เรื่องราวนี้เผยแพร่ร่วมกับ TheWeatherChannelas ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของหลักประกันซีรีส์เกี่ยวกับภูมิอากาศ ข้อมูล และวิทยาศาสตร์
บริสตอล รัฐเวอร์มอนต์ — ควันไม้ที่พวยพุ่งจากท่อเตาเป็นสิ่งที่พบเห็นได้ทั่วไปในเวอร์มอนต์ พอๆ กับป้ายริมถนนที่โฆษณาขายน้ำเชื่อมเมเปิ้ล
ชาวเวอร์มอนเตอร์ทำความร้อนในบ้านด้วยไม้มานานหลายศตวรรษ หลายคนยังคงทำ รัฐภูเขาเขียวเป็นผู้นำประเทศด้วยการพึ่งพาไม้ด้วยประมาณหนึ่งในสี่ของครัวเรือนโดยใช้เป็นเชื้อเพลิงหลักในการทำความร้อน
ในรัฐที่ฤดูหนาวมีอากาศหนาวเย็น ป่าไม้อุดมสมบูรณ์ และผู้คนเฉลิมฉลองการพึ่งพาตนเอง ไม้ได้เข้าสู่แผนพลังงานหมุนเวียนล่าสุดของรัฐเวอร์มอนต์ ซึ่งถูกเรียกเก็บเงินเพื่อลดมลพิษจากภาวะโลกร้อน
แต่มันเป็นทางออกของพลังงานสะอาดหรือไม่?
“ด้วยความสามารถในการเผาไม้ที่เรามีอยู่ตอนนี้ พร้อมอุปกรณ์ที่ทันสมัย มันจึงเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนในท้องถิ่นของเรา” เอ็มมา แฮนสัน ผู้ประสานงานด้านพลังงานไม้ของกรมป่าไม้ สวนสาธารณะ และสันทนาการแห่งรัฐ กล่าว โดยดำรงตำแหน่งในปี 2560 เพื่อสนับสนุนการเผาไม้
การเผาไม้หมายถึงการแลกเปลี่ยน—สำหรับคุณภาพอากาศ สาธารณสุข และสภาพอากาศ
ควันไม้มีความหลากหลายผสมสารมลพิษที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของผู้คน: คาร์บอนมอนอกไซด์, ซัลเฟอร์ไดออกไซด์, ไนโตรเจนออกไซด์, สารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย เช่น เบนซีนและฟอร์มาลดีไฮด์ และอนุภาคเขม่าดำจำนวนมหาศาลที่เรียกว่า คาร์บอนดำ ที่สามารถแทรกซึมลึกเข้าไปในปอดและข้ามเข้าสู่กระแสเลือดได้ Vermonters ผลิตแล้วเกี่ยวกับ22 ปอนด์ของอนุภาคการปล่อยมลพิษต่อหัวจากการเผาไม้ในแต่ละปีสูงที่สุดในประเทศ
แล้วก็มีปัญหาเรื่องสภาพอากาศ ต้นไม้ที่มีชีวิตดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ทำให้โลกร้อนและเก็บไว้ แต่เมื่อต้นไม้ถูกตัดและเผา คาร์บอนนั้นจะถูกปล่อยออกมา
ในขณะที่ผู้สนับสนุนการเผาไม้โต้แย้งว่าไม้ที่เก็บเกี่ยวได้อย่างยั่งยืนนั้น “เป็นกลางทางคาร์บอน” การวิจัยล่าสุดชี้ให้เห็นว่าประโยชน์ด้านสภาพอากาศหลายอย่างของการเผาชีวมวลแทนน้ำมันเชื้อเพลิงหรือโพรเพนถูกยกเลิกโดยสารมลพิษอื่น ๆ ที่ทำให้โลกร้อน เช่น คาร์บอนดำและมีเทน ทั้งสองมีศักยภาพมากกว่าคาร์บอนไดออกไซด์หลายเท่า
แม้จะมีความกังวลเหล่านั้นเมื่อรัฐปรับปรุงแผนพลังงานครบวงจร (CEP)ในปี 2559การวางขั้นตอนโดยละเอียดเพื่อให้บรรลุเป้าหมายของรัฐในการได้รับพลังงานทดแทนจากพลังงานหมุนเวียนถึงร้อยละ 90 ของความต้องการทั้งหมดภายในปี 2593 การเผาไม้เป็นส่วนหนึ่งของแผน
แผนดังกล่าวเรียกร้องให้เพิ่มส่วนแบ่งของความต้องการเครื่องทำความร้อนในอาคารโดยรวมของเวอร์มอนต์ที่พบกับเครื่องทำความร้อนจากไม้21 เปอร์เซ็นต์ในปี 2559 เป็น 35 เปอร์เซ็นต์ภายในปี 2573. สิ่งนี้จะเพิ่มจำนวนครัวเรือนที่พึ่งพาไม้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
เหตุผลหนึ่งที่ทำให้รัฐเดิมพันสูงกับมวลชีวภาพคือสิ่งที่การเผาไหม้ไม้จะเข้ามาแทนที่: Vermontersอันดับสองทั่วประเทศในการใช้น้ำมันเตาความร้อนต่อคน
จากข้อมูลของ Energy Information Administration ประมาณสามในสี่ของ Vermonters พึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิล ซึ่งส่วนใหญ่เป็นน้ำมันเชื้อเพลิง ก๊าซธรรมชาติ หรือโพรเพน เพื่อให้ความร้อนแก่บ้านของพวกเขา ผลิตความร้อนเกือบร้อยละ 28 ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของรัฐซึ่งเป็นแหล่งใหญ่เป็นอันดับสองรองจากการขนส่ง ในการเปรียบเทียบ Vermont มีหนึ่งในนั้นส่วนผสมไฟฟ้าที่สะอาดที่สุดในประเทศส่วนใหญ่เป็นไฟฟ้าพลังน้ำ
ผู้นำหน่วยงานของรัฐและผู้สนับสนุนด้านพลังงานบางคนมองว่าความร้อนจากไม้สมัยใหม่เป็น “win-win-win”: ดีต่อสภาพอากาศเพราะแทนที่เชื้อเพลิงฟอสซิล ดีต่อเศรษฐกิจในท้องถิ่น และดีต่ออุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับป่าไม้ของรัฐ
“เรานำเข้าเชื้อเพลิงฟอสซิล 100 เปอร์เซ็นต์ที่เราใช้ในรัฐเวอร์มอนต์” โจฮันนา มิลเลอร์ ผู้อำนวยการโครงการพลังงานและสภาพอากาศของสภาทรัพยากรธรรมชาติเวอร์มอนต์ ซึ่งเป็นกลุ่มผู้สนับสนุนอิสระด้านสิ่งแวดล้อมที่เก่าแก่ที่สุดของรัฐกล่าว “การพึ่งพานั้นสร้างหายนะให้กับโลกของเรา และ 80 เปอร์เซ็นต์ของดอลลาร์เชื้อเพลิงฟอสซิลเหล่านั้นออกจากรัฐ การทำความร้อนไม้ขั้นสูงเป็นเรื่องเกี่ยวกับการสร้างโอกาสในการรักษาเงินดอลลาร์ ทำให้ผู้คนทำงานและหมุนเวียนในระบบเศรษฐกิจของเรา”
แต่การเพิ่มความร้อนของไม้เป็นสองเท่าเนื่องจากกลยุทธ์การบรรเทาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศถูกกำหนดไว้ในสมมติฐานบางประการ รวมถึงเชื้อเพลิงจากป่าเวอร์มอนต์จะถูกเก็บเกี่ยวอย่างยั่งยืน
การเผาไหม้ไม้อาจเลวร้ายยิ่งกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิล
ไม่ว่าจะเผาไหม้อย่างไร ไฟไม้ก็ผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
ตั้งแต่ตอนที่ต้นไม้ถูกโค่นจนกระทั่งต้นไม้โตเต็มที่แทน คาร์บอนที่ปล่อยออกมาจากกองไฟแสดงถึงการเพิ่มมลพิษที่ร้อนขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศ มีความล่าช้าในการดูดซับคาร์บอนอีกครั้งโดยการเจริญเติบโตของต้นไม้ใหม่ อาจใช้เวลาหลายทศวรรษหรือหลายศตวรรษ ขึ้นอยู่กับชนิดของป่า
การลงโทษสภาพอากาศนั้นคุ้มค่าที่จะจ่ายเพื่อลดการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับว่าไม้มาจากไหน
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเวอร์มอนต์และมหาวิทยาลัยนิวแฮมป์เชียร์วิเคราะห์การปล่อยก๊าซเรือนกระจกในวงจรชีวิตจากการเก็บเกี่ยว การแปรรูป และการเผาถ่านไม้เพื่อให้ความร้อนในบ้านในปี 2560ศึกษา. โรงงานอัดเม็ดสามารถใช้กากที่เหลือจากการผลิตกระดาษหรือโรงเลื่อยเป็นวัตถุดิบตั้งต้น
นักวิจัยระบุว่าเตาอัดเม็ดเหมาะสมสำหรับกลยุทธ์การลดการปล่อยคาร์บอนหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับระดับการเก็บเกี่ยวเป็นส่วนใหญ่: หากประมาณครึ่งหนึ่งของวัตถุดิบที่ใช้ทำเชื้อเพลิงอัดเม็ดนั้นมาจากเศษไม้ของโรงเลื่อยและครึ่งหนึ่งมาจากเยื่อกระดาษที่เก็บเกี่ยว การปล่อยก๊าซจะใกล้เคียงกับการให้ความร้อนด้วยเชื้อเพลิงฟอสซิล
กล่าวอีกนัยหนึ่ง การค้นพบของพวกเขาชี้ให้เห็นว่าการเปลี่ยนระดับกว้างเป็นการให้ความร้อนแบบอัดเม็ดอาจนำไปสู่การลดลงสุทธิในการปล่อยมลพิษจากภาวะโลกร้อนหากทำถูกต้อง แต่ก็สามารถตัดทางอื่นได้หากความต้องการเม็ดพลาสติกที่เพิ่มขึ้นนำไปสู่การโค่นต้นไม้ที่ยืนต้นมากขึ้น
มีอะไรอีกบ้างในควันไม้นั้น?
บัญชีคาร์บอนของความร้อนจากไม้ค่อนข้างอ่อนไหวต่อข้อสันนิษฐานเกี่ยวกับอัตราการงอกใหม่ของป่า และมุมมองของผู้เชี่ยวชาญแตกต่างกันในเรื่อง. แต่การถกเถียงเกี่ยวกับ "ความเป็นกลางทางคาร์บอน" ของมวลชีวภาพมักล้มเหลวในการรับทราบผลกระทบต่อสภาพอากาศของการไม่ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์2การปล่อยมลพิษ
การเผาไหม้มวลชีวภาพอย่างไม่สมบูรณ์สามารถก่อให้เกิดสารมลพิษจากสภาพอากาศที่มีอายุสั้น เช่น คาร์บอนดำและมีเทน และก่อให้เกิดสารอินทรีย์ระเหยง่ายในระดับสูง (VOCs) เช่น เบนซินและเอทิลีน (มีเทนและ VOCs อื่นๆ มีส่วนทำให้เกิดโอโซนในระดับพื้นดิน ซึ่งเป็นทั้งสารระคายเคืองต่อระบบทางเดินหายใจและเป็นก๊าซเรือนกระจกที่มีอายุสั้น)
ควันดำที่ม้วนตัวออกมาจากท่อเตาเป็นสัญญาณบ่งบอกถึงการปล่อยก๊าซคาร์บอนสีดำ ซึ่งเป็นมลพิษทางสภาพอากาศที่แผนพลังงานครบวงจรของรัฐไม่ได้กล่าวถึง
คาร์บอนดำก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในหลายๆ ด้าน
แขวนลอยอยู่ในชั้นบรรยากาศ มีประสิทธิภาพอย่างมากในการดูดซับแสงแดดที่ตกกระทบและเปลี่ยนเป็นความร้อน ส่งผลต่อการก่อตัวของเมฆและรูปแบบปริมาณน้ำฝนในภูมิภาค
เมื่อตกกระทบหิมะและน้ำแข็ง คาร์บอนดำจะลดปริมาณแสงที่สะท้อนกลับไปสู่อวกาศ พื้นผิวที่มืดจะดูดซับพลังงานมากขึ้น เร่งการละลายของธารน้ำแข็งและทุ่งหิมะถาวร เนื่องจากมันอยู่ในชั้นบรรยากาศเพียงหนึ่งหรือสองสัปดาห์ก่อนที่จะตกตะกอน คาร์บอนดำจึงมีผลกระทบต่อภาวะโลกร้อนในระดับที่เกินขอบเขตใกล้กับจุดกำเนิดของมัน
ทั้งหมดนี้หมายความว่าแถบสำหรับ "ความเป็นกลางของคาร์บอน" อาจสูงกว่าที่ผู้คลางแคลงเกี่ยวกับความร้อนของไม้บางคนแนะนำ เชื้อเพลิงจากไม้ที่ “เป็นกลางทางคาร์บอน” อย่างแท้จริงไม่เพียงแต่ต้องเก็บเกี่ยวอย่างยั่งยืนเท่านั้น มันจะต้องถูกเผาไหม้อย่างสมบูรณ์ ส่งผลให้มีคาร์บอนดำและมีเทนน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
Zoё Chafe หัวหน้าฝ่ายเทคนิคด้านคุณภาพอากาศของ C40 Cities กล่าวว่า “หน่วยงานกำกับดูแลจำเป็นต้องคำนึงถึงคาร์บอนดำด้วย
โดยคำนึงถึงผู้ที่ไม่มี CO2สารก่อมลพิษสามารถสร้างกรณีที่แข็งแกร่งขึ้นสำหรับรัฐในการเปลี่ยนกลยุทธ์การปล่อยมลพิษเป็นศูนย์เช่นการปรับปรุงฉนวนของอาคาร (เวอร์มอนต์มีสต็อกที่อยู่อาศัยที่เก่าแก่ที่สุดในประเทศ) และจูงใจให้มีการใช้ปั๊มความร้อนที่ใช้พลังงานจากไฟฟ้าหมุนเวียนในวงกว้าง
สิ่งที่เกี่ยวกับเตาที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น?
เจ้าหน้าที่ของรัฐมองเห็นกลุ่ม Vermonters โอบกอดกันระบบทำความร้อนไม้ขั้นสูง—หมวดหมู่ที่มีเครื่องต้มเศษไม้และเชื้อเพลิงอัดเม็ดแบบอัตโนมัติ รวมถึงเตาหลอมไม้และเชื้อเพลิงอัดเม็ดรุ่นใหม่ล่าสุด
สิ่งเหล่านี้ได้รับการออกแบบให้ปล่อยฝุ่นละออง คาร์บอนมอนอกไซด์ และมลพิษอื่นๆ น้อยกว่าเตารุ่นเก่าที่ยังคงให้ความร้อนแก่บ้านไร่ในเวอร์มอนต์หลายแห่ง
แต่ถึงแม้จะมีเทคโนโลยีที่ทันสมัยก็ตาม การกำจัดมลพิษเหล่านั้นก็เป็นเรื่องยากมาก
“ไม่มีเกณฑ์ขั้นต่ำสำหรับความเสียหายต่อสุขภาพจากการสัมผัสกับฝุ่นละอองขนาดเล็ก” Chafe กล่าว “เมื่อใดก็ตามที่สารมลพิษทางอากาศจำนวนเล็กน้อยเหล่านี้เข้าสู่ร่างกายของคุณ มีโอกาสสร้างความเสียหายได้”
นั่นเป็นเหตุผลที่สมาคมโรคปอดแห่งอเมริกาแนะเลี่ยงการเผาไม้ให้ร้อนจัด. การสัมผัสกับอนุภาคละเอียดในควันไม้เชื่อมโยงกับความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของโรคหัวใจและหลอดเลือด โรคหลอดเลือดสมองและมะเร็งปอด และเป็นอันตรายอย่างยิ่งสำหรับผู้ที่มีภาวะสุขภาพเช่น โรคหอบหืดและระบบทางเดินหายใจที่ไม่ปกติ เด็ก สตรีมีครรภ์ และผู้สูงอายุ
หากคุณกำลังจะเผาชีวมวล "เตาอัดเม็ดเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด" เพื่อลดการปล่อยมลพิษที่ทำลายสุขภาพ Chafe กล่าว “การปล่อยมลพิษสามารถต่ำกว่าเตาฟืนประเภทอื่น ๆ และโดยปกติแล้ว”
เม็ดมีคุณภาพสม่ำเสมอและถูกป้อนเข้าเตาและหม้อต้มด้วยระบบควบคุมอัตโนมัติ นำไปสู่การเผาไหม้ที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น—และคาร์บอนดำและก๊าซมีเทนน้อยลง อย่างไรก็ตาม ไม้คอร์กมีรูปร่างและขนาดและระดับความชื้นที่หลากหลาย
กการศึกษาล่าสุดในอิตาลีตรวจสอบการปล่อยก๊าซมีเทนจากเครื่องทำความร้อนไม้และเชื้อเพลิงอัดเม็ดแบบต่างๆ และพบว่าเตาเชื้อเพลิงอัดเม็ดแบบอัตโนมัติผลิตก๊าซมีเทนน้อยกว่าเตาฟืนแบบมีสายมาก ผู้เขียนสรุปได้ว่าในช่วงเวลา 20 ปี ภาวะโลกร้อนที่เกิดจากสารมลพิษในสภาพอากาศอายุสั้นที่ปล่อยออกมาจากเตาฟืน แต่ไม่ใช่เตาอัดเม็ดนั้นมีปริมาณมากกว่าการลดลงของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากการหลีกเลี่ยงการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล
องค์ประกอบของมนุษย์
ในเดือนพฤษภาคม 2563ใหม่ ขีดจำกัดการปล่อยควันของ EPA ที่เข้มงวดยิ่งขึ้นสำหรับเตาฟืนมีกำหนดจะมีผลบังคับใช้ แต่เพียงเพราะเตาฟืนได้รับการรับรองจาก EPA ไม่ได้แปลว่ามีควันน้อยลงโดยอัตโนมัติ มีพื้นที่มากมายสำหรับ "ข้อผิดพลาดของผู้ใช้"
ในขณะที่ผู้ใช้เตาที่ช่ำชองสามารถรักษาไฟให้ร้อนและเกิดการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น แต่เจ้าของบ้านทุกคนไม่ได้เผาฟืนอย่างถูกต้อง
Chafe กล่าวว่า "อาจเป็นเรื่องยากมากที่จะบอกได้ว่าเตามีประสิทธิภาพสะอาดเท่าที่ควรในระดับครัวเรือนหรือไม่"
และยังมีความท้าทายอีกประการหนึ่งคือการให้ Vermonters เปลี่ยนจากไม้ระแนงที่พวกมันสามารถสับเองได้เป็นเตาอัดเม็ดหรือความร้อนที่ไม่ใช่ฟืน
ความรักอันยาวนานของเวอร์มอนต์กับไม้นั้นเชื่อมโยงกับความเชื่อเรื่องการพึ่งพาตนเองอย่างแยกไม่ออก ในช่วงสัปดาห์แรกของการทำงาน Hanson เธอพบว่าตัวเองกำลังโน้มน้าวคุณประโยชน์ของระบบทำความร้อนไม้ขั้นสูงให้กับ Vermonter รุ่นเก่า “อืม เอ็มมา” เขาตอบ “ฉันมีต้นไม้ 100 เอเคอร์ในที่ดินของฉัน แต่ฉันไม่มีต้นไม้อัดเม็ดแม้แต่ต้นเดียว”
ภาพยอดนิยม: Shawn Patrick Ouellett / Portland Press Herald ผ่าน Getty Images