Nowy przegląd badań sugeruje, że technologia oparta na przyrodzie biowęgiel – materiał bogaty w węgiel – może być ważnym narzędziem do wykorzystania w rolnictwie w celu łagodzenia zmiany klimatu.
Biowęgiel – przypominająca węgiel drzewny, porowata substancja – wytwarzany w procesie pirolizy, która polega na ogrzewaniu materiału organicznego w środowisku o niskiej zawartości tlenu, od dawna jest wykorzystywany w produkcji roślinnej jako środek poprawiający glebę lub pochłaniający dwutlenek węgla.
Naukowcy zaobserwowali ostatnio ponowny wzrost zainteresowania tą technologią ze względu na jej wyjątkową strukturę fizyczną oraz różne korzyści dla rolnictwa i środowiska.
Z tych powodów należy ponownie ocenić potencjał biowęgla w zakresie usuwania dużych ilości gazów cieplarnianych z atmosfery, stwierdził Raj Shrestha, główny autor badania i współpracownik naukowy w ogrodnictwa i nauk o uprawach na Uniwersytecie Stanowym Ohio.
„Kiedy rolnicy uprawiają rośliny, stosują nawozy i/lub obornik oraz używają różnych maszyn do uprawiania gleby” – powiedziała Shrestha. „W tym procesie powstają gazy cieplarniane, które są uwalniane do atmosfery”.
Jak wynika jednak z artykułu opublikowanego niedawno w czasopiśmie „., rolnicy mogliby zmniejszyć ten wpływ, stosując biowęgiel na swoich polach Journal of Environmental Quality.
„Jeśli uda nam się przekonać rolników, że przekształcanie biomasy w biowęgiel jest dobre dla długoterminowego zrównoważonego rozwoju gleb, gospodarki i środowiska, wówczas będziemy mogli zaobserwować szerokie zastosowanie tej technologii” – stwierdziła Shrestha.
Naukowcy dokonali przeglądu ponad 200 badań terenowych przeprowadzonych na całym świecie, w których zbadano wpływ stosowania biowęgla w rolnictwie na emisję podtlenku azotu, metanu i dwutlenku węgla – gazów zatrzymujących ciepło, które powodują ocieplenie atmosfery ziemskiej.
Zespół odkrył, że ilość biowęgla w glebie ma zmienny wpływ na lokalne emisje gazów cieplarnianych, które waha się od spadku do wzrostu, a w niektórych przypadkach pozostaje bez zmian. Ogólnie rzecz biorąc, zespół odkrył, że zastosowanie biowęgla w warunkach terenowych obniżyło ilość podtlenku azotu w powietrzu o około 18% i metanu o 3%.
Sam biowęgiel również nie był skuteczny w ograniczaniu emisji dwutlenku węgla, ale pomógł w połączeniu z dostępnym na rynku nawozem azotowym lub innymi materiałami organicznymi, takimi jak obornik lub kompost.
„Możemy osiągnąć ujemną emisję w naszych agroekosystemach, zmniejszając źródło węgla i zwiększając jego pochłanianie” – stwierdziła Shrestha. Zmniejszenie źródła węgla na Ziemi można osiągnąć poprzez zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych z naszej działalności, a zwiększenie pochłaniania dwutlenku węgla – zwiększając zdolność technologii do pochłaniania większej ilości węgla niż uwalnia do atmosfery – można osiągnąć poprzez zwiększenie długoterminowej puli węgla w glebie poprzez konwersję odpadów organicznych na biowęgiel, powiedział.
„Zaletą biowęgla jest to, że przyczynia się on do obu tych aspektów, tworząc rolnictwo ujemne netto” – stwierdziła Shrestha.
Obecnie, gdy rolnicy zostawiają resztki pożniwne na polu, tylko około 10–20% pozostałości węgla jest zawracanych do gleby podczas procesu rozkładu, ale poprzez przekształcenie tej samej ilości pozostałości w biowęgiel i następnie zastosowanie go na polu, możemy przechowywać około 50% tego węgla w stabilnych formach węgla”.
Ponieważ biowęgiel umieszczony w glebie może również przetrwać od kilkuset do tysięcy lat, jest to obecnie jedna z proponowanych najlepszych praktyk zarządzania mających na celu osiągnięcie ujemnych emisji i zapobieganie wzrostowi średniej temperatury Ziemi do 1.5 stopnia Celsjusza powyżej poziomu przedindustrialnego .
Z badania wynika, że w latach 2011-2020 wzrosła światowa emisja gazów cieplarnianych: dwutlenku węgla o około 5.6%, metanu o 4.2% i podtlenku azotu o 2.7%, a rolnictwo odpowiada za około 16% tych emisji.
Chociaż takie poziomy doprowadziły już do nieodwracalnych zmian w globalnym systemie klimatycznym, Shrestha stwierdziła, że przyszłe szkody można spowolnić, pomagając ograniczyć skalę emisji z sektorów rolnictwa i leśnictwa.
Jednak pomimo potencjału biowęgla jako technologii powodującej ujemną emisję oraz niedawnego wzrostu liczby badań nad biowęglem, trudno jest nakłonić rolników do jego stosowania, częściowo dlatego, że nie został on skomercjalizowany do powszechnego stosowania lub nie był dobrze promowany, stwierdziła Shrestha.
Aby lepiej dostarczać rolnikom i przedsiębiorstwom związanym z rolnictwem bardziej oparte na podstawach naukowych, praktyczne informacje na temat technologii i jej korzyści, wielu prawodawców zdecydowało się na uchwaliła politykę mającą na celu dochodzenie jego skuteczność w wielu różnych typach gleby i warunkach środowiskowych. Jest to cel, który podziela Shrestha, ponieważ głównym celem artykułu przeglądowego jego zespołu jest zwiększenie zaufania rolników do biowęgla, tak aby więcej z nich zdecydowało się na wcześniejsze jego przyjęcie.
