170 likes | 308 Views
Biokull som jordforbedringsmiddel og klimatiltak. Daniel P. Rasse Arne Grønlund Bioforsk, Jord og miljø Bioforsk-konferansen 2010. Hva er biokull ?. Biokull er forkullede rester av biomasse, f. eks. halm. . Produsert av pyrolyse (uten oksygen). Biogass 20 %. Biomasse. Pyrolyse.
E N D
Biokull som jordforbedringsmiddel og klimatiltak Daniel P. Rasse Arne Grønlund Bioforsk, Jord og miljø Bioforsk-konferansen 2010
Hvaerbiokull? Biokull er forkullede rester av biomasse, f. eks. halm.
Produsert av pyrolyse (uten oksygen) Biogass 20% Biomasse Pyrolyse Bioolje 30% Biokull 50%
Kan biokull være et sentraltklimatiltak og nødvendigjordforbedringsmiddel? • Til å besvaredettespørsmålmå vi først se på C syklusinorskjordbruk
Karbon-budsjett i norsk jordbruk (g C m-2 år-1) CO2 400 62 144 64 Emisjon 160 160 Korn Organisk materiale 16 16 80 Antatt tap ved nedmolding av halm: 30 g C m-2 år-1 Input: 32
Karbon-budsjett i norsk jordbruk (g C m-2 år-1) Største tap av CO2: nedbrytning av planterester CO2-tapet er så stort at direkte forbrenning har vært foreslått. Direkte forbrenning til energiformål er 7 ganger mer effektivt som klimatiltak enn nedmolding i jord (Powlson et al. 2008). Men: Bidrar til nedgang i SOM og jordkvalitet.
Karbon-budsjett i norsk jordbruk med biokull CO2 400 36 Syngass 46 44 Olje Emisjon 160 64 Korn 160 80 SOM 16 80 Gjennomsnitt lagring: + 50 g C m-2 år-1 Input: 96
Emisjon (årlig g C m-2) Total C-binding 240 C negative WIN 300 t C ha-1 C storage WIN 128 100 t C ha-1 TID
Karbon-balanse i jordbruk - oppsummering: • Nedmolding av planterester uten biokull: • netto tap av 20-40 kg C per dekar per år (åkerdyrking) • ingen substitusjonseffekt med bioenergi • Direkte forbrenning av planterester: • tap av 40-60 kg C per dekar per år • substitusjonseffekt med bioenergi • Biokull (forkullede planterester): • lagring av 50 kg C per dekar per år • substitusjonseffekt med bioenergi (88 kg C per dekar per år bio-olje)
Potensielt for biokulliNorge Jordas lagringskapasitet Tilgjengelig biomasse Opp til 9 % C fra biokull i naturlig jord – ubegrenset kapasitet 1 mill. tonn halm 0,44 mill. tonn C Effekt: >1 mill. tonn CO2 (15 % av landbrukets utslipp) Minst like store mengder fra skogsavfall
Potensialet for biokull i EU landbruk EU 25 kornproduksjon: ~ 250 106 t korn år-1 Karbon-innhold i planterester: 110 106 tonn C år-1. (avlingsindeks 0,5 og 44% C) Forkulling av 50% av halmproduksjon med 50% utbytte av biokull > 25 106tonnn C år-1 > 90 Megatonn CO2 år-1 = total lagringskapasitet
Egenskaper til biokull 1. Stabilitetet (C lagring) Økende temperatur Organisk struktur forhandringer med pyrolyse Økende stabilitet Downie et al, 2008
2. Stor overflate (agronomiske egenskaper) Optimum Carbon recovery (% of initial C) Surface area (m2 g-1) CEC (mmolc kg-1) 110 100 90 80 70 60 50 14 12 10 8 6 4 2 Carbon recovery Surface area 350 300 250 200 150 100 50 0 pH CEC pH 0 200 400 600 800 1000 Temperature (°C) Lehmann, 2007
Agronomiske egenskaper • Vannlagringsevne • Bedre utnyttelse av næringsstoffer? • Redusert utvasking? • Redusert utslipp av klimagasser? • Jordstruktur? • Jordtemperatur? Størst effekt i sandjord i Norge?
Uønskede effekter? • Tungmetaller • Plantedel – Halm • Treslag • Organiske miljøgifter (PAH) • Opptak i planter? • Skader på biologisk aktivitet i jord? • Areosoler? • Immobilisering av næringsstoffer i biomassen • Økt biologisk aktivitet – raskere nedbryting av organisk C?
Forskning ved Bioforsk Forskningsoppgaver: • Gjennomsnittlig oppholdstid for biokull i jord • Effekt på næringstilstand i jord, vanninnhold og avlinger • Effekt på jordlevende organismer • Effekt på klimagassutslipp fra jord, først og fremst N2O, men også CO2 og CH4 fra nedbryting av organisk materiale • Effekt på utvasking av fosfor og nitrat • Sentrale samarbeidspartnere: • UMB • NTNU • Universitetet i Zürich • Universitetet i Florens