Biokull
New Energy Systems -- 27 august 2012
Jan Sørensen
[email protected]
Hva er biokull
Hva har man oppnådd
Drivere for biokull
Forprosjekt Solør Odal
Feltforsøk Våler
Bioøkonomi
2
Egenskaper, funksjoner
Fra feltforsøk
Motivasjon for introduksjon
Resultater
Oppfølging til Forprosjekt
Fremtid
2
BIOKULL HVA ER DET?
Oversikt
2
BIOKULL HVA ER DET?
Trekullmile
2
4
BIOKULL HVA ER DET?
Biokull – hva er det?


Egenskaper:
•
Laget fra biomasse
•
Fast materiale
•
Laget i en termokjemisk prosess
Brukt til:
•
Jordforbedring
•
Metode for reduksjon av CO2 i atmosfæren
•
Forbedret ressursutnyttelse
•
2
Gjenvinning av land
OM BIOKULL
Historisk referanse til bruk av biokull
Røde prikker indikerer
identifiserte åkerlapper
med biokull
2
BIOKULL HVA ER DET?
Pyrolyse – en gammel kjent teknologi
2
Kilde: Teel, 2012
Kilde: Lehman, 2007
7
DRIVERE FOR BIOKULL
Biokull – en karbonnegativ prosess
2
8
Kilde: L. Rademakers
DRIVERE FOR BIOKULL
Motivasjon for å ta i bruk biokull
Reduksjon av klimautslipp i jordbruket
Utnyttelse av
restprodukter
i
jordbruk, skogbruk
Energiproduksjon
Jordforbedring
2
9
DRIVERE FOR BIOKULL
Drivkrefter: Økt kostnad på NPK gjødsel
2
10
Authors
Study outline
Results summary
Iswaran et al.
(1980)
Pea, India
0,5 tons ha-1 char increased biomass
on 160%
Iswaran et al.
(1980)
Mung bean, India
0,5 tons ha-1 char increased biomass
on 122%
Kishimoto &
Sugiura (1985)
Soybean on volcanic ash loam,
Japan
0,5 tons ha-1 char increased yield
151%
5 tons ha-1 char decreased yield to
63%
15 tons ha-1 char decreased yield to
29%
Kishimoto &
Sugiura (1985)
Sugi trees on clay loam, Japan
0,5 tons ha-1 wood charcoal increased
biomass 249%
0,5 tons ha-1 bark charcoal increased
biomass 324%;
0,5 tons ha-1 activated charcoal
increased biomass 244%
Chidumayo
(1994)
Bauhinia trees on Alfisol/Ultisol
Charcoal increased biomass by 13%
and height by 24%
Glaser et al.
(2002a, 2002b)
Cowpea on Xanthic Ferralsol
67 tons ha-1 char increased biomass
150%
135 tons ha-1 char increased biomass
200%
Lehmann et al.
(2003)
Soil fertility and nutrient retention.
Cowpea was planted in pots and
rice crops in lysimeters at the
Embrapa Amazonia Ocidental,
Manaus, Brazil
Bio-char additions significantly
increased biomass production by 38 to
45% (no yield reported)
Oguntunde et al.
(2004)
Comparison of maize yields
between disused charcoal
production sites and adjacent
fields. Kotokosu watershed,
Ghana
Grain yield 91% higher and biomass
yield 44% higher on charcoal site than
control.
Rondon et al.
(2006)
Long-term field experiment on an
acid savannah soil to assess the
effects of different doses of
biochar on maize. Eastern
Colombian Plains
8 tons ha-1 char increased the yield of
maize on 16%,
20 tons ha-1 char increased yield of
maize on 28%,
while total biomass increased on 8%
only in the case of the high dose.
Yamato et al.
(2006)
Maize, cowpea and peanut trial in
area of low soil fertility
Acacia bark charcoal plus fertiliser
increased maize and peanut yields (but
not cowpea)
HVA HAR MAN OPPNÅDD?
Hva har man oppnådd
Ingen signifikant avlingsøkning
Bruk
av biokull
i Zambia.
Fra yield in threeVi fick en skördeökning på mellan fem och femton
Chan et al. med biokull
Pot triali on radish yield
in heavy
100 tons
ha-1 increased
green waste
times; it was
observed a linear
den næringsrike jorden (2007)
i Iowa, USA soil using commercial Norges
Geotekniske
Institutts
procent, när vi la på ett kilo kol per kvadratmeter,
biochar (three rates) with and
increase from10 to 50 tons ha-1 – but
prosjekt i Zambia
4 ganger
så det var väldigt positivt faktiskt, säger Lars
without nitrogen.
no effect–without
added nitrogen.
øktfixation
avling påBean
mais
Hylander, en av forskarna som gjort försöken.
Rondon et al.
Enhanced biological N-2
yield increased by 46% and
(2007)
Kilde: Presentasjon M. Camps, 2009
Foto: D. Laird
Steiner et al.
(2007)
Kimetu et al.
2(2008)
(BNF) by common beans through
bio-char additions. Colombia
biomass production by 39% over the
control at 90 and 60 g kg-1 biochar.
Kilde: NGI, 2011
Respectively.
Four cropping cycles with rice
(Oryza sativa L.) and sorghum
(Sorghum bicolour L.)
Mitigation of soil degradation with
biochar. Comparison of maize
Kilde:
sverigesradio.se/sida/gruppsida.aspx?programid=406
Charcoal amended with chicken
manure amendments resulted in the &grupp=12718&artikel=5032777
highest cumulative crop yield (12,4
tons ha-1)
Doubling of crop yield in the highly
degraded soils from about 3 to about 6
FORPROSJEKT PÅ BIOKULL
Forprosjekt på biokull i Solør
2
12
FORPROSJEKT PÅ BIOKULL
Konklusjoner fra forprosjekt



Solør-Odal er et egnet område for biokull
Samproduksjon av biokull og bio-olje virker å ha
størst potensial for økonomisk lønnsomhet
En CO2 tiltakskostnad på mellom kr 271 til 991 er
tonn CO2
13
2
FORPROSJEKT PÅ BIOKULL
Motivasjon for bruk av biokull på Haslemoen
Kostnadskurve for CO2-tiltak i landbruket i Norge. [Klimakur 2020, 2010]
2
14
FELTFORSØK PÅ BIOKULL
Feltforsøk på biokull


Mål:
•
Er biokull egnet på nydyrkingsfeltet?
•
Avdekke forhold mellom:
•
Avlingsøkning
•
Redusert kunstgjødselforbruk
Metode
•
3-årig forsøk på 3 felt til sammen 27 ruter
•
Bruk av økologisk handelsgjødsel
2
15
FELTFORSØK PÅ BIOKULL
Motivasjon for bruk av biokull på Haslemoen
Oppdyrket areal Haslemoen
daa
Innblandingsrate biokull
tonn biokull/daa
Mengde biokull spredd hvert 10 år på oppdyrket
areal
tonn biokull/areal
10 år
3 000
tonn biokull/areal
10 år
2 400
Mengde biokull som forventes å ligge stabilt i jord
Årlig gjennomsnitt karbonbinding
80%
6 000
10 år
tonn karbonbinding
Faktor
240
3,67
Årlig gjennomsnitt CO2-binding
tonn CO2-binding
Mål for årlig CO2-reduksjon i Våler Kommune
innenfor landbruket
tonn CO2
% årlig CO2-binding på oppdyrket areal
Haslemoen i prosent av Våler Kommunes mål om
CO2-reduksjon
2
1 år
0,5
880
2 500
16
35%
FELTFORSØK PÅ BIOKULL
Avrenning
Kilde: Lehman
2
17
FELTFORSØK PÅ BIOKULL
Enkel produksjon av biokull ved oppstart


Lav kostnad sammenlignet med kombinert
produksjonsanlegg for biokull – bio-olje
Kan opereres av en bedrift tilsvarende Våler Vekst
2
18
MARKEDER FOR BIOKULL
Markeder for biokull eller karbon

Hagebruksmarkedet

El og varme produksjon

Aktivert kull

Bio-olje

Gjenvinning av land

Reduksjonsmateriale i
smelteverksindustrien
19
2
MARKEDER FOR BIOKULL
Biokull for hagebruksmarkedet
2
MARKEDER FOR BIOKULL
Biokull i planteplugg
Kilde: D. Page-Dumroese
2
21
MARKEDER FOR BIOKULL
Bio-olje
Bilde: Fjærgård, Eidsiva Bioenergi
2
22
BIOØKONOMI
Bio-økonomi
For å være helt ærlig så tror jeg ikke at
hovedstadseliten har fattet de enorme
mulighetene som ligger i å øke
forståelsen av bio-økonomiens betydning
Styreleder Johan C. Løken i Skogselskapet
Høring i Næringskomiteen, des 2012
Bio-økonomi – EU Definisjon:
Bærekraftig produksjon og omdannelse av
biomasse til mat, helse- og
fiberprodukter, til industrielle produkter
og til energi
2
Kilde: K. Anker Nilsen, Norges Forskningsråd
Konsept knyttet til
håndtering av globale
utfordringer:
•
•
•
•
•
Framtidig befolkningsvekst
Økt matproduksjon
Behov for energi
Klimaendringer
Behov for bærekraftige
råmaterialer etter olje
Kilde: K. Anker Nilsen, Norges Forskningsråd
BIOØKONOMI
Bioraffenerier
2
24
BIOØKONOMI
Teknologisk veivalg
2
25
BIOØKONOMI
CoolPlanet
2
26
BIOØKONOMI
Microfuel
MicroFuel
2
27
BIOØKONOMI
Avello
2
28
BIOØKONOMI
2
New Energy Systems AS
2
30
2
31