Wpływ produktów ubocznych produkcji bioenergii na glebę
Zwiększona produkcja energii z biomasy może prowadzić do wyższych poziomów produktów ubocznych tego procesu w glebie. Jednak nie jest jeszcze jasne, jak owe produkty uboczne wpłyną na procesy mikrobiologiczne w glebie, łącznie z produkcją gazów cieplarnianych. W związku z tym szczególną uwagę należy poświęcić zmianom w bilansie węglowym gleby i zmianom emisji tlenku diazotu (N2O) z gleby. Projekt BESOS powstał, by zbadać wpływ różnych produktów ubocznych paliw bioenergetycznych na cykle biogeochemiczne. Inicjatywa skupiała się na pozostałościach po dwóch formach produkcji bioenergii: fermentacji beztlenowej i pyrolizy. W fermentacji beztlenowej rozkład materiału organicznego następuje przy użyciu mikroorganizmów bez obecności tlenu, w efekcie czego powstaje biogaz i stały produkt uboczny nazywany masą pofermentacyjną. W pyrolizie rozkład biomasy odbywa się w wysokich temperaturach, powodując powstanie biooleju, mieszaniny gazu i stałego produktu ubocznego — węgla drzewnego. Biowęgiel to forma węgla drzewnego będącego dodatkiem do gleby. W projekcie BESOS dodano ten materiał do 15 rodzajów gleby rolnej o różnym pH i teksturze, w różnych rejonach Brazylii, Hiszpanii i Stanów Zjednoczonych. Po dodaniu do gleby biowęgla, naukowcy zaobserwowali trwały i znaczny spadek emisji N2O. Mineralizacja węgla i azotu w glebie została zbadano zarówno w warunkach terenowych, jak i laboratoryjnych przy użyciu izotopów znakujących azotu 15 i węgla 13. Naukowcy zmierzyli także poziomy N2O. Wyniki tych eksperymentów porównano z różnymi właściwościami produktów ubocznych produkcji bioenergii. Pokazały, że biowęgiel pomaga w ostatnim etapie denitryfikacji, na którym N2O jest transformowany w gaz azotowy. Biowęgiel obniżał zawartość N2O w glebie o średnio 54%. Wyniki projektu BESOS pozwolą lepiej zrozumieć wpływ produktów ubocznych bioenergii na cykle węgla i azotu. Może to mieć ważny wpływ na kalkulacje analizy cyklu życia dla różnych form bioenergii. Ponadto dane te mogą okazać się pomocne w podejmowaniu decyzji w zakresie polityki w związku ze stosowaniem biowęgla jako dodatku do gleby oraz jego wpływem na emisje gazów cieplarnianych w sektorze rolnym.
Słowa kluczowe
Bioenergia, produkt uboczny produkcji bioenergii, gleba, biomasa, energia odnawialna, procesy mikrobiologiczne, gazy cieplarniane, równowaga węglowa, tlenek diazotu, paliwo bioenergetyczne, cykl biogeochemiczny, fermentacja beztlenowa, pyroliza, materiał
