Flammegardinovner minimerer metanutslipp i revolusjonerende biokullproduksjon
De siste årene har hastverket med å ta tak i klimaendringer og forbedre fruktbarheten i jord ført til interesse for innovative løsninger som bygger bro mellom miljøbevaring og bærekraftig landbrukspraksis. En løsning som har dukket opp er flammegardinovner. Denne teknologien produserer biokull fra tørr biomasse samtidig som metanutslippene minimeres.
Kon Tiki Flame Curtain Kiln er den enkleste tilnærmingen til å lage biokull. Den kan lett lages uten kostnad av enhver liten aktør ved å grave en konisk jordgrop. Her måler Erlend Sørmo (NGI) temperaturen på flammen i en enkel jordgrop Kon Tiki Flammegardinovn. ( NGI)
Bruk av kan revolusjonere måten småbrukere engasjerer seg i biokullproduksjon og bidrar til karbonfangst.
Flammegardinovner og biokullteknologi
Biokull er trekull avledet fra organiske materialer. Det har fått oppmerksomhet for sin evne til både å redusere karbondioksidnivået i atmosfæren og forbedre jordens fruktbarhet. Anvendelsen av biokull hjelper ikke bare med å fjerne karbondioksid fra atmosfæren, men forbedrer også jordstrukturen, oppbevaring av næringsstoffer og forbedrer evnen til å holde på vannet i jorda. Produksjonsprosessen av biokull har imidlertid ofte vært ledsaget av frigjøring av klimagasser, spesielt metan, som er en kraftig bidragsyter til global oppvarming.
Flammegardinovner, en relativt ny teknologi for biokullproduksjon, har dukket opp som en gunstig teknologi til produksjon av biokull for småbrukere. Disse ovnene bruker en luftløs forbrenningsprosess som fanger opp stigende pyrolysegasser, inkludert metan, og brenner dem før de slippes ut i atmosfæren. Fordelene med flammegardinovner inkluderer kostnadseffektivitet, evne til å produsere biokull av høy kvalitet på stedet og kortere pyrolysesykluser sammenlignet med tradisjonelle metoder.
Minimale metanutslipp
En nylig studie ledet av NGI, som adresserer et betydelig hinder for adopsjon av biokull, belyste også bemerkelsesverdige funn angående metanutslipp fra flammegardinovner. Studien «Flame curtain kilns produce biochar from dry biomass with minimal methane emissions», utført i Lima, Peru, er nettopp publisert i tidsskriftet Science of the Total Environment.
– Gjennom denne studien ønsket vi å avlive myten om høye metanutslipp fra Kon-Tiki-systemer, da vi lenge har mistenkt at dette er et resultat av at råstoffet er for vått, sier Erlend Sørmo, seniorrådgiver ved avdelingen for miljøkjemi i NGI.
Kon Tiki Flame Curtain Kiln er den enkleste tilnærmingen til å lage biokull. Den kombinerer eldgamle prinsipper for forbrenning med moderne termodynamikk. Denne tilnærmingen tilgjengeliggjør produksjon av biokull, ettersom en Kon Tiki-ovn lett kan lages uten kostnad av enhver liten aktør ved å grave en konisk jordgrop. Nøkkelen til å få denne teknologien til å fungere ligger i hvordan den drives.
Forskningen viser at når tørr biomasse med lavt fuktighetsinnhold (mindre enn 15%) brukes som råstoff, viser flammegardinovner nesten ubetydelige metanutslipp, fra 0 til 3,6 gram per kilo produsert biokull. Dette funnet er et betydelig avvik fra tidligere estimater om at rapporterte metanutslipp kan være så høye som 30 gram per kilo biokull for råstoff med 25-30 % fuktighet, som er så mye som 1,5 kg CO2-ekvivalenter. Studien understreker imidlertid også påvirkningen av råstoffpreparering på utslipp, ettersom våt biomasse med høyt fuktighetsinnhold (større enn 40 %) genererte betydelige metanutslipp.
Erlend Sørmo og Gerard Cornelissen (NGI) måler metanutslipp fra to typer Kon Tiki Flame Curtain Kilns på feltarbeid i Peru. ( NGI)
Implikasjoner for bærekraftig biokullsertifisering
Den kanskje mest overbevisende resultatet av denne forskningen er den mulige innvirkning på sertifisering av biokull som en levedyktig teknologi for negative utslipp. Historisk sett har bekymringer for metanutslipp ført til at sertifiseringsorganer har vært forsiktige med å inkludere biokull fra flammegardinovner. Resultatene fra denne forskningen utfordrer imidlertid denne holdningen. De antyder at biokull produsert fra tørre kvister og blader ved bruk av flammegardinovner ikke lenger kan berettige innvendinger basert på metanutslipp.
Men forskningen avslører at utslipp som karbonmonoksid (CO) og aerosoler fortsatt er betydelige, og understreker behovet for strategisk råvarevalg og å utforske nye metoder for etterforbrenning for å redusere disse utslippene. Mens utfordringene vedvarer med å sertifisere lavteknologisk biokullproduksjon, introduserer denne forskningen et nytt perspektiv på diskursen om karbonbalanse.
Utvide muligheter for småbrukere
Implikasjonene av flammegardinovner strekker seg utover det vitenskapelige riket. Typiske småbruk som kaffefarmer, for eksempel, kan potensielt utnytte denne teknologien for å transformere avfallsbiomasse til biokull. Dette vil forbedre jordens fruktbarhet og gi økonomiske insentiver for småbrukere til å engasjere seg i bærekraftig praksis. I tillegg fremhever studien betydningen av råstoffvalg for å bestemme aerosolutslipp, og antyder behovet for en bredere database med utslippsfaktorer for forskjellige råstoffer.
Forskningen er også av direkte relevans for de 7000 bøndene i Tanzania som blir utdannet i biokullproduksjon med flammegardinmetoden innenfor ELCAP-prosjektet,. Dette er et NORAD-finansiert strategisk partnerskap mellom NGI, NMBU, Strømmestiftelsen og diverse andre. partnere på klimasmart oppdrett av mais, sorghum, solsikke og dueerter.
– Karbonkreditter kan gi et direkte økonomisk insentiv til småskalabønder som lever fra hånd til munn. Det ville utgjøre en betydelig forskjell for familieøkonomien om disse bøndene fikk opptil 40 dollar om dagen i karbonsertifikater for biokullet sitt, sier Gerard Cornelissen, ekspertrådgiver i avdelingen Bærekraftige geoløsninger ved NGI og professor ved Norges miljø- og biovitenskapelige universitet (NMBU).
Fremtidige retninger og potensial
Flammegardinovner representerer en overbevisende nyvinning når verden søker innovative strategier for å bekjempe klimaendringer og øke matsikkerheten. Denne studien kaster lys over potensialet til denne teknologien, men det er nødvendig med ytterligere forskning for å utforske metanutslipp fra råvarer og for å møte utfordringer knyttet til sertifisering og utslippsreduksjon.
I en verden hvor bærekraftig praksis ikke lenger er valgfritt, men avgjørende, gir flammegardinovner et glimt inn i en fremtid der biokullproduksjon kan være både miljømessig fordelaktig og økonomisk levedyktig for småbrukere. Ettersom forskningen fortsetter å avdekke potensialet deres, kan disse ovnene spille en sentral rolle i å forme et mer bærekraftig og motstandsdyktig jordbrukslandskap.
Gerard Cornelissen
Teknisk ekspert Bærekraftige geoløsninger gerard.cornelissen@ngi.no+47 977 24 503