Uppsala universitet besöktes nyligen av en delegation från ett av Kanadas mest glest befolkade områden. Delegationen bestod av representanter från delstatsregering och universitet i Yukon, som hade fått upp ögonen för vår forskning inom energiområdet.

De var särskilt intresserade av ett projekt som syftar till att utveckla en ”koltröska” – en mobil anläggning för att omvandla skörderester från skog och lantbruk till ett högvärdigt jordförbättringsmedel i form av biokol, samtidigt som miljövänlig elektricitet genereras.

Biokolets kanske största värde i ett längre perspektiv, är att vi genom utnyttjande av denna princip aktivt tar bort kol och därmed koldioxid ur kretsloppet. Att sänka utsläppen av växthusgaser är naturligtvis den primära åtgärden, men hotet mot vårt klimat kräver komplettering med ytterligare åtgärder.

I kölvattnet av hotande klimatförändringar och minskande tillgångar på billig olja, talas det allt mer om hur vi kan öka användningen av biobränslen. Ibland kan vi läsa grovt förenklade beräkningar på hur mycket bioenergi Sverige skulle kunna producera om vi ”dammsög” alla jord- och skogsbruksmarker på skörderester, grenar och stubbar och så vidare.

Men ett sådant tillvägagångssätt är inte uthålligt, och resulterar i utarmade jordar inom några decennier. Det är inte heller uthålligt att återföra askan efter till exempel förbränning i värmekraftverk, eftersom jordens mullhalt minskar, och de lättlösliga salterna från askan ger en näringschock till växterna. Dessa lättlösliga näringsämnen lakas sedan snabbt ut, och hamnar slutligen i Östersjön.

Den bakomliggande principen för biokolets nytta är enkel. I stället för att lämna bio­massan på marken, där den förmultnar på några år och avger koldioxid, kan biomassan samlas upp och omvandlas till helt vanligt träkol, som återförs till jorden. Genom detta blir det möjligt att behålla eller till och med att öka markens kolhalt, och därmed bördighet, samtidigt som bioenergi kan tillvaratas.

Ett tillvägagångssätt som ger multipla vinster. Våra jordars bördighet ökar, vi tar till vara på annars outnyttjad energi och vi bidrar aktivt till att motverka klimatförändringarna. Biokolmetoden erbjuder förmodligen den mest effektiva, och kanske enda, vägen till en verkligt hållbar bioenergiutvinning. Biokol som tillförs marken fyller i stort sett samma funktion som mull (det vill säga dött organiskt material) men dess nedbrytning är upp till tusen gånger långsammare. Det ökar alltså markens förmåga att förse växterna med vatten och växtnäring samt minskar utlakningen av växtnäring.

Biokol kan således minska risken för övergödning av våra vattendrag, inklusive Östersjön. Samtidigt är biokol en garanterat säker kolsänka som fastlägger överskottet av koldioxid i luften, som stabilt kol i marken, för flera tusen år framåt.

Jämför en skog som ”bara” fastlägger kolet något århundrade, eller kortare tid om storm eller skogsbrand kommer emellan. Tekniken med biokol som jordförbättrare utvecklades av Amazonas indianer, som för tusentals år sedan tillverkade ”terra preta” (svart jord) av den annars urlakade och näringsfattiga jorden i regnskogen. Dessa svarta jordar har fortfarande en anmärkningsvärd bördighet som håller både vatten och näring till växterna. Vissa exploatörer gräver därför upp den och säljer den som blomkrukejord i storstäderna Rio de Janeiro och Sao Paulo i Brasilien.

Jordens ökande befolkning i kombination med klimatförändringar och förstörelse av god åkermark genom asfaltering och illa genomtänkt stadsplanering inger oro för livsmedelsförsörjningen. Vi skulle i stället kunna odla upp skogsmark för livsmedelsproduktion, och trots det få minskade utsläpp av koldioxid om åtminstone en del av biomassan omvandlades till träkol som plöjs ned. Träkolet skulle enkelt kunna tillverkas i fjärrvärmeverk från biobränsle. Genom att installera en mindre kolningsanläggning som jobbar parallellt med den vanliga förbränningsanläggningen, skulle värmen och de brännbara gaserna från kolningen kunna utnyttjas fullt ut.

Träkolets positiva aspekter kan även villa- och koloniodlare utnyttja genom att kola en del av sitt trädgårdsavfall till e beskurna grenar, i stället för att köra det till miljöstationen. Om träkolet spetsas med urin från en urinsorterande toalett utnyttjas kolet dessutom optimalt, dels med avseende på jordförbättring, dels med avseende på kretslopp av den allt mer värdefulla fosforn. Att använda urin som gödsel medför heller ingen smittorisk, eftersom det är sterilt när det lämnar kroppen.

I nuläget kan inte en villaägare erhålla elektricitet via spillvärmen från en pyrolysugn eller en pelletspanna. Vår forskargrupp undersöker dock möjligheterna att utveckla en strömproducerande enhet som omvandlar spillvärme från småskalig förbränning till elektricitet med rimlig ekonomi. Vi hyser goda förhoppningar att kunna ta fram en villaanpassad enhet till ungefär samma kostnad som en värmepump, och med kapacitet att till exempel ladda en elbils batterier nattetid.

Att Uppsala universitet har framstående forskning inom energi och hållbar utveckling hade delegationen från Kanada fått kännedom om. Yukon är mycket glest befolkat och det är dyrt att bygga ut infrastrukturen. Medvetna om sin utsatta position när den billiga oljan sinar har de bestämt sig för att se om sitt hus. För dessa representanter var det en självklarhet och ett faktum att tiderna med billig tankning av jordbruksmaskiner och gasolflaskor snart är en svunnen tid. Yukon utmärker sig för sin känsliga natur och ett humusskikt på bara några centimeter i skogsmarkerna. Att de därför måste vara mycket försiktiga vid utvinning av bioenergi, är en av orsakerna till deras stora intresse för biokol.

Sårbarheten av stora, gemensamma elnät är ett annat dilemma som mycket konkret gjorde sig påmint sommaren 2003, när hela nordöstra USA blev strömlöst och mörklagt under flera dagar på grund av en gnagande ekorre, som lyckades kortsluta försörjningen från vattenkraftverken i Kanada. Ironiskt nog klarade sig Kanada utan avbrott, eftersom de behållit det egna nätet i den fransktalande regionen runt kraftverken.

Tanken på att en sådan incident skulle kunna ske under smällkalla vintern kan sända kalla kårar längs ryggraden på vem som helst. Är vi beredda när Gudruns efterföljare stormar in?

Lars Hylander
docent i milöanalys

Tor Kihlberg
docent i organisk Kemi

UNT 25/2 2011