Kemajuan dalam penerapan biochar sebagai teknologi penangkapan dan penyimpanan karbon biologis sedang dilakukan di beberapa bidang. Analisis terbaru menunjukkan bahwa biochar rata-rata merupakan pilihan yang lebih baik dibandingkan teknologi emisi negatif lainnya dalam hal kebutuhan permukaan lahan, penggunaan air, anggaran nutrisi tanah, kebutuhan energi, dan biaya. Ketakutan dan ketidakpastian awal mengenai dampak penerapan biochar dalam skala besar telah diatasi dengan upaya ekstensif untuk menilai kemungkinan dampak negatif dan trade-off serta pembuatan protokol sertifikasi industri untuk memastikan produksi biochar yang aman dan berkelanjutan, misalnya Sertifikat Biochar Eropa dan standar biochar Internasional. Untuk penghitungan kredit C, biochar berpotensi memberikan keuntungan besar dibandingkan dengan metode penyerapan karbon tanah lainnya karena mengandalkan penghitungan masukan C langsung dibandingkan skema verifikasi berbasis tanah yang mahal. Namun, penghitungan input C bergantung pada adanya penduga yang akurat mengenai waktu tinggal rata-rata (MRT) di tanah dari sumber biochar tertentu.
Persistensinya di dalam tanah merupakan kualitas mendasar dari biochar dalam menjalankan perannya sebagai produk sekuestrasi C. Kegigihan ini harus melebihi 100 tahun agar sesuai dengan definisi pemindahan permanen, sebagaimana didefinisikan oleh Noble dan rekannya. Sebagian besar biomassa residu tanaman terurai dengan cepat ketika diaplikasikan ke dalam tanah, bahkan molekul lignin mengalami mineralisasi sebesar 90% dalam waktu satu tahun setelah residu diaplikasikan ke dalam tanah. Waktu tinggal rata-rata bahan organik tanah curah (SOM) rata-rata 50 tahun di seluruh penelitian. Dengan kata lain, biochar harus 2 lipat lebih stabil dibandingkan sisa tanaman yang tidak diolah dan setidaknya dua kali lebih stabil dari SOM curah untuk memenuhi kriteria MRT 100 tahun.
Penelitian mengenai biochar seringkali dilakukan dengan menggunakan biochar yang diproduksi di laboratorium. Karena keterbatasan perpindahan panas dan sifat pirolisis yang eksotermik, produksi skala kecil menawarkan kontrol yang lebih baik dan pemantauan yang lebih sensitif dibandingkan dengan unit komersial skala besar. Penerapan teknologi biochar bergantung pada produksi biochar melalui unit komersial skala besar. Suhu perlakuan tertinggi yang dicapai selama transformasi seringkali berbeda dari suhu target karena sifat endotermik dan eksotermik dari proses karbonisasi, dan pengukuran suhu dalam reaktor secara akurat tidak selalu memungkinkan, terutama dalam skala besar. Hal ini menimbulkan pertanyaan apakah biochar yang diproduksi di reaktor yang lebih besar memiliki kualitas yang setara dengan yang diproduksi di laboratorium dengan menggunakan bahan baku dan suhu setara yang sama.
Hingga saat ini, sebagian besar penelitian yang bertujuan untuk menentukan stabilitas biochar dalam tanah dilakukan melalui inkubasi laboratorium. Tinjauan mengenai stabilitas biochar dalam tanah sebagian besar didasarkan pada inkubasi laboratorium dan sifat-sifat karbon hitam yang terdapat dalam tanah yang terkena kebakaran alami. Baru-baru ini, hanya tiga studi lapangan isotop yang tersedia untuk memperkirakan dekomposisi biochar dan efek priming pada tanah, sementara lebih banyak lagi yang berasal dari kondisi laboratorium. Hal ini menunjukkan perlunya evaluasi biochar lebih lanjut di lapangan, terutama karena mineralisasinya dapat ditingkatkan di lapangan, di mana terdapat akar aktif.
Salah satu masalah dengan inkubasi laboratorium adalah kenyataan bahwa inkubasi tersebut biasanya berlangsung selama beberapa minggu atau bulan dan mengatasi jangka waktu 100 tahun hanya dengan ekstrapolasi data mineralisasi C. Data lapangan diperlukan untuk memperbaiki ekstrapolasi ini dan untuk mengkalibrasi metode penyaringan untuk stabilitas biochar. Oksidasi kimia adalah metode penyaringan yang telah diusulkan untuk mengatasi stabilitas biochar jangka panjang. Pendekatan lain didasarkan pada penentuan asam polikarboksilat benzena (BPCA) sebagai biomarker lembaran aromatik terkondensasi, yang telah terbukti mengisolasi faksi biochar yang paling stabil, dan oleh karena itu merupakan proksi stabilitas yang menjanjikan. Selain itu, komposisi unsur biochar juga dapat menjadi proksi perilaku degradasinya.
Tujuan keseluruhan dari pembahasan ini adalah untuk mengetahui stabilitas tanah biochar yang dihasilkan dari bahan baku Miscanthus. Bahan baku ini dipilih karena merupakan tanaman bioenergi di Eropa dan, sebagai rumput tipe C4, ciri isotop13 C yang berbeda dapat digunakan untuk menelusuri nasib karbon konstitutifnya di tanah beriklim sedang. Biochar diproduksi dengan pirolisis lambat pada skala yang berbeda, menggunakan pirolisis skala menengah (BC MED ) dan unit laboratorium (BC LAB ), dan kestabilannya dianalisis dengan metode laboratorium yang berbeda dan dibandingkan dengan hasil inkubasi laboratorium dan lapangan.
English