Biokul kan bepaalde milieugevaarlijke stoffen verminderen - maar er is controle nodig als de landbouw het wil gebruiken

Regeringens ambities om het uitbrengen van grote hoeveelheden biokool op landbouwgrond heeft geleid tot de noodzaak van nader onderzoek naar de inhoud van milieugevaarlijke stoffen in biokool en de effecten van het pyrolyseproces.

Nu toont een lopend onderzoeksproject onder leiding van de Technische Universiteit Denemarken aan dat het pyrolyseproces in veel gevallen de inhoud van een reeks organische milieugevaarlijke stoffen vermindert in vergelijking met de oorspronkelijke grondstoffen. Dit geldt onder andere voor PFAS en verschillende andere industrieel chemicaliën.

De experimenten tonen ook aan dat biokool over het algemeen minder van deze stoffen vrijgeeft aan het milieu dan de grondstoffen waaruit het is vervaardigd. Dat schrijft DTU in een persbericht.

Dit is belangrijk, omdat de gebruikte grondstoffen tegenwoordig worden uitgereden op landbouwgrond zonder enige echte voorbehandeling. Vooral afvalwaterslib kan organische verontreinigingen bevatten zoals PFAS, medicijnresten en andere milieugevaarlijke stoffen, evenals meerdere zware metalen, die worden vrijgegeven aan het milieu en in het grondwater kunnen sijpelen.

Stichting waarschuwt voor risico's

In Denemarken wordt biokool geproduceerd uit stro, restvezels van biogasproductie en afvalwaterslib. Dit gebeurt in pyrolyse-installaties, waar biomassa wordt verhit zonder zuurstof, zodat het niet verbrandt, maar wordt opgesplitst in gas, olie en kool. Het vaste, koolstofrijke restproduct wordt biokool genoemd.

Milieudienst heeft eerder in een notitie gewaarschuwd dat biokool dat via pyrolyse wordt gemaakt, zowel kankerverwekkende als hormoonverstorende stoffen kan bevatten. Er is bovendien onzekerheid over de afbraak, uitspoeling en biotilgankelijkheid van schadelijke stoffen in biokool, evenals welke schadelijke stoffen tijdens het pyrolyseproces worden gevormd. De inhoud kan variëren, afhankelijk van de gebruikte biomassa en de pyrolysecondities waaronder het is behandeld.

Jyllands-Posten heeft eerder gerapporteerd over bewoners in Vendsyssel, waar Denemarks eerste grote pyrolyse-installatie ligt, die klagen over duizeligheid, hoofdpijn, blaren en uitslag.

In een ander project - Danish Biochar LTE - onderzoeken onderzoekers de langetermijneffecten van biokool op landbouwgronden.

De lopende studie van DTU toont duidelijke verschillen tussen de grondstoffen. Stro levert over het algemeen het zuiverste biokool met lage niveaus van zowel zware metalen als organische verontreinigingen. Restvezels van biogas liggen op een gemiddeld niveau, terwijl afvalwaterslib de meest uitdagende soort is, met een hoger gehalte vooral aan zware metalen en veel organische milieugevaarlijke stoffen.

De resultaten laten ook zien dat biokool van Deense pyrolyse-installaties slechts zeer lage niveaus van PAH’s bevat, ook wel teerstoffen genoemd, die tijdens het pyrolyseproces kunnen ontstaan. Er waren echter enkele monsters van industriële installaties met verhoogde waarden van teerstoffen.

Sommige stoffen kunnen geconcentreerd worden in biokool

Hoewel veel organische verontreinigingen tijdens pyrolyse worden verminderd, geldt dat niet voor alle soorten stoffen. Zware metalen en metalloiden, zoals cadmium, nikkel, koper en arsenicum, worden niet afgebroken tijdens pyrolyse en kunnen daarom geconcentreerd worden in biokool.

Veel van deze metalen zijn echter sterk gebonden in de structuur van biokool en worden slechts in beperkte mate vrijgegeven. De langetermijneffecten op het milieu zijn echter nog niet volledig duidelijk.

”Onze resultaten wijzen erop dat pyrolyse een effectieve technologie kan zijn om het gehalte aan een reeks organische milieugevaarlijke stoffen, die in biomassa voorkomen, te verminderen. Tegelijkertijd laten ze zien dat de kwaliteit van biokool afhangt van zowel de grondstof als de productiemethoden. Daarom is controle en duidelijke regelgeving nodig als biokool op grotere schaal wordt toegepast,” zegt senioronderzoeker Wolfgang Stelte van DTU Chemie.

Noodzaak voor controle

De resultaten laten zien dat biokool van Deense pyrolyse-installaties vaak een lagere uitstoot van milieugevaarlijke stoffen heeft dan de grondstoffen waaruit het wordt vervaardigd, maar dat niet alle biokool geschikt is voor uitrijden op landbouwgrond. Biokool gemaakt van grondstoffen met een hoog gehalte aan milieuprobleemstoffen kan te hoge concentraties bevatten, zoals zware metalen of andere ongewenste stoffen, en er is aanzienlijke variatie tussen zowel de grondstoffen als de productiemethoden.

Dit benadrukt de noodzaak van kwaliteitscontrole en strenge regelgeving, als biokool breed in de landbouw moet worden toegepast, ook gezien het feit dat er mogelijk buitenlandse biokool met een onbekend risicoprofiel op de Deense markt kan komen, vertelt Wolfgang Stelte.

”Er bestaan al certificeringsregelingen, zoals het European Biochar Certificate, die eisen stellen aan documentatie en analyses van biokool. Onze resultaten onderstrepen de behoefte aan duidelijke standaarden, voortdurende controle en verder onderzoek,” zegt hij.

Het lopende project blijft andere belangrijke milieukwesties bij pyrolyse onderzoeken, waaronder emissies tijdens het pyrolyseproces en mogelijke risico’s bij het hanteren en opslaan van biokool op grote schaal.

De onderzoeksresultaten zijn ingediend bij Milieudienst en een samenvatting van de resultaten is openbaar toegankelijk in de onderzoeksdatabase van DTU onder de titel: 'Investigation of environmental issues related to the production and use of biochar - Executive summary of feedstock and biochar analysis'.

De resultaten van het project worden ook voorbereid voor publicatie in peer-reviewed wetenschappelijke tijdschriften.