Biokull – karbonlagring og jordforbedring

Presentasjon om: "Biokull – karbonlagring og jordforbedring"— Utskrift av presentasjonen:

1 Biokull – karbonlagring og jordforbedring
Daniel P. Rasse, Arne Grønlund og Adam O’Toole Bioforsk Jord og miljø For å forstå

2 Hva er biokull? Ordet finnes ikke i norske ordbøker
Eksisterte ikke blant fagfolk for 2-3 år siden Biokull = biochar Forkullede rester av biomasse F. eks. trekull og halmkull Produseres ved pyrolyse: Høy temperatur Lav oksygentilgang Oppmerksomheten har ”eksplodert” det siste året.

3 Produkter fra pyrolyse
Biomasse Pyrolyse Biokull (50%) Biogass 20% Bioolje 30%

4 Miscanthus

5 Mais

6 Biokull – fire verdikjeder
Klimatiltak C-laging Reduserte N2O-utslipp Avfalls-behandling Halm og skogsavfall Energi-produksjon Olje og varme Jord-forbedring Vannlagrings-evne Kjemisk binding

7 Stabiliteten av biokull
Økende temperatur Organisk struktur forandrer seg med pyrolyse Økende stabilitet Downie et al, 2008

8 Stabiliteten av biokull - prinsipp
Pyrolyse 100 % av opprinnelig C 50 10 Biomasse 1 2 3 4 5 6 År

9 Bioforsk undersøkelse 2010

10 Den globale karbonbalansen
C i atmosfæren: økt med 24 % de siste 50 åre 7 Gt C år-1 Fotosyntesen ≈ respirasjonen 90 Gt C år-1 Karbon i biomasse Hav Karbon i jord 60 Gt C år-1 Fossilt karbon

11 Virkningen av pyrolyse
CO2 ? 7 Gt C år-1 CCS Energi Substi-tusjon Fotosyntesen > respirasjonen Karbon i biomasse Karbon i jord Pyrolyse 60 Gt C år-1 Biokull ? Fossilt karbon

12 Karbon-budsjett i europeisk jordbruk (million t C år-1)
250 Organisk materiale CO2 20 Lite effektiv prosess 90 10 100 40 10 50 100 Korn Virkning av biokull?

13 Europeisk jordbruk med biokull (million t C år-1)
250 Organisk materiale CO2 10 100 50 20 Syngass 30 Olje 100 Korn 10 40 50

14 Hvorfor organisk materiale i jord?
Planteproduksjon: Viktig for flere fysiske og kjemiske egenskaper Klimafunksjon : C lagring 3 til 4 ganger mer C i jord enn i atmosfære!

15 Virkning av biokull i jord
+ CO2 opptak + biomasse og avling Karbonlagring + jordforbedring

16 Soil water holding capacity

17 Effekter på N2O utslipp

18 Pyrolyse: en av flere metoder
For-brenning Stor brennverdi - lavt vanninnhold, lavt næringsinnhold og høyt C-innhold (ved) 2. gen. biodrivst. Avlingsrester med lavt N-innhold, (halm, kornavrens, skogsavfall, ”grovt hageavfall”, biorest fra biogass fast fase) Biokull Lett nedbrytbart, høyt N- og vanninnhold, liten brennverdi (matavfall, husdyrgjødsel, avløpsslam, plengras, avlingsrester ) Biogass Rest- hageavfall - nedfallskvister, lauv Kompost

19 Biokull i praksis : 1) råstoff til pyrolyse og biokull
Halm: 1 million tonn per år i Norge 0,44 millioner tonn C 0,2 million tonn C kan langtidslagres Skogsavfall: > 1 million tonn per år i Norge > 0,5 millioner tonn C > 0,2 million tonn C kan langtidslagres

20 Biokull i praksis : 2) enkel teknologi
Pyrolyse-olje Syngasser Kullmile Trekull Tjære

21 Biokull i praksis : implementering
Betalingsmekanisme for karbonlagring (og N2O reduksjon)? Stort potensial for storskala utvikling (på alle jordtyper) JA Utarmet jord med stor avlingsrespons til biokull? NEI Biokull spesifikk teknologi, men begrenset potensial i Nord Europa, best under tropisk forhold. JA Biprodukt av bio-olje industri (spesielle anvendelser: redusere utvasking av næringsstoffer) NEI

22 Forskningsbehov Store forventninger til biokull, men:
Stor variasjon i egenskaper (pga ulike råstoff, pyrolysemetoder og etterbehandling). I noen tilfeller har det vært observert: rask nedbryting (ikke stabilt i jorda), nedgang i avling miljøgifter i produkt Vi må utvikle metoder for å karakterisere og standardisere biokull for å sikre: 1) Stabilitet i i jord 2) Ingen miljøgifter 3) Økte avlinger (iallfall ingen nedgang) 4) Reduserte N2O utslipp

23 Conditions for a successful strategy
C sequestration Increases in yield (no reduction) Efficiency (of the C storage as compared to the source) Benefits for the environment (no negative impacts) Long-term guarantee (of C sequestration) Large C amounts (meaningful method) Accountability (ease of monitoring)

24 Takk for oppmerksomhet !
Først felteksperiment med biokull i Norge, oktober 2010