Co je biochar?

Technologie biocharu slibuje zmírnění klimatických změn, zlepšení kvality půdy, snížení množství odpadu a výrobu energie jako vedlejšího produktu. Ale co přesně je biochar a z čeho se vyrábí?

Biochar je látka podobná dřevěnému uhlí, která se vyrábí spalováním organického materiálu ze zemědělských a lesnických odpadů (nazývaného také biomasa) v řízeném procesu zvaném pyrolýza. Ačkoli vypadá podobně jako běžné dřevěné uhlí, biochar se vyrábí pomocí specifického procesu, který snižuje kontaminaci a bezpečně ukládá uhlík. Při pyrolýze se organické materiály, jako je dřevní štěpka, listí nebo odumřelé rostliny, spalují v nádobě s velmi malým množstvím kyslíku. Při hoření se z materiálů uvolňuje jen málo nebo vůbec žádné znečišťující výpary. Během pyrolýzy se organický materiál přemění na biochar, stabilní formu uhlíku, která nemůže snadno uniknout do atmosféry. Energii nebo teplo vzniklé během pyrolýzy lze zachytit a využít jako formu čisté energie. Biouhel je daleko účinnější při přeměně uhlíku na stabilní formu a je čistší než jiné formy dřevěného uhlí.

Z hlediska fyzikálních vlastností je biouhel černý, vysoce porézní, lehký, jemnozrnný a má velký povrch. Přibližně 70 % jeho složení tvoří uhlík. Zbývající procento tvoří mimo jiné dusík, vodík a kyslík. Chemické složení biocharu se liší v závislosti na vstupních surovinách použitých k jeho výrobě a metodách používaných k jeho zahřívání.

Koncept biocharu má kořeny v prastaré amazonské praxi

Ačkoli je technologie biocharu považována za novější strategii sekvestrace uhlíku, praxe přidávání zuhelnatělé biomasy za účelem zlepšení kvality půdy není nová. Tento proces vychází z 2000 let staré praxe v amazonské pánvi, kde domorodí obyvatelé vytvořili oblasti bohatých, úrodných půd nazývaných terra preta (což znamená „tmavá země“)

Zda byly tyto půdy vytvořeny záměrně, nebo jsou pouze vedlejším produktem zemědělských a/nebo kuchařských postupů, není dosud jasné. Jedno je však jisté: úrodnost terra preta je výrazně vyšší než u jinak proslulých neúrodných půd Amazonie. To vysvětluje, proč rostliny pěstované v půdě terra preta rostou rychleji a mají větší obsah živin než rostliny pěstované v sousedních půdách. Ve skutečnosti půdy terra preta ještě dnes zadržují uhlík.

Jak vyrobit biochar:

Biochar se vyrábí při pyrolýze, tepelném rozkladu biomasy v prostředí s omezeným obsahem kyslíku.

Kvalita vstupních surovin nebo spalovaných materiálů má přímý vliv na kvalitu konečného produktu biocharu. V ideálním případě se musí používat čisté vstupní suroviny s 10 až 20 % vlhkosti a vysokým obsahem ligninu – dobrým příkladem jsou polní zbytky a dřevní biomasa. Použití kontaminovaných surovin, včetně surovin ze železničních náspů nebo kontaminované půdy, může do půdy vnést toxiny, drasticky zvýšit pH půdy a/nebo bránit rostlinám v absorpci minerálních látek. Nejčastějšími kontaminanty jsou těžké kovy – včetně kadmia, mědi, chromu, olova, zinku, rtuti, niklu a arsenu – a polycyklické aromatické uhlovodíky.

Biochar lze vyrábět prostřednictvím nízkonákladové výroby v malém měřítku za použití upravených kamen nebo pecí nebo prostřednictvím velkokapacitní, nákladné výroby, při níž se používají větší pyrolýzní zařízení a větší množství vstupních surovin. Jedním z nejběžnějších způsobů výroby biocharu pro použití v zemědělských podnicích je pyrolýza pomocí zařízení na výrobu biocharu s horním osvětlením.

Použití biocharu v zemědělství: zlepšení vlastností půdy a kompostu

Degradace půdy je v zemědělství celosvětově velkým problémem. Pro řešení tohoto narůstajícího problému navrhli vědci aplikaci biocharu do degradovaných půd s cílem zlepšit jejich kvalitu. Mezi způsoby, kterými může biochar pomoci zlepšit kvalitu půdy, patří např:

• zlepšení struktury půdy
• zvýšení retence vody a agregace
• snížení kyselosti
• snížení emisí oxidů dusíku
• zlepšení pórovitosti
• regulování vyplavování dusíku
• zlepšování elektrické vodivosti
• zlepšování mikrobiálních vlastností

Biochar se rovněž jeví jako prospěšný pro kompostování, neboť snižuje emise skleníkových plynů a zabraňuje ztrátám živin v kompostovaném materiálu. Podporuje také mikrobiální aktivitu, což následně urychluje proces kompostování. Navíc pomáhá snižovat ztráty amoniaku, objemovou hmotnost a zápach kompostu.

Jak používat biochar ke zlepšení kvality půdy

Biochar se aplikuje do zemědělské půdy pomocí různých aplikačních dávek a technik přípravy. Rychlost aplikace a příprava biocharu do značné míry závisí na konkrétních půdních podmínkách a také na materiálech použitých k výrobě biocharu. Často se doporučuje smíchat biochar s kompostem nebo jinými materiály, aby se do něj naočkovaly živiny a prospěšné organismy.

Doporučený způsob aplikace biocharu se bude lišit podle toho, jak zdravá nebo živinami ochuzená je vaše půda. Před použitím biocharu na vlastní zahradě nebo farmě byste měli nejprve zvážit stav své půdy. Další informace o tom, jak aplikovat biochar na různé druhy půd, najdete v pokynech na stránkách International Biochar Initiative a Wakefield Biochar.

Biochar: ekologické řešení

Biochar se může zdát jako jednoduchý materiál, ale může pomoci řešit řadu globálních problémů najednou. Například proces, kterým se vyrábí, může pomoci zachytit miliardu tun uhlíku ročně a udržet ho v půdě po tisíce let, kde je nejpřínosnější.

Při výrobě biocharu vzniká jako vedlejší produkt čistá a obnovitelná energie – tu lze využít jako alternativu ke spalování fosilních paliv, které zhoršuje globální oteplování tím, že do atmosféry přidává skleníkové plyny.

Mezi další environmentální přínosy biocharu patří snížení znečištění podzemních vod, nižší náklady na filtraci vody, snížení množství odpadu a vyšší ziskovost pro zemědělce. Tato technologie také přispívá k potravinové bezpečnosti tím, že zvyšuje výnosy plodin a zadržuje vodu v oblastech náchylných k suchu.

Úloha biocharu při pohlcování uhlíku a zmírňování klimatických změn

Produkce biocharu je uhlíkově negativní proces, což znamená, že ve skutečnosti snižuje obsah CO2 v atmosféře. Při výrobě biocharu se nestabilní uhlík v rozkládajícím se rostlinném materiálu přeměňuje na stabilní formu uhlíku, která se pak ukládá do biocharu. Když je biochar aplikován do půdy, ukládá uhlík na bezpečném místě po dobu potenciálně stovek nebo tisíců let. Zjednodušeně řečeno, suroviny, které byly použity k výrobě biocharu, by uvolňovaly do atmosféry větší množství oxidu uhličitého, kdyby byly ponechány přirozenému rozkladu. Zahříváním vstupních surovin a přeměnou jejich obsahu uhlíku na stabilní strukturu, která nereaguje s kyslíkem, technologie biocharu v konečném důsledku snižuje množství oxidu uhličitého v atmosféře.

Biochar také přispívá ke zmírnění klimatických změn tím, že obohacuje půdu a snižuje potřebu chemických hnojiv, což následně snižuje emise skleníkových plynů. Zlepšená úrodnost půdy také stimuluje růst rostlin, které spotřebovávají oxid uhličitý. Mnoho přínosů biocharu pro klima i zemědělské systémy z něj činí slibný nástroj pro regenerativní zemědělství.

Přečtěte si další:

Klikněte zde a přihlaste se k odběru newsletteru Regeneration International.

Proč regenerativní zemědělství?