【原】来自木材的“绿色”电力是如何危害地球和人类的

2024年8月20日 来自木材的“绿色”电力是如何危害地球和人类的 许多国家已经接受燃烧木屑来发电——假设它是碳中和的。但研究表明，这种方法会增加温室气体排放，威胁当地社区的健康。 作者超古代龙美尔巴·纽森

一辆装载原木的红色卡车驶过北卡罗来纳州的一家生物质木颗粒生产厂 一辆卡车将木材运往北卡罗莱纳州加里斯堡的Enviva木质颗粒厂。鸣谢:穆罕默德·德米尔西/Redux/eyevine 北卡罗来纳州的哈姆雷特镇似乎在2014年9月中了大奖。在该社区经历了几十年的经济绝望和高贫困率后，世界上最大的木质能源生产商Enviva Biomass宣布计划在附近开设一个大型设施，将木材转化为可用作燃料的致密颗粒。该项目承诺为哈姆雷特和周边地区的居民提供80个高薪工作。这似乎是当地人民和地球的胜利。 该公司的工厂于2019年开业，是利用木材或固体生物质发电的全球扩张的一部分。颗粒公司宣传他们的产品是可再生能源，可以降低碳排放，欧盟也同意这一点，这刺激了包括英国、比利时和丹麦在内的许多国家接受这种形式的能源。与世界各地的类似项目一样，总部位于马里兰州贝塞斯达的Enviva Biomass表示，其在哈姆雷特的业务将取代化石燃料，种植更多的树木，并有助于应对气候变化。 但是反对的声音在很多方面都在增加。越来越多的研究表明，燃烧固体生物质发电通常会排放大量的碳——甚至比燃烧煤炭还要多。2021年2月，500多名科学家和经济学家联名写信给美国总统乔·拜登和其他世界领导人，敦促他们不要支持使用木材来产生能源，认为这损害了生物多样性，增加了碳排放。尽管颗粒公司宣传他们的经营消耗低质量的木材，这种说法已经受到越来越多的审查，越来越多的证据表明在木质颗粒工厂周围有大量的森林砍伐。 居住在木质颗粒设施附近的居民越来越多地抱怨来自木质颗粒作业的空气污染、交通和噪音的有害影响。在许多情况下，这些设施位于缺乏政治权力的边缘化社区附近。 当地居民和活动家黛布拉·大卫说，在哈姆雷特，45%的人口认为自己是黑人，而在离工厂最近的小社区，大约90%的人是黑人。她称Enviva行动是一个明显的环境种族主义案例——将环境负担加在本已脆弱的人口身上。大卫一口气说出了镇上或附近的家禽养殖场、化学公司、天然气厂和砾石矿的名字。“我们这里已经超负荷了，”她说。 Enviva没有回应记者多次提出的对这篇文章中提出的有关Hamlet工厂及其其他运营的问题进行评论的请求。 绿色淘金热 对生物质的大力推动始于欧盟委员会2009年可再生能源指令，这是欧盟经济所有部门发展可再生能源的法律框架。它被称为20-20-20气候和能源一揽子计划，并要求在2020年前实现三个目标:将欧盟温室气体排放量从1990年的水平减少20%；将欧盟能源消耗中的可再生能源比例提高到20%；并将欧盟能源效率提高20%。该指令最初受到环保人士的欢迎，因为它采取了具体措施，将全球变暖限制在比工业化前水平高1.5摄氏度的水平上——这是2015年巴黎气候协议设定的国际目标。

作为20-20-20一揽子计划的一部分，欧盟制定了通过使用更多生物燃料来减少碳排放的标准。自那以后，欧盟国家向木质颗粒行业发放了大量补贴，在过去几年里总计达数十亿欧元。总部位于荷兰鹿特丹的咨询公司Trinomics的一项评估发现，该研究中分析的十个欧盟国家在2021年为固体生物质能发电提供了超过63亿€(69亿美元)的补贴(见go . nature . com/3m 4 bmb 2)。 对木质生物质的支持依赖于这样一种想法，即燃烧生物质所排放的碳将被替代工业所用树木的植被的再生所吸收。但是在过去的十年里，越来越多的科学家对这一假设提出了挑战。Enviva位于北卡罗来纳州Garysburg的木质颗粒制造厂。鸣谢:艾琳·沙夫/纽约时报/Redux/eyevine 剑桥麻省理工学院斯隆管理学院系统动力学小组主任约翰·斯特曼是签署2021年信件的研究人员之一。2018年，斯特曼和他的同事对用木材代替煤炭发电的影响进行了生命周期分析(J. D .斯特曼等人Environ。列特的决议。13, 015007;2018).他们发现，这种替代可能会加剧气候变化，直到至少2100年，主要是因为树木需要几十年才能在收获的土地上重新生长，并从大气中清除足够的二氧化碳。 斯特曼和他的同事们计算出，新树吸收的二氧化碳与替代煤炭的木材生物能源产生的二氧化碳一样多，需要44到104年的时间。尽管声称它有助于对抗全球变暖，他说，“我们的结论是不，它实际上使气候变化变得更糟”。 2019年，欧洲科学院科学咨询委员会(EASAC)审查了欧盟的政策，并得出结论认为，他们未能认识到为生物能源去除森林碳储量会导致排放量的初始增加(见go.nature.com/3wkqupk)。“使用生物质产生的每单位能量向大气排放的二氧化碳甚至比化石燃料还要多，”Michael Norton说，他是位于维也纳的EASAC秘书处环境项目的联合主管。 最终，生物质能将比化石燃料产生更少的碳。但诺顿说，弥补额外的初始排放所需的时间“如此之长，以至于在几十年到几个世纪内恶化气候变化——鉴于我们已经超过了巴黎协定的目标，这几乎不是一个有效的气候战略”。 研究人员指出了碳排放评估中木质颗粒计算方式的其他问题。特别是，欧盟在生产环节而不是燃烧环节计算与生物质相关的温室气体排放。斯特曼和其他研究人员说，这使得依赖生物质的欧盟国家可以避免将这种来源的排放包括在他们的记录中，并创造了使用生物质能的激励。 2023年，欧盟宣布，它正在考虑改变其有关木材生物燃料生产能源的气候政策。森林倡导者和生物量反对者兴奋不已——但欧盟最终决定，来自木材的生物量仍将被归类为可再生能源。

当森林中的树木倒下时 除了气候问题之外，一些研究人员还警告说，木质颗粒工业会损害森林，促进森林砍伐。在其网站上，Enviva表示，它使用低值木材生产颗粒，如不适合其他行业的树木，不能加工成木材的树顶和树枝，变形的树木和其他行业的副产品，如锯屑。该公司表示，它“不来源于古老的成长林、受保护的森林或为保护土地用途而砍伐的森林”。 但是许多环保组织和媒体拍摄了成堆的成熟硬木等待被运送到Enviva加工厂——以及被砍伐的树木。北卡罗来纳州阿什维尔的非营利保护组织Dogwood Alliance估计，北卡罗来纳州的Enviva设施每年消耗约5万英亩森林，引发了对Enviva做法的质疑。 马萨诸塞州伍斯特市克拉克大学的环境科学家克里斯托弗·威廉姆斯分析了几个恩维瓦制粒厂附近森林覆盖的卫星数据。在为位于弗吉尼亚州夏洛茨维尔的非营利组织南方环境法中心(Southern Environmental Law Center)进行的一份报告中，威廉姆斯发现，从2001年到2016年，三个恩维瓦工厂附近的森林损失率是不位于工厂附近的类似森林的两倍多(见go.nature.com/4fsb79w)。 “我们发现，在球团厂开始运作后，每年清理的林地面积显著增加，”威廉姆斯说。 随着过去几年对生物质产业越来越多的审查和批评，一些公司遇到了经济逆风。由于债务超过26亿美元，Enviva于3月申请破产。

2020年，密西西比州格洛斯特的Drax颗粒厂因空气污染违规支付了250万美元的罚款。鸣谢:埃里克·j·谢尔顿/今日密西西比 根据行业出版物《生物质杂志》,美国现在有100多家木质颗粒工厂，分散在全国各地。但是世界上最大的木质颗粒生产商，如总部设在英国塞尔比的Drax和Enviva，已经将他们的未来押在了美国的东南部和南部。 Enviva现在经营着10家美国木质颗粒工厂——佛罗里达、佐治亚、南卡罗来纳和弗吉尼亚各一家；两个在密西西比州，四个在北卡罗来纳州。除了该行业的环境影响问题，人们还担心这些操作对附近居民健康的影响。 Enviva工厂所在的北卡罗来纳州四个县的许多居民表示，木质颗粒作业给弱势群体的健康带来了沉重的负担。 北卡罗来纳州教堂山的南方环境法中心的律师希瑟·希拉克尔说，南方的木质颗粒设施有50%的可能位于“已经被污染工业和环境不公包围的社区”。"所以，你对这些社区有所有的累积影响以及不相称的影响." 尽管对木质颗粒工业有所担忧，北卡罗来纳环境质量部(DEQ)还是批准了Enviva的Hamlet工厂的建设及其随后的扩建申请。呼吸问题 大卫描述了生活在工厂下风处的臭鸡蛋的味道，但她最担心的是糟糕的空气质量对健康的长期影响。她说，在该设施开始24小时运营后不久，她就开始出现呼吸问题。她的氧气水平一度下降到如此之低，以至于她每天都需要补充氧气。现在，她使用沙丁胺醇抢救吸入器和每天一次的吸入性哮喘治疗。她说她并不孤单。 “在我的地区有12个家庭，其中8个家庭有沙丁胺醇泵并服用哮喘药物，”大卫说。“一位女士在她的孩子四个月大的时候做了检查，她的哮喘测试呈阳性。如果空气没有被灰尘污染，这种情况就不会发生在新生儿身上。” “哈姆雷特设施是一个主要的例子，从历史上看，这些木质颗粒制造设施是基于不正确的信息，他们的挥发性有机化合物的排放被允许的，”希拉克说。 “提交意见、公众意见、在某些情况下寻求诉讼或行政挑战，花了很多很多年，才让机构和公司承认VOC(挥发性有机化合物)排放的现实，并通过适当的控制技术解决它，”希拉克尔说。 环保组织和当地有小木块经营的社区对经营者提出了投诉，并取得了不同程度的成功。2019年在北卡罗来纳州对Enviva提起的诉讼导致该州的DEQ要求该公司投资在其烟囱上安装更复杂的污染捕捉设备——尽管那些住在工厂附近的人表示，他们没有注意到空气质量的巨大差异。 德克萨斯州的一项联邦诉讼指控另一家生物质公司Woodville Pellets违反了联邦清洁空气法案，最终达成协议，Woodville支付了50多万美元的罚款，并安装了新的污染控制装置。作为协议的一部分，Woodville Pellets否认了这些指控，并坚持认为该协议并不构成对责任的承认。 2020年，德拉克斯在密西西比州格洛斯特的颗粒工厂因空气污染违规支付了250万美元的民事罚款后，该公司于2022年9月在路易斯安那州的巴斯特罗普和路易斯安那州的乌拉尼亚解决了类似的索赔，总额为320万美元，尽管该公司否认有任何违规行为。 Drax告诉《自然》杂志，它已经“聘请了一个独立的第三方进行空气毒物影响分析。这些结果支持该设施对人类健康没有不利影响，并确定该设施的模拟污染物没有超过可接受的环境浓度”。它补充说，该公司寻求“100%遵守我们的许可，并安装了额外的技术来管理排放”。 为了回应对生物质能碳排放的担忧，德拉克斯说，许多政府和科学家都将生物质归类为碳中性。前进的道路 阿德尔镇位于南乔治亚的中心，拥有5500人口。该市西区的居民大多数是黑人，几十年来一直生活在污染工业旁边。但是三年前，这个社区发现自己卷入了两场气候正义之战。 第一个项目始于2021年，当时格鲁吉亚环境保护部门向一家木质颗粒生产公司可再生生物质集团(Renewable Biomass Group)发放了许可证，允许其建立一座年产45万吨木质颗粒的设施。2021年10月，当另一家生物质公司Spectrum Energy申请建造和运营一家每年生产60万吨木质颗粒的工厂时，该公司甚至没有为其工厂破土动工，这将使其成为世界上最大的工厂之一。 Adel的社会和环境正义组织Cook County (4C)的相关公民和其他14个公共利益组织反对光谱工厂的许可。“我们已经被多种产业和遗留污染压得喘不过气来，”社区活动人士、4C创始人特雷瓦·吉尔(Treva Gear)说。 工厂的反对者说，提议的Spectrum木质颗粒工厂将进一步伤害黑人和西班牙裔居民的社区，威胁当地人民的健康和福利。 2022年，国家批准频谱许可，开始两期建设和运营。2022年12月，Spectrum在南方环境法中心联系了Adel社区组织者和他们的律师，以寻求妥协。 虽然最初不愿意讨价还价，Gear说他们意识到谈判可能是他们最大的希望，因为他们怀疑国家监管机构会在争端中站在他们一边。双方达成协议，Spectrum承诺减轻潜在的噪音和视觉问题。该协议还包括增加更多空气污染控制措施的可能性。 Spectrum总裁迈克尔·安斯沃思(Michael Ainsworth)在一封电子邮件中回应了对该工厂影响的置评请求，称Spectrum参与和解是自愿的，尽管已经从佐治亚州环境保护部门获得了有利的裁决。安斯沃思写道:“Spectrum还同意对社区保持透明，分享比法规要求更多的信息，并比要求更频繁地分享信息。” Gear等社区活动人士正在从赢得这些特许权中获得安慰，因为他们可以看到，随着全球对木球需求的不断增加，形势对他们不利。 “我们达成了和解协议，使我们有可能拥有世界上最干净的木质颗粒工厂，”她说。 这是当地社区的胜利，但随着生物质产业继续在全球扩张，随着关于木球影响的辩论升温，这种战斗将变得更加普遍。 自然632，726-728 (2024) doi:https:///10.1038/d41586-024-02676-z。