Biokol

Kol på roten - biokolet som jordförbättrare har gett rikare skörd och samtidigt minskat koldioxidhalten i atmosfären. Foto Folke Günther.

 

Historik

Ursprunget till biokolmetoden är Terra preta ("Svarta jorden"), en enormt bördig jord som fortfarande finns i de annars näringsfattiga jordarna i Amazonas. Den skapades under ett par årtusenden kring Kristi födelse och var förutsättningen för en unik högkultur. Tillverkningen skedde genom att organiskt material kolades i milor för att sedan blandas med urin, gödsel, malda ben etc. Jordlagren med Terra preta är oftast över en meter djupa och beräknas täcka en yta motsvarande några procent av Sveriges yta. Metoden är alltså väl beprövad under lång tid!

Vanlig jord och Terra preta-jord. Foto Bruno Glaser.

 

Vad är biokol?

Biokol är helt enkelt träkol (eller motsvarande gjort från annan biomassa än trä), som används för att minska utsläpp av växthusgaser samt förbättra odlingsjord.

Kol. Foto Tor Kihlberg.

 

Vad betyder pyrolys?

I fallet biokol betyder det att biomassa värms till omkring 500 °C med liten eller ingen tillförsel av syre. Vid processen bildas kol, tjära och pyrolysgas (en blandning av framför allt metan, vätgas och kolmonoxid). Den klassiska kolmilan är ett exempel.

Enkel pyrolys: nästan tät burk med ved ställs i en brasa.
(Klicka för större bild) Foto Lars Hylander.

Forskning

Under de senaste fem åren har forskningen kring biokol och Terra preta tagit fart ordentligt. Hundratals forskare runt om i värden arbetar med biokol och tusentals vetenskapliga artiklar har publicerats. Man har visat att tillsats av biokol förbättrar jorden på följande sätt:

• Ökar förmågan att binda vatten och näringsämnen, dock inte hårdare än att de fortfarande är lättillgängliga för växterna.
• Minskar läckage av fosfor, kväve och andra näringsämnen.
• Markens ekosystem förbättras eftersom mikroorganismer, maskar m.fl. gynnas.
• Jorden blir mer lättarbetad, vilket dels ökar rötternas utbredning och därmed näringsupptag, dels minskar jordbruksmaskinernas bränsleförbrukning.

Generellt gäller att ju sämre jordarna är från början desto påtagligare blir dessa effekter.

Förklaringen till kolets jordförbättrande egenskaper ligger i dess mikroskopiska struktur (se bilden). Biokolet liknar en tvättsvamp och har en stor aktiv yta (upp till en halv fotbollsplan per gram kol). Det är också den stora aktiva ytan som gör att aktivt kol kan användas till allt ifrån att rena dålig sprit till att ta bort fotsvettslukt.

 

 

 

Kol sett i elektronmikroskop
(klicka för större bild).

 

Hur fungerar kolfastläggning?

Kolet som växterna tagit från atmosfären återgår normalt snabbt som koldioxid och metan efter att växten dött. Förmultningen sker under en tidsrymd som varierar från dagar till decennier. Träkol är betydligt mer stabilt och kan existera i jorden i tusentals år. Det är därför som framställning av biokol i stor skala och över en längre tid skulle kunna vara en effektiv metod för att fastlägga kol från atmosfären och minska klimatförändringarna. Begreppet kolfastläggning används oftast i samband med pågående forskning kring metoder att pumpa ner koldioxid i håligheter i berggrunden och förvara den där. Men kolfastläggning med biokol är både billigare och säkrare, förutom de vinster som kommer genom dess jordförbättrande egenskaper.

Kolbitar uppblandade med odlingsjorden. Foto Tor Kihlberg.

2000-talets perspektiv

Mänskligheten är nu snabbt på väg mot en mycket allvarlig och komplex kris. Förutom globala klimatförändringar, som blivit välkänt som ord men vars konsekvenser är oklara för de flesta, finns raserade ekosystem och minskande naturresurser med i bilden. Ett annat negligerat problem är vårt djupgående behov av billig olja som snart kommer att resultera i stora belastningar på samhället när tillgången på olja inte motsvarar efterfrågan på grund av minskande utvinning (peak oil) . Sammantaget kommer detta att skapa stora problem med produktionen av mat till en ökande världsbefolkning.

Det är osannolikt att vi kommer att hitta någon enskild ”magisk” metod som löser alla problem och tillåter oss att fortsätta som nu. Vi måste därför arbeta på bred front och utnyttja alla effektiva verktyg som kommer till hands. Biokolmetoden bör kunna bli ett viktigt verktyg i arsenalen eftersom den har lång historik, inte kräver ”science fiction” teknologi och kan användas både stor- och småskaligt. Enligt en färsk vetenskaplig artikel bör 12 % av dagens utsläpp av växthusgaser kunna undvikas med hjälp av biokol, samtidigt som matproduktionen förbättras och bioenergi utvinns.

Den sista kyssen. Foto Tor Kihlberg. Klicka på fotot för att se en förstoring och läsa en kommentar.

 

Hållbar bioenergiproduktion

I kölvattnet av hotande klimatförändringarna och minskande tillgångar på billig olja, talas det allt mer om hur vi kan öka användningen av biobränslen. Ibland kan vi läsa enfaldiga beräkningar av hur mycket bioenergi Sverige skulle kunna producera om vi ”dammsög” alla jord- och skogsbruksmarker på skörderester, grenar, stubbar etc. Men ett sådant tillvägagångssätt är naturligtvis inte uthålligt och skulle resultera i utarmade jordar inom några decennier. Att återföra askan efter t.ex. förbränning i värmekraftverk är inte heller uthålligt eftersom jordens mullhalt fortfarande minskar och att de lättlösliga salterna från askan då ger en näringschock till växterna, för att sedan snabbt lakas ut och till slut hamna i Östersjön.
Att i stället samla upp biomassa, som annars skulle förmultnat på några år, och omvandla den till biokol som återförs till jorden, skulle vara ett effektivt sätt att behålla eller öka markens kolhalt samtidigt som bioenergi kan tillvaratas. Biokolmetoden erbjuder förmodligen den effektivaste och kanske enda vägen till verkligt hållbar bioenergiutvinning.

Hur kommer vi vidare?

Först och främst behövs det mer forskning på biokol, t.ex.:

• Hur kan vi utnyttja biokol för att på bästa sätt gynna matproduktionen och samtidigt minska näringsläckage?
• Hur kan vi göra framställningen av biokol kostnadseffektiv genom att hushålla med och ta till vara överskottsvärmen och pyrolysgasen vid framställningen?
• Hur ska framställningen av biokol ske, så att processen inte bara blir oskadlig utan också direkt gynnar de ekosystem där biomassan produceras?

Men redan nu vet vi tillräckligt för att öka användningen av biokol vilket kommer att starta en positiv spiral av kunskap, tillgänglighet, allmän kännedom och förbättrat jordbruk. Du kan hjälpa till i denna process genom att i liten eller stor skala framställa och/eller använda biokol.

Med menyn till höger kan du läsa mer.

Vill du titta på en film som ger en snabb och lättfattlig introduktion till biokolmetoden kan du göra det här.

Foto Tor Kihlberg

Om ni vill gå vidare och läsa om biokol och hur det skulle kunna användas i jordbruk kan ni göra det här. Det är en rapport på 131 sidor skriven för Storbritanniens departement för energi, mat och jordbruksfrågor samt departementet för energi och klimatförändringar. Den innehåller bland annat detaljerade beräkningar för ekonomiska förutsättningar kring användning av biokol.