Biokol kan lagra kol i marken och minska mängden koldioxid i atmosfären – men vi vet fortfarande för lite om hur länge biokolet kommer att finnas kvar. Nu har SLU-forskare hittat ett nytt sätt att mäta det, med hjälp av ved från 1960-talet som påverkats av kärnvapenprov.

I dag finns ett stort intresse för användning av biokol – den typ av kol som grillkol består av – för att förbättra odlingsegenskaperna i åkermark. Att plöja ned biokol i marken ses också som ett sätt att långtidslagra betydande mängder kol och därmed motverka klimatförändringarna. Detta kol anses nämligen vara så stabilt att det i praktiken inte återgår till atmosfären. Det har gjorts uppskattningar som säger att det på global nivå skulle kunna handla om att lagra så mycket kol i marken att det motsvarar 6–16 procent av de koldioxidutsläpp som människan orsakar varje år.

Erik Karltun är markforskare vid SLU, och har arbetat mycket med biokol:

– Det finns en stor potential här, men något som har bekymrat oss är att vi fortfarande vet för lite om hur beständigt nedmyllat biokol är på lång sikt, och hur det påverkar omsättningen av det övriga kol som finns i markens organiska material. Men det är svårt att studera nedbrytningen av ett material som bryts ner betydligt långsammare än andra växtrester i marken. Därför har vi funderat över hur vi kan utforma ett experiment som gör det möjligt att särskilja den koldioxid som kommer från nedbrutet biokol från den som kommer från annat kol i marken.

Bombkol – ett minne från kalla kriget

För mer än 20 år sedan medverkade Erik Karltun i en studie där så kallat bombkol gav intressanta upplysningar om kolets omsättning i skogsmark. Bombkol är radioaktivt kol (kol-14) som bildades genom de hundratals kärnsprängningar som gjordes efter andra världskriget och som ledde till att halten av radioaktivt kol nästan fördubblades i atmosfären innan ovanjordiska sprängningar till slut förbjöds. Halterna var som högst vid mitten av 1960-talet och spår av detta finns kvar i biologiskt material som bildades då, bland annat i ved och ben.

Tankar på att utnyttja bombkol i andra typer av studier har pyrt i Erik Karltun sedan dess, och så småningom hittade han en forskningsfråga där bombkolet skulle kunna passa utmärkt.

– Ved som bildades under toppåren innehåller kraftigt förhöjda halter av kol-14, och det slog mig att biokol tillverkat av sådan ved skulle ha en ”kol-14-profil” som skiljer sig tydligt från kol i mark, säger Erik Karltun.

De studier han nu har genomfört tillsammans med kollegorna Haichao Li och Harald Cederlund visar att han hade tänkt rätt. Det gick att ta fram biokol med tillräckligt hög andel radioaktivt kol för att kunna undersöka vad som händer med biokol som myllas ned i jord.

Veden svarvades fram

För att få fram tillräckliga mängder ved från årsringar som bildades under åren 1964–1967 valde forskarna att använda svarvning. Runda, jämntjocka halvmeterslängder av gran- och tallstockar kördes från ett hygge i Uppland till SLU. Därefter identifierades de årsringar som borde ha högst halt av kol-14. De märkta stockarna togs till en professionell svarvare i Närke. Han fick börja med att svarva bort all ved som bildats efter 1967, och därefter handlade det om att ta tillvara den knappt centimetertjocka veden i de intressanta årsringarna.

När forskarna sedan analyserade den insamlade veden visade det sig den innehöll ungefär lika mycket radioaktivt kol som de teoretiska beräkningarna hade förutspått. Därefter omvandlades svarvspånen till biokol genom pyrolys (torrdestillation), som innebär upphettning i en syrefri miljö. Processen påminner om det som sker i en kolmila.

Biokolet är inte helt stabilt

Det slutgiltiga testet av metoden var ett ettårigt experiment där forskarna analyserade den koldioxid som avgick från jord där det frampreparerade biokolet hade tillsatts. Som mest innehöll koldioxiden från jorden med inblandad biokol cirka 10 procent mer kol-14 än jord utan biokol. Det visar att biokolet ger ett litet, men mätbart, bidrag till den avgivna koldioxiden. Under ett år hade ca 0,35 procent av biokolet omvandlats till koldioxid. Det tyder på att minst hälften av det nedmyllade biokolet kommer att finnas kvar i marken om 200 år.

– Vår studie visar framför allt att bombkolsmetoden fungerar, och att det är förhållandevis enkelt att ta fram stora mängder naturligt bildad ved som kan ge ett spårbart biokol. Metoden skapar möjligheter att ta sig an nya forskningsfrågor som har varit svåra att studera tidigare. Det biokol vi har tagit fram är dessutom mer likt kommersiellt biokol än det som har använts i tidigare forskning, säger Erik Karltun.

Med den nya metoden som grund har Haichao Li säkrat fortsatt finansiering. Under de kommande åren kommer han att samarbeta med forskare från SLU och Bonns universitet i Tyskland i fördjupade studier av biokolets stabilitet i jord och hur den påverkas av klimatförändringarna. Den nya forskningen kommer att ge värdefulla insikter som kan hjälpa både forskare och beslutsfattare att bedöma biokolets potential i åtgärder mot klimatförändringarna.