www.zefe.org

Biowęgiel to substancja podobna do węgla drzewnego, która powstaje w procesie pirolizy z biomasy. Jest to proces termicznego rozkładu materiałów organicznych w warunkach beztlenowych. Biomasa używana do produkcji biowęgla może pochodzić z różnych źródeł, takich jak odpady rolnicze, leśne, rośliny energetyczne,

Biowęgiel - biochar - karbonizat - biokarbon - toryfikat

Biowęgiel, znany również jako biochar, karbonizat, biokarbon, agrikarbon lub toryfikat, to materiał o wysokiej zawartości węgla, który powstaje w wyniku pirolizy biomasy. Proces ten polega na podgrzewaniu biomasy w wysokiej temperaturze (zazwyczaj od 400 do 700°C) przy ograniczonym dostępie tlenu. W wyniku tego procesu uwalniane są gazy i ciecze, a pozostałość stanowi właśnie biowęgiel.

Zastosowania biowęgla

Biowęgiel znajduje szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach, głównie ze względu na swoje unikalne właściwości:

• Poprawa jakości gleby: Biowęgiel poprawia strukturę gleby, zwiększa jej porowatość i zdolność do zatrzymywania wody oraz składników odżywczych. Działa jak gąbka, magazynując wodę i uwalniając ją stopniowo do korzeni roślin. Zwiększa również aktywność mikroorganizmów glebowych.
• Sekwestracja dwutlenku węgla (sekwestracja CO2): Biowęgiel jest stabilną formą węgla, co oznacza, że węgiel w nim zawarty jest trwale „uwięziony” i nie uwalnia się do atmosfery w postaci CO2. Stosowanie biowęgla w glebie przyczynia się do redukcji emisji gazów cieplarnianych i łagodzenia zmian klimatu.
• Oczyszczanie gleb z zanieczyszczeń: Biowęgiel ma zdolność do adsorpcji metali ciężkich i innych zanieczyszczeń, co pozwala na oczyszczanie gleb skażonych.
• Nawożenie: Biowęgiel może być stosowany jako dodatek do nawozów, poprawiając ich efektywność i zmniejszając straty składników odżywczych.
• Filtracja wody: Biowęgiel może być używany jako materiał filtracyjny do oczyszczania wody z zanieczyszczeń.

Korzyści stosowania biowęgla:

• Zwiększenie plonów: Poprawa właściwości gleby przekłada się na wzrost plonów i lepszą jakość upraw.
• Zmniejszenie zużycia nawozów: Dzięki lepszemu zatrzymywaniu składników odżywczych w glebie, można ograniczyć stosowanie nawozów sztucznych.
• Poprawa retencji wody w glebie: Biowęgiel pomaga utrzymać wilgoć w glebie, co jest szczególnie ważne w okresach suszy.
• Ochrona środowiska: Sekwestracja CO2 i ograniczenie emisji gazów cieplarnianych.

Wpływ biowęgla na środowisko

Biowęgiel jest uważany za technologię o ujemnym bilansie emisji dwutlenku węgla. Oznacza to, że jego produkcja i stosowanie przyczyniają się do usuwania CO2 z atmosfery. Jest to istotne w kontekście walki ze zmianami klimatu. Trwałe związanie dwutlenku węgla na drodze sekwestracji CO2, pozwala na pozyskanie zielonych certyfikatów.

Wytwarzanie biowęgla

Wytwarzanie biowęgla, czyli biocharu, to proces przekształcania biomasy w materiał bogaty w węgiel poprzez pirolizę. Jest to proces termochemicznego rozkładu materii organicznej w warunkach beztlenowych lub przy ograniczonym dostępie tlenu, w podwyższonej temperaturze (zazwyczaj od 300 do 700°C, a nawet do 1000°C w niektórych przypadkach).

Proces pirolizy

Piroliza to kluczowy etap w produkcji biowęgla. Polega na podgrzewaniu biomasy w specjalnych reaktorach, przy jednoczesnym ograniczeniu dostępu tlenu. W wyniku tego procesu materia organiczna ulega rozkładowi na trzy główne frakcje:

• Biowęgiel (biochar): Stała pozostałość bogata w węgiel.
• Biogaz (syngaz): Mieszanina gazów palnych, takich jak metan (CH4), wodór (H2), tlenek węgla (CO) i dwutlenek węgla (CO2).
• Bioolej (biopłyn): Ciecz składająca się z mieszaniny związków organicznych.

Rodzaje pirolizy

W zależności od warunków procesu, wyróżnia się kilka rodzajów pirolizy:

• Piroliza wolna (karbonizacja): Proces przebiega w niższych temperaturach i dłuższym czasie. Charakteryzuje się wyższą produkcją biowęgla.
• Piroliza szybka: Proces przebiega w wyższych temperaturach i krótszym czasie. Charakteryzuje się wyższą produkcją biopłynu.
• Piroliza błyskawiczna: Bardzo szybki proces w bardzo wysokich temperaturach. Optymalizuje produkcję biopłynu.

Surowce do produkcji biowęgla

Do produkcji biowęgla można wykorzystywać różnorodne materiały organiczne, takie jak:

• Odpady rolnicze: Słoma, łodygi kukurydzy, plewy, obornik.
• Odpady leśne: Zrąbki drzewne, gałęzie, kora.
• Rośliny energetyczne: Wierzba energetyczna, miskant.
• Odpady komunalne: Odpady zielone, bioodpady.
• Osady ściekowe: Po odpowiednim przetworzeniu.

Technologie wytwarzania biowęgla

Istnieje wiele technologii i reaktorów do produkcji biowęgla, m.in.:

• Piece retortowe: Proste konstrukcje, w których biomasa jest podgrzewana w zamkniętej przestrzeni.
• Reaktory rurowe: Biomasa przemieszcza się przez rurę, w której zachodzi piroliza.
• Reaktory fluidalne: Biomasa jest zawieszona w strumieniu gazu, co zapewnia równomierne podgrzewanie.
• Piece obrotowe: Biomasa jest podgrzewana w obracającym się bębnie.

Czynniki wpływające na jakość biowęgla

Na właściwości i jakość biowęgla wpływają różne czynniki, takie jak:

• Rodzaj biomasy: Różne surowce dają biowęgiel o odmiennych właściwościach.
• Temperatura pirolizy: Wyższa temperatura zazwyczaj prowadzi do wyższej zawartości węgla w biowęglu.
• Czas pirolizy: Dłuższy czas pirolizy może wpływać na strukturę porów biowęgla.
• Szybkość nagrzewania: Szybkie nagrzewanie może sprzyjać produkcji biopłynu.

Korzyści z wytwarzania i stosowania biowęgla

• Poprawa jakości gleby: Zwiększa retencję wody, poprawia strukturę i żyzność gleby.
• Sekwestracja węgla: Biowęgiel jest stabilną formą węgla, co przyczynia się do redukcji CO2 w atmosferze.
• Ograniczenie emisji gazów cieplarnianych: Zastąpienie konwencjonalnych nawozów i paliw.
• Oczyszczanie gleb: Adsorpcja metali ciężkich i innych zanieczyszczeń.
• Gospodarka odpadami: Utylizacja biomasy odpadowej.

Wytwarzanie biowęgla to proces o dużym potencjale, który łączy korzyści dla rolnictwa, ochrony środowiska i gospodarki. Dzięki różnorodnym technologiom i możliwości wykorzystania wielu rodzajów biomasy, biowęgiel może odgrywać istotną rolę w zrównoważonym rozwoju.

Biowęgiel to wszechstronny materiał o wielu korzystnych właściwościach. Jego stosowanie może przyczynić się do poprawy jakości gleby, zwiększenia plonów, ochrony środowiska i łagodzenia zmian klimatu. Jest to obiecująca technologia, która zyskuje coraz większe zainteresowanie na całym świecie.

Klasyfikacja statystyczna produktu biowęgiel

Biowegiel produkowany z mieszanki: biomasy roślinnej, zwierzęcej i ich miksów, wysegregowanych odpadów komunalnych, osadów pościekowych oraz osadów z technologii przetwórstwa warzywno - owocowego, mieści się w grupowaniu:  PKW i U   24.66.48-90 00.

Produkt został sklasyfikowaniu w pozycji PKWiU  24.66.48-90.90 „mieszaniny objętą pozycją PCN 3824, pozostałe, gdzie indziej nie wymienione”. 

kod CN 3824-90-97 - Biowegiel  produkowany    z     biomasy     roślinnej    zaklasyfikowany jest do podpozycji CN 4402 90 00 i odpowiednia grupowania PKWiU 24.14.72 Węgiel drzewny w przypadku na tyle znaczącego udziału w biomasie surowca w postaci zrębków odpadów drzewnych, a w bioweglu przewagę stanowi węgiel drzewny.