Влияние производства древесных гранул на юго-востоке США на запасы углерода в местных лесах

Том 12 научных отчетов, номер статьи: 19449 (2022 г.) Цитировать эту статью

3700 Доступов

1 Цитаты

32 Альтметрика

Подробности о метриках

Мы оценили чистое воздействие зависящей от древесины промышленности по производству древесных гранул, имеющей глобальное значение, на современные местные пулы компонентов углерода в лесах (живые деревья, сухостойные деревья, почвы) и общие запасы. Мы провели пост-совпадающий анализ различий в данных инвентаризации лесов за период с 2000 по 2019 год, чтобы сделать вывод о параллельных и запаздывающих промышленных эффектах на прибрежном юго-востоке США. Результаты указывают на современную углеродную нейтральность. Мы обнаружили чистое дополнительное воздействие на пулы углерода в живых деревьях и не выявили чистого воздействия на пулы стоящих мертвых деревьев и почвы. Тем не менее, мы обнаружили одновременные более низкие уровни углерода в почвах, смешанные эффекты, связанные с увеличением нагрузки на закупки и большой мощностью гранулирования мельниц, а также возможные побочные эффекты на пулы углерода в мертвых деревьях за пределами расстояний коммерческих закупок. Имеются убедительные доказательства того, что, хотя существуют некоторые компромиссы между пулами углерода, промышленность по производству древесных гранул в данном конкретном контексте и в этот период соответствует общему условию углеродной нейтральности лесов.

Страны всего мира принимают стратегии по декарбонизации своей экономики1,2. Одним из путей декарбонизации является замена ископаемого топлива биологическими ресурсами при производстве энергии, как показано в Стратегии биоэкономики Европейского Союза (ЕС) и ее Директивах по возобновляемым источникам энергии1,3,4. Биоэнергетика — энергия, получаемая из биомассы, — является крупнейшим возобновляемым источником энергии в ЕС28 (ЕС27 и Великобритания), при этом древесная биомасса, добываемая из лесов, является доминирующим биотопливом в производстве тепла и электроэнергии5. Во всем мире ЕС-28 является крупнейшим рынком древесных гранул, используемых в качестве биотоплива: внутренняя торговля древесными гранулами выросла более чем в три раза, а импорт в ЕС-28 вырос в семь раз за период 2009–2019 годов после принятия Директив по возобновляемым источникам энергии3,4. В 2020 году США были крупнейшим в мире производителем (20% по весу) и экспортером (25% по весу) древесных гранул, а также ведущим внерегиональным поставщиком древесных гранул в 281 ЕС. Экспорт США в ЕС-28 вырос в 12 раз за период 2009–2019 годов и достиг 6,8 миллионов мг (1 мг = 1 метрическая тонна)6. Мировое производство древесных гранул превысило 42 миллиона тонн, а их торговая стоимость превысила 4,3 миллиарда долларов США в 2020 году7.

Способность биотоплива способствовать декарбонизации энергетического сектора неразрывно связана с его закупками, которые не истощают запасы углерода (C) на суше8,9. Однако существуют разные взгляды на эту предпосылку10,11,12,13, а надежные эмпирические анализы, подтверждающие ее, отсутствуют. Текущее понимание воздействия биотопливной промышленности, зависящей от древесины, на местные запасы углерода в лесах сосредоточено на рыночных прогнозах12,13 и синтезе современных знаний14,15 с небольшим количеством эмпирических оценок16,17,18. Эмпирические оценки скудны, отчасти из-за сложности выявления последствий зависящей от древесины биотопливной промышленности, которая перекрывает другие экономические сектора, социальных субъектов и стихийные бедствия15,18.

Здесь мы использовали подход «разница-в-разницах» (DiD) после сопоставления, чтобы оценить, повлияла ли отрасль, производящая гранулирование древесной биомассы, на общие запасы углерода и пулы отдельных компонентов в живых деревьях, сухостойных деревьях и почвах. Мы отслеживали запасы углерода на участках национальной инвентаризации лесов (NFI), расположенных на частных и государственных землях, пригодных для коммерческого использования (тимберленды), отобранных в период 2000–2019 годов. За этот период годовая мощность производства древесных гранул выросла с 40,823 тыс. Мг до 6,652 млн Мг в прибрежных юго-восточных штатах США Алабама, Джорджия, Флорида, Миссисипи, Северная Каролина, Южная Каролина и Вирджиния (рис. 1). Мы определили участки NFI, расположенные в пределах распространённых расстояний коммерческих закупок, измеренных с помощью геодезических радиусов, расположенных по центру завода по производству древесных гранул, с поправкой на извилистость, а также поперек расширенных радиусов, чтобы изучить возможные побочные эффекты. Мы протестировали параллельные, запаздывающие и чистые одновременные отраслевые эффекты (соответственно обозначающие воздействия в течение текущего года, отсроченные воздействия через 5-летние интервалы и чистое влияние параллельных и запаздывающих эффектов) на общие запасы углерода и пулы компонентов. Мы ожидали, что сможем статистически выявить влияние промышленности на местные запасы углерода в лесах, учитывая резкий рост производства древесных гранул, но были неоднозначными в отношении их направленного воздействия.