Biokul har potentiale: »Det kan blive en grøn speeder i omstillingen af landbruget«
Men lige nu er markedet lidt som det vilde vesten, og der er stadig flere udfordringer, lyder det fra en dansk forsker.
biokul_optimized

Når biorester som halm og gylle er blevet grillet ved hjælp af pyrolyse, bliver godt halvdelen til biokul, som kan spredes ud på markerne og lagre kulstof. (Foto: Shuttetstock)

Når biorester som halm og gylle er blevet grillet ved hjælp af pyrolyse, bliver godt halvdelen til biokul, som kan spredes ud på markerne og lagre kulstof. (Foto: Shuttetstock)

Der er brug for at smøge ærmerne op og få lagt en grøn klimaplan for landbruget. 

Sådan lød det klare budskab fra flere forskere til Videnskab.dk, efter regeringen i slutningen af 2020 skubbede forhandlingerne om landbruget længere ud i fremtiden.

I samme artikel lød det, at der er brug for nye metoder til at dyrke markerne, så de optager og lagrer mere kulstof, end de gør i dag - og det er her, biokul kommer ind i billedet.  

Det er kort sagt forkullede biorester – for eksempel halm eller gylle –  som kan pløjes ned i markerne og gemme på CO2. Derudover kan de små kul bruges til at fodre markerne med næringsstoffer.

»I landbruget har man fået øjnene op for biokul, fordi det giver mulighed for at trække CO2 ud af atmosfæren og binde kulstoffet jorden i hundredvis af år,« siger Tobias Pape Thomsen, der er adjunkt på Institut for Mennesker og Teknologi ved Roskilde Universitet. 

»Potentialet er stort, fordi man faktisk står med et relativt kendt redskab, som landmændene kan bruge til at nedbringe klimaaftrykket væsentligt,« fortsætter han. 

Forskningen i biokul er »accelereret voldsomt i de seneste år«, men der skal gang i investering og regulering, før de forkullede biorester overhovedet finder vej ned i den danske landbrugsjord, påpeger forskere til Videnskab.dk.

Forvandler halm til en kulstofbeholder

Til at forvandle biorester til små kulstoflagre af kul skal man bruge en teknologi, der kaldes pyrolyse.

Processen indebærer, at biomasse fra dyr (for eksempel gylle) eller planter (for eksempel halm) opvarmes til temperaturer på omtrent 500 grader, uden der er ilt til stede.

Biokul af forskellige typer biomasse

Det er ikke helt uvæsentligt, hvilken slags biomasse man putter ind i et pyrolyseanlæg, og hvor højt der skrues op for varmen.

For eksempel kan biokul lavet på gylle indeholde mere næring og derfor have en større gødningsværdi.

Laves biokul på halm, vil det have mindre gødningsværdi, men mere kulstof og derfor kunne lagre større mængder kulstof fra atmosfæren i marken i hundredvis af år. 

Et studie i Nature Communications har tidligere vist, hvordan biokul kan lagres i flere hundredevis af år. 

Kilde: Tobias Pape Thomsen

Under opvarmningen nedbrydes materialet uden at blive brændt af, og på den måde bliver halvdelen af biomassen til biokul.

Den anden halvdel forvandles til en brændbar gas, hvor dele af gassen kan forvandles til et mere klimavenligt brændstof i tanken på fly eller bruges til at opvarme vores huse. 

»Ved pyrolyse sker der en kemisk nedbrydning af biomassen, der gør, at biokullet binder kulstof mere stabilt, og der er ingen mikroorganismer i jorden, der kan spise kullet og prutte det ud i atmosfæren,« forklarer seniorforsker Ulrik Birk Henriksen fra DTU Kemiteknik, som har beskæftiget sig med biokul i 15 år.

Det smarte består altså i, at man kan binde op til 50 procent af kulstoffet fra den oprindelige biomasse, så det ikke fiser tilbage i atmosfæren, påpeger seniorforskeren.

 

skyclean_fase_2_

Det er en grov skitse af, hvordan den cirkulære bioøkonomi kan se ud. Når man kører biorester igennem et pyrolyseanlæg, vil omtrent halvdelen blive til biokul. Den anden halvdelen kan potentielt bruges til at lave flybrændsstof af - eller en anden form for bioenergi. I dag mangler der dog et pyrolyseanlæg i stor skala - plus der endnu ikke står et synteseanlæg i Danmark. Det er helt centralt, at elektrolysen kommer fra grøn energi, så hele processen drives med grøn energi. (Illustration: Tobias Pape Thomsen)

Kan være en genvej

Selve metoden med at føre kulstof tilbage i landbrugsjorden er langtfra ny. I dag er en gængs metode at pløje overskudshalm tilbage i landbrugsjorden blandt andet med det formål.

Men udfordringen er, at halm kun holder på kulstoffet i ganske få år, før noget af CO2’en igen siver tilbage i atmosfæren, påpeger Tobias Pape Thomsen.

»Man kan se biokul som en slags genvej, fordi kulstoffet pløjes ned i jorden i meget længere tid, end når for eksempel halm spredes på markerne.«

Som en ekstra gevinst vil det samtidig være muligt at cirkulere næringsstoffer som fosfor, kulstof og kalcium, der kan gå tabt, når der høstes, tilbage til markerne år efter år. Og det er en af nøglerne til en cirkulær bioøkonomi, uddyber Tobias Pape Thomsen.  

Her er kongstanken nemlig, at man vrider energi ud af restprodukterne fra landbruget - for eksempel gylle og halm - og minimerer tabet af affaldsdannelse.

Et studie har tidligere indikeret, at biokul var med til at øge høstudbyttet med 16 procent, hvis jorden var udpint. Men da vi langt de fleste steder i Danmark har en relativt frugtbar landjord, bliver det næppe mere end en sidegevinst for landbruget, vurderer Tobias Pape Thomsen.

Red verden: Stort tema i gang


I en stor serie ser Videnskab.dk nærmere på, hvordan mennesket kan redde verden.

Du kan debattere løsninger med knap 6.000 andre danskere i Facebook-gruppen Red Verden.

En speeder i den grønne omstilling

Biokul skal i højere grad ses som et værktøj til at få nedbragt landbrugets klimaaftryk, da man står med en effektiv CO2-støvsuger, mener også Ulrik Birk Henriksen. 

Landbruget står i dag for knap en fjerdedel af Danmarks samlede udledning. Det svarer til omtrent 10 millioner ton CO2 om året, og det tal har ikke ændret sig betydeligt de seneste år.

Men det kan biokul ændre på - også inden 2030, vurderer Ulrik Birk Henriksen, der har regnet lidt på potentialet.  

Sammen med flere kolleger har han nemlig udarbejdet et notat på DTU, som viser, at biokul potentielt kan halvere landbrugets udledning på »langt sigt«. 

 
»Det kan blive en grøn speeder i omstillingen af landbruget, som allerede er relativt velkendt, men det er jo ikke noget, der kan stå alene. Det skal ses som et værktøj,« supplerer Tobias Pape Thomsen.

En halvlering af landbrugets klimaaftryk skal da også læses som et potentiale og afhænger blandt andet af, at man kører størstedelen af al biomassen igennem et pyrolyse-anlæg, som stadig endnu ikke findes i stor, industriel skala. 

Hvor ligger udfordringerne? 

Til trods for biokullets lovende potentiale er der i hvert fald tre udfordringer, der skal løses, hvis biokul skal bruges i landbruget:

  • Regulering af indholdet i biokul
    Biokul i Europa


    På europæisk plan er biokul mere udbredt, og der findes sågar et certifikat - European Biochar Certificate (EBC). Det har nogle overordnede definitioner på, hvornår noget er biokul og er med til at regulere indholdet af tungmetaller og andre stoffer, som kan skade jorden. 

    Kilde: The Euroapen Biochar certificate (EBC)

  • Økonomi for landmanden
  • Investering i anlæg

Først og fremmest er forskerne særligt opmærksomme på, at uønskede indholdsstoffer som tungmetaller og tjære ikke havner i biokullet og siver ned i jorden. 

»Hvis man forbrænder materialer med tungmetaller, så vil det, man får ud, også indeholde tungmetaller. Men rent teknologisk er det ikke svært at forhindre, at der kommer uønskede stoffer med i biokullet, så jeg mener ikke, det er en stor barriere,« vurderer Ulrik Birk Henriksen.

Ifølge Tobias Pape Thomsen er en af de store opgaver netop at få skruet et system sammen, hvor effekterne af det enkelte biokul kan dokumenteres.

Det er nemlig ikke muligt at dykke ned i forskningslitteraturen og se, præcis hvilke effekter det enkelte biokul har. Hvad der har virket i et andet land, kan altså ikke nødvendigvis overføres til jorden i Danmark (se mere om regulering i faktaboksen herunder).

»For at få gang i anvendelsen af biokul i Danmark er det selvfølgelig vigtigt, at markedet er reguleret, så der er lavet klare analyser på, at det enkelte biokul ikke indeholder problematiske mængder af tjærestoffer og tungmetaller,« påpeger Tobias Pape Thomsen.

Lidt som det vilde vesten

Netop her finder man også en af grundene til, at man ikke har hældt kul på kedlerne og allerede pløjer biokul ned i markerne.

Industrien er nemlig ikke moden i Danmark - endnu. Nok er der afsat 200 millioner kroner på finansloven til blandt andet pyrolyse-teknologier, men der er stadig et stykke vej til at reducere landbrugets klimaaftryk med flere millioner ton CO2.

»Det er interessant, at regeringen har kastet flere millioner kroner efter udviklingen af biokul, før lovgivningen er moden og helt på plads. Der arbejdes på det, men lige nu er markedet lidt det vilde vesten.«

I dag er der kun pyrolyseanlæg i demonstrationsskala på Danmarks Tekniske Universitet. Et stort kommercielt projekt kaldet Skyclean, der har flere universiteter i ryggen, er imidlertid på vej ind på markedet. 

Der er ingen økonomi i biokul

Den helt store knast er dog - som med de fleste spirende teknologier – økonomien.

Landmændene skal nemlig kunne se en fordel i at bruge biokul. 

Sådan kan man bruge landbrugets rester


Skyclean-teknologien beror kort sagt på, at halm og gylle kører igennem pyrolyse.

Halvdelen går til biokul, mens den anden halvdelen bliver til olie og gasser, som med tiden skal opgraderes til flybrændstof via en række syntetiske processer. 

Tanken er altså at skabe en cirkulær bioøkonomi, der forhindrer CO2 fra biomassen i at sive tilbage i atmosfæren.

Det er Henrik Stiedal, der er manden bag. Han er adjungeret professor ved DTU Vindenergi, og med i projektet er blandt andet DTU, Aarhus Universitet, Siemens Gamesa, Seges samt Landbrug & Fødevarer.

Kilde: DTU

»Lige nu vil anvendelse af biokul være en udgift for landmanden, da det koster penge både at producere og køre ud på marken. En landmand bliver ikke honoreret økonomisk for at lagre kulstof,« siger Thomas Pape Thomsen. 

»Gødningsværdien er heller ikke høj nok til, at det kan betale sig for landmanden at investere i biokul for at øge frugtbarheden i marken,« supplerer Ulrik Birk Henriksen.

Hvad skal der til, før biokul kommer op i stor skala?

»Det vil kræve, at der skabes nogle økonomiske rammer for biokul. Det er svært at sætte værdi på biokullet, fordi landmanden taber økonomisk på det lige nu, og der ingen industri er. Derudover skal der investeres massivt i pyrolyse-anlæg, før det for alvor kan bredes ud,« mener Ulrik Birk Henriksen.

Men kan teknologien ikke også blive en undskyldning for ikke at sætte gang i landbrugets omstilling med det samme, hvis man blot satser på, at man i fremtiden kan hive CO2 ud af luften?

»Det kan selvfølgelig ikke stå alene, men med de nuværende tiltag er man ikke kommet meget længere med at mindske landbrugets klimaaftryk.«

»Pyrolyse en kendt metode, og det er dokumenteret, at biokul holder på kulstof i lang tid. Det er især vigtigt, fordi der ikke kun bliver mulighed for at nedbringe CO2-udslippet, men også trække det ud af luften igen i fremtiden. Så jeg mener, at der vil være et stort potentiale i teknologien selv i mindre skala,« slutter Ulrik Birk Henriksen.

4 gode råd til politikerne

Både Tobias Pape Thomsen og Ulrik Birk Henriksen påpeger, at biokul kun er et redskab i den grønne værktøjskasse. I artiklen Klimaplan for landbruget udskudt: Her er forskernes råd til politikerne pegede forskerne på flere ting, der kan drive landbrugets grønne omstilling:

  • Fokus på at hive tørvejorde ud af brug: Lavbundsjorde er kort sagt våde områder, der binder rigtigt meget kulstof og på den måde gemmer CO2 væk fra atmosfæren - det kan du læse mere om her. 
  • Massive investeringer i udvikling og implementering af teknologi. 
  • Forbrugerne skal med - en mulighed er ordninger og mærkater, der gør det nemmere for forbrugerne at gennemskue klimaaftrykket fra den pågældende vare. 
  • Vi skal indstille os på at ændre diæt, og særligt skære ned på rødt kød. 

»Der skal udvikles teknologi i landbrugsproduktion for at mindske behovet for jord, så vi får så meget udbytte som muligt på mindst muligt areal. Vi skal minimere spild i hele værdikæden fra mark til detailhandlen og hos forbrugeren. Og så skal vi indstille os på at ændre diæt,« har professor Jørgen E. Olesen tidligere sagt til Videnskab.dk.

»Vi skal mindske kødforbruget på verdensplan, da vi får ikke begrænset udledningerne bare ved at lægge begrænsninger på produktionen her eller andre steder i EU. Så flytter den bare, så vores forbrugsmønster skal ændres både her og i resten af verden,« uddyber Jørgen E. Olesen i samme artikel.  

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Danske corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte og døde i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab, klima og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.



Annonce: