Biochar
Biochar (d'orige anglés, a partir de bio- i charcoal, "carbó vegetal"; també cridat 'biocarbón' en espanyol) és el nom que rep el carbó vegetal quan és amprat com esmena per al sol. És dir, és biomassa d'orige vegetal processada per mig de la pirólisis (descomposició tèrmica en absència d'oxigen).
Este us del carbó s'està investigant com una forma de seqüestrar carbono per a reduir les emissions de diòxit de carbono. Per lo tant, este sistema té el potencial d'ajudar a mitigar el canvi climàtic. S'afirma que el biochar pot incrementar la fertilitat en sols àcits (sols en baix pH), incrementar la productivitat agrícola i brindar protecció contra algunes malalties foliares i edàfiques.[1] Ademés, es diu que podria ajudar a reduir la pressió que es ve eixercint sobre els boscs.[2] El biochar és un material estable, ric en carbono, i pot perdurar en el sol durant mils d'anys.
Història
[editar | editar còdic]Els indígenes precolombinos de l'Amazònia varen crear un sol de gran productivitat conegut com terra negra amazónica (en portugués: terra preta), que entre atres components contenia carbó vegetal. No està clar si este carbó s'incorporava al sol en l'intenció de millorar les seues propietats o de si es tracta d'un fenomen accidental. Ho produïen aplicant combustió latent en els seus rebujos agrícoles (per eixemple, cobrint vegetació ardent en terra)[3] en fosses o trincheres.[4] Seguint observacions i experiments, un equip d'investigadors en la Guayana francesa va plantejar l'hipòtesis de que la cuc de terra amazónica Pontoscolex corethrurus podria ser l'agent principal en el procés de pulverización i incorporació dels restants de carbó a la capa mineral del sol.[5]
El terme 'biochar' va ser falcat per Peter Read per a definir el carbó usat com a millora del sol.[6]
Producció
[editar | editar còdic]El biochar és un residu alt en carbono i de gra fi que hui en dia és produït a través de moderns processos de pirólisis, que és una descomposició directa de la biomassa per mig de la calor i en absència d'oxigen —la qual cosa evita la combustió— per a obtindre una série de productes sòlits (biochar), líquits (biocombustible) i gaseosos (gas sintetisat). El rendiment específic de la pirólisis depén de les condicions del procés, com la temperatura, i pot ser optimisat per a produir tant energia com biochar.[7] Temperatures de 400–500 °C (752–932 °F) produïxen més carboncillo, mentres que temperatures sobre 700 °C (1,292 °F) favorixen el rendiment dels components líquits i en gas per a combustible.[8] La pirólisis ocorre més ràpidament en temperatures més altes, típicament requerix segons en lloc d'hores. Pirólisis d'altes temperatures també són conegudes com gasificació, i primordialment produïxen gas sintetisat. Els rendiments típics són 60% de biocombustible, 20% de biochar i 20% gas sintetisat. En comparació, pirólisis llentes poden produir substancialment més carboncillo (50%). Una volta iniciats, abdós processos generen energia neta. Per a entrades típiques, l'energia necessària per a córrer un pirolisador 'ràpit' és d'aproximadament el 15% de l'energia que ix.[9] Plantes modernes de pirólisis poden usar el gas sintetisat que generen per mig del mateix procés pirolítico i traure de 3 a 9 voltes la cantitat d'energia necessària per al seu funcionament.[4]
El método amazónico de fossa i trinchera[4] no produïx ni biocombustible ni gas sintetisat i llibera cap a l'aire una gran cantitat de CO2, carbono negre, entre uns atres gasos d'hivernàcul (GEI) i potencialment, toxines. Els sistemes a escala comercial processen rebujos agrícoles, subproductes del paper i inclús rebujos municipals i normalment eliminen estos efectes secundaris en capturar i amprar els productes líquits i gaseosos.
Sistemes mòvils, centralisats i descentralisats
[editar | editar còdic]En un sistema centralisat, tota la biomassa d'una regió és duta a una planta central de processament. Alternativament, cada agricultor o grup d'agricultors poden operar un kiln de baixa tecnologia. I finalment, un camió equipat en un pirolisador pot moure's d'un lloc a un atre per a pirolizar biomassa. La potència del vehícul ve del fluix de gas sintetisat mentres que el biochar permaneix en la finca. El biocombustible és enviat a una refineria o lloc d'almagasenament. Factors que influïxen en l'elecció del tipo de sistema inclouen el cost del transport dels subproductes sòlits i líquits, la cantitat de material que va a ser processat i la capacitat d'alimentar directament al sistema elèctric.
Per a cultius que no són exclusivament per a producció de biochar, la proporció de residu/producte (PRP) i el factor de colecció (FC) —el percentage de residus que no s'ampren per a atres coses—, medixen la cantitat aproximada de matèria primera que pot ser obtinguda per pirólisis despuix de collir els productes primaris. Per eixemple, Brasil cull aproximadament 460 millons de tonellades de canya de sucre anualment, en un PRP de 0.30 i un FC de 0.70 en àpiços foliares de canya de sucre que normalment són cremats en el camp.[10] Açò traduïx aproximadament 100 millons de tonellades de residu anual que podria ser pirolizado per a generar energia i crear aditius per al sol. Si s'afegira el bagazo (rebujos de la canya) (PRP=0.29 FC=1.0), que pel contrari és ineficientemente cremat en calderes, s'incrementaria el total fins a 230 millons de tonellades de matèria primera per a pirólisis. No obstant, alguns residus de les plantes deuen permanéixer en el sol per a evitar increment en els costs i emissions provinents dels fertilisants nitrogenats.[11]
Les tecnologies de pirólisis per a processament de biomassa foliar produïxen tant biochar com a gas sintetisat.
Despolimerización termo-catalítica
[editar | editar còdic]De manera alternativa, la despolimerización termo-catalítica que utilisa microones, recentment ha segut usada de manera eficient per a convertir matèria orgànica en biochar a escala industrial, produint 50% de carboncillo.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ «Slash and Char». Consultat el 19 de setembre de 2014.
- ↑ Benoit Anthony Ndameu. «Biochar Fund Trials in Cameroon: Hype and Unfulfilled Promises». Biofuelwatch. Consultat el 19 d'octubre de 2012.
- ↑ Solomon, Dawit, Johannes Lehmann, Janice Thies, Thorsten Schafer, Biqing Liang, James Kinyangi, Eduardo Neves, James Petersen, Flavio Luizao, and Jan Skjemstad, Molecular signature and sources of biochemical recalcitrance of organic carbone in Amazonian Dark Earths, 71 Geochemica et cosmochemica ACTA 2285, 2286 (2007)
- ↑ 4,0 4,1 4,2 Lehmann 2007a, pàg. 381–387
- ↑ Jean-François Ponge, Stéphanie Topoliantz, Sylvain Ballof, Jean-Pierre Rossi, Patrick Lavelle, Jean-Marie Betsch and Philippe Gaucher (2006). “Ingestion of charcoal by the Amazonian earthworm Pontoscolex corethrurus: a potential for tropical soil fertility” (PDF). Soil Biology and Biochemistry 38 (7): 2008–2009. doi:.
- ↑ Read, Peter. This gift of nature is the best way to save us from climate catastrophe. Biochar schemes would remove carbon from the atmosphere and increase food supply, says Peter Read, Guardian.
- ↑ Gaunt & Lehmann 2008, pàg. 4152, 4155 ("Assuming that the energy in syngas is converted to electricity with an efficiency of 35%, the recovery in the life cycle energy balanç ranges from 92 to 274 kg CO2 MW-1 of electricity generated where the pyrolysis process is optimized for energy and 120 to 360 kg Plantilla:Co2MW-1 where biochar is applied to land. This compares to emissions of 600–900 kg CO2 MW-1 for fossil-fuel-based technologies.)
- ↑ (See Table 1 for differences in output for Fast, Intermediate, Slow, and Gasification).
- ↑ Laird 2008, pàg. 100, 178–181 "The energy required to operate a fast pyrolyzer is ∼15% of the total energy that ca be derived from the dry biomass. Modern systems llaure designed to use the syngas generated by the pyrolyzer to provide all the energy needs of the pyrolyzer."
- ↑ Perera, K.K.C.K., P.G. Rathnasiri, S.A.S. Senarath, A.G.T. Sugathapala, S.C. Bhattacharya, and P. Abdul Salam, Assessment of sustainable energy potential of senar-plantation biomass resources in Sri Lanka, 29 Biomass & Bioenergy 199, 204 (2005) (showing RPRs for numerous plants, describing method for determining available agricultural waste for energy and char production).
- ↑ Laird 2008, pàg. 179 "Much of the current scientific debat on the harvesting of biomass for bioenergy is focused on how much ca be harvested without doing too much damage."
- Este artícul conté una traducció derivada de «Biochar» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.