»
Biougalj
Biougalj
(eng. Biochar) je sintetička vrsta drvenog uglja (eng.
charcoal) koja nastaje tzv. pirolizom biomase, gde se ona
podvrgava velikoj temperature radi razbijanja kompleksnog
hemijskog sastava na jednostavnije supstantne činioce. Tako
dobijeni materijal sličan drvenom uglju predstavlja formu
ekstrakcije i prerade ugljenika a upravo zbog toga biougalj
izaziva veliku pažnju stručnjaka usled sve jasnijeg problema
klimatskih promena uzrokovanih emisijama ugljen-dioksida (CO2)
i gasova koji stvaraju tzv. efekat staklene bašte.
|
Biougalj je
vid ekstrahovanja ugljenika iz atmosfere i rešenje za
smanjivanje negativnog uticaja obrađivanja zemljišta u
poljoprivredne svrhe, i to na globalnom nivou. Obzirom da
biougalj može da ugljenik drži izolovan u zemlji stotinama i
hiljadama godina, postao je veoma interesantan kao način
usporavanja
globalnog otopljavanja. Sagorevanje i prirodno
truljenje drveta i poljoprivredne biomase doprinosi velikim
količinama CO2 oslobođenim u atmosferu. Biougalj
zadržava ugljenik u zemlji umanjujući nivo amosferskog zagađenja
gasovima koje utiče na efekat staklene bašte; istovremeno,
njegovo prisustvo u zemljištu unapređuje kvalitet zemlje,
uvećava plodnost zemljišta, prinose agrarnih kultura i smanjuje
pritisak na šume. Pored toga, biougalj takođe ima primenu kao
suplement u ishrani stoke, koja dobija izvor minerala a time
zdrav sistem za varenje, manju stomačnu nadutost (što je izvor
metana) i manje prisustvo amonijaka u mokraći.
Trenutni
projekti vezani za biougalj još uvek su srazmerno malog obima i
usled toga nemaju značajniji efekat na ukupno zagađenje
atmosfere ugljenikom, iako je ekspanzija ove tehnologije
uvrštena u tz. novi geoinžinjerijski pristup koji je još uvek na
početku i istraživanja u tom smeru još traju a najintenzivnija
su u okviru istraživačkog tima Univerziteta u Edinburgu.
Interesantan
je podatak da su Amazonska plemena iz pre-Kolumbovog perioda
koristila biougalj radi uvećanja plodnosti obradive zemlje a
španski doseljenici zvali su ga Terra Preta de Indio, tj.
Indijanska tamna zemlja. Dobijali su ga postupkom identičnim
onom za dobijanje ćumura, dakle pokrivanjem zemljom prethodno
zapaljene biomase koja ispod nje i dalje sagoreva čime je
nastajala tamna zemlja (terra preta na španskom) u vidu fine
zrnaste rezidue bogate ugljenikom.
|
Moderna
tehnologija omogućila je dobijanje biouglja postupkom pirolize
(direktnog termalnog raspadanja biomase) gde se biomasa
podvrgava velikoj temperaturi u odsustvu kiseonika a može se
kombinovati sa postupkom dobijanja biogoriva tzv. eksotermičkim
procesima (procesima proizvodnje energije gde se 3-9 puta dobija
više energije nego što je utrošeno), gde se dobijaju materijali
u čvrstom (biougalj), tečnom (bio-nafta) i gasovitom stanju
(tzv. singas). Ove višestruko isplative tehnike imaju sve više
zagovornika, među kojima su Džejms Hansen, svetski poznati
ekspert za klimatske promene i čovek broj 1 Godardovog instituta
za istraživanje svemira u sklopu agencije NASA i Džejms Lavlok,
tvorac tzv. Gajine hipoteze koja ima za predmet ublažavanje
globalnog zagrevanja uklanjanjem atmosferskih gasova koji
stvaraju efekat staklene bašte.
Biljke apsorbuju atmosferski CO2 tokom rasta. U
sledećoj fazi prirodnog ciklusa kretanja ugljenika biljke se
raspadaju ubrzo posle odumiranja tokom čega se oslobađa CO2
tako da je ukupan nivo prisustva ugljen-dioksida na približno
istom nivou. Umesto da se dopusti raspadanje biljaka, pirolizom
se postiže izdvajanje ugljenika iz vazduha u znatno stabilnijoj
formi. Biougalj tako uklanja cirkulišući CO2 u
atmosferi i doslovno ga skladišti u zemljištu, čime se prisustvo
ugljenika u vazduhu smanjuje. Piroliza je bila u primeni kod
razlaganja ostataka borovih šuma na Stenovitim Planinama u SAD
koje su desetkovali insekti, čime je sprečeno dodatno emitovanje
ugljen-dioksida u atmosferu. Iako su neke organske materije
neophodne u obradivom zemljištu radi održavanja plodnosti, veći
deo otpada iz ratarstva direktno može da se transformiše u
biougalj, bio-naftu i singas (sintetički gas). Primena ovog
postupka razlaganja organske materije takođe je i poželjna
varijanta procesiranja gradskog otpada u jeftin vid energije
koji bi pored toga potpomogao smanjivanje deponija.
Biougalj ima
prilično dugo srednje vreme prisustva u zemljištu. Dok sa jedne
strane metod mineralizacije (pretvaranja u CO2) nije
potpuno objašnjen, uzorci zemljišta sakupljeni u Amazoniji
pokazuju velike koncentracije biouglja koje su ostale zakopane
hiljadama godina. Dužina vremena opstanka biouglja u zemlji
zavisi od samog sastava biomase, procesa mineralizacije i
sastava zemljišta; procene vremena prisustva biouglja u
zemljištu kreću se od 100 do 10 000 godina a 5000 godina uzima
se kao prosečna vrednost.
Pod
određenim okolnostima, dodavanje biougljenika zemljištu ubrzava
mineralizaciju već prisutnih organskih materijala ali to samo
redukuje neto dobitak ostvaren izolacijom ugljenika u zemljištu
ovom metodom, dakle ne zaustavlja proces; štaviše, sugerisane
karakteristike zemljišta za integraciju ugljen-dioksida odlikuju
obradive površine u tropskim predelima osiromašene lošim
agro-merama a ne zemljište na kojem rastu guste šume, bogato
organskom materijom.
Pored
potencijala izolacije ugljenika, biougalj ostvaruje dodatne
koristi kada dospe u zemljište. Utvrđeno je da smanjuje
iscrpljivanje nutrijenata iz zemljišta, uvećava dostupnost
hranljivih materija biljkama kao i zadržavanje vode u zemlji
a smanjuje potrebne količine đubriva. Takođe, dokazano je da
smanjuje emisije azotnih oksida i metana iz zemljišta, čime
dodatno smanjuje prisustvo uzročnika efekta staklene bašte. Sve
ove dobiti ostvaruju se bez naprednih tehnologija primenom
jednostavnih metoda koje su izvodljive apsolutno svuda u svetu
a njihova praktičnost i ekonomičnost imaće potpuno opravdanje
kada cena tone CO2 dostigne nivo od 37
američkih dolara, što
još nije ostvareno. Zaključak je da je primena pirolize
isplativa iako bi njeni finalni proizvodi u ovom trenutku bili
verovatno nešto skuplji nego fosilna goriva.
Primena pirolize u Brazilu može da ne samo smanji seču šuma u
Amazoniji već i da poveća prinose na poljima, jer se time do 50
procenata ugljenika izoluje i zadržava u zemljištu u vrlo
stabilnom obliku. Dodavanje biouglja zemljištu
umesto njegovog potpunog uklanjanja u energetske svrhe neophodno
je radi smanjenja troškova i štetnih emisija vezanih za
intenzivniju primenu azotnih đubriva. Uz to, unapređivanjem
rastresitosti zemljišta i njene plodnosti, ono postaje podobnije
za primenu održivih agrotehničkih mera dok u suprotnom slučaju
brzo gubi nutrijente tako da biva napušteno, što vodi daljem
nastavku krčenja šuma. Piroliza ne zahteva drugačije
infrastrukturne uslove od onih koji su potrebni pri procesiranju
biomase za dobijanje celuloznog etanola. I naravno, za
tretiranje zemljišta biougljem dovoljna je već postojeća
mehanizacija koja se koristi pri đubrenju polja.
|