Praktiske forsøk for biokull som jordforbedringsmiddel og mulige andre anvendelsesområder. Johan G Ellingsen Seniorrådgiver Norges Vel

Transkript

1 Praktiske forsøk for biokull som jordforbedringsmiddel og mulige andre anvendelsesområder Johan G Ellingsen Seniorrådgiver Norges Vel 1

2 Om Norges Vel Etablert i 1809 Visjon: Utvikling av livskraftig lokalsamfunn Hovedarbeidsområder: Etablereropplæring, næringsutvikling Småskala mat Klima og miljø 27 ansatte med HQ på Skjetten utenfor Oslo Lokalkontor i Bergen, Levanger, Dar Es Salaam 2

3 Viktige egenskaper for biokull som vi jakter på: Jordforbedringseffekt ph stabiliserende Binder næringsstoffer hindrer utvasking Karbonbinding CCS stadig viktigere. Geo engineering og karbonnegative tiltak Kan også binde tungmetaller i jord Holder på vann Brukes i jordblandinger i dag Men fortsatt noen ubesvarte spørsmål. Ingen quick fix.. 3

4 Praktisk bruk av biokull i landbruket - Karbonlagring og jordforbedring Prosjekt fra 2010 til juni 2011, finansiert av Statens Landbruksforvaltning Norges Vel i samarbeid med Norsk Landbruksrådgivning, Bioforsk, Heddal Bondelag, Nor-Tek / Micro-Fuel, Notodden utvikling og New Energy Systems Testet ulike spredere 4

5 5 Foto: Dagfinn Sem-Jacobsen

6 Erfaringer med spredning av biokull Leit å håndtere og spre pga mye støv Arbeidsmiljøproblem og tap av biokull Rett på bakken mest egnet Må moldes ned snarest mulig. Usikkerhet: kan biokullet vaskes ut, hvordan bindes det til jordsmonnet, Knusing av kullbiter? Erosjon? Antar at det penetreres av planterøtter Feltet ikke fulgt opp mtp varig jordforbedringseffekt 6

7 Bredal kalkvogn Utstyr for kalkspredning Bredal (dansk) Ideelt utstyr Stor kapasitet Tilpasset rasjonell transport med høyttippende lastebil Kan også bruke 4WD lastebiler som sprer direkte. NB pakkeskader

8 Biokullets verdikjede Biokull er fotosyntert biomasse som kan tilbakeføres til jordsmonn. Varierende CO2 belastning i alle ledd Uttak biomasse Produksjon Frakt Lager og spredning Karbonlagring 8

9 CO 2 -utslipp i verdikjeden forsøk med Elkem kull på Notodden Uttak biomasse Forutsetter bærekraftig bruk av bioenergi Siden trekullet benyttet er et biprodukt fra Elkem, er klimautslipp tilknyttet dyrking, produksjon og båttransport til Norge ikke inkludert i beregningene 0 kg CO 2 /tonn biomasse Karboninnhold: 0,5 tonn C/tonn biomasse (Klimakur2020) Produksjon Karbon i biomasse: Ca. 50 % til biokull, 30 % til bioolje og 20 % til syngasser (Klimakur2020) Ulike prosesser har ulike kombinasjoner 0 kg CO 2 /tonn biomasse Karboninnhold i biokull: 0,25 tonn C Bioolje og syngasser kan erstatte fossil energi. Dersom bioolje fra ett tonn biomasse erstatter fyringsolje: -350 kg CO 2 /tonn biomasse

10 CO 2 -utslipp i verdikjeden II Frakt Energi til innsamling og transport: Ca 0,16 kwh/kg tørr biomasse (Klimakur2020) 42 kg CO 2 /tonn biomasse Lager og spredning Spredning er inkludert i «Frakt» (minimalt med utslipp) Karbonlagring For hvert kg stabilt karbon som lagres i jordsmonnet unngås 3,67 kg CO 2 i atmosfæren Antar at 95 % av karbonet i biokullet lagres stabilt 1 tonn biomasse = ca 250 kg karbon i biokull: -872 kg CO 2 reduksjon/tonn biomasse

11 Biokull benyttet i Afrika til risdyrking, Tanzania Biokull tilsatt jordsmonn ved risdyrking Mbeya og Kilombero district 8 forsøksfelt sammen med RUDI, en afrikansk NGO Afrikansk jord svært gammel og utmagret med lite innhold av karbonforbindelser, < 1% målt Utmagret jord næringsstoff lekker ut Fattige småbønder, landbruksavfall brennes NGI grundige forsøk i Zambia se /Biokull-forbedrer-avlinger-og-girklimafordeler/ 11

12 Experiences Pickaxe Manual application Best effect on sandy soils, low ph and CEC < 10 12

13 Experimental plan Di-ammonium phosphate (DAP) 125kg/ha or 125 g/m2 Urea fertilizer (46:0:0), 125 kg/ha or 125 g/m2 Bio char from rice husk, 20 t/ha or 2 kg/m2 13

14 2014: svært nedbørrik sesong Biokullet reduserte utvasking av næringsstoff Bedre busking Høyere avling (opp til 5 x høyere enn kontroll leddet) 14

15 Biomass and grain yield Table 6. Biomass and Grain yield per hectare at Test-field no 11, Mkasu (Kilombero). Soil samples 16, 17 and 18. BIOCHAR + FERTILIZER SOIL SAMPLE 18 FERTILIZERS SOIL SAMPLE 17 CONTROL SOIL SAMPLE 16 % increase with fertilizer % increase with biochar/ fertilizer BIOMASS (Kg/Ha) 14,900 11,500 9,200 YIELD (Kg/Ha) 4,200 3,500 3,200 9% 31% ph (CaCl2) 5,5 5,3 0,54 (5,39) CEC (old (2013 analyzis in bracets) 6,9 4,2 5,3 (9,2) Soil characteristics 7,9/32/60 Tot C 0,95 0,55 0,37 (1,09) 15

16 Summary African conditions Very promising for upland rice Increased yield -but Production of biochar crucial Not energy efficient Emission of GHG Consumption of wood undesirable effect Biomass from photosyntetis Africa s forgotten resource 16

17 Industriell framstilling av biokull Framstilles på mange ulike måter Energibalansen uhyre viktig 17

18 Tankeeksperiment: Kan biokull bidra til økt norsk matproduksjon? Vi avvirker i dag 1 mill kbm furuslip som eksporteres til Sverige Ved en omdanning til biokull dannes t biokull tilsvarer 1,8 mill tonn CO2 ekvivalenter 3% av vårt årlige CO2 utslipp Tilsettes moldfattig sandjord som i dag ikke er oppdyrket. Effekt karbonbinding og mer fruktbart jordsmonn 18

19 Kostnadskurve for 160 tiltak fra Klimakur2020 Enøk og konvertering 350 kr / tonn CO 2 Antatt kvotepris i 2020 (Klimakur2020) kr/ tonn CO 2 Beregnet kvotepris for biokull CCS: kr / tonn CO 2 (Klimakur2020) 19