В нужном месте, в нужное время солнце и дерево могут быть мощной комбинацией

Иллюстрация ТомокоМидзуно

Вдоль оживленной четырехполосной дороги в Каге, Япония, расположенной между торговыми центрами и рисовыми полями, находится дровяной бизнес под названием Kuberu, что означает «разжигать огонь». Во многие выходные, когда погода хорошая, я присоединяюсь к группе из четырех или пяти человек, чтобы наколоть дрова и сложить их под рядами солнечных батарей. Взамен я могу наполнить заднюю часть своего пикапа дровами для отопления собственного дома.

Тацуя Уэда, владелец этого предприятия, получает срубленные деревья от местных лесных кооперативов, а также от садовников и ремонтных бригад. В этом году он рассчитывает обработать достаточно древесины, чтобы отапливать около дюжины домов в течение долгой влажной зимы. Солнечные батареи, которые укрывают древесину, могут питать еще 15 в течение целого года. Солнечная энергия явно является менее углеродоемкой альтернативой импортируемому ископаемому топливу, которое удовлетворяет большую часть энергетических потребностей Японии. При правильных обстоятельствах сжигание древесины или других органических материалов тоже может быть полезным.

Эта аккуратная система производства возобновляемой энергии не поддается масштабированию. Он не может заменить потребность в солнечных и геотермальных электростанциях, ветряных электростанциях. Это не имело бы смысла точно так же в других местах. Но это имеет смысл здесь и сейчас.

Для Уэды установка солнечных батарей казалась хорошей бизнес-идеей. В его семье был магазин, в котором продавалась свежая и приготовленная рыба, а также сувениры для проходящих мимо туристов. Но его снесли, чтобы освободить место для более широкой дороги. Уэда задавался вопросом, что делать с длинной узкой полосой земли, которая у него осталась, и решил, что небольшая солнечная ферма может быть прибыльной. Его время было как раз подходящим для того, чтобы извлечь выгоду из национальной тарифной программы, предназначенной для стимулирования инвестиций в возобновляемые источники энергии, которая гарантировала покупку солнечной энергии по фиксированной цене в течение 20 лет. (Уэда продает свою солнечную энергию региональной коммунальной компании.) Поскольку у Уэды дома была дровяная печь, он сделал стеллажи для солнечных батарей достаточно высокими, чтобы под ними можно было хранить дрова. Вдохновение превратить дрова в бизнес тоже пришло от друга.

Джошуа Пирс, профессор инженерии и бизнеса в Западном университете в Онтарио, был в восторге от идеи сушки дров под солнечными панелями. Он специализируется на том, чтобы сделать солнечные энергетические системы более эффективными, и, используя солнечные батареи «вместо того, чтобы возводить структуру, которая, знаете ли, глупа и ничего не делает», сказал он мне, «вы делаете биомассу более устойчивой и более экономичной». Пирс и его коллега подсчитали, что на единицу электроэнергии установка небольших солнечных батарей на зданиях требует меньше энергии (как в металле, бетоне и так далее), чем строительство больших солнечных ферм. С точки зрения энергии и углерода, солнечные фермы окупаются в течение нескольких лет, сказал он, но устанавливают солнечные батареи на существующую конструкцию, и «время окупаемости становится чрезвычайно быстрым, а в некоторых случаях мгновенным». Аналогичная логика применима, когда стеллажи с солнечными панелями выполняют двойную функцию, например, затеняют посевы и укрывают скот или дрова — потому что вместо того, чтобы строить две отдельные конструкции, вам нужно построить только одну.

Решение Уэды установить солнечную энергию, возможно, было в основном экономическим, но в случае с дровами он намеренно решает экологическую проблему. В горах вокруг этой солнечной долины растут плантации суги: Cryptomeria japonica, которую часто называют японским кедром (хотя на самом деле это разновидность кипариса). Эти вечнозеленые монокультуры, первоначально посаженные в качестве древесины во время послевоенного строительного бума в стране, вызывают раздражающую сезонную аллергию и опасную эрозию, которая приводит к оползням. И, как объяснил Уэда, поскольку ореховых деревьев в этих лесах суги мало, медведи, которые не могут найти достаточно пищи, в конечном итоге приходят в жилые районы (один из них даже пробрался в близлежащий торговый центр) в поисках пропитания.

В идеале, суги должен быть заменен биоразнообразным лесом. Но многие плантации пришли в запустение, поэтому деревья больше не пригодны для пиломатериалов. Если их вообще собирают, то в конечном итоге превращают их в древесную щепу; Уэда покупает их по более высокой цене, чем могли бы получить лесники в противном случае. Суги не горит так жарко и долго, как твердые породы дерева, такие как дуб и вишня, но он может эффективно гореть в современных дровяных печах. Он быстро зажигается: мне нравится суги для разжигания огня и для розжига осенью и весной, когда сильный жар дуба слишком велик. Поощряя клиентов смешивать суги с более популярными лиственными породами, Уэда надеется внести свой вклад в оживление лесного хозяйства и восстановление биоразнообразия.

Но то, что имеет экологический и экономический смысл в одном месте, не обязательно работает в другом. В густонаселенных районах загрязнение твердыми частицами от дровяных печей, даже самых современных, экологически чистых, может накапливаться и способствовать респираторным проблемам. И хотя при сжигании дерева выделяется примерно столько же углерода, сколько при естественном разложении, только быстрее, количество углерода, которое высвобождается при повсеместном сжигании биомассы за один раз, было бы катастрофическим. Стимулы для зеленой энергетики в Японии уже привели к крупномасштабному импорту древесных гранул из Канады, аутсорсингу вырубки лесов и, предположительно, сжиганию ископаемого топлива для транспортировки всей этой биомассы через Тихий океан.

В настоящее время Япония получает только около четверти своей энергии из возобновляемых источников; По состоянию на 2023 год солнечная энергия составляет всего 11 процентов. Но это растущий сектор, и я замечаю небольшие солнечные фермы, такие как у Уэды, по всей сельской местности; Многие из них используют залежные сельскохозяйственные угодья или тенистые культуры, такие как виноград. К 2050 году Министерство экономики, торговли и промышленности планирует, что от 50 до 60 процентов электроэнергии в Японии будет производиться из возобновляемых источников энергии, включая биомассу, гидроэнергетику, геотермальную и морскую ветровую энергию, а также солнечную энергию. Но некоторые исследователи говорят, что 100-процентная возобновляемая энергия возможна, если больше солнечных батарей будет установлено на крышах и фермах. Большая часть страны гористая, без широких полос равнины, на которых можно было бы разместить массивные солнечные и ветряные электростанции, наблюдаемые в некоторых частях Соединенных Штатов. Точно так же, как лоскутное одеяло из небольших полей в Японии когда-то помогло произвести достаточно продовольствия, чтобы прокормить всю страну, сеть небольших солнечных установок может помочь Японии достичь энергетической независимости.

Этот тип распределенного производства является важной частью перехода к возобновляемым источникам энергии во всем мире. По данным Международного энергетического агентства, только количество распределенной солнечной энергии, установленной с 2019 по 2021 год, может в совокупности покрыть потребности Франции и Великобритании. В США небольшие проекты по возобновляемым источникам энергии могут помочь восполнить энергетические пробелы в сельских районах и городских кварталах с ненадежным электроснабжением.

Местные энергетические ресурсы также могут помочь людям подготовиться к стихийным бедствиям и сбоям в работе инфраструктуры. Популярность дровяных печей достигла пика в Японии в годы после аварии на атомной электростанции Фукусима в 2011 году. Но даже в более обычный год, когда зимой прерывается электроснабжение, дровяная печь может спасти жизнь.

В крошечном масштабе моя дровяная печь учит меня по-другому думать о энергии, которую я потребляю. Когда я сам рублю, таскаю и складываю дрова, я не хочу сжигать их легкомысленно. Чтобы получить максимальную отдачу от дров, которые я использую для согревания, я жарю сладкий картофель и кипятлю чай на своей маленькой дровяной печи. Утром я готовлю тосты и яйца; Ночью я вешаю белье, чтобы высушить одежду и увлажнить воздух во время сна. Вместо того, чтобы перекладывать каждую из этих задач на аутсорсинг различным электроприборам, я делаю их все вокруг очага.

Прошлой зимой, помимо дров, которые я заработал своим трудом в Куберу, я сжег лом старого дома, который ремонтировал. То, что в противном случае оказалось бы на свалке, отгрело мой дом (и единственное топливо, которое я сжигал для его транспортировки, была еда, которую я ел перед тем, как везти ее домой на охапке или в тачке). И на данный момент сжигание местных дров имеет смысл там, где я живу. Однажды, когда электричество, поступающее в мой дом, будет поступать в основном или полностью из возобновляемых источников, я могу использовать дровяную печь меньше или не использовать ее вовсе. Одна из прелестей мелкомасштабного производства энергии заключается в том, что оно эффективно использует местные ресурсы, которые со временем могут быть скорректированы для удовлетворения конкретных потребностей конкретных людей, живущих в определенном месте.