Bioøkonomi i landbruket:

Kan biokullgjødsel bremse klimagassutslipp?

På et jorde i Vestfold prøver forskerne å finne ut om det blir mindre klimagassutslipp dersom biokull kombineres med biorest fra biogassanlegg eller kompost. Er det mulig å produsere en gjødselblanding som både reduserer klimagassutslipp og gir like god avling som kunstgjødsel?

Av: Anette Tjomsland, NIBIO

Skjærgaarden gartneri ligger i Åsgårdstrand i Vestfold, en liten kjøretur sør for Horten. Ute på jordet går NIBIO-forsker Simon Weldon hektisk frem og tilbake mellom flere metallbokser.

– Vi undersøker hvordan de ulike jordbehandlingene virker inn på jordas produksjon av klimagasser, som lystgass og CO2. Vi forsøker å finne ut hvordan vi kan redusere slike utslipp ved å behandle jorda på ulike måter, sier Weldon.

NIBIO-forsker Simon Weldon undersøker hvordan ulike blandinger med biokull og organisk materiale påvirker klimagassutslipp fra jorda
- Jeg tar gassprøve av hver boks hvert 15. minutt i en time. Da kan vi regne ut utslipp pr minutt, og så kan vi skalere opp i tid, sier NIBIO-forsker Simon Weldon. Han undersøker hvordan ulike blandinger med biokull og organisk materiale påvirker klimagassutslipp fra jorda. Foto: Anette Tjomsland/NIBIO

Samtidig prøver forskerne å hjelpe bøndene med å finne alternativer til kunstgjødsel. Målet er å få en like god avling som ved bruk av kunstgjødsel.

Skjærgaardsbøndene Bjørge Madsen og kona Kristin Stenersen er opptatt av å ta vare på jorda og resirkulere avfall. Eller produksjons-overskudd, som Madsen kaller det.

– Forvaltning av ressurser er spennende. Vi har ingen svinn på gården og lager kompost av produksjonsoverskuddet. Nå har vi laget god jord. Neste steg er å erstatte kunstgjødsel. Da tror vi at biokull kan være en god løsning.

Biokull blandet med organisk materiale
Bjørge Madsen og kona Kristin Stenersen jobber kontinuerlig med å utvikle driften av gartneriet i en mer miljøvennlig retning. Nå håper de å kunne erstatte kunstgjødsel med biokull blandet med organisk materiale. Foto: Anette Tjomsland/NIBIO

Biokull har en stor overflate som stabiliserer næring

Biokull er en type trekull som kan brukes til å lagre karbon i jord og forbedre jordkvaliteten. Organiske materialer, som for eksempel løv eller kompost, brytes ned og hovedsakelig frigjøres i form av CO2 i løpet av få år. Biokull blir imidlertid værende i jorden fordi det er vanskelig for mikroorganismene å bryte det ned. Dermed forsvinner karbonet i relativt liten grad ut igjen som karbondioksid til atmosfæren.

Tidligere forsøk har vist at biokull gir bedre utnyttelse av næringsstoffer når det brukes i kombinasjon med organisk gjødsel, som f.eks. husdyrgjødsel eller kompost. Forskerne tror dette også gjelder for biorest, som er et næringsrikt restprodukt etter biogassproduksjon.

En slik blanding kan forhåpentligvis også bidra til å minske klimagassutslippene fra landbruket, spesielt utslipp av lystgass fra organisk gjødsel og kunstgjødsel.

– Organisk gjødsel har mye tilgjengelig nitrogen, og det er stor fare for at overskuddet vil forurense lokale vannkilder, eller lekke ut som omdannet lystgass til atmosfæren. Biokull er et stabilt karbon som har en spesiell evne til å binde nitrogen i jord i en form som fortsatt er plantetilgjengelig, forklarer forsker og prosjektleder Alice Budai i NIBIO.

Det er derfor grunn til å tro at en kombinasjon av biokull og organisk materiale både kan gi stabil plantevekst og mindre klimagassutslipp.

– Disse blandingene av biokull og biorest eller kompost kan bli et steg på veien mot å lage et gjødslingsprodukt med biokull. Biokull fanger mye av næringen, så det kan bli en type gjødsel som sakte frigir næring, sier Budai.

Forskerne prøver nå å finne den optimale blandingsmengden.

– Spørsmålet er hvor mye biokull vi må tilføre for å stabilisere nitrogenet, slik at det lekker minst mulig klimagasser fra jorda, samtidig som plantene får nok næring.

Treflis.
Biokull kan lages av ressurser som ellers kunne endt opp som avfall, f.eks. treflis. Foto: Anette Tjomsland/NIBIO

Måler klimagassutslipp fra jorda med sprøyter og glassbeholdere

Tilbake på jordet har Weldon festet små sprøyter på toppen av alle metallboksene. Han huker seg ned og suger ut gass fra en av boksene med sprøyta, deretter sprøyter han gass inn i en liten glassbeholder med gummilokk.

– Jeg tar gassprøve av hver boks hvert 15. minutt i én time. Da kan vi regne ut utslipp per minutt, og så kan vi skalere opp i tid.

Litt senere presser Weldon et stort rør ned i jorda. Det ser litt ut som en kjempestor epleskrottfjerner, men det er et jordprøverør.

– Vi måler temperatur og fuktighet i jordprøvene. Dette er to av de viktigste variablene som påvirker disse klimagassutslippene. Jo varmere og fuktigere det er, desto mer utslipp.

Forsker Simon Weldon tar jordprøver for å måle temperatur og fuktighet.
Forsker Simon Weldon tar jordprøver for å måle temperatur og fuktighet. - Det er to av de viktigste variablene som påvirker disse klimagassutslippene. Jo varmere og fuktigere det er, jo mer utslipp, sier Weldon. Foto: Anette Tjomsland/NIBIO

Håper på ny gjødselmetode

Det er fortsatt et stykke igjen til et ferdig gjødselprodukt som kombinerer organisk gjødsel og biokull i ett og samme produkt. I første omgang blander forskerne biokull med ulike typer organisk gjødsel ute på jordet for å se hvordan blandingene påvirker plantevekst og klimagassutslipp.

– Vi måler også nitrat og ammonium. Da kan vi se i hvor stor grad plantene klarer å nyttiggjøre seg næringsstoffene fra ulike typer jordbehandling.

NIBIO deltar i et annet stort prosjekt som skal se nærmere på den konkrete utviklingen av biokullgjødsel.

– Vi håper at dette er første steg på veien mot en ny gjødselmetode. Vårt mål er å erstatte kunstgjødsel og lage et produkt som har positiv effekt på jorda, sier Madsen. Han og Stenersen samarbeider med forskere, landbruksrådgivningen og private konsulenter for å utvikle driften i en mer miljøvennlig retning.

– Vi vil gjerne få dokumentert ting og få hjelp til å finne løsningene. Vi har bare en idé om at det er lurt at matjorda blir bedre når vi driver den, og da trenger vi hjelp til å finne de beste metodene.

Biokull er en del av bioøkonomien

Weldon er opptatt av at biokull er en del av bioøkonomien, som handler om bærekraftig bruk og utvikling av biologiske ressurser fra jord og hav. Vi skal gjøre ting mer miljøvennlig, resirkulere slik at avfall kommer til nytte, og utvikle nye produkter basert på biologisk råstoff vi finner i naturen.

– Vi bruker biorest fra en fornybar teknologi, som ellers kunne endt opp som avfall. Næringsinnholdet i bioresten utnyttes til å gjødsle jord. I tillegg tilsetter vi biokull som også kan lages av treflis og annet avfall. Karbonet i biokullet stabiliserer nitrogenet i bioresten og reduserer klimagassutslippet fra gjødsling.

Det er fortsatt et stykke igjen til et ferdig gjødselprodukt som kombinerer organisk gjødsel og biokull i ett og samme produkt.
Det er fortsatt et stykke igjen til et ferdig gjødselprodukt som kombinerer organisk gjødsel og biokull i ett og samme produkt. I første omgang blander forskerne biokull med ulike typer organisk gjødsel ute på jordet, for å se hvordan blandingene påvirker plantevekst og klimagassutslipp. NIBIO deltar i et annet stort prosjekt som skal se nærmere på den konkrete utviklingen av biokullgjødsel. Foto: Anette Tjomsland/NIBIO

Økt interesse for ny støtteordning, men fortsatt få søkere

De siste årene har interessen for biokull vært økende, også fra politisk hold. Dette har blant annet ført til at Innovasjon Norge har kommet med en ny ordning hvor landbruksbedrifter kan søke om investeringsstøtte på inntil 45 % til bygging av biokullanlegg.

- Dette er et klima- og energitiltak som kan få betydning for Norsk Landbruk, sier Øyvind Halvorsen, programansvarlig for Verdiskapningsprogrammet for fornybar energi i landbruket i Innovasjon Norge.

Avdelingsleder for jordkvalitet og klima i NIBIO, Daniel Rasse, sier at de har merket større pågang fra folk som er interessert i å starte med biokull etter at Innovasjon Norge tok det inn i bioenergiprogrammet (nå Verdiskapningsprogrammet for fornybar energi i landbruket).

FAKTA OM BIOKULL

Biokull er et materiale som likner trekull. Det kan brukes for å øke karboninnholdet i jord, og som jordforbedringsmiddel. Biokull lages i en prosess som kalles pyrolyse. Forskjellige typer biomasse, f.eks. treflis, halm eller hageavfall varmes opp ved høy temperatur (minst 350 °C) uten oksygen. Under pyrolyse gjennomgår karbonet endringer på molekylært nivå, noe som fører til at biokull blir svært motstandsdyktig mot biologisk nedbrytning. Karbonet lagres inni biokullet og nedpløying av biokull kan føre til langvarig økning av karbon i jord. I praksis betyr dette at dersom man lager biokull og pløyer det ned i jorda, kan karbonet lagres i jorda i flere hundre år. Samtidig produseres det bioenergi i pyrolyseprosessen som kan brukes til oppvarming, og erstatte fossilt brensel.

Fra tidligere studier i Norge og internasjonalt kan man forvente følgende fordeler ved bruk av biokull blandet inn i åkerjord:

  • økt vannlagringsevne i tørkeutsatte jordtyper
  • økt biomasseproduksjon (ca. 5-10 prosent)
  • økt karboninnhold i jorda
  • en viss kalkingseffekt relatert til askeinnhold
  • redusert utslipp av metan og lystgass fra jord
  • bedre utnyttelse av næringsstoffer ved bruk i kombinasjon med husdyrgjødsel eller kompost.

Biokull har også vist seg til å være en bra del-erstatning til torv i vekstmedia og grønne tak, og kan spille en viktig rolle sammen med kompost og bark, materialer som på sikt kan erstatte ikke-fornybar torvforbruk i Norge.

Biokull som er laget av rent råstoff ved bruk av moderne teknologi er trygt å bruke i matjord i relativt store mengder uten at det har uheldig effekter for plantevekst og/eller mikrolivet i jorda.

Mye tyder på at biokull også egner seg godt i fôr til dyr. NIBIO jobber nå med å få oversikt over bruk av biokull i husdyrproduksjon, og ønsker på sikt å forske på dette.

– Mange bønder i Tyskland, Østerrike og Sveits bruker dette, men det er lite forskning på det. Det er et stort potensiale for å få biokull inn i syklusen ganske tidlig. Hvis dyr spiser det så blir det i husdyrmøkka, og vi får dermed en slags biokullgjødsel, sier forsker i NIBIO, Alice Budai. Det finnes noe forskning som viser at dyra får bedre helse og fordøyelse, og at bonden kan bruke mindre antibiotika og får mindre lukt i fjøset.

Regjeringen la i 2016 fram sin bioøkonomistrategi. Strategien skal bidra til økt verdiskaping og nye arbeidsplasser, reduserte klimagassutslipp og mer effektiv og lønnsom utnyttelse av naturressursene. I en serie nettartikler vil Innovasjon Norge, NIBIO, Nofima, Landbruksdirektoratet, Norges forskningsråd, Mattilsynet, Statskog og Veterinærinstituttet forsøke å konkretisere og vise eksempler på hva bioøkonomi og overgangen til "Det grønne skiftet" innebærer.

Til toppen