Forskere skal gjøre biokull til biogull

Biokull kan kutte klimagassutslipp tilsvarende 825.000 tonn CO₂ de neste ti årene, ifølge klimakur2030-rapporten. Forskningsprosjektet Biochar as a quality recycling-product from organic waste fractions (RenCARBio) vil undersøke hvordan vi kan lage biokull av organisk avfall og hva slags ønskede og uønskede stoffer som ender opp i produktet.

Biokull ligner trekull og kan blant annet brukes til gjødsling av jord. Det kan produseres ved at biomasse blir varmet opp ved høy temperatur under begrenset tilgang på oksygen. Prosessen kalles pyrolyse.

– Biokull er et veldig allsidig produkt. Det kan også brukes som dyrefortilskudd og vannrensing. Vi vet ikke så mye om kvaliteten på biokull som produseres av avfall enda, så det skal vi finne ut nå. Hvor mye næringsstoffer finnes og hvordan kan vi redusere innhold av tungmetaller og annen forurensing. Hvordan påvirker biokull miljø og helse? Spør Maria Magdalena Estevez, prosjektleder i Aquateam COWI.

Estevez er seniorforsker og leder forskningsprosjektet. Prosjektet har mottatt ni millioner støtte av Forskningsrådet over fire år, og gjennomføres i samarbeid med blant annet Norges miljø og biovitenskapelige universitet (NMBU) og Norsk institutt for bærekraftsforskning (NORSUS). Utarbeidelse av prosjektsøknaden var støttet av COWIfonden.

Bedre jord

Biokull er svært værhardt, og kan ligge i jorda i flere hundre år. Materialet gir mange fordeler til jord som økt vannlagringsevne, økt karboninnhold i jorda, kalkningseffekt, reduserte utslipp av nitrogen fra jord, og bedre utnyttelse av næringsstoffer i kombinasjon med husdyrgjødsel eller kompost.

– Avløps- og avfallsbehandlingsaktører og landbrukssektoren er interesserte i løsninger for gjenbruk av avfallet sitt. De ønsker å redusere volum av avfall, men vil også ha biprodukter de kan bruke. Det er viktig at dette produktet er hygienisk, lett å håndtere og at det ikke skader miljøet. Det at vi kan redusere avfallsmengder samtidig som vi skaper et verdifullt biprodukt er i manges interesse, fortsetter Estevez.

Landbruks- og matdepartementet har varslet oppdateringer av regelverket for kvaliteten til biogjødselprodukter fra sekundære kilder, og biokull er inkludert. Derfor er det viktig for forskningsteamet å forbedre produktet, ifølge Estevez.

Skadelige miljøgifter

Biokull produseres i dag ofte fra biomasse som trevirke og skogsrester. Fra bioavfall er det derimot enda ikke produsert biokull i store kvanta.

Når bioavfall først blir brukt for produksjon av biogass, er det aktuelt å produsere biokull av dette igjen. Produksjon av biogass skjer ved anaerob nedbrytning - en biologisk prosess hvor organisk materiale brytes ned av bakterier uten tilgang til oksygen, og hvor metan produseres. Videre i prosessen vil det kunne overføres materialer man ikke ønsker.

– Vi vil fokusere på om legemiddelrester som for eksempel antibiotika kommer med videre til biokullet etter biogass- og pyrolyseprosesser. Eller om det finnes andre forurensninger som kan skape grunnlag for bekymring. Såkalte PFAS-stoffer er også noe vi vil undersøke, fordi disse hoper seg opp både i mennesker og miljø.

Perfluorerte stoffer (PFAS) er brukt i både industrielle prosesser og forbrukerprodukter og gir vann- og smussavstøtende egenskaper. Selve egenskapene som gjør disse stoffer så nyttige, gjør dem problematiske for miljøet og menneskers helse. De kan lekke ut i jord og grunnvann og forurense drikkevann. Selv inntak av små mengder kan føre til høye konsentrasjoner i kroppen over tid.

– Det finnes også stoffer vi ønsker å ha mye av i biokull, som fosfor. Fosfor er en begrenset naturressurs som er nødvendig for gjødsling. Men hvor mye av det totale fosforinnholdet i biokull som er tilgjengelig for plantevekst, er vi fortsatt ikke sikre på.

– Samtidig vil vi ha mindre miljøgifter, tungmetaller og legemiddelrester. Vårt prosjekt vil undersøke hva vi faktisk ender opp med i sluttproduktet, forklarer Estevez.

Søppel på lab

For å gjennomføre prosjektet vil forskningsteamet gjennomføre biogassproduksjon i Aquateams laboratorium med to tanker til anaerob nedbrytning, og bruk av pilotutstyr til pyrolyse fra teknologipartneren WAI Environmental Solutions AS. Prosjektet vil benytte seg av ulike organiske råstoff for å teste produksjon av biokull.

– Vi vil benytte oss av ulikt avfall, som avløpsslam, husdyrgjødsel og matavfall, for å nevne noe. Så eksperimenterer vi med litt ulike temperaturer i pyrolyseprosessen for å se hvordan biokullproduksjonen reagerer på dette, hva slags stoffer som blir med og hvilke som forsvinner i prosessen.