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Avaliando os Impactos da Biodiversidade do Aquecimento Distrital

Avaliar como a origem da energia afeta a biodiversidade em sistemas de aquecimento.

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O uso de energia em edifícios responde por quase 40% do consumo total de energia do mundo, sendo que o aquecimento representa cerca de 60% desse total. Em várias partes do Norte e Leste da Europa, além da Rússia e China, o aquecimento a partir de redes distritais é um método comum para fornecer água quente e calor. Por exemplo, cerca de metade dos residentes e prédios na Finlândia e na Suécia depende do Aquecimento Distrital.

Com o mundo tentando se afastar dos combustíveis fósseis, provavelmente haverá uma necessidade maior de fontes renováveis de energia, como madeira e outros tipos de biomassa para aquecimento distrital. Apesar do potencial da bioenergia, sua expansão enfrenta desafios, como a disponibilidade de recursos, a competição por esses recursos e a necessidade de preservar Ecossistemas florestais. A pressão para preservar as florestas devido à sua capacidade de armazenamento de carbono também limita a quantidade de biomassa que pode ser coletada. Além disso, há preocupações sobre os efeitos da extração de biomassa na Biodiversidade, embora a extensão desses impactos em relação ao aquecimento distrital ainda não tenha sido totalmente compreendida.

Preocupações com a Biodiversidade

As atividades humanas mudaram drasticamente os ambientes naturais nas últimas décadas. Como resultado, o número e a variedade de espécies estão diminuindo, as taxas de extinção estão aumentando e os ecossistemas em todo o mundo estão sofrendo. Os principais fatores que impulsionam essas mudanças incluem o uso insustentável da terra e a extração intensa de recursos, a mudança climática, a propagação de espécies não nativas prejudiciais e a poluição. Estima-se que o uso da terra pelos humanos afete até 75% da superfície da Terra. A extração de biomassa para aquecimento distrital contribui para a exploração direta de recursos naturais, o que pode levar a mais perda de biodiversidade.

Organizações, como empresas, hospitais e instituições educacionais, desempenham um papel crucial em como a sociedade opera. Para determinar seu impacto no bem-estar do planeta, é importante avaliar os efeitos ambientais de suas atividades, como emissões de carbono e perda de biodiversidade. Ferramentas como análises de pegada de carbono ajudam a medir os efeitos climáticos das ações humanas, mas métodos para avaliar o impacto na biodiversidade ainda estão em desenvolvimento. Até agora, avaliações de impactos na biodiversidade ligadas a atividades organizacionais são bastante raras.

Avaliando os Impactos na Biodiversidade

Nesta discussão, é proposto um framework para analisar os efeitos negativos na biodiversidade decorrentes do uso de aquecimento distrital a partir de turfa e madeira, com um foco especial na Universidade de Jyväskylä como estudo de caso.

Abordagem dos Hectares de Habitat

As atividades humanas podem impactar espécies e ecossistemas de forma positiva ou negativa. A degradação do ecossistema refere-se especificamente a impactos prejudiciais. Medir a biodiversidade é complicado porque até pequenas áreas podem conter milhares de espécies. Em vez de contar espécies individuais, uma abordagem mais prática é avaliar a condição de ecossistemas inteiros ou tipos de habitat. Esse método é conhecido como utilizar hectares de habitat como uma unidade comum para medir a biodiversidade.

A condição de um ecossistema pode ser classificada em uma escala de 0 a 1, onde 0 indica degradação completa e 1 significa um estado virgem. Por exemplo, uma área que perdeu 60% de sua condição natural seria classificada como 0.4. Esse método permite uma forma padronizada de avaliar a perda de biodiversidade e pode ser aplicado em vários contextos.

Existem outros métodos para avaliar os impactos na biodiversidade, como análise de insumo e produto ambientalmente estendida e avaliação do ciclo de vida. A abordagem de hectares de habitat é preferida para esta discussão, pois foca no impacto do consumo de combustível para aquecimento distrital.

Avaliando Impactos na Biodiversidade da Extração de Madeira

A bioenergia à base de madeira pode vir da colheita de árvores especificamente para energia ou de materiais remanescentes da indústria madeireira. Remover restos de madeireira pode levar a uma diminuição dos nutrientes e da qualidade ambiental de uma floresta, impactando negativamente a biodiversidade. A extensão da extração de biomassa pode variar entre países, com valores mais altos registrados na Suécia e Finlândia em comparação à França e América do Norte.

Madeira morta é vital para muitos organismos florestais. Remover esse material pode reduzir significativamente os habitats para espécies que dependem de madeira morta. A extração de madeira para energia pode diminuir o número de fungos que habitam a madeira e reduzir as oportunidades de nidificação para várias espécies. Mudanças físicas e químicas que ocorrem devido a essas práticas podem alterar a qualidade do solo, afetando assim a saúde da floresta.

Avaliando Impactos na Biodiversidade da Extração de Turfa

Na Finlândia, muitas áreas de turfa estão ameaçadas e abrigam várias espécies em perigo. O maior risco para esses ecossistemas vem de atividades como drenagem, extração de turfa, desmatamento e agricultura. A mineração de turfa destrói ecossistemas quando as áreas de turfa são drenadas e a vegetação superficial é removida. Esse processo tem impactos diretos nos habitats envolvidos, mas também pode afetar áreas próximas através de mudanças no fluxo de água.

Drenar áreas de turfa reduz os níveis de água subterrânea e permite que nutrientes vazem para os sistemas hídricos circundantes, prejudicando esses ecossistemas. A saúde geral das áreas de turfa é crítica, já que sua hidrologia afeta a biodiversidade que suportam.

Etapas do Framework para Avaliar o Impacto na Biodiversidade

Etapa 1: Definir os Limites da Avaliação

O primeiro passo é definir claramente quais partes e operações da organização serão incluídas na avaliação dos impactos na biodiversidade. Uma vez definidos esses limites, é necessário calcular o consumo total de energia que se encaixa nessa área.

Etapa 2: Identificar os Tipos de Combustível Usados

Em seguida, é essencial identificar os tipos de combustível utilizados no sistema de aquecimento distrital e entender de onde eles vêm. Para a Universidade de Jyväskylä, a energia vem de uma empresa local que emprega uma mistura de combustíveis, principalmente madeira e turfa, com algumas contribuições menores de combustíveis fósseis.

Etapa 3: Calcular o Rendimento Energético

Para cada tipo de combustível, é necessário estabelecer o rendimento energético por unidade de volume. Esses dados são geralmente obtidos de estatísticas e literatura confiáveis.

Etapa 4: Determinar o Rendimento Volumétrico

Estimar o rendimento volumétrico por área de extração é o próximo passo. Essas informações também são extraídas da literatura, e as práticas de extração de cada combustível devem ser consideradas.

Etapa 5: Quantificar o Impacto na Biodiversidade

Agora, podemos avaliar o impacto na biodiversidade de cada tipo de combustível. Isso envolve avaliar a condição ecológica da área de extração antes e depois do processo de extração, junto com a área total envolvida.

Etapa 6: Impacto Total na Biodiversidade de Cada Tipo de Combustível

Nesse ponto, o impacto geral na biodiversidade relacionado ao uso de cada tipo de combustível pode ser quantificado. Multiplicando o impacto por unidade pelo total de energia utilizada, podemos encontrar o impacto total na biodiversidade.

Etapa 7: Impacto Total na Biodiversidade do Aquecimento Distrital

Aqui, somamos os impactos de todos os tipos de combustíveis para ter uma visão geral do impacto na biodiversidade associado ao consumo de aquecimento distrital da organização.

Etapa 8: Analisar os Resultados

Finalmente, interpretar os resultados é crucial. Uma análise do impacto geral na biodiversidade por tipo de combustível e por unidade de energia pode fornecer insights sobre como a organização pode reduzir os efeitos negativos sobre a biodiversidade. Essas informações poderiam orientar mudanças e políticas necessárias.

Resultados do Estudo de Caso

No caso da Universidade de Jyväskylä, revelou-se que os impactos na biodiversidade do consumo de aquecimento distrital resultaram em perdas significativas nos ecossistemas de florestas e áreas de turfa. A análise mostrou que mais área em condições virgens é perdida devido às práticas energéticas atuais do que seria esperado.

Ao considerar os tipos de combustíveis, a extração de turfa teve o maior impacto por unidade de área, seguida por aparas de madeira. No entanto, como a turfa é continuamente extraída dos mesmos locais sem impactos adicionais, os efeitos anuais sobre a biodiversidade são diluídos.

Quando ampliado para o nível nacional, o impacto na biodiversidade de todos os tipos de aquecimento distrital na Finlândia foi encontrado como substancial. Isso cria uma questão urgente, especialmente à medida que os esforços continuam a reduzir a dependência da turfa.

A Transição da Turfa para Combustíveis de Madeira

À medida que a Finlândia busca diminuir o uso de turfa, uma mudança em direção aos combustíveis de madeira tem sido observada. Paralelamente, enquanto a turfa é uma fonte de energia não renovável, os combustíveis de madeira são frequentemente considerados renováveis. No entanto, os impactos ambientais da extração de madeira não podem ser ignorados, e há preocupação sobre a perda de biodiversidade ligada ao aumento da colheita de madeira.

Essa situação apresenta um dilema para a política energética na Finlândia. Embora reduzir o uso de turfa possa parecer favorável para as metas climáticas, isso pode inadvertidamente impulsionar impactos maiores na biodiversidade devido ao aumento do consumo de madeira. O equilíbrio entre clima e biodiversidade precisa ser cuidadosamente considerado.

Considerações Futuras

O objetivo de manter a biodiversidade deve ser integrado ao planejamento da produção de energia. Embora o aquecimento distrital continue a ser um elemento de infraestrutura chave, os tipos de combustíveis usados devem ser escolhidos com uma compreensão de seus impactos ambientais. Pesquisas limitadas existem sobre os impactos na biodiversidade em relação a diferentes combustíveis, mas avaliar esses efeitos é crucial para desenvolver práticas energéticas sustentáveis.

Para apoiar a biodiversidade, é necessária uma visão mais ampla, levando em conta não apenas o uso da terra, mas também o consumo de água, poluição, mudança climática e outros fatores que contribuem para a perda de biodiversidade. As complexas relações entre consumo de energia, mudança climática e biodiversidade devem ser navegadas para desenvolver estratégias eficazes que garantam a proteção dos ecossistemas naturais enquanto atendem às necessidades energéticas.

Fonte original

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

Resumo: 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.

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

Última atualização: 2024-03-21 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: 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

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

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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