10 ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของชีวมวล

แม้ว่าชีวมวลจะเป็นเชื้อเพลิงที่มีกำมะถันต่ำที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างน่าสนใจ ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่อาจเกิดขึ้นจากชีวมวลก็เกิดขึ้นจากการใช้ทรัพยากรพลังงานของมัน

พลังงานชีวมวล หมายถึงมวลรวมของระบบนิเวศ ซึ่งรวมถึง: มวลชีวภาพ เช่น มวลชีวภาพจากพืช ชีวมวลเฮเทอโรโทรฟิก (สิ่งมีชีวิตที่กินสิ่งมีชีวิตอื่น) ชีวมวลสปีชีส์ (ชีวมวลสำหรับสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดในชุมชน) มวลชีวภาพบนบก มวลชีวภาพในมหาสมุทร และแม้แต่มวลชีวภาพทั่วโลก

มวลชีวภาพอาจวัดเป็นปริมาณรวมของมวลในระบบนิเวศหรือเป็นปริมาณเฉลี่ยของมวลในพื้นที่หนึ่งๆ

การแย่งชิงที่ดินทำกินที่จำเป็นสำหรับการผลิตอาหารและเส้นใยเป็นปัญหาหลักเกี่ยวกับการผลิตชีวมวล การรบกวนดิน อากาศเปลี่ยนแปลงการทำลายถิ่นที่อยู่อาศัยและการสูญเสียสายพันธุ์ การสูญเสียสารอาหาร และคุณภาพน้ำที่บกพร่อง ล้วนเป็นผลกระทบทางสิ่งแวดล้อมที่อาจเกิดขึ้นจากการผลิตวัตถุดิบชีวมวลและการนำสิ่งเหลือใช้ทางการเกษตรและป่าไม้มาใช้เป็นพลังงาน

ความรุนแรงของผลกระทบเหล่านี้ขึ้นอยู่กับพื้นที่และต้องได้รับการประเมินในระดับภูมิภาค

กระบวนการทางชีวเคมีและเทอร์โมเคมี สำหรับการเปลี่ยนวัสดุชีวมวลเป็นเชื้อเพลิงจะก่อให้เกิดมลพิษทางอากาศ (เช่น คาร์บอนมอนอกไซด์ ฝุ่นละออง ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ฯลฯ) ขยะมูลฝอย และน้ำเสียที่อาจส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อม

อย่างไรก็ตาม ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการผลิตและการแปลงชีวมวลสามารถลดลงได้โดยการปฏิบัติตามแนวทางการอนุรักษ์และการวางแผนอย่างรอบคอบ การใช้เทคโนโลยีการควบคุมสิ่งแวดล้อมที่เหมาะสม และการใช้ประโยชน์จากผลพลอยได้ใดๆ ที่ผลิตขึ้น

ชีวมวลคืออะไร?

ชีวมวลคือสารอินทรีย์ที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ซึ่งทำจากสิ่งมีชีวิต เช่น พืชและสัตว์ ชีวมวลยังสามารถกำหนดเป็นพลังงานทดแทนและ ที่ยั่งยืน แหล่งพลังงานที่ใช้ผลิตไฟฟ้าหรือพลังงานรูปแบบอื่น เป็นพลังงานชีวภาพรูปแบบหนึ่ง  

วัสดุชีวมวลส่วนใหญ่ที่ใช้เป็นพลังงาน ได้แก่ พืช ไม้ และของเสีย สิ่งเหล่านี้เรียกว่าวัตถุดิบชีวมวล จนถึงกลางทศวรรษที่ 1800 สิ่งมีชีวิตต่อหน่วยพื้นที่เป็นแหล่งพลังงานที่ใหญ่ที่สุดของการใช้พลังงานทั้งหมดต่อปีในสหรัฐอเมริกา

ชีวมวลยังคงเป็นเชื้อเพลิงที่สำคัญในหลายประเทศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการปรุงอาหารและการให้ความร้อนในประเทศกำลังพัฒนา ชีวมวลประกอบด้วยพลังงานเคมีที่เก็บไว้จากดวงอาทิตย์ พืชผลิตชีวมวลผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง

ชีวมวลสามารถเผาเพื่อสร้างความร้อน (โดยตรง) เปลี่ยนเป็นไฟฟ้า (โดยตรง) หรือแปรรูปเป็น เชื้อเพลิงชีวภาพ (ทางอ้อม).

อย่างไรก็ตาม แหล่งพลังงานที่น่าสนใจนี้ไม่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ทำให้เราต้องทำการวิจัยเพื่อให้ความรู้แก่คุณเกี่ยวกับผลกระทบด้านลบที่เกิดจากชีวมวลต่อสิ่งแวดล้อม

10 ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของชีวมวล

1. ภูมิอากาศจันทร์ge

อากาศเปลี่ยนแปลง เป็นปัญหาสิ่งแวดล้อมที่สำคัญระดับโลกซึ่งถูกค้นพบว่าเกิดจากการสกัดไม้จากป่าอย่างไม่ยั่งยืนและการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล และปรากฏการณ์นี้ได้นำไปสู่การตระหนักถึงความจำเป็นในการสำรวจทางเลือกพลังงานทดแทนที่มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

การเผาไหม้ของไม้ฟืนและเชื้อเพลิงชีวมวลอื่นๆ ทำให้เกิด CO₂ (ก๊าซเรือนกระจก) เนื่องจากเกือบ 50% ของไม้เป็นคาร์บอน ก๊าซเรือนกระจกนี้เป็นตัวการสำคัญที่ทำให้เกิดภาวะโลกร้อน ซึ่งจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศ

อย่างไรก็ตาม หากไม้เชื้อเพลิงมาจากการสกัดแบบยั่งยืน การเผาไหม้จะทำให้การปล่อยคาร์บอนสุทธิเป็นศูนย์ แต่จากนั้น มันเป็นเรื่องยากที่จะวัดเปอร์เซ็นต์ไม้เชื้อเพลิงที่ใช้จากแหล่งที่ไม่ยั่งยืน

ในระดับโลก ประมาณ 2.8% ของการปล่อย CO2 เกิดจากการเผาไหม้ไม้เชื้อเพลิง นอกจากนี้ นอกเหนือจากการปล่อย CO2 แล้ว การเผาไหม้ของไม้เชื้อเพลิงและสารตกค้างทางการเกษตรยังนำไปสู่การปล่อยผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์

ผลิตภัณฑ์เหล่านี้มีประสิทธิภาพมากกว่า GHGs ต่อกรัมของคาร์บอนที่ปล่อยออกมามากกว่า CO2 ค่าประมาณของศักยภาพโลกร้อนของก๊าซเรือนกระจกที่ไม่มี CO2 เช่น CO, CH4 และไฮโดรคาร์บอนที่ไม่มีเทน อาจอยู่ในช่วงร้อยละ 20–110 เท่าของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์₂ เองขึ้นอยู่กับเวลาที่เกี่ยวข้อง

2. ตัดไม้ทำลายป่า

ปริมาณการใช้ไม้เชื้อเพลิงทั่วโลกอยู่ที่ประมาณ 1.3 x 109 ลบ.ม. และคาดว่าจะเพิ่มขึ้นอีกในปีต่อๆ ไป แหล่งที่มาของไม้เชื้อเพลิงที่สำคัญ ได้แก่ ป่าไม้ ต้นไม้ประจำหมู่บ้าน และเศษวัสดุเหลือใช้จากป่า ไม้เชื้อเพลิงส่วนใหญ่ใช้เป็นเชื้อเพลิงภายในประเทศในประเทศกำลังพัฒนา ในอุตสาหกรรมต่างๆ (เช่น อุตสาหกรรมเหล็ก) จะใช้เป็นแหล่งความร้อน

บริษัทพลังงานหลายแห่งใช้ไม้ป่าเป็นเชื้อเพลิง ดังนั้นการตัดต้นไม้ใหญ่โดยไม่เลือกหน้า ซึ่งนำไปสู่การตัดไม้ทำลายป่า การสูญเสียที่อยู่อาศัย การทำลายความงามตามธรรมชาติ ฯลฯ

มีการนำเสนอมุมมองที่แตกต่างกันเกี่ยวกับการมีส่วนร่วมของการสกัดไม้เชื้อเพลิงเพื่อตัดไม้ทำลายป่า การศึกษาได้สรุปว่าการสกัดไม้เป็นเชื้อเพลิงก่อให้เกิดการสูญเสียต้นไม้ (ในหมู่บ้านและป่า) ระดับความเสื่อมโทรมของป่า และการตัดไม้ทำลายป่าในท้ายที่สุด

มีรายงานว่าความไม่สมดุลระหว่างความต้องการและการผลิตไม้เชื้อเพลิงเป็นหนึ่งในปัจจัยหลักที่ทำให้ป่าไม้ลดลง การใช้ไม้เชื้อเพลิงที่เพิ่มขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการภายในประเทศและอุตสาหกรรมของทั้งพื้นที่ชนบทและในเมืองมีส่วนทำให้ป่าลดลง

3. การสูญเสียธาตุอาหารในดิน

ซากเกษตรกรรมเป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญในพื้นที่ชนบทของประเทศกำลังพัฒนา เมื่อปล่อยทิ้งไว้ในทุ่งจะช่วยเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของดิน และการใช้ซากพืชผลทางการเกษตรเพื่อพลังงานจะเป็นปัญหาหากลดความอุดมสมบูรณ์ของดิน

อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าสารตกค้างบางชนิดไม่มีผลต่อดินเหมือนกัน เศษเหลือบางชนิด เช่น ซังข้าวโพด แกลบ ปอกระเจา ฝ้าย และกะลามะพร้าว ไม่ย่อยสลายง่าย และมีศักยภาพในการเป็นแหล่งพลังงาน การเลือกใช้วัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรจึงส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

มูลโคก็เช่นเดียวกัน แม้จะเป็นปุ๋ย แต่ถ้านำไปเผาหรือตากแดดไม่กี่วันก็จะสูญเสียคุณค่าความเป็นปุ๋ยไป

ปัจจุบัน เศษพืชที่เหลือจากธัญพืชส่วนใหญ่ใช้เป็นอาหารสัตว์ และกากขี้เถ้า (เนื้อไม้) ใช้เป็นเชื้อเพลิง การเผาซากพืชไม้อาจไม่นำไปสู่การสูญเสียธาตุอาหารในดินอย่างมีนัยสำคัญ

การเผามูลโคเป็นเชื้อเพลิงนำไปสู่การสูญเสียอินทรียวัตถุและสารอาหารอื่น ๆ ที่ส่งผลต่อการผลิตพืชผล ดังนั้นผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการสูญเสียคุณค่าทางอาหารเนื่องจากการเผาเศษพืชและมูลสัตว์จึงมีเพียงเล็กน้อย

4. ผลกระทบต่อหูสุขภาพของผู้ชาย

ปัญหาสุขภาพสามารถเกิดขึ้นได้เนื่องจากการสัมผัสกับควันที่เกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟืน จากข้อมูลขององค์การอนามัยโลก (WHO) ควันจากเชื้อเพลิงชีวภาพคุณภาพต่ำ เช่น เศษเหลือจากฟาร์มและของเสียจากสัตว์สามารถทำให้เกิดโรคหลอดลมอักเสบเฉียบพลันและปอดบวมในทารกและสตรีได้

ควันจากการใช้เชื้อเพลิงชีวมวลในครัวชนบท ไฟไม้ และมลพิษที่เกี่ยวข้องเป็นปรากฏการณ์ทั่วไปในประเทศกำลังพัฒนาส่วนใหญ่ การทำอาหารในครัวที่อบอวลไปด้วยควันนั้นไม่สะดวกและทำให้ผู้หญิงเกิดความเบื่อหน่าย

5. มลพิษทางอากาศ

นอกเหนือจากการปล่อยก๊าซเรือนกระจกซึ่งนำไปสู่ภาวะโลกร้อนและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในที่สุด การเผาชีวมวลในสถานะของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซยังสามารถปล่อยสารมลพิษและฝุ่นละอองอื่นๆ สู่อากาศ เช่น คาร์บอนมอนอกไซด์ สารระเหย สารประกอบอินทรีย์และออกไซด์ของไนโตรเจนทำให้อากาศไม่เหมาะสำหรับสิ่งมีชีวิต ปรากฏการณ์นี้เรียกว่ามลพิษทางอากาศ

ในบางกรณี ชีวมวลที่ถูกเผาไหม้สามารถปล่อยมลพิษได้มากกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิล ซึ่งแตกต่างจากการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ มลพิษจำนวนมากเหล่านี้ไม่สามารถแยกออกจากโรงงานใหม่ได้

สารประกอบเหล่านี้สามารถนำไปสู่ปัญหาสิ่งแวดล้อมและสุขภาพทางเดินหายใจของมนุษย์ได้หลายอย่างหากไม่ได้บรรจุอย่างเหมาะสม

6. ทรัพยากรน้ำลดลง

พืชต้องการน้ำในการเจริญเติบโต เมื่อบริษัทพลังงานปลูกต้นไม้และพืชผลอื่นๆ สำหรับโรงงานพลังงานชีวภาพ พวกเขาใช้น้ำจำนวนมากเพื่อการชลประทาน

ในระดับกว้าง สิ่งนี้จะเพิ่มสภาพความแห้งแล้ง ส่งผลกระทบต่อแหล่งที่อยู่อาศัยของสัตว์น้ำและปริมาณน้ำที่ใช้สำหรับวัตถุประสงค์อื่นๆ (การใช้ในครัวเรือน พืชอาหาร การดื่ม ไฟฟ้าพลังน้ำ ฯลฯ)

7. การพังทลายของดิน

พังทลายของดิน เกิดขึ้นเมื่ออนุภาคดินหลุดออกจากผิวดินโดยฝนหรือถูกพัดพาไปโดยลมหรือน้ำไหล

พืชที่มีชีวิตหรือซากพืชผลช่วยปกป้องผิวดินจากการพังทลาย แต่เมื่อวัสดุจากพืชไม่ปกคลุมผิวดิน น้ำจะขับอนุภาคดินออกจากมวลรวม นำไปสู่การพังทลายของดิน การเก็บเกี่ยวพืชผลเพื่อเป็นพลังงานชีวมวลเพิ่มระดับการพังทลายของดิน

8. ทะเลทราย

การทำให้เป็นทะเลทรายเนื่องจากการแผ้วถางป่าและป่าไม้เพื่อการเกษตรและปศุสัตว์ อุตสาหกรรมพลังงานชีวมวลเปลี่ยนต้นไม้ให้เป็นเชื้อเพลิงอัดเม็ด (wood pellets) แล้วเผาให้เป็นพลังงานในระดับสาธารณูปโภค

บริษัทชีวมวลใช้กระบวนการนี้เป็นเท็จ พลังงานสะอาดแต่การเผาต้นไม้เพื่อผลิตไฟฟ้าสามารถปล่อยมลพิษคาร์บอนได้มากกว่าการเผาถ่านหินและอุตสาหกรรมซึ่งสร้างความเสียหายระยะยาวต่อป่าไม้และสัตว์ป่า

9. การสูญเสียที่อยู่อาศัย

ความต้องการพลังงานชีวภาพอาจทำให้การสูญเสียที่อยู่อาศัยรุนแรงขึ้นสำหรับสายพันธุ์ที่สูญเสียที่อยู่อาศัยไปสู่การขยายตัวของเมือง ป่าไม้ซึ่งเป็นที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตสามารถสูญเสียไปเป็นมวลชีวภาพได้ และการสูญเสียที่อยู่อาศัยหมายถึงการสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพ

10. การสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพ

มีการส่งเสริมการเก็บเกี่ยวชีวมวลเพื่อให้ไม้มีมูลค่าต่ำเพราะไม้มีค่าไม่เท่าไม้แปรรูป อย่างไรก็ตาม ต้นไม้เหล่านี้มีคุณค่าต่อความหลากหลายทางชีวภาพมากที่สุด

การนำต้นไม้ดังกล่าวออกจะลดที่อยู่อาศัยของสัตว์ที่อาศัยอยู่ในโพรง เช่น กระรอกและนกฮูกลงอย่างมาก

การกำจัดไม้ที่ตายแล้วและไม้ที่เน่าเปื่อยยังเป็นการกำจัดวัสดุออกจากฐานของห่วงโซ่อาหารที่สนับสนุนเชื้อราที่ซับซ้อนและชุมชนที่ไม่มีกระดูกสันหลัง ด้วยการเพิ่มขึ้นของมวลชีวภาพทำให้จำนวนสปีชีส์ลดลงและความสมบูรณ์ของฟังก์ชัน

สรุป

ชีวมวลเป็นวัสดุหมุนเวียนตามธรรมชาติที่ซับซ้อนและมีความแปรปรวนทางเคมีอย่างมาก ศักยภาพในการผลิตพลังงานแตกต่างกันไปตามกระบวนการที่ใช้ ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีพื้นฐานหรือเทคโนโลยีที่มีความซับซ้อนสูง

ดังนั้น เมื่อเราเลือกใช้ชีวมวลเป็นแหล่งเชื้อเพลิงชีวภาพหรือพลังงานชีวภาพ อย่าลืมว่าสิ่งแวดล้อมเป็นปัจจัยแรกที่ต้องพิจารณา

แนะนำ

• 16 ผลกระทบของมลพิษต่อความหลากหลายทางชีวภาพ
  .
• 4 ขั้นตอนกระบวนการผลิตก๊าซชีวภาพ
  .
• ก๊าซชีวภาพกำลังเปลี่ยนแปลงชุมชนเกษตรกรรมอย่างไร
  .
• 22 ผลกระทบเชิงบวกและเชิงลบของเขื่อนต่อสิ่งแวดล้อม
  .
• 22 ข้อดีและข้อเสียของเชื้อเพลิงชีวภาพ