biocharbiochar: a drive force technology for : a drive ... · co-production of biochar and...

BiocharBiocharBiocharBiochar : A drive force technology for : A drive force technology for : A drive force technology for : A drive force technology for green energy developmentgreen energy developmentgreen energy developmentgreen energy development

22

9 10

8 1

JAFT Seminar 2011 การมีสวนรวมของประชาชนในการเพิ่มพื้นที่สีเขยีวเพื่อลดปญหาโลกรอน

Climate Thailand Conference 2011

811

2. http://marukuwato.multiply.com/journal/item/90 8: http://www.cef-environmental.co.uk/BioChar.htm

9 :http://www.vgavic.org.au/vegetables-victoria-vegetable-association-e-news.htm 10: http://www.biochar.info/biochar.biochar-overview.cfml

11. Adriana Downie, AP Biochar Gold Coast 09

1. http://www.csiro.au/resources/soil-carbon.html#1

ไบโอชาร : เทคโนโลยีขับเคลื่อนการพัฒนาพลังงานสีเขียว

Orasa Suksawang, Faculty of Social Sciences , Kasetsart University

ขอตกลงในพิธีสารเกียวโต กาซหลัก 6 ชนิด ตองลดลง 5% ของป 1990 ในป 2012

กาซเรอืนกระจก สาเหตทุี่เกดิจากมนุษย

คารบอนไดออกไซด CO2 การเผาไหมเชื้อเพลิง fossil การเผาปา

มีเทน CH4 การเกษตรและการปศุสัตว การเนาเปอยของซากสิ่งมีชีวิต

ไนตรัสออกไซด N O การเผาไหมเชื้อเพลิง fossil การใชปุยเคมี การเผาซากพชืสัตว

กาซเรือนกระจกและสาเหตุ

ไฮโดรฟลูออโรคารบอน HFCs อุตสาหกรรมแปรรูป เปนสารที่ใชในเครื่องทําความเย็น โฟม

กระปองสเปรย

เปอรฟลูออโรคารบอน PFCs อุตสาหกรรมการผลิตสารกึ่งตัวนํา การถลุงอลูมิเนียม

ซัลเฟอรเฮกซะฟลูออไรด SF6 ฉนวนไฟฟา เชน อุปกรณไฟฟาแรงสูง อุตสาหกรรมผลิต

แมกนีเซียม

ไนตรัสออกไซด N2O การเผาไหมเชื้อเพลิง fossil การใชปุยเคมี การเผาซากพชืสัตว

การไถดิน การใชที่ดิน

ที่มา: Thailand Greenhouse Gas Management Organization (Public Organization), http://www2.onep.go.th/CDM/cmc_gas_what.html, www.ru.ac.th

อรสา สุกสวาง คณะสังคมศาสตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร19 สิงหาคม 2554

กาซเรือนกระจก และศักยภาพในการทําใหเกิดสภาวะโลกรอน

กาซเรือนกระจก ศักยภาพในการทําใหเกิดสภาวะโลกรอน อายุคงอยูในชั้น

(GWP) เทียบกับ CO2 บรรยากาศ

คารบอนไดออกไซด CO2 GWP: 1 200 – 450 ป

มีเทน CH4 GWP: 21 11 ป

ไนตรัสออกไซด N2O GWP: 310 120 ป

ไฮโดรฟลูออโรคารบอน HFCs GWP: 140 – 11,700 2 – 19 ป

เปอรฟลูออโรคารบอน PFCs GWP: 6,500 – 9,200 มากกวา 1,000 ป

ซัลเฟอรเฮกซะฟลูออไรด SF6 GWP: 23,900 3,200 ป

ไนตรัสออกไซด N2O GWP: 310 120 ป

Thailand Greenhouse Gas Management Organization (Public Organization) , GWP: Global Warming Potential


การจัดการทรัพยากร

• การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ• ความมั่นคงดานอาหาร• ความตองการดานพลังงาน

ความยั่งยืนของทรัพยากรดิน

วิกฤตที่โลกกําลังเผชิญ

ปญหาที่โลกตองการใหทุกประเทศรวมกันแกไข

Pollock, 2009

อรสา สุกสวาง คณะสังคมศาสตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร

การใชที่ดินและการเปลี่ยนแปลงการใชที่ดิน

31% ของ GHGs ที่มนุษยปลอยสูบรรยากาศเกิดจาก

• การจัดการทรัพยากร• พลังงาน • สภาวะโลกรอน• ความยากจน

เทคโนโลยีถานชีวภาพBiochar Technology

Starke, 2009

19 สิงหาคม 2554

ทําใมไบโอชารเปนเทคโนบีลดคารบอน

• Carbon positive technology (Fossil fuel) Causes a buildup of atmospheric carbon

– Using fossil fuel such as coal, crude oil and natural gas that have been sequestered in the earth for millions of years and emitting the carbon into the atmosphere

• Carbon Neutral Technology (Bio-energy)The level of atmospheric carbon does not change such as

– Wind power, solar, geothermal, tidal, etc... are all "carbon neutral" - they neither add CO2 to the atmosphere, nor take CO2 out of it - they are

เทคโนโลยีคารบอน

neither add CO2 to the atmosphere, nor take CO2 out of it - they are merely "neutral"

– Using bioenergy to replace fossil fuel bringing their net emissions of the greenhouse gas to zero.

• Carbon Negative Technology (Biochar)Causes a reduction in atmospheric carbon– biochar is created from heating biomass and sequestering the

biochar (carbon) in agricultural soils. 5 .http://globalclimatesolutions.org/

Orasa Suksawang, Faculty of Social Sciences , Kasetsart University

International Biochar Initiative


ที่มาของ ถานชีวภาพ (Biochar)Terra Preta Soils : An Ancient Technology

• Biochar is “newly rediscovered”• Concept: “Terra Preta de Indio” soils• Terra Preta soils of Amazon

basin contain up to 70x basin contain up to 70x more black carbon thansurrounding soils, and high levels of nitrogen, phosphorus, potassium, and calcium


Photos: Julie Major, Cornell University


เครือขายกลุม Biochar ทั่วโลก

Biochar EuropeThe UK Biochar Research Centre (UKBRC)ICHAR Italian Biochar AssociationAustralia and New Zealand BiocharResearcher's NetworkNew Zealand Biochar NetworkFar East Asia Biochar Interest Group Japan Biochar AssociationUlaanbaatar Biochar Initiative (Mongolia)Canadian Biochar InitiativeBiochar-Ontario (Canada)

http://terrapreta.bioenergylists.org/country


Biochar-Ontario (Canada)Haiti Biochar ProjectBiochar Hawaii (United States)Rocky Mountain Biochar Initiative (United States)Pacific Northwest Biochar Initiative (United States)Northeast Carbon-Negative Network (United States)Central Illinois Biochar Group (United States)Seattle Biochar Working Group (SeaChar) (United States)Terra Preta at Michigan Technological University Working Group (United States)


ถานชีวภาพ (Biochar) คืออะไร

ถานชวีภาพ หรอื Biochar คือวัสดุที่อุดมดวยคารบอน ผลิตจากมวลชีวภาพ (Biomass) ผานกระบวนการแยกสลายดวยความรอนโดย ไมใชออกซิเจน (Pyrolysis) ที่อุณหภูมิเกิน 300 องศาเซลเซียส

ถานชีวภาพ ไมใชถานบริสุทธิ์ ประกอบดวย C, H, O, N, S และขี้เถา โครงสรางจะเปลี่ยนไปตามประเภทของ Biomass

คุณสมบัติ• ขณะเปลี่ยนเปนถาน จะเปนผลึก

http://eng.rmutsb.ac.th/events/WebEnergy/biomass.html


Ondej Mašek

Ondej Mašek

• ขณะเปลี่ยนเปนถาน จะเปนผลึก พรุน จะดูดซับน้ํามัน ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส สารอาหารอื่นๆจากมวลชีวภาพไว

• พื้นที่ผิวกวาง

• เมื่ออยูในดินจะไมยอยสลาย

• เปนที่อยูของพวกจุลินทรียSource: Robert Brown, Iowa State University


1. Bio-oil production where biochar as by-product2. Biochar production3. Co-production of Biochar and bioenergy (liquid fuels, syngas)

Pyrolysis Technology

Biochar Production

Biomass pyrolysis processes


ที่อุณหภูมิเฉลี่ยประมาณ 500 องศาเซลเซียสจะได char>50% (Winsley,2007)

วิธกีารกักเก็บคารบอนลงดิน

% คารบอนที่ไดจากมวลชีวภาพ

Pyrolysis 50%

เผา 3%

ยอยสลายโดยธรรมชาติหลัง 5-10 ป

<20%

Parliament of Australia, Parliamentary Librarylibrary/pubs/ClimateChange/responses/mitigation/carbon.htm

Low temperature pyrolysis with biochar C sequestration

http://www.aph.gov.au/

Lehmann et al.,2006


การแยกสลายมวลชีวภาพดวยความรอนPyrolysis of Biomass

HEAT

Vapour

10

Biomass

Vapour Condensation


http://www.bioenergylists.org/en/node/2202


การทดลองการแยกสลายเศษกิ่งไมดวยความรอนPyrolysis, Gasification

19 สิงหาคม 2554 อรสา สุกสวาง คณะสังคมศาสตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร

ทดลอง 1

ทดลอง 2

ทดลอง 3

Pyrolysis Technology

Biochar Productionระดับครัวเรือนระดับฟารมระดับทองถิ่น

Project 540: Biochar Kiln Designs for Small Farms


http://www.biochar-international.org/Project/540biocharfertilization.com

http://terrapreta.bioenergylists.org/makingcharcoal ระดับทองถิ่น

www.greenassembly.net/useful-data/biochar


การประยกุตถานชีวภาพ

• การผลิตถานชีวภาพในระดับครัวเรือน ผลิตขณะประกอบอาหาร ถานชีวภาพที่ไดสามารถนําไปใชเปนปุยในการทําสวน ไรนา หรือ เปนเชื้อเพลิง หรือ เปนเชื้อเพลิง

• สงเสริมความมั่นคงทางดานอาหาร พลังงาน ลดความเสื่อมสภาพดินและความแหงแลงของดิน

• กําจัดกลิ่น


Simple Biochar Making

Folke Günther

http://www.holon.se/folke/carbon/simplechar/simplechar.shtml

Folke Günther อายุ: 63 เพศ: ผูชาย สัญลักษณโหราศาสตร: กรกฎ ปนักษัตร: สุนัข อุตสาหกรรม: สิ่งแวดลอม อาชีพ: Systems ecologistตําแหนง: Lund : สวีเดน



http://terrapretapot.org/


ผลกระทบของถานชีวภาพ

ผลผลิตทางการเกษตรและดิน

• เพิ่มผลผลิตการเกษตร• ปรับปรุงดิน ลดการไถดิน เพิ่มความ

สมบูรณใหดิน ชวยกกัเกบ็น้ําในดนิ• ลดการกดัเซาะของดิน• ลดการกดัเซาะของดิน• ลดความตองการใชปุยเคมี



กาซเรือนกระจก:• ลดการแพรกระจายของไนตรัสออกไซด 50-80%

จากดินที่มีการเพาะปลูก• ชวยขจัดกาซมีเทน (suppression)• สามารถกักเก็บคารบอนในดินไดเปนเวลานานคุณภาพน้ํา:คุณภาพน้ํา:• ชวยดูดซับฟอสเฟส• ลดการสูญเสียไนโตรเจนและฟอสฟอรัส



ความยากจน

• เพิ่มรายไดจากการเกษตร ผลผลติเพิ่มขึ้น

• ลดคาใชจายทางการเกษตร ลดการใชปุยเคมี

• ลดคาจางในการไถดิน ธาตุอาหารในดนิเพิ่ม• ลดคาจางในการไถดิน ธาตุอาหารในดนิเพิ่ม

• เพิ่มรายไดจากการขาย จัดทําโครงการ CDM

คารบอนเครดิต คารบอนฟูดพริ้น


คารบอนเครดิต CARBON CREDIT• ปรมิาณสุทธิของกาซเรอืนกระจกที่ลดลงไดจากโครงการ CDM

ตามพิธีสารเกยีวโต• มีหนวยเปน “ตันคารบอนไดออกไซดเทยีบเทา/ป (tCO2e / yr)”

โครงการ CDM : Clean Development Mechanismโครงการกลไกการพัฒนาที่สะอาด

TGO (Thailand Greeenhouse Gas Management Organization

Carbon Credit - CDM

โครงการกลไกการพัฒนาที่สะอาด

• โครงการลดกาซเรอืนกระจกในประเทศกําลังพัฒนา ซึ่งจะตองผานการรับรองจาก UN เพื่อใหได CER (certified emission reduction) CERs เหลานี้สามารถขายในตลาดคาคารบอนหรอืประเทศอตุสาหกรรมทีต่องการนําไปชดเชยสวนที่เกินโควตาทีไ่ดมีขอตกลงกันไวในพิธีสารเกียวโต (Kyoto Protocol) http://cdm.unfccc.int/about/index.html


มูลคา Carbon credit Biochar จากฟางขาวและเหงามันสําปะหลัง ประเทศไทย

ตารางที่ 1 ประมาณการมูลคาคารบอนเครดิตจากการกักเก็บคารบอนในดิน ดวยเทคโนโลยีถานชีวภาพมวลชีวภาพ พื้นที่ปลูกพืช (1)

ลานไร/ปC emission(1)

ตัน/ไร/ปC emission

ทั้งหมดลานตัน/ป

ราคาขาย (2)คารบอนเครดิต

บาท/ตัน

มูลคาคารบอนเครดิต

ลานบาท/ป

ฟางขาว(เศษวัสดุจาก

80.12 0.5975 47.873 720(15*48)

34,468.5622,979.04

การประเมิน: การลด GHGs และความยากจน

ที่มา : อรสา สุกสวาง, 2009


(เศษวัสดุจากการปลูกขาว) (ทั้งประเทศ)

(15*48)

480(10*48)

22,979.04

เหงามันสําปะหลัง(เศษวัสดุจากการปลูกมัน)

7.16

(ยกเวนภาคใต)

0.5628 4.029 2,900.881,933.92

รวม 51.902 37,369.4424,912.96

(1) กรมพัฒนาที่ดิน (2550) (2) TGO (2008) คาใชจายในการดําเนินการตอ 1 CER ประมาณ 10 ลานบาท (TGO)


ยุทธศาสตรพลวัตระบบการจัดการทรัพยากรแบบยั่งยืน

��

ก��ก��ก��

(+)

-

-

+

+

��

ก�� ก�� ก�

ก��

- �� -

-

-

+

(+)-(+)

(+)

+

+ก��ก�� !

++

��!��"��"

ก#�$��%�ก�&�ก

��ก��

CO2

+

+

-

emission+

�%�

ก�� +

++

-+

+

+(+)

(-)

+

(+)

��0��1��

234�� !�-

�ก��ก��

CH4emission

+

�7�

(+)+

+

��8��!��

9��8��!�� :��

+

1

3

4

8

9

10

11

12

13

+

(+) 14


��"!� : �� 3ก�� , 2009 เทคโนโลยีถานชีวภาพ วิธีแกปญหาโลกรอน ดินและความยากจน

ระบบชุมชนเขมแข็งhttp://eng.rmutsb.ac.th/events/WebEnergy/biomass.html

ก��ก��

ก��;7

ก��!�� !

ก��<�

� �%��

+

+

+

+

++

++

(+)

(+) (+)

��!2��1��8��=�3�

+

+

+

(+)

(+)

(+) (+)carbon sink

N2O

pH 1��

emission

emission

&��'��(�)��3��%�

(pyrolysis)

-

+

+

+

+

-

+(Biochar)+

(Biomass)

(+)

(+)

CH4emission-

./��01��

+

+

CDM project

��:��

+

� �%��

+ +

ก��;�ก�� !��

�� 22��01��+

+

7��ก�&;�:LLM�� !��%N��1�&��

(+)

+

(-) 2

5

6

7

13

1617

18

19 2021

(+)

15


ยุทธศาสตรการพัฒนาพลังงานสีเขียว

โรงไฟฟาชุมชนSME

มวลชีวภาพ/Biomass

ถานชวีภาพ/Biochar

เชื้อเพลิง

ปลูกพืชพลังงานเสริม

โรงไฟฟาภูมิภาค

ขายไฟฟา

ขายไฟฟาขายคารบอนเครดิต

พื้นที่การเกษตร

BiomassBiochar

19 สิงหาคม 2554 อรสา สุกสวาง คณะสังคมศาสตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร

กกัเกบ็ C ลงดินกกัเกบ็ความชื้นที่อยูของจุลินทรีย

พลังงานเสริมชุมชนและกองทุนคารบอนเครดิต

ผลผลิตการเกษตรระบุคารบอนฟูดพริ้น

แขงขนัในตลาดโลก

หนวยงานประเมินคารบอนเครดิตคารบอนฟูดพริ้น

ประเมินคารบอนฟูดพริ้น

ประเมินคารบอนเครดิตจากการกักเก็บคารบอนลงดิน

GASIFICATION

Gasification ��ก��ก�� ก�� ก�� ก�!� �� "#$��%� &��ก��%� ��'��ก� Hydro

carbon ��ก��ก(��)�"��"�� "��&ก* ก(��

http://kangyonggassetechnology.blogspot.com/2009/01/gasification.html

��ก��ก(��)�"��"�� "��&ก* ก(��ก"�� (CO) ก(��"#$��%� (H2) &��ก(�� (CH4) $��ก��ก�� ก�*��ก��)�"��'��&%+�ก ��,��ก��%� �+��ก��ก��)�"��"�*'�-�,�� ก(��"��'��.�+�"��!/�� "��


Gasification Process

a) Drying of fuel b) Pyrolysis a process in which tar and other volatiles are driven off other volatiles are driven off

c) Combustion d) Reduction

Source: Anil K. Rajvanshi .Biomass Gasification, Agricultural Research Institute. PHALTAN-415523, Maharashtra, India อรสา สุกสวาง คณะสังคมศาสตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร19 สิงหาคม 2554

เชื้อเพลิงจะถูกใสเขาไปใน Dry chamber และจะเริ่มไดรับความรอนจากนั้นจะแปลเปลี่ยนสถานะใน zone Pyrolysis จากการไดรับ Oxigen จากอากาศที่ใสเขาไป ใน Oxidation Zone ซึ่งจะเริ่มการ Combusion หลังจากนั้น Oxigen จะถูกใชหมดไปและเปลี่ยนเปนสถานะเผาไหมแบบ Reduction ในชวงลางสุด ทําใหเกิดปฏิกิริยาเคมีหลายอยางในชวง Reduction ดังมีปฏิกิริยาตางๆดังนี้

a)C CO2 ----> 2CO ��

b) C H2O ----> CO H2 ��

c) CO H2 ----> CO H2O ��

d) C 2H2 ----> CH4

http://kangyonggassetechnology.blogspot.com/2009/01/gasification.html

d) C 2H2 ----> CH4 e) CO 3H2 ---> CH4 H2O – ��

โดยแกสที่เกิด จะเปนแกสที่เผาไหมในอากาศไดดี และ ในแกส 1 ลบเมตร จะใหพลังงานที่ประมาณ 1,050 kcal โดยถานหิน 1 kg สามารถเปลี่ยนเปนแกสไดพลังงานที่ ประมาณ 2,600 kcal แกสนี้จะตองนําไปทําความสะอาด กอนนําไปใชงาน ขั้นตอนในการทําความสะอาดจะมากหรือ นอยขึ้นอยูกับวาตองใชในขอจํากัดเชนใด หากนําไปใชกับ เครื่องยนตก็ตองสะอาดมากหนอย หากไปใชกับเตาเผา อุณหภูมิสูงก็ไมตองลงทุนอะไรมาก


biocharbiochar: a drive force technology for : a drive ... · co-production of biochar and...

Documents