Pirolizom do agro uglja
Novija istraživanja koja se bave naglim usponom i dominacijom drevnih civilizacija Amazonije ustanovila su da je tom njihovom statusu najviše doprinelo znanje koje druge civilizacije nisu imale. Naime, ustanovljeno je da pomenute civilizacije svoj nagli uspon duguju višestrukom povećanju prinosa na svojim parcelama za proizvodnju hrane. Terra preta ili Amazonska crnica je zemlja koja je stvorena ljudskom rukom, unošenjem bio ćumura u tlo radi povećanja produktivnosti.Ovakvim planskim unošenjem agro uglja u tlo dobijena je Amazon Super biochar Terra Preta (pogledaj video na dnu stranice). Ove parcele su do danas zadržale osobine koje se odlikuju značajno većom produktivnošću, kao i drugim pozitivnim efektima...
- povećan kapacitet zadržavanja vode
- povećan rast bakterija u tlu
- smanjena emisija metana i azotnog oksida zbog boljeg dovođenja vazduha u zemljište
- povećanje mikorize (Mykorrhiza) i na taj način poboljšano upijanje mineralnih materija biljaka
- poboljšan metabolizam korena biljke što dovodi takođe do smanjenja gubitaka hranjivih materija.
- bolje zdravlje biljaka
Već je ranije rečeno da je miskantus zaštita od erozije i popravlja loša zemljišta tako što tokom svog životnog ciklusa opalim lišćem obogaćuje i zadržava vlagu u tlu te je usled svega biodiverzija izuzetno intezivna. Nakon 15-20 godina koliki mu je životni vek, na tom zemljištu uspeva svaka kultura tako da je vrednost takve parcele višestruko uvećana. Ovakva parcela je nadalje idealna za organsku proizvodnju hrane obzirom da pod miskantusom nije bila hemijski tretirana. Nisu zabeleženi napadi insekata ili bolesti na parcelama miskantusa.
Daljom primenom zaboravljenih pra znanja mogli bi smo naše devastirane oranice pretvoriti u TERRA PRETU (Amazonsku crnicu) planskim unošenjema gro uglja.Primenom vrlo jednostavne tehnologije, deo prinosa nadzemnog stabla miskantusa moguće je preraditi u značajne količine agro uglja kojim bi se dodatno obogaćivalo tlo tokom životnog ciklusa miskantusa.Time bi postali prepoznatljiva teritorija Srpske crnice za proizvodnju zdrave, organske hrane sa prepoznatljivim poreklom. Upravo bi usvajanje pirolize miskantusa kao super ekonomičnog koncepta za grejanje omogućilo proizvodnju osetne količine agro uglja, jednog od nuzprodukata pirolize. Dakle, prelaskom na miskantus kao strateškog ogreva, oporavili bi i uvećali šumski fond, aktivirali na hiljade hektara sada neobradive zemlje i u razumnom vremenu ih pretvorili u prvoklasnu srpsku crnicu za organsku proizvodnju hrane. Istovremeno bi imali najefikasnije grejanje uz mogućnost kogeneracije električne enrgije čime bi se sačuvali planinski vodotokovi koji se danas zarobljavaju u cevi. Za sve navedeno potrebno je mnogo manje novca nego za ostale, isforsirane obnovljive izvore, obzirom da bi se koristili postojeći resursi, prirodni, ljudski, tehnički... Svako poljoprivredno domaćinstvo bi našlo svoj interes u ovakvom energetsko-agrarnom konceptu, te bi umesto sada evidentnog otpora došlo do samoinicijative u ovoim profitabilnim strateškim oblastima. Tehnologija i tehnička rešenja su već ponuđena i treba ih samo usvojiti i primeniti uz dobru kordinaciju odgovornog tima menadžera. Stvaranje dobre organizacione strukture je preduslov za uspeh ovog koncepta te Vas pozivam da uzmete učešće u njegovoj razradi i realizaciji jer već sutra može da bude kasno.
Biougalj je sintetička vrsta drvenog uglja 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.