木质级联使用,确保可持续性

发布时间:   2021-01-30 17:05:01   文章来源:   真木网   浏览量:   131  

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再过10年,可持续林业将能满足不断增长的木材需求。因此,在德国和欧洲,正在讨论更负责任和更有效地利用木材的新概念,但资源仍然有限。慕尼黑技术大学(TUM)的研究人员正在利用一个欧洲研究项目的数据来分析木材采伐和燃烧之间多种使用的潜在效率。

木材的级联使用是否真的能提高资源效率?例如,如果原木首先用于制造建筑元素,然后板条为桌子,最后切碎并变成芯片板,然后被烧成能源在发电厂?为了回答这个问题,迈克尔·里斯和教授加布里埃尔·韦伯-布拉施克和克劳斯·里希特从木材科学主席在TUM开始寻找合适的评估方法。

由许多供应商、制造商和用户组成的级联系统既复杂又昂贵。级联步骤内和之间的材料流动众多且交织在一起。作为一个理论,这个概念已经描述多年,也已被科学证明,以节省化石资源,减少温室气体排放和增加价值。但迄今为止,尚未对资源效率进行有针对性的审查。由于生物生产木材与生产合成原料有根本不同,因此必须研究可再生原材料的级联使用在效率方面是否和在何种程度上得到回报。

为了考虑级联使用的特点,木材研究员Michael Risse应用了整体生命周期方法,分析了所有使用材料的外用性、内部回收过程以及所需的其他主要资源的消耗情况。Exergy 是指可转换为工作的能量百分比。

主要在生产链开始时节省

在两种情况下,TUM 的研究人员比较了一公吨废木材的路径与使用新鲜木材提供相同功能。在第一种情况下,回收的木材最初被加工成木材,然后两次被加工成级联系统中的芯片板。在参考场景中,同样的产品是制造的,但这次是用新鲜的木材制造的。

结果:在级联使用中,木材的使用效率显著提高,为 46%,而单次使用为 21%。由于新鲜木材的使用减少,在生产链开始时实现了最大的节约,这反过来又减少了所需的林地面积。在木材的进一步加工过程中,级联使用仍然效率更高,但程度要小得多。在这两种情况下,芯片板的生产消耗的资源最多,尤其是干燥和粘合的过程。

资源高效加工仍处于起步阶段

在实际工业使用中,级联使用仍处于起步阶段,因为尚未提供必要的物流流程和适应工艺技术。此外,克劳斯·里希特教授说,"能量利用仍然优先于木材的材料使用。每年收获的6 000万公吨森林木材中,几乎有一半用于直接或在工业过程中产生能源。德国可再生能源法(EEG)在2019年之前仍然鼓励使用这种能源,例如通过以进给电价补贴木材能源的热量,或对木颗粒或木屑加热系统等供热设施给予投资补贴。在2016年进行的农业和林业综合气候保护报告中,这种片面的激励措施受到了批评,木科学主席的雇员也为此做出了贡献。

今天,在德国回收的木材中,只有三分之一被转换成纸板;据里希特说,大约700万公吨最终被直接烧毁,以便在发电厂中产生热量和电力。对于木材科学家来说,这至少是一步太少。他和他的研究人员团队提倡对木材进行更密集的材料使用:"在中期,我们需要在燃烧或将其转化为颗粒之前,更高效地利用木材,即多次作为材料。其材料特性不以级联使用的方式。然而,木材的加工和使用需要从规划和概念的角度进行调整,以便多种使用成为现实。

根据博士生迈克尔·里斯的说法,在级联使用背景下进行额外的分析也是必不可少的。"例如,在效率分析过程中,还应考虑到个别主要自然资源的稀缺性,"他说。他发表的研究没有考虑到所谓的"替代效应",这种效应为级联使用提出了另一个重要论点:"使用木制品有助于避免在生产非木材产品(如钢或混凝土)时导致的温室气体排放,并且同样适用于每个额外的级联阶段,"Richter教授解释道,"此外,木材是唯一在整个生命周期内储存碳的材料。

这样,在树生长过程中束缚的碳会从大气中去除,并且只在级联结束时再次释放,而层叠应该尽可能长时间地持续。"然而,仅靠理论分析是无法削减的。我们需要政策制定者和行业采取行动,"里希特强调。


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