Biokul kan minska vissa miljöfarliga ämnen - men det krävs kontroll om jordbruket ska använda det

Regeringens ambitioner om utbredning av stora mängder biokarbon på jordbruksmark har skapat behovet av närmare undersökningar av innehållet av miljöfarliga ämnen i biokarbon och effekten av pyrolyseprocessen.

Nu visar ett pågående forskningsprojekt med Danmarks Tekniske Universitet i spetsen, att pyrolyseprocessen i många fall minskar innehållet av en rad organiska miljöfarliga ämnen jämfört med de ursprungliga råmaterialen. Det gäller bland annat PFAS och flera andra industrikemikalier.

Experimenten visar också att biokarbon generellt frigör färre av dessa ämnen till miljön än de råmaterial som det är tillverkat av. Det skriver DTU i ett pressmeddelande.

Det är väsentligt, eftersom de använda råmaterialen idag sprids på jordbruksmark utan någon egentlig förbehandling. Särskilt avloppsslam kan innehålla organiska föroreningar som PFAS, medicinrester och andra miljöfarliga ämnen samt flera tungmetaller, som frigörs till miljön och kan sippra ner i grundvattnet.

Styrelse har varnat för risker

I Danmark produceras biokarbon av halm, restfibrer från biogasproduktion och avloppsslam. Det sker i pyrolysanläggningar, där biomassan värms upp utan syre, så att den inte brinner, utan istället spaltes till gas, olja och kol. Det fasta kolrika restprodukten kallas biokarbon.

Miljöstyrelsen har tidigare i ett notat varnat för att biokarbon som skapas genom pyrolys kan innehålla både cancerframkallande och hormonstörande ämnen. Det finns dessutom osäkerhet kring nedbrytning, utlakning och biotillgänglighet av skadliga ämnen i biokarbon, samt vilka skadliga ämnen som bildas under pyrolyseprocessen. Innehållet kan variera, beroende på vilken biomassa som använts och vilka pyrolysebetingelser den har behandlats under.

Jyllands-Posten har tidigare rapporterat om boende i Vendsyssel, där Danmarks första stora pyrolysanläggning ligger, som klagar över yrsel, huvudvärk, blåsor och utslag.

I ett annat projekt - Danish Biochar LTE - undersöker forskare långtidseffekterna av biokarbon på jordbruksmark.

DTU:s pågående undersökning visar tydliga skillnader mellan råmaterialen. Halm ger generellt det renaste biokarbonet med låga nivåer av både tungmetaller och organiska föroreningar. Restfibrer från biogas ligger på en mellan nivå, medan avloppsslam är den mest utmanande typen med ett högre innehåll av särskilt tungmetaller och många organiska miljöfarliga ämnen.

Resultaten visar också att biokarbon från danska pyrolysanläggningar endast innehåller mycket låga nivåer av PAH, även kallade tjärämnen, som kan bildas i pyrolyseprocessen. Det fanns dock några enstaka prover från industriella anläggningar med förhöjda värden av tjärämnen.

Något kan koncentreras i biokarbon

Även om många organiska föroreningar minskas under pyrolysen, gäller det inte alla typer av ämnen. Tungmetaller och metalloider, som t.ex. kadmium, nickel, koppar och arsenik, bryts inte ner under pyrolysen och kan därför koncentreras i biokarbonet.

Många av dessa metaller är dock starkt bundna i biokarbonets struktur och frigörs endast i begränsad omfattning. De långsiktiga effekterna i miljön är dock ännu inte helt klarlagda.

”Våra resultat pekar på att pyrolyse kan vara en effektiv teknik för att minska innehållet av en rad organiska miljöfarliga ämnen, som finns i biomassan. Samtidigt visar de att kvaliteten på biokarbonet beror på både råmaterialet och produktionsförhållandena. Därför finns ett behov av kontroll och tydliga ramar, om biokarbon ska användas i större skala,” säger seniorforskare Wolfgang Stelte från DTU Kemiteknik.

Behov av kontroll

Resultaten visar sammanfattningsvis att biokarbon från danska pyrolysanläggningar ofta har en lägre utsläpp av miljöfarliga ämnen än de råmaterial det tillverkas av, men samtidigt att inte allt biokarbon är lämpligt för spridning på jordbruksmark. Biokarbon tillverkat av råmaterial med högt innehåll av miljöfarliga ämnen kan innehålla för höga koncentrationer av t.ex. tungmetaller eller andra oönskade ämnen, och det finns betydande variationer mellan både råmaterial och produktionsförhållanden.

Det understryker behovet av kvalitetskontroll och sträng reglering, om biokarbon ska användas brett inom jordbruket, även med tanke på att utländskt biokarbon med okänd riskprofil kan komma in på den svenska marknaden, berättar Wolfgang Stelte.

”Det finns redan certifieringsordningar, som t.ex. European Biochar Certificate, som ställer krav på dokumentation och analyser av biokarbon. Våra resultat understryker behovet av tydliga standarder, löpande kontroll och fortsatt forskning,” säger han.

Det pågående projektet fortsätter att belysa andra centrala miljöfrågor vid pyrolyse, inklusive utsläpp från pyrolyseprocessen och möjliga risker vid hantering och lagring av biokarbon i stor skala.

Forskningsresultaten har skickats till Miljöstyrelsen och en sammanfattning av resultaten är offentligt tillgänglig i DTU:s forskningsdatabas under titeln: 'Investigation of environmental issues related to the production and use of biochar - Executive summary of feedstock and biochar analysis'.

Projektets resultat är också under förberedelse för publicering i peer-reviewed vetenskapliga tidskrifter.