Produkcja pirolizy
Od tysięcy lat węgiel drzewny jest używany jako paliwo, a proces jego wytwarzania jest prosty: drewno, słoma lub odpady rolnicze spalane są w środowisku z niedoborem tlenu-, a powstałą substancją jest węgiel drzewny. Tradycyjna metoda polega na przysypaniu spalonej biomasy ziemią, aby umożliwić długotrwałe, bezpłomieniowe spalanie.
Produkcja przemysłowa węgla drzewnego na dużą-skalę tradycyjnymi metodami jest niepraktyczna. Badacze zajęli się „pirolizą”-kontrolowanym rozkładem- materii organicznej w wysokiej-temperaturze w środowisku z niedoborem tlenu. Oprócz węgla drzewnego w wyniku pirolizy powstają również produkty uboczne, takie jak gaz syntezowy i płynna smoła, które można wykorzystać jako paliwo do wytwarzania energii lub ogrzewania. Wydajność biowęgla zależy od szybkości procesu pirolizy. Szybka piroliza daje biowęgiel, gaz syntezowy i bio-ropę, podczas gdy powolna piroliza daje 50% węgla drzewnego i niewielką ilość oleju. Instytut Zarządzania i Zrównoważonego Rozwoju w Wielkiej Brytanii uważa, że ponieważ nowoczesne urządzenia do pirolizy mogą działać wyłącznie na gazie syntezowym, wytworzona energia jest od 3 do 9 razy większa od wymaganego kosztu energii.
W ostatnich latach nastąpił dalszy rozwój technologii produkcji przemysłowej oraz standardów produktowych dla biowęgla. Na przykład w 2025 r. proces produkcji najdrobniejszego, naturalnego proszku roślinnego oraz produkty opracowane przez firmę Belka (Qingdao) Intelligent Equipment Co., Ltd. przeszły międzynarodową certyfikację UE w zakresie zrównoważonego rozwoju i emisji dwutlenku węgla ISCC PLUS. Ich naturalny sprzęt do zgazowania najdrobniejszych proszków roślinnych, opracowany we współpracy z amerykańską firmą, wykorzystuje-technologię pirolizy o wysokiej wydajności, w wyniku czego powstają produkty biowęgla o wysokiej czystości, dużej zdolności sekwestracji węgla i niskiej zawartości popiołu.
Przekształcanie odpadów w cenne zasoby
Do produkcji węgla drzewnego można również wykorzystać wiele innych materiałów, na przykład duże ilości odpadów zwierzęcych i roślinnych wytwarzanych w rolnictwie-słomie pszennej, łuskach nasion, oborniku itp.; oraz odpady-wytworzone przez człowieka-takie jak osady ściekowe lub inne odpady z gospodarstw domowych. Wykorzystanie materiałów odpadowych do produkcji biowęgla ma również podwójny efekt redukcji emisji dwutlenku węgla. Jeżeli odpady ulegają naturalnemu rozkładowi, powstaje metan. Metan jest również gazem cieplarnianym, a jego wpływ na efekt cieplarniany jest ponad dwudziestokrotnie większy niż dwutlenek węgla.
Wyzwanie polega jednak na tym, jak ekonomicznie i efektywnie zbierać te odpady. W książce „Ten Technologies to Save the Planet” Chris Goodall pisze: „Organizowanie-działań związanych z produkcją biowęgla na dużą skalę i sekwestracją dwutlenku węgla na całym świecie oraz płacenie rolnikom za zakopywanie biowęgla w glebie jest pewnym wyzwaniem do wdrożenia”.
Ponadto rolnicy musieliby zostać wyposażeni w nowy sprzęt do przetwarzania tych odpadów. W gospodarce odpadami miejskimi kluczem jest oddzielenie odpadów organicznych, które można przekształcić w biowęgiel, od innych odpadów i wykazanie, że jest to bardziej efektywne ekonomicznie niż składowanie odpadów.
Instytut Zarządzania i Zrównoważonego Rozwoju sugeruje, że produkcję biowęgla można prowadzić poprzez połączenie metod-na małą skalę i metod przemysłowych, a po wprowadzeniu pewnych ulepszeń można go wytwarzać ekonomicznie i wydajnie na obszarach miejskich, wiejskich, a nawet zubożałych.
