Drveni ugljen najkorisniji je ako se zakopa u zemlju
Drveni ugljen je obnovljivi izvor energije. To je dobro – no nije dobro što se zbog njega sijeku šume. Gdje je rješenje? U proizvodnji ugljena iz poljoprivrednog otpada – i njegovog zakopavanja.
Danas je drveni ugljen sinonim za roštilj: to je ona crna tvar koju kupujemo u papirnatim vrećama i stavljamo ispod rešetke s komadima mesa, ribe, povrća... I pritom ne mislimo da nas naš roštilj vraća u kameno doba. No bez obzira na pretpovijesnu kulinarsku upotrebu, drveni ugljen (ako ga shvatimo kao ugljik) bio je prvi kemijski element što ga je čovjek upoznao i jedan od samo dva nemetala (drugi je sumpor) poznatih od davnina. Najstarija upotreba drvenog ugljena vodi nas 30 tisuća godina u prošlost kada su nacrtani prvi spiljski crteži, crteži na kojima se vidi i boja priređena od drvenog ugljena, naravno crna. Nekako u to doba ljudi su naučili ojačavati vrhove strelica i kopalja tako da ih karbonizirali na vatri – tehnologija kojom se vinogradari i dan danas služe da bi ojačali i zaštitili od truljenja kolje za lozu.
I tako je drveni ugljen počeo živjeti svoj dugi život. Bez njega se nije mogla zamisliti metalurgija sve do sredine 19. stoljeća kada ga je postepeno počeo zamjenjivati koks. Borba je trajala cijelo stoljeće: tek je 1945. godine u Sjedinjenim Državama ugašena posljednja visoka peć na drveni ugljen. Odonda slabo. Ugljen iz šume ne može ni cijenom ni opsegom proizvodnje konkurirati ugljenu iz rudnika. Njegova intenzivna proizvodnja dovela bi usto do uništenja šuma. Pa ipak, nije sve crno glede (crnog) ugljena. Drveni ugljen je, nema sumnje, obnovljivi izvor energije, a takvi, obnovljivi izvorni energije opet dobivaju na važnosti.
Drveni ugljen se dobiva zagrijavanjem drva bez prisustva zraka (suha destilacijom ili piroliza) na temperaturi od 270 oC pa naviše (pri 700 oC sva se organska tvar pretvara u čisti ugljik). No pirolizom drva ne dobiva se samo ugljen nego i katran te, u obliku pare, octena kiselina („drvni ocat“). Štoviše, pare oslobođene pirolizom mogu se vraćati u reaktor (pirolitički kotao) i tako pretvarati praktički svu drvnu masu u plin. Taj je plin nekoć pokretao traktore i druge poljoprivredne strojeve, a za vrijeme Drugoga svjetskog rata desetke tisuća vozila kako u slobodnoj tako i u okupiranoj Europi. Povijest se vraća: austrijska tvrka XYLO Gas prodaje tehnologiju za bioelektrane na drvni otpad, koje proizvode električnu energiju i toplinu bez ispušnih plinova. No to je samo jedan, novi vid prastare tehnologije.
Drugi je vid tehnologije namijenjen zemljama u razvoju, tamo gdje se još kuha na kućnom ognjištu, na ovakvoj ili onakvoj peći na drva. Kućno ognjiše budi slatke snove, no gruba stvarnost kaže da od kućnog ognjišta, zbog kroničnog otrovanja dimom, u svijetu godišnje umire 1,3 milijuna ljudi. Usto, pokazalo je jedno pedantno vođeno istraživanje, ljudi u Nikaragvi (primjer takve sredine) potroše četiri sata dnevno skupljajući i donoseći drvo za ognjište. Moglo bi se uštedjeti vrijeme i sačuvati zdravlje kada bi se umjesto drva koristio drveni ugljen – koji je od njega barem dvostuko kaloričniji, a usto i manje dimi. Ali ne samo to. Zvuči paradoksalno, ali upotrebom drvenog ugljena u domaćinstvu štitile bi se šume, jer se u ugljen ne bi pretvaralo ni drvo ni suharci nego poljoprivredni otpad (agricultural waste charcoal, AWC). Pri tome se misli prije svega na otpad od kukuruza (klipovi, komušina), ali i na ostatke nakon prerade šećerne trske (bagasa).
Još su dalje u ekološkim razmišljanjima otišli drugi znanstvenici. Tok misli je jednostavan. Što je drveni ugljen? Ugljik. Što treba činiti s ugljikom? Treba ga uklanjati iz atmosfere.
I evo rješenja. Umjesto da se organski materijal pretvara u ugljen, a ugljen potom koristi kao gorivo, kao gorivo treba rabiti plin dobiven pirolizom biomase, a ugljen zakopavati u zemlju. Tako ne samo da bi se ugljik trajno uklanjao iz atmosfere nego bi se i njime obogaćivalo tlo. Jasno je, biljke primaju ugljik iz zraka, a ne iz zemlje, no ugljen (biochar) čini zemlju rahlijom, a njegove šupljine postaju stanište mnogih za tlo i biljku korisnih mikroba. Rezultat: ugljenom se plodnost tla može povećati i dva puta. Da bi tehnologiju obogaćivanja tla ugljikom učinio pristupačnijom, irski poduzetnik Rob Flanagan osnovao je tvrtku EPRIDA te projektirao peć koja daje toplinu (plin) za kuhanje i ugljen za vrt.
Računica je jednostavna. Na svijetu se godišnje na poljima proizvede 9 milijarde tona biomase, od toga 5 milijarde tona otpada. Taj otpad može karbonizacijom dati 2,5 milijarde tona ugljika, od toga 1,6 milijarde tona u obliku ugljena – koji bi potom našao svoje trajno počivalište pod zemljom (koja može primiti 250 tona ugljika po hektaru). Godišnja emisija ugljika iz fosilnih goriva iznosi 8 milijardi tona: je li to rješenje za globalno zatopljenje? Dio rješenja sigurno jest.
Nenad Raos, rođen 1951. u Zagrebu, je doktor prirodnih znanosti iz područja kemije, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju. Do umirovljenja radio je u zagrebačkom Institutu za medicinska istraživanja i medicinu rada (IMI) baveći se bioanorganskom i teorijskom (računalnom) kemijom. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Napisao je više od dvije tisuće znanstveno-popularnih članaka, 13 znanstveno-popularnih knjiga te u koautorstvu dva sveučilišna udžbenika iz područja dizajniranja lijekova. U časopisu Kemija u industriji je stalni komentator te urednik rubrike „Kemija u nastavi“. Godine 2003. dodijeljena mu je Državna godišnja nagrada za promidžbu i popularizaciju znanosti.