Store potentialer for CO2-lagring med biokul

Interview

Gennem godt ti år har der været arbejdet på at udvikle pyrolyse, så man kan lagre CO2 i biokul. Resultaterne er særdeles lovende. Nu er der behov for at få testet biokul af i realistiske storskalaforsøg parallelt med at teknologien udvikles, lyder budskabet fra professor Lars Elsgaard fra Aarhus Universitet.

Siger man CCS – carbon capture storage, CO2-lagring på dansk – tænker mange sikkert på tekniske anlæg på skorstene og lagring i miner under jorden. Men der er andre mindst lige så lovende metoder, hvor man med kendt og relativ simpel teknologi ser ud til at kunne binde betydelige mængder CO2. Det gælder ikke mindst biokul.

Biokul minder i princippet om de trækul og briketter, vi i årevis har brugt på terrassen, før gasgrill kom på mode. Ved at forfine metoden og pløje kullene ned i stedet for at brænde dem af, kan der lagres omkring to millioner tons CO2 årligt. Det er tæt på en tredjedel af de CO2-reduktioner, landbruget skal levere ifølge landbrugsaftalen fra efteråret 2021.

Professor Lars Elsgaard fra Institut for Agroøkologi på Aarhus Universitet har forsket i biokul i omkring ti år. Han kan se store potentialer og peger samtidig på behovet for at få testet teknologien i større skala.

Der er blevet arbejdet med teknikken i 10-15 år. Vi kan helt sikkert binde store mængder CO2, og den vil være bundet i mange år. Der er dog stadig en lang række usikkerheder, vi skal have afklaret. Især har vi behov for flere storskalaforsøg, siger han.

Men før vi ser på udfordringer og potentialer, hopper vi til første kapitel i fortællingen om biokul og lader Lars Elsgaard forklare den grundlæggende teknik.

Når biomasse bliver opvarmet til over 500 grader uden ilt, vil det forkulle. Den proces kaldes pyrolyse.

Biomassen kan være halm, husdyrgødning, slam fra renseanlæg eller restfibre fra biogasanlæg. Omkring halvdelen af biomassens kulstof vil være bundet i de biokul, som kommer ud af pyrolysen. Resten af kulstoffet er bundet i gas og en olie, som er de øvrige produkter ved pyrolysen.

Biokul holder effektivt på kulstoffet

Set fra en klimavinkel har kullene den fordel, at kulstoffet er kapslet godt ind.

I biokullene er kulstoffet langt mere utilgængeligt for mikroorganismer end i selve biomassen før pyrolysen. Når man spreder halm og husdyrgødning og andre typer biomasse på markerne, bliver det hurtigt nedbrudt, og så vil kulstoffet komme ud i atmosfæren igen som CO2. Det sker ikke i samme grad med biokul, fortæller Lars Elsgaard.

I princippet kan man fremstille biokul af alle typer biomasse. Det kan også være have/park affald eller træflis fra skovbrug, som flittigt benyttes i lande som Sverige og Finland.

Ser man på den tilgængelige biomasse, vil der være et hierarki, så man ikke skal lave biokul af den biomasse, som kan gøre gavn andre steder, påpeger Lars Elsgaard.

Mens der eksempelsvis også bliver set på mulighederne for at bruge halm som isolering i byggeriet, er der andre typer biomasse, der er ikke er samme efterspørgsel på.

Vi skal have set nærmere på de danske biomassestrømme. Hvis du tager halm, er der efterspørgsel flere steder. Restfibre fra biogasanlæg er derimod ikke et produkt, der er så stor efterspørgsel efter, siger Lars Elsgaard.

Biokul binder både kulstoffet og kvælstoffet, så det ikke er biotilgængeligt. Derimod vil jorden kunne optage den fosfor, som er bundet i biokullene, ikke mindst hvis det laves fra biogasrestfibre. Derfor kan biokul bruges til at omfordele fosfor. For i Jylland er der rigeligt med fosfor, mens jorden i det østlige Danmark ofte mangler fosfor.

Økologisk landmand blandt pionererne

Umiddelbart ser Lars Elsgaard ikke en udfordring i mængderne. Hvis man kører 10 tons biokul ud på en hektar, skal det holdes op mod, at der allerede er 3.000 tons jord per hektar.

Mens biokul kan tilsætte fosfor og kalium til jorden, er kvælstoffet bundet ret hårdt, så planterne ikke får gavn af den kvælstof, som findes i biokullene.

Da pionererne gik i gang med de første forsøg med biokul for 15 år siden, var det ellers drevet af ønsket om jordforbedringer

Thomas Harttung, stifteren af fødevarevirksomheden Aarstiderne, var ikke alene foran med konceptet om måltidskasser. Han var også blandt de første herhjemme til at arbejde med biokul.

I tidsskriftet ’Forskning i Bioenergi’ kunne man i december 2008 læse, at “Økofirmaet Aarstiderne” havde indviet et avanceret forgasningsanlæg, hvor et af produkterne var en særlig type koks – det der i dag kaldes biokul – som Aarstiderne ville bruge til at forbedre jordens frugtbarhed.

Spørger man Lars Elsgaard, om biokuls gødningsværdi, er det umiddelbare svar negativt, men han hæfter nuancer på.

Indtil videre er der ikke noget, som peger på, at biokul har en positiv effekt på planteudbyttet. Her skal man dog være opmærksom på, at dansk landbrugsjord er meget veldrevet. Man tilføjer gødning og kalk, når det er nødvendigt. I andre dele af verden kan det sagtens være, at biokul kan fungere som kalkning og have en positiv effekt på udbytterne på for eksempel meget sandede jorder, siger Lars Elsgaard.

Det store spørgsmål er tiden

Det helt store spørgsmål er, hvor længe biokullene binder kulstoffet.

Allerede nu ved vi, at kulstoffet kun frigives meget langsomt, men vi ved ikke præcis, hvor stor en del CO2, som vil være bundet i biokullene efter 70, 80 og 100 år. Vi skal ikke vente helt så længe, for vi kan lave modeller, der forudser det indenfor et interval. Det er dog klart et område, hvor vi har behov for mere viden, siger Lars Elsgaard.

Og så er biokul ikke bare biokul, understreger han.

Der er en masse variable. Typen af biomasse kan variere, temperaturen ved pyrolyseprocessen kan være fra 500 grader og helt op til 900 grader, og form og størrelse på biokullene kan variere.

Biokul er ikke ensartet produkt. Det kan ikke nytte, at vi kan dokumentere effekterne af biokul lavet på majs, hvis det ender med at være biokul lavet på restfibre fra biogasanlæg eller spildevandsslam, som bliver mainstream. Vi skal afklare hvilke typer biokul, der har de største potentialer, og så skal vi have specifikke forsøg med disse typer, så vi specifikt kan dokumentere effekterne af netop denne type, siger Lars Elsgaard.

Det er både bindingen af kulstof og hvordan biokullene påvirker jordforholdene på de marker, hvor de bliver spredt, der skal hentes mere viden om.

Vi skal vide mere om, hvordan det påvirker planternes optagelse af næringsstoffer og planteudbyttet. Her er der behov for forsøg i større skala. Lige nu har vi markstykker på omkring 20 gange 20 meter, men når du flytter jord hele tiden, kan du ikke være sikker på, at dine resultater helt svarer til almindelige driftsforhold. Derfor har vi behov for langtidsforsøg på større arealer, som giver større sikkerhed, siger Lars Elsgaard.

Også miljøeffekter er et område, som skal belyses bedre.

Bruger man slam fra rensningsanlæg, vil biokullene arve nogle af de problemer, som denne biomasse har, for eksempel i forhold til tungmetaller.

Der kan være tale om større koncentrationer i biokul. Men vi skaber ikke et nyt miljøproblem. Det er et velkendt problem, som allerede eksisterer med slam fra rensningsanlæg, som du ikke i dag må benytte, hvis du dyrker økologisk. Her handler det mere om, at vi skal afdække, hvordan biokul agerer i forskellige jordbundsforhold, siger Lars Elsgaard.

Han understreger, at der ikke ligefrem er advarselslamper, der blinker. Den største miljøudfordring er nok, at man under pyrolysen risikerer at få skabt miljøskadelige tjærestoffer, de såkaldte PAH’er

Her handler det dog primært om at styre processen. Med den rigtige proces og de rette temperaturer kan man begrænse tjærestofferne, fortæller Lars Elsgaard.

Efterlyser kendskab og regulering

Trods 10-15 års forsøg og forskning med lovende resultater er anvendelsen af biokul ikke nået langt ud over afprøvningsstadiet. Det kan ifølge Lars Elsgaard forklares med to faktorer. Kendskab og regulering.

Forskningsresultaterne har endnu ikke den modenhed, hvor de er kommet ud til konsulenter og landmænd. Her er der en stor fremadrettet opgave med at dokumentere og formidle effekter.

Og hvis der endelig var en landmand, som havde hørt om positive effekter ved biokul, hvor skulle han så de biokul fra? spørger Lars Elsgaard. Det er først inden for de seneste få år, at større anlæg til fremstilling af biokul i Danmark er blevet projekteret.

Han fortæller, at der allerede eksisterer et europæisk certificeringsorgan, European Biochar Certificate, som har opstillet grænseværdier for, hvad biokul må indeholde. Herhjemme har vi behov for en biokulbekendtgørelse som en pendant for eksempel til den allerede eksisterende slambekendtgørelse eller affald til jord-bekendtgørelse, mener han.

Hvis du som landmand vil køre biokul ud på markerne, kan du ikke bare gøre det. Du skal søge om lov og have en særlig tilladelse. Her er der behov for en forenkling med en række standardregler, siger Lars Elsgaard.

For sit eget arbejde ønsker han sig først og fremmest langsigtede bevillinger, som går ud over de typiske to-tre år, forskningsbevillinger rækker til. Det er en forudsætning for at få belyst de langsigtede effekter i storskala.

Sideløbende skal der arbejdes med både udviklingen af pyrolyseanlæg og tilretningen rammevilkår, som er helt afgørende for kommercialiseringen, som skal drive anvendelsen af biokul.

For os forskere er det afgørende at se på de specifikke muligheder i de enkelte typer biokul. Samtidig er der andre aktører, som er ved at opføre første generations store pyrolyseanlæg og der er lovgivning, som skal plads. Det er områder, hvor vi kommer til at arbejde parallelt. På andre områder, ville man nok tage et skridt ad gangen. Men vi har travlt. Først og fremmest på grund af klimaet, siger Lars Elsgaard.