 촉매가 존재하는 상태에서 높은 온도와 압력 하에서 수소로 바이오 오일(고속 열분해로 생산)을 처리하는 데 사용됩니다.

가스화는 유기 물질을 1,400–1700°F(800–900°C)로 가열하여 용기에 산소 및/또는 증기를 주입하여 합성 가스 또는 신가스라고 불리는 일산화탄소와 수소가 풍부한 가스를 생성한다.신가스는 디젤 엔진, 난방, 가스 터빈의 발전 연료로 사용될 수 있다.그것은 또한 기체로부터 수소를 분리하기 위해 처리될 수 있고, 수소는 연소되거나 연료 전지에 사용될 수 있다.신가스는 피셔-트롭쉬 합성 ^[25][32]과정을 사용하여 액체 연료를 생산하기 위해 추가로 가공될 수 있습니다.

화학적 변환

바이오매스를 다른 형태로 전환하기 위해 다양한 화학 공정을 사용할 수 있다. 예를 들어, 저장, 운송 및 사용이 보다 실용적인 연료를 생산하거나 프로세스 자체의 일부 특성을 이용하기 위해 사용할 수 있다.이러한 프로세스의 대부분은 피셔-트롭쉬 합성 ^[33]등 유사한 석탄 기반 프로세스에 기초하고 있습니다.식물성 기름, 동물성 지방 및 그리스를 바이오디젤 생산에 사용되는 ^[25]지방산 메틸에스테르(FAME)로 변환하기 위해 에스테르 교환으로 알려진 화학 변환 과정이 사용된다.

생물학적 변환

바이오매스는 천연물질이기 때문에 자연에서 바이오매스 분자를 분해하기 위한 많은 생물학적 과정이 개발되었으며, 이러한 전환 과정의 많은 부분을 활용할 수 있다.대부분의 경우, 미생물은 전환 과정을 수행하기 위해 사용됩니다: 혐기성 소화, 발효, 퇴비화.발효는 바이오매스를 바이오에탄올로, 혐기성 소화는 바이오매스를 재생 가능한 천연가스로 바꿔준다.바이오 에탄올은 차량 연료로 사용된다.바이오가스 또는 바이오메탄이라고도 불리는 재생 가능한 천연가스는 하수 처리장과 낙농 및 가축 사업장의 혐기성 굴착기에서 생산된다.또한 고형 폐기물 매립지에서 형성되며, 고형 폐기물 매립지에서 채취될 수도 있습니다.적절하게 처리된 재생 가능한 천연 가스는 화석 연료 천연 ^[25]가스와 같은 용도를 가지고 있다.

IRENA는 대규모 국제 바이오 에너지 무역의 성공을 위해서는 고밀도 상품을 ^[au]저비용으로 수송하기 위해 바이오매스 전환이 필요하다고 주장한다.

기후 영향

이전에는 바이오 에너지를 위한 목질 바이오매스의 사용은 일반적으로 탄소 중립으로 간주되었다.그러나 연구자들이 토지 이용^[av] 변화와 오래된 삼림 벌채의 영향을 계산하기 시작했을 때 상황은 바뀌었다.^[34]현재 임업을 포함한 많은 바이오 에너지 경로의 실제 탄소 강도에 대해 활발한 논의가 진행 중이다.비평가들은 특히 단기적 또는 중기적 기후 영향에 대해 우려하고 있다.연구자들과 환경 ^[ax][ay]운동가들 사이에서^[aw] 비판론자들이 생겨났다.동시에 IPCC, IEA 및 EU 공동연구센터와 같은 영향력 있는 연구 기관의 바이오 에너지 지지자들은 바이오 에너지가 올바르게 수행되면 기후 친화적이라고 여전히 주장한다(아래 참조).아래에서는 이 토론의 주요 과학적 논거가 제시될 것이다.

탄소회계원칙

서로 다른 탄소 회계 방법론은 계산된 결과와 과학적 주장에 상당한 영향을 미친다.일반적으로 탄소 계산의 목적은 에너지 시나리오의 탄소 강도를 결정하는 것이다. 즉, 탄소 양, 탄소 중성 또는 탄소 음의 여부이다.탄소 양성 시나리오는 CO의₂ 순배출체, 탄소 음성 프로젝트는 CO의₂ 순흡수체, 탄소 중성 프로젝트는 배출과 흡수의 ^[az]완벽한 균형을 이룬다.

자연 원인과 인간의 관행의 결과로, 탄소는 대기 탄소 풀, 산림 탄소 풀, 수확한 목제품 탄소 풀, 화석 연료 탄소 풀과 같은 탄소 풀 사이에 지속적으로 흐른다.대기 중 탄소 풀 이외의 풀의 탄소 농도가 증가하면 대기 중 탄소 농도가 감소하여 지구 ^[ba]온난화를 완화하는 데 도움이 됩니다.만약 연구자가 한 풀에서 다른 풀로 이동하는 탄소의 양을 세면, 그는 통찰력을 얻고 대기 중 탄소 풀 이외의 탄소 풀에 저장된 탄소의 양을 극대화하는 방법을 추천할 수 있다.탄소 부채, 탄소 회수 시간 및 탄소 패리티 시간이라는 세 가지 개념이 특히 중요합니다.

예를 들어 숲과 같은 재배지에서 바이오매스가 제거되면 탄소 빚이 발생한다.UNFCCC(각국이 배출량을 보고하는 유엔기구)가 연소 이벤트가 ^[bb]아닌 현 시점에서 배출량을 이미 집계해야 한다고 결정했기 때문에 나무가 벌채되었을 때 계수된다.

탄소 회수 시간은 이 탄소가 숲에 "반환"될 때까지 숲이 대기 중 탄소를 재흡수하도록 함으로써 걸리는 시간입니다.

탄소 패리티 시간은 한 에너지 시나리오가 다른 시나리오와 탄소 패리티에 도달하는 데 걸리는 시간입니다(즉, 다른 시나리오와 동일한 양의 탄소를 저장합니다).^[bc]이러한 시나리오 중 하나는 예를 들어 생물 에너지 시나리오로, 탄소는 수확되지 않은 숲의 일부에 저장된 것으로 계산되고 탄소는 수확된 숲의 양으로 계산된다(위에서 언급한 UNFCCC 규칙 참조).그러나 목질 건축 자재와 이 수확물로 만들어진 바이오 연료에 존재하는 탄소의 양은 이 탄소가 자연적으로 분해되거나 에너지로 연소될 때까지 걸리는 시간만큼 바이오 에너지 시나리오의 탄소 풀로 "계수할 수 있다"고 할 수 있다.대안 시나리오는 예를 들어 전체 숲에 저장된 탄소로 간주되는 산림 보호 시나리오가 될 수 있다. 즉, 나무가 전혀 수확되지 않았기 때문에 바이오 에너지 시나리오보다 더 큰 숲이 될 수 있으며 (바이오 에너지 시나리오에 저장된 탄소가 자체 CA를 따라잡을 때까지 기다리는 동안) 계속 성장한다.rbon 레벨).^[bd]단, 숲에 내재된 탄소의 "잠금"은 이 탄소가 목질 건축 자재와 바이오 연료의 생산에 더 이상 사용할 수 없음을 의미하며, 이는 다른 공급원으로 대체되어야 한다는 것을 의미한다.대부분의 경우, 가장 현실적인 원천은 화석 자원이다. 이는 이곳의 산림 보호 시나리오가 탄소 풀에서 화석 연료 배출량을 차감함으로써 "벌"을 받게 된다는 것을 의미한다.(이 화석 탄소는 기술적으로 (바이오 에너지 없는 탄소 풀에서 제외되는 대신) 바이오 에너지 탄소 풀에 추가되는 것으로 계산되며 "치환된" 화석 탄소 또는 "배제된" 화석 탄소라고 불립니다.)

바이오 에너지 시나리오의 순 탄소 부채는 산림 보호 시나리오의 탄소 풀에 저장된 탄소의 순 양이 바이오 에너지 시나리오의 탄소 풀에 저장된 탄소의 순 양보다 클 때 계산된다.산림 보호 시나리오의 탄소 풀에 저장된 탄소의 순 양이 바이오 에너지 시나리오의 탄소 ^[35]풀에 저장된 탄소의 순 양보다 작을 때 바이오 에너지 시나리오의 순 탄소 크레딧이 계산된다.탄소 패리티 시간은 바이오 에너지 시나리오가 부채에서 ^[be]신용으로 이동하는 데 걸리는 시간입니다.

요약하자면, 프로젝트 또는 시나리오는 그 자체의 장점, 특히 제거된 탄소를 상환하는 데 걸리는 시간(탄소 회수 시간)만을 기준으로 평가할 수 있습니다.그러나 비교를 ^[bf]위해 대안 시나리오("기준 시나리오" 또는 "반사실주의자"라고도 함)를 포함하는 것이 일반적이다.시나리오가 여러 개일 경우 이들 시나리오 간의 탄소 패리티 시간을 계산할 수 있습니다.대안 시나리오는 기존 프로젝트에 비해 약간의 변경만을 수반하는 시나리오에서 완전히 다른 시나리오(즉, 산림 보호 또는 "무바이오 에너지" 반작용 요소)까지 다양하다.일반적으로 시나리오 간의 차이는 시나리오의 ^[bg]실제 탄소 완화 잠재력으로 나타난다.즉, 인용된 배출량 절감액은 상대적인 절감액이며, 연구자가 제안하는 몇 가지 대안 시나리오와 관련된 절감액입니다.이를 통해 연구자는 계산된 결과에 큰 영향력을 갖게 됩니다.

탄소회계시스템 경계

대안 시나리오의 선택과 더불어 다른 선택도 이루어져야 한다.이른바 "시스템 경계"는 실제 계산에 포함될 탄소 배출/흡수량과 제외될 탄소 배출량을 결정한다.시스템 경계에는 시간적, 공간적, 효율성 관련 및 경제적 ^[bh]경계가 포함됩니다.

시간적 시스템 경계

시간적 경계는 탄소 계수의 시작과 종료 시기를 정의합니다.때때로 "조기" 이벤트가 계산에 포함됩니다. 예를 들어, 최초 수확 전에 숲에서 탄소 흡수가 진행됩니다.때때로 "늦은" 사건도 포함된다. 예를 들어 관련 인프라의 수명 만료 활동으로 인한 배출(예: 공장 철거)도 포함된다.프로젝트나 시나리오와 관련된 탄소 배출과 흡수는 시간에 따라 변화하기 때문에 순탄소 배출은 시간에 의존하거나(예를 들어 시간축을 따라 이동하는 곡선), 정적 값으로 나타낼 수 있다.이것은 정의된 기간에 걸쳐 계산된 평균 배출량을 나타낸다.

시간에 의존하는 순배출곡선은 일반적으로 초기에 높은 배출량을 나타낸다(바이오매스 수확 시 계수가 시작되는 경우).또, 식재 이벤트로의 기점을 되돌릴 수도 있다.이 경우, 토지 이용 변경에 의한 상환에 의한 탄소 채무가 없는 경우, 곡선은 잠재적으로 제로 이하(카본 마이너스 영역)로 이동해, 식재된 나무에 흡수되는 탄소가 점점 더 많아진다.배출 곡선은 수확할 때 위로 치솟는다.수확된 탄소는 다른 탄소 풀로 분배되고 곡선은 이러한 새로운 풀로 이동하는 탄소의 양(Y축)과 탄소가 풀에서 나와 대기를 통해 숲으로 돌아오는 데 걸리는 시간에 따라 이동한다(X축).앞에서 설명한 바와 같이 탄소 회수 시간은 수확된 탄소가 숲으로 돌아오는 데 걸리는 시간이고 탄소 패리티 시간은 두 가지 경쟁 시나리오에서 저장된 탄소가 동일한 ^[bi]수준에 도달하는 데 걸리는 시간입니다.

정적 탄소 배출 값은 특정 기간의 연평균 순 배출량을 계산하여 산출됩니다.는 인프라의 특정 기간이 될 수 있어 예상 수명 관련된(수명 주기 평가에 대해서는;전형적인 LCA의), 정책 해당 시간 시야는 파리 협정에 의해 시간이 다른 지구 온난화 잠재력에 기초한(예를 남은 시간까지 2030년 2050년이나 2100년)[36]영감을 받은(GWP으로 20년이나 100년)[bj]또는 o.ti고 싶은스팬입니다.EU에서는 토지 이용 ^[bk]변경의 순탄소 효과를 정량화할 때 20년의 기간을 사용한다.일반적으로 법률에서는 동적 시간 의존 곡선 접근법보다 정적 번호 접근법이 선호된다.이 수치는 이른바 "배출 계수"(생산 에너지 단위당 순배출량, 예를 들어 GJ당 kg₂ COe)로 표현되거나 특정 ^[bl]바이오 에너지 경로에 대한 평균 온실가스 절감률로 더 단순하다.재생 에너지 지침(RED) 및 기타 법률 문서에 사용된 특정 바이오 에너지 경로에 대한 EU의 발표된 온실가스 절감률은 수명 주기 평가(LCA)^[bm][bn]에 기초한다.

공간 시스템 경계

공간 경계는 탄소 배출/흡수 계산을 위한 "지리적" 경계를 정의합니다.숲에서의 CO 흡수 및 배출에 대한₂ 가장 일반적인 두 가지 공간 경계는 1) 특정 숲의 가장자리를 따른 것과 2. 전체 숲 경관의 가장자리를 따른 것이다. 여기에는 많은 연령대의 숲이 포함된다(숲의 가림대는 있는 만큼 차례차례 수확되고 옮겨 심는다).세 번째 옵션은 소위 증가 스탠드 수준 탄소 회계 방법입니다.

– 스탠드 레벨의 탄소 계산에서, 연구자는 스탠드를 수확할 때 대규모 배출 이벤트를 카운트하고, 스탠드가 성숙기에 도달하여 다시 수확할 때까지 계속되는 축적 단계에서 더 적은 연간 흡수량을 카운트할 수 있다.

- 마찬가지로, 스탠드 레벨의 어카운팅을 늘리는 경우, 스탠드를 수확할 때 큰 배출 이벤트를 카운트하고, 그 후 축적 기간 동안 매년 적은 양의 탄소를 흡수한다.그러나 첫 수확 후 1년이 지나면 새로운 수확을 하게 된다.연구자는 첫 번째 이웃 산지가 수확된 후 두 번째 산지에서 흡수된 탄소를 세지 않고, 두 번째 산지의 수확 행사에서의 배출량만 세었다.그 다음해에는 3단에 대해서도 같은 절차를 반복하여 1, 2단 수확 후 이 단에서 흡수된 탄소는 카운트되지 않고 3단 수확 시 많은 배출량이 카운트된다.즉, 스탠다드 레벨의 어카운트 전체를 다수의 스탠다드 레벨 어카운트(stand-level account)로 구성해, 각각의 어카운트(start-level account)를 개별적으로 개시합니다.

- 조경 수준 회계에서, 연구원은 첫 번째 산지를 수확할 때 대규모 배출 이벤트를 카운트하고, 그 후 이 산지에 대한 축적 기간 동안 매년 소량의 탄소를 흡수한다.스탠드 레벨의 회계가 증가하는 것과 같이, 새로운 스탠드를 2, 3년차 등에 수확해, 이러한 배출 이벤트를 모두 계상한다.그러나 증가하는 스탠드 레벨 회계와는 달리, 연구자들은 숲의 풍경에서 첫 번째 스탠드를 수확한 후 모든 스탠드에 흡수되는 탄소를 센다.즉, 산림경관회계에서는 많은 다른 시작점에서 탄소배출량을 계산하는 대신 산림경관 전체에 대해 하나의 공통적인 시작점, 즉 첫 번째 산지가 ^[37]수확된 해만을 사용합니다.

그래서, 그 연구가가 개별 스탠드, 스탠드의 증가 숫자 또는 전체적인 숲 풍경에 초점을 맞출 것인지 말입니다.

Lamers(알. 공간적인 경계 선택 초기 탄소 모델링과 탄소 순환에 이어진다 일반적이다 입장 수준 닮sawteeth(배출량에 수확기에 극적으로 증가, 산림 탄소를 흡수하는 서 있어 느린 하락세가 뒤를 이었다.)에 따르면.stand-level 분석의 단순성, 오늘날의 탄소 분석 여전히는 데에는 이것이 중요한 이유이다.반면 하나의 받침의 공부 쉽게 이해할 수 있는 결과들을 제공한다 하지만,(예를 들어의 탄소 영향의 다른 수확 선택), 실제timber/woody 바이오매스 공급 지역은 각자 다른 성숙함의 인스턴스를 80을 위한 여러 관중석으로 구성되어 있다.80년의 기간에 걸쳐 모든 가판대를 흔들어 옮겨 심었다 수확된다.가 숲"풍경"모든 개인의 숲 스탠드 포함 정확하게 계산의 공간 경계 입장 수준에서 화면 수준으로 증가할 갖고 넓은 지역에 탄소 흐름을 계산하려면.[38]Cowie(알. 풍경 수준 회계는 임업 부문에서는 나무 제품의 지속적인 공급을 만들어 낼 수 있는 길의 대표적인 주장한다.[보신탕]IPCClandscape-level 탄소 수치 계산 뿐만 아니라(아래 단기 긴급성을 보) 것을 권고한다.

또한, 연구원 여부direct/indirect 토지 이용 변화의 탄소 배출량 계산에 포함되어야 한다 결정해야 한다.대부분의 연구원들 직접적인 토지 이용의 변화에서 인스턴스에 대한 방출 숲을 줄임으로써 야기된 주문이 대신 일부 농업 프로젝트를 시작하기 위해 배출량을 포함한다.그들이 정확하게 계량하기 어려운 간접적인 토지 이용의 변화 효과 성능을 더 논란이 되고 있다.[염기쌍][bq]다른 선택이 미래의 산림을 유력한 공간 경계 정의를 포함한다.예를 들어, 그리고 아마도 수확 증가한다 심지어forest 확장은 현실적보다 숲 보호에 상황에 높은 수요에 물건?항목을 보강하려면 작은 숲은 아마도 산림 보호보다 숲 제품에 대한 낮은 수요와 새로운 땅이나 주택과 도시 발전을 위한 새로운 영역에 대한 높은 수요와 상황에 과연 현실적일까요?Lamers, Junginger 자연 보존, 탄소 배출량 전략 평가 관점에서 산림 보호가 유효한 옵션이라고 주장한다 &.하지만, 보안림 농장 –을 위한 산림 제품에 대한 수요의 부재(예를 들어, 목재, 펄프나 사료)에 있음직 하진 않다,"농업이나 도시 개발로 변환 같은[...]옵션 더 현실적인 대안[...]."[br]Cowie(알. 개인 소유 숲은 종종 소득과 따라서 유전자를 만드는 데 사용되는 주장한다.매독리 시장 개발에 민감한산림 보호는 산림 소유주가 ^[bs]소득 손실을 보상받을 수 없는 한 대부분의 사유림에서 비현실적인 시나리오이다.EU 공동연구센터에 따르면 유럽 숲의 60%가 개인 ^[39]소유라고 한다.미국에서는 80% 이상이 동쪽에서 개인 소유이고 80% 이상이 ^[40]서쪽에서 공공 소유입니다.

효율성 관련 시스템 경계

효율 관련 경계는 다양한 바이오매스 연소 경로에 대한 연료 대체 효율의 범위를 정의한다.공급망에 따라 공급되는 에너지 단위당 탄소 배출량이 다르며, 연소 시설마다 다른 연료에 저장된 화학 에너지를 효율이 다른 열 또는 전기에너지로 변환합니다.연구자는 이에 대해 알고 고려해야 할 바이오매스 연소 경로별로 현실적인 효율 범위를 선택해야 한다.선택된 효율은 이른바 "치환 계수"를 계산하는 데 사용됩니다. 즉, 화석 탄소가 얼마나 효율적으로 생물 발생 ^[bt]탄소로 대체되는지를 보여주는 단일 수치입니다.예를 들어 10톤의 탄소를 현대 석탄 발전소의 절반의 효율로 연소할 경우, 5톤의 석탄만 실제로 치환된 것으로 계산됩니다(치환 계수 0.5).Schlamadinger & Marland는 바이오 에너지와 석탄 기반 산림 보호 시나리오를 비교할 때 이러한 낮은 효율이 높은 패리티 시간으로 이어지는 반면 석탄 시나리오와 동일한 효율이 낮은 패리티 ^[43]시간으로 이어지는 방법을 설명한다.일반적으로 비효율적인(구식 또는 소규모) 연소 시설에서 연소되는 연료는 효율적인(신형 또는 대규모) 시설에서 연소되는 연료보다 낮은 변위 계수가 할당됩니다. 이는 동일한 양의 에너지를 ^[bu]생산하기 위해 더 많은 연료를 연소해야 하기 때문입니다(따라서 더 많은₂ CO를 방출해야 하기 때문입니다).

마찬가지로 목재 기반 건축자재의 생산은 화석 기반 건축자재(예: 시멘트 또는 강철)의 생산보다 낮은 화석연료 투입량을 요구하기 때문에 목재 기반 건축자재는 시멘트 및 강철 기반 건축자재의 대체가 현실적일 때(즉, 그것들이 현실적일 때) 치환율을 할당받는다.건축에서 같은 효용성을 가지고 있다.효용 등가 목재 건설 제품을 사용하여 화석 연료 배출을 피할수록 할당된 변위 ^[bv]계수가 높아진다.또, 제품의 내용연수중에 목제품에 축적된 탄소와 수명이 다한 목제품이 에너지로 연소되었을 때에 치환되는 화석탄소를 치환율 계산에 포함할 수 있다.그러나, 지금까지 이것은 일반적인 ^[bw]관례가 아니다.(EU에서 수확된 산림 바이오매스의 52%가 자재로 사용됩니다.)^[44]

Sathre & O'Connor는 21개의 개별 연구를 조사하여 건설용 목재 제품의 변위 계수가 -2.3에서 15 사이라는 것을 알아냈다. 평균은 2.1로, 이는 생성된 1톤당 평균 2.1톤의 화석 탄소가 ^[45]대체된다는 것을 의미한다.목재 기반 바이오 연료의 경우, 치환 계수는 약 0.5와 1 사이에서 다양했다. "... 대체된 화석 연료의 유형과 상대적 연소 ^[46]효율에 따라 크게 달라졌다."저자들은 건설용 목재 제품이 수명이 다한 시점에서 에너지로 연소될 때, "[...] 재료 대체와 연료 대체의 GHG 편익이 ^[47]누적됨에 따라] 치환 효과가 계산에 추가되는 경우가 있다고 쓰고 있다.건설용 목재 제품에 대한 또 다른 메타 연구에서는 이러한 추가 연소 대체 효과가 배제되었으며, 저자들은 다소 더 낮은 변위 계수를 발견했습니다.연소 고유 변위 계수는 유사하지만 범위가 더 넓습니다(오른쪽 차트 참조).^[48]

치환율은 바이오매스 연료와 치환된 화석 연료의 탄소 강도에 따라 달라집니다.또는 만약 석유가를 이룰 수 있다고 부정적인 방출 또는 만약 공급 체인을 시작에서 더 높은 배출과 화석 연료 에너지원 온라인(프래킹 때문에 예를 들어, 또는 셰일 가스의 사용 증가) 올, 변위 요소 적절히 끓여랄 것이다(조림, 에너지 풀 농장 및/또는 탄산 가스 포획과 저장소를 가진이라면(BECCS에서 예를 들어)[bx]타르일어나다.한편, 화석연료보다 배출량이 적은 새로운 베이스로드의 에너지원이 가동되기 시작하면, 치환율은 저하하기 시작한다.변위계수 변화가 계산에 포함되는지 여부는 관련 시나리오의 시간적 시스템 ^[by]경계에 포함되는 기간 내에 발생할 것으로 예상되는지 여부에 따라 달라진다.

경제 시스템의 경계

경제적 경계가 계산에 포함할 시장 효과를 정의한다(있는 경우).시장 상황의 변화로 인해 탄소 배출량과 공급망 및 ^[bz]산림으로부터의 흡수가 소규모 또는 대규모로 변화할 수 있다. 예를 들어 수요 변화에 대한 대응으로서 산림 면적의 변화이다.Miner 등은 연구자들이 시장 영향을 다루는 광범위한 통합 프레임워크에서 산림 바이오 에너지를 검토하기 시작한 방법을 설명한다.이러한 연구는 경험적 데이터와 모델링에 기초하여 수요 증가가 산림 면적을 증가시키고 산림 관리의 개선을 장려하는 임업 투자로 이어지는 경우가 많다는 것을 밝혀냈다.상황에 따라서는 산림 탄소 재고를 증가시킬 수 있다.상대적으로 성장률이 높고 투자 반응이 강한 곳에서는 대체되는 화석 연료와 투자 대응 시기에 따라 에너지용 나무 사용 증가로 인한 순 GHG 편익이 10~20년 내에 실현될 수 있다.나무의 성장이 느리고 투자 반응이 부족한 경우, 에너지를 위해 둥근 목재를 사용함으로써 얻을 수 있는 순 편익을 보려면 수십 년이 걸릴 수 있다.투자 반응은 특히 산림 지역의 이득과 손실에 직접적인 영향을 미치는 것으로 나타난 미국 남부 같은 지역에서 ^[49]중요한 것으로 밝혀졌다.Abt 등은 미국 남부가 세계에서 가장 큰 목재 생산국이며, 이 숲은 개인 소유이기 때문에 시장 ^[50]주도형이라고 주장한다.또한 EU 공동연구센터는 거시경제 사건/정책 변화가 산림 탄소 재고량에 ^[ca]영향을 미칠 수 있다고 주장한다.그러나 간접적인 토지 이용 변경과 마찬가지로 경제적 변화는 정량화하기 어려울 수 있으므로 일부 연구자들은 계산에서 ^[cb]제외하는 것을 선호한다.

시스템 경계 영향

선택한 시스템 경계는 계산된 ^[cc]결과에 매우 중요합니다.화석 탄소 강도, 산림 성장률 및 바이오매스 전환 효율이 증가하거나 초기 산림 탄소 재고 및/또는 수확 수준이 ^[51]감소했을 때 투자 회수/패리티 시간이 단축된다.또한 연구자가 스탠드 레벨의 탄소 회계보다 랜드스케이프 레벨을 선택할 경우(카본 회계는 식재 이벤트가 아닌 수확 시에 시작하는 경우) 투자 회수/패리티 시간이 단축됩니다.반대로 탄소 강도, 성장률 및 전환 효율이 저하되거나 초기 탄소 재고 및/또는 수확 수준이 증가하거나 연구자가 경관 수준 탄소 ^[cd]계산보다 스탠드 수준을 선택할 경우 더 긴 투자 회수/패리티 시간이 계산됩니다.

비판론자들은 비현실적인 시스템 경계 선택이 ^[ce]이루어지거나 좁은 시스템 경계가 잘못된 ^[cf]결론으로 이어진다고 주장한다.또 다른 사람들은 결과의 범위가 넓다는 것은 이용 가능한 여력이 너무 많기 때문에 그 계산이 정책 ^[cg]개발에 무용지물이라는 것을 보여준다고 주장한다.EU의 Join Research Center는 서로 다른 방법론이 서로 ^[ch]다른 결과를 낳는다는 데 동의하지만, 또한 서로 다른 연구자들이 인간의 자연과의 최적의 관계에 대한 윤리적 이상 결과로서 의식적으로 또는 무의식적으로 서로 다른 대안 시나리오/방법론을 선택하기 때문에 이것은 예상할 수 있는 것이라고 주장한다.지속가능성 논쟁의 윤리적 핵심은 ^[ci]연구자들에 의해 숨겨지는 것이 아니라 분명히 밝혀져야 한다.

시간에 따라 변화하는 기후 영향

EU 공동연구센터에 따르면 바이오 에너지 전용으로 수확된 한대 줄기 목재의 사용은 장기적으로만 기후에 긍정적인 영향을 미치며, 목재 잔류물의 사용은 단기적으로나 ^[cj]중기적으로도 기후에 긍정적인 영향을 미친다.대체 시나리오에서 석탄과 천연 가스의 에너지 생성과 비교하여 스템우드, 잔류물 및 신규 재배지를 포함한 다양한 산림 바이오 에너지 경로에서 예상되는 배출 감소에 대한 개요는 오른쪽 차트를 참조한다.단회전 구리 또는 단회전 숲에서도 단기적으로 긍정적인 기후 효과가 있다(아래 참조).

산림 잔류물의 탄소 회수/패리티 시간 단축

가장 현실적인 무바이오 에너지 시나리오가 목재 생산을 위해 "좋은" 목재 줄기를 수확하고, 잔여물을 숲이나 매립지에 태우거나 남겨두는 전통적인 임업 시나리오일 때 탄소 회수/패리티 시간이 단축된다.즉, 이러한 잔류물의 수집은 (생물체의 붕괴 속도에 의해 정의된) 탄소를 대기 중으로 방출할 수 있는 물질을 제공합니다.^[52] 즉, 회수 및 패리티 시간은 붕괴 속도에 따라 달라집니다.붕괴 속도는 a. 위치에 따라 달라진다(붕괴 속도는 온도와 강우에 거의 비례하기 때문이다[...]).>)^[53] 및 b.)^[ck] 잔류물의 두께.잔류물은 따뜻한 곳과 젖은 곳에서 부패가 빠르고, 얇은 잔류물은 두꺼운 잔류물보다 부패가 빠르다.따라서 따뜻하고 습한 온대 숲의 얇은 잔류물은 가장 빨리 부패하는 반면, 춥고 건조한 한대 숲의 두꺼운 잔류물은 가장 느리게 부패한다.잔류물이 공장 외부 또는 숲의 도로변과 같은 바이오 에너지 없는 시나리오에서 연소되는 경우, 배출은 즉시 이루어진다.이 경우 패리티 시간은 ^[cl]0에 가깝습니다.

Madsen & Bentsen은 동일한 실제 북유럽 CHP(열과 전력 복합) 발전소에서 연소된 산림 잔류물과 석탄 배출물을 조사하여 탄소 패리티 시간이 ^[cm]1년임을 발견했다.낮은 패리티 시간은 주로 잔류물 사용, 일반 발전소에 비해 CHP 발전소의 변환 효율이 일반적으로 높고(^[cn]이 경우 85.9%) 석탄 수송 거리가 길기 때문이다.저자들은 대부분의 바이오 에너지 배출 연구가 실제 현장 데이터가 아닌 가상의 데이터를 사용하고 있으며,^[co] EU의 순수 전력 발전소보다 CHP 발전소에서 16배 더 많은 바이오매스가 연소된다는 점에 주목한다.즉, 이와 같은 열 관련 투자 회수/패리티 시간은 현재 상황과 가장 관련이 있습니다.다른 연구자들은 Cintas 등(0년, 스웨덴),^[cp] Zetterberg & Chen(0년, 스웨덴),^[54] Repo 등(0년, 핀란드),^[55] Zanchi 등(0년, 오스트리아)^[cq]과 유사한 패리티 시간을 발견했다.일반적으로 이러한 낮은 패리티 시간은 숲이 바이오 에너지에 전혀 사용되지 않고 목재 생산에 계속 사용되는 대체 석탄 사용 시나리오에 따라 달라진다.목재 생산량은 동일하지만 대체 시나리오에서 석탄이 천연 가스로 대체될 경우, 대부분의 연구자는 잔류 두께와 ^[cr]위치에 따라 약 5-20년의 패리티 시간을 발견했다.IRENA는 태양열, 열펌프 또는 지열보다 CHP 발전소를 권장한다. CHP는 필요한 ^{[r][better source needed]}온도로 공정 열을 저렴하게 생산할 수 있기 때문이다.

Holmgren은 40년 동안(스웨덴 1980-2019년) 나라 전체의 실제 임업 관행에서 기후 영향을 연구했고, 국가 경관 수준에서 이 기간 동안 어느 시점에서도 탄소 부채가 발생하지 않는다는 것을 발견했다.실제 임업 관행을 두 가지 대안 산림 보호 시나리오와 비교했다.실제 임업 시나리오에서의 초기 수확으로 인한 배출계수는 1) 초기 수확과 관련된 탄소배출량이 산림의 다른 곳에서의 성장에 의한 탄소흡수량(향후에도 계속될 것으로 예상되는 경향)보다 컸기 때문에 탄소채무로 이어지지 않았다.빙판길은 화석 ^[cs]연료로 전환될 때 국가 목재 기반 제품과 에너지 인프라에서 많은 초기 배출을 야기할 것이다.전환은 "... 일회성 변혁"으로 설명되며, 수확이 없는 시나리오가 ^[56]구현될 경우 에너지 시스템, 인프라, 산업 가공, 건축 부문, 소비자 제품 제조 및 기타 경제 활동에 대한 주요 필수 수정을 나타낸다.물론 바이오 에너지 시나리오의 초기 수확 관련 배출 사건보다 다른 지역의 산림 성장 및 2. 인프라 전환 배출(산림 보호 시나리오에서)이 더 큰 경우 탄소 부채는 전혀 발생하지 않으며 회수 및 패리티 시간은 0으로 감소한다.저자는 산림보호는 생물성 탄소 대신 화석 탄소를 배출할 가능성이 높기 때문에 산림보호의 실질적인 효과는 지하 화석 탄소풀에서 연소를 통해 대기 중 탄소풀로 탄소가 이동한 뒤 광합성을 통해 산림 탄소풀로 이동하는 것이라고 주장한다.그러나 탄소가 지하 화석 저장고 대신 숲에 저장되면 자연 ^[57]교란으로 인해 이산화탄소로 전환되기₂ 쉬워진다.생산되는 생물 발생 탄소 톤당 치환된 화석 ^[ct]탄소 0.78톤의 보존 치환 계수는 수확 목재 제품(HWP)과 에너지 조합 모두에 사용됩니다.저자는 탄소회계를 산림 내 탄소흐름에 한정하고 화석치환효과를 배제하는 연구를 비판하며 이 좁은 시스템 경계는 본질적으로 "...지구 ^[58]기후에 대한 순이익이 없는 다른 곳에서 화석배출을 계속하는 것에 대한 정당화"로 작용한다고 주장한다.스웨덴에서는 에너지로 사용 가능한 바이오매스가 난방 시설에서 주로 사용됩니다(난방에 7.85 Mtoe, 전기에 0.84 Mtoe).^[59]

미국에서 Walker 등은 뉴잉글랜드의 산림 잔류물을 사용하여 일반 전력 ^[60]설비에서 석탄을 대체했을 때 10년 이하의 패리티 시간을 발견했다.마찬가지로, 미국 동부 지역에서는 석탄 기반 대체 시나리오와 비교하여 10년 이내에, 천연가스 기반 대체 ^[cu]시나리오와 비교하여 20년 이내에 기후 편익을 가진 바이오 에너지에 모든 종류의 산림 잔류물을 사용할 수 있다고 Miner 등은 주장한다.

한센 등은 미국 남동부에서 펠릿 생산을 계속하는 바이오 에너지 시나리오를 세 가지 대안 화석 연료 혼합 시나리오와 비교했다. 이 시나리오들은 모두 산림 보호보다 더 현실적인 시나리오로 보인다.수확한 바이오매스를 모두 사용하여 종이, 펄프 또는 목재 패널을 생산한다.2) 솎아내기 관행을 중단한다. 즉, 작은 나무를 그대로 두면 더 많은 성장 잠재력이 실현된다.3) 잔류물을 그대로 두면 발전소에서 거의 즉시 연소되지 않고 시간이 지남에 따라 자연적으로 부패한다.각 대안 시나리오에 대해 세 가지 다른 수준의 수요(낮음, 평균, 높음)가 포함되었다.패리티 시간은 모든 수요 시나리오에서 0~21년, 평균 수요 시나리오에서 0~6년입니다(오른쪽 차트 참조).저자들은 경관 수준의 탄소 회계를 사용했고, 순환 시간은 25년이었으며, 시장 ^[cv]효과를 포함했다.

Lamers & Junginger는 (sub)-boreal 산림 잔류물(일부 경우 그루터기 포함)에 대한 많은 연구를 조사했고 탄소 패리티 시간이 0년에서 16년 사이라는 것을 발견했다.바이오 에너지 시나리오는 잔류물이 자연 붕괴하기 위해 숲에 방치되거나 도로변에서 소각되는 대체 기준 시나리오와 비교되었다.잔류물이 도로변에서 연소되고 대신 석탄 발전소에서 전기를 생산하는 시나리오에 비해 패리티 시간은 0년이었다.그러나 도로변 연소가 자연 붕괴와 교환되고 석탄이 석유와 교환되는 경우 패리티 시간은 3-24년으로 증가했다.석유가 천연가스로 대체되었을 때 패리티 시간은 4-44년으로 더욱 증가했습니다.모든 바이오 에너지 시나리오는 경관 수준의 탄소 ^[63]회계를 사용했다.

Zanchi 등은 쉽게 분해할 수 있는 산림 잔류물을 바이오 에너지로 사용할 경우 처음부터 기후적 이점이 있다는 데 동의한다.그들은 또한 "한계 농경지와 같이 초기 C[탄소] 재고가 적은 토지의 새로운 바이오 에너지 재배지는 배출량 ^[64]감소 측면에서 가장 분명한 이점을 가지고 있다"고 쓰고 있다.그 이유는 새로 심어진 지역(지금은 나무나 다른 식물들이 많이 자라고 있는 지역)이 이전보다 훨씬 더 많은 탄소를 흡수하기 때문이다.이러한 지역은 탄소 부채 대신 탄소 신용을 형성하며, 이 신용은 나중에 (수확 시) "빚 없는" 바이오매스를 획득하는 데 사용됩니다.일반적으로 수확 이벤트가 아닌 심기 이벤트에서 시작하는 이와 같은 "조기" 탄소 회계입니다(cf).위의 시간적 시스템 경계)는 초목이 거의 없는 육지의 새로운 바이오 에너지 재배지에 대해서는 논란의 여지가 없는 것으로 보인다.한편, 이미 많은 식생이 있는 지역에서는, 「늦은」탄소 어카운팅이 선호되는 경우가 많다.이 경우, 탄소 계정은 수확 시점부터 시작되며, 이전 탄소 크레딧은 축적되지 않습니다.이러한 유형의 탄소 회계에서 계산된 결과는 나무가 바이오 에너지 전용으로 벌채될 때(이른바 "추가 벌채"라 함) 단기적 또는 중기적 부정적 영향이 있음을 보여준다.산림 바닥에 잔여물이 썩으면 상황은 더 악화된다.또, 저생산성의 삼림 ^[65]농장을 위한 공간을 확보하기 위해서, 삼림 등 바이오매스의 양이 많은 지역을 명확하게 할 경우, 악영향의 위험도 있다.

첫 번째 순환이 완료된 후 "새로운" 바이오 에너지 재배지에서 이러한 "추가 낙하"의 평가는 선택한 탄소 계산 방법에 따라 달라진다."조기" 탄소 회계가 계속되면, 첫 번째 회전 후, 즉 나무를 이식한 시점부터 탄소 크레딧이 축적될 것이다.당시 연구원이 '후기' 탄소회계로 바꾸면 탄소 크레딧이 계산되지 않고, 대신 2차 순환(수확시)이 끝나면 큰 탄소부채가 발생하며, 이로 인해 투자 회수 및 패리티 시간이 대폭 증가하게 된다.

산림 잔류물의 탄소 회수/패리티 시간이 길다

EU의 공동연구센터는 EU의 현재 전기 믹스와 동일한 배출량의 바이오 에너지 없음 시나리오와 비교하여 잔류물 기반 목재 펠릿, 곡물 빨대 및 슬러리의 바이오 가스로부터 대규모로 전기 생산에 대한 시간 의존적인 배출 추정치를 제공한다.목재 펠릿, 빨대 및 바이오 가스의 변환 효율은 각각 34%, 29%, 36%입니다.전력 생산에 사용되지 않았다면 산림 잔여물은 산림 바닥에 썩고 짚 잔여물도 밭에 버려져 유기 비료로 사용됐을 것이다.그 결과, 이러한 바이오매스 타입을 전력 생산에 사용할 경우, 각각 목재, 짚, 바이오 가스에 대해 약 50년, 10년, 5년 후에 지구 온난화 완화 효과가 시작될 것으로 나타났다.목재 펠릿의 패리티 시간이 긴 주요 원인은 EU의 전기 믹스(석탄보다 배출량이 적은 태양광, 풍력 및 화석 연료로부터의 전기를 포함한다)와 비교한 것이다.또, 숲의 잔재 카테고리는 ^[cy]그루프를 포함한다.

EU 공동연구센터도 핀란드에서 석탄 기반 대체 시나리오와 비교했을 때 그루프를 포함한 모든 잔류물의 패리티 시간은 0년이라는 것을 발견했다.그러나 천연가스 기반 대체 시나리오와 비교했을 때, 스텀프는 위도에 따라 30-50년의 패리티 시간에 도달한다(오른쪽 그래프 참조).^[cx]따라서 JRC는 "석탄 치환으로 CRF(누적 복사력)가 거의 즉시 감소[온도 감소]되지만, 석유와 천연가스를 치환하면 CRF가 장기적으로 감소함에도 불구하고 최초 10-25년 ^[66]동안 CRF가 증가하게 된다"고 쓰고 있다.

JRC는 또한 수확 잔여물(가지, 솎아내기 및 그루터기 포함)에 대해 다른 다른 시나리오와 비교하여 0년에서 35년 사이의 패리티 시간을 발견했다^[cz].핀란드에서는 석유에 비해 그루프의 패리티 타임은 22년, 천연가스에 비해 35년이며, 스탠드 레벨의 탄소도 포함되어 있습니다.캐나다에서 수확한 바이오매스를 목재 펠릿 대신 에탄올 생산에 사용한 패리티 시간은 16년에서 74년으로 증가했으며 석탄 기반 대체 ^[da]시나리오 대신 가솔린 기반 대체 시나리오와 비교했다.미국 오리건주(州)의 오래된 생육림에서 제거된 전체 나무의 에탄올 생산량(산불을 막기 위해 나무를 베었기 때문에 잔류물로 분류됨)은 패리티 시간을 크게 증가시켰으며 최악의 경우 459년으로 나타났다.저자들은 수확 행사를 시작으로 스탠드 레벨의 탄소 회계를 사용하여 25년마다 추가, 제어된 분신을 가정하고 이를 230년마다 ^[67]산불 방지 낙하가 없고 심각한 산불이 발생하는 시나리오와 비교했다.문제의 나무들은 거대한 서부의 헴록 나무와 해안의 더글러스 전나무들로 둘 다 성숙하는데 수백 년이 걸리고 매우 두꺼운 줄기로 인해 산불에도 견딜 수 있다.에너지 집약적인 에탄올 생산으로 인해 0.39의 낮은 변위 계수가 발생했기 때문에 긴 패리티 시간이 ^[68]계산되었습니다.일반적으로 JRC가 보고한 패리티 시간은 변위 계수, 대체 시나리오, 잔류물 크기 및 기후 유형에 의해 영향을 받았다.위의 차트를 참조하십시오.

스템우드의 탄소 회수/패리티 타임 단축

기존의 자연림이 삼림 재배지를 위한 공간을 만들기 위해 잘려진 경우, 암묵적인 탄소 변화는 벌채된 나무에 존재하는 탄소의 양과 거의 같은 상당한 탄소 부채를 발생시킨다(화석 기반 임업 운영은 추가적인 적은 부채를 발생시킨다).그러나 농경지나 변두리 땅과 같은 "빈" 땅에 식생지대가 없는 새로운 농장의 경우 탄소가 제거되지 않습니다.이 경우 나무가 성숙함에 따라 탄소 배출량이 곧 증가하게 됩니다.이 나무들이 나중에 벌채될 때, 나무에 있는 탄소의 양은 축적된 탄소 배출량에서 공제되기 때문에, 이 경우 탄소 부채는 발생하지 않습니다.수확 시 탄소 부채가 발생하지 않으면 잔류물과 스템우드 모두에 ^[db]대해 탄소 회수/패리티 시간은 0이거나 매우 낮습니다.

짧은 회전 포레스트는 패리티 시간도 낮습니다.Lamers & Junginger는 미국 남부의 플랜테이션 숲에서 바이오 에너지를 위한 줄기재^[dc] 수확에 대한 많은 개별 보고서를 연구했다.이 나무들의 회전 시간은 20년에서 25년이다(회전 시간은 수확한 나무와 같은 크기로 자라는 데 걸리는 시간입니다).바이오 에너지 시나리오에서 목재 줄기는 오로지 전기 생산을 위해 수확되었다.대신 숲을 보호하고 석탄 발전소에서 생산하는 전기를 사용하는 다른 대안 시나리오와 비교하여 바이오 에너지 시나리오의 탄소 패리티 시간은 12년에서 46년이었다.대체 시나리오에서는 회전 시간이 35년으로 증가하고 석탄이 화석 연료 혼합물과 교환되는 경우 패리티 시간은 35년에서 50년 사이로 증가했다.저자들은 또한 브리티시컬럼비아(캐나다)의 자연(관리되지 않은) 한대 숲이 석탄 기반 대체 시나리오와 함께 나무가 곤충에 의해 죽은 후 바이오 에너지로 수확되는 패리티 시간이 0년이라는 것을 발견했다.그러나, 바이오 에너지를 위해 성장이 느린 다른 세 곳의 한대 숲 지역의 살아있는 나무를 수확한 경우, 석탄 기반 대체 시나리오와 비교하여 패리티 시간은 최대 105년에 달했다.그러나 저자들은 "..." 톱나무 품질 줄기가 체계적으로 바이오 에너지 공급 ^[69]원료가 될 가능성은 매우 낮다고 지적한다.

Jonker 등은 스탠드 레벨, 스탠드 레벨 증가 및 경관 레벨 탄소 계정을 사용하여 미국 남동부 숲에서 수확한 회전 시간이 20-25년인 스템우드의 탄소 회수 시간과 탄소 패리티 시간을 모두 계산했다.저자들은 스탠드 레벨의 탄소 어카운팅을 통해 높은 수율 시나리오, 중간 수율 시나리오, 낮은 수율 시나리오에서 각각 5, 7, 11년의 탄소 회수 시간을 발견했다.스탠드 레벨의 회계가 증가함에 따라 수익률이 높은 시나리오에서는 12년, 중간 시나리오에서는 13년, 저수익률 시나리오에서는 18년이 되었습니다.랜드스케이프 수준의 회계에서는 모든 수익률 ^[37]시나리오에서 투자 회수 기간이 1년 미만이었습니다.저자들은 또한 평균적인 석탄 기반 전기 플랜트에서 (잔기 채취 없이) 줄기의 나무 알갱이가 공동 연소용으로 사용되는 시나리오에 대한 패리티 시간을 계산했다.변환 효율은 41%로, 효율적인 공급망과 함께 0.92의 비교적 높은 변위 계수로 이어졌습니다.대안 시나리오는 목재 생산에 대신 줄기 목재를 사용하는 바이오 에너지 없는 시나리오였다. 따라서 이 경우(석탄 전용 전력)는 전혀 공동 발화되지 않는다.저자들은 증가 스탠드 수준 회계 원칙을 사용할 때 수익률이 높은 시나리오, 중간 시나리오, 낮은 시나리오에 대해 각각 17년, 22년, 39년의 패리티 시간을 계산했다.저자들은 랜드스케이프 수준의 회계원칙을 사용할 때 수익률이 높은 시나리오, 중간 시나리오, 낮은 시나리오에 대해 각각 12년, 27년, 46년의 패리티 시간을 계산했다.다른 대안 시나리오는 삼림 보호 시나리오였다. 산림에서는 바이오매스가 전혀 추출되지 않았다. 목재나 바이오 에너지가 아니었다.그 숲은 그냥 내버려 두었기 때문에 다소 느리게 재생되었다.이 시나리오의 랜드스케이프 레벨 패리티 시간은 하이, 미디엄 및 로우 수율 시나리오의 경우 각각 3, 30년입니다(스탠드 레벨 또는 스탠드 레벨 패리티 시간의 증가는 제공되지 않았습니다).^[70]

저자들은 "탄소 균형 결과는 탄소 회계 방법의 선택이 탄소 회수 및 탄소 오프셋 패리티 포인트 ^[71]계산에 상당한 영향을 미친다는 것을 분명히 보여준다"고 지적한다.그들은 짧은 패리티 시간은 미국 남동부의 연질목 농장에서 빠른 성장률(헥타르당 연간 10-12톤의 건조 질량)에 기인한다고 주장한다.다른 연구자들은 종종 자연 한대 숲의 경질 목재에 대한 전형적인 느린 성장률을 바탕으로 계산하여 투자 회수율과 패리티 시간을 훨씬 더 높였습니다.저자들은 또한 확립된 연목재배 농장의 경우 토지 이용 변화로 인한 탄소부채가 없다고 주장한다.또한 효율적인 공급망과 목재 펠릿을 소규모 바이오 에너지 발전소가 아닌 일반 석탄 발전소에서 공동 연소할 때 달성되는 높은 변환 효율성 때문에 여기서 변위 인자는 다른 연구보다 높다.실제로 이러한 바람직한 시스템 경계로 인해 패리티 시간이 1회 또는 2회 회전으로 감소합니다.탄소채무는 패리티포인트 전에는 작으며, 이후 탄소신용은 패리티포인트를 통과한 후에는 높은 수준으로 상승한다. "또한 일시적인 마이너스 탄소수지의 절대적인 크기가 제한되는 것은 분명한 반면 손익분기점 이후의 플러스 탄소수지는 곧 몇 ^[72]배 더 큰 수준에 도달한다는 것이다.저자들은 이곳의 숲은 개인 소유이고 이미 대규모 목재 가공 산업이 있기 때문에 연구 영역에서는 바이오 에너지와 산림 보호 시나리오가 비현실적이라고 주장한다.이러한 상황에서(실현 가능한 대안 시나리오가 없는 경우) 저자들은 가장 관련성이 높은 시간적 지표는 경관 수준 탄소 ^[73]회계 원칙에 기초한 모든 생산량 시나리오에 대해 1년 미만의 탄소 회수 시간이라고 주장한다.Abt 등은 또한 미국 남동부에서는 숲이 개인 ^[50]소유이기 때문에 산림 보호 시나리오가 비현실적이라고 주장한다.

EU의 공동연구센터는 다수의 연구를 검토한 결과 바이오 에너지와 목재 제품 모두에 대해 스템우드를 수확할 경우 40년이라는 기간 ^[dd]동안 산림 보호보다 지속적인 수확이 기후에 더 효과적이라는 것을 발견했다.그 이유는 바이오 에너지에 비해 목재 제품의 치환 효과가 크기 때문입니다.목재 제품이 수명이 다했을 때 에너지로 사용될 경우(이른바 "캐스케이딩"이라 함) 변위 효과는 더욱 커지고 최적의 조건 하에서 패리티 시간은 수백 년에서 0으로 줄어들 수 있습니다.따라서 JRC는 재료 치환 효과를 위한 목재를 포함하지 않는 연구는 잘못된 ^[de]결론을 내릴 수 있다고 주장한다.한편, 바이오 에너지만을 위해 숲을 수확하는 경우, 목재 제품에 대해 치환 효과가 발생하지 않으며, 이는 낮은 치환율을 의미하며, 따라서 화석 연료에 비해 계산된 CO₂ 배출량이 순증하는 것을 의미한다.변방, 농업 또는 방목지에 재배지를 설치한다.이 경우, 미리 나무를 베지 않고 심으면 ^[df]그곳의 바이오매스의 양이 증가하므로 현장에서 탄소가 즉시 순증한다.다시 말해, 탄소 부채가 없는 경우 투자 회수 및 패리티 시간은 ^[dg]0으로 감소합니다.

스템우드의 장기 탄소 회수/패리티 시간

잔치 등은 오스트리아 알프스의 가문비나무 줄기를 바이오 에너지 전용으로 수확할 경우 석탄 기반 대체 시나리오에서는 패리티 시간이 175년에 달하고 천연 가스 기반 대체 시나리오에서는 300년에 달할 수 있다는 것을 발견했다.주된 이유는 이 나무들의 긴 회전 시간(90년)이다.일반적으로, 나무가 한대 ^[75]숲에서 성숙하는 데는 70년에서 120년이 걸린다.비평가들은 나무 ^[dh]알갱이 같은 저가의 제품보다는 톱질 목재와 같은 고부가가치 제품이나 크로스 라미네이트 목재와 같은 공학적 목재 제품을 생산하기 위해 줄기를 사용한다고 대답한다.바이오 에너지 및 고형 목재 제품에 대해 50/50으로 명확한 숲이 사용되고 이후 단회전 숲으로 대체되는 다른 시나리오에서, 석탄 대체 시나리오의 경우 패리티 시간은 17년에서 114년 사이로 변화하며, 숲이 최단 회전 시간과 높은 속도로 달성한 패리티 시간은 가장 짧다.헤스트 수율(10년 회전 시간, 연간 수율 16톤).패리티 시간은 석유 기반 전기 케이스와 비교했을 때 20년에서 145년 사이, 천연 가스 기반 전기 케이스와 비교했을 때 25년에서 197년으로 증가했습니다.조림 대 화석 연료 혼합 시나리오의 경우, 0년의 패리티 시간이 보고되었다.

저자들은 이러한 시나리오가 "설명적인 예"이며 "결과는 가정에 의해 강하게 영향을 받는다"고 지적한다.저자들은 잔류물이 산림 바닥에 수집되지 않은 채 방치되어 부패하여 배출을 발생시킨다고 가정했다.대신 이러한 잔류물을 수집하여 바이오 에너지에 사용할 경우 패리티 시간은 100년 감소한다.목재 연료에 비해 화석 연료의 긴 공급 경로로 인해 발생하는 추가 배출량은 ^[di]계산에 포함되지 않았다.해충, 풍랑 및 산불(일반적으로 관리되지 않는 숲이 노후화되면 증가할 것으로 예상됨)의 추가 배출량도 계산에 포함되지 않았다.시장 효과는 포함되지 않았다.한편, 경관 수준의 탄소 회계가 사용되었으며, 바이오 에너지와 석탄에 대한 가정된 변환 효율은 ^[76]동일했다.

다른 과학자들과 마찬가지로 JRC 스탭도 탄소회계 결과의 변동성이 크다는 점에 주목하고 있으며, 이를 다양한 방법론에 ^[dj]기인하고 있다.조사된 연구에서 JRC는 산림/바이오 에너지 시스템과 대체 화석 시스템 모두에 대한 다른 특성과 가정에 따라 바이오 에너지만을 위해 수확된 스템우드에 대해 탄소 패리티 시간이 0년에서 400년(오른쪽 차트 참조)이라는 것을 발견했다. 대체 화석 연료의 방출 강도는 다음과 같다.가장 중요한 요인으로는 전환 효율과 바이오매스 증가율/증가 시간이 그 뒤를 잇습니다.탄소 패리티 시간과 관련된 다른 요인으로는 초기 탄소 재고량과 기존 수확 수준이 있습니다. 초기 탄소 재고량이 많고 수확 수준이 높으면 패리티 ^[77]시간이 길어집니다.액체 바이오 연료는 바이오매스의 에너지 함량의 약 절반이 ^[dk]처리 과정에서 손실되기 때문에 패리티 시간이 높다.

정적 수치로 표현되는 기후 영향

여러 바이오 에너지 경로에 대한 정적 배출 추정치

EU의 공동연구센터는 문헌에서 발견된 많은 바이오 에너지 배출 추정치를 조사하고 이러한 연구를 바탕으로 열 생산, 운송 연료 생산 및 전기 생산의 바이오 에너지 경로에 대한 온실가스 절감률을 계산했다(오른쪽 차트 참조).계산은 속성 LCA 회계원칙에 기초하고 있습니다.여기에는 원료 추출부터 에너지 및 재료 생산 및 제조, 수명 만료 처리 및 최종 폐기까지 모든 공급망 배출이 포함됩니다.공급망에서 사용되는 화석 연료의 생산과 관련된 배출량도 포함된다.시스템 경계 밖에서 발생하는 배출/흡수 효과(예: 시장 관련), 생물 지구물리학(예: 알베도), 시간 의존적 효과는 제외된다.시장 관련 계산은 제외되기 때문에 그 결과는 소규모 에너지 ^[80]생산에만 유효하다.또한 바이오 에너지 경로는 전형적인 소규모 변환 효율성을 가진다.전기 생산을 위한 고체 바이오 연료는 대부분의 경우 효율이 25%이며, 일부 경우에는 21-34%이다.전기 생산용 바이오가스는 32-38%입니다.열 경로는 76–85%입니다.산림 잔류물 범주에는 통나무와 그루터기가 포함되며, 이는 특히 붕괴 ^[81]속도가 느린 숲에서 탄소 강도를 증가시킨다.

차트에는 각 바이오 에너지 경로에서 발견된 배출 범위를 나타내는 수직 막대가 있다(동일한 경로에 대한 배출은 연구마다 다르기 때문이다).범위의 상위 끝은 예를 들어 긴 운송 거리, 낮은 변환 효율성 및 화석 연료 치환 효과가 없다고 가정하는 연구에서 발견된 배출 수준을 나타낸다.범위의 하한은 최적화된 물류, 높은 전환 효율성, 프로세스 열 및 프로세스 전기를 공급하기 위한 재생 에너지 사용을 가정한 연구에서 발견된 배출 수준을 나타낸다. 화석 연료 ^[dm]대체에 따른 치환 효과를 포함한다.막대는 EU에서 사용 가능한 여러 대체 에너지 시스템과 관련된 배출 수준과 비교할 수 있다.점으로 표시된 색 영역은 ^[79]화석 연료 대안과 비교할 때 경로에 대한 배출 절감 비율을 나타낸다.저자들은 바이오 기반의 상품들은 공급망을 따라 화석 제품보다 GHG 배출량이 적지만, GHG 배출량의 크기는 물류, 사료 원료 유형, 토지 및 생태계 관리, 자원 효율성 ^[82]및 기술에 따라 크게 다르다고 결론지었다.

다양한 바이오 연료 경로에 대한 기후 완화 잠재력 때문에, 정부와 조직은 바이오매스 사용이 지속 가능한지를 보장하기 위해 다양한 인증 체계를 수립했습니다. 예를 들어, EU의 RED(Renewable Energy Directive)와 국제 표준화 ^[83]기구의 ISO 표준 13065가 그것입니다.미국에서는 RFS(Renewables Fuel Standard)가 기존의 바이오 연료 사용을 제한하고 허용 가능한 최소 수명 주기 GHG 배출량을 정의한다.바이오 연료는 석유 화학 물질과 비교하여 최대 20%의 GHG 배출 감소를 달성하면 전통적인 연료로 간주되며, 최소 50%를 절약하면 고급 연료로 간주되며,^[dn] 60% 이상을 절약하면 셀룰로오스 연료로 간주됩니다.

목재 펠릿의 정적 배출 추정치

EU의 재생 에너지 지침(RED)은 화석 연료를 열 생산을 위해 산림 잔류물의 목재 펠릿으로 대체할 때 대표적인 온실가스 배출 절감 효과가 운송 거리에 따라 69%에서 77% 사이라고 명시하고 있다.거리가 0에서 2500km 사이일 경우 배출량 절감률은 77%입니다.거리가 2500km에서 10,000km 사이일 경우 배출량 절감률은 75%, 거리가 10,000km 이상일 경우 69%로 감소한다.스템우드를 사용할 경우 배출량 절감률은 운송 거리에 따라 70%에서 77% 사이입니다.목재 산업 잔류물을 사용할 경우 절약량은 79%에서 87%^[do] 사이입니다.

한센 등은 이와 유사한 방법론을 바탕으로 미국 남동부에서 생산되어 EU로 출하되는 목재 펠릿을 기반으로 한 전력 생산으로 인한 온실가스 배출 절감액이 EU의 화석 ^[dp]연료 혼합액과 비교하여 65%에서 75% 사이에 차이가 있음을 발견했다.그들은 미국에서 수입되어 EU에서 전기용으로 연소되는 목재 펠릿에서 발생하는 평균 순 GHG 배출량은 kWh당 약 0.2kg₂ CO 상당량인 반면, EU에서 현재 전기용으로 연소되는 화석 연료 혼합에서 발생하는 평균 배출량은 kWh당 0.67kg CO-eq에₂ 달한다고 추정한다(오른쪽 차트 참조).해양 운송 배출량은 생성된 ^[dq]kWh당 대체 화석 연료 혼합 배출량의 7%에 달한다.

마찬가지로 IEA 바이오 에너지는 캐나다 목재 펠릿이 유럽 석탄 발전소의 석탄을 완전히 대체하는 시나리오에서 해양 운송 관련 배출물(밴쿠버 - 로테르담 거리)이 발전소 총 석탄 관련 ^[84]배출물의 약 2%에 이른다고 추정한다.여기서 낮은 비율은 EU의 화석 연료 혼합이 아닌 특정 석탄 플랜트라는 대체 시나리오에 기인한다.Cowie 등은 실제 공급망에서 계산한 결과 대륙간 바이오매스 운송(예: 미국 남동부에서 ^[dr]유럽으로 최적화된 목재 펠릿 공급망)의 배출량이 낮다고 주장한다.Lamers & Junginger는 향후 EU의 목재 펠릿 수입은 북미, 특히 미국 ^[ds]남동부에서 계속 주도할 것이라고 주장한다.^[85]

단회전 에너지 작물에 대한 정적 배출 추정치

일반 산림 가판대는 수십 년에 걸친 회전 시간이 있는 반면, 쇼트 로테이션 임업(SRF)^[v] 가판대는 8-20년, 쇼트 로테이션 코피싱(SRC)^[u]은 2-4년이다.^[86]EU 숲의 12%는 코피스 ^[dt]숲이다.여러해살이풀은 온대지역에서는 1년, 열대지역에서는 ^[87]4~12개월의 회전시간을 가진다.밀이나 옥수수 같은 식량 작물도 순환 기간이 1년이다.

단회전 에너지 작물은 수확되기 전 짧은 시간 동안만 탄소를 재배/축적할 수 있기 때문에, 토지 사용 변경으로 인한 추가적인 대규모 탄소 부채가 없다면 수확 관련 탄소 부채를 상대적으로 쉽게 상환할 수 있다(예: o의 자연 숲을 개간하는 것).에너지 작물을 위해 이 토지 영역을 사용하는 rder) 및 해당 지역에 대한 기후 관련 더 나은 용도는 없습니다.Schlamadinger&마랜드. 이전에 조림되지 않은 땅에 만약 초기 숲 농장을 위한 공간을 제공하기 위해 베어집니다 바로 이행하였다는[...]단벌기 에너지 작물을 심고 더 큰 이전 C[탄소]경감 혜택을 제공할 것이다를 쓴다."[88]EU의 공동 연구 센터 상태:"In 사건이 없다는 원자재 변위로 있다.직간접 토지 이용 변화로 인한 식품, 사료, 섬유 또는 토지 탄소 재고의 변화와 같은 기타 부문은 탄소 중립성의 가정이 회전 주기가 짧은 연간 작물, 농경지, 단엽제 및 에너지 잔디에 대해 여전히 유효한 것으로 간주할 수 있다.이는 공급 원료의 성장 ^[89]주기보다 훨씬 긴 시간 범위에서의 분석에도 유효합니다."다른 연구원들은 에너지 작물 수확과 관련된 작은 탄소 빚은 종종 ^[du]1년 미만의 짧은 탄소 회수 및 동등 기간을 의미한다고 주장한다.IRENA는 단회전 에너지 작물과 농업 잔류물은 매년 ^[dv]수확되기 때문에 탄소 중립이라고 주장한다.IEA 어떻게 2050년에서 2050년 NZE[넷 제로 방출 시나리오)AFLOU 특성을 농림 수산과 토지 이용에서 이산화 탄소 배출을 줄일 것]에 약 150명의 있는 이산화 탄소에 의해``[...]energy‐sector 변환이 일반 작물에서 짧은 rotati의 증가가 스위치 주어진 네트 제로 배출하는 특별한 보고서에 쓴다.on 변두리 토지와 ^[90]목초지에서의 바이오 에너지 작물 생산 선진화"

일부 임업 프로젝트에 대해 계산된 긴 투자 회수 및 패리티 시간은 에너지 작물에 대해서는 문제가 되지 않는 것으로 간주되기 때문에(위에서 언급한 경우를 제외하고), 연구자들은 대신 LCA 기반 탄소 계산 방법을 사용하여 이러한 작물에 대한 정적 기후 완화 잠재력을 계산한다.특정 에너지 작물 기반 바이오 에너지 프로젝트는 전체 수명 동안 축적된 CO 등가 배출량과₂ 흡수량의 총량을 기준으로 탄소 양, 탄소 중성 또는 탄소 음성으로 간주된다.농업, 가공, 수송 및 연소 중 배출량이 프로젝트 수명 동안 지상 및 지하 모두에서 플랜트에 흡수(및 저장)되는 배출량보다 높을 경우 프로젝트는 탄소 양성이 됩니다.마찬가지로 총 흡수가 총 배출량보다 높으면 프로젝트는 탄소 음성이 됩니다.다시 말해, 탄소 음성은 순 탄소 축적이 순 라이프사이클 온실 가스 배출량을 보상할 때 가능하다.

가장 기후 친화적인 에너지 작물은 낮은 에너지 투입량과 토양에 저장된 많은 양의 탄소로 인해 여러해살이 에너지 풀인 것으로 보인다.연구자들은 여러해살이 작물의 평균 에너지 투입/생산 비율이 연간 작물보다 10배 더 낫고 온실 가스 배출량은 ^[dw]화석 연료보다 20-30배 더 낫다고 주장한다.영국에서는 난방용 미스캔투스 칩이 연간 22.3t의 CO 배출량을₂ 절감한 반면 난방용과 전력용 옥수수는 6.3t을 절감했다.바이오디젤을 위해 유채씨로 3.2를 ^[dx]구했다.다른 연구원들도 비슷한 ^[dy]결론을 내렸다.

일반적으로 여러해살이 작물은 연간 작물보다 더 많은 탄소를 배출하는데, 그 이유는 뿌리가 오랫동안 방해를 받지 않고 계속 자라도록 허용되기 때문이다.또한, 다년생 작물은 연간 작물 재배와 관련된 연간 경작 절차(경작, 파기)를 피할 수 있다.경운은 토양 미생물 집단이 사용 가능한 탄소를 분해하여 ^[dz][ea]CO를 생성하도록₂ 도와줍니다.토양 유기 탄소는 특히 깊이가 30cm(^[91]12인치) 미만인 농경지보다 스위치그라스 작물 아래에서 더 큰 것으로 관찰되었다.Harris 등에 의해 수행된 138개의 개별 연구에 대한 메타 연구는 경작지에 심어진 여러해살이풀과 스위치풀은 단회전 코피스나 단회전 임업 농장(포플러와 ^[eb]버드나무)보다 평균 5배 더 많은 탄소를 땅 속에 저장한다는 것을 밝혀냈다.McCalmont 등은 Miscanthus × Giganteus 탄소 격리에 대한 다수의 개별 유럽 보고서를 비교한 결과,^[ec] 연간 헥타르당 0.42 - 3.8톤의 누적률을 보였으며,^[ee] 연간 총 수확 탄소의 25%인 ^[ed]1.84톤의 평균 누적률을 보였다.

기본적으로, 지하 탄소 축적은 지상 탄소 순환(식물에서 대기 중으로 순환한 후 새로운 공장으로 되돌아가는 순환)에서 탄소를 제거하기 때문에 온실가스 완화 도구로서 기능한다.순환은 광합성과 연소에 의해 추진됩니다.첫째, 식물은 이산화탄소를 흡수하고₂ 땅 위 및 아래 조직의 탄소로 흡수한다.지상의 탄소가 채취되어 연소될 때, CO₂ 분자는 다시 형성되어 대기로 방출된다.그 후, 다음 계절의 성장에 의해 등량의 CO가₂ 다시 흡수되어 순환이 반복된다.

이러한 지상 순환은 탄소 중립이 될 가능성이 있지만, 물론 인간이 이를 작동시키고 안내하는 것은 종종 화석 자원에서 오는 추가적인 에너지 투입을 의미한다.운영에 소비된 화석 에너지가 생산되는 에너지 양에 비해 높은₂ 경우, 여러 1세대 ^[eg][eh][ei]바이오 연료 프로젝트의 경우와 같이 화석 연료만을 태우는 것으로부터 발생하는 CO 배출량에₂ 근접하거나, 일치하거나, 심지어 초과할 수 있다.이런 ^[ej]점에서 수송용 연료는 고체 연료보다 더 나쁠 수 있다.

이 문제는 지하에 축적되는 탄소의 양을 늘리는 관점에서도, 지상운전에 투입되는 화석연료량을 줄이는 관점에서도 대응할 수 있다.충분한 탄소가 지하에 저장되면 특정 바이오 연료의 총 수명 주기 배출량을 보상할 수 있다.마찬가지로, 지상 배출이 감소하면, 바이오 연료가 탄소 중립 또는 음이 되기 위해 필요한 지하 탄소 저장량은 감소한다.

Whitaker 등은 연간 생산량이 헥타르당 10톤인 잡곡 작물은 농업, 가공, 운송 관련 배출량을 모두 보상하기에 충분한 탄소를 저장하고 있다고 주장한다.오른쪽 차트에는 메가줄당 그램 CO 등가물로₂ 표현되는 두 개의 탄소 음성 포플러 생산 경로와 두 개의 탄소 양성 포플러 생산 경로가 표시된다.막대는 순차적이며 대기 중₂ CO가 증가하고 감소할 것으로 추정됨에 따라 위아래로 움직입니다.회색/파란색 막대는 농업, 가공 및 운송 관련 배출물을 나타내고, 녹색 막대는 토양 탄소 변화를 나타내며, 노란색 다이아몬드는 총 최종 ^[ef]배출량을 나타냅니다.두 번째 차트는 기존 탄소의 양이 다른 토양에서 장기적인 탄소 음성을 달성하는 데 필요한 평균 산출량을 보여준다.수율이 높을수록 탄소 음성이 높아집니다.다른 연구자들은 독일의 잡조류에 대한 탄소 음성에 대해서도 같은 주장을 펴고 있으며 ^[ek]연간 생산량은 헥타르당 15건조톤, 탄소 저장량은 헥타르당 1.1톤이다.

가장 좋은 토양은 현재 탄소 ^[el]함량이 낮은 토양이기 때문에 성공적인 저장은 식재지에 달려 있습니다.영국의 경우 이미 탄소가 풍부한 토양(기존 삼림지) 때문에 잉글랜드와 웨일즈 대부분 지역의 경작지에 대한 성공적인 저장이 예상되지만 스코틀랜드 일부 지역에서는 저장이 실패할 것으로 예상된다.또한 스코틀랜드의 경우, 이 추운 기후에서 상대적으로 낮은 수확량은 탄소 음성을 달성하기 어렵게 만듭니다.이미 탄소가 풍부한 토양에는 이탄지와 성숙한 숲이 포함된다.영국에서 가장 성공적인 탄소 저장소는 개선된 ^[em]초원 아래에서 이루어진다.그러나 초원의 탄소 함량은 상당히 다양하기 때문에 토지 이용 성공률도 초원에서 ^[en]다년생으로 변화한다.다년생 에너지 작물(miscanthus, switchtgrass 등) 아래의 순탄소 저장량은 일반 초원, 산림 및 경작 작물 아래의 순탄소 저장량을 크게 초과하지만 탄소 투입량은 초기 조성 ^[93]단계에서 기존 토양 탄소의 손실을 보상하기에는 너무 낮다.그러나 시간이 지나면서 토양 탄소는 ^[94]초원의 경우에도 증가할 수 있다.

연구자들은 초기 논의 후, 현재 (2018년) 과학계에서 다년생 바이오 에너지 작물 재배의 GHG[온실 가스] 균형이 종종 유리할 것이라는 공감대가 형성되어 있으며, 또한 암묵적인 토지 이용 변화를 ^[eo]고려할 때 그러하다고 주장한다.

알베도와 증발 증발로 인한 기후 영향

식물은 지구 표면의 색을 변화시키고, 이것은 표면 반사율에 영향을 미친다.밝은 색상은 열을 반사하는 경향이 있고 어두운 색상은 열을 흡수하는 경향이 있습니다.예를 들어 영역의 색이 흙빛 갈색에서 녹색으로 바뀌면 흡수되는 열이 줄어듭니다.반대로 눈 덮인 부분이 흰색에서 녹색으로 변하면 더 많은 열이 흡수된다.연구에 따르면, 조림은 눈 덮인 한대 지역에서 순 온난화 효과가 있다(조림으로 인한 탄소 흡수를 고려한 후이기도 하다). 왜냐하면 나무의 색이 눈의 색보다 어둡기 때문이다.즉, 알베도 효과는 이러한 영역에서 로깅으로 인해 발생하는 긴 투자 회수 및 패리티 시간을 보상하는 데 도움이 됩니다.산림 알베도는 전세계적으로 ^[ep]약간의 냉각 효과가 있다.

식물은 증발 증식을 더 많이 일으켜서 국소 습도를 증가시킨다.습도가 높아지면 유입되는 태양에너지가 땅을 데우기보다는 증발하는 데 더 많이 소비되어 냉각 효과가 발생한다.열대림에서는 증발 증식이 햇빛을 반사하는 낮게 드리운 구름을 만들어 알베도 효과를 더한다.숲은 연소를 통해 그리고 살아있는 나무에서 직접 유기 탄소라고 불리는 작은 입자를 방출합니다.입자는 햇빛을 반사하기 때문에 자체적으로 냉각 효과가 있을 뿐만 아니라 수증기가 입자 주위에 응축되기 때문에 구름을 만드는 데도 도움이 됩니다.두 경우 모두 반사에 의해 ^[eq]냉각 효과가 발생합니다.

미국 중부의 연간 작물이 여러해살이풀로 대체될 경우, 이는 주로 증발 증산 효과뿐만 아니라 알베도 효과로 인해 상당한 지구 냉각을 일으킬 것이다.알베도 효과만 해도 잔디의 화석연료 치환 효과보다 6배나 컸다.이 경우의 알베도 효과의 이유는 여러해살이풀들이 연간 ^[er][95]작물에 비해 1년 동안 더 오랜 기간 동안 표면을 녹색으로 유지하기 때문이다.

환경에 미치는 영향

지표면 전력 생산 밀도

바이오매스 또는 기타 재생 에너지 생산으로 인한 환경 영향은 토지 사용 요건에 따라 어느 정도 달라진다.토지 이용 요건을 계산하려면 관련 지표면 전력 생산 밀도(예: 평방미터당 전력 생산)를 알아야 한다.Vaclav Smil은 현대 바이오 연료, 풍력, 수력 및 태양광 생산의 평균 라이프사이클 표면 전력 밀도는 각각 0.3 W/m², 1 W/m², 3 W/m² 및 5 W/m²(바이오 연료의 경우 열, 풍력, 수력 및 ^[96]태양광의 경우 전기 형태의 전력)이라고 추정한다.라이프 사이클 지표면 전력 밀도에는 모든 지원 인프라, 제조, 채굴/수확 및 폐로에 사용되는 토지가 포함됩니다.Van Zalk 등은 바이오 연료의 경우 0.08 W/m², 수소의 경우 0.14 W/m², 풍력의 경우 1.84 W/m², 태양광의 경우 6.63 W/m를² 추정한다(중간값, 재생 가능한 공급원이 10 W/m를² 초과하지 않음).화석가스는 482W/m로² 표면밀도가 가장 높고 240W/m의² 원자력이 유일하게 고밀도 저탄소 에너지원이다.^[97]얼음이 없는 땅의 평균 인간의 전력 소비량은 0.125 W/m²(열과 전기를 ^[98]합친 값)이지만, 도시와 산업 ^[99]지역에서는 20 W/m까지² 증가한다.

일부 바이오 연료의 낮은 전력 밀도의 이유는 낮은 생산량과 공장의 부분적인 이용의 조합이다(예를 들어, 에탄올은 일반적으로 사탕수수의 당분 또는 옥수수의 전분 함량에서 만들어지는 반면 바이오디젤은 유채씨나 콩의 기름 함량에서 만들어진다).

에탄올 생산에 사용할 경우 연간 생산량이 헥타르당 15톤인 미스카누스 농장의 생산량은 0.40W²/^[100]m입니다.옥수수 밭은 0.26 W/m²(수율 10 t/ha)^[101]를 생성합니다.브라질의 사탕수수 밭은 일반적으로 0.41 W/^[101]m를² 생성합니다.겨울밀(미국)은 0.08W/m², 독일밀은 0.30W/^[102]m를² 생산한다.제트 연료로 재배될 때 콩은 0.06 W/m²,^[103] 팜 오일은 0.65 W/m를² 생성합니다.주변 땅에서 자란 자트로파는 0.20 W/^[103]m의² 전력을 발생시킨다.바이오디젤용으로 재배될 경우 유채씨는 0.12W/m²(EU 평균)^[104]를 발생시킵니다.액체 바이오 연료 생산은 고체 바이오 연료 생산에 ^[es]비해 많은 에너지 투입을 필요로 한다.이러한 입력이 보정되면(즉, 생산 에너지에서 사용 에너지가 차감될 때), 전력 밀도가 더 낮아진다: 네덜란드의 유채씨 기반 바이오디젤 생산은 0.08 W/m의² 조정 전력 밀도로 EU에서 가장 높은 에너지 효율을 가지는 반면 스페인에서 생산된 설탕 비트 기반 바이오 에탄올은 가장 낮은 에너지 효율을 가진다.0.02 W/^[105]m에² 불과합니다.

고체 바이오매스를 에너지 목적으로 사용하는 것은 전체 플랜트를 활용할 수 있기 때문에 액체를 사용하는 것보다 효율적입니다.예를 들어, 연소를 위한 고체 바이오매스를 생산하는 옥수수 농장은 생산량이 같을 때 에탄올을 위해 생산되는 옥수수 농장에 비해 평방미터당 두 배 이상의 전력을 생산한다. 즉, 10t/ha는 에너지 ^[106]투입량을 보상하지 않고 각각 0.60W/m², 0.26W/m를² 생산한다.온대 지역의 소나무, 아카시아, 포플러 및 버드나무가 있는 대규모 농장의 연간 생산량은 헥타르당 5~15건조 톤에 달할 것으로 추정되며, 이는 표면 전력 생산 밀도가 0.30–0.90 W/^[107]m임을² 의미한다.열대 및 아열대 지역에 유칼립투스, 아카시아, 류카에나, 피너스 및 달베르기아가 있는 유사한 대규모 재배지의 경우, 생산량은 일반적으로 20-25 t/ha이며, 이는 표면 전력 생산 밀도가 1.20-1.50 W/m임을² 의미한다.이 생산량은 이러한 농장의 전력 밀도를 바람과 ^[107]수력 밀도 사이에 놓는다.브라질에서는 유칼립투스의 평균 수확량이 21t/ha이지만 아프리카, 인도, 동남아시아에서는 전형적인 유칼립투스 수확량이 10t/ha ^[108]미만이다.

목재, 미스카투스^[109] 및 네이피어^[110] 풀을 포함한 오븐 건조 바이오매스는 일반적으로 열량이 약 18GJ/^[111]t이다.평방미터당 전력 생산량을 계산할 때, 건조 바이오매스 수율 t/ha는 농장의 전력 생산량을 0.06 W/^[et]m² 증가시킵니다.이상과 같이 풍력, 수력, 태양광의 세계 평균 생산량은 각각 1W/m², 3W/m², 5W/m입니다².이러한 지표면 전력 밀도를 일치시키려면 풍력, 수력 및 태양광의 경우 플랜테이션 수율이 각각 17t/ha, 50t/ha 및 83t/ha에 도달해야 한다.이는 위에서 언급한 열대 재배지(수율 20-25t/ha)와 코끼리 풀(예: miscanthus(10-40t/ha) 및 napier(15-80t/ha)의 경우 달성할 수 있는 것으로 보이지만, 산림 및 다른 유형의 바이오매스 작물에서는 실현 가능성이 낮다.바이오 연료의 세계 평균(0.3 W/m²)과 일치하기 위해, 농장은 연간 헥타르당 5톤의 건조 질량을 생산해야 한다.대신 수력, 풍력 및 태양광에 대한 Van Zalk 추정치(각각 0.14, 1.84, 6.63 W/m²)를 사용하는 경우, 경쟁하려면 플랜테이션 생산량이 2t/ha, 31t/ha 및 111t/ha에 도달해야 합니다.그러나 그 수익률 중 처음 두 개만 달성할 수 있는 것으로 보인다.

오래된 연소 시설의 경우 바이오매스 내 수분량을 보상하기 위해 수율을 조정할 필요가 있습니다(발화점에 도달하기 위해 증발하는 수분은 에너지를 ^[eu]위해 사용할 수 없는 경우 낭비되는 에너지입니다).바이오매스 빨대 또는 포장의 수분은 주변 공기 습도 및 최종 건조 조치에 따라 다르며, 펠릿은 표준(ISO 정의) 수분 함량이 10% 미만(나무 알갱이)^[ev]과 15% 미만(기타 ^[ew]알갱이)입니다.마찬가지로 풍력, 수력 및 태양광의 경우 송전선 손실은 전 세계적으로 약 8%에 달하며 ^[ex]이를 고려해야 한다.바이오매스를 열 생산이 아닌 전력 생산에 활용하려면 현재 열 대 전력 변환 효율이 30~40%^[112]에 불과하기 때문에 풍력, 수력, 태양열과 경쟁하기 위해 생산량을 약 3배로 늘려야 한다.바이오 연료, 풍력, 수력 및 태양광의 표면 전력 생산 밀도를 단순히 비교할 때, 이는 수력 및 태양광 발전 모두를 전력 밀도 면에서 ^[ey]가장 높은 생산 농장의 범위 밖으로 효과적으로 밀어냅니다.

생물다양성

Gasparatos et al.는 모든 종류의 재생 에너지 생산의 부작용에 대한 현재 연구를 검토하고 일반적으로 "..." 현장/지역별 보존 목표와 국가 에너지 정책/기후 변화 완화 우선 순위 사이에 상충이 있다고 주장한다. 예를 들어, 저자들은 생물 다양성이 생물 다양성으로 보여져야 한다고 주장한다.n 동등하게 "...GHG ^[113]배출을 억제하는 녹색경제의 정당한 목표"종려나무와 사탕수수는 생물 ^[114]다양성의 감소와 관련이 있는 작물의 예이다.다른 문제로는 비료/^[115]농약 사용에 따른 토양 및 물의 오염과 주로 ^[116]잔류물의 노천 연소로 인한 주변 대기 오염 물질의 배출이 있다.

저자들은 환경에 미치는 영향의 정도는 "..." 바이오매스 에너지 ^[114]옵션에 따라 상당히 다르다.영향 완화를 위해, 그들은 "단일 재배 농장의 확장을 제한하고, 야생 동물 친화적인 생산 방식을 채택하고, 오염 통제 메커니즘을 설치하고, 지속적인 경관 ^[118]모니터링을 수행하는 등 환경 친화적인 바이오 에너지 생산 방식을 채택할 것"을 권고한다.그들은 또한 "다기능 바이오 ^[118]에너지 환경"을 추천한다.다른 조치에는 "..." 신중한 공급원료 선택이 포함됩니다. 공급원료에 따라 근본적으로 다른 환경적 트레이드오프가 발생할 수 있기 때문입니다.예를 들어, 미개척지에서 재배된 2세대 사료 원료는 ^[118]농약을 광범위하게 사용하는 옥수수나 콩과 같은 단일 재배 연간 작물과 비교할 때 생물 다양성에 이점을 제공할 수 있다는 것이 미국 연구에서 입증되었다."미스카투스와 백합이 그런 ^[119]작물의 예이다.

생물다양성이 EU에 의해 중요한 정책목표로 정의되었기 때문에 EU의 공동연구센터는 생물에너지 사용이 증가하는 것이 유럽 숲의 ^[fa]생물다양성에 부정적인 영향을 미치지 않도록 보장하는 방법을 검토했다.기존 임업 관행에 비해 추가적인 바이오 에너지 자원을 제공하는 바이오 에너지 경로만 고려되었다. 즉 1) 벌목 잔류물의 사용 증가 2) 미사용 토지 영역의 조림 및 3) 보다 생산적인 산림 ^[fb]재배지로의 자연림 전환이 고려되었다.저자들은 기후와 생물 다양성 완화 가능성에 따라 결과를 네 가지 범주로 나눴다. 1. 윈-윈 시나리오(오른쪽 차트의 녹색 사분면)는 기후와 생물 다양성 모두에 긍정적인 결과를 초래한다. 윈-루즈 시나리오(노란색 사분면)는 긍정적인 결과를 수반하는 트레이드오프 시나리오이다.기후에 대해서는 하지만 생물 다양성에 대해서는 부정적인 영향을 미치는 경우, 3. 손해 배상 시나리오(노란색 사분면)는 기후에는 부정적인 영향을 미치지만 생물 다양성에는 긍정적인 영향을 미치는 트레이드오프 시나리오이며, 4. 손해 배상 시나리오(빨간색 사분면)는 기후와 생물 다양성 모두에 부정적인 영향을 미친다(오른쪽 차트 참조).)

장기적으로, 바이오 에너지의 증가는 생물 다양성에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다. 왜냐하면 "...기후 변화 자체가 생물 다양성 손실의 주요 요인이기 때문이다."그러나 이것은 정량화하기 어렵기 때문에, 저자들은 생물 다양성에 대한 결과가 ^[fc]단기적으로 긍정적인 것으로 보이는 바이오 에너지 경로만을 권고하기로 결정했다.기후 영향도 마찬가지이다. 단기간 결과가 긍정적인 바이오 에너지 경로만 권고되었다(단기는 0-20년, 중기 30-50년, 장기 50년 이상).모든 바이오 에너지 시나리오에 대한 대체 시나리오는 화석 연료 혼합물("화석 선원")이었다. 즉,^[120] 석탄만이 아니었다.시장 효과는 고려되지 않았기 때문에 결과는 소규모 바이오 에너지 ^[fd]배치에만 유효하다.

윈윈 시나리오에는 코피스 숲의 전체 나무 사용 증가, 붕괴 속도가 느린 한대 숲의 얇은 숲 잔류물 사용 증가, 붕괴 속도가 빠른 온대 숲의 모든 종류의 잔류물 사용 증가가 포함된다.상생 시나리오에는 혼합 또는 자연 재생 숲이 ^[fe]있는 이전 농경지의 조림도 포함된다.윈-로스 시나리오(기후에는 좋고 생물다양성에는 나쁨)에는 숲이 아니었던 고대 생물다양성이 풍부한 초원 생태계의 조림, 단일 재배 농장이 있는 ^[ff]옛 농지의 조림 등이 포함된다.(기후에는 나쁘고 생물다양성에 좋은) 상생의 시나리오는 이전 농경지의 ^[fg]자연림 확장을 포함한다.손실-손실 시나리오에는 붕괴 속도가 느린 일부 한대 숲의 그루터기와 같은 두꺼운 숲 잔류물의 사용 증가와 자연 숲의 산림 ^[fh]재배지로의 전환이 포함된다.트레이드오프 시나리오(노란색 사분원)의 부정적인 결과 중 일부는 예를 들어 바이오매스 ^[fi]수확 금지 구역과 같은 RED II 지속 가능성 기준을 구현함으로써 최소화할 수 있다.그러나 유럽 산림의 고령화에 따라 산림연령 역학관계와 산불, 병충해, ^[fj]폭풍우에 의한 배출을 피하기 위해 수확량이 다소 증가할 것으로 저자들은 예상하고 있다.일반적으로 과학자들은 그들이 보는 대로 상황을 묘사하고 정책 옵션을 제공할 수 있지만,^[fk] 궁극적으로 이 우선 순위는 과학이 아닌 윤리적 가치 선택에 기초하기 때문에 트레이드오프 시나리오에서 기후와 생물다양성 완화 사이의 우선 순위를 정하는 것은 정치인들에게 달려 있어야 한다.

오염

전통적으로 조리용 스토브와 난로에 목재를 사용하면 오염물질이 생성되어 심각한 건강 및 환경적 영향을 미칠 수 있습니다.그러나 현대 바이오 에너지로의 전환은 생활 개선에 기여하고 토지 황폐화와 생태계 ^[fl]서비스에 대한 영향을 줄일 수 있다.IPCC에 따르면, 현대 바이오 에너지가 대기 ^[121]질에 "대규모 긍정적 영향"을 미친다는 강력한 증거가 있다.마찬가지로 IEA는 기존의 바이오 에너지는 비효율적이며, 이러한 에너지원의 단계적 폐지는 건강상의 이익과 경제적 ^[fm]편익이 크다고 주장한다.산업 시설에서 연소될 경우, 목질 바이오매스에서 발생하는 오염 물질의 대부분은 노천 ^[122]연소에 비해 97~99% 감소합니다.남아시아의 넓은 지역을 주기적으로 덮고 있는 거대한 갈색 연무에 대한 연구는 그것의 3분의 2가 주로 주택용 요리와 농업용 연소 그리고 3분의 1은 화석 연료 ^[123]연소에 의해 만들어졌다는 것을 밝혀냈다.

지역 시위

바이오 에너지는 일반적으로 전 세계적으로 온실가스 배출을 줄이는데 동의하지만, 환경 운동가들은 바이오매스 수요 증가가 바이오매스가 ^[124]생산되는 지역에 상당한 사회적, 환경적 압력을 발생시킬 수 있다고 주장한다.그 영향은 주로 바이오매스의 낮은 표면 전력 밀도와 관련이 있다.낮은 표면 전력 밀도는 예를 들어 화석 연료에 비해 동일한 양의 에너지를 생산하기 위해 훨씬 더 넓은 국토 면적이 필요하다는 효과가 있다.

3000만 헥타르가 넘는 덤불 침해를 겪고 있는 나미비아에서 수확된 덤불 바이오매스로 독일 발전소의 석탄을 대체하는 타당성 평가가 환경단체의 항의를 불러일으켰다.이 단체들은 나무와 덤불이 탄소를 저장하고 있으며,^[125] 그것들을 태우는 것이 석탄을 태우는 것보다 더 많은₂ 이산화탄소를 배출한다고 주장한다.나미비아 연구원들은 덤불 침식이 농부들의 소득 감소, 생물 다양성 감소, 지하수 감소, ^[126]야생동물 이동 등을 야기한다고 주장한다.바이오매스의 장거리 수송은 낭비적이고 ^[127]지속 가능하지 않다는 비판을 받아 왔고, 스웨덴과 ^[129]캐나다에서는^[128] 삼림 바이오매스 수출에 반대하는 시위가 있었다.

미시시피에서는 영국 발전소의 목재 펠릿을 생산하는 회사가 수년 ^[130]동안 휘발성 유기 화합물 오염을 초과한 혐의로 250만 달러의 벌금을 부과받았습니다.경우에 따라서는, 자연림의 넓은 지역이 불법 벌목되고 있다(루마니아와 시베리아^[132] 등^[131]). 나머지 숲은 불법 ^[133]영업을 은폐하기 위해 불을 지르고 있다.

산림 바이오매스 논쟁

석탄 대비 산림 바이오매스 스모크 배출량

생성된 에너지 단위당 스모키스택 배출량은 연료의 수분 함량, 연료 간의 화학적 차이 및 변환 효율에 따라 달라집니다.목재 펠릿의 수분 함량은 ISO 표준 17225-2:^[134]2014에 정의된 대로 보통 10% 미만입니다.석탄 타입의 무연탄은 일반적으로 15% 이하의 수분을 포함하고 있으며, 역청 함유량은 2–15%, 역청 함유량은 10–45%, 갈탄 함유량은 30–60%^[135]입니다.유럽에서 가장 흔한 석탄의 종류는 갈탄이다.^[136]

열 대 전기 변환 효율이 동일한 연소 시설에서 연소할 경우, 오븐 건조 목재는 오븐 건조 ^[fn]석탄에 비해 발생하는 열 단위당 CO 배출량이 약간 줄어듭니다₂.그러나 많은 바이오매스 전용 연소 시설은 일반적으로 훨씬 더 큰 석탄 플랜트에 비해 상대적으로 작고 비효율적입니다.또한 원료 바이오매스(예: 목재 칩)는 석탄보다 수분 함량이 높을 수 있습니다(특히 석탄이 건조된 경우).이 경우 건조한 석탄에 비해 목재 고유의 에너지 중 더 많은 에너지가 수분 증발에만 소비되어야 합니다. 이는 열을 발생시키는 단위당 배출되는 CO의 양이₂ 더 많다는 것을 의미합니다.

몇몇 연구자들(예를 들어, 연구 기관 채텀 하우스)그러므로"나무 생물 자원의 에너지로 사용 방출 가스의 석탄[...]보다 더 높은 수준을 발매할 것이다[...]."[137]마찬가지로 Manomet 센터 보존-석탄을 32%변환 효율과 소규모 난방 방법과 바이오매스에 20에서 25%을 위해 석탄이라고 주장하고 있다고 주장한다. emiss이온은 목재 칩의 배출량보다 31% 적습니다.목재 칩의 추정 수분 함량은 45%입니다.석탄에 대한 추정 수분 함량은 ^[138]제공되지 않는다.

Hektor 등은 현대적인 연소 설비에 ^[eu]의해 수분 문제가 효율적으로 완화된다고 주장한다.Cowie 등은 바이오매스와 석탄의 스택 배출은 대형 발전소에서 바이오매스와 석탄을 공동 연소할 때 동일하며, 저위 석탄보다 ^[fo]토리피 바이오매스가 변환 효율이 높다고 주장한다.영국 드랙스(세계 최대 바이오매스 발전소)에서 연소되는 목재 펠릿은 수분이 7%이며 연소 시 영국 석탄 플랜트 평균(38.6 대 35.9%)보다 변환 효율이 높다.스택 배출량은 2015년 ^[fp]영국 석탄 평균보다 2% 더 높습니다.목재 펠릿 서플라이 체인(pellet supply-chain)의 배출량을 포함하면(^[fq]펠릿은 미국에서 영국으로 배송됨), Drax는 석탄에 비해 배출량이 80% 이상 감소한다고 주장합니다.

바이오 에너지 컨설턴트 그룹인 FutureMetrics는 두 연료가 동일한 변환 효율(이하 37%)^[fr]의 시설에서 연소될 때 수분 함량이 6%인 목재 펠릿이 동일한 양의 열 발생량에 대해 22% 적은 CO를₂ 배출한다고 주장합니다.마찬가지로, 그들은 "MC의 [습기 함량] 20% 미만의 건조한 목재는 대부분의 석탄과 같거나 MMBTU[백만 영국 열 단위]당 CO 배출량이₂ 적다"고 명시하고 있다.목질 펠릿은 10% 미만의 MC에서 CO 배출량이₂ 동일하지 않은 ^[139]상황에서 석탄보다 적습니다."그러나 원료 목재 칩을 대신 사용할 경우(수분 함량 45%) 동일한 양의 ^[139]열로 인해 목재 바이오매스는 일반적으로 석탄보다 9% 더 많은₂ CO를 배출합니다.

IEA 바이오에너지는 기존의 소규모 바이오매스 연소시설을 고려하면 산림 바이오매스가 ^[140]석탄보다 평균 10%, IPCC는 16%^[fs] 더 많은₂ CO를 배출할 것으로 추산하고 있다.그러나 두 연구 그룹은 총배출량에 초점을 맞추는 것이 요점을 놓치고 있으며, 중요한 것은 배출과 흡수에 의한 순기후효과이다.^[ft][fu]IEA 바이오 에너지는 바이오매스로부터 추가 CO가₂ 발생한다고 결론짓는다. "바이오매스가 지속가능하게 관리되는 ^[140]숲에서 파생되는 경우..."

지속 가능한 임업과 산림 보호

이산화 탄소 경감의 맥락에서 숲 탄소 축적의 핵심 등 산림 지속 가능성에 관한 크기:"생산 숲에서 모든 지속 가능 경영 프로그램의 핵심 목표는 주고 재생하는 사이에 장기적인 균형을 달성하는 것이다., r을 수확 간 균형을 유지하는의[...][T]he 실용적 효과e성장은 관리림에서 ^[141]장기간에 걸쳐 탄소 재고를 안정적으로 유지하는 것입니다.IPCC는 생태적,^[fv] 경제적, 사회적 기준을 포함하면서 유사한 방식으로 지속 가능한 임업을 정의한다.

FAO에 ^[142]따르면 1990년부터 2020년까지 전 세계적으로 산림 탄소 재고는 0.9%, 나무는 4.2% 감소했다.IPCC는 지구 숲의 축소 여부에 대해 이견이 있다고 밝히고 1982년부터 ^[fw]2016년까지 나무 덮개가 7.1% 증가했다는 연구 결과를 인용했다.IPCC는 다음과 같이 쓰고 있다: "지상 바이오매스 탄소 재고는 열대지방에서 감소하는 것으로 추정되지만, 온대 및 한대 숲의 재고는 증가하기 때문에 전세계적으로 증가하고 있다."^[143]

일부 연구자들은 "정당한" 지속가능하게 관리되는 숲 이상의 것을 원하는 것 같습니다. 그들은 숲의 탄소 저장 가능성을 실현하기를 원합니다.예를 들어, EASAC는 다음과 같이 쓰고 있습니다.「현재의 정책은,^[144] 카본 스토리지의 삼림 재고를 늘리는 대신에, 에너지 생산에서의 삼림 사용을 과도하게 강조하는 현실적인 위험이 있습니다.」게다가, 그들은 "... 가장 높은 탄소 ^[145]재고를 보이는 것은 오래되고, 더 오래 회전하는 숲과 보호되는 오래된 성장 숲"이라고 주장한다.채텀 하우스는 오래된 나무들이 매우 높은 탄소 흡수율을 가지고 있으며, 오래된 나무를 베어낸다는 것은 미래의 탄소 흡수 가능성을 잃는다는 것을 의미한다고 주장한다.게다가, 그들은 수확 ^[146]작업으로 인해 토양 탄소의 손실이 있다고 주장한다.

유럽에서는 모든 숲의 25%가 ^[147]보호되고 있으며, 여기에는 일차/^[148]노후 성장 숲의 89%가 포함되어 있습니다.2021년에 도입된 신재생 에너지 지침(RED II)의 새로운 버전은 지속 가능성 기준을 액체 바이오 연료 생산에서 ^[fx]산림 바이오매스에서 생산될 가능성이 높은 고체(및 가스 바이오 연료)로 확장했다.

Stephenson et al.은 다 자란 ^[149]나무의 잎 면적이 넓기 때문에 오래된 나무들이 어린 나무들보다 더 많은₂ 이산화탄소를 흡수한다는 것에 동의한다.그러나 죽은 나무에서 배출되는 CO가 나머지 살아있는 나무의 CO₂ ^[fy]흡수를 상쇄하기 때문에₂ 오래된 숲은 결국 CO 흡수를₂ 멈출 것이다.오래된 숲(또는 숲 스탠드)은 CO를 발생시키는₂ 자연 교란에도 취약합니다.IPCC는 다음과 같이 쓰고 있다.식생이 성숙하거나 식물과 토양 탄소 저장소가 포화 상태에 이르면 연간 대기 중 CO 배출량은₂ 0으로 감소하지만 탄소 재고는 유지될 수 있다(높은 신뢰도).그러나 식물과 토양에 축적된 탄소는 홍수, 가뭄, 화재 또는 해충의 발생과 같은 장애로 인한 미래 손실(또는 침하 역전)이나 미래의 관리 부실(높은 신뢰도)^[150]으로 인해 위험에 처해 있습니다."요약하자면, IPCC는 "..." 오래된 숲이 있는 환경은 더 많은 탄소를 축적했지만 흡수 강도가 감소하고 있는 반면, 젊은 숲이 있는 환경은 더 적은 탄소를 포함하고 있지만 대기 중 CO를 훨씬 더 높은 비율로 제거하고₂ 있다[...]"^[151]고 쓰고 있다.

EU의 공동연구센터는 수확과 재배가 토양 탄소에 미치는 영향은 "단기적으로는 경미하며, 산림 바닥과 토양 표면 근처에 탄소 감소가 집중되고 깊은 광물 ^[152]토양층에서 탄소 증가가 발생한다"고 쓰고 있다.그 사개위는 또한"[w]hole-tree 바이오매스 생산의 수확 토양 탄소 축적들에 작은 장기적 영향 만약 표면 토양 층 유기 물질(O층위)사이트에, 영양소 관리한다, 그리고 사이트[...]재생할 수 있게 된다 가지고 있다."[152]IPCC가 현재 과학적인 기초 pr기에 충분하지 않다고 주장하고 있다.ovide 토양 탄소 배출 계수.^[fz]

IPCC는 관리되지 않는 포레스트에서 관리대상 포레스트로의 전환으로 인한 순 기후 영향은 상황에 따라 긍정적일 수도 있고 부정적일 수도 있다고 주장한다.탄소 재고는 감소하지만 관리림은 관리되지 않는 숲보다 빠르게 성장하기 때문에 더 많은 탄소가 흡수된다.수확한 바이오매스를 효율적으로 ^[ga]활용하면 긍정적인 기후 효과가 발생한다.최대화된 산림 탄소 재고를 보유하여 더 이상 탄소를 흡수하지 않는 편익과 탄소 재고를 "잠금 해제"하고 대신 재생 가능한 화석 연료 대체 도구로 작동시키는 편익 사이에는 예를 들어 ^[gb][gc]탄소 배출이 어렵거나 비용이 많이 드는 부문과 같은 트레이드오프가 있다.일을 시키면, 이 탄소는 숲 속의 탄소 풀에서 숲의 생산물과 에너지 운반체로 이동하고, 그 후 연소를 통해 대기 중으로, 그리고 광합성을 통해 숲으로 돌아간다.왕복마다 열 생산, 산업 생산 및 전력 생산에 일반적으로 사용되는 화석 연료 탄소를 점점 더 많이 대체한다.몇 번의 왕복 후, 치환된 탄소의 양은 잠긴 탄소의 양을 훨씬 웃돈다: "이후 순환에 걸쳐 누적 생산되는 바이오매스는 무바이오 에너지 시나리오에서 생산되는 바이오매스를 훨씬 초과할 수 있으며, 따라서 '추가 바이오매스'를 구성함으로써 산림 탄소의 GHG 비용을 초과하는 누적 순 GHG 절약을 실현한다."^[153]만약 숲이 계속 자라도록 허용된다면 바이오매스 에너지는 화석 연료로 대체되고 목제품은 ^[154]대체 재료로 대체될 것입니다."라고 다르게 말했습니다.광부들은 "장기적으로 지속가능하게 생산된 산림 바이오매스를 탄소 집약적인 제품과 화석 연료의 대체물로 사용하는 것은 ^[155]보존보다 대기 중₂ CO의 영구적인 감소를 더 많이 제공한다"고 주장한다.

IEA Bio Energy는 다음과 같이 기술하고 있다.IPCC가 여러 보고서에서 지적한 바와 같이 톱질 목재, 바이오 에너지 및 기타 목재 제품을 생산하기 위해 관리되는 숲은 보존을 위해 관리되는 숲보다 기후변화 완화에 더 큰 기여를 할 수 있다.이유는 세 가지다.첫째, 보존림이 성숙함에 따라 싱크 강도가 감소한다.둘째, 목제품은 온실가스 집약적인 물질과 화석연료를 대체한다.셋째, 숲의 탄소는 최근 호주와 캘리포니아를 포함한 세계 곳곳에서 볼 수 있듯이 곤충의 침입이나 산불과 같은 자연 현상으로 인해 손실되기 쉽다.숲을 관리하면 산림과 목제품의 탄소 풀에 격리된 총 탄소량을 늘리고 격리된 탄소 손실 위험을 줄이고 화석 연료 사용을 ^[156]줄일 수 있습니다."

IPPC는 환경 친화적 산림 경영 그"[...]목재를 제공하기 위한 것, 광통신, 바이오매스non-timber 자원 사회를 위해서,non-forest 사용(도시는 농작물 등)에게 변환의 위험을 줄이고, 토지 생산성을 유지하고, 따라서 토양 오염[...]의 위험을 줄여 장기적인 생계를 제공할 수 있다."[151]주장하고 있다.conn임업에서의 경제적 기회와 산림 크기 증가 사이의 이주는 다른 연구원들에 의해서도 강조되고 있다.^[gd][ge]그러나 Cowie(알. 여러 상황에서"특히이라면 사용의 온실 가스 절약 작은[...]이 숲 생산성 매우 낮다 높은 고도와 같은[...], 더 큰 감면하고 강화하는 바이오 에너지 등 목제품의 수확 숲보다 산림 탄소 주식 보유에서 발생할 수 있다."[153]그들은 또한 argu 한다.e현장 흙민간 산림 소유주의 소득을 창출하는 산림은 보호받지 못할 것으로 보인다.임산물 수요가 있어 임야가 목재 생산을 위해 관리될 때, 가장 현실적인 무바이오 에너지 시나리오는 산림 보호가 아니라 잔류물 수집 및 이용 없이 계속 목재 생산을 하는 것이다.이 경우 잔류물은 스스로 부패하거나 소각되며, 두 경우 모두 화석연료 치환 효과 없이 배출된다.임산물 수요가 적은 경우 가장 현실적인 무바이오 에너지 시나리오는 자연림으로 토지 이용 변경(산불 위험 증가) 또는 농업이나 도시화에 ^[gf]대비하기 위한 개간이다.

위의 주장을 뒷받침하는 FAO의 데이터는 대부분의 목재 펠릿이 지속가능하게 관리되는 숲이 지배하는 지역에서 생산된다는 것을 보여준다.유럽(러시아 포함)은 2019년 세계 목재 펠릿의 54%를 생산했으며, 이 지역의 산림 탄소 재고는 1990~2020년 158.7에서 172.4Gt로 증가했다.EU에서는 지상의 산림 바이오매스가 연평균 1.3% 증가하지만, 숲이 ^[158]성숙하고 있기 때문에 증가세가 둔화되고 있다.2020년, 삼림 지역은 EU 전체 국토 ^[157]면적의 39.8%를 차지했다.마찬가지로 북미에서 2019년 전 세계 펠릿의 29%를 생산한 반면 산림 탄소 재고는 같은 기간 136.6에서 140Gt로 증가했다.탄소 재고량은 아프리카 94.3Gt에서 80.9Gt, 남아시아와 동남아시아를 합친 45.8Gt에서 41.5Gt, ^[gg]오세아니아 33.4Gt에서 33.1Gt, 중미 5.1Gt, 남미 161.8Gt에서 144.8Gt로 줄었다.2019년 ^[gh]이들 지역의 목재 펠릿 생산량은 13.2%였다.그러나 채텀 하우스는 "기존 탄소 재고 수준이 그대로 유지되거나 에너지 ^[159]사용과 전혀 관련이 없는 이유로 증가할 수 있다"고 주장한다.

단기적 긴급성

일부 연구 단체들은 유럽과 북미 산림의 탄소 재고가 증가하고 있다고 해도 수확한 나무들이 다시 자라나는 데 시간이 너무 오래 걸린다고 여전히 주장한다.예를 들어, EASAC는 세계가 이미 10년 정도 후에 1.5도 온도 상승이라는 합의된 목표를 통과시킬 예정이기 때문에 회수율과 패리티 시간이 높은 소스의 바이오 에너지는 이러한 목표를 달성하기 어렵게 만든다고 주장한다.그들은 그러므로 고작 10년의 탄소 회수번만 재생 가능 에너지가 예를 들어 나무 찌꺼기와 또는 상대적으로 빨리 분해시키고, 생물 자원 짧은 로테이션에서 탈 것 나무 thinnings에서 sustainable,[은 기]바람, 태양, 바이오매스로 정의된다는 EU의 지속 가능성 기준을 조정하라고 제안한다. 경찰피싱(SRC)^[160]

Cowie(알." 적절한 경감 옵션이 파리 협정, 이는 방출과 이삿짐 센터 사이의 균형을 맞추고, 이번 세기의 후반전[...]에 합의를 요구한다의 장기적인 온도 골과 일치하지 않는 것 확인을 위한 기준으로 10년의 자금 회수 기간 시간[...]주장한다."[gj]그들은 또한 주장하는 것은 방출로부터이라면 i.전자는 원형이고 후자는 ^[gk]선형이기 때문에 화석 연료로부터의 배출과는 근본적으로 다르다.바이오매스는 현재의 에너지 인프라와 호환되므로 오늘날에는 효과가 있지만, 저배출량의 대안으로 제안된 바이오매스는 미숙한 개발, 고비용 또는 새로운 ^[gl]인프라에 대한 의존으로 인해 제약을 받을 수 있다.

채텀 하우스는 온난화가 ^[gm]가속되는 온도계에 따라 티핑 포인트가 있을 수 있다고 주장한다.Cowie(알. 팁을 주는 점들이 불확실성, 하지만 온난화 2°C에서[...]를 초과하지 않는 국제 정점 가능성"[...]는 것 같다고 주장한다.지역 팁 포인트의 존재를 위한 북극 중 가장 두드러진 것에"[자유락하 표준 가속도]IPCC이 있다고 주장한다"[...]인수,[...]"."[...]에global-scale 티핑 포인트에 대한 근거.21세기 ^[161]기후 진화에 대한 연구에서 지금까지 평가된 가장 포괄적인 모델 중 하나입니다."

"나무의 생육이 너무 느리다"는 주장에 대한 중요한 전제조건은 탄소회계가 특정 수확된 삼림대의 나무가 자라기 시작할 때 시작되는 것이 아니라 연소될 때 시작해야 한다는 견해이다(위의 시간적 시스템 경계 참조).^[go]이러한 생각의 틀 안에서, 연소 사건은 수확한 ^[gp]거점의 재생을 통해 상환되어야 하는 탄소 부채를 발생시킨다는 주장이 가능해진다.

대신 나무가 자라기 시작할 때 탄소 회계가 시작되어야 한다고 가정할 때, 배출된 탄소가 부채에 해당한다고 주장하는 것은 불가능해진다.예를 들어 FutureMetrics은 노적가리 탄소가 아니다 부채지만"경영과 성장[...]의 30년까지 얻어진 것이다 이익이[...]."[162]마찬가지로, Lamers &, Junginger 기존의 주인들에게 집중적으로 거의 같은 숲 관리되는 주장한다 아마도 농장 설립 매년 c의 논리적인 시작 한해로 고려할 것이라고 주장한다arbon 교류그리고 수확은 새로운 부채를 창출하는 것이 아니라 탄소 신용을 회복하는 것이다.그러나 정책 입안자의 관점에서 중요한 문제는 바이오 에너지 수확을 장려해야 하는지 ^[163]여부입니다."즉, "기후 정책에 있어서 중요한 것은 목질 바이오매스 에너지로의 전환 여부와 관계없이 미래의 대기 중 GHG 수준의 차이를 이해하는 것이다.숲의 이전의 성장은 정책 질문에[...]."[164]만약 이 추론 방식 후에 새로운 숲속 농장에 적용된다에"empty" 땅 지역으로 잘(예를 들어 또는 한계 지역 농업)는 관련이 없습니다, 탄소 수치 계산의 시작 심기 행사에서 수확 행사에 예를 들어 두번째가 r후 이동할 것이다otat이온

위의 공간 시스템 경계에서 언급했듯이,^[gq] 일부 연구자들은 숲의 나머지 부분에서 일어나는 탄소 흡수를 무시한 채 특정 숲 스탠드에 탄소 회계를 제한합니다.다른 연구자들은 탄소 계산을 할 때 숲 전체 풍경을 포함합니다.예를 들어 Future Metrics는 숲 전체가 지속적으로 CO를 흡수하기₂ 때문에 매일 ^[gr]바이오매스 플랜트에서 연소되는 비교적 적은 양의 바이오매스를 즉시 보상한다고 주장한다.마찬가지로 IEA 바이오에너지는 EASAC가 숲의 연간 ^[gs]성장률보다 작을 경우 탄소 순손실이 발생하지 않는다고 지적하면서 숲의 지형에서 일어나는 탄소 흡수를 무시한다고 비판한다.

IPCC는 비슷한 글을 따라가는 이날 개인이 숲에서 가뭄 소식통 또는 싱크는 산림 탄소 균형 모두 받침의 순 수지의 합에 의해 결정되다고 주장한다."[165]IPCC도 모두 탄소 배출과 탄소 제거(absorpti 차지하는 탄소 회계에 대한 유일적 적용 가능한 접근법은 사람이라고 말한다.관리 대상 토지(예: 산림 경관)^[gt]의 경우 on.합계를 계산하면 화재나 벌레의 침입 등 자연 교란에서 제외되고 남은 것은 인간의 ^[gu]영향이다.

원목 및 잔류물

연구자들은 또한 원목 대 벌목 잔류물의 사용에 대해 논의한다.라운드우드는 EU 공동연구센터에 의해 숲에서 제거된 모든 목질 재료로 정의되며, 벌목 잔류물은 바이오 에너지 수요가 없는 경우 숲에 남아 있을 가능성이 가장 높은 부분이다.벌채된 바이오매스의 20%는 현재 벌목 ^[gv]잔류물로 숲에 남아 있다.잔류물에는 나무 꼭대기, 가지 및 그루터기뿐만 아니라 상업화 이전의 솎아내기(산림대 전체의 생산성을 높이기 위해 제거된 작고 얇은 어린 나무), 구조 벌목 및 화재 위험 통제를 ^[ae]위해 제거된 나무가 포함된다.스템우드는 둥근 나무의 일종이다. JRC의 정의에 따르면 스템우드는 지면에서 15cm 높이로 잘라지고 스템의 직경이 최소 9cm가 되어야 하는 지점까지 직선 방향으로 뻗어 있다.원형 목재, 줄기 목재, 연료 목재, 인양 벌목, 펄프 목재 및 톱나무의 ^[gw]전체 정의는 각주를 참조하십시오.일반적으로 잔류물과 계단식 목재(사용 수명이 끝날 때 에너지를 위해 연소되는 목재 제품)는 "바이오 에너지의 긍정적인 기후 영향"^[gx]을 극대화하는 것으로 간주된다.유럽에서는 약 20%의 스템우드가 바이오 에너지로 사용되며, 나머지는 벌목 잔류물, 가공 잔류물 및 사후 소비자 목재에서 발생한다.스템우드의 적어도 절반은 짧은 회전 코피스 포레스트에서 조달되며, 이 포레스트는 투자 회수/패리티 시간이 짧고 생태계 ^[gy]서비스를 제공합니다.

채텀 하우스는 둥근 나무로 정의된 바이오매스 중 일부(특히 줄기)를 수확하여 목재 알갱이로 사용하지 않는 것이 ^[167]더 나을 것이라고 주장한다. 왜냐하면 이것은 숲에서 증가하는 탄소 재고를 증가시킬 것이기 때문이다.그들은 또한 "... 그럼에도 불구하고 고품질의 톱장이가 될 자격이 없는 나무들은 펄프, 패널 또는 라미네이트 ^[168]가공품들로 사용될 수 있다"고 주장한다.즉, 이 저가의 바이오매스는 목질 펠릿보다 다른 제품의 원료로 사용하는 것이 좋다.그것은 카본이 장기간 축적되기 때문이다.Chatham House는 또한 사용 가능한 모든 제재소 잔여물이 이미 펠릿 생산에 사용되고 있기 때문에 확장의 여지가 없다고 주장한다.앞으로 바이오 에너지 부문이 크게 확장되기 위해서는 수확된 펄프재의 더 많은 양이 펠릿 제분소로 ^[167]보내져야 합니다.

Cowie et al.는 숲의 솎아내기에서 나오는 작은 줄기와 같은 약 20%의 둥근 목재(줄기나무라고도 함)가 있다고 주장한다.]"는 미국에서 목재 펠릿에 사용됩니다.단, 단회전림에서 사용하는 줄기목은 패리티 타임이 짧고, 장회전림에서 사용되는 줄기목은 보통 톱목 생산의 부산물(더 큰 나무에서 나오는 불규칙한/굴곡/손상된 줄기 부분)로 구성된다.손우드 생산은 임야 수입의 90% 이상을 차지하며 임야가 ^[dh][gz]존재하는 주된 이유입니다.질 낮은 줄기 부분이나 얇아지는 시장이 없었다면, 그것들은 썩기 위해 숲에 방치되거나 길가에서 소각되었을 것이다.Cowie 등은 또한 솎아내기 관행이 더 많은 ^[ha]톱질을 생산하는 데 도움이 되기 때문에 바이오 에너지에 솎아내기 사용을 사용하면 수확한 목재 제품의 탄소 치환 효과가 강화된다고 주장한다.

마찬가지로, FutureMetrics는 제재소로부터 나무의 이 부분에 대해 훨씬 더 많은 돈을 받기 때문에, 삼림민들이 톱나무 품질의 둥근 목재를 펠릿 제분소에 파는 것은 말이 안 된다고 주장한다.임야인들은 수입의 80~90%를 톱나무 품질의 둥근 나무로 벌고, 10~15%는 펄프나무로 벌어들인다(a). 너무 얇거나 너무 구부러져 톱나무 생산에 사용할 수 없는 줄기 윗부분, 그리고 가지를 심는다(b.)이 저가의 바이오매스는 주로 제지용 펄프 공장에 판매되지만, 경우에 따라서는 펠릿 ^[169]생산용 펠릿 공장에도 판매됩니다.펠릿은 일반적으로 제재소가 있는 지역의 제재소 잔여물로 만들어지지만 제재소가 ^[hb]없는 지역의 펄프 목재로도 만들어집니다.Lamers, Junginger는 곳은 섬유를 위해 역내의 경쟁은 목재와 섬유소[펄프]제품의 "[...] 높은 경제 가치 매우 낮다며 whole-trees의 에너지 목적을 위한 광범위한 사용하게 한다고 주장한다 &."[hc]EU의 공동 연구 센터는 바이오 에너지 부문은 목조 패널 부문과 펄프 부문에 따르면"[...]모든 sawnwood의 수요에, 그리고 그들은 같은 원재료를 위해서 경쟁하는 달려 있다."[hd]

단기 및 장기 기후의 이점

Cowie에 따르면(알.,"[...]특정한 숲 바이오 에너지 옵션의 인식된 매력이 우선 순위 대 장기적 기후 목표 단기적으론 영향을 받는다."[170]IPCC의 사례에서는 산림 탄소 배출 회피 전략 항상 단기 완화 이익이 아니라 주장하는 것은은 장기적인 면에서.지속 가능한 임업 활동이 더 중요합니다.

기준선에 비해 가장 큰 단기 이득은 항상 배출 회피를 목표로 하는 완화 활동을 통해 달성된다[...].하지만 일단 배출을 피하게 되면, 그 숲의 탄소 재고는 단지 유지되거나 약간 증가할 것이다. [...] 장기적으로, 숲으로부터 목재, 섬유, 또는 에너지의 연간 수확량을 생산하면서 숲의 탄소 재고를 유지하거나 증가시키는 것을 목표로 하는 지속 가능한 산림 관리 전략은 지속 가능한 가장 큰 이익을 창출할 것이다.경감 ^[165]효과

마찬가지로, 일반적으로 현대 바이오 에너지의 기후 영향 문제에 대해 IPCC는 "현대 바이오 에너지 대안의 수명 주기 GHG 배출량은 화석 연료의 배출량보다 낮다 [...].^[171] 따라서, IPCC의 GHG 완화 경로의 대부분은 바이오 에너지 ^[4]기술의 상당한 배치를 포함한다.바이오 에너지 경로가 제한되거나 전혀 없을 경우 기후 변화가 증가하거나 바이오 에너지의 완화 부하가 다른 ^[o]부문으로 이동한다.게다가 경감 코스트도 증가합니다.^[he]

IEA 바이오 에너지는 단기적으로 효율적인 탄소 완화를 달성하기가 더 어려워지고, 새로운 바이오 에너지 기술에 대한 투자와 2030년 이후에만 배출 감소를 제공하는 기타 재생 에너지 기술에 대한 투자(예: 배터리 제조의 확대)를 비교한다.철도 ^[hf]인프라의 개발National Association of University 산림자원 프로그램은 누적 ^[hg]배출량의 현실적인 평가를 도출하기 위해 100년의 시간 범위를 권장한다.

레퍼런스

외부 링크

• 바이오매스 설명(미국 에너지정보국)
• 바이오매스 에너지(내셔널 지오그래픽)
• 유럽연합 에너지 바이오매스 개요(EU 공동연구센터)
• 2021년 전 세계 바이오 에너지 생산량(국가별)

「 」를 참조해 주세요.