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mercredi 22 février 2017

Mythe de la neutralité carbone du bois énergie

Myth of Carbon Neutrality of Biomass
Prof. William Moomaw, Tufts University
IPCC author for 19 years on five reports
IPCC Coordinating Lead Author of the Special Report on Renewable Energy and Climate Change in 2011

The belief that burning biomass is carbon neutral is based upon several misconceptions and incomplete analysis. Simply stated this assumption is based on the following logic. Burning plant material releases carbon dioxide into the atmosphere, but an equal amount of carbon dioxide is removed from the atmosphere when a new plant grows to replace it.

As I will explain, however, this assumption is incorrect – particularly for forest derived biomass – where burning it for electricity production is far from carbon neutral.

• First, the carbon dioxide released per unit of heat produced during combustion is greater for woody biomass than for coal. This is empirically verified chemistry. When woody biomass is used solely or in combination with coal to produce electricity, the efficiency of electricity production is lower than coal. Hence, the amount of carbon dioxide released per unit of electricity produced by woody biomass is typically 50% greater than coal.
• Second, burning of wood takes only a few minutes, but the uptake of carbon dioxide by new trees takes decades. Hence there is always more carbon dioxide in the atmosphere when woody biomass is burned than if the tree had been left in place. Only if the tree grew back instantly would this part of the energy cycle be carbon neutral.
• Third, any future benefit of carbon dioxide uptake must be discounted relative to the immediate release of carbon dioxide upon combustion. Using a 5% annual discount rate for the regrowth is worth only half the offset value of growth in year one by the fourteenth year.
• Fourth, in no policy case is there an enforceable or verifiable requirement that trees be planted that would absorb carbon equal to that released through combustion.
• Fifth, no provision is made for the likelihood of diminished biomass regrowth that may occur from fire, insect damage, drought or premature removal for alternative development projects. Massive forest losses are now occurring in North America from all of these causes.
• Sixth, it is often stated that if the forest is managed “sustainably” so that the amount of carbon in the forest is constant, then the emissions from biomass burning are carbon neutral. While it is possible to maintain a constant amount of carbon in the forest by burning trees at the growth replacement rate of the total forest, there is always more carbon dioxide in the atmosphere than there would have been had the trees not burned.
• Seventh, it is often claimed that woody biomass only uses scraps, waste wood, thinnings and wood that is not suitable for timber purposes. The truth is that there is surprisingly little of such wood, and it is difficult and expensive to gather and transport. In practice woody biomass utilizes many whole trees to produce pellets.

Mythe de Neutralité Carbonique de Biomasse
Prof. William Moomaw, Université de Touffes
IPCC écrivent(conçoivent) pendant 19 ans sur cinq rapports
IPCC Coordonnant Auteur Principal de l'Énergie renouvelable de Rapport sur Spéciale et le Changement climatique en 2011

La croyance que la biomasse brûlante est le carbone neutre est basée sur plusieurs idées fausses et l'analyse incomplète. Simplement exposé cette supposition est basée sur la logique suivante. La combustion du dioxyde de carbone de sorties de matériel(matière) d'usine(de plante) dans l'atmosphère, mais une quantité(un montant) égale de dioxyde de carbone est enlevée de l'atmosphère quand une nouvelle usine(plante) grandit pour le remplacer.

Comme j'expliquerai, cependant, cette supposition est incorrecte - particulièrement pour la forêt la biomasse tirée - où la combustion de cela pour la production d'électricité est loin du carbone neutre.

· D'abord, le dioxyde de carbone sorti par unité de chaleur produite pendant la combustion est plus grand(super) pour la biomasse boisée que pour le charbon. Ceci est la chimie empiriquement vérifiée. Quand la biomasse boisée est utilisée seulement ou en association avec le charbon pour produire l'électricité, l'efficacité de production d'électricité est inférieure que le charbon. D'où, la quantité(le montant) de dioxyde de carbone sorti par unité d'électricité produite par la biomasse boisée est typiquement 50 % plus grande(super) que le charbon.
· La Seconde, la combustion de bois prend seulement quelques minutes(procès-verbal), mais l'assimilation de dioxyde de carbone par de nouveaux arbres prend des décennies. Par conséquent il y a toujours plus de dioxyde de carbone dans l'atmosphère quand la biomasse boisée est brûlée que si l'arbre avait été laissé(quitté) en place. Seulement si l'arbre a repoussé immédiatement cette partie du cycle d'énergie être le carbone neutre.
· Le Tiers(Troisième), n'importe quel avantage(allocation) futur d'assimilation de dioxyde de carbone doit être escompté quant à la sortie immédiate de dioxyde de carbone sur la combustion. L'utilisation d'un taux(tarif) de remise annuelle de 5 % pour la repousse vaut seulement la moitié de la valeur de compensation de croissance l'année un à la quatorzième année.
· Quatrième, dans aucun cas(caisse) de politique(police) est là une exigence exécutoire ou vérifiable que des arbres être planté qu'y absorbent le carbone égal sorti par la combustion.
· Cinquième, aucune disposition(fourniture) n'est faite pour la probabilité de repousse de biomasse diminuée qui peut arriver du feu, des dégâts d'insecte, la sécheresse ou le déplacement(déménagement) prématuré pour des projets de développement alternatifs. Des pertes forestières massives arrivent maintenant en Amérique du Nord de toutes ces causes.
· Sixième, il est souvent exposé que si la forêt est gérée "durablement" pour que la quantité(le montant) de carbone dans la forêt soit constante, alors les émissions de la combustion de biomasse sont le carbone neutre. Tandis qu'il est possible de maintenir(d'entretenir) une quantité(un montant) constante de carbone dans la forêt en brûlant des arbres au taux(tarif) de remplacement(remplaçant) de croissance de la forêt totale, il y a toujours plus de dioxyde de carbone dans l'atmosphère que se serait là fait avoir les arbres non brûlés.
· Septième, il est souvent revendiqué que la biomasse boisée utilise seulement des débris, le bois superflu, des coupes(amincissements) et le bois qui n'est pas approprié pour des buts de bois de construction. La vérité est qu'il y a étonnamment peu d'un tel bois et c'est difficile et cher de rassembler et transporter. Dans la pratique(le cabinet) la biomasse boisée utilise beaucoup d'arbres entiers pour produire des boulettes.

• Eighth, a common argument is that forest “waste” material would decay in any case, and would release carbon dioxide in the process. Again this process is much slower than instant combustion, and adds some carbon to soils as well as releasing carbon dioxide to the atmosphere.
• Ninth, The use of fossil fuel process energy to cut, chip, pelletize, dry and transport the wood pellets to their combustion site is estimated to account for 15-20% of the embedded biomass energy, and must be be accounted for.
• Tenth, the baseline of carbon in preexisting living plants and soils that is displaced by biomass production needs to be accounted for and can require decades to a century or more to be replicated during biomass use.

Renewable energy is defined by IPCC as “…any form of energy from solar, geophysical or biological sources that is replenished by natural processes at a rate that equals or exceeds its rate of use.” Biomass, however is a high carbon emitting renewable source that can be collected and burned at a more rapid rate than it is replaced.

The European Union including the United Kingdom counts biomass used for electric power as carbon neutral by definition. This means that biomass is counted on the same basis as solar or wind, which clearly are low carbon sources of energy. This is not only incorrect, but ironic given that developing countries that use wood for fuel that leads to deforestation and forest degradation are counted as contributing to climate change, while Europe and most states in the U.S. count emissions form “modern biofuels” as carbon neutral.

Furthermore current EU rules for biomass do not follow IPCC accounting procedures that require that carbon dioxide released from biomass combustion must be accounted for on a global basis either when combustion occurs as energy production just as fossil fuels are, or if that is not done, they must be accounted for as land use changes. If the EU counts the carbon emissions of biomass fuels as zero when burned for a fuel, then the supplier must count them as emissions from land use change. Often that is another country, but in either case, the global atmosphere accounts for them as emissions.

It is also interesting to compare the relative efficiency of the conversion of solar energy through photosynthesis to electricity by combustion of biomass, with direct conversion of solar energy into electricity by photovoltaic panels. Photosynthesis is inherently inefficient. Most estimates of photosynthetic efficiency of a standing grove of trees are less than 1%. Using that figure and a maximum conversion to electricity by combustion of woody biomass of 25%, gives a net conversion efficiency of about 0.25%. Solar PV panels today are commercially available that are 20% efficient providing an advantage per unit area of a factor of 80.

For the reasons given above, the U.S. Environmental Protection Agency in its recent Clean Power Plant Rule does not sanction woody biomass as a carbon neutral substitute

Huitième, un argument(une dispute) commun est ce matériel(matière) "superflu" forestier se délabrerait en tout cas et sortirait le dioxyde de carbone dans le processus. De nouveau ce processus est beaucoup plus lent que la combustion instantanée et ajoute un peu de carbone aux sols aussi bien que le dioxyde de carbone de sortie à l'atmosphère.
· Neuvième, l'utilisation d'énergie de processus de combustible fossile de couper(réduire), la puce, granule, sèche et transporte les boulettes en bois à leur site de combustion est évalué pour représenter 15-20 % de l'énergie de biomasse incorporée et doit être être représenté.
· Dixième, la ligne des bases de carbone dans la préexistence aux usines(des plantes) vivantes et les sols qui sont déplacés par la production de biomasse doit être représentée et peut exiger des décennies à un siècle ou plus être reproduit pendant l'utilisation de biomasse.

L'énergie renouvelable est définie par IPCC comme "…any la forme(le formulaire) d'énergie des sources solaires, géophysiques ou biologiques qui est remplie de nouveau par des processus naturels à un taux(tarif) qui égale ou excède son taux(tarif) d'utilisation." La Biomasse, est cependant une source renouvelable émettante à haute teneur en carbone qui peut être rassemblée et brûlée à un taux(tarif) plus rapide que cela est remplacé.

L'Union européenne incluant le Royaume-Uni compte la biomasse utilisée pour l'énergie électrique comme le carbone neutre par définition. Cela signifie que la biomasse est comptée sur la même base que solaire ou le vent, qui est clairement les sources carboniques basses d'énergie. Ceci est non seulement incorrect, mais ironique donné que les pays en voie de développement qui utilisent du bois pour le carburant qui mène au déboisement et la dégradation forestière sont comptés comme l'aide au changement climatique, tandis que l'Europe et la plupart des états dans les émissions de compte américaines se forment "des biocarburants modernes" comme le carbone neutre.

Des règles En outre actuelles de l'Union européenne pour la biomasse ne suivent pas IPCC les procédures comptables qui exigent que le dioxyde de carbone sorti de la combustion de biomasse doive être représenté sur une base globale(mondiale) quand la combustion arrive comme la production d'énergie comme les combustibles fossiles sont, ou si ce n'est pas fait, ils doivent être représentés comme des changements(monnaies) d'utilisation de terrain(terre). Si l'UE compte les émissions de carbone de carburants de biomasse comme le zéro quand brûlé pour un carburant, donc le fournisseur doit les compter comme des émissions du changement(de la monnaie) d'utilisation de terrain(terre). Souvent c'est un autre pays, mais dans les deux cas, l'atmosphère globale(mondiale) les représente comme des émissions.

Il est aussi intéressant de comparer l'efficacité relative de la conversion d'énergie solaire par la photosynthèse à l'électricité par la combustion de biomasse, avec la conversion directe d'énergie solaire dans l'électricité par des panneaux photovoltaïques. La photosynthèse est en soi inefficace. La plupart des évaluations d'efficacité photosynthétique d'un bosquet permanent d'arbres sont moins de 1 %. L'utilisation de cette figure(chiffre) et une conversion maximale à l'électricité par la combustion de biomasse boisée de 25 %, donne une efficacité nette de conversion d'environ 0.25 %. Des panneaux(juries) PV solaires sont aujourd'hui disponibles dans le commerce qui est la fourniture efficace de 20 % un avantage par zone(domaine) d'unité d'un facteur de 80.

Pour les raisons données ci-dessus, le Ministère de l'Environnement américain dans sa Règle(Autorité) de Centrale électrique Propre récente ne sanctionne pas la biomasse boisée comme un remplaçant neutre carbonique .

To address climate change, any carbon accounting system that is used to implement policies that are directed towards reducing concentrations of heat trapping gases in the atmosphere must conform to the accounting system that is actually used by the atmosphere. Otherwise the consequences for climate change will be severe. Since over half of EU renewable energy is from biomass, the claims made of meeting carbon reduction targets are questionable without proper accounting.

Appendix 1. A simple model

To understand the system dynamics of biomass, consider the following simple model.

A savings account contains £100 and there is £1000 in the economy. The money must either be in the savings account or in the economy.

Case 1. Each month £10 are withdrawn and immediately replaced. The amounts in the savings account and in the economy remain at £100 and £1000 respectively. This is a savings neutral situation.

Case 2. The account earns £1 in interest each year so at the end of the year the account is £11 and the economy has £999. Wealth has been transferred from the general economy to the savings holder.

Case 3. At the beginning of the month £10 is removed from the account so that the balance is now £90 and there is £1010 in the economy. The account now accrues interest at the rate of £1 per year. So that by the end of ten years, the amount in the account is again £100 and the amount in the economy is £1000. Note that for most of that time, there is more money in the economy than in the savings account.

Case 4. At the beginning of the process, £10 are removed so that there are £90 in the account and £1010 in the economy. Now if each month £10 are added and then removed by the end of the month, the amount in the account remains at £90, which is constant yet lower than before, and the amount in the economy remains constant, but is higher at £1010.

If the savings account is replaced by a forest and the economy by the atmosphere, it is clear that removing any carbon from the forest faster than its replacement time under any scenario places more carbon in the atmosphere than would be the case if the forest were at some steady state without being burned for fuel. Using wood from trees for buildings and other wood products stores carbon for long periods of time, while removing additional carbon from the atmosphere. 

Pour adresser(aborder) le changement climatique, n'importe quel système comptable carbonique qui est utilisé pour mettre en œuvre les politiques(polices) qui sont adressées(dirigées) vers la réduction des concentrations de chaleur prenant au piège des gaz dans l'atmosphère doit se conformer au système comptable qui est en réalité utilisé par l'atmosphère. Autrement les conséquences pour le changement climatique seront sévères(graves). Depuis sur la moitié d'énergie renouvelable de l'Union européenne est de la biomasse, les réclamations faites de respecter des cibles(objectifs) de réduction carboniques sont douteuses sans comptabilité appropriée.

L'annexe 1. Un modèle simple

Pour comprendre la dynamique de système de biomasse, considérez le modèle simple suivant.

Un compte d'épargne contient £ 100 et il y a £ 1000 dans l'économie. L'argent doit ou être dans le compte d'épargne ou dans l'économie.

Cas(Caisse) 1. Chaque mois £ 10 sont retiré et remplacé immédiatement . Les quantités(montants) dans le compte d'épargne et dans l'économie restent à £ 100 et £ 1000 respectivement. Ceci est une situation neutre d'épargne.

Cas(Caisse) 2. Le compte(le compte rendu) gagne £ 1 dans l'intérêt chaque année si à la fin de l'année le compte(le compte rendu) est £ 11 et l'économie a £ 999. La richesse(fortune) a été transférée de l'économie générale au détenteur d'épargne.

Cas(Caisse) 3. Au début du mois £ 10 est enlevé du compte(du compte rendu) pour que l'équilibre(le solde) soit maintenant £ 90 et il y a £ 1010 dans l'économie. Le compte(le compte rendu) accumule maintenant l'intérêt au taux(tarif) de £ 1 par an. Pour que d'ici à la fin de dix ans, la quantité(le montant) dans le compte(le compte rendu) soit de nouveau £ 100 et la quantité(le montant) dans l'économie est £ 1000. Notez que pendant la plupart de ce temps, il y a plus d'argent dans l'économie que dans le compte d'épargne.

Cas(Caisse) 4. Au début du processus, £ 10 sont enlevé pour qu'il y ait £ 90 dans le compte(le compte rendu) et £ 1010 dans l'économie. Maintenant si chaque mois £ 10 sont ajouté et enlevé ensuite d'ici à la fin du mois, la quantité(le montant) dans les restes de compte(de compte rendu) à £ 90, qui est constant encore plus bas qu'auparavant et la quantité(le montant) dans les restes d'économie constants, mais est plus haut à £ 1010.

Si le compte d'épargne est remplacé par une forêt et l'économie par l'atmosphère, c'est clair en enlevant n'importe quel carbone de la forêt plus rapidement que son temps de remplacement(remplaçant) sous n'importe quel scénario place(situe) plus de carbone dans l'atmosphère que serait le cas(la caisse) si la forêt était à un certain état stable sans être brûlé pour le carburant. L'utilisation du bois d'arbres pour des constructions(bâtiments) et d'autres produits en bois stocke le carbone durant de longues périodes de temps, en enlevant le carbone supplémentaire de l'atmosphère. 

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