Czym jest biowęgiel?

Technologia biowęgla obiecuje złagodzenie zmian klimatycznych i poprawę jakości gleby, a także zmniejszenie ilości odpadów i produkcję energii jako produktu ubocznego. Ale czym dokładnie jest biochar i z czego jest zrobiony?

Biochar jest substancją przypominającą węgiel drzewny, która powstaje w wyniku spalania materiałów organicznych z odpadów rolniczych i leśnych (zwanych również biomasą) w kontrolowanym procesie zwanym pirolizą. Chociaż wygląda jak zwykły węgiel drzewny, biochar jest wytwarzany w specjalnym procesie, który ma na celu zmniejszenie zanieczyszczenia i bezpieczne przechowywanie węgla. Podczas pirolizy materiały organiczne, takie jak wióry drzewne, ściółka z liści lub martwe rośliny, są spalane w pojemniku z bardzo małą ilością tlenu. W miarę spalania materiały te wydzielają niewiele lub wcale nie wydzielają zanieczyszczających oparów. Podczas procesu pirolizy, materiał organiczny jest przekształcany w biochar, stabilną formę węgla, który nie może łatwo uciec do atmosfery. Energia lub ciepło powstałe podczas pirolizy może być przechwycone i wykorzystane jako forma czystej energii. Biochar jest o wiele bardziej wydajny w przekształcaniu węgla w stabilną formę i jest czystszy niż inne formy węgla drzewnego.

W kategoriach atrybutów fizycznych, biochar jest czarny, wysoce porowaty, lekki, drobnoziarnisty i ma dużą powierzchnię. Około 70 procent jego składu stanowi węgiel. Pozostały procent składa się z azotu, wodoru i tlenu, wśród innych elementów. Skład chemiczny biowęgla różni się w zależności od surowców użytych do jego wytworzenia oraz metod jego podgrzewania.

Koncepcja biowęgla jest zakorzeniona w starożytnej amazońskiej praktyce

Chociaż technologia biowęgla jest uważana za nowszą strategię sekwestracji węgla, praktyka dodawania zwęglonej biomasy w celu poprawy jakości gleby nie jest nowa. Proces ten jest wzorowany na 2,000-letniej praktyce w dorzeczu Amazonki, gdzie rdzenni mieszkańcy stworzyli obszary bogatych, żyznych gleb zwanych terra preta (co oznacza „ciemna ziemia”).

Czy te gleby zostały celowo wykonane lub są po prostu produktem ubocznym rolnictwa i / lub praktyk kulinarnych jest nadal niejasne. Ale jedna rzecz jest pewna: żyzność terra preta jest znacznie wyższa niż w przypadku słynnych, nieurodzajnych gleb Amazonii. To wyjaśnia, dlaczego rośliny uprawiane na glebie terra preta rosną szybciej i są bardziej bogate w składniki odżywcze niż rośliny uprawiane na sąsiednich glebach. W rzeczywistości, terra preta gleby nadal trzymać węgla nadal today.

Jak zrobić biochar: Bliższe spojrzenie na produkcję biocharu

Biochar jest wytwarzany podczas pirolizy, termicznego rozkładu biomasy w środowisku o ograniczonej ilości tlenu.

Jakość substratów, czyli materiałów spalanych, ma bezpośredni wpływ na jakość końcowego produktu biocharu. Idealnym rozwiązaniem jest stosowanie czystych substratów o wilgotności 10-20% i wysokiej zawartości ligniny – dobrym przykładem są tu resztki pożniwne i biomasa drzewna. Użycie zanieczyszczonych surowców, w tym surowców pochodzących z nasypów kolejowych lub zanieczyszczonych gruntów, może wprowadzić do gleby toksyny, drastycznie podnieść pH gleby i/lub uniemożliwić roślinom wchłanianie minerałów. Najczęstszymi zanieczyszczeniami są metale ciężkie – w tym kadm, miedź, chrom, ołów, cynk, rtęć, nikiel i arsen – oraz wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne.

Biochar może być produkowany na małą skalę przy użyciu zmodyfikowanych pieców lub palenisk, lub na dużą skalę przy użyciu dużych, kosztownych urządzeń do pirolizy i większych ilości substratów. Jednym z najbardziej powszechnych sposobów wytwarzania biowęgla do użytku w gospodarstwach rolnych jest piroliza przy użyciu maszyny do produkcji biowęgla typu updraft z górnym oświetleniem.

Zastosowanie biowęgla w rolnictwie: poprawa właściwości gleby i kompostu

Degradacja gleby jest głównym problemem w rolnictwie na całym świecie. Aby rozwiązać ten narastający problem, naukowcy zaproponowali zastosowanie biocharu w zdegradowanych glebach w celu poprawy ich jakości. Niektóre ze sposobów, w jakie biochar może pomóc w poprawie jakości gleby obejmują:

• wzmacnianie struktury gleby
• zwiększanie retencji wody i agregacji
• zmniejszanie kwasowości
• redukcja emisji podtlenku azotu
• poprawa porowatości
• regulowanie wypłukiwania azotu
• poprawa przewodności elektrycznej
• poprawa właściwości mikrobiologicznych

Biochar jest również uznawany za korzystny w kompostowaniu, ponieważ zmniejsza on emisję gazów cieplarnianych i zapobiega utracie składników odżywczych w materiale kompostowym. Promuje on również aktywność mikrobiologiczną, co z kolei przyspiesza proces kompostowania. Ponadto, pomaga zmniejszyć straty amoniaku, gęstość nasypową i zapach kompostu.

Jak stosować biochar do poprawy jakości gleby

Biochar jest stosowany do gleb rolnych przy użyciu różnych dawek i technik przygotowania. Dawka stosowania i przygotowanie biocharu w dużej mierze zależy od konkretnych warunków glebowych, jak również od materiałów użytych do produkcji biocharu. Często zaleca się mieszanie biocharu z kompostem lub innymi materiałami, aby zaszczepić go składnikami odżywczymi i pożytecznymi organizmami.

Zalecana metoda stosowania biocharu będzie się różnić w zależności od tego, jak zdrowa lub uboga w składniki odżywcze jest twoja gleba. Przed zastosowaniem biocharu w swoim ogrodzie lub gospodarstwie, należy najpierw rozważyć stan swojej gleby. Aby uzyskać więcej informacji na temat stosowania biocharu na różnych rodzajach gleb, sprawdź wytyczne na stronach International Biochar Initiative i Wakefield Biochar.

Biochar: rozwiązanie dla środowiska

Biochar może wydawać się prostym materiałem, ale może pomóc rozwiązać wiele globalnych problemów jednocześnie. Na przykład, proces, w którym jest wytwarzany, może pomóc w sekwestracji miliarda ton węgla rocznie i utrzymać go w glebie przez tysiące lat, gdzie jest najbardziej korzystny.

Podczas produkcji biocharu, czysta i odnawialna energia jest wytwarzana jako produkt uboczny – może być wykorzystywana jako alternatywa dla spalania paliw kopalnych, co pogłębiło globalne ocieplenie poprzez dodanie gazów cieplarnianych do atmosfery.

Kilka innych korzyści środowiskowych biochar obejmują zmniejszenie zanieczyszczenia wód gruntowych, niższe koszty filtracji wody, zmniejszenie ilości odpadów i wyższą rentowność dla rolników. Technologia ta przyczynia się również do bezpieczeństwa żywnościowego poprzez zwiększenie plonów i zatrzymywanie wody na obszarach podatnych na suszę.

Rola biocharu w sekwestracji węgla i łagodzeniu zmian klimatycznych

Produkcja biocharu jest procesem węglowo-negatywnym, co oznacza, że w rzeczywistości zmniejsza ilość CO2 w atmosferze. W procesie wytwarzania biocharu, niestabilny węgiel w rozkładającym się materiale roślinnym jest przekształcany w stabilną formę węgla, który jest następnie przechowywany w biocharze. Kiedy biochar jest stosowany w glebie, przechowuje on węgiel w bezpiecznym miejscu przez potencjalnie setki lub tysiące lat. Mówiąc prościej, surowce użyte do produkcji biocharu uwalniałyby większe ilości dwutlenku węgla do atmosfery, gdyby pozostawić je do naturalnego rozkładu. Poprzez ogrzewanie surowców i przekształcanie ich zawartości węgla w stabilną strukturę, która nie reaguje z tlenem, technologia biocharu ostatecznie zmniejsza ilość dwutlenku węgla w atmosferze.

Biochar przyczynia się również do łagodzenia zmian klimatycznych poprzez wzbogacanie gleb i zmniejszanie zapotrzebowania na nawozy chemiczne, co z kolei obniża emisję gazów cieplarnianych. Poprawa żyzności gleby stymuluje również wzrost roślin, które zużywają dwutlenek węgla. Liczne korzyści biocharu zarówno dla klimatu, jak i systemów rolniczych czynią go obiecującym narzędziem dla rolnictwa regeneracyjnego.

Czytaj dalej: Dlaczego rolnictwo regeneracyjne?

Kliknij tutaj, aby zapisać się do newslettera Regeneration International.

.