Samlet beregning af konsekvenser af forskellige biomassescenarier for jordens

I projektet +10 mio. tons planen (Gylling et al., 2012) er der beskrevet scenarier for øget biomasseleverance fra dansk land- og skovbrug på op til 10 mio. tons tørstof biomasse i det biomasseoptimerede scenarie. Det er tidligere vist, at den største miljømæssige ud-fordring i forbindelse med kraftig øget udnyttelse af biomasse er at bevare jordens kul-stofindhold (Fødevareministeriet, 2008a). Jordens kulkul-stofindhold har, som det fremgår af det følgende afsnit, stor betydning for jordbundens mikrobielle flora og for dyrknings-jordens egnethed som dyrkningsmedium og dermed for den fremtidige biomasse- og fø-devareforsyning. Desuden vil nedbrydning af jordens kulstofpulje forårsage et øget CO2 -indhold i atmosfæren.

I +10 mio. tons planens miljøscenario er der taget hensyn til jordens kulstofindhold ved at friholde de arealer, der har kritisk lavt kulstofindhold, for halmfjernelse og for total omsætning af husdyrgødning (i stedet antages bioforgasning, hvor ca. halvdelen af kul-stoffet returneres). Desuden antages en øget skovrejsning, flere efterafgrøder og omlæg-ning til flerårige biomasseafgrøder. Konsekvenserne af disse valg og forskellige grader af biomassefjernelse er beregnet i tabel 17. Samlet set betyder gennemførsel af de tre scena-rier, at jordens indhold af kulstof vil reduceres med årligt 191-397.000 ton. Det skal i den sammenhæng bemærkes, at det er under antagelse om, at al den anvendte biomasse om-sættes 100 % til energi og materialer, således at der ikke sker nogen recirkulering af kul-stof til dyrkningsjorden.

62

Det er i praksis meget sandsynligt, at noget af kulstoffet vil blive recirkuleret i form af fx afgasset gylle eller biochar (biokoks). Ved den nuværende praksis for biogasproduktion returneres således ca. 50 % af kulstoffet, og en ny undersøgelse antyder, at det letomsæt-telige kulstof, der udnyttes i biogasprocessen, ikke har stor, langsigtet betydning for jor-dens kulstofpulje (Thomsen et al., 2013). Nederst i tabel 17 er derfor gennemført en al-ternativ beregning, hvor dagens biogasteknologi anvendes på husdyrgødning. I det til-fælde beregnes kun en reduktion i jordpuljen på 16-17.000 ton/år C som følge af husdyr-gødningsudnyttelsen. Dermed opnås i miljøscenariet samlet set en stigning i jordens kul-stofindhold, mens der fortsat beregnes et fald på 97-142.000 tons C årligt i Business As Usual (BAU) og i det biomasseoptimerede scenario. Det skal understreges, at der er stor usikkerhed knyttet til disse beregninger, og at resultaterne også afhænger af, hvilken tidshorisont effekten vurderes over.

De anførte fald i jordens kulstofindhold er store, men betyder ikke umiddelbart faldende jordkvalitet på jorder, der ikke har kritisk lave kulstofindhold i forvejen. Dyrkningsjor-dens totale kulstofindhold er nemlig meget stort, således at de beregnede fald kun udgør en lille procentdel heraf, selv efter 50 års biomasseudnyttelse (Fødevareministeriet, 2008a). Men på længere sigt bør der sammensættes en biomasseforsyning, der sikrer en stabilitet eller evt. en stigning i jordens kulstofindhold. Det kan fx opnås ved at vælge det beskrevne miljøscenario, idet husdyrgødning omsættes til biogas med recirkulering af en del af kulstoffet, således som det sker i dag. Alternativt kan en mere omfattende omlæg-ning til flerårige biomasseafgrøder bidrage til at øge kulstofpuljen og udligne de store fald forårsaget af omfattende halmudnyttelse og af totaludnyttelse af husdyrgødning.

Rapsmark. Foto: Colorbox.

63

Tabel 17. Effekt på lagring af kulstof i jord (ton C/år) set over en 20-årig periode af at gennemføre forskellige scenarier for øget biomasseproduktion og udnyttelse, som be-skrevet i Gylling et al. (2012).

BAU Biomasse Miljø

Raps til olie¹ 0 0 0

Energiskov² 3.134 3.134 3.134

Ny biomasse på rapsarealer – roer/græs³ - -20.456 37.125 Ny biomasse på kornarealer – roer/græs³ - -41.098 74.588

Høst af græs på lavbundsarealer⁴ 0 2.875 -2.104

Skovrejsning på landbrugsjord, løv⁵ 941 941 2.228

Skovrejsning på landbrugsjord, nål⁶ 3.240 3.240 7.673

Høst af vejrabatter⁷ - -959 -959

Høst af eksisterende efterafgrøder⁸ - -3.230 -9.690

Høst af ”nye” efterafgrøder (hvor der ikke har været efterafgrøder før)⁹

- 1.190 10.020

Effekt af øget efterafgrødeareal der ikke høstes¹⁰ - 13.100 17.150 Øget udnyttelse af husdyrgødning (al kulstof

ud-nyttes)¹¹

-271.978 -271.978 -258.428

Øget udnyttelse af halm¹² -69.477 -65.897 -53.741

Øget udnyttelse af frøgræs¹² -17.618 -17.618 -17.618

Samlet ændring i C-indlejring i jorden -351.758 -396.755 -190.621 Samlet ændring i C-indlejring ved bioforgasning

af husdyrgødning i stedet for total udnyttelse¹³ -96.962 -141.959 51.481

1Jordens kulstofindhold påvirkes ikke af udnyttelsen af olien

2 Etablering af pil, poppel o.l. antages at lagre 428 kg C/ha/år (Fødevareministeriet, 2008b)

3 Reduktion i jordens kulstofindhold ved omlægning til roedyrkning med fjernelse af både rod og top er gennemsnit for sand- og lerjord fra Hamelin et al. ( 2012). Ved omlægning til græsproduktion antages lagring af 500 kg C/ha/år (Føde-vareministeriet, 2008b).

4 I biomassescenariet øges produktiviteten i græsmarkerne ved øget gødskning, hvilket antages at forårsage en øget rod-produktion og en lagring af 41 kg C/ha/år. I miljøscenariet reduceres produktiviteten ved ophør af gødskning, hvilket antages at forårsage en reduceret rodproduktion og en reduktion i lagringen på 30 kg C/ha/år.

5 På kortere tidshorisont (0-30 år) forventes ved skovrejsning alene en stigning i jordens kulstofindhold i O-horisonten (Lars Vesterdal, personlig meddelelse). For løvskov antages lagring af 90 kg C/ha/år.

6 På kortere tidshorisont (0-30 år) forventes ved skovrejsning alene en stigning i jordens kulstofindhold i O-horisonten (Lars Vesterdal, personlig meddelelse). For nåleskov antages lagring af 310 kg C/ha/år.

7 Ved den antagne høst af 2 ton/ha tørstof årligt fra vejrabatter forventes en reduktion i kulstoflagringen på 135 kg C/ha/år

8 Udbytterne af efterafgrøder antages øget i biomasse og miljøscenarierne, hvilket antages at medføre en øget rodproduk-tion. Den øgede kulstoflagring herfra mere end modsvares dog af høsten af den overjordiske biomasse. I biomassescena-riet antages en reduceret lagring på 17 kg C/ha/år. I miljøscenabiomassescena-riet antages en reduceret lagring på 51 kg C/ha/år

9 I 2020 antages et øget efterafgrødeareal, dels som følge af den generelle udvikling på miljøområdet, dels i miljøscenariet som et særskilt tiltag. I biomassescenariet (hvor der antages højere udbytte af efterafgrøden end i miljøscenariet), anta-ges en lagring på 183 kg C/ha/år, og i miljøscenariet på 149 kg C/ha/år

10 Det antages i scenarierne, at 75 % af efterafgrødearealerne høstes. De 25 % af yderligere efterafgrødearealer, der ikke høstes, antages heller ikke at have opnået et øget udbytte i forhold til i dag, og lagringen antages at være 200 kg C/ha/år (Fødevareministeriet, 2008b)

11 Det antages, at 25 % af kulstoffet i husdyrgødning ville have bidraget til jordens kulstofpulje efter 20 år (Thomsen &

Christensen, 2010)

12 Det antages, at 15 % af kulstoffet i plantetørstof ville have bidraget til jordens kulstofpulje efter 20 år (Christensen, 2004)

64

13 Ved bioforgasning antages det, at den kulstofmængde, der afgasses ville have bidraget til kulstoflagring med 25 % af den effekt, der fås fra kulstof i plantemateriale. Det vil sige, at 0,25 x 15 % = 3,75 % af det udnyttede kulstof antages at ville have været lagret i jorden efter 20 år (Olesen et al., 2013b).

4.2 Betydning af fjernelse af biomasse for jordens mikrobielle aktivitet