Biochar production from beach-cast : A study of the suitability of producing biochar from algae and aquatic plants from Gotland

Östersjön har flertalet regionala miljöproblem, exempelvis övergödning samt höga halter av tungmetaller vilka beror på mänsklig påverkan. På Gotland spolas det årligen upp stora mängder släke, alger och vattenlevande växter på stränderna, som idag inte nyttjas i större utsträckning. Denna rapport syftar att bedöma lämpligheten att använda det gotländska släket för produktion av biokol. Under denna studie har ett studiebesök till Gotland, flertalet intervjuer samt en litteraturstudie genomförts vilka lagt grund för beräkningar av energi- och materialbalanser kopplat till släkesbaserad biokolsproduktion. Släket har ett kadmiuminnehåll på cirka 0,9 mg/kg och består till 80 % av vatten, där vanligt förekommande arter är bland annat bandtång och kräkel. För beräkningar av energi- och materialbalanser nyttjades två olika förbehandlingsalternativ av släket, där alternativ A var en värmebehandling och alternativ B innefattar en kompostering samt avlsutande värmebehandling. Alternativ B är mer energieffektiv sett till energiförbrukning per kilo producerat biokol vilket var 14,5 MJ/kg jämfört med 29,8 MJ/kg. Det finns både för- och nackdelar med användning av släke för biokolsproduktion. Släke är en outnyttjad resurs som kan ingå i biokolsframställning, dock är processen energikrävande på grund av det höga vatteninnehållet i biomassan. Användningen av ett kadmiumrikt biokol är även problematiskt i och med risken för utlakning av denna tungmetall. Utifrån resultatet är det därmed svårt att bedöma lämpligheten av ett släkesbaserat biokol.The Baltic sea has multiple environmental problems, such as over-fertilization and high concentration of certain heavy metals, caused by human activity. Yearly, beach-cast is washed up on the shores of Gotland and this biomass is today not utilised to a considerable extent. This report aims to assess the suitability of producing biochar from the left over beach-cast. During this study a visit to Gotland, interviews and a literature study has been completed, which has laid the groundwork for calculations of energy and material balances regarding algae-based biochar production. The beach-cast contains approximately 0.9 mg cadmium per kg and consists of 80 % water, in which common species found are eelgrass and furcellaria, among others. For the calculations of energy- and material balances, two different pretreatment alternatives were used before the pyrolysis. Alternative A simply uses preheating and alternative B consist of a composting step before a finishing preheating session. The most energy efficient was alternative B as the power consumption per kilo produced biochar was 14,5 MJ/kg compared to 29,8 MJ/kg. The use of beach-cast for manufacturing biochar has benefits as well as disadvantages. Beach-cast is an unexploited resource that could be used for biochar production, but on the other hand the process is demanding energy-wise due to the high amount of water in the biomass. The utilisation of cadmium rich biochar is also problematic due to the risk of the heavy metal leaching. Based on the results it is therefore complicated to estimate the suitability of a beach-cast based biochar