Denne geniale tilgang binder ikke kun CO2, men forbedrer også jorden

Hvis 4, 000 norske gårde og planteskoler producerede biokul og blandede det med jorden, vi kunne halvere CO2-udledningen fra landbrugssektoren. Denne helt naturlige tilgang giver også mere robuste og sunde planter.

Der er en ny tilføjelse blandt drivhusene på Skjærgaarden planteskole – Norges første biokulanlæg. Biokul er identisk med trækul (eller grillkul), men kan ikke kun fremstilles af træ, men også fra andre former for organisk materiale. Gartneriet er vært for det første biokul-demoanlæg i Norge, som er installeret i samarbejde med det tværgående forskningsprojekt CAPTURE+.

"Vores motivation for at starte produktion af biokul er at forbedre jorden, siger Kristin Stenersen, der driver Skjærgaarden planteskole sammen med sin mand Bjørge Madsen. "Vi vil have mere robuste og sundere planter, og at reducere vores brug af syntetiske pesticider og kunstgødning. Selvfølgelig, det faktum, at biokul også binder CO2, er en ekstra fordel, " hun siger.

"Folk er velkomne til at komme og selv se, hvordan det fungerer i praksis, siger Maria Kollberg Thomassen, som er seniorforsker ved SINTEF og projektleder for CAPTURE+.

I midten af ​​juni, børnehaven bød velkommen til mere end 70 repræsentanter fra både private og offentlige organisationer, forskere, og repræsentanter fra landbrugssektoren i forbindelse med åbningen af ​​det nye biokulproduktionsanlæg.

Biochar teknologi, som ikke er almindeligt kendt i Norge, gør det muligt at opfange CO2 fra atmosfæren og lagre kulstof i jorden. Det giver også fordele for landbrugssektoren, fordi det gør jorden mere næringsrig og modvirker virkningerne af tørkeforhold.

Kollberg Thomassen henter en håndfuld biokul fra anlægget, som er planlagt til at omdanne biomasse til biokul med en hastighed på omkring 300 kg i timen. Dette anlæg er designet til småskalaproduktion og kan bruges af almindelige landmænd.

"Projektet er banebrydende, fordi på den ene side, vi undersøger, hvordan biokulteknologi kan forbedres ved at anvende bio- og nanoteknologier, " siger Kollberg Thomassen. "På den anden vi studerer det økonomiske, sociale og politiske aspekter forbundet med brugen af ​​en ny teknologi, " hun siger.

Sverige, Norges nabo, udnytter biokul i langt højere grad. Kollberg Thomassen er for nylig vendt hjem fra et besøg hos det svenske vand- og affaldsselskab Stockholm Vatten. Den udnytter haveaffald til at producere biokul, som bruges til at hjælpe med at dyrke træer og andre planter i Stockholm. Processen er rentabel, fordi planterne kræver mindre pleje. Det har også den fordel, at det håndterer overskudsvand efter kraftig regn.

"Hvis 4, 000 norske gårde og planteskoler producerede biokul og blandede det med jorden, vi kunne halvere vores emissioner fra landbrugssektoren, " siger Erik Joner hos NIBIO. NIBIO er en af ​​partnerne i CAPTURE+ projektet, og er den organisation med den længste track record inden for biokulforskning i Norge.

I 2010, en forskningsartikel blev publiceret i Natur estimerer, at 12 procent af menneskeskabte CO2-udledninger kan fanges i biokul hvert år uden at være i konflikt med andre biomasseudnyttelsesmål.

Joner fortæller, at biokul indeholder stabilt kulstof, der er bundet i jorden og ikke vender tilbage til atmosfæren. Koalificering ændrer materialets molekylære struktur, således at bakterier og svampe ikke er i stand til at nedbryde det. Når det blandes med jord, udgør det omkring halvdelen af ​​en procent af jordindholdet.

I Amazonas-regionen, NIBIO har fundet trækul (biokul) dannet af restplantemateriale i jorden, der er mellem 1, 000 og 1, 500 år gammel. Jorden her er stadig mere frugtbar i dag end jorde, der ikke er blevet forsynet med sådanne tilsætninger af kulstof.

Joner sammenligner biokul med humus, som han kalder "det sorte guld i jorden". Det er humus, der gør jorden vital og næringsrig. Uden det, træer og andre planter ville ikke kunne vokse. Men humus kan ikke fremstilles, og ligesom humus, biokul har den egenskab, at det både kan tilbageholde og derefter frigive næringsstoffer til planterne. Den er mørk i farven, hvilket betyder, at når foråret kommer, sollyset opvarmer hurtigt jorden. Den er både porøs og fremragende til at tilbageholde vand, gør det i stand til at modvirke tørkeforhold.

NIBIO har vurderet, at de første to millioner ton CO2, der hvert år kan bindes i biokul i Norge, kan hentes fra let tilgængeligt skov- og landbrugsaffald.

"Norges naturlige vegetation er ved at vilde igen, og der er en masse skovbrugsaffald, der bare ligger og rådner, " siger Joner. "Tømmermængderne i norske skove er steget med 25 millioner kubikmeter, men kun 12 millioner af disse høstes. Skovene vil nyde godt af udtynding med det formål at fremme vækst og sunde skove, " han siger.

En fordel ved produktion af biokul er, at alle former for organisk materiale, fra halm til hestegødning, kan tilføres et omlægningsanlæg. Det betyder, at biokul ikke vil være i konkurrence med biomasse, der anvendes til andre formål såsom biobaseret flybrændstof, som kræver råvarer af højere kvalitet.

Biokul fremstilles ved at opvarme biomassen til temperaturer på mellem 500 og 700 grader samtidig med, at den tilføres begrænsede mængder ilt (se faktaboksen).

Professor Stephen Joseph fra University of New South Wales har forsket i biokul i mange år, og har besøgt Skjærgaarden for at demonstrere, hvordan anlægget fungerer. Han har observeret, hvordan biokul bliver brugt til alt fra fjernelse af tungmetaller fra jord, til de positive resultater fra test udført i Australien, hvor der er tilsat kvæggylle, og hvordan kineserne nu er begyndt at investere i biochar, som de blander med kunstgødning.

På Skjærgaarden planteskole, den oprindelige plan er at blande biokullet med kompost som et middel til at give næringsstoffer til planter og afgrøder. Stenersen mener, at biokul er et glimrende middel til at returnere næringsstoffer til jorden, og at det er en mere naturlig og følsom tilgang, svarende til de metoder, der blev brugt, før kunstgødning blev normen.

"Vi er kun i startblokkene, og det vil tage tid for os at finde vores fødder. Men mulighederne er enorme, " siger hun. "Stephen Joseph har inspireret os til at udføre et eksperiment, der går ud på at blande biokul med siliciumrigt affald fra larvikitbrud. Dette kan bruges udover, eller som erstatning for, kunstgødning, siger Stenersen.

En anden fordel ved at tilføje biochar er, at det hæver jordens pH. I øjeblikket, Norske landmænd bruger kalk til at øge pH-værdierne.

Markus Steen er forsker ved SINTEF og undersøger, hvilke politiske tiltag der skal til, hvis biokul skal blive et middel til at afbøde klimaændringer. Han har også studeret de barrierer, der typisk opstår, når en ny teknologi introduceres.

Hvis biokul skal blive en faktor i Norges klimabogholderi, der skal etableres en certificeringsordning for at sikre, at kulstoffet forbliver i jorden. Dette er vigtigt, hvis en kulstofkompensationsordning, at betale landmænd for at pløje biokul i jorden, er introduceret.

Imidlertid, med hensyn til foranstaltninger, biochar-teknologi er mere end blot endnu en teknologi til kulstoffangst og -lagring. Steen mener, at teknologien ikke vil få et gennembrud, hvis den blot bliver promoveret som et værktøj til afbødning af klimaændringer.

Hos SINTEF, vi kalder biochar et "kinder egg" – på baggrund af alle de muligheder, det giver. Det har potentiale til at løse mange udfordringer, herunder at reducere behovet for gødning og måske også øge afgrødeudbyttet. Det er sandsynligvis disse positive aspekter, snarere end dens effekt på klimaændringer, som vil stimulere interessen blandt landmændene.

Steen mener, at der i opstartsfasen bl.a. det er vigtigt at give incitamenter til at etablere testanlæg i forskellige skalaer, og i forskellige dele af Norge. Brugere bør inddrages tæt, fordi dette fremmer interaktion og tillid til produktet. I øjeblikket, vores ekspertise inden for biochar er begrænset, og der er et stort behov for information.

"Den offentlige sektor har en vigtig rolle at spille, og kan gå i spidsen for at skabe et nichemarked, " siger Steen. "Et godt eksempel på dette er det tværkommunale renovationsselskab IVAR, med base i Stavanger og Sandnes i det vestlige Norge. IVAR planlægger at investere i et biokulanlæg, hvorfra overskudsvarmen skal bruges til at opvarme offentlige bygninger, siger Steen.

Jon Randby arbejder i landbrugsdivisionen hos amtmanden i Vestfold, og har fulgt udviklingen på demonstrationsanlægget på Skjærgaarden. Han er enig med Steen i, at incitamenter til at starte test skal implementeres nu.

"Biochar tilbyder store muligheder for landmænd, og der er nu en større vilje i landbosamfundet til at teste nye tiltag, end der var for ti år siden, " siger han. "Af denne grund, intensiv forskning er nødvendig for at vise, at det virker. Vi ser, at jorden bliver mere og mere næringsfattig, så vi er nødt til at handle nu. Ikke mindst, vi har brug for foranstaltninger til afbødning af klimaændringer, " han siger.

Kemigiganten Elkem er en af ​​verdens største producenter af silicium og ferrosilicium og planlægger at bruge mere biokul i sine produktionsprocesser her i Norge. Det har man til hensigt at opnå ved at øge andelen af ​​biochar i sine reduktionsmiddelblandinger, der anvendes til fremstilling af silicium og ferrosilicium, til 20 procent i 2021 og 40 procent i 2030. Det svarer til emissionsreduktioner i Norge på 450, 000 tons CO2. Emissionsreduktioner vil blive opnået ved at erstatte fossilt kul.

"Vi har lige startet et fireårigt forskningsprojekt kaldet PyrOpt, finansieret af Norges Forskningsråd, hvor vores mål er at optimere pyrolyseprocessen til fremstilling af biokul, så den lever op til Elkems krav, siger Geir Johan Andersen, der er projektleder for PyrOpt-projektet hos Elkem.

Virksomheden sigter også på at udnytte alle pyrolysebiprodukter såsom bioolie, og overskudsenergi i form af damp. Der kan også være nogle fraktioner af biokul, der er mere egnede til andre formål end som reduktionsmiddel.

"Vi undersøger muligheder for at samarbejde om opførelsen af ​​et biokulanlæg af denne type, og derfor er det nyttigt at møde andre og deltage i demonstrationsprojekter som det på Skjærgaarden, siger Andersen.