Pers en media

ILVO persbericht - dinsdag 12 juni 2012

Biochar: van biomassaresten (hernieuwbare energie) naar klimaatvriendelijke bodemverbeteraar?

Eind oktober 2011 werd op het ILVO een veldproef met biochar aangelegd. Het gaat om de eerste veldproef ooit met biochar in België. Biochar ontstaat bij thermale afbraak van biomassa onder beperkte aanvoer of afwezigheid van zuurstof. Dat proces heet pyrolyse en - afhankelijk van de specifieke procesomstandigheden - kan hierbij naast biochar ook bio-energie onder de vorm van gas of olie worden gevormd. Het voordeel van pyrolyse is dat er biomassa-restproducten gebruikt kunnen worden zonder concurrentie met voedselproductie.

Onbeantwoorde vragen

Wanneer we biochar aan de bodem toevoegen, zou dat een aantal voordelen kunnen opleveren. Eerst en vooral zou het de bodemkwaliteit kunnen bevorderen. Daarnaast zou het de gewasopbrengsten kunnen verhogen. En tenslotte zou het als middel in de strijd tegen de klimaatverandering kunnen worden ingezet, vermits koolstof uit biomassa, na omvorming naar biochar en toepassing in de bodem, langdurig (tot honderden jaren) opgeslagen wordt in de bodem. Dat betekent dus een onttrekking van CO2 uit de atmosfeer
Hoewel uit de literatuur blijkt dat biochar deze belangrijke voordelen zou kunnen bieden, blijven veel vragen onbeantwoord. Het meeste onderzoek werd immers tot nu toe uitgevoerd in tropische gebieden met een beperkt aantal biochars en bodem-gewas combinaties. Het blijft voorlopig onduidelijk welke effecten biochar heeft in bodems van gematigde streken.

Bodem en gewas

Daarom dus de veldproef bij ILVO. Deze kadert in het Interreg IVB North Sea Region project ‘Biochar: climate saving soils’ en is identiek aan veldproeven in Nederland, Duitsland, Schotland, Noorwegen,Denemarken en Zweden. Op die manier kan de impact van biochar in verschillende bodemtypes en klimaatregimes zichtbaar worden. Althans van de gebruikte biochar, want afhankelijk van het uitgangsmateriaal en het precieze proces zijn er verschillende soorten. De biochar op de proefvelden is afkomstig van houtige materialen en werd toegediend met een dosis van 20 ton/ha. Biocharplots worden daarbij vergeleken met controleplots in vier herhalingen. In de winter van 2011-2012 werd de impact op de nitraatrest, nutriëntenbeschikbaarheid, koolstof, zuurtegraad en enkele bodemfysische parameters opgevolgd. Behalve de verwachte stijging in het koolstofgehalte, waren de verschillen voor de andere bodemchemische kenmerken klein. De resultaten van het bodemfysisch onderzoek worden momenteel verwerkt door een thesisstudent. In 2012 werd er, net zoals in de andere landen, zomergerst gezaaid om de effecten op de gewasopbrengst te bestuderen.

Deze veldproef laat toe het effect van biochar op langere termijn te bestuderen. Na het Interregproject dat eind september 2013 afloopt, wordt de opvolging tot eind 2015 alvast verzekerd door het Europese 7de kaderproject Fertiplus. ILVO besteedt, hierbij bijgestaan door UGent, speciale aandacht aan de impact op de stikstof-cyclus, de waterhuishouding en de microbiële gemeenschapsstructuur van de bodem. Dat sluit aan bij de hernieuwde belangstelling voor de bodem als meer dan louter een groeimedium. Nu het gebruik van meststoffen en gewasbeschermingsmiddelen ingeperkt wordt, is er weer meer aandacht voor de bodem als onmisbare hulpbron voor de plantaardige productie. Een duurzaam bodembeheer verbetert de bodemstructuur en stimuleert bodemorganismen, zodat nutriënten optimaal benut worden, de plant van voldoende water en zuurstof wordt voorzien en ziektes onderdrukt worden.

Biochar en klimaatregeling?

Naast de effecten op de bodem, bestuderen de ILVO-onderzoekers ook de mogelijke positieve gevolgen voor de gewasopbrengst. In de literatuur, meestal afkomstig van tropische streken waar de bodems doorgaans armer zijn dan hier, zijn reeds goede opbrengstresultaten gerapporteerd. Een overkoepelende analyse van internationale studies toonde aan dat dit vooral het geval is wanneer biochar de bodem minder zuur maakt. De zuurtegraad van onze akkergronden is meestal vrij gunstig en wordt op peil gehouden door bekalking. Of biochar in onze gematigde streken ook gunstige effecten kan hebben op gewasopbrengst, bv. door het beter vasthouden van water en het stimuleren van het bodemleven, is vooralsnog onduidelijk.

Het onderzoek bij ILVO en UGent gaat echter nog verder dan de opvolging van effecten op bodem en gewas. Ook de broeikasgasbalans van de bodem komt aan bod. Meer koolstof in de bodem door biochar betekent immers minder CO2 aanwezig in de atmosfeer, en dat zou dus een stap vooruit zijn in de beheersing van de klimaatverandering. Het hele plaatje moet echter geëvalueerd worden. De onderzoekers vragen zich af wat er gebeurt met de reeds aanwezige organische stof in de bodem. Wordt die beter beschermd of juist sneller afgebroken onder invloed van biochar? En wat met de uitstoot van N2O, een broeikasgas dat veel krachtiger is dan CO2?

Duurzaamheid in een bio-gebaseerde economie

Om de globale klimaatproblematiek en de dalende bodemvruchtbaarheid in onze Belgische landbouwbodems aan te pakken is er nood aan innovatieve en duurzame oplossingen. Zeker nu het gebruik van organische meststoffen door de mestwetgeving aan banden wordt gelegd, en gewasresten in de transitie naar een bio-gebaseerde economie gebruikt (zullen) worden voor grondstoffen en bio-energie. Dit zorgt ervoor dat het moeilijker wordt om het koolstofgehalte van de bodem op peil te houden. Biochar zou tegelijkertijd kunnen instaan voor een beter organisch stofbeheer van de bodem en een stijgende voedselvoorziening. Pyrolyse, het proces waarmee biochar wordt gemaakt, kan niet-eetbare plantendelen valoriseren en produceert ook gas en olie wat helpt in de stijgende onafhankelijkheid van fossiele grondstoffen.

Naast al deze overwegingen is er ook nog de vraag welke biomassa men best gebruikt voor biochar en op welke schaal en met welke procesomstandigheden biochar het best geproduceerd kan worden. Binnen het multidisciplinair project ‘Biotechnology for a sustainable economy’ (UGent) is men het erover eens dat biomassa best eerst kan gevaloriseerd worden als voedsel en grondstoffen voor de bio-gebaseerde economie. Pas daarna kan men het gaan inzetten als energiebron. De biomassafractie die daarna nog overblijft, kan dan via pyrolyse voor de productie van biochar dienen.

Als deze biochar vervolgens als verbeterend middel in de bodem terechtkomt, is de cirkel compleet. Maar voor dat in Vlaanderen op grote schaal kan gebeuren, zal er nog aandacht moeten zijn voor de wetgeving. Want men moet uiteraard ook op zijn hoede zijn voor mogelijke problemen. De productie mag niet gaan bijdragen aan verdere luchtpollutie en bij gebruik op de akkers dient men erop te letten dat er geen bodemvervuiling met zware metalen en poly-aromatische koolwaterstoffen optreedt. Kwaliteitscontrole zal dus essentieel zijn, en bijgevolg zal de productie van biochar eerder op grote schaal dan op het niveau van de boerderij moeten gebeuren.

Meer info

Greet Riebbels, communicatie ILVO, 0486 26 00 14, Greet.Riebbels@ilvo.vlaanderen.be
Greet Ruysschaert, Biochar onderzoeker, ILVO Plant, 0484 67 97 54, Greet.Ruysschaert@ilvo.vlaanderen.be

The Interreg IVB North Sea Region Programme     Universiteit Gent

European Union - The European Regional Development Fund