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Valutare gli impatti sulla biodiversità del teleriscaldamento

Valutare come la scelta dell'energia influisce sulla biodiversità nei sistemi di riscaldamento.

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L'uso dell'energia negli edifici rappresenta quasi il 40% del consumo totale di energia nel mondo, con il riscaldamento che costituisce circa il 60% di questa cifra. In molte parti del Nord e dell'Est Europa, così come in Russia e Cina, il riscaldamento urbano è un metodo comune per fornire acqua calda e calore. Per esempio, circa la metà dei residenti e degli edifici in Finlandia e Svezia si affida al riscaldamento urbano.

Con il mondo che cerca di allontanarsi dai combustibili fossili, ci sarà probabilmente un maggiore bisogno di fonti di energia rinnovabile, come legno e altri tipi di biomassa per il riscaldamento urbano. Anche se c'è potenziale per la bioenergia, la sua espansione affronta sfide, come le risorse disponibili, la concorrenza per quelle risorse e la necessità di mantenere gli Ecosistemi forestali. La pressione per preservare le foreste per le loro capacità di immagazzinamento del carbonio limita anche quanto biomassa può essere raccolta. Inoltre, ci sono preoccupazioni sugli effetti dell'estrazione di biomassa sulla Biodiversità, anche se l'entità di questi impatti in relazione al riscaldamento urbano deve ancora essere completamente compresa.

Preoccupazioni sulla Biodiversità

Le attività umane hanno cambiato drasticamente gli ambienti naturali negli ultimi decenni. Di conseguenza, il numero e la varietà di specie stanno diminuendo, i tassi di estinzione stanno aumentando e gli ecosistemi in tutto il mondo soffrono. I principali fattori di questi cambiamenti includono l'uso del suolo non sostenibile e l'estrazione intensiva di risorse, il cambiamento climatico, la diffusione di specie non-native dannose e l'inquinamento. Si stima che l'uso del suolo da parte dell'uomo influenzi fino al 75% della superficie terrestre. L'estrazione di biomassa per il riscaldamento urbano contribuisce alla sfruttamento diretto delle risorse naturali, il che può portare a ulteriori perdite di biodiversità.

Le organizzazioni, come imprese, ospedali e istituzioni educative, svolgono un ruolo cruciale nel funzionamento della società. Per determinare il loro impatto sul benessere del pianeta, è importante valutare gli effetti ambientali delle loro attività, come le emissioni di carbonio e la perdita di biodiversità. Strumenti come le analisi dell'impronta di carbonio aiutano a misurare gli effetti climatici delle azioni umane, ma i metodi per valutare l'impatto sulla biodiversità sono ancora in fase di sviluppo. Finora, le valutazioni degli impatti sulla biodiversità legati alle attività organizzative sono abbastanza rare.

Valutazione degli Impatti sulla Biodiversità

In questa discussione, viene proposta una cornice per analizzare gli effetti negativi sulla biodiversità derivanti dall'uso di riscaldamento urbano a torba e legno, con un focus particolare sull'Università di Jyväskylä come caso studio.

Approccio degli Etti Habitat

Le attività umane possono influenzare le specie e gli ecosistemi in modo positivo o negativo. La degradazione degli ecosistemi si riferisce specificamente agli impatti dannosi. Misurare la biodiversità è una sfida perché anche piccole aree possono avere migliaia di specie. Invece di contare le singole specie, un approccio più pratico è valutare le condizioni di interi ecosistemi o tipologie di habitat. Questo metodo è noto come utilizzo di ettari habitat come unità comune per misurare la biodiversità.

La condizione di un ecosistema può essere valutata su una scala da 0 a 1, dove 0 indica una completa degradazione e 1 un stato incontaminato. Per esempio, un'area che ha perso il 60% della sua condizione naturale sarebbe valutata come 0.4. Questo metodo consente un modo standard per valutare la perdita di biodiversità e può essere applicato in vari contesti.

Ci sono altri metodi per valutare gli impatti sulla biodiversità, come l'analisi input-output estesa ambientalmente e la valutazione del ciclo di vita. L'approccio degli ettari habitat è preferito per questa discussione poiché si concentra sull'impatto del consumo di combustibile per il riscaldamento urbano.

Valutazione degli Impatti sulla Biodiversità dall'Estrazione del Legno

La bioenergia basata su legno può provenire dalla raccolta di alberi specificamente per energia o dai materiali di scarto dell'industria del legno. Rimuovere i residui di taglio può portare a una diminuzione dei nutrienti e della qualità ambientale di una foresta, influenzando negativamente la biodiversità. L'estensione dell'estrazione di biomassa può variare tra i paesi, con valori più alti riportati in Svezia e Finlandia rispetto a Francia e Nord America.

Il legno morto è vitale per molti organismi forestali. Rimuovere questo materiale può ridurre significativamente gli habitat per le specie dipendenti dal legno morto. L'estrazione di legno energetico può ridurre il numero di funghi legnosi e diminuire le opportunità di nidificazione per varie specie. I cambiamenti fisici e chimici che si verificano a causa di queste pratiche possono alterare la qualità del suolo, influenzando così la salute della foresta.

Valutazione degli Impatti sulla Biodiversità dall'Estrazione di Torba

In Finlandia, molte torbiere sono minacciate e ospitano numerose specie a rischio. Il maggiore rischio per questi ecosistemi deriva da attività come drenaggio, estrazione di torba, disboscamento e agricoltura. L'estrazione di torba distrugge gli ecosistemi quando le torbiere vengono drenate e la vegetazione superficiale viene rimossa. Questo processo ha impatti diretti sugli habitat coinvolti, ma può anche influenzare le aree vicine attraverso i cambiamenti nel flusso d'acqua.

Il drenaggio delle torbiere riduce i livelli di acqua sotterranea e permette ai nutrienti di filtrare nei sistemi idrici circostanti, danneggiando quegli ecosistemi. La salute complessiva delle torbiere è critica, poiché la loro idrologia influisce sulla biodiversità che supportano.

Passi del Quadro per Valutare l'Impatto sulla Biodiversità

Passo 1: Definire i Limiti della Valutazione

Il primo passo è definire chiaramente quali parti e operazioni dell'organizzazione saranno incluse nella valutazione degli impatti sulla biodiversità. Una volta definiti questi confini, è necessario calcolare il consumo totale di energia che rientra in quest'area.

Passo 2: Identificare i Tipi di Combustibile Utilizzati

Prossimo passo è identificare i tipi di combustibile utilizzati nel sistema di riscaldamento urbano e capire da dove provengono. Per l'Università di Jyväskylä, l'energia proviene da un'azienda locale che impiega un mix di combustibili, principalmente legno e torba, con alcune piccole contribuzioni da combustibili fossili.

Passo 3: Calcolare il Rendimento Energetico

Per ogni tipo di combustibile, è necessario stabilire il rendimento energetico per unità di volume. Questi dati vengono solitamente raccolti da statistiche e letteratura affidabili.

Passo 4: Determinare il Rendimento Volumetrico

Stimare il rendimento volumetrico per area di estrazione è il passo successivo. Queste informazioni sono anche tratte dalla letteratura e devono essere considerate le pratiche di estrazione di ciascun combustibile.

Passo 5: Quantificare l'Impatto sulla Biodiversità

Adesso possiamo valutare l'impatto sulla biodiversità di ciascun tipo di combustibile. Questo comporta una valutazione delle condizioni ecologiche dell'area di estrazione prima e dopo il processo di estrazione, insieme all'area totale coinvolta.

Passo 6: Impatto Totale sulla Biodiversità di Ogni Tipo di Combustibile

A questo punto, l'impatto complessivo sulla biodiversità legato all'uso di ciascun tipo di combustibile può essere quantificato. Moltiplicando l'impatto per unità con l'energia totale utilizzata, possiamo trovare l'impatto totale sulla biodiversità.

Passo 7: Impatto Totale sulla Biodiversità dal Riscaldamento Urbano

Qui, sommiamo gli impatti di tutti i tipi di combustibili per ottenere un quadro complessivo dell'impatto sulla biodiversità associato al consumo di riscaldamento urbano dell'organizzazione.

Passo 8: Analizzare i Risultati

Infine, interpretare i risultati è fondamentale. Un'analisi dell'impatto complessivo sulla biodiversità per tipo di combustibile e per unità di energia può fornire indicazioni su come l'organizzazione può ridurre gli effetti negativi sulla biodiversità. Queste informazioni potrebbero guidare i cambiamenti e le politiche necessarie.

Risultati dal Caso Studio

Nel caso dell'Università di Jyväskylä, è emerso che gli impatti sulla biodiversità derivanti dal consumo di riscaldamento urbano ammontano a perdite significative sia negli ecosistemi forestali che in quelli delle torbiere. L'analisi ha mostrato che più area in condizioni incontaminate viene persa a causa delle attuali pratiche energetiche di quanto ci si aspetterebbe.

Considerando i tipi di combustibile, l'estrazione di torba ha avuto l'impatto maggiore per unità di area, seguita dai trucioli di legno. Tuttavia, poiché la torba viene continuamente estratta dagli stessi siti senza ulteriori impatti, gli effetti annuali sulla biodiversità si livellano.

Quando si scala a livello nazionale, l'impatto sulla biodiversità di tutti i tipi di riscaldamento urbano in Finlandia è risultato sostanziale. Questo crea un problema pressante, specialmente mentre continuano gli sforzi per ridurre la dipendenza dalla torba.

Il Passaggio da Combustibili di Torba a Legno

Mentre la Finlandia cerca di diminuire l'uso di torba, si sta osservando un passaggio verso i combustibili legnosi. Parallelamente, mentre la torba è una fonte di energia non rinnovabile, i combustibili legnosi sono spesso considerati rinnovabili. Tuttavia, non si possono ignorare gli impatti ambientali dell'estrazione del legno e ci sono preoccupazioni riguardo alla perdita di biodiversità collegata all'aumento della raccolta di legno.

Questa situazione presenta un dilemma per la politica energetica in Finlandia. Anche se ridurre l'uso della torba potrebbe sembrare favorevole per gli obiettivi climatici, potrebbe inavvertitamente guidare a un maggior impatto sulla biodiversità a causa dell'aumento del consumo di legno. È necessario considerare attentamente l'equilibrio tra clima e biodiversità.

Considerazioni Future

L'obiettivo di mantenere la biodiversità dovrebbe essere integrato nella pianificazione della produzione energetica. Anche se il riscaldamento urbano rimane un elemento chiave dell'infrastruttura, i tipi di combustibile utilizzati dovrebbero essere scelti con una comprensione dei loro impatti ambientali. Esistono ricerche limitate sugli impatti sulla biodiversità riguardanti i diversi combustibili, ma valutare questi effetti è cruciale per sviluppare pratiche energetiche sostenibili.

Per sostenere la biodiversità, è necessaria una prospettiva più ampia, tenendo conto non solo dell'uso del suolo ma anche del consumo d'acqua, dell'inquinamento, del cambiamento climatico e di altri fattori che contribuiscono alla perdita di biodiversità. Le complesse relazioni tra consumo di energia, cambiamento climatico e biodiversità devono essere navigate per sviluppare strategie efficaci che garantiscano la protezione degli ecosistemi naturali pur soddisfacendo le esigenze energetiche.

Fonte originale

Titolo: Biodiversity impact of the consumption of peat and wood-fired district heating

Estratto: The use of biofuels is becoming an increasingly important part of national and corporate climate strategies. At the same time, the consumption-based biodiversity impacts of biofuels are generally poorly known. Here we used a consumption-based approach to assess the biodiversity impacts of peat and wood-fired district heating in Finland. We combined the information on the area of impacted ecosystems and their condition before and after the impact to evaluate the impact as habitat hectares, i.e., the loss in the condition of the impacted habitats. The habitat hectare approach has not been used in previous studies on consumption-based biodiversity impacts but could be replicated to assess biodiversity impacts in different contexts around the globe. We present an eight-step general protocol for such assessment and discuss the usability of the protocol in assessing consumption-based biodiversity impacts of district heating systems. Considering different fuel types, peat had the highest biodiversity impact per unit area, followed by chips from roundwood and logging residue chips. If we consider the impacts per unit energy, chips from roundwood had the highest and peat the lowest biodiversity impact. We conclude that it is possible to assess biodiversity impacts of raw material-based consumption, like we did in our example case. This protocol should be further developed and refined in different systems and with different raw materials.

Autori: Veera Vainio, S. El Geneidy, P. Halme, M. Peura, J. S. Kotiaho

Ultimo aggiornamento: 2024-03-21 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.19.585717

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.19.585717.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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