Biokul har grønt potentiale, men kræver kontrol og streng regulering

Regeringens ambitioner om udbringning af biokul på landbrugsjord i store mængder har skabt behov for nærmere undersøgelser af indholdet af miljøfarlige stoffer i biokul.

Et forskningsprojekt med Danmarks Tekniske Universitet i spidsen har undersøgt indholdet af miljøfarlige stoffer i råmaterialer og biokul fra danske pyrolyseanlæg samt effekten af pyrolyseprocessen på udvalgte miljøfarlige stoffer i laboratorieforsøg.

Undersøgelserne indgår i forskningsprojektet ”Undersøgelse af miljømæssige problemstillinger ved produktion og anvendelse af biokul”, som udføres for Miljøstyrelsen over fire år.

Resultaterne fra projektet indgår løbende som en del af det faglige grundlag for myndighedernes arbejde med den fremtidige regulering af biokul i Danmark.

Pyrolyse kan reducere miljøfarlige stoffer i biomasse

I Danmark produceres biokul af halm, restfibre fra biogasproduktion og spildevandsslam. Det sker i pyrolyseanlæg, hvor biomassen opvarmes uden ilt, så den ikke brænder, men i stedet spaltes til gas, olie og kul. Det faste kulstofrige restprodukt kaldes biokul.

”Vores resultater peger på, at pyrolyse kan være en effektiv teknologi til at reducere indholdet af en række organiske miljøfarlige stoffer, som findes i biomassen. Samtidig viser de, at biokullets kvalitet afhænger af både råmaterialet og produktionsforholdene. Derfor er der behov for kontrol og klare rammer, hvis biokul skal anvendes i større skala,” siger seniorforsker Wolfgang Stelte fra DTU Kemiteknik.

Undersøgelserne viser, at pyrolyseprocessen i mange tilfælde reducerer indholdet af en række organiske miljøfarlige stoffer sammenlignet med de oprindelige råmaterialer. Det gælder blandt andet PFAS og en række andre industrikemikalier. Forsøgene viser også, at biokul generelt frigiver færre af disse stoffer til miljøet end de råmaterialer, det er fremstillet af.

Det er væsentligt, da de anvendte råmaterialer i dag udbringes på landbrugsjord uden nogen egentlig forbehandling. Særligt spildevandsslam kan indeholde organiske forureninger som PFAS, medicinrester og andre miljøfarlige stoffer samt en række tungmetaller, som frigives til miljøet og kan sive ned i grundvandet.

Råmateriale og proces er afgørende

Undersøgelserne viser samtidig tydelige forskelle mellem råmaterialerne. Halm giver generelt det reneste biokul med lave niveauer af både tungmetaller og organiske forureninger. Biogasrestfibre ligger på et mellemniveau, mens spildevandsslam er den mest udfordrende type med et højere indhold af især tungmetaller og mange organiske miljøfarlige stoffer.

Resultaterne viser også, at biokul fra danske pyrolyseanlæg kun indeholder meget lave niveauer af PAH’er, også kaldet tjærestoffer, som kan dannes i pyrolyseprocessen. Der var dog enkelte prøver fra industrielle anlæg med forhøjede værdier af tjærestoffer.

Selvom mange organiske forureninger reduceres under pyrolyse, gælder det ikke alle typer stoffer. Tungmetaller og metalloider, som for eksempel cadmium, nikkel, kobber og arsen, nedbrydes ikke under pyrolyse og kan derfor koncentreres i biokullet.

Mange af disse metaller er dog stærkt bundet i biokullets struktur og frigives kun i begrænset omfang. De langsigtede effekter i miljøet er imidlertid endnu ikke fuldt afklaret.

Behov for standarder og videre forskning

Resultaterne viser samlet set, at biokul fra danske pyrolyseanlæg ofte har en lavere udledning af miljøfarlige stoffer end de råmaterialer, det fremstilles af, men samtidig at ikke alt biokul er egnet til udbringning på landbrugsjord. Biokul fremstillet af råmaterialer med et højt indhold af miljøfremmede stoffer kan indeholde for høje koncentrationer af f.eks. tungmetaller eller andre uønskede stoffer, og der er betydelig variation mellem både råmaterialer og produktionsforhold.

Det understreger behovet for kvalitetskontrol og streng regulering, hvis biokul skal anvendes bredt i landbruget, også set i lyset af, at der kan komme biokul fra udlandet med en ukendt risikoprofil på det danske marked, fortæller Wolfgang Stelte.

”Der findes allerede certificeringsordninger, som for eksempel European Biochar Certificate, der stiller krav til dokumentation og analyser af biokul. Vores resultater understøtter behovet for klare standarder, løbende kontrol og fortsat forskning,” siger han.

Det igangværende projekt fortsætter med at belyse andre centrale miljøforhold ved pyrolyse, herunder emissioner fra pyrolyseprocessen og mulige risici ved håndtering og opbevaring af biokul i stor skala.

FAKTABOKS: Om pyrolyse og biokul:

Pyrolyse er en termokemisk proces, hvor biomasse (f.eks. træaffald, halm eller organisk restmateriale) opvarmes til typisk 400–700 °C uden ilt. Uden ilt sker der ingen forbrænding; i stedet spaltes materialet i tre hovedprodukter: gas, olie og et fast, kulstofrigt restprodukt.

Biokul er det faste restprodukt fra pyrolyse. Det består primært af stabilt kulstof og kan bruges i landbrug og miljøteknologi. Når biokul blandes i jord, kan det potentielt forbedre jordens frugtbarhed, vand- og næringsstofindhold, samtidig med at kulstoffet bindes i jorden i meget lang tid. Derfor betragtes biokul også som et effektivt værktøj til CO₂-fjernelse.

Forskningsresultaterne er indsendt til Miljøstyrelsen og en opsummering af resultaterne er offentligt tilgængelige i DTU’s forskningsdatabase: Investigation of environmental issues related to the production and use of biochar - Executive summary of feedstock and biochar analysis

Projektets resultater er desuden under forberedelse til publicering i fagfællebedømte videnskabelige tidsskrifter.