Als 4, 000 Noorse boerderijen en kwekerijen produceerden biochar en vermengden het met de grond, zouden we de CO2-uitstoot van de agrarische sector kunnen halveren. Deze geheel natuurlijke aanpak levert ook robuustere en gezondere planten op.

Er is een nieuwe aanwinst onder de kassen van de Skjærgaarden-kwekerij - de eerste biochar-plant van Noorwegen. Biochar is identiek aan houtskool (of barbecuekool), maar kan niet alleen van hout worden vervaardigd, maar ook van andere soorten organisch materiaal. De kwekerij huisvest de eerste biochar-demofabriek in Noorwegen, die is geïnstalleerd in samenwerking met het interdisciplinaire onderzoeksproject CAPTURE+.

"Onze motivatie voor het starten van de productie van biochar is het verbeteren van de bodem, " zegt Kristin Stenersen, die samen met haar man Bjørge Madsen de kwekerij Skjærgaarden runt. "We willen robuustere en gezondere planten, en om ons gebruik van synthetische pesticiden en kunstmest te verminderen. Natuurlijk, het feit dat biochar ook CO2 bindt is een bijkomend voordeel, " ze zegt.

“Mensen zijn welkom om zelf te komen kijken hoe het in de praktijk werkt, " zegt Maria Kollberg Thomassen, die Senior Onderzoeker is bij SINTEF en Project Manager voor CAPTURE+.

Half juni, de kwekerij verwelkomde meer dan 70 vertegenwoordigers van zowel particuliere als publieke organisaties, onderzoekers, en vertegenwoordigers uit de agrarische sector in verband met de opening van de nieuwe productie-installatie voor biochar.

Biochar-technologie, die in Noorwegen niet algemeen bekend is, maakt het mogelijk om CO2 uit de atmosfeer af te vangen en koolstof op te slaan in de bodem. Het biedt ook voordelen voor de landbouwsector omdat het de bodem voedselrijker maakt en de effecten van droogte tegengaat.

Kollberg Thomassen pakt een handvol biochar van de plant, die gepland is om biomassa om te zetten in biochar met een snelheid van ongeveer 300 kilogram per uur. Deze plant is ontworpen voor kleinschalige productie en kan worden gebruikt door alledaagse boeren.

"Het project is grensverleggend omdat, aan de ene kant, we onderzoeken hoe biochar-technologie kan worden verbeterd door bio- en nanotechnologieën toe te passen, " zegt Kollberg Thomassen. "Aan de andere kant, we bestuderen de economische, sociale en politieke aspecten die verband houden met het gebruik van een nieuwe technologie, " ze zegt.

Zweden, buurland van Noorwegen, maakt in veel grotere mate gebruik van biokolen. Kollberg Thomassen is onlangs teruggekeerd van een bezoek aan het Zweedse water- en afvalbeheerbedrijf Stockholm Vatten. Het maakt gebruik van tuinafval om biochar te produceren dat wordt gebruikt om bomen en andere planten in Stockholm te cultiveren. Het proces is winstgevend omdat de planten minder verzorging nodig hebben. Het heeft ook het voordeel dat het overtollig water kan verwerken na hevige regenval.

"Als 4, 000 Noorse boerderijen en kwekerijen produceerden biochar en vermengden het met de grond, we onze uitstoot van de landbouwsector kunnen halveren, " zegt Erik Joner van NIBIO. NIBIO is een van de partners in het CAPTURE+ project, en is de organisatie met de langste staat van dienst in biochar-onderzoek in Noorwegen.

In 2010, een onderzoeksartikel is gepubliceerd in Natuur schat dat 12 procent van de antropogene CO2-emissies elk jaar in biochar kunnen worden vastgelegd zonder in strijd te zijn met andere doelstellingen voor het gebruik van biomassa.

Joner zegt dat biochar stabiele koolstof bevat die in de bodem wordt gebonden en niet terugkeert naar de atmosfeer. Coalificatie verandert de moleculaire structuur van het materiaal zodat bacteriën en schimmels het niet kunnen afbreken. Bij vermenging met aarde vormt het ongeveer de helft van een procent van het bodemgehalte.

In het Amazonegebied, NIBIO heeft houtskool (biochar) gevonden dat is gevormd uit resterend plantaardig materiaal in de bodem tussen 1, 000 en 1, 500 jaar oud. De grond is hier vandaag de dag nog vruchtbaarder dan gronden die niet zijn voorzien van dergelijke toevoegingen van koolstof.

Joner vergelijkt biokool met humus, die hij het 'zwarte goud in de grond' noemt. Het is humus die de bodem vitaal en voedselrijk maakt. Zonder het, bomen en andere planten zouden niet kunnen groeien. Maar humus kan niet worden gemaakt en, net als humus, biochar heeft de eigenschap om zowel voedingsstoffen vast te houden als af te geven aan de planten. Het is donker van kleur, wat betekent dat wanneer de lente komt, het zonlicht verwarmt de grond snel. Het is zowel poreus als uitstekend in het vasthouden van water, waardoor het in staat is om droogtecondities tegen te gaan.

NIBIO schat dat de eerste twee miljoen ton CO2 die elk jaar in biochar in Noorwegen kan worden gebonden, afkomstig kan zijn van gemakkelijk toegankelijk bos- en landbouwafval.

"De natuurlijke vegetatie van Noorwegen verwildert, en er is veel bosafval dat gewoon rondslingert en wegrot, ", zegt Joner. "De houtvolumes in Noorse bossen zijn met 25 miljoen kubieke meter toegenomen, maar slechts 12 miljoen hiervan worden geoogst. De bossen zullen profiteren van dunning gericht op het bevorderen van groei en gezonde bossen, " hij zegt.

Een voordeel van de productie van biochar is dat alle soorten organisch materiaal, van stro tot paardenmest, kan worden ingevoerd in een conversie-installatie. Dit betekent dat biochar niet zal concurreren met biomassa die voor andere doeleinden wordt gebruikt, zoals biogebaseerde vliegtuigbrandstoffen, waarvoor grondstoffen van hogere kwaliteit nodig zijn.

Biochar wordt geproduceerd door de biomassa te verhitten tot temperaturen tussen de 500 en 700 graden terwijl het wordt aangevoerd met beperkte hoeveelheden zuurstof (zie het feitenkader).

Professor Stephen Joseph van de Universiteit van New South Wales doet al vele jaren onderzoek naar biochar, en heeft Skjærgaarden bezocht om te demonstreren hoe de plant werkt. Hij heeft gezien hoe biochar voor alles wordt gebruikt, van het verwijderen van zware metalen uit de bodem, op de positieve resultaten van tests die zijn uitgevoerd in Australië waar rundermest is toegevoegd, en hoe de Chinezen nu zijn gaan investeren in biochar, die ze vermengen met kunstmest.

Op de kwekerij van Skjærgaarden, het oorspronkelijke plan is om de biochar te mengen met compost als een middel om voedingsstoffen voor planten en gewassen te leveren. Stenersen gelooft dat biochar een uitstekend middel is om voedingsstoffen terug te brengen naar de bodem, en dat het een meer natuurlijke en gevoelige benadering is, vergelijkbaar met de methoden die werden gebruikt voordat kunstmest de norm werd.

"We staan ​​nog maar in de startblokken en het zal even duren voordat we onze draai hebben gevonden. Maar de mogelijkheden zijn enorm, " zegt ze. "Stephen Joseph heeft ons geïnspireerd om een ​​experiment uit te voeren waarbij biochar wordt gemengd met siliciumrijk afval uit larvikietgroeven. Dit kan worden gebruikt in aanvulling op, of als vervanging voor kunstmest, ’, zegt Stenersen.

Een ander voordeel van het toevoegen van biochar is dat het de pH van de grond verhoogt. Momenteel, Noorse boeren gebruiken kalk om de pH-waarde te verhogen.

Markus Steen is onderzoekswetenschapper bij SINTEF en onderzoekt de soorten politieke maatregelen die nodig zijn als biochar een middel wordt om de klimaatverandering te verminderen. Hij heeft ook de barrières bestudeerd die zich typisch voordoen bij de introductie van een nieuwe technologie.

Als biochar een factor moet worden in de Noorse boekhouding voor klimaatverandering, er moet een certificatieschema komen om ervoor te zorgen dat de koolstof in de bodem blijft. Dit is essentieel als een CO2-compensatieregeling, boeren betalen om biokolen in de grond te ploegen, is voorgesteld.

Echter, qua maatregelen, biochar-technologie is meer dan zomaar een technologie voor het opvangen en opslaan van koolstof. Steen is van mening dat de technologie geen doorbraak zal maken als deze simpelweg wordt gepromoot als een middel om klimaatverandering tegen te gaan.

Bij SINTEF, we noemen biochar een "kinder ei" - op basis van alle kansen die het biedt. Het heeft het potentieel om vele uitdagingen aan te gaan, waaronder het verminderen van de behoefte aan kunstmest en misschien ook het verhogen van de gewasopbrengst. Het zijn waarschijnlijk deze positieve aspecten, in plaats van het effect ervan op de klimaatverandering, dat zal de interesse bij de boeren wekken.

Steen is van mening dat tijdens de opstartfase, het is belangrijk om stimulansen te bieden voor het opzetten van proeffabrieken op verschillende schaalniveaus, en in verschillende delen van Noorwegen. Gebruikers dienen nauw betrokken te worden omdat dit de interactie en het vertrouwen in het product bevordert. Momenteel, onze expertise op het gebied van biochar is beperkt, en er is een grote behoefte aan informatie.

"De publieke sector heeft een belangrijke rol te spelen, en het voortouw kan nemen bij het creëren van een nichemarkt, ", zegt Steen. "Een goed voorbeeld hiervan is het intergemeentelijke afvalverwerkingsbedrijf IVAR, gevestigd in Stavanger en Sandnes in het westen van Noorwegen. IVAR is van plan te investeren in een biochar-faciliteit, waarvan de overtollige warmte zal worden gebruikt om openbare gebouwen te verwarmen, ' zegt Steen.

Jon Randby werkt in de landbouwdivisie op het kantoor van de provinciegouverneur in Vestfold, en heeft de ontwikkelingen in de demonstratiefabriek in Skjærgaarden gevolgd. Hij is het met Steen eens dat prikkels om te gaan testen nu geïmplementeerd moeten worden.

"Biochar biedt grote kansen voor boeren, en er is nu een grotere bereidheid in de boerengemeenschap om nieuwe initiatieven te testen dan tien jaar geleden, "zegt hij. "Om deze reden, intensief onderzoek is nodig om aan te tonen dat het werkt. We zien dat bodems steeds voedselarmer worden, dus we moeten nu handelen. niet in de laatste plaats, we hebben maatregelen nodig om de klimaatverandering tegen te gaan, " hij zegt.

De chemiereus Elkem is een van 's werelds grootste producenten van silicium en ferrosilicium en is van plan meer biochar te gebruiken in zijn productieprocessen hier in Noorwegen. Het is van plan dit te bereiken door het aandeel van biochar in zijn mengsels van reductiemiddelen die worden gebruikt bij de productie van silicium en ferrosilicium te verhogen tot 20 procent tegen 2021 en 40 procent tegen 2030. Dit komt overeen met een emissiereductie in Noorwegen van 450, 000 ton CO2. Emissiereducties worden bereikt door fossiele kolen te vervangen.

"We zijn net begonnen met een vierjarig onderzoeksproject genaamd PyrOpt, gefinancierd door de Onderzoeksraad van Noorwegen, waarin ons doel is om het pyrolyseproces dat wordt gebruikt om biochar te produceren, te optimaliseren zodat het voldoet aan de eisen van Elkem, " zegt Geir Johan Andersen, die Project Manager is voor het PyrOpt-project bij Elkem.

Het bedrijf streeft er ook naar om alle bijproducten van pyrolyse te exploiteren, zoals bio-olie, en overtollige energie in de vorm van stoom. Er kunnen ook enkele fracties van biochar zijn die meer geschikt zijn voor andere doeleinden dan als reductiemiddel.

"We onderzoeken mogelijkheden om samen te werken bij de bouw van een biochar-fabriek van dit type, en daarom is het nuttig om anderen te ontmoeten en deel te nemen aan demonstratieprojecten zoals die in Skjærgaarden, ", zegt Andersen.