Greenhouse gas implications of using forest residues for energy production

NCASI Technical Bulletin No. 1042, Greenhouse Gas Aspects of Using Forest Residuals for Energy Production in Forest Products Manufacturing Facilities, examined the net greenhouse gas (GHG) emissions associated with using forest residues (logging residues and precommercial thinning) for energy generation in the forest products industry as well as the effect of various sources of uncertainty on these emissions.

This study is one of a series of ongoing NCASI projects with the objective of helping the forest products industry and its stakeholders better understand the greenhouse gas and energy impacts of using forest biomass as a raw material and fuel.

More specifically, this study examined the life cycle GHG benefits of using forest residues for energy production within the forest products industry by comparing a system in which the forest residuals are burned for energy in a forest products industry facility and a system in which the forest residues are left to decay or burned in the forest and fossil fuels are used instead to generate the same quantity of energy.

Results showed that using residues for energy and displacing fossil fuels significantly reduced GHG emissions impacts over 100 years and that the benefits occur rapidly. An analysis focusing specifically on biogenic GHG emissions, not considering fossil fuel substitution benefits, was also performed. Although the initial results indicated higher biogenic GHG emissions when residues are used for energy, a Monte Carlo analysis indicated that the uncertainty surrounding this finding is large and there is a significant likelihood that the actual biogenic GHG emissions impact may be lower when residues are used for energy compared to when they are not used. 

At 20 years, 35% of the Monte Carlo simulation runs indicated lower biogenic GHG emissions impacts when using residuals for energy compared to not using them, while at 100 years, this increased to 84% of the runs. Among the sources of uncertainty contributing to this finding are 1) a lack of information on the extent to which methane may be produced during decomposition of residuals left in the forest, 2) uncertainties about the degradability of unburned carbon remaining after pile burning of residuals, 3) large variability in reported decay rates for forest residuals left in the forest, 4) uncertainties regarding the water content and heating value of residuals burned for energy, and 5) lack of information on current practices for managing forest residuals not recovered for energy.

NCASI Technical Bulletin1042 is available at http://ncasi.org/Downloads/Download.ashx?id=11156.

For more information on life cycle assessment, please contact Dr. Caroline Gaudreault at NCASI’s Montreal office.

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Impact sur le plan des gaz à effet de serre de l’utilisation des résidus forestiers pour la production d’énergie

 

Le Bulletin technique no 1042, Bénéfices obtenus de l’utilisation des résidus forestiers pour la production d’énergie dans l’industrie des produits forestiers sur le plan des gaz à effet de serre, porte sur les émissions nettes de gaz à effet de serre (GES) associées à l’utilisation des résidus forestiers (résidus d’exploitation et éclaircie pré-commerciale) pour produire de l’énergie dans l’industrie des produits forestiers ainsi que l’effet  des différentes sources d’incertitude sur ces émissions.

Cette étude fait partie d’une série de projets en cours entrepris par NCASI pour aider l’industrie des produits forestiers et ses parties prenantes à mieux comprendre les impacts attribuables à l’utilisation de la biomasse forestière comme matière première et comme combustible, et ce, sur le plan des GES et de l’énergie.

Plus particulièrement, cette étude a examiné les bénéfices, sur le plan des GES, découlant de la production d’énergie dans l’industrie des produits forestiers à partir de résidus forestiers. À l’aide d’une approche cycle de vie, NCASI a comparé un système dans lequel les résidus forestiers sont brûlés pour produire de l’énergie dans une usine de fabrication de produits forestiers à un système dans lequel les résidus forestiers se décomposent  sur place ou sont brûlés dans la forêt et des combustibles fossiles sont utilisés pour produire la même quantité d’énergie.

Les résultats ont montré que l’utilisation de résidus forestiers pour produire de l’énergie et remplacer les combustibles fossiles réduit considérablement l’impact des émissions de GES sur une période de 100 ans et que les bénéfices se font sentir rapidement. NCASI a aussi effectué une analyse qui portait spécifiquement sur les émissions de GES biogéniques et qui ne prenait pas en compte les bénéfices associés au remplacement des combustibles fossiles. Même si l’analyse du scénario initial a donné comme résultat des émissions de GES biogéniques plus élevées dans le cas d’un système utilisant des résidus forestiers pour produire de l’énergie, une analyse Monte Carlo a montré que l’incertitude autour de ce résultat était grande et qu’il y avait une forte probabilité que les émissions réelles de GES biogéniques soient plus basses pour un système utilisant des résidus forestiers pour produire de l’énergie qu’un système qui n’en utilisait pas. À 20 ans, 35% des simulations ont indiqué que les émissions de GES biogéniques étaient plus basses pour un système utilisant des résidus forestiers pour produire de l’énergie qu’un système qui n’en utilisait pas. À 100 ans, ce pourcentage augmentait à 84%. Parmi les sources d’incertitude ayant contribué à ce résultat, il y a (a) un manque de renseignements sur la proportion de méthane qui pourrait être généré durant la décomposition des résidus laissés dans la forêt, (b) des incertitudes sur la décomposition du carbone non brûlé qui demeure après qu’on ait brûlé la pile de résidus, (c) de grandes variations dans les taux de décomposition publiés dans la littérature pour les résidus forestiers qui sont laissés dans la forêt, (d) des incertitudes sur la teneur en eau et la valeur calorifique des résidus brûlés pour produire de l’énergie, et (e) un manque de renseignements sur les pratiques actuelles de gestion des résidus forestiers qui ne sont pas récupérés pour la production d’énergie.  

Le Bulletin technique no1042 est disponible au http://ncasi.org/Downloads/Download.ashx?id=11156.

Pour en savoir plus sur l’analyse de cycle de vie, veuillez contacter Dr. Caroline Gaudreault au bureau du NCASI à Montréal.

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