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以木頭為原料發電是否值得提倡?

以木頭為原料發電是否值得提倡?



一粒小小的橡樹種子想要在美國有北卡羅來納的闊葉林中長成一棵參天大樹,差不多需要半個世紀。然而,想要把這棵好不容易長成的大樹變成歐洲發電廠的燃料,只要幾秒。

在巨大的轟鳴聲中,巨型伐木機將一棵棵大樹推倒,再切割成一段段木料。剩下的枝椏連同一些小樹,則被處理成木質顆粒,飄洋過海送到英國,用作火力發電的燃料。


在北卡羅來納州立大學森林經濟學家Bob Abt看來,這種跨洋木質顆粒貿易之所以越來越繁榮,主要是因為一些政治家、工業集團和科學家持有這樣一種觀點:燒木頭髮電,可以有效遏制二氧化碳的排放。在他們看來,比起煤炭或天然氣,木頭算得上是低碳燃料。而且,老樹被砍掉,新樹會頂上,所以對氣候不會造成太大影響。


Abt表示,從這種角度看木頭燃料相當不錯,「很自然地構成了一個碳循環」。


如今,全球不少國家都把木頭視為碳中性燃料,並在稅收、貿易等方面予以傾斜,這也引發了各界的熱議。批評者認為,碳循環絕非表面看起來那樣簡單:燒木頭不僅沒有遏制碳排放,反而還增加了碳排放。而且,這樣一來會讓不少人打著保護環境的旗號,大肆砍伐樹木,嚴重破壞生物多樣性。

世界自然資源研究所高級研究員Tim Searchinge直言不諱地說道:「這會給剛果或印度尼西亞等國留下這樣一種印象:砍伐森林以供能,是一件利國利民的好事。」


積極種「木柴」


一些英國電廠表示,之所以用來自北卡羅來納的木頭髮電,是因為燃燒木頭釋放的二氧化碳較少。但這其實很片面。事實上,在某些情況下,比起燒煤或燒天然氣,燒木頭有時候反而會釋放出更多的二氧化碳。不過,由於歐盟在2009年制訂了一項野心勃勃的計劃——到2020年,20%的電力將來自可再生資源——所以,那些掌權者便將木頭列為了碳中性燃料。


結果便是,一座座新的燃木發電廠在英國、比利時、丹麥、荷蘭等國拔地而起,還有部分燃煤發電廠被改造為燃木發電廠。例如,為了獲得燃料,英國電力公司等企業將目光投向了全球各地的森林。


於是,很多地方開始種植生長速度比較快的樹種。美國出口的木質顆粒幾乎都來自東南部,2005年時出口量還幾乎為零,到了2016年增至650萬噸,到2021年有望達900萬噸。

這也引起了美國當局的注意。事實上,在一些森林產業界人士的鼎力支持下,美國國會議員已經提出議案,希望緊跟歐盟的步伐,把木質顆粒列為碳中性燃料。不過,目前這些議案尚未獲得批准。


但值得指出的是,以木頭為原料發電是否值得提倡,已導致了環境保護團體和科學家的大分裂。


2016年2月,65位科學家上書參議院,警告說若給木頭貼上碳中性的標籤,將會導致濫砍濫伐,進一步促進溫室氣體的排放。然而,僅一個月後,又有100多位科學家發出了不同的聲音,他們認為燒木頭髮電是好事,可以有效降低碳排放。


Abt和同事則希望把這些針鋒相對的觀點整合成一個系統。但研究者認為,這個問題相當複雜,涉及森林生態學、土地擁有者的經濟行為以及時間範圍的設定等。伊利諾伊大學環境經濟學家Madhu Khanna表示:「因為統計方法不同,所以答案各異。」


建立模型

其中一種模型聚焦於生物學圖景,計算的是燃燒生物質時會釋放出多少碳,以及一個生態系統要吸收掉這些碳得花多長時間。這種統計方法看似簡單,但很多細節仍值得商榷:砍伐的是什麼樹?重新種植的樹生長速度如何?


由於釋放與吸收存在一定的時間差,因此利用這種方法進行的研究常會得出這樣的結論:燃燒木頭燃料導致的效應會持續相當長的時間,促使全球變暖。自然資源保護委員會(NRDC)的一項研究顯示,比起燒煤,起碼在頭幾十年里,燒木頭的發電廠凈碳排放量更高。


實際上,時間範圍怎麼設定非常重要。Abt所在的美國環保局(EPA)專家組設定的時間段比較長,如100年,他們認為,只有這樣才能完全評估溫室氣體排放的整體影響。在這期間,新種的樹完全可以成長起來,重新捕獲碳,這樣木頭燃料看上去倒算得上碳中性。


然而,另一些科學家卻提出了異議,認為時間如此長實際上掩飾了這樣一種風險:短時間內燃燒大量的木頭導致的直接危害。「打個比方,如果我們在20年內把北極的冰都給化了,那麼這些冰就再也回不來了。」EPA顧問、卡里生態系統研究所生物地球化學家William Schlesinger說。

NRDC林業科學家Sami Yassa也給出了忠告:在制定、推動相應政策時,要慎之又慎。「我們的信條是為了規避可能的災難,必須先解決那些不確定性。」


與此同時,Abt等人還在設計一種模型,這種模型將把經濟學乃至人類行為對森林的影響等因素都囊括在內。在極端情形下,被砍伐的林地可能會變成農田或住宅區,這樣就沒有樹吸收碳了。當然,也可能存在另一種極端情況:受利益驅使,人們把農田或牧場變為林地,結果碳效益大增。


利用Abt的研究方法,有研究得出了一個違反直覺的結論:從長遠來看,美國東南部木質顆粒產業的迅速發展或許會提供碳凈收益。原因是這會刺激當地人種更多樹,導致更多的碳儲存。


此外,Abt等人在2015年刊登於《環境研究通訊》上的研究報告中還指出,將木質顆粒輸往歐洲用於發電,無論是在經濟上還是環境上都有一定的意義。從整個循環周期來看,將生產、運輸等因素均考慮在內,比起燒煤,燒木頭的碳排放量減少了74%~85%。Abt表示:「你不能僅僅從生物學的角度考慮這個問題。如果忽略了市場因素,你必定出錯。」


是對是錯


不過,北卡羅來納州生態學家Asko Noormets在擔心另一件事,即砍伐林木正在不斷蠶食林地土壤內蘊藏的碳資源。數據顯示,被調查的森林每秒鐘就有約125克的碳被釋放出來。Noormets擔心,如果這種勢頭得不到遏制,這塊沃土將變成荒地。


Noormets還調查了全世界其他森林,發現情況大同小異——土壤碳在流失。雖然他並不確定原因,但他推測,破壞土壤、濫砍濫伐等行為,或許會促使土壤里的微生物釋放出二氧化碳。Noormets提到,在數年前第一次意識到這個問題時,他深感害怕。因為土壤里蘊含的碳是整個森林系統碳儲存的重要組成部分,而且,隨著時間的推移,這將會對氣候造成重要影響。


另一些研究則表示不必過於擔心,因為並沒有多少證據證明森林土壤里的碳在逐漸流失。儘管如此,Abt還是表示,如果進一步的研究能夠支持Noormets的發現,那麼人們就得仔細掂量一下要不要使用木頭燃料了。「只考慮地表的碳,或許會給出錯誤的答案。」


另外,環境保護專家Adam Macon擔心,受經濟利益驅使,民眾會樂於砍掉長得慢的樹種,轉而種植那些長得快的樹種,嚴重破壞生態多樣性。有研究顯示,由於對木頭燃料的需求不斷增長,到2050年,北卡羅來納闊葉林生態系統或萎縮10%,與之相應的是多樣性的下降。「我們認為,這種產業對森林構成了巨大威脅。」 Macon說。


對於木頭燃料來說,不管是鼓吹者還是反對者,如今所有人的眼睛都盯著即將就任的美國新總統。來自林業資源豐富地區的企業家和政界名流很有可能會以促進經濟發展為由,極力推動把木頭納入碳中性的運動。不過,從全球來看,已經有越來越多的國家樂於使用木頭燃料,但關於木頭和氣候之聯繫的爭論,短時間內難以有結果。(張章編譯)


英國電力公司也將木材作為發電燃料。圖片來源:GARY SMITH

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