Elektrijaamades biomassi põletamine võib kasvatada Eesti CO2 heitmeid, seades kahtluse alla selle kliimasõbralikkuse. Kui metsa targalt majandada, ei pruugi suurem puidupõletamine Eesti metsi kahjustada, kuid teiste riikide kogemuste põhjal ei tasu loota, et kütusevajaduse katmiseks piisab vaid raie- ja puidujääkidest, leiavad teadlased.

"Biomassi põletamisest on saanud paljude Euroopa riikide jaoks CO2 heitmete vähendamise üks nurgakividest, kuid see otsus on poliitiline. Puhtalt teaduslikust vaatenurgast pole meil võimalik veel täie kindlusega öelda, kui palju seeläbi süsinikku õhku paisatakse ja mis ajaks taimed selle uuesti atmosfäärist eemaldavad," tõdes Laurent Augusto, Prantsusmaa riikliku põllumajandusuuringute instituudi teadur. Saadavad tulemused sõltuvad tugevalt mudelites tehtavatest eeldustest. Neid, omakorda, mõjutavad kohalikud eripärad ja töörühmade eelhoiakud.

Hoolimata lünkadest teadmistes, näevad rahvusvahelised kliimalepped Euroopa Liidus bioenergiat süsinikuneutraalsena. Teisisõnu: puidu põletamine justkui ei suurendagi CO2 emissiooni. Seejuures ei tehta vahet, kui kaua aega võtab põletamisel vallanduva süsiniku sidumine looduses. Kui kõrrelised ja vitshirss võivad kasvada tagasi juba järgmisel aastal, võib võtta metsades süsinikuvarude täielik taastumine 50–100 aastat. Senikaua tõstavad kütuse põletamisel tekkinud CO2 molekulid planeedi temperatuuri täpselt samal viisil kui fossiilkütuste heitmed.

"Äärmusliku näitena võiks praegu kogu Amazonase vihmametsa maha raiuda, selle graanulitena Euroopa Liitu saata, ära põletada ja riigid saaksid täie tõsidusega väita, et nad on vähendanud süsinikuheitmeid märkimisväärselt."

Timothy Searchinger

"Äärmusliku näitena võiks praegu kogu Amazonase vihmametsa maha raiuda, selle graanulitena Euroopa Liitu saata, ära põletada ja riigid saaksid täie tõsidusega väita, et nad on vähendanud süsinikuheitmeid märkimisväärselt," viitas Timothy Searchinger, Princetoni Ülikooli teadur.

Vastuolu ulatub 1997. aastal sõlmitud Kyoto protokolli. Arvepidamise hõlbustamiseks tuli selle raames süsinikuheitmed kirja panna metsa raiumisel, kuid mitte puitmaterjali põletamisel. Juhised toimivad eesmärgikohaselt ühe riigi piires, ent jäävad hätta üleilmsete kaubavoogude jäädvustamisel.

Euroopa Liit soosib fossiilkütuste asendamist biomassiga. EL-i taastuvenergeetika direktiivi raames on aga piiriülese puidukaubanduse maht märkimisväärselt kasvanud. Viimase viie aastaga on saadetud ainuüksi USA-st Euroopa Liitu enam kui seitse miljonit tonni puidugraanuleid. Eesti eksporditava küttepuidu koguväärtus on kasvanud viimase kümne aastaga rohke kui kolm korda, ulatudes 2018. aastal peaaegu 220 miljoni euroni. Euroopa Liitu saadeti erineval kujul ligi 1,8 miljonit tonni küttepuitu.

Euroopa teaduste akadeemiate teadusnõukoda (EASAC) keskkonnaprogrammi juht Michael Norton nentis, et juhise heakskiitmisel ei osatud seda tõenäoliselt ette näha.

Eeskätt loodeti kasutada tõhusamalt juba olemasoleva puidutööstuse jääke ja muuta seda jätkusuutlikumaks. "Selle asemel paisus pärmina hoopis teine, graanuleid tuhandete kilomeetrite kaugusele saatev tööstusharu. Nõudlust kasvatavad elektrijaamad, mis võivad nõuda nende põletamiseks taastuvenergiatoetust. See julgustab valitsusi maksma peale tegevustele, mis on kliimale kahjulikud," laiendas Norton.

Kliimasõbralik kütus?

Aastal 2015 sõlmitud Pariisi kliimalepe kutsub riike üles tegema jõupingutusi, et piirata üleilmset temperatuuritõusu 1,5 °C-ga. Vanamoodi jätkates kasvaks oluliselt liikide väljasuremiskiirus, äärmuslike ilmastikunähtuste sagedus ja pidurduks SKP kasv.

Eesmärgi täitmiseks peaksid vähenema maailma süsihappegaasi heitmed 2030. aastast võrreldes 2010. aastaga enam kui poole jagu. Paradoksaalsena võib biomassi põletamise tõttu nende hulk vähemalt ajutiselt hoopis suureneda.

"Biomassi põletamisel tekkiv CO2 pole fossiilse iseloomuga, aga lühiajaliselt suurendab see ikkagi koguheidet."

-- Ülo Mander

"Biomassi põletamisel tekkiv CO2 pole fossiilse iseloomuga, aga lühiajaliselt suurendab see ikkagi koguheidet. Selle sidumiseks on vaja jälle taimkatet – meil eeskätt metsa. Kui seda otsast põletatakse, on bilansi tagamiseks ülimalt oluline jälgida raiemahte," rõhutas Ülo Mander, Tartu Ülikooli loodusgeograafia ja maastikuökoloogia professor.

Erinevus tuleneb puidu kütteväärtusest. Isegi kuiva puidu puhul kulub suur osa põlemisel vallanduvast energiast selles leiduva vee aurustamiseks. Puiduhakke ja puitgraanulite keskmine kütteväärtus on vastavalt 12,5 MJ/kg ja 17 MJ/kg. Kui põletada samas koguses gaasi, siis samas koguses energia saamiseks vallandub süsihappegaasi kolm korda vähem. Eesti põlevkiviga võrreldes on vahe parem: selle kütteväärtus jääb 8–10 MJ/kg vahele.

Lisaks puidu põletamisel vabanevale CO2-le tuleks arvata heitmetele juurde aga ka puidukütte kogumiseks ning graanulite valmistamiseks ja transpordiks kulutatud energia.

Sõltuvalt mullatüübist võib eralduda raiele järgnenud aastatel süsihappegaasi mullahingamise läbi. Kuigi viimase hindamine on Manderi sõnul fossiilkütuste põletamisel lenduvate koguste arvestamisest märksa olulisem, on selle hindamine palju keerukam. Tulemused sõltuvad eeldustest ja täpsetest mõõtmisel kasutavatest meetoditest.

Majanduslik tagapõhi

Massachusettsi Tehnoloogiainstituudi süsteemidünaamika ja insenerisüteemide professor John Sterman hoiatas, et biomassi põletamise toetamisega pidurdatakse teiste taastuvenergeetika lahenduste kasutuselevõttu. "Ainuüksi Suurbritannia kunagise suurima söeelektrijaama Drax biomassil käimas hoidmine nõuab maksumaksjatelt iga päev enam kui miljoni naela suurust toetust. Mõistlikum oleks investeerida see energiaallikatesse, mis teenivad oma süsinikuvõla tagasi mitte paarikümne või 50 aastaga, vaid juba mõne aasta jooksul," laiendas Sterman.

Draxi elektrijaama jahutusvee tornid. Autor/allikas: SCNAPIX/AFP/OLI SCARFF

Ebakõlale osutas ka Michael Norton. "Söe ja saastavamate kütuste biomassiga asendamiseks pole praeguste süsiniku hindade juures veel majanduslikku põhjust. See tasub ära vaid suhteliselt suurte subsiidiumite korral. Selle asemel, et eeldada keskkonnasõbralikkust ükskõik milliselt bio- eesliitega tootelt või tegevuselt, peaksid näitama suuremad projektid selgelt, kuidas aitavad need kliimamuutusi pidurdada," sõnas Norton.

"Niigi mõne aasta jooksul lagunevate raidmete või vana tooli põletamine energia saamiseks on hea ja tervitatav. Praktikas katavad taolised allikad aga Euroopa riikide vajadustest väikese osa."

-- Miguel Brandão

Ülejäänud taastuvenergia lahendustega konkureerimine muutub tulevikus raskemaks. Päikeseenergia omahind jääb praegu mõnel pool maailmas alla kahe sendi kilovatt-tunni kohta. Euroopa avamere tuuleparkidest pärit energia hind on alla 0,06 €/kWh.

Teadlaste sõnul tuleb mõelda sellelegi, kas katlasse saadetavat puitu saaks kasutada pikemaealisemate toodete valmistamiseks. "Niigi mõne aasta jooksul lagunevate raidmete või vana tooli põletamine energia saamiseks on hea ja tervitatav. Praktikas katavad taolised allikad aga Euroopa riikide vajadustest väikese osa. Puude raiumine bioenergia tarbeks ei pruugi olla seevastu kõige tõhusam puidu kasutus," sõnas Miguel Brandão, Rootsi Kuningliku Tehnoloogiainstituudi tööstusökoloogia ja olelusringi dotsent.

Näiteks aastal 2015 ilmunud analüüsi kohaselt toodeti 90 protsenti USA-st Suurbritanniasse jõudnud graanulitest paberi- või ümarpuidust või muude toodete valmistamiseks sobinud saepurust. Draxis põletatavast biomassist moodustasid madalama kvaliteediga ümarpuidust valmistatud graanulid möödunud aastal 30 protsenti. Timothy Searchinger pidas selle valguses silmakirjalikuks, kui palju tähelepanu pööratakse näiteks vanapaberi taaskasutuse tähtsusele.

Norton, Brandão ja Searchinger pole oma kahtlustega üksi. Biomassi põletamise laiendamise suhtes avaldasid viimastel aastatel umbusku mitmed Euroopa riiklikud teadusakadeemiad ja neid ühendav Euroopa teaduste akadeemiate teadusnõukoda. Sõltumatu algatusena esitasid 2018. aasta alguses ligi 800 valdkonnas tegevat teadlast europarlamendile ühispöördumise, paludes teha taastuvenergeetika direktiivis parandusi.

Eesti eripärad ja mõju metsadele

Sellele vaatamata on surve bioenergia osakaalu kasvatamiseks tugev. Aasta alguses Euroopa Parlamendis heakskiidetud juhise kohaselt peab kasvama taastuvenergia osakaal aastaks 2030 võrreldes 2015. aastaga kaks korda. Arvutuste kohaselt tuleks sellisel juhul kasutada terves Euroopa Liidus praegu raiutavat puitu vaid energia tootmiseks. Teise võimalusena tuleks suurendada oluliselt raiemahte või puidu importi teistest riikidest.

"Kliimakriisi aktuaalsuse tõttu võime kaaluda rohkema biomassi kogumist, kuid peame olema seejuures ettevaatlikud ega tohiks teha seda igal võimalikul viisil."

-- Laurent Augusto

"Kliimakriisi aktuaalsuse tõttu võime kaaluda rohkem biomassi kasutamist, kuid peame olema seejuures ettevaatlikud ega tohiks teha seda ükskõik mis viisil," sõnas Laurent Augusto. Valede töövõtetega võib väheneda pikas plaanis mulla toitainete- ja süsinikusisaldus ning metsade elurikkus. Siinkohal tuleb mängu teadlaste oskusteave.

Eesti Maaülikooli metsakasvatuse ja metsaökoloogia professor Veiko Uri nentis, et teemakohaseid uuringuid napib. Võrreldes Põhjamaadega on Eestis eeldused biomassi tootmiseks tema hinnangul siiski head. Tema sõnul pole raiejäätmeid Eestis kasutatud kuigi kaua. "Võrreldes puudes ja muldades olevaid toitainete varusid ei mõjuta aga raidmete eemaldamisest tingitud toitainete lisakadu viljakate ja keskmise viljakusega metsamuldade produktsioonivõimet ehk järgmise metsapõlvkonna kasvu negatiivselt," laiendas professor seniste teadustööde põhjal.

Maaülikooli teadlased üritavad hinnata juurtes leiduvat süsinikku Autor/allikas: Veiko Uri

Näiteks on Eesti kaasikutes ja lepikutes puudes ning taimestiku biomassis seotud lämmastiku varu suurusjärgu võrra väiksem mulla lämmastikuvarudest. Raidmete eemaldamine võiks olla oluline ekstreemsemates kasvukohtades nagu loo- ja nõmmemetsades, kuid neid majandatakse tagasihoidlikult. Samuti pole seadusega lubatud neist kasvukohtadest raiejäätmeid eemaldada.

Sama ei pruugi paika pidada mujalt pärit biomassi puhul. Laurent Augusto võttis 2015. aastal kokku kõik selleks ajaks avaldatud uuringud. Kuigi raidmete eemaldamine ei vähendanud peaaegu ühegi toitaine sisaldust, vähenes sellega puude kasvukiirus keskmiselt viis protsenti. Mida rohkem laasitud oksi, puulatvu ja muid jääke ära viidi, seda suurem oli mõju. Samal ajal soodustas puude kasvu kändude ja jämedate juurte eemaldamine

Praktilise näpunäitena lisas Uri, et kõige suurema jälje jätab mulla toitainevarudele langilt lehtede ja okaste ära viimine. Seetõttu tuleks oodata raiejääkide kogumisega pärast raie lõpetamist paar kuud nende varisemiseni. Leht- või segametsas tuleks teha töid sügisel või talvel.

Kurjajuur peitub üksikasjades

Kliima ja liigilise mitmekesisuse säilitamise seisukohalt on toitainetest olulisem mullas leiduv süsiniku hulk. Raie mõjul tõuseb reeglina mulla temperatuur. Mikroorganismidele muutub kättesaadavaks suurel hulgal süsinikku, mis ergutab lühiajaliselt nende elutegevust. Langi süsinikuheitmed saavad kasvada mõlema tõttu. "Süsiniku liikumise võtab kokku lihtne reegel "kiirelt välja, aeglaselt sisse". Raie järel võtab mulla süsiniku hulga kasvu täheldamine aega keskmiselt kümme aastat, selle vähenemist võib näha juba aasta-kahega," sõnas Laurent Augusto.

Seniste teadmiste põhjal avaldub siinkohal raidmete kogumise ja ainult puutüvede metsast välja viimise kõige suurem erinevus. Aastal 2015 ilmunud Augusto metaanalüüsi põhjal väheneb tavaraie puhul küll metsaaluses leiduv süsiniku hulk, kuid selle hulk kasvab mulla sügavamates kihtides. Biomassi intensiivse koristamise ehk ka kändude, okste, lehtede-okaste ja mõnikord metsaaluse rehitsemise korral väheneb selle hulk seevastu kõigis mulla kihtides. Kuigi analüüs hõlmas 284 lanki, keskendus see vaid Põhja-Ameerika ja Euroopa metsadele.

"Näeme (Eestis), et süsinikubilansi taastumine ei võta lageraiejärgselt aega aastakümneid, vaid on suhteliselt kiire protsess."

-- Veiko Uri

Teemaga Eestis kümme aastat tegelenud Veiko Uri märkis, et Eestis on raielankidel seniste uuringute põhjal lageraie järel mõõdetud mullasüsiniku emissioon samas suurusjärgus kasvavates metsades mõõdetuga või isegi madalam. Selle taga on alustaimestiku kasv. Kasvav mets ise võib muuta süsiniku eritajast selle sidujaks kuue-seitsme aasta järel. Terve riigi kohta üldistuste tegemiseks on tehtud uuringuid taas liiga vähe, kuid midagi siiski juba metsamajandamise mõju kohta öelda saab.

Ennekõike sõltub see noorte puude kasvukiirusest ja nende hulgast. "Siinkohal peab rõhutama õigeaegse ja eduka metsauuendamise tähtsat rolli nende alade muutmisel taas süsinikku siduvateks ökosüsteemideks. Ent näeme, et süsinikubilansi taastumine ei võta lageraiejärgselt aega aastakümneid, vaid on suhteliselt kiire protsess," laiendas Uri.

Ei saa läbi elurikkuseta

Mullas talletunud süsiniku hulk ei mõjuta vaid kliimat, vaid ka sealset elurikkust. Taaskord sõltub aga paljugi kohalikest oludest. "Mida rohkem on selles süsinikku, seda rohkem liike seal tavaliselt elab. Väga suuri üldistusi siiski teha ei saa. Tähtsamana tuleb meeles pidada, et ühte süsteemi ei saa lihtsalt teisega asendada ja oodata, et sellel pole mitte mingisugust mõju," leidis Miguel Brandão.

Tartu Ülikooli taimeökoloogia vanemteadur Maarja Öpik märkis, et raiejäätmete ulatusliku koristamisega vaesub mikroorganismide toidulaud. "Mahalangenud puuoksad, lehed ja surevad puujuured aitavad kaasa mulla tekkele. Muld kui selline on meile vajalik selleks, et see mets üldse kasvada saaks. Kui muudame maastiku väga šveitsi juustu taoliseks, ei saa meie jaoks oluline mullaelustik enam taastuda," selgitas vanemteadur. Väheväärtuslike puuliikide raiumine mõjutab nende seentest partnerliikide heaolu ja selle kaudu mullastiku ülejäänud elustikku.

"Muld kui selline on meile vajalik selleks, et see mets üldse kasvada saaks. Kui muudame maastiku väga šveitsi juustu taoliseks, ei saa meie jaoks oluline mullaelustik enam taastuda."

-- Maarja Öpik

Suuremas plaanis tagab terve mullaelustik inimeste heaolu ja pakub palju erinevaid ökosüsteemi teenuseid. Lisaks puhtamale veele ja õhule vähendab see üleujutuste ulatust ning toitainete rikkust. Öpik tõdes, et praegu on veel raske hinnata, kui suure liigirikkuse vähenemise tagajärjel vaesub see pöördumatult.

Tartu Ülikooli looduskaitsebioloogia töörühma teadur Kadri Runnel rõhutas, et metsaraie absoluutne vastane pole ilmselt mitte ükski bioloog. Kohati aitavad häiringud isegi liigirikkust kasvatada.

"Doktorantuuri tehes olin üpris üllatunud, kui suur see liigirikkus raiesmikel oli. Toona olid Eesti majandusmetsad nii kõdupuidurikkad, et seal said elada mitmed Põhjamaades ainult kaitstud põlismetsades elavad (seene)liigid," meenutas teadur. Viimase kümnendi jooksul on aga metsamajandus oluliselt intensiivistunud ning erinevus majandus- ja kaitstud metsade vahel kasvab.

Plaanitud intensiivistumine võimendaks liigirikkuse kadu tema hinnangul veelgi. "Meil oleks vaja lihtsalt vahet teha. Väga halb mõte oleks hakata välja vedama kõigilt raiesmikelt kõiki raidmeid. Seniste uuringute põhjal oleme järeldanud, et vähesel määral pole see mingi probleem. Peame kindlustama, et jääks ka selliseid raiesmikke, kus seda ei tehta," lisas Runnel.

Laiem pilt ja teised lahendused

Lisaks biomassi kogumise senisel tasemel hoidmisele või selle vähendamisele soovitasid ERR Novaatoriga suhelnud teadlased näha poliitikutel laiemat pilti. Näiteks on arenenud viimastel aastatel hüppeliselt teiste taastuvenergeetika lahendused. Päikesepaneelid toodavad hektari kohta isegi viljakatel muldadel kasvavatest metsadest üle saja korra rohkem energiat.

Ruumi on ka hoonete energiatõhususe parandamises. "Pidin hiljuti renoveerima oma 90-aastast maja. Arvutuste kohaselt teenime küttekulude ja päikesepaneelide elektri müügi arvelt lisasoojustuseks ja uuteks akendeks kulunud raha tagasi umbes seitsme aastaga. Börsil mängides reeglina nii hea tootlusega investeeringuid ei leia ja mu jalad ei külmeta enam talvel," tõi John Sterman lihtsa näite.

Michael Norton soovis näha aga taastuvenergiatoetuste jagamise reeglite karmistamist. Seda on teinud vahepeal Suurbritannia, mille tõttu järgmises taotlusvoorus Draxi elektrijaam enam neid ei saa. "Kui tahta vältida kohtuvaidlusi Euroopa Liidu tasandil, on see keerukam, kuid tehtav. Toetuse algse eesmärgi täitmiseks võiks kehtestada elektri- ja koostoomisjaamadele võimsuspiirangu, millest alates peavad need selgelt näitama, kuidas ja kui palju nendes biomassi põletamine kliimat säästab," leidis Norton.

"Enne rääkisid kõik bioenergia kasulikkusest, kuid nüüd on paljud silmapaistvad teadlased selle kahtluse alla seadnud. Kardan, et otsuste tegijad on seetõttu rohkem segaduses kui kunagi varem"

-- Miguel Brandão

Ühtlasi tuleks määrata Timothy Searchingeri hinnangul õiglane hind puidus ja metsas leiduvale süsinikule. "Praegune kava suurendada bioenergia tootmist õõnestab Euroopa Liidu teist kliimaplaani, milleks on metsade säilitamine ja metsastunud alade laiendamine. CO2 kvootide ja fossiilse süsiniku hinna kerkides muutub metsa maha raiumine üha ahvatlevamaks," leidis teadur. Ühe lahendusena võiks maksta kasvava metsa omanikele sellest hoidumiseks toetust.

Miguel Brandão rõhutas, et poliitikud ei pea mõistma kunagi üksikasjadeni iga nende ees seisva otsuse taga olevat valikut. Nende arusaadavaks muutmine on teadlaste ülesanne. "Sellega ei ole päris hästi hakkama saadud. Enne rääkisid kõik bioenergia kasulikkusest, kuid nüüd on paljud silmapaistvad teadlased selle kahtluse alla seadnud nii selle mõju tõttu kliimale kui ka liigirikkusele. Kardan, et otsuste tegijad on seetõttu rohkem segaduses kui kunagi varem," nentis dotsent.

Siiski on põhjust olla optimistlik. Näiteks arvestab Euroopa Liidu uus taastuvenergiadirektiiv biokütuste puhul ka kaudseid muutusi maakasutuses. Teisisõnu õnnestus teadlastel poliitikutele selgeks teha, et mõned biokütused saastavad maailma rohkem kui fossiilkütused.