Wat is biochar?

Biochar-technologie is veelbelovend bij het beperken van klimaatverandering en het verbeteren van de bodemkwaliteit, maar ook bij het verminderen van afval en het produceren van energie als bijproduct. Maar wat is biochar precies en waar is het van gemaakt?

Biochar is een houtskoolachtige substantie die wordt gemaakt door organisch materiaal uit land- en bosbouwafval (ook wel biomassa genoemd) te verbranden in een gecontroleerd proces dat pyrolyse wordt genoemd. Hoewel het veel lijkt op gewone houtskool, wordt biochar geproduceerd met behulp van een specifiek proces om verontreiniging te verminderen en veilig koolstof op te slaan. Tijdens pyrolyse worden organische materialen, zoals houtspaanders, bladafval of dode planten, verbrand in een vat met zeer weinig zuurstof. Bij het verbranden van de materialen komen weinig of geen verontreinigende dampen vrij. Tijdens het pyrolyseproces wordt het organisch materiaal omgezet in biochar, een stabiele vorm van koolstof die niet gemakkelijk kan ontsnappen in de atmosfeer. De energie of warmte die bij pyrolyse vrijkomt, kan worden opgevangen en gebruikt als een vorm van schone energie. Biochar is veel efficiënter in het omzetten van koolstof in een stabiele vorm en is schoner dan andere vormen van houtskool.

In termen van fysieke attributen is biochar zwart, zeer poreus, lichtgewicht, fijnkorrelig en heeft een groot oppervlak. Ongeveer 70 procent van de samenstelling bestaat uit koolstof. Het resterende percentage bestaat uit stikstof, waterstof en zuurstof, naast andere elementen. De chemische samenstelling van biochar varieert afhankelijk van de grondstoffen die worden gebruikt om het te maken en de methoden die worden gebruikt om het te verhitten.

Het concept van biochar is geworteld in een oude praktijk in het Amazonegebied

Hoewel de biochar-technologie wordt beschouwd als een recentere strategie voor koolstofvastlegging, is de praktijk van het toevoegen van verkoolde biomassa om de bodemkwaliteit te verbeteren niet nieuw. Dit proces is gemodelleerd naar een 2000 jaar oude praktijk in het Amazonebekken, waar de inheemse bevolking gebieden creëerde met rijke, vruchtbare bodems die terra preta (wat “donkere aarde” betekent) werden genoemd.

Of deze bodems opzettelijk werden gemaakt of gewoon een bijproduct zijn van landbouw- en/of kookpraktijken is nog onduidelijk. Maar één ding is zeker: de vruchtbaarheid van terra preta is beduidend hoger dan de anders zo befaamde onvruchtbare gronden van de Amazone. Dit verklaart waarom planten die in terra preta grond worden geteeld sneller groeien en meer voedingsstoffen bevatten dan planten die in aangrenzende grond worden geteeld. In feite houden terra preta bodems vandaag de dag nog steeds koolstof vast.

Hoe biochar te maken: Een nadere blik op de productie van biochar

Biochar wordt geproduceerd tijdens pyrolyse, een thermische afbraak van biomassa in een zuurstofarme omgeving.

De kwaliteit van de grondstoffen, of materialen verbrand, hebben een directe invloed op de kwaliteit van het uiteindelijke biocharproduct. Idealiter moeten schone grondstoffen met 10 tot 20 procent vocht en een hoog ligninegehalte worden gebruikt – enkele goede voorbeelden zijn veldresiduen en houtachtige biomassa. Het gebruik van verontreinigde grondstoffen, waaronder grondstoffen afkomstig van spoordijken of verontreinigde grond, kan giftige stoffen in de bodem brengen, de pH-waarde van de bodem drastisch verhogen en/of planten verhinderen mineralen op te nemen. De meest voorkomende verontreinigingen zijn zware metalen – waaronder cadmium, koper, chroom, lood, zink, kwik, nikkel en arseen – en polycyclische aromatische koolwaterstoffen.

Biochar kan worden vervaardigd door middel van goedkope, kleinschalige productie met behulp van aangepaste fornuizen of ovens, of door middel van grootschalige, kostenintensieve productie, waarvoor grotere pyrolyse-installaties en grotere hoeveelheden grondstoffen nodig zijn. Een van de meest gebruikelijke manieren om biochar te maken voor gebruik op het landbouwbedrijf is door pyrolyse met behulp van een top-lit updraft biochar machine.

Toepassingen van biochar in de landbouw: het verbeteren van bodem- en composteigenschappen

Bodemdegradatie is een grote zorg in de landbouw wereldwijd. Om dit probleem aan te pakken, hebben onderzoekers voorgesteld biochar toe te passen op aangetaste bodems om de kwaliteit ervan te verbeteren. Enkele van de manieren waarop biochar kan helpen de bodemkwaliteit te verbeteren zijn:

• verbetering van de bodemstructuur
• vergroting van de waterretentie en aggregatie
• vermindering van de zuurgraad
• vermindering van de uitstoot van stikstofoxide
• verbetering van porositeit
• reguleren van stikstofuitspoeling
• verbeteren van elektrische geleidbaarheid
• verbeteren van microbiële eigenschappen

Biochar blijkt ook gunstig te zijn voor compostering, omdat het de uitstoot van broeikasgassen vermindert en het verlies van voedingsstoffen in het compostmateriaal voorkomt. Het bevordert ook de microbiële activiteit, wat op zijn beurt het composteringsproces versnelt. Plus, het helpt de ammoniakverliezen, bulkdichtheid en geur van de compost te verminderen.

Hoe biochar te gebruiken om de bodemkwaliteit te verbeteren

Biochar wordt toegepast op landbouwgrond met behulp van een verscheidenheid aan toepassingssnelheden en voorbereidingstechnieken. De mate van toepassing en de voorbereiding van de biochar zal grotendeels afhangen van de specifieke bodemgesteldheid, alsmede van de materialen die worden gebruikt om de biochar te maken. Het wordt vaak aanbevolen om biochar te mengen met compost of andere materialen om het te inoculeren met voedingsstoffen en nuttige organismen.

De aanbevolen methode voor het toepassen van biochar zal variëren afhankelijk van hoe gezond of nutriënten-verarmd uw bodem is. Voordat u biochar in uw eigen tuin of boerderij gebruikt, moet u eerst de toestand van uw bodem bekijken. Voor meer informatie over de toepassing van biochar op verschillende soorten grond, raadpleegt u de richtlijnen op International Biochar Initiative en Wakefield Biochar.

Biochar: een oplossing voor het milieu

Biochar lijkt misschien een eenvoudig materiaal, maar het kan een verscheidenheid aan mondiale problemen tegelijk helpen oplossen. Het proces waarmee het wordt vervaardigd, kan bijvoorbeeld helpen jaarlijks een miljard ton koolstof vast te leggen en duizenden jaren in de bodem vast te houden, waar het het voordeligst is.

Tijdens de productie van biochar wordt schone en hernieuwbare energie geproduceerd als bijproduct – dit kan worden gebruikt als alternatief voor het verbranden van fossiele brandstoffen, wat de opwarming van de aarde heeft verergerd door broeikasgassen aan de atmosfeer toe te voegen.

De andere milieuvoordelen van biochar zijn onder meer minder grondwaterverontreiniging, lagere kosten voor waterfiltratie, minder afval en een hogere winstgevendheid voor boeren. Deze technologie draagt ook bij aan de voedselzekerheid door de opbrengst van gewassen te verhogen en water vast te houden in gebieden die gevoelig zijn voor droogte.

De rol van biochar bij het vastleggen van koolstof en het beperken van klimaatverandering

Biocharproductie is een koolstofnegatief proces, wat betekent dat het in feite CO2 in de atmosfeer vermindert. Bij het maken van biochar wordt de onstabiele koolstof in rottend plantaardig materiaal omgezet in een stabiele vorm van koolstof, die vervolgens in de biochar wordt opgeslagen. Wanneer biochar op de bodem wordt aangebracht, slaat het de koolstof op een veilige plaats op voor mogelijk honderden of duizenden jaren. Eenvoudig gezegd zouden de grondstoffen die voor de productie van biochar zijn gebruikt, grotere hoeveelheden koolstofdioxide aan de atmosfeer afgeven als ze op natuurlijke wijze zouden ontbinden. Door de grondstoffen te verhitten en hun koolstofgehalte om te zetten in een stabiele structuur die niet op zuurstof reageert, vermindert de biochartechnologie uiteindelijk de hoeveelheid koolstofdioxide in de atmosfeer.

Biochar draagt ook bij tot de matiging van de klimaatverandering door de bodem te verrijken en de behoefte aan chemische meststoffen te verminderen, wat op zijn beurt de uitstoot van broeikasgassen verlaagt. De verbeterde bodemvruchtbaarheid stimuleert ook de groei van planten, die kooldioxide verbruiken. De vele voordelen van biochar voor zowel het klimaat als de landbouwsystemen maken het een veelbelovend instrument voor regeneratieve landbouw.

Lees verder: Waarom regeneratieve landbouw?

Klik hier om u aan te melden voor de nieuwsbrief van Regeneration International.