Emise uhlíku při spalování lesů

Uhlík je základním stavebním kamenem života na naší planetě. Uhlík je nyní stále častěji zmiňován v souvislosti s globálním oteplováním. Je součástí oxidu uhličitého, který vzrůstající koncentrací v atmosféře a vibrací svých molekul v infračervené oblasti spektra stále více přispívá k zahřívání povrchu pevnin a oceánů.

Příjem a uvolňování oxidu uhličitého zemskými ekosystémy jsou kritické pro regulaci klimatických změn. Již dlouho jsme věděli, že oceány jsou ve střednědobém horizontu nejdůležitějším místem propadu („úbytku“) uhlíku. Jaký je však příspěvek lesů? Autoři syntetické mezinárodní studie z tohoto roku dospěli k závěru, že globální propad v lesích je velice podstatný, protože pohlcuje téměř polovinu emisí uhlíku z fosilních paliv. Jenže téměř dvě třetiny tohoto užitku jsou zmařeny odlesňováním tropických lesů.

Průměrná koncentrace CO2 překročila 426 ppm. Důsledkem zvyšování koncentrace CO2 a dalších skleníkových plynů je pokračující růst frekvence extrémně vysokých teplot i růst průměrných globálních teplot povrchu pevnin a oceánů. Negativních důsledků je mnoho, ale hlavní obavou klimatologů je možnost dosažení kritických bodů zvratu. Zcela jednoznačným imperativem je podstatné snížení emisí skleníkových plynů a odstraňování CO2 z atmosféry (tzv. negativní emise).

Odstraňování CO2 sice nemůže nahradit snížení jeho produkce, ale obojí se stalo nezbytným. Odpovědět na tyto otázky se pokusila Yude Panová (USDA Forest Service) s kolektivem šestnácti spoluautorů z jedenácti zemí. Kvantifikovali celosvětové bilance a toky uhlíku v boreálních, temperátních a tropických lesích na základě rozsáhlých dat z opakovaného terénního měření změn biomasy lesů, doplněných o informace z dálkového průzkumu Země, to vše za poslední tři dekády.

Celosvětová plocha lesů poklesla mezi lety 1990 a 2020 o 5 % (z 4022 na 3812 milionu hektarů, tj. o 2,1 milionu km2). Pětiprocentní redukce plochy světových lesů se nezdá až tak dramatická, nicméně odpovídá zhruba 27 rozlohám České republiky. Tento pokles byl způsoben především drastickým úbytkem tropických lesů, který odpovídá 13 % plochy všech lesů na Zemi. Ve stejném období ale narostly plochy temperátních lesů o 7 % a boreálních lesů o 1 % rozlohy světlových lesů.

Čtěte také: Vše o emisních normách

Světové lesy v roce 2020 zadržovaly těžko představitelných 870 ±61 PgC. Tato zásoba vzrostla za poslední tři dekády o 74 PgC, a to díky nárůstu rozlohy zmlazených lesů. Ve stejném čase však kácení a vypalování nedotčených tropických lesů zredukovalo zásobu uhlíku o 149 Pg. Zbývající nedotčené tropické lesy sice pohltily 32 PgC, ale celková bilance je záporná a tropické lesy od roku 1990 uhlík ztrácely. Většina zásob uhlíku ve světových lesích je nyní v živé biomase, především dřevní (43 %), a možná nečekaně hodně v půdní organické hmotě (45 %).

Celosvětový hrubý propad uhlíku v lesích odhadl tým Yude Panové na 3,6 PgC za rok v letech 1990-1999, 3,6 PgC v letech 2000- 2009 a 3,5 PgC v letech 2010-2019. Lesy tedy pohlcují prostřednictvím fotosyntézy stále stejná množství CO2 z atmosféry. Stabilita globálního propadu uhlíku ve světových lesích je nesporně dobrá zpráva. Nezohledňuje však značné rozdíly mezi hlavními lesními biomy. Tak např. hrubý propad v temperátních lesích a zmlazených tropických lesích se zvýšil přibližně o 30 %, tyto lesy tedy uhlík pohlcovaly ve zvýšené míře. Snížil se však v boreálních (o 36 %) a nedotčených tropických lesích (o 31 %).

Ukázali jsme však, že hrubé propady uhlíku do lesů jsou za poslední tři desetiletí kladné, převažuje tedy efekt absorpce CO2. Že tropické lesy uhlík skutečně ukládají, bylo objeveno už v první polovině devadesátých let 20. století za pomoci velmi jemných měření metodou vírové kovariance (eddy covariance) v amazonském deštném pralese. Opakovaná měření biomasy stromů na mnoha trvalých plochách po celém světě, tedy přístup, který poskytl data i pro nejnovější studii vedenou Yude Panovou, pak slouží jako hlavní doklad pro hypotézu, že tropické lesy v posledních desetiletích fungují jako spolehlivý propad uhlíku. Paradoxně za to může narůstající hladina CO2 v ovzduší.

Fotosyntetický aparát rostlin C3 totiž není při současné koncentraci CO2 saturován; nárůst CO2 v atmosféře proto vede k rychlejší fotosyntéze a intenzivnějšímu ukládání uhlíku do biomasy. Každá mince má však dvě strany - s rostoucí teplotou se fotosyntéza opět postupně zpomaluje. Měření v tropických deštných lesích poukazují na citlivost těchto ekosystémů na zvyšující se teploty a sucho, což ještě zesiluje fragmentace lesních celků.

Z pohledu globální klimatické změny je nejdůležitějším poznatkem nové studie skutečnost, že lesy pohlcují téměř polovinu emisí uhlíku z fosilních paliv - v průměru 3,56 PgC za rok. Téměř dvě třetiny tohoto užitku, průměrně 2,24 PgC za rok, jsou však smazány kácením a vypalováním tropických lesů; skleníkový plyn oxid uhličitý se nakonec vrací do atmosféry. Průměrný čistý propad uhlíku v tropických lesích je proto jen 0,29 PgC za rok, zatímco v temperátních a boreálních lesích je to 1,04 PgC za rok, tedy podstatně více. Velmi efektivní „vysavače“ atmosférického uhlíku v podobě vegetace tropických lesů se kvůli odlesňování stávají téměř neúčinné.

Čtěte také: Více o pamětních emisích

V širším kontextu vidíme, že světové lesy jsou z pohledu čistého propadu (v průměru 1,3 PgC za rok) zdaleka nejpodstatnější suchozemskou složkou globálního propadu uhlíku, která úhrnně tvoří 1,4 PgC za rok. Emise uhlíku z nelesních prostředí jsou totiž dlouhodobě skoro stejné jako propady. Čistý propad atmosférického uhlíku do oceánů je však z celosvětového hlediska nejdůležitější a v posledních třech dekádách stoupal od 2,0 do 2,8 PgC za rok. Christopher Sabine odhadl, že v letech 1800-1994 oceány pohltily 118 ±19 PgC.

Ze zprávy think tanku Sandbag vyplývá, že spalování biomasy ve zdrojích, které projdou konverzí z uhlí na biomasu, nemusí být pro klima vůbec prospěšné. Zpráva se zaměřuje na významné projekty u kterých je naplánována změna palivového mixu. Místo uhlí má být v zařízeních spalována biomasa. Tyto zdroje by měly ročně vyprodukovat přibližně 64 TWh elektřiny, ale zároveň také asi 67 milionů tun CO2 . V případě, že by jako palivo sloužily dřevěné pelety, bylo by třeba každý rok pokácet lesy o rozloze přibližně poloviny německého Černého lesa. Vzhledem k různé velikosti jednotlivých projektů by přitom polovinu z předpokládaného množství biomasy spolykalo pouze 10 největších zařízení.

Celková produkce elektřiny ze všech plánovaných projektů je odhadována na 64 TWh, což odpovídá přibližně 2 % z celkové produkce elektřiny v EU. Největší evropské projekty počítající se spalováním biomasy. Oproti současnému stavu by se tím ztrojnásobilo množství spalované biomasy pro energetické účely v EU. V případě využití dřevěných pelet by jich bylo třeba ročně spálit 36 milionů tun, což je jejich současná celosvětová spotřeba. Takové množství dřevěných pelet by si vyžádalo každoroční vykácení přibližně 2700 kilometrů čtverečních lesů. Spálení takového objemu biomasy by dle zprávy znamenalo každoroční emise přibližně 67 milionů tun CO2. Pro srovnání, toto množství odpovídá polovině emisí ze všech polských elektráren.

Zpráva doporučuje, aby se případné vládní podpory zaměřovaly na bezemisní zdroje, které při své činnosti neprodukují žádné skleníkové plyny. Dle doporučení Evropské akademie věd (EASAC) by například neměly být označovány jako obnovitelné zdroje energie takové projekty, kde není možné prokázat, že během desetiletí dojde díky jejich provozu k celkovému snížení množství uhlíku v atmosféře. Dle zprávy je v současnosti v Česku celkem 7 projektů u kterých je plánována konverze z uhlí na biomasu. Většinou jde o náhradu hnědého uhlí. Ani jeden z projektů nespadá do desítky největších evropských projektů.

Potvrzuje to nová zpráva ministerstva zemědělství o stavu lesů. Ty jako celek přestaly od roku 2018 vázat oxid uhličitý, což trvalo nejméně do roku 2022. Stromů kvůli rozsáhlému kácení výrazně ubylo, což snížilo množství lesy vstřebaného uhlíku. Lesy v drtivé většině zemí více uhlíku pohltí, než uvolní. V tuzemsku se ale stalo lesnictví dalším nečekaným zdrojem emisí. Což stát může přijít na miliardy až desítky miliard korun za dodatečný nákup emisních povolenek. Ty jsou vlastně pokutami za nadměrné vypouštění skleníkových plynů a mají bránit změně klimatu.

Čtěte také: CIM Ministerstvo Emise: Vysvětlení

Nejnovější ministerská zpráva za rok 2022 ukazuje celkovou bilanci emisí lesnictví od roku 1990 do roku 2021. Jenže v roce 2018 přišla změna. Vlivem rozsáhlého kácení způsobeného kůrovcovou kalamitou najednou české hvozdy začaly více skleníkového plynu produkovat než vázat. Rok 2021 ale znamenal další bod zlomu - snížení emisí na osm milionů. „Lze očekávat, že emise z lesnického sektoru již dosáhly svého vrcholu. Schodek v účtu vypouštěného oxidu uhličitého je možné pokrýt nákupem emisních povolenek od jiných členských států EU.

Každé odvětví, které vypouští nadbytečné emise, musí podle nich platit pokuty právě ve formě nákupu dodatečných emisních povolenek. Zástupci ministerstev zemědělství a životního prostředí o neutěšené české situaci jednali v Bruselu poprvé už na sklonku roku 2020. Podle mluvčí ministerstva životního prostředí Veroniky Krejčí ale bude definitivní účet emisí do roku 2025 hotov až v roce 2027. Suma se pak platí zpětně. A stát by se podle mluvčí hrozícím miliardovým částkám rád vyhnul. Česko by podle ní mohlo celkový výsledek zlepšit díky případnému snížení emisí v jiných odvětvích.

Jako další možnost Krejčí uvádí přerozdělení uhlíkové bilance dosažené na úrovni celé EU. Členské státy, které by na tom byly lépe, by pomohly těm v obdobné situaci, jako je nyní Česko. Poslední data navíc ukazují, že pozice Česka je oproti původním předpokladům o něco lepší. V dokumentu z roku 2020 ministerští úředníci počítali v tehdy posledním vyčísleném roce 2019 s emisemi z lesů ve výši dokonce 15 milionů tun. Podle Emila Ciencialy z Ústavu pro výzkum lesních ekosystémů IFER, který výpočet emisí skleníkových plynů z českých lesů provádí, jsou podle nejčerstvějších letošních analýz nižší i emise za roky 2020 a 2021.

„Klesly přibližně o jeden až dva miliony tun. Je to tím, že metody složitého výpočtu se stále zpřesňují. Emise CO2 nelze nijak jednoduše měřit, nemáme žádný zásobník s uhlíkem. Ještě důležitější je ale trend, který podle experta ukazuje, že letos už by uhlíková bilance lesů mohla být vyrovnaná. A v příštích letech už začnou české lesy uhlík jako celek opět vázat. „Máme čerstvě spočítaný rok 2022, který vykazuje výrazný pokles na 3,4 milionu tun. Nejpozději v letošním roce 2024 tak čekáme nulu. Návratu lesů k normálu podle Ciencialy pomohly relativně vlhké roky 2020 až 2023.

„Přestože byly teplé, tak hodně pršelo a stromy skutečně rostly jak z vody, neusychaly. Rekonvalescence lesa po kalamitě probíhá dobře. Pokles těžby a částečné uzdravení lesů dokládá například suma loni vytěženého dřeva největším podnikem v zemi, státními Lesy ČR. Činila 7,8 milionu metrů krychlových, což je číslo podobné jako v letech před kůrovcovou kalamitou. Pro úplné uzdravení lesů a obnovení jejich funkce jako zásobárny oxidu uhličitého je podle Svobody třeba snížit těžby a chránit staré lesy.

„Kácení by mělo mířit hlavně do ohrožených porostů, tedy smrků a borovic. „Kvůli nárůstu umělého zalesňování se vysázelo nejvíce hektarů smrku za posledních dvacet let a podíl listnáčů na výsadbách meziročně poklesl o 6,6 procenta. Jak dokazuje série zpráv Expertní rady evropských akademií (EASAC), v případě dřevěných pelet tomu tak ale není. „Dřevěné pelety nejsou žádným magickým řešením pro výrobu energie a tepla bez emisí. Ale opakovaně poukazujeme na to, že masivní nahrazování uhlí lesní biomasou povede k urychlování změny klimatu a k překročení cílů Pařížské klimatické dohody.

Důvod je jednoduchý - když se pokácí les a je využit jako bioenergie, uhlík z této biomasy se dostane do ovzduší velmi rychle, ovšem novými stromy nebude reabsorbován po několik dalších desetiletí. Navzdory všem varováním ze strany vědců neřeší nová pravidla uhlíkového účetnictví OSN žádným způsobem dopady kácení a spalování lesů. V souladu s postojem OSN také nová Směrnice EU ke zdrojům obnovitelné energie z roku 2018 a systém emisních povolenek EU (ETS) počítají s energií z biomasy jako s uhlíkově neutrální. „To je pro odběratele energie a politiky zavádějící.

„Koncept uhlíkové neutrality lesní biomasy mohl možná mít nějaké opodstatnění v roce 2009, kdy nutnost řešit globální oteplování nebyla vnímána tak urgentně. Původní myšlenka byla taková, že růst lesní biomasy odejme stejné množství CO2 z atmosféry jako vzniká při jejím spálení. Ovšem dnes je hlavním cílem snížit globální oteplování o 1,5 až 2 stupně Celsia. Rozsáhlé dotace pro obnovitelné zdroje energie, jež byly k dispozici v některých členských státech EU, vedly k obrovskému nárůstu využívání lesní biomasy, která nahradila uhlí i ve velkých elektrárnách. Masivně se zvýšil dovoz například z USA, Kanady a některých evropských zemí.

Při používání bioenergie je rozhodujícím faktorem tzv. doba návratnosti uhlíku, což je doba, kterou nové stromy potřebují k reabsorbci uhlíku, jenž se uvolňuje do atmosféry při spalování původních stromů. Spalování lesní biomasy zdaleka není uhlíkově neutrální. Během doby návratnosti uhlíku, která se pro nejběžnější stromy pohybuje mezi 50 a 100 lety, se uhlík do atmosféry naopak přidává. To je důležité zohlednit při snaze o omezení globálního oteplování na maximálně 1,5 stupně. Ovšem zavádějící pravidla pro uhlíkové účetnictví jim umožňují snížit vnitrostátní emise na papíře pouhým přechodem z uhlí (kde se musí vykazovat emise) na dováženou biomasu (vykazovanou jako bezemisní).

„Lesní biomasa je oslavována jako magické řešení výhodné pro politiky, lesníky i energetické společnosti, protože současná pravidla umožňují, aby byla bez rozdílu dotována jako obnovitelná energie. Do stromů se ukládá velké množství uhlíku, ale pokud se dřevo spálí, tak se zase uvolní. Skutečné snížení množství oxidu uhličitého v atmosféře mohou přinést nové lesy v místech, kde předtím nerostly. Taková místa se hledají těžko.

Změny klimatu jsou dnes viditelné na mnohých místech naší planety. Hlavní příčinou této změny je tzv. skleníkový efekt. Chování některých plynů v zemské atmosféře se se dá totiž přirovnat ke skleněným tabulkám skleníku - zadržují sluneční teplo a nedovolují mu uniknout ven, což vede ke zvyšování teploty na povrchu naší země. Nejvýznamnějším skleníkovým plynem je oxid uhličitý (CO2), který k oteplování přispívá přibližně ze 70 %. Jeho koncentrace v atmosféře rostou především kvůli spalování fosilních paliv, ale například i kácení pralesů nebo výrobě oceli a cementu.

Dalšími významnými skleníkovými plyny jsou metan (CH4), který do atmosféry uniká hlavně při těžbě fosilních paliv a chovu dobytka, a oxid dusný (N2O) vznikající zejména při používání umělých dusíkatých hnojiv. K zastavení klimatické změny je klíčové dosáhnout celosvětově tzv. klimatické neutrality - rovnováhy mezi emisemi uhlíku a jeho pohlcováním z atmosféry do takzvaných úložišť uhlíku. Aby bylo dosaženo čistých (nulových) emisí, musí být celosvětové emise CO2 vyváženy zachycováním uhlíku. Uhlíkové úložiště je jakýkoli systém, který pohlcuje více uhlíku, než emituje. Hlavními přírodními zachytávači uhlíku jsou půda, lesy a oceány.

Na druhou stranu se však uhlík přirozeně zachycený například lesy může znovu uvolnit do atmosféry lesními požáry, změnami ve využívání půdy nebo těžbou dřeva. Proto je pro dosažení klimatické neutrality především nutné snížit emise CO2 a je potřeba, aby se do tohoto procesu zapojili a vzájemně spolupracovali všichni: od podniků a institucí až po státy a mezinárodní organizace. Evropská unie se rozhodla jít příkladem a snaží se vytvořit podmínky pro postupné splnění požadavku klimatické neutrality do roku 2050.

tags: #emise #uhlíku #při #spalování #lesů

Oblíbené příspěvky:

• Vliv Invazivních Druhů
• Základy ekologie
• Moderní odpadkový koš do domácnosti
• Oxidace mědi a emise
• Opasek s přírodním přídavkem – vysvětlení