CO 2 - Bioforsk

Report
Biokull – karbonlagring og
jordforbedring
Daniel P. Rasse, Arne Grønlund og Adam O’Toole
Bioforsk Jord og miljø
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.
Produkter fra pyrolyse
Biomasse
Biogass
20%
Pyrolyse
Bioolje
30%
Biokull (50%)
Miscanthus
Mais
Biokull – fire verdikjeder
Klimatiltak
C-laging
Reduserte
N2O-utslipp
Avfallsbehandling
Energiproduksjon
Halm og
skogsavfall
Olje og varme
Jordforbedring
Vannlagringsevne
Kjemisk
binding
Stabiliteten av biokull
Organisk struktur
forandrer seg
med pyrolyse
Downie et al, 2008
Stabiliteten av biokull - prinsipp
Pyrolyse
% av opprinnelig C
100
Biokull
50
10
Biomasse
1
2
3
År
4
5
6
Bioforsk undersøkelse 2010
Den globale karbonbalansen
C i atmosfæren:
økt med 24 %
de siste 50 åre
7 Gt C år-1
90 Gt C
år-1
Fotosyntesen ≈ respirasjonen
Karbon i biomasse
Hav
Karbon i jord
60 Gt C år-1
Fossilt karbon
http://www.ibi2010.org/wp-content/uploads/Masek.pdf
Virkningen av pyrolyse
CO2
?
7 Gt C år-1
Substitusjon
Fotosyntesen > respirasjonen Energi
Karbon i biomasse
Karbon i jord
CCS
Pyrolyse
60 Gt C år-1
? Biokull
Fossilt karbon
http://www.ibi2010.org/wp-content/uploads/Masek.pdf
Karbon-budsjett i europeisk jordbruk (million t C år-1)
CO2
250
20
Korn
100
100
10
40
Virkning av biokull?
50
10
Organisk
materiale
Lite effektiv prosess
Europeisk jordbruk med biokull (million t C år-1)
CO2
250
20 Syngass
10
30 Olje
Korn
100
100
50
40
50
10
Organisk
materiale
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!
Virkning av biokull i jord
+ CO2 opptak
+ biomasse
og avling
Karbonlagring
+ jordforbedring
Soil water holding capacity
Effekter på N2O utslipp
Pyrolyse: en av flere metoder
Stor brennverdi - lavt vanninnhold, lavt
næringsinnhold og høyt C-innhold (ved)
Forbrenning
2. gen.
biodrivst.
Avlingsrester med lavt N-innhold, (halm,
kornavrens, skogsavfall, ”grovt
hageavfall”, biorest fra biogass fast fase)
Lett nedbrytbart, høyt N- og vanninnhold,
liten brennverdi (matavfall, husdyrgjødsel,
avløpsslam, plengras, avlingsrester )
Rest- hageavfall - nedfallskvister, lauv
Biokull
Biogass
Kompost
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
Biokull i praksis : 2) enkel teknologi
Syngasser
Kullmile
Tjære
Trekull
Pyrolyseolje
Biokull i praksis : implementering
Betalingsmekanisme for
karbonlagring (og N2O
reduksjon)?
JA
Stort potensial for
storskala utvikling (på
alle jordtyper)
NEI
Utarmet jord med stor
avlingsrespons til biokull?
NEI
Biprodukt av bio-olje industri
(spesielle anvendelser:
redusere utvasking av
næringsstoffer)
JA
Biokull spesifikk teknologi,
men begrenset potensial i
Nord Europa, best under
tropisk forhold.
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
Conditions for a successful strategy
Increases in
yield (no
reduction)
Efficiency (of
the C storage
as compared to
the source)
C
sequestration
Benefits for the
environment (no
negative
impacts)
Long-term
guarantee
(of C
sequestration)
Large C
amounts
(meaningful
method)
Accountability
(ease of
monitoring)
Takk for oppmerksomhet !
Først felteksperiment med biokull i Norge, oktober 2010

similar documents