Pyrolyse og biokul

Kan restbiomasse blive til varigt jordkulstof?

Pyrolyse kan omdanne biomasse til et kulstofrigt materiale, der nedbrydes langsommere end det oprindelige plantemateriale. Men om det gavner klimaet og jorden, afhænger af, hvad biomassen ellers kunne bruges til, hvordan den behandles, og hvad biokullet gør i den konkrete jord.

Pyrolyse er en måde at behandle biomasse på under meget begrænset ilttilførsel. Processen danner blandt andet biokul, gas og kondensérbare væsker. Biokul kan tilføre jorden kulstof, som typisk er mere modstandsdygtigt over for nedbrydning end frisk plantebiomasse. Det gør pyrolyse interessant som mulig metode til at flytte en del af det kulstof, planterne har optaget fra atmosfæren, over i et mere langlivet lager [1, 2].

Men biokul er ikke automatisk klimavenligt eller en universalløsning for jorden. En samlet vurdering må også medregne biomassen, energiforbruget, udnyttelsen af procesgasser og varme, transporten og den anvendelse, biomassen ellers ville have haft. Det er særligt vigtigt i landbruget, hvor halm og andre planterester også kan beskytte jorden, tilføre organisk materiale og indgå i næringsstofkredsløbet [2, 3].

Hvad sker der under pyrolyse?

Ved pyrolyse opvarmes organisk materiale med begrænset adgang til ilt. I modsætning til ved almindelig forbrænding bliver biomassen derfor ikke fuldstændigt omdannet til kuldioxid og vand. Den deles i forskellige produkter:

  • Fast kulstofrigt materiale: biokul, også kaldet biokulstof eller biochar.
  • Gas: blandt andet brændbare gasser, der kan bruges som procesenergi eller varme.
  • Kondensérbare dampe: som kan blive til bioolie og vandholdige væsker.

Forholdet mellem produkterne afhænger af råmaterialet og processen. Langsom pyrolyse sigter typisk mod en større andel fast biokul, mens hurtig pyrolyse ofte sigter mod en større andel væske. Temperatur, opvarmningshastighed og opholdstid påvirker både kulstofindholdet og biokullets øvrige egenskaber [2, 4].

Biokullets egenskaber afhænger derfor ikke alene af, at materialet er “pyrolyseret”. To produkter kan have forskelligt kulstofindhold, næringsstofindhold, pH, saltindhold og indhold af uønskede stoffer. Produktets oprindelse og analyse er afgørende for, hvordan det bør anvendes.

Hvor meget varme bliver til overs?

Pyrolyse producerer gas og varme, men anlægget skal også selv bruge energi – blandt andet til at tørre og opvarme biomassen. Hvor meget energi der er til overs, afhænger derfor af råmaterialets fugtighed, anlæggets udformning og integrationen med andre processer. I en dansk analyse af pyrolyse koblet til et grønt bioraffinaderi blev overskudsvarme undersøgt til både interne processer og fjernvarme. Varmeafsætning kan altså styrke anlæggets økonomi, når der findes en relevant aftager i nærheden. 

Kilde: Ravenni, G. et al., Integration of a drying and pyrolysis system in a green biorefinery, Biomass Conversion and Biorefinery, 2024.

Hvilken biomasse egner sig?

Pyrolyse kan være mest interessant, når den behandler biomasse, som ellers ville blive brændt på marken, gå tabt eller være vanskelig at udnytte. Det kan for eksempel være visse træagtige restprodukter fra beskæring og forarbejdning eller sidestrømme fra fødevareproduktion. Hvilke materialer der er egnede, afhænger dog af deres renhed, fugtighed, tilgængelighed og alternative anvendelser [2].

For markens planterester er spørgsmålet mere komplekst. Halm og andre rester kan:

  • beskytte jordoverfladen mod vind og regn
  • tilføre kulstof og næringsstoffer, når de nedbrydes
  • understøtte jordens organismer og struktur
  • bruges som strøelse, foder eller råvare i andre produktionssystemer.

Hvis sådanne rester fjernes til pyrolyse, skal den mulige gevinst ved biokul derfor sammenholdes med det, der mistes ved ikke at føre materialet tilbage til marken. Biomasse kan ikke samtidig bruges fuldt ud til jorddække, foder, energi, byggematerialer og biokul. En god vurdering begynder med at spørge, hvilken anvendelse der samlet set giver størst værdi i det konkrete system [2, 3].

Biokul kan lagre kulstof i rigtigt mange år, men lagringen er ikke uendelig

Planter optager kulstof fra atmosfærens CO₂ gennem fotosyntesen. Når plantemateriale nedbrydes eller brændes, føres en stor del af kulstoffet relativt hurtigt tilbage til atmosfæren. Pyrolyse omdanner en del af biomassen til kulstofstrukturer, som normalt nedbrydes langsommere. Når biokullet indarbejdes i jord, kan det derfor forlænge den tid, kulstoffet bliver væk fra atmosfæren [1, 4].

Det er dog upræcist at betragte biokul som helt uforgængeligt. Nedbrydningen varierer med råmateriale, proces og jordmiljø, og noget af kulstoffet kan omsættes over tid. Forskere har også peget på, at målemetoder og modeller ikke giver grundlag for at antage, at alt biokulstof bliver i jorden i årtusinder. Det er mere forsvarligt at beskrive biokul som et potentielt langlivet kulstoflager, hvor varigheden afhænger af materialets egenskaber og de antagelser, der bruges i beregningen [5]. Wiley Online Library

Derfor bør man skelne mellem mængden af kulstof, der tilføres som biokul, og den nettoklimagevinst, systemet faktisk opnår. En klimaberegning bør medregne biomasseindsamling, tørring, transport, pyrolyse, håndtering og udbringning – og samtidig tage højde for eventuel nyttig varme og gas fra processen. Resultatet kan ændre sig, hvis råvaren ellers ville være blevet brugt til jorddække, energi eller et andet produkt [2, 3].

Hvad kan biokul gøre i jorden?

Biokul kan påvirke jordens fysiske, kemiske og biologiske egenskaber. Mulige virkninger omfatter ændringer i jordens pH, vandforhold, næringsstofomsætning og kulstofindhold. Effekterne afhænger blandt andet af jordtype, klima, biokullets egenskaber, dosering og den øvrige gødskning [4, 6].

Det betyder også, at biokul ikke bør omtales som en gødning i sig selv. Nogle biokul indeholder næringsstoffer, andre har kun små mængder. Et kulstofrigt produkt fra træ kan for eksempel have helt andre egenskaber end biokul fremstillet af gødningsbaserede restprodukter. Behovet bør derfor vurderes ud fra produktanalyse og jordens aktuelle tilstand.

Forskningsoversigter finder samlet set positive effekter på flere målte jord- og planteparametre, men resultaterne varierer mellem forsøg og anvendelser [4, 6]. En meta-analyse fra 2017 fandt i gennemsnit ingen udbyttestigning i tempererede egne, mens effekten var tydeligere i tropiske områder med mere sure og næringsfattige jorde [7]. Det er en vigtig påmindelse om, at globale gennemsnit ikke uden videre kan overføres til danske marker. Wageningen University & Research

En nyere meta-analyse fandt, at biokul i gennemsnit øgede flere mål for jordkulstof, men også at virkningen afhang af jordens udgangspunkt, klima, biokullets karakteristika og dyrkningspraksis. Forfatterne fremhævede blandt andet, at jordens frugtbarhed og pH har betydning for resultatet [6]. Det siger noget om forskningsgrundlaget på tværs af mange forsøg, men kan ikke i sig selv forudsige effekten på en bestemt bedrift.

Tre spørgsmål før biokul udbringes

  1. Hvad er produktet lavet af? Kend råmaterialet og få analyser af kulstof, pH, næringsstoffer, salte og relevante forurenende stoffer.
  2. Hvad er formålet? Skeln mellem kulstoflagring, jordforbedring, næringsstofhåndtering og affaldsbehandling. De er beslægtede, men ikke samme mål.
  3. Hvordan skal det indgå i driften? Vurdér dosering, placering og samspil med gødning, kompost, jordtype og afgrøde.

Kvalitet og sikkerhed skal dokumenteres

Uren eller uhensigtsmæssigt fremstillet biomasse kan give et produkt, der ikke egner sig til jordbrug. Kvalitetsvurderingen bør blandt andet omfatte råmaterialets oprindelse og analyser af tungmetaller, PAH’er og andre relevante forurenende stoffer. Også pH, saltindhold og kulstofegenskaber kan have betydning for anvendelsen [3, 8].

En certificeringsordning som European Biochar Certificate (EBC) stiller krav til råmaterialer, produktion og produktkvalitet. Certificeringen kan være et nyttigt dokumentationsgrundlag, men bør læses som en privat standard og ikke som en garanti for, at produktet passer til alle jorde og formål. Bedriften bør stadig kende produktets analyse og sikre, at dets anvendelse følger gældende regler [8].

Pyrolyse i et regenerativt dyrkningssystem

I regenerativt landbrug er pyrolyse mest relevant som del af en bredere plan for biomasse, jordfrugtbarhed og kulstofstrømme. Metoden kan være et redskab til at skabe et mere langlivet kulstoflager af bestemte reststrømme. Den erstatter ikke levende planter, rødder, varierede afgrøder, organisk materiale eller en velfungerende biologisk omsætning i jorden.

Før pyrolyse vælges, kan bedriften følge denne rækkefølge:

Spørgsmål Hvad bør undersøges?
Kan biomassen blive i marken? Vurder jorddække, næringsstoffer, kulstof og erosionsrisiko ved at fjerne den.
Findes der en bedre alternativ anvendelse? Sammenlign med foder, strøelse, kompostering, byggematerialer eller energi.
Kan procesenergien udnyttes? Undersøg, om varme og gas kan bruges lokalt og dermed forbedre energibalancen.
Passer biokullet til jorden? Brug produktanalyse, jordprøver og et tydeligt agronomisk formål.
Kan resultatet følges? Registrér mængder, produktdata, placering og udviklingen i jord og drift.

En mulighed, der kræver et helt systemblik

Pyrolyse kan forbinde biomassehåndtering, energiproduktion og kulstoflagring. Dens stærkeste anvendelse er sandsynligvis dér, hvor en ren og egnet reststrøm kan omdannes effektivt, procesenergien udnyttes, og biokullet anvendes sikkert med et klart formål. Her kan en del af plantens kulstof få en længere opholdstid i jorden.

Men et regenerativt resultat kan ikke afgøres ud fra biokullet alene. Det afhænger af, hvordan hele bedriften producerer biomasse, beskytter jordens eksisterende kulstof, bruger energi og recirkulerer næringsstoffer. Pyrolyse er derfor bedst forstået som ét muligt redskab i kulstofkredsløbet – ikke som en genvej uden afvejninger.

Hvad skete der med de 10,2 mia. kr.?

Staten har afsat 10,2 mia. kr. til støtte for lagring af biokul på landbrugsjord i perioden 2027–2045. Udbuddet er dog udskudt på ubestemt tid, mens myndighederne arbejder med barrierer for at opskalere teknologien. Samtidig er 192 mio. kr. fra pyrolysereserven omprioriteret til kompensation for kvælstofreguleringen i 2027. Det betyder, at udbuddet er sat på pause, men ikke i sig selv, at hele den aftalte støtteordning er aflyst. 

Ministeriet for Natur og Dyrevelfærd, Aftalekreds øger kompensation for ny kvælstofregulering, 20. september 2026.
DAKOFA, Udbud af støtte til kulstoflagring i biokul udskydes – ny tidsplan mangler, 22. september 2026.

Kilder

  1. Woolf, D. et al. (2010). “Sustainable biochar to mitigate global climate change.” Nature Communications, 1, 56. https://doi.org/10.1038/ncomms1053
  2. Zhu, X. et al. (2022). “Life-cycle assessment of pyrolysis processes for sustainable production of biochar from agro-residues.” Bioresource Technology, 360, 127601. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2022.127601
  3. Roberts, K. G. et al. (2010). “Life Cycle Assessment of Biochar Systems: Estimating the Energetic, Economic, and Climate Change Potential.” Environmental Science & Technology, 44(2), 827–833. https://doi.org/10.1021/es902266r
  4. Schmidt, H.-P. et al. (2021). “Biochar in agriculture – A systematic review of 26 global meta-analyses.” GCB Bioenergy, 13, 1708–1730. https://doi.org/10.1111/gcbb.12889
  5. Schmidt, H.-P. et al. (2025). “Biochar Permanence—A Policy Commentary.” GCB Bioenergy. https://doi.org/10.1111/gcbb.70092
  6. Zhang, N. et al. (2023). “Environment and agricultural practices regulate enhanced biochar-induced soil carbon pools and crop yield: A meta-analysis.” Science of the Total Environment, 905, 167290. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.167290
  7. Jeffery, S. et al. (2017). “Biochar boosts tropical but not temperate crop yields.” Environmental Research Letters, 12(5), 053001. https://doi.org/10.1088/1748-9326/aa67bd
  8. European Biochar Certificate. “Summary of the EBC Certification.” https://www.european-biochar.org/en/ct/29-Summary-of-the-EBC-certification

Læs mere om: