Vad är biokol?

Biokoltekniken är lovande när det gäller att mildra klimatförändringarna och förbättra markkvaliteten, minska avfallet och producera energi som en biprodukt. Men vad exakt är biokol och vad tillverkas det av?

Biokol är en kolliknande substans som tillverkas genom förbränning av organiskt material från jordbruks- och skogsbruksavfall (även kallat biomassa) i en kontrollerad process som kallas pyrolys. Även om det ser ut som vanligt träkol tillverkas biokol med hjälp av en särskild process för att minska föroreningar och lagra kol på ett säkert sätt. Vid pyrolys förbränns organiskt material, t.ex. träflis, lövspillning eller döda växter, i en behållare med mycket lite syre. När materialen brinner släpper de ut få eller inga förorenande rökgaser. Under pyrolysprocessen omvandlas det organiska materialet till biokol, en stabil form av kol som inte lätt kan frigöras i atmosfären. Den energi eller värme som skapas under pyrolysen kan fångas upp och användas som en form av ren energi. Biokol är överlägset effektivare när det gäller att omvandla kol till en stabil form och är renare än andra former av träkol.

Fysikaliskt sett är biokol svart, mycket poröst, lätt, finkornigt och har en stor yta. Ungefär 70 procent av dess sammansättning består av kol. Den resterande procenten består av bland annat kväve, väte och syre. Biokolets kemiska sammansättning varierar beroende på vilka råvaror som används för att framställa det och vilka metoder som används för att värma det.

Begreppet biokol har sina rötter i ett gammalt Amazonasbruk

Och även om biokoltekniken betraktas som en nyare strategi för kolinbindning, är det inte nytt att tillsätta förkolnad biomassa för att förbättra jordkvaliteten. Processen är utformad efter en 2 000 år gammal metod i Amazonas, där ursprungsbefolkningen skapade områden med rika, bördiga jordar som kallas terra preta (vilket betyder ”mörk jord”).

Om dessa jordar skapades avsiktligt eller om de helt enkelt är en biprodukt av jordbruks- och/eller matlagningsmetoder är fortfarande oklart. Men en sak är säker: Terra pretas bördighet är betydligt högre än de annars berömda ofruktbara jordarna i Amazonas. Detta förklarar varför växter som odlas i terra preta-jord växer snabbare och är mer näringsrika än växter som odlas i närliggande jordar. Faktum är att terra preta-jordar fortsätter att hålla kol än idag.

Hur man gör biokol: En närmare titt på biokolproduktion

Biokol produceras under pyrolys, en termisk nedbrytning av biomassa i en syrebegränsad miljö.

Kvaliteten på råvarorna, eller de material som bränns, har en direkt inverkan på kvaliteten på den slutliga biokolprodukten. Helst ska rena råvaror med 10-20 procent fukt och hög ligninhalt användas – några goda exempel är åkerrester och vedartad biomassa. Användning av förorenade råvaror, t.ex. råvaror från banvallar eller förorenad mark, kan leda till att gifter förs in i marken, drastiskt höja pH-värdet i marken och/eller hindra växterna från att absorbera mineraler. De vanligaste föroreningarna är tungmetaller – däribland kadmium, koppar, krom, bly, zink, kvicksilver, nickel och arsenik – och polycykliska aromatiska kolväten.

Biokol kan tillverkas genom billig, småskalig produktion med hjälp av modifierade kaminer eller ugnar, eller genom storskalig, kostnadsintensiv produktion, som använder större pyrolysanläggningar och större mängder råmaterial. Ett av de vanligaste sätten att framställa biokol för användning på gården är genom pyrolys med hjälp av en toppbelyst updraft biokolmaskin.

Användningar av biokol inom jordbruket: Förbättring av jord- och kompostegenskaper

Degradering av jordmånen är ett stort bekymmer inom jordbruket globalt sett. För att ta itu med detta växande problem har forskare föreslagit att biokol ska appliceras på nedbrutna jordar för att förbättra deras kvalitet. Några av de sätt på vilka biokol kan bidra till att förbättra markkvaliteten är följande:

• förbättra markstrukturen
• öka vattenretentionen och aggregationen
• minskad surhet
• minskat lustgasutsläpp
• minskat lustgasutsläpp
• förbättrat. porositet
• reglering av kväveutlakning
• förbättring av elektrisk ledningsförmåga
• förbättring av mikrobiella egenskaper

Biokol har också visat sig vara fördelaktigt vid kompostering, eftersom det minskar utsläppen av växthusgaser och förhindrar förlust av näringsämnen i kompostmaterialet. Det främjar också den mikrobiella aktiviteten, vilket i sin tur påskyndar komposteringsprocessen. Dessutom bidrar det till att minska kompostens ammoniakförluster, bulkdensitet och lukt.

Hur man använder biokol för att förbättra jordkvaliteten

Biokol appliceras på jordbruksjordar med hjälp av en mängd olika appliceringshastigheter och beredningstekniker. Doseringshastigheten och beredningen av biokolet beror till stor del på specifika markförhållanden samt på de material som används för att framställa biokolet. Det rekommenderas ofta att blanda biokol med kompost eller andra material för att inokulera det med näringsämnen och nyttoorganismer.

Den rekommenderade metoden för applicering av biokol varierar beroende på hur frisk eller näringsfattig din jord är. Innan du använder biokol i din egen trädgård eller på din gård bör du först ta hänsyn till hur din jord är beskaffad. För mer information om hur man applicerar biokol på olika typer av jordar, se riktlinjerna på International Biochar Initiative och Wakefield Biochar.

Biokol: en miljölösning

Biokol kan tyckas vara ett enkelt material, men det kan bidra till att lösa en rad olika globala problem samtidigt. Den process genom vilken det tillverkas kan till exempel bidra till att binda en miljard ton kol årligen och hålla kvar det i marken i tusentals år, där det är mest fördelaktigt.

Under tillverkningen av biokol produceras ren och förnybar energi som en biprodukt – detta kan användas som ett alternativ till förbränning av fossila bränslen, vilket har förvärrat den globala uppvärmningen genom att växthusgaser har tillförts till atmosfären.

Några andra miljöfördelar med biokol är bland annat minskad grundvattenförorening, lägre kostnader för vattenfiltrering, minskade avfallsmängder och högre lönsamhet för jordbrukare. Tekniken bidrar också till livsmedelsförsörjningen genom att öka skördarna och hålla kvar vatten i områden som är utsatta för torka.

Biokolets roll när det gäller att binda kol och mildra klimatförändringarna

Produktionen av biokol är en kolnegativ process, vilket innebär att den faktiskt minskar koldioxid i atmosfären. Vid tillverkningen av biokol omvandlas det instabila kolet i ruttnande växtmaterial till en stabil form av kol som sedan lagras i biokolet. När biokolet appliceras på marken lagras kolet på en säker plats i potentiellt hundratals eller tusentals år. Enkelt uttryckt skulle de råvaror som används för att framställa biokol släppa ut större mängder koldioxid i atmosfären om de lämnades att brytas ned på naturlig väg. Genom att värma upp råvarorna och omvandla deras kolinnehåll till en stabil struktur som inte reagerar på syre minskar biokoltekniken i slutändan koldioxiden i atmosfären.

Biokol bidrar också till att mildra klimatförändringarna genom att berika jordarna och minska behovet av konstgödsel, vilket i sin tur minskar utsläppen av växthusgaser. Den förbättrade markbördigheten stimulerar också tillväxten av växter, som förbrukar koldioxid. Biokolets många fördelar för både klimat- och jordbrukssystem gör det till ett lovande verktyg för regenerativt jordbruk.

Läs nästa:

Klicka här för att prenumerera på Regeneration Internationals nyhetsbrev.