{"id":10307,"date":"2007-07-09T00:00:00","date_gmt":"2007-07-08T22:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/www.bio-based.eu\/news\/index.php?startid=20070709-19n"},"modified":"2007-07-09T00:00:00","modified_gmt":"2007-07-08T22:00:00","slug":"holzkohle-renaissance-als-kohlenstoffsenke-und-bodenverbesserer","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/holzkohle-renaissance-als-kohlenstoffsenke-und-bodenverbesserer\/","title":{"rendered":"Holzkohle: Renaissance als Kohlenstoffsenke und Bodenverbesserer?"},"content":{"rendered":"

Verkohlte Biomasse kann die Bodenfruchtbarkeit nachhaltig sichern und Kohlenstoff dauerhaft binden. Zudem kann Holzkohlegwinnung durch Biomasevergasung mit Energieerzeugung kombiniert werden. Eingebunden in den internationalen Emissionshandel k\u00f6nnte Holzkohle zur Verringerung von Brandrodungen beitragen. Einen Einblick in das Thema geben die vom potenziellen Nutzen der Holzkohle \u00fcberzeugten Forscher der Initiative Biochar.org<\/a>.<\/b><\/p>\n

Holzkohle im Boden \u2013 Terra Preta<\/i><\/b>
Nach der \u00fcblichen Brandrodung verlieren tropische B\u00f6den schnell an Fruchtbarkeit. Daher ist Wanderfeldbau die vorherrschende Landwirtschaftspraxis. Eine bemerkenswerte Ausnahme stellt Terra Preta de Indio<\/i> dar. Diese B\u00f6den bekamen ihren Nahmen wegen ihrer dunklen F\u00e4rbung (Preta<\/i>) und anthropogener Herkunft (de Indio<\/i>). Die Siedler am Amazonas sch\u00e4tzen Terra Preta<\/i> f\u00fcr ihre nachhaltige Bodenfruchtbarkeit. Da fruchtbarer Boden in dieser Gegend selten und wertvoll ist wird Terra Preta<\/i> sogar abgebaut und als Garten- und Blumenerde verkauft. <\/p>\n

Nach interdisziplin\u00e4rer Forschungst\u00e4tigkeit ist heute der kulturelle Ursprung von Terra Preta gesichert. Durch Anreicherung mit Knochen (Phosphor und Kalzium) und Holzkohle wurden diese B\u00f6den vor Jahrhunderten geschaffen, und ihre Fruchtbarkeit ist trotz intensiver Bewirtschaftung bis heute erhalten geblieben.<\/p>\n

Die Existenz von Terra Preta beweist, dass es mit einfachen Mitteln m\u00f6glich ist, einen der unfruchtbarsten B\u00f6den in einen der produktivsten zu verwanden. Diese M\u00f6glichkeit inspirierte die Holzkohleforschung. Die Produktion von Holzkohle aus der oberirdischen Biomasse (slash and char) k\u00f6nnte eine Alternative zur herk\u00f6mmlichen Brandrodung (slash and brun) sein. Nach einer Brandrodung verbleiben nur 2-3% der oberirdischen Biomasse als Holzkohle erhalten. Beim Verkohlen verbleiben ca. 50% des Kohlenstoffes als Holzkohle. Sofern diese nicht als Brennstoff gen\u00fctzt wird, ist sie sehr stabil und verbleibt \u00fcber Jahrhunderte oder Jahrtausende bestehen.<\/p>\n

Einige Biochar-Forscher begannen, diese M\u00f6glichkeit und die Verwendung in der Landwirtschaft im Feldversuch zu testen. Sp\u00e4ter beobachteten sie, dass manche Siedler Holzkohle zur Bodenverbesserung einsetzen. Die Verkohlung nachwachsender Biomasse (Ernter\u00fcckst\u00e4nde, Brachevegetation) f\u00fcr Bodenverbesserungsma\u00dfnahmen w\u00fcrde ihrer Ansicht nach eine bedeutende Kohlenstoffsenke bilden und dabei die Nachhaltigkeit der tropischen Landwirtschaft verbessern. Durch energetisch v\u00f6llig ungen\u00fctztes Feuer (Waldbr\u00e4nde, Brandrodungen, abgebranntes Grasland und Felder) gelangt j\u00e4hrlich fast die gleiche Menge an Kohlenstoff (als Treibhausgas CO2<\/sub>) in die Atmosph\u00e4re wie durch die Verbrennung von fossilen Energietr\u00e4gern (6 Pg, 1990). Ein Teil dieser Emissionen wird von der nachwachsenden Biomasse wieder aufgenommen, aber die Brandrodungen machen immerhin 29% der anthropogenen Treibhausgasemissionen aus. Diese Zahlen verdeutlichen das Potential von Holzkohle, wenn nur die j\u00e4hrlich in Flammen stehende Biomasse verwendet werden w\u00fcrde.<\/p>\n

\"Holzkohle In Japan ist verkohlte Biomasse offiziell zur Bodenverbesserung zugelassen und das Verkohlen eine Alternative zum Kompostieren. So zeigt das nebenstehende Foto eine Anlage zur (Holz)-Kohleproduktion aus Biom\u00fcll in Japan. Wegen Platzmangel ist die Holzkohleproduktion eine Alternative zur Kompostierung. Die Bio-Kohle (Biochar) ist n\u00e4hrstoffreich und wird als D\u00fcnger verkauft. Die Energiegewinnung ist allerdings nicht integriert.<\/p>\n

1999 wurden in Japan 27% des totalen Holzkohleverbrauches (50.800 Tonnen) f\u00fcr landwirtschaftliche Zwecke verwendet. Eine japanische Firma integrierte Holzkohleproduktion auf einer Indonesischen Holzplantage zur Zellstofferzeugung. Deren Durchf\u00fchrbarkeitsstudie hat gezeigt, dass bei einer j\u00e4hrlichen Ernte von 10.000 ha 77.000 Tonnen Holzkohle produziert werden k\u00f6nnen und damit 62.000 Tonnen Kohlenstoff (230.000 Tonnen CO2<\/sub>) sequestriert werden.<\/p>\n

In vielen Blumen- oder Gartenerden findet sich Holzkohle, obwohl die Wirkungsweise wissenschaftlich bisher kaum nachgewiesen wurde. Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen, dass mit Holzkohle tats\u00e4chlich die Bodenfruchtbarkeit positiv beeinflusst werden kann. Sowohl im Topf- als auch im Freilandversuch hat die Applikation von Holzkohle das Pflanzenwachstum signifikant gesteigert. Dabei wirkt Holzkohle auf die chemischen, biologischen und physikalischen Eigenschaften des Bodens.

Herausforderungen und Chancen<\/b>
Inspiriert von der Idee, neue Terra Preta zu schaffen, wurden mehrere wissenschaftliche Arbeiten durchgef\u00fchrt, die meisten davon in den Tropen. Mehr Information \u00fcber das agronomische Potential, die Verwendbarkeit von alternativen Biomassequellen (Ernter\u00fcckst\u00e4nde) und \u00fcber das Potential m\u00f6glicher Nebenprodukte sind notwendig, um die globalen M\u00f6glichkeiten abzusch\u00e4tzen. Ernter\u00fcckst\u00e4nde sind h\u00e4ufig ein bedeutendes Problem in der Landwirtschaft, bieten aber auch eine Herausforderung und Chance.

\"GekoppelteWenn die Energieerzeugung in die Holzkohleproduktion integriert w\u00fcrde, k\u00f6nnte dies eine M\u00f6glichkeit sein, dem Klimawandel und der Bodendegradierung entgegen zu wirken. Durch unvollst\u00e4ndige Verbrennung (Vergasung) kann Holzkohle aus beinahe jeder Art von Biomasse erzeugt werden. Holzkohle als ein Nebenprodukt der Pyrolysetechnologie k\u00f6nnte dabei als Kohlenstoffsenke dienen. Eine Testanlage zur Koppelung von Wasserstoff- und Holzkohleerzeugung ist oben abgebildet. <\/p>\n

W\u00fcrde die landwirtschaftliche Holzkohlenutzung (Biochar) als Kohlenstoffsenke international anerkannt, dann w\u00fcrde dies den Kohlestoffemissionshandel erm\u00f6glichen. Die Wissenschaft ist sich einig, dass die Halbwertszeit von Holzkohle im Bereich von Jahrhunderten oder Jahrtausenden liegt, aber eine genauere Kenntnis \u00fcber die Haltbarkeit von Holzkohle in verschiedenen \u00d6kosystemen ist wichtig, um dieses Ziel zu erreichen. Die meisten Biomassevergasungsanlagen versuchen, die Ansammlung von R\u00fcckst\u00e4nden (Kohlenstoff und Asche) m\u00f6glichst gering zu halten. Der Emissionshandel und ein besseres Wissen \u00fcber Holzkohle als Bodenzusatz w\u00fcrde diesen ungew\u00fcnschten R\u00fcckst\u00e4nden einen Wert verleihen. Biomasse, welche gegenw\u00e4rtig wegen der h\u00f6heren R\u00fcckstoffgenerierung gemieden wird, k\u00f6nnte dadurch ein wertvoller Rohstoff werden.<\/p>\n

Au\u00dferdem w\u00fcrde der Emissionshandel einen starken Anreiz bieten, auf zuk\u00fcnftige Brandrodungen zu verzichten, weil nur die Verwendung nachwachsender Biomasse eine Kohlenstoffsenke darstellen kann. Aufforstungen und R\u00fcckgewinnung degradierter Landwirtschaftsfl\u00e4chen w\u00fcrden an Bedeutung gewinnen.<\/p>\n

Es ist eine Herausforderung, die gekoppelte Energie- und Holzkohleproduktion unter Verwendung verschiedener Biomassen zu optimieren. Die Verkohlungstemperatur ist entscheidend f\u00fcr die Porenverteilung, Oberfl\u00e4che und Adsorptionseigenschaften der Holzkohle. Die Porosit\u00e4t nimmt mit der Temperatur zu, aber die funktionellen Gruppen ab. In diesem Zusammenhang ist es wichtig, die Mechanismen der verbesserten N\u00e4hrstoffspeicherkapazit\u00e4t von B\u00f6den mit Holzkohle zu verstehen. Die Energieproduktion aus Ernter\u00fcckst\u00e4nden w\u00fcrde den Konsum fossiler Brennstoffe und damit den CO2<\/sub>-Aussto\u00df reduzieren. Viele l\u00e4ndliche Regionen k\u00f6nnten neue Einkunftsquellen erschlie\u00dfen. Die Holzkohle als Nebenprodukt f\u00fchrt N\u00e4hrstoffe zur\u00fcck, verbessert die B\u00f6den und sequestriert Kohlenstoff. <\/p>\n

“Black is the new green” betitelte das Magazin Nature einen Artikel und betont damit das globale Potential der Holzkohle. Johannes Lehmann (Cornell University<\/a>) sch\u00e4tzt, dass bis zu 12% der globalen durch Landnutzung verursachten CO2<\/sub>-Emissionen mit “slash and char” als Alternative zur Brandrodung verhindert werden k\u00f6nnten. Die Verwendung von Abf\u00e4llen aus der Land- und Forstwirtschaft w\u00fcrde weitere 0.16 Petagramm (0.16 x 1015<\/sup> Gramm) Kohlenstoff pro Jahr hinzuf\u00fcgen. <\/p>\n

Die beschriebene Mixtur an Triebkr\u00e4ften und Technologien hat das Potential, gro\u00dfe globale Probleme wie den Klimawandel, Verlust der Biodiversit\u00e4t (Brandrodungen in den Tropen), Landflucht, Abh\u00e4ngigkeit von nichterneuerbaren Ressourcen (fossiler Energie) und Bodendegeneration zu mildern.

Weiterf\u00fchrende Literatur<\/b><\/p>\n