Denne explainer er lavet i samarbejde med professor Peter Sørensen fra Institut for Agroøkologi ved Aarhus Universitet. Foto: Marcia O’Connor
Kuldioxid (CO2) er en meget vigtig – men også problematisk – drivhusgas, der bidrager til klimaændringer på jorden. Biokul kan hjælpe med at fjerne noget CO2 fra atmosfæren og dermed reducere mængden af drivhusgasser.
Biokul laves af organisk materiale, som har været opvarmet under meget høje temperaturer – 500 til 700 grader – under iltfri forhold. Produktionen kaldes pyrolyse, og resultatet er et forkullet produkt med et højt indhold af kulstof (der er et grundstof med betegnelsen C (engelsk: carbon)).
Biokul ligner til forveksling almindeligt grillkul og er i princippet lavet på samme måde.
Men modsat kul til grillen der fremstilles med henblik på at brænde det af, så er hensigten med biokul at tilføre den til jorden bl.a. for at binde (eller lagre) kuldioxid. Kullet kan laves af husdyrgødning, husholdningsaffald, spildevandsslam eller halm.
Fra biomasse til kul
Illustration af de processer som organisk materiale gennemgår ved opvarmning uden tilførsel af ilt – herunder pyrolyse. Typiske procestemperaturer er angivet. Kilde: ‘Reduktion af landbrugets klimaaftryk ved termisk pyrolyse af afgrøderester og organiske gødningsfraktioner’, Roskilde Universitet, 2019.
De to førstnævnte har normalt været gennem et biogasanlæg, hvorefter en fiberrest filtreres fra den afgassede gødning og derefter tørres. Den tørre fiberfraktion laves til biokul ved pyrolyse. Pyrolyse af halm er mere simpel, idet den tørre halm kan behandles direkte. Fællesnævneren for de organiske materialer er, at de indeholder kulstof, som planter og træer har bundet fra luften igennem deres naturlige fotosyntese.
Oprindeligt har planterne taget kuldioxid gas (CO2) fra atmosfæren og anvendt det sammen med vand og sollys til at producere sukker (glukose) og ilt (O2). I den proces bliver det resterende kulstof (C) bundet i planternes væv, der også kaldes biomasse. Planterne bliver spist af dyr og mennesker, og ved fordøjelsen frigives igen CO2. Plantemateriale der efterlades på jorden nedbrydes på samme måde af jordens mikroorganismer og omdannes via forbrænding.
Med produktionen af biokul indlejres kulstof fra dette større kredsløb ’tilbage’ i en form, der er meget stabil i jorden og ikke kan udnyttes af jordens mikroorganismer. Da mikroorganismerne ikke kan nedbryde biokullet, undgår man, at kulstoffet omdannes til CO2 og kommer tilbage til atmosfæren – som forurenende drivhusgas-effekt.
Det svarer til at låse CO2 fast i jorden, så det ikke kan slippe ud igen.
Animation af biokuls molekylære opbygning. Produceret af Kristian Erik Høpfner Frandsen, adjunkt ved Institut for Plante- og Miljøvidenskab, Københavns Universitet.
Hvorfor er det godt for klimaet?
Ved at lagre biokul på marker og i naturen, kan man altså opbevare CO2 sikkert. Men klimaeffekten ryger selvsagt, hvis biokul bruges som brændsel til opvarmning. Udenlandske undersøgelser har vist, at biokul tilført til landbrugsjord kan reducere emissionen af en anden vigtig drivhusgas, nemlig lattergas. En sådan effekt er dog indtil videre ikke påvist under danske forhold.
Biokul kaldes også ’aktivt kul’, fordi det har en meget stor indre overflade, som kan binde opløste stoffer i sig samt fastholde vand. På mange måder fungerer det som en effektiv svamp. Desuden indeholder biokullet selv nogle næringsstoffer. Det kan derfor i noget omfang erstatte almindeligt gødning, fordi det indeholder plantenæringsstoffer som fosfor og kalium. Stofferne er dog ofte ikke helt så tilgængelige for planterne, når de bindes i biokul, som i ubehandlet biomasse.
Man har endvidere fundet ud af, at man på sure jorde kan opnå en positiv effekt på afgrødernes vækst ved at tilføre biokul, fordi biokullet har en kalkvirkning. Kalkeffekten kan dog ikke kopieres til Danmark, fordi landmændene allerede tilfører kalk til jorden.
Derfor er biokul ikke så effektivt ift. at fremme plantevækst i de danske jorde.
Høje forhåbninger i landbruget
Foto: Dominique-Hommel FRANCE, European Union 2011 – EP
For tiden promoveres klimafordelene ved at producere biokul. Det overvejes, hvordan det kan indgå i et kommende klimakvote-system. Tanken er, at man skal belønnes for at binde CO2 i jorden. En sådan belønning er nødvendig for at dække omkostningerne ved pyrolyse, idet de øvrige fordele ved biokul ikke er nok til at betale omkostningerne for landmændene.
Fordelen ved biokul er, at det laves af naturlige ’spildprodukter’ i landbruget. Derfor er det en god måde, hvorpå landmænd i Danmark og andre lande kan være med til at nedbringe drivhusgas i atmosfæren og i øvrigt minimere forbruget af konventionel gødning.
Pyrolyse med produktion af biokul forventes både at kunne bidrage til at reducere atmosfærens indhold af drivhusgasser, samtidigt med at det kan medvirke til en god recirkulering og genanvendelse af vigtige næringsstoffer i organisk affald.
Til gengæld kræver den strategi nogle relativt store pyrolyse-anlæg og en klar infrastruktur for at hente henholdsvis biomassen ind og transportere det producerede biokul tilbage til de enkelte gårde. En sådan infrastruktur har man på store biogasanlæg. Men processen kræver også stor kontrol, idet en dårlig pyrolyse kan medføre dannelse af giftige tjærestoffer.
