Biokohle

Im TOPKO-Projekt werden zwei „Biokohlen“ aus unterschiedlichen Herstellungsverfahren verwendet, Hydrokohlen und Pflanzenkohlen. 

Hydrokohlen werden im Verfahren der Hydrothermalen Carbonisierung, kurz HTC hergestellt. Hier wird die (feuchte) Biomasse mit Wasser vermengt und in einem druckdichten Gefäß auf rund 180 bis 240°C erhitzt und über mehrere Stunden „gekocht“. Durch einfache Filtration können Flüssig- und Festphase getrennt werden. Das Torf- bis Kohle-ähnliche Produkt weißt dem Torf ähnliche Eigenschaften auf: es verfügt über einen niedrigen pH-Wert (um pH 5), weißt je nach eingesetzter Biomasse niedrige Nährstoff- und Salzgehalte auf und verfügt über viele chemische Verbindungen an der Oberfläche, sodass Nährstoffe und Wasser pflanzenverfügbar sind. Hydrokohlen werden in der Regel nach einigen Jahren mineralisiert (Abbau durch Bakterien und Pilze zu CO2 und Nährstoffen) und dienen somit nur einer Kurzzeitspeicherung von Kohlenstoff. Edukte für die Hydrokohlen im Projekt sollen vor allem Reststoffe sein. Dazu zählen bspw. Aufwüchse aus der Paludikultur (Schilf, Rohkolben, Seggen) oder grasartige Aufwüchse von Landschaftspflegeflächen. Aber auch Pflanzen(reste) wie bspw. Miscathus oder Schäben von Fasernesseln bieten hier großes Potential. 

Pflanzenkohlen werden meist im Verfahren der Pyrolyse hergestellt. Biomasse (vorwiegend Holz oder Holz-artig) mit einem geringen Wassergehalt wird in einen Pyrolyse-Ofen bei Temperaturen zwischen 500 und 900 °C „teilverbrannt“, d.h. ein Teil des Biomasse-Kohlenstoffs wird verbrannt und sorgt für die hohen Prozesstemperaturen. Der andere Teil des Biomasse-Kohlenstoffs wird unter hoher Temperatur und Sauerstoffabschluss zu Kohle. Die Pyrolysekohle unterscheidet sich stark im Vergleich zur Hydrokohle: Der pH-Wert liegt deutlich über pH 7, der Nährstoff- und Salzgehalt ist hoch, die Pflanzenkohle ist gegenüber dem Abbau durch Bakterien und Pilze sehr stabil und kann damit zu einer Langzeitspeicherung (Jahrhunderte) von Kohlenstoff beitragen. Auch bei den Pflanzenkohlen wird auf die Herkunft der Ausgangsmaterialien geachtet. So liegt hier der Fokus auf Gehölzschnitt der Landschaftspflege oder auch auf regional vorkommenden Gärresten aus Biogasanlagen, die in großen Mengen anfallen, aber bisher wenig lukrative Verwendungszwecke erfahren. 

 

Im Projekt TOPKO werden die Hydrokohlen und Pflanzenkohlen mit frischem Kompost vermengt. Über einige Wochen bis Monate werden die Kohlen mit Grünkompost zusammen co-kompostiert und stehen danach für Pflanzversuche zur Verfügung. Der Kompost in den Mischungen hat die Aufgabe, die Kohlen mit Pilzen und Bakterien zu besiedeln, die wiederum mögliche pflanzenschädigende Stoffe abbauen. Gleichzeitig bringt der Kompost eine gewisse Struktur ins Substrat, die für eine bessere Belüftung und Drainierung sorgt. Die Hydrokohlen in den Substraten senken die pH-Wert ab, nehmen Wasser und Nährstoffe auf und geben diese wiederum bei Bedarf an die Pflanzen ab. Im Zuge der Mineralisierung der Hydrokohlen werden ebenfalls Nährstoffe frei; die Hydrokohlen sind somit in gewisser Weise als Langzeit-Dünger anzusehen. Die Pflanzenkohle speichert Wasser und Nährstoffe ebenfalls pflanzenverfügbar. Zudem geben die festen Kohlepartikel dem Substrat eine gewisse Stabilität zwecks Belüftung und Drainage wie der Kompost, ohne dabei jedoch mineralisiert zu werden. Größter Vorteil der Pflanzenkohle ist jedoch die Stabilität gegenüber dem mikrobiellen Abbau. Damit dient die Pflanzenkohle als Langzeitspeicher von Kohlenstoff im Substrat. Wenn diese Kohle-basierten Substrate dann später beim Endverbraucher (bspw. Gärten von Privathaushalten) im Gartenboden eingegraben werden, entsteht dabei eine langfriste Kohlenstoffsenke. Die Menge an gespeichertem Kohlenstoff kann dann über eine Umweltbilanz ermittelt werden. 

Die Co-Kompostierungsversuche werden zunächst in kleinem Maßstab (1-2 m3) durchgeführt. Im die Praxistauglichkeit zu erproben, werden Groß-Kompostierungsversuche beim Projektpartner Moorkultur Ramsloh Werner Koch GmbH & Co. KG durchgeführt.

 

Bilder: Grasartiges Landschaftspflegematerial (links) wird in Hydrokohle (mitte) umgewandelt. Das Hydrokohle-Kompost-Substrat im Pflanzversuch mit Ringelblumen (rechts). M. Röhrdanz

Webmaster (Stand: 28.11.2024)  | 
Zum Seitananfang scrollen Scroll to the top of the page