Mi a bioszén?

A bioszéntechnológia ígéretesnek tűnik az éghajlatváltozás mérséklésében és a talajminőség javításában, valamint a hulladék csökkentésében és a melléktermékként keletkező energia előállításában. De mi is pontosan a bioszén, és miből készül?

A bioszén egy faszénszerű anyag, amelyet mezőgazdasági és erdészeti hulladékokból származó szerves anyagok (más néven biomassza) égetésével állítanak elő egy ellenőrzött, pirolízisnek nevezett folyamat során. Bár nagyon hasonlít a közönséges faszénre, a bioszén előállítása egy speciális eljárással történik a szennyeződés csökkentése és a szén biztonságos tárolása érdekében. A pirolízis során a szerves anyagokat, például faforgácsot, lombhulladékot vagy elhalt növényeket egy nagyon kevés oxigént tartalmazó tartályban égetik el. Ahogy az anyagok égnek, alig vagy egyáltalán nem bocsátanak ki szennyező füstöt. A pirolízis során a szerves anyag bioszénné alakul, a szén stabil formájává, amely nem tud könnyen a légkörbe kerülni. A pirolízis során keletkező energiát vagy hőt fel lehet fogni és tiszta energiaként lehet felhasználni. A bioszén messze hatékonyabb a szén stabil formává alakításában, és tisztább, mint a faszén más formái.

A fizikai tulajdonságait tekintve a bioszén fekete, erősen porózus, könnyű, finomszemcsés és nagy felülettel rendelkezik. Összetételének körülbelül 70 százaléka szén. A fennmaradó százalékot többek között nitrogén, hidrogén és oxigén alkotja. A bioszén kémiai összetétele az előállításához használt alapanyagoktól és a felmelegítéséhez használt módszerektől függően változik.

A bioszén fogalma egy ősi amazóniai gyakorlatban gyökerezik

Bár a bioszén-technológia a szénmegkötés újabb stratégiájának tekinthető, a talajminőség javítása érdekében a szenesített biomassza hozzáadásának gyakorlata nem új. Ezt a folyamatot az Amazonas-medencében egy 2000 éves gyakorlat mintájára alakították ki, ahol az őslakosok a terra preta (jelentése “sötét föld”) nevű gazdag, termékeny talajok területeit hozták létre.

Az, hogy ezeket a talajokat szándékosan hozták-e létre, vagy egyszerűen a mezőgazdasági és/vagy főzési gyakorlatok melléktermékei, még mindig nem világos. Egy dolog azonban biztos: a terra preta termékenysége lényegesen magasabb, mint az Amazonas egyébként híresen terméketlen talajainak. Ez megmagyarázza, hogy a terra preta talajban termesztett növények miért nőnek gyorsabban, és miért tápanyagdúsabbak, mint a szomszédos talajokban termesztett növények. Sőt, a terra preta talajok még ma is tartják a szenet.

Hogyan készítsünk bioszénnel: A bioszéngyártás közelebbről

A bioszén pirolízis során keletkezik, ami a biomassza termikus bomlása oxigénhiányos környezetben.

A nyersanyagok, vagyis az elégetett anyagok minősége közvetlen hatással van a bioszén végtermék minőségére. Ideális esetben tiszta, 10-20 százalékos nedvességtartalmú és magas lignintartalmú alapanyagokat kell használni – néhány jó példa erre a mezei maradványok és a fás biomassza. Szennyezett alapanyagok használata, beleértve a vasúti töltésekről vagy szennyezett földekről származó alapanyagokat, toxinokat juttathat a talajba, drasztikusan megnövelheti a talaj pH-értékét és/vagy gátolhatja a növényeket az ásványi anyagok felvételében. A leggyakoribb szennyező anyagok a nehézfémek – beleértve a kadmiumot, rezet, krómot, ólmot, cinket, higanyt, nikkelt és arzént – és a policiklikus aromás szénhidrogének.

A bioszén előállítható alacsony költségű, kisipari termeléssel, módosított kályhák vagy kemencék használatával, vagy nagyipari, költségigényes termeléssel, amely nagyobb pirolízisüzemeket és nagyobb mennyiségű alapanyagot használ. A bioszén mezőgazdasági felhasználásra történő előállításának egyik legelterjedtebb módja a pirolízis egy felülről megvilágított, felfelé irányuló bioszéngép segítségével.

A bioszén alkalmazásai a mezőgazdaságban: a talaj és a komposzt tulajdonságainak javítása

A talaj degradációja világszerte komoly aggodalomra ad okot a mezőgazdaságban. Ennek a kirobbanó problémának a kezelésére a kutatók javasolták a bioszén alkalmazását a degradált talajokra, hogy javítsák annak minőségét. A bioszén többek között a következő módon segíthet a talajminőség javításában:

• javítja a talaj szerkezetét
• növeli a vízvisszatartást és az aggregációt
• csökkenti a savasságot
• csökkenti a nitrogén-oxid-kibocsátást
• javítja a szén-dioxid-kibocsátást
• . porozitás
• a nitrogén kimosódásának szabályozása
• az elektromos vezetőképesség javítása
• a mikrobiális tulajdonságok javítása

A bioszén a komposztálás szempontjából is előnyösnek bizonyult, mivel csökkenti az üvegházhatású gázok kibocsátását és megakadályozza a komposztanyag tápanyagveszteségét. Emellett elősegíti a mikrobiális aktivitást, ami viszont felgyorsítja a komposztálási folyamatot. Emellett segít csökkenteni a komposzt ammóniaveszteségét, ömlesztett sűrűségét és szagát.

Hogyan használható a bioszén a talajminőség javítására

A bioszén különböző kijuttatási arányok és előkészítési technikák alkalmazásával kerül a mezőgazdasági talajokra. A bioszén alkalmazásának és előkészítésének mértéke nagymértékben függ az adott talajviszonyoktól, valamint a bioszén előállításához használt anyagoktól. Gyakran ajánlott a bioszén komposzttal vagy más anyagokkal való keverése, hogy beoltják tápanyagokkal és hasznos szervezetekkel.

A bioszén alkalmazásának ajánlott módszere attól függően változik, hogy mennyire egészséges vagy tápanyaghiányos a talaj. Mielőtt a saját kertjében vagy gazdaságában bioszénnel dolgozna, először is figyelembe kell vennie a talaj állapotát. A bioszén különböző talajtípusokon történő alkalmazásával kapcsolatos további információkért tekintse meg az International Biochar Initiative és a Wakefield Biochar oldalain található irányelveket.

Bioszén: környezetvédelmi megoldás

A bioszén egyszerű anyagnak tűnhet, de egyszerre számos globális probléma megoldásában segíthet. Például az az eljárás, amellyel előállítják, segíthet évente egymilliárd tonna szén megkötésében és több ezer évig a talajban tartásában, ahol a leghasznosabb.

A bioszén előállítása során melléktermékként tiszta és megújuló energia keletkezik – ez alternatívaként használható a fosszilis tüzelőanyagok elégetésével szemben, amely az üvegházhatású gázok légkörbe juttatásával súlyosbította a globális felmelegedést.

A bioszén további környezeti előnyei közé tartozik a talajvízszennyezés csökkenése, a vízszűrés alacsonyabb költsége, a hulladék mennyiségének csökkenése és a gazdák nagyobb jövedelmezősége. Ez a technológia hozzájárul az élelmezésbiztonsághoz is, mivel növeli a terméshozamot és visszatartja a vizet az aszályra hajlamos területeken.

A bioszén szerepe a szén megkötésében és az éghajlatváltozás mérséklésében

A bioszén előállítása szénnegatív folyamat, ami azt jelenti, hogy ténylegesen csökkenti a légkörben lévő CO2-t. A bioszén előállítása során a bomló növényi anyagban lévő instabil szén a szén egy stabil formájává alakul át, amelyet aztán a bioszénben tárolnak. Amikor a bioszén a talajba kerül, a szenet egy biztonságos helyen tárolja, akár több száz vagy ezer évig is. Egyszerűen fogalmazva, a bioszén előállításához használt alapanyagok nagyobb mennyiségű szén-dioxidot bocsátanának ki a légkörbe, ha hagynák, hogy természetes úton lebomoljanak. Azáltal, hogy az alapanyagokat felmelegítik és széntartalmukat olyan stabil szerkezetté alakítják át, amely nem reagál az oxigénnel, a bioszéntechnológia végső soron csökkenti a légkörbe kerülő szén-dioxid mennyiségét.

A bioszén a talajok dúsításával és a kémiai műtrágyák szükségességének csökkentésével hozzájárul az éghajlatváltozás mérsékléséhez is, ami viszont csökkenti az üvegházhatású gázok kibocsátását. A talaj jobb termékenysége a növények növekedését is serkenti, amelyek szén-dioxidot fogyasztanak. A bioszén számos előnye mind az éghajlat, mind a mezőgazdasági rendszerek szempontjából ígéretes eszközzé teszi a regeneratív mezőgazdaság számára.

Olvasson tovább:

Kattintson ide, ha fel szeretne iratkozni a Regeneration International hírlevelére.