Pflanzenkohle als Kohlenstoffspeicher
Nicht nur technologisch machbare Methoden, sondern auch Verfahren, die Natur und Technik sinnvoll verbinden, stehen im Fokus unterschiedlicher Untersuchungen. Eines der Beispiele dafür ist die sogenannte Pflanzenkohle.
Das hoffnungsvolle Material ist auch als Biokohle oder unter der englischen Bezeichnung Biochar bekannt. Es wird durch pyrolytische Verkohlung pflanzlicher Ausgangsstoffe hergestellt. Eine traditionell sehr bekannte Form ist die Holzkohle.
Diese so gewonnene Kohle kann in der Medizin sowie in der Gebäudedämmung, aber auch für die Verbesserung landwirtschaftlicher Böden eingesetzt werden.
Biochar: ein Kohlenstoffspeicher
Ein wichtiger Nebeneffekt im Zusammenhang mit dem Klimawandel steht ganz am Anfang der Untersuchungen, zeigt jedoch vielversprechende Möglichkeiten als Beitrag der Speicherung von Kohlenstoff. Bei einer breiteren Anwendung würde dies die globale Klimabilanz deutlich verbessern.
Allerdings sind die Mengen die Mengen der produzierten Pflanzenkohle noch zu klein. Untersuchungen zeigen ihr jedoch, dass ihr Potenzial als CO₂-Senke enorm ist.
Das österreichische Bundesland Niederösterreich begann vor etwas mehr als drei Jahren mit einem neuen Forschungsformat. Dabei ging es darum, dass Wissenschaft und Industrie gemeinsam ausloten sollten, wie sich organische Reststoffe besser verwerten lassen.
Im Mittelpunkt standen dabei Biogas, dass als Form der dezentralen Energieerzeugung eine große Rolle spielen kann, und eben die Pflanzenkohle. Ein Ziel des österreichischen Forschungsteams war es, die Stoffströme zu optimieren, bedeutende Abnehmer zu finden und technische Hürden zu benennen.
Späte Entdeckung der „ungeahnten Möglichkeiten“
Die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von Pflanzkohle richteten erst spät den Fokus auf die positive Klimaauswirkung. Daher waren die Forschungsaktivitäten zunächst ein Nebenschauplatz, was sich mittlerweile aber komplett geändert hat.
sagte Elisabeth Wopienka, die am Forschungszentrum BEST in Niederösterreich das Forschungsprojekt „act4value“ zur organischen Reststoffnutzung leitet der österreichischen Tageszeitung DER STANDARD.
Die Verordnung trat im Dezember 2024 in Kraft. Sie erkennt Pflanzenkohle nun erstmals offiziell als CO2 -Senke an. Wer Biomasse-Abfälle unter Sauerstoffausschluss pyrolysiert, kann Kohlenstoff also dauerhaft fixieren und darf sich diesen Effekt künftig auf Klimabilanzen anrechnen lassen.
Großes Potenzial als Senke
Das technische Potenzial als Kohlenstoffsenke ist vielversprechend. Biokohle zählt zwar nicht wie eine extensive Waldbewirtschaftung zu den naturnahen Speichertechnologien, sondern gilt durch den Einsatz von Pyrolyse als technische Lösung.
Die Langzeitwirkung in Bezug auf die Kohlenstoffspeicherung hängt vom Einsatzzweck ab. In Böden oder Baumaterialien kann der Kohlenstoff über Jahrhunderte bis Jahrtausende gebunden bleiben.
Die Speicherung von Kohlenstoff durch Pyrolyse und der Verarbeitung zu Pflanzenkohle öffnet ein Zeitfenster für Industrie oder die Landwirtschaft, um schwer vermeidbare CO2-Emissionen bis 2040 oder 2050 auszugleichen.
Die österreichische Tageszeitung DER STANDARD berichtete über eine Studie der Universität Utrecht, in der das CO2 -Senkenpotenzial von Negativemissionstechnologien für Österreich untersucht wurde.
Nach der Studie könnten in Österreich mit Biokohle jährlich bis zu 13 Millionen Tonnen CO2 -Äquivalent gebunden werden – mehr als das Zehnfache der heutigen technischen Möglichkeiten.
Damit liegt Biochar in der Rangliste naturnaher CO2 -Senkungsmethoden auf Platz zwei, gleich hinter einer extensiveren Waldbewirtschaftung, die für Österreich mit 19 Millionen Tonnen pro Jahr kalkuliert ist.
Dies bedeutet, dass Pflanzenkohle rund 40 Prozent der Klimawirkung eines optimierten Forstmanagements erreichen kann – mit deutlich kürzeren Umsetzungsfristen.
Pflanzenkohle in Deutschland
Pflanzenkohle wird derzeit noch in eher kleinen Mengen produziert, sehr oft in Pilot- oder Kleinserienanlagen. Allerdings sind auch in Deutschland die Erfolge bei der Herstellung von Pflanzenkohle klar erkennbar. Die zeige, so der Dachverband German Biochar e.V., dass die Pyrolyse-Technik, bei der Biomasse unter Sauerstoffabschluss bei hohen Temperaturen verkohlt wird, funktioniert.
Nischendasein vor dem Ende?
Noch ist Pflanzenkohle eine kleine Nische bei den technischen Methoden zur Kohlenstoffspeicherung.
International lag im Jahr 2023 die gesamte internationale Produktion hochwertiger Biokohle bei rund 350.000 Tonnen. Dies entspricht einem CO2 -Entzug aus der Atmosphäre von rund 700.000 Tonnen
In Europa wächst der Markt für Pflanzenkohle zwar exponentiell an, betrug zuletzt aber gerade etwas mehr als 100.000 Tonnen.
Der deutsche Dachverband sieht ein großes Potenzial für die Biokohle, und zwar für eine Vielzahl von Branchen.
So könnten bestimmte Qualitäten aus verschiedenen Pflanzenstoffen in der Landwirtschaft etwa als Bodenverbesserer genutzt werden, die heute bereits unter dem Begriff „terra preta“ bekannt sind.
Für Industrieanwendungen sind dagegen andere Eigenschaften wichtig, was wiederum andere Reststoffe voraussetzt, etwa in der Metallurgie, in der Produktion von Beton oder in anderen Bereichen der Bauwirtschaft.
Viele potenzielle Abnehmer beschäftigen sich seit der EU-Anerkennung nun ernsthaft mit der Technologie. Vertreter des Verbandes berichten von guten Kontakten zu Branchen wie Zement, Bau, Metallurgie und der Abfallwirtschaft. Dies zeige, dass das Interesse wachse. Eine Voraussetzung seien allerdings klar kommunizierte Produktstandards und vor allem stabile Liefermengen.
Studie nennt Einzelheiten
Die Wissenschaftler Hans-Peter Schmidt und Nikolas Hagemann haben sich in ihrer Studie 400.000 Pyrolyseanlagen zur Rettung des Klimas - Notwendigkeit und Grenzen des exponentiellen Wachstums von Klimatechnologien sehr konkret mit dem Thema Pflanzenkohle beschäftigt.
Die Studie erschien am 18. August 2021 und wurde im Ithaka-Journal veröffentlicht.
Um ein Drittel dieser Senkenkapazität mittels Pflanzenkohle und Pyrolyseöl zu erreichen, seien bis 2050 weltweit rund 400.000 industrielle Pyrolyseanlagen in Betrieb zu nehmen.
Um diese enorme Menge an Industrieanlagen in so kurzer Zeit zu erreichen, benötigt es in den nächsten 20 Jahren ein exponentielles Wachstum der Anlagenfertigung von derzeit rund 100 Anlagen pro Jahr auf über 100.000 Anlagen pro Jahr.
Allerdings gäbe es eine natürliche Grenze für die Anzahl der Pyrolyseanlagen, da nicht mehr Biomasse als für 400.000 Anlagen nachhaltig produziert werden könne.
Quellenhinweis:
Schmidt HP, Hagemann N, 400.000 Pyrolyseanlagen zur Rettung des Klimas - Notwendigkeit und Grenzen des exponentiellen Wachstums von Klimatechnologien, Ithaka-Journal 2021, Arbaz, Switzerland, pp. 436-442
https://www.ithaka-journal.net/de/ct/173-400-000-pyrolyseanlagen-zur-rettung-des-klimas
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