En gammel teknologi med nye oppgaver

Biokull er et materiale som likner trekull, og som kan brukes for å øke karboninnholdet i jord og som jordforbedringsmiddel. Biokull lages i en prosess som kalles pyrolyse som innebærer oppvarming av biomasse ved høy temperatur under begrenset tilgang på oksygen. Under pyrolyse gjennomgår karbonet i biomassen endringer på molekylært nivå, noe som fører til at biokull blir svært motstandsdyktig mot biologisk nedbrytning. Det betyr i praksis at hvis man lager biokull og pløyer det ned i jorda, kan det bli liggende der i flere hundre år.

Arkeologiske bevis på dette finnes mange steder i Norge hvor vikinger drev med utvinning av jern fra myrmalm. Her laget de trekull i store mengder for å varme opp malmen, og de trekullrestene som fortsatt er igjen i jorda, bruker arkeologer for C14-datering. Man kan bruke denne naturlige prosessen på en systematisk måte for å redusere CO2 i atmosfæren. Plantene gjør jobben med CO2-opptak, og biokull gjør jobben for å stabilisere og lagre karbonet. Det er beregnet at biokull kan være i stand til å motvirke karbonutslipp til atmosfæren med 0,7 Gigatonn CO2-ekvivalenter per år globalt.

Fra tidligere studier i Norge og internasjonalt kan man forvente følgende fordeler ved bruk av biokull blandet inn i åkerjord:
  • økt vannlagringsevne i tørkeutsatte jordtyper
  • økt biomasseproduksjon (ca. 5-10 prosent)
  • økt karboninnhold i jorda
  • en viss kalkingseffekt relatert til askeinnhold
  • redusert utslipp av klimagassen  N2O (lystgass) fra jord
  • bedre utnyttelse av næringsstoffer ved bruk i kombinasjon med husdyrgjødsel eller kompost
Biokull har også vist seg til å være en bra del-erstatning til torv i vekstmedia og grønne tak, og kunne spille en viktig rolle sammen med kompost og bark som materialer som på sikt kan erstatte ikke-fornybar torvforbruk i Norge.

Biokull er fortsatt på forskningsstadiet i Norge, men i 2016 skal NIBIO bistå Skjærgaarden gartneri i Vestfold med etablere det første norske demonstrasjonsanlegget som lager biokull. Her skal vi analysere produksjon og bruk av biokull fra mange ulike vinkler, og under kommersielle forhold. Det kan vise veien for flere bønder som ønsker å ta i bruk biokullteknologi i Norge.

Dette arbeidet inngår som en del av et større tverrfaglig prosjekt som heter Capture+ som også involverer SINTEF, NMBU, Bygdeforskning og DNV-GL. En viktig del av prosjekt vil også være etablering av en metode for å betale bønder for karbonlagring i jord ved bruk av biokull.
KONTAKTPERSON

Publikasjoner

Til dokument

Sammendrag

Background Biochar-based fertilizer products (BCF) have been reported to increase both crop yield and N-use efficiency. Such positive effects are often assumed to result from the slow-release of N adsorbed on BCF structures. However, a careful review of the literature suggests that actual mechanisms remain uncertain, which hampers the development of efficient BCF products. Scope Here, we aim at reviewing BCF mechanisms responsible for enhanced N uptake by plants, and evaluate the potential for further improvement. We review the capacity of biochar structures to adsorb and release N forms, the biochar properties supporting this effect, and the methods that have been proposed to enhance this effect. Conclusions Current biochar products show insufficient sorption capacity for the retention of N forms to support the production of slow-release BCFs of high enough N concentration. Substantial slow-release effects appear to require conventional coating technology. Sorption capacity can be improved through activation and additives, but currently not to the extent needed for concentrated BCFs. Positive effects of commercial BCFs containing small amount of biochar appear to result from pyrolysis-derived biostimulants. Our review highlights three prospects for improving N retention: 1) sorption of NH3 gas on specifically activated biochar, 2) synergies between biochar and clay porosities, which might provide economical sorption enhancement, and 3) physical loading of solid N forms within biochar. Beyond proof of concept, quantitative nutrient studies are needed to ascertain that potential future BCFs deliver expected effects on both slow-release and N use efficiency.

Sammendrag

Grønne tak tas i bruk i økende grad for å møte utfordringene med ekstrem nedbør og håndtering av overvann i byer og tettsteder. Biokull er et kortreist og karbonnegativt materiale som kan brukes som en komponent i jord til grønne tak. Her er noen erfaringer NIBIO har gjort på dette området gjennom forskning og utprøving av ulike konsepter.

Nyheter