Το βιο-καύσιμο μπορεί να μειώσει ορισμένες επικίνδυνες ουσίες για το περιβάλλον - αλλά χρειάζεται έλεγχος, αν η γεωργία θέλει να το χρησιμοποιήσει.

Økologisk Nu
Το βιο-καύσιμο μπορεί να μειώσει ορισμένες επικίνδυνες ουσίες για το περιβάλλον - αλλά χρειάζεται έλεγχος, αν η γεωργία θέλει να το χρησιμοποιήσει.

Οι φιλοδοξίες της κυβέρνησης σχετικά με τη διανομή μεγάλων ποσοτήτων βιοάνθρακα σε γεωργικές εκτάσεις έχουν δημιουργήσει την ανάγκη για περαιτέρω έρευνες σχετικά με την περιεκτικότητα σε επικίνδυνα για το περιβάλλον substances και την επίδραση της διαδικασίας πυρόλυσης. Τώρα, ένα τρέχον ερευνητικό έργο με επικεφαλής το Τεχνικό Πανεπιστήμιο της Δανίας δείχνει ότι η διαδικασία πυρόλυσης σε πολλές περιπτώσεις μειώνει την περιεκτικότητα σε μια σειρά οργανικών επικίνδυνων ουσιών σε σύγκριση με τα αρχικά πρώτες υλες. Αυτό ισχύει, μεταξύ άλλων, για PFAS και αρκετές άλλες βιομηχανικές χημικές ουσίες. Οι δοκιμές δείχνουν επίσης ότι ο βιοάνθρακας γενικά απελευθερώνει λιγότερες από αυτές τις ουσίες στο περιβάλλον από ό,τι τα πρώτα υλικά από τα οποία παράγεται. Αυτό αναφέρει το DTU σε δελτίο τύπου. Είναι σημαντικό, καθώς τα χρησιμοποιούμενα πρώτες υλες σήμερα διανέμονται σε γεωργικές εκτάσεις χωρίς ουσιαστική επεξεργασία. Ιδιαίτερα τα ιλύσματα λυμάτων μπορούν να περιέχουν οργανικές ρυπογόνες ουσίες όπως PFAS, υπολείμματα φαρμάκων και άλλες επικίνδυνες ουσίες, καθώς και βαρέα μέταλλα, που απελευθερώνονται στο περιβάλλον και μπορούν να διεισδύσουν στο υπόγειο νερό. Η Διοίκηση έχει προειδοποιήσει για τους κινδύνους Στη Δανία, παράγεται βιοάνθρακας από άχυρο, υπολείμματα ινών από την παραγωγή βιοαερίου και ιλύσματα λυμάτων. Αυτό γίνεται σε εγκαταστάσεις πυρόλυσης, όπου η βιομάζα θερμαίνεται χωρίς οξυγόνο, ώστε να μην καίγεται, αλλά να διασπάται σε αέριο, λάδι και άνθρακα. Το στερεό υπόλειμμα πλούσιο σε άνθρακα ονομάζεται βιοάνθρακας. Η Περιβαλλοντική Υπηρεσία έχει προειδοποιήσει προηγουμένως σε σημείωμά της ότι ο βιοάνθρακας που παράγεται μέσω πυρόλυσης μπορεί να περιέχει τόσο καρκινογόνες όσο και ορμονικές διαταραχές ουσίες. Υπάρχει επίσης αβεβαιότητα σχετικά με την αποσύνθεση, το ξεπλύσιμο και τη βιοδιαθεσιμότητα των επιβλαβών ουσιών στον βιοάνθρακα, καθώς και ποιες επιβλαβείς ουσίες παράγονται κατά τη διαδικασία πυρόλυσης. Το περιεχόμενο μπορεί να διαφέρει ανάλογα με το είδος της βιομάζας που χρησιμοποιείται και τις συνθήκες πυρόλυσης υπό τις οποίες επεξεργάστηκε. Το Jyllands-Posten έχει αναφέρει προηγουμένως για κατοίκους στη Βεντσίλ, όπου βρίσκεται η πρώτη μεγάλη εγκατάσταση πυρόλυσης στη Δανία, που διαμαρτύρονται για ζάλη, πονοκεφάλους, φουσκάλες και εξανθήματα. Σε ένα άλλο έργο - Danish Biochar LTE - ερευνητές εξετάζουν τις μακροπρόθεσμες επιπτώσεις του βιοάνθρακα σε γεωργικές εκτάσεις. Η τρέχουσα έρευνα του DTU δείχνει σαφείς διαφορές μεταξύ των πρώτων υλών. Το άχυρο γενικά παρέχει τον καθαρότερο βιοάνθρακα με χαμηλά επίπεδα βαρέων μετάλλων και οργανικών ρυπογόνων ουσιών. Τα υπολείμματα βιοαερίου βρίσκονται σε ενδιάμεσο επίπεδο, ενώ τα ιλύσματα λυμάτων είναι ο πιο απαιτητικός τύπος, με υψηλότερο περιεχόμενο κυρίως βαρέων μετάλλων και πολλών οργανικών επικίνδυνων ουσιών. Τα αποτελέσματα δείχνουν επίσης ότι ο βιοάνθρακας από δανέζικες εγκαταστάσεις πυρόλυσης περιέχει μόνο πολύ χαμηλά επίπεδα PAH, γνωστών και ως ταινιοειδών, που μπορούν να σχηματιστούν στη διαδικασία πυρόλυσης. Ωστόσο, μερικά δείγματα από βιομηχανικές εγκαταστάσεις παρουσίασαν αυξημένες τιμές ταινιοειδών. Μπορεί να συγκεντρωθούν σε βιοάνθρακα Παρόλο που πολλές οργανικές ρυπογόνες ουσίες μειώνονται κατά τη διάρκεια της πυρόλυσης, αυτό δεν ισχύει για όλους τους τύπους ουσιών. Τα βαρέα μέταλλα και τα μεταλλοειδή, όπως το κάδμιο, το νικέλιο, ο χαλκός και ο άργυρος, δεν αποσυντίθενται κατά την πυρόλυση και μπορούν επομένως να συγκεντρωθούν στον βιοάνθρακα. Πολλά από αυτά τα μέταλλα είναι ισχυρά δεσμευμένα στη δομή του βιοάνθρακα και απελευθερώνονται μόνο σε περιορισμένο βαθμό. Οι μακροπρόθεσμες επιπτώσεις στο περιβάλλον δεν έχουν ακόμη πλήρως διευκρινιστεί. «Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι η πυρόλυση μπορεί να είναι μια αποτελεσματική τεχνολογία για τη μείωση της περιεκτικότητας σε μια σειρά οργανικών επικίνδυνων ουσιών που βρίσκονται στη βιομάζα. Ταυτόχρονα, δείχνουν ότι η ποιότητα του βιοάνθρακα εξαρτάται τόσο από την πρώτη ύλη όσο και από τις συνθήκες παραγωγής. Γι' αυτό χρειάζεται έλεγχος και σαφές πλαίσιο, αν ο βιοάνθρακας πρόκειται να χρησιμοποιηθεί σε μεγαλύτερη κλίμακα», λέει ο ανώτερος ερευνητής Wolfgang Stelte από το DTU Kemiteknik. Ανάγκη για έλεγχο Τα αποτελέσματα δείχνουν συνολικά ότι ο βιοάνθρακας από δανέζικες εγκαταστάσεις πυρόλυσης συχνά έχει χαμηλότερη εκπομπή επικίνδυνων ουσιών σε σύγκριση με τα πρώτα υλικά από τα οποία παράγεται, αλλά ταυτόχρονα ότι δεν είναι όλα τα βιοάνθρακες κατάλληλα για διανομή σε γεωργικές εκτάσεις. Ο βιοάνθρακας που παράγεται από πρώτες ύλες με υψηλό περιεχόμενο σε επικίνδυνες ουσίες μπορεί να περιέχει υπερβολικές συγκεντρώσεις, π.χ., βαρέων μετάλλων ή άλλων ανεπιθύμητων ουσιών, και υπάρχει σημαντική διακύμανση τόσο μεταξύ των πρώτων υλών όσο και των συνθηκών παραγωγής. Αυτό υπογραμμίζει την ανάγκη για ποιοτικό έλεγχο και αυστηρή ρύθμιση, αν ο βιοάνθρακας πρόκειται να χρησιμοποιηθεί ευρέως στη γεωργία, και ειδικά αν εισάγεται στην αγορά δανέζικου βιοάνθρακα με άγνωστο προφίλ κινδύνου, λέει ο Wolfgang Stelte. «Υπάρχουν ήδη πιστοποιητικά, όπως το European Biochar Certificate, που θέτουν απαιτήσεις για τεκμηρίωση και αναλύσεις βιοάνθρακα. Τα αποτελέσματά μας υποστηρίζουν την ανάγκη για σαφείς προδιαγραφές, συνεχείς ελέγχους και περαιτέρω έρευνα», προσθέτει. Το τρέχον έργο συνεχίζει να φωτίζει άλλες σημαντικές περιβαλλοντικές πτυχές της πυρόλυσης, συμπεριλαμβανομένων των εκπομπών από τη διαδικασία και των πιθανών κινδύνων κατά τη διαχείριση και αποθήκευση μεγάλων ποσοτήτων βιοάνθρακα. Τα αποτελέσματα της έρευνας έχουν υποβληθεί στην Περιβαλλοντική Υπηρεσία και μια περίληψη των αποτελεσμάτων είναι δημόσια διαθέσιμη στη βάση δεδομένων ερευνών του DTU με τίτλο: «Investigation of environmental issues related to the production and use of biochar - Executive summary of feedstock and biochar analysis». Τα αποτελέσματα του έργου βρίσκονται επίσης υπό προετοιμασία για δημοσίευση σε επιστημονικά περιοδικά με αξιολόγηση από ομοτίμους.

Οι φιλοδοξίες της κυβέρνησης σχετικά με την διανομή μεγάλων ποσοτήτων βιοάνθρακα σε γεωργικές εκτάσεις έχουν δημιουργήσει την ανάγκη για περαιτέρω έρευνες σχετικά με το περιεχόμενο επικίνδυνων ουσιών στο βιοάνθρακα και την επίδραση της διαδικασίας πυρόλυσης.

Τώρα, ένα τρέχον ερευνητικό έργο με επικεφαλής το Τεχνικό Πανεπιστήμιο της Δανίας δείχνει ότι η διαδικασία πυρόλυσης σε πολλές περιπτώσεις μειώνει το περιεχόμενο ορισμένων οργανικών επικίνδυνων ουσιών σε σύγκριση με τα αρχικά πρώτες υλες. Αυτό αφορά μεταξύ άλλων PFAS και αρκετές άλλες βιομηχανικές χημικές ουσίες.

Οι δοκιμές δείχνουν επίσης ότι ο βιοάνθρακας γενικά απελευθερώνει λιγότερες από αυτές τις ουσίες στο περιβάλλον από ό,τι τα πρώτες υλες από τις οποίες παράγεται. Αυτό αναφέρει το DTU σε δελτίο τύπου.

Είναι σημαντικό, καθώς οι χρησιμοποιούμενες πρώτες ύλες σήμερα διανέμονται σε γεωργικές εκτάσεις χωρίς πραγματική προεπεξεργασία. Ιδιαίτερα τα ιλύσματα λυμάτων μπορούν να περιέχουν οργανικές ρυπογόνες ουσίες όπως PFAS, υπολείμματα φαρμάκων και άλλες επικίνδυνες ουσίες, καθώς και βαρέα μέταλλα, που απελευθερώνονται στο περιβάλλον και μπορούν να διεισδύσουν στο υπόγειο νερό.

Η αρμόδια αρχή έχει προειδοποιήσει για κινδύνους

Στη Δανία, ο βιοάνθρακας παράγεται από άχυρο, υπολείμματα ινών από παραγωγή βιοαερίου και ιλύσματα λυμάτων. Αυτό γίνεται σε εγκαταστάσεις πυρόλυσης, όπου η βιομάζα θερμαίνεται χωρίς οξυγόνο, ώστε να μην καίγεται, αλλά να διασπάται σε αέριο, λάδι και άνθρακα. Το σταθερό υπόλειμμα πλούσιο σε άνθρακα ονομάζεται βιοάνθρακας.

Η Περιβαλλοντική Υπηρεσία προηγουμένως σε ένα σημείωμα προειδοποίησε ότι ο βιοάνθρακας που παράγεται μέσω πυρόλυσης μπορεί να περιέχει τόσο καρκινογόνες όσο και ορμονικές διαταραχές ουσίες. Υπάρχει επίσης αβεβαιότητα σχετικά με την αποδόμηση, το ξεπλύσιμο και τη βιοδιαθεσιμότητα των επιβλαβών ουσιών στον βιοάνθρακα, καθώς και ποιες επιβλαβείς ουσίες παράγονται κατά τη διαδικασία πυρόλυσης. Το περιεχόμενο μπορεί να διαφέρει ανάλογα με τη βιομάζα που χρησιμοποιήθηκε και τις συνθήκες πυρόλυσης υπό τις οποίες επεξεργάστηκε.

Το Jyllands-Posten έχει προηγουμένως αναφέρει για κατοίκους στη Βεντσίσελ, όπου βρίσκεται η πρώτη μεγάλη εγκατάσταση πυρόλυσης της Δανίας, που διαμαρτύρονται για ζάλη, πονοκέφαλο, φουσκάλες και εξανθήματα.

Σε ένα άλλο έργο - Danish Biochar LTE - οι ερευνητές εξετάζουν τις μακροπρόθεσμες επιπτώσεις του βιοάνθρακα σε γεωργικές εκτάσεις.

Η τρέχουσα έρευνα του DTU δείχνει σαφείς διαφορές μεταξύ των πρώτων υλών. Το άχυρο γενικά παράγει τον καθαρότερο βιοάνθρακα με χαμηλά επίπεδα τόσο βαρέων μετάλλων όσο και οργανικών ρυπογόνων ουσιών. Τα υπολείμματα βιοαερίου βρίσκονται σε μεσαίο επίπεδο, ενώ τα ιλύσματα λυμάτων αποτελούν την πιο προκλητική μορφή με υψηλότερο περιεχόμενο κυρίως βαρέων μετάλλων και πολλών οργανικών επικίνδυνων ουσιών.

Τα αποτελέσματα δείχνουν επίσης ότι ο βιοάνθρακας από δανέζικες εγκαταστάσεις πυρόλυσης περιέχει μόνο πολύ χαμηλά επίπεδα PAH, επίσης γνωστών ως πίσσων, που μπορούν να σχηματιστούν στη διαδικασία πυρόλυσης. Ωστόσο, μερικές δοκιμές από βιομηχανικές εγκαταστάσεις εμφάνισαν αυξημένες τιμές πίσσων.

Μερικά μπορούν να συγκεντρωθούν στον βιοάνθρακα

Παρόλο που πολλές οργανικές ρυπογόνες ουσίες μειώνονται κατά τη διάρκεια της πυρόλυσης, αυτό δεν ισχύει για όλους τους τύπους ουσιών. Τα βαρέα μέταλλα και τα μεταλλοειδή, όπως το κάδμιο, το νικέλιο, ο χαλκός και το αρσενικό, δεν διασπώνται κατά την πυρόλυση και μπορούν επομένως να συγκεντρωθούν στον βιοάνθρακα.

Πολλά από αυτά τα μέταλλα είναι όμως ισχυρά δεσμευμένα στη δομή του βιοάνθρακα και απελευθερώνονται μόνο σε περιορισμένο βαθμό. Οι μακροπρόθεσμες επιπτώσεις στο περιβάλλον δεν έχουν ακόμη πλήρως διευκρινιστεί.

”Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι η πυρόλυση μπορεί να είναι μια αποτελεσματική τεχνολογία για τη μείωση του περιεχομένου ορισμένων οργανικών επικίνδυνων ουσιών που βρίσκονται στη βιομάζα. Ταυτόχρονα, δείχνουν ότι η ποιότητα του βιοάνθρακα εξαρτάται τόσο από την πρώτη ύλη όσο και από τις συνθήκες παραγωγής. Γι’ αυτό χρειάζεται έλεγχος και σαφές πλαίσιο,” λέει ο ανώτερος ερευνητής Wolfgang Stelte από το DTU Kemiteknik.

Ανάγκη για έλεγχο

Τα αποτελέσματα δείχνουν συνολικά ότι ο βιοάνθρακας από δανέζικες εγκαταστάσεις πυρόλυσης συχνά έχει χαμηλότερη εκπομπή επικίνδυνων ουσιών στο περιβάλλον από ό,τι οι πρώτες ύλες από τις οποίες παράγεται, αλλά ταυτόχρονα ότι δεν είναι όλα τα βιοάνθρακες κατάλληλα για διανομή σε γεωργικές εκτάσεις. Ο βιοάνθρακας που παράγεται από πρώτες ύλες με υψηλό περιεχόμενο σε επικίνδυνες ουσίες μπορεί να περιέχει υπερβολικές συγκεντρώσεις, π.χ., βαρέων μετάλλων ή άλλων ανεπιθύμητων ουσιών, και υπάρχει σημαντική διακύμανση τόσο μεταξύ των πρώτων υλών όσο και των συνθηκών παραγωγής.

Αυτό υπογραμμίζει την ανάγκη για ποιοτικό έλεγχο και αυστηρή ρύθμιση, εάν ο βιοάνθρακας πρόκειται να χρησιμοποιηθεί ευρέως στη γεωργία, και ειδικά αν εισάγεται βιοάνθρακας από το εξωτερικό με άγνωστο προφίλ κινδύνου, λέει ο Wolfgang Stelte.

”Υπάρχουν ήδη πιστοποιητικά, όπως το European Biochar Certificate, που θέτουν απαιτήσεις για τεκμηρίωση και αναλύσεις του βιοάνθρακα. Τα αποτελέσματά μας υποστηρίζουν την ανάγκη για σαφείς προδιαγραφές, συνεχείς ελέγχους και περαιτέρω έρευνα,” καταλήγει.

Το τρέχον έργο συνεχίζει να φωτίζει άλλες σημαντικές περιβαλλοντικές πτυχές της πυρόλυσης, συμπεριλαμβανομένων των εκπομπών από τη διαδικασία και των πιθανών κινδύνων κατά τη διαχείριση και αποθήκευση του βιοάνθρακα σε μεγάλη κλίμακα.

Τα ερευνητικά αποτελέσματα έχουν υποβληθεί στην Περιβαλλοντική Υπηρεσία και μια περίληψη των αποτελεσμάτων είναι δημόσια διαθέσιμη στη βάση δεδομένων ερευνών του DTU με τίτλο: 'Investigation of environmental issues related to the production and use of biochar - Executive summary of feedstock and biochar analysis'.

Τα αποτελέσματα του έργου βρίσκονται επίσης υπό προετοιμασία για δημοσίευση σε επιστημονικά περιοδικά με κριτές.