O biouhlu

Co je to biouhel?

“Biouhel v sobě spojuje rozumné nakládání s odpady, udržitelné zemědělství a řešení klimatické krize.”

Materiál vyrobený z odpadu, který zlepšuje půdu, zadržuje vodu a živiny, odbourává toxické látky a dá se použít i do betonu, polymerů nebo vláken. Navíc je odbourává uhlík, má tedy negativní emise. Zní to příliš dobře na to, aby to byla pravda? Přesto je to tak, čtěte dále.

Vlastnosti

Biouhel je fascinující látka a jejími vlastnostmi se zabývají tisíce vědců na celém světě.
Nejjednodušší definice biouhlu říká, že biouhel je netečná (inertní) zuhelnatělá biomasa. Jiné definice mluví o tom, že jde o stabilní uhlíkatou látku s velkým aktivním povrchem vzniklou pyrolýzou biologického odpadu, ale definic je celá řada. Klíčové je, že biouhel primárně neslouží jako zdroj energie, což ho odlišuje od dřevěného uhlí, s nímž jinak sdílí většinu vlastností. Biouhel by neměl být vyráběn z dále využitelných materiálů ale výhradně z odpadu použitím tepelného rozkladu (pyrolýzy) při teplotách nad 350 °C.

Mezi biouhlem z různých zdrojů jsou značné rozdíly, ale jsou tu určité vlastnosti společné pro všechny druhy biouhle. Biouhel tedy:
má vysoký obsah uhlíku, rozpětí je ovšem široké.Biouhel vzniklý ze slámy může mít uhlíku pod 50 %, dřevní uhel mívá 70-90 hmotnostních % uhlíku v sušině. Platí přitom, že každý uhel je dobrý k něčemu jinému, nedá se plošně tvrdit, že čím více uhlíku, tím lépe,
je stabilní, reaguje se svým okolím jen málo nebo vůbec,
je vysoce porézní, má velký aktivní povrch nejčastěji v rozsahu 100-600 m2/g. Údaj o aktivním povrchu však bývá často přeceňován a deziterpretován. Důležité je, že díky své pórovitosti má biouhel schopnost zadržovat vodu. Biouhel zadrží až pětinásobek své vlastní váhy. Vododržnost biouhlu činí až 750 litrů vody na 1 metr krychlový bez změny objemu biouhle,
má vysokou kationtovou výměnnou kapacitu,
má schopnost zadržovat rozpuštěné živiny, snižuje spotřebu hnojiv o 15 (u dusíku) až 45 (u fosforu) procent,
podporuje půdní život a to opět díky své pórovitosti a pestrosti svého povrchu.

Výroba

Biouhel (angl. biochar) se vyrábí zahřátím organické hmoty v prostředí s omezeným množstvím kyslíku. V praxi existují spousty způsobů a neustále přibývají další. Pohybují se na škále od “primitivních” děr v zemi nebo ocelových van až po obří průmyslová řešení za desítky milionů korun.

Platí, že každá technologie má své výhody a nevýhody a přirozeně se hodí do jiných podmínek. Není vhodné se například na jednoduché způsoby výroby dívat skrz prsty. Při dodržení výrobní kázně může i v jednoduchých zařízeních vzniknout skvělý biouhel pro zemědělství s minimálními nároky na vstupní investice, nicméně s velkým podílem ruční práce. Průmyslová řešení jsou zase lépe schopna zaručit homogenní výstup, využití zbytkového tepla a velké objemy.

Princip výroby je ovšem v podstatě pořád stejný. Při zahřátí biomasy na vysokou teplotu bez přístupu vzduchu dojde k odpaření nestabilních látek a k “přeskládání” původní uhlíkaté struktury. Část uhlíku se z původního materiálu ztratí ve formě “dřevoplynu” (angl. syngas), část zůstane uzamčena ve výsledném biouhlu. Dřevoplyn lze za jistých okolností dále zpracovávat nebo spalovat, což přispívá k celkové efektivitě výroby.
Jak bylo řečeno, je nutné při výrobě používat čisté suroviny a dodržet jisté zásady a postupy, jinak by mohly být v biouhlu přítomny toxické látky. Například použití znečištěného průmyslového odpadu (např. palety napuštěné fungicidy, sediment z odkalovacích nádrží apod.) mohou vést k vyššímu obsahu těžkých kovů nebo jiných látek. Podobně při nesprávném výrobním postupu může biouhel obsahovat polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU, angl. PAH). Bohužel toto není na první pohled poznat. Je tedy potřeba doložit obsah těchto látek nezávislými laboratorními rozbory.

Použití

Můžete si ho třeba vystavit na poličce. I tak biouhel splní svůj účel. Zabráníte tím totiž rozkladu organické hmoty a uvolnění uhlíku do atmosféry. Klima vám poděkuje.

Vedle toho je dlouhá řada dalších využití, kam se biouhel skvěle hodí.

Zemědělství

Právě tam je s využíváním biouhle nejdelší zkušenost. Díky své poréznosti a stálosti zvyšuje uhel schopnost půdy držet vodu a živiny a postupně ji nabízet kořenům rostlin.Šetří tak farmářům náklady na hnojiva a snižuje riziko eutrofizace vod. Vedle toho dokáže také zlehčovat a provzdušňovat jílovité půdy. Poskytuje útočiště pro půdní mikroorganismy, zvyšuje pH a pomáhá nastartovat půdotvorné procesy. Není zač!

Zahrádkaření

Všichni víme, že základem půdní úrodnosti je život v ní. Biouhel pomáhá právě půdnímu životu, zvyšuje odolnost půdy k vysychání a okyselování. O benefitech při kompostování píšeme zde, správné dávkování rozebíráme zase tady.

Chov hospodářských zvířat

Je odvětví, kde má biouhel velký potenciál. Nejenže přimíchání uhle do podestýlky snižuje zápach a výskyt chorob, ale kvalitní uhel lze i skrmovat. Podrobněji si o tématu počtete zde.

Výsadba stromů a modrozelená infrastruktura

Ve městech se bez biouhle dnes již těžko obejde. Uhel je nezbytnou součástí strukturních a výsadbových substrátů všude tam, kde je třeba zajistit dostatečné provzdušnění a podpořit zasakování vody. V tomto oboru hodně záleží na konkrétním projektu, jak se snažíme popsat zde.

Filtrace vody a alkoholu

Vzhledem ke svým filtračním schopnostem se biouhel skvěle hodí pro dočišťování odpadní vody v ČOV, zachytávání ropných látek u benzínek nebo přefiltrování uliční dešťové vody před vtokem do zelených ploch. Náš biouhel má atest i na styk s pitnou vodou a máme za sebou dokonce zkušební filtrace destilátů.

Metalurgie

V zahraničí se biouhel ve velkém používá jako přísada při hutnictví železných kovů. Pomáhá tak dosahovat špičkových vlastností slitin a zároveň snižovat uhlíkovou stopu tohoto environmentálně náročného odvětví. V Česku zatím na boom v tomto oboru stále čekáme.

Stavebnictví

Je to paradox, ale zaznívají hlasy, že klíčem k naší dekarbonizaci je právě stavebnictví. Ukazuje se, že přidáním biouhle lze získat beton mimořádných vlastností a zároveň snížit množství záměsového cementu a tím uhlíkovou stopu celého odvětví.

Chemický průmysl, kosmetika

Maziva, gumárenství, výroba polymerů, vláken nebo bateriových článků - to jsou jen příklady uplatnění různých druhů biouhlu. Náš biouhel má za sebou úspěšné pilotní testování v zubních pastách a luxusních mýdlech, ale možností je na tomto poli nepřeberně.

Klima

V jediném hektaru zdravé půdy můžete “zamknout” desítky tun skleníkového CO2. Díky správnému hospodaření i díky biouhlu.

Tento efekt je dobře měřitelný a vědecky mnohokrát prokázaný. Proto jsou uhlíkové kredity (carbon credits) získané prostřednictvím biouhle důvěryhodné a vysoce ceněné.

Jeden kilogram uloženého biouhle znamená 2,2 až 2,7 kilogramu uloženého oxidu uhličitého podle vlastností biouhlu, způsobu jeho výroby a podle konkrétního využití.