Pflanzenkohle als Kohlenstoffsenke
Pflanzen bestehen in ihrer Trockenmasse etwa zur Hälfte aus Kohlenstoff, den sie während ihres Wachstums durch die Photosynthese der Atmosphäre entzogen haben. Wird die Pflanze nach ihrem Absterben zersetzt, gelangt der Kohlenstoff in Form von CO2 in die Atmosphäre zurück. Um das zu verhindern, kann die Biomasse pyrolysiert, also unter Luftabschluss bei mindestens 400 °C thermisch behandelt werden. Dabei wird rund 30−50 Prozent des pflanzlichen Kohlenstoffs in stabile molekulare Strukturen umgewandelt. Pflanzenkohle entsteht auch natürlicherweise bei Vegetationsbränden. Ihre mittlere Verweildauer beträgt in Böden 1440 bis 14 500 Jahre.
Die Herstellung von Pflanzenkohle aus landwirtschaftlich erzeugter Biomasse entzieht der Atmosphäre CO2 und kann so zur Begrenzung des Klimawandels beitragen. Bei einer konsequenten Verarbeitung der Reststoffe aus Land- und Forstwirtschaft zu Pflanzenkohle könnten bis zum Jahr 2050 jährlich bis zu 4 Millionen t CO2eq sequestriert und somit 80 % der dann voraussichtlich noch verbleibenden Treibhausgasmissionen der Schweiz kompensiert werden.
Höhere Bodenfruchtbarkeit, geringere Emissionen
Bekannt für die positiven Eigenschaften der Pflanzenkohle sind die traditionellen Terra-Preta-Böden im Amazonasgebiet, die durch grosse Erträge auffallen. Auch bei uns kann Pflanzenkohle in der Landwirtschaft als Bodenverbesserer und Trägerstoff für Düngemittel sowie als Futterzusatz, Stalleinstreu und Gülleadditiv verwendet werden. Die internationale Forschung bestätigt in einer Vielzahl von Studien, dass sie den Ertrag, die Wurzelmasse, die mikrobielle Aktivität, den Aufbau organischer Bodensubstanz sowie die Wassernutzungseffizienz erhöhen und Treibhausgasemissionen je Hektare um etwa 30 % reduzieren kann. Allein durch diese Emissionsreduktion könnten in der Schweiz mit Pflanzenkohle ca. 8,6 % der landwirtschaftlichen und damit rund 1,2 % der gesamten Treibhausgas-Emissionen eingespart werden.
In der Schweiz dient Pflanzenkohle vor allem dem Klimaschutz
Die höchsten Ertragszunahmen mit reiner Pflanzenkohle lassen sich in sauren, tropischen Böden, die arm an organischer Bodensubstanz sind, erzielen. Für die Schweiz ist eher die Anwendung von Pflanzenkohle basierter Düngung empfohlen. Hierbei wird Pflanzenkohle mit organischen oder mineralischen Düngern beladen und in die Wurzelzone von Pflanzen eingebracht, was insbesondere in Sonderkulturen Ertragszuwächse verspricht. Der potenziell höchste Nutzen der Pflanzenkohle-Anwendung in der Schweiz liegt eher im Klimaschutz, in der Verbesserung der bodenmikrobiologischen Aktivität und der Wasserverfügbarkeit für die Pflanzen sowie in der Reduktion der Nitratauswaschung.
Pflanzenkohle wird derzeit vor allem in der Tierhaltung als Futterzusatz wirtschaftlich eingesetzt. Deshalb wird der Eintrag hauptsächlich über die Hofdünger erfolgen, die vor allem auf Weideland, auf Kunstwiesen und im Getreideanbau ausgebracht werden.
Zulassung der Herstellung aus Reststoffen nötig
Bisher wird in der Schweiz nur unbehandeltes Holz als Ausgangsmaterial für Pflanzenkohle bewilligt. Qualitativ hochwertiges Holz aus Wäldern sollte aus Perspektive des Klimaschutzes und der Bioökonomie jedoch zunächst als Baumaterial verwertet werden, um fossile oder energieintensiv zu erzeugende Stoffe wie Stahl, Beton oder Kunststoffe zu ersetzen. Der Pyrolyse sollten prioritär sekundäre Stoffe und jene Biomassen zugeführt werden, die nicht stofflich verwertet werden können. Pflanzenkohlen aus nicht-holzigen Biomassen wie Stroh hätten auch agronomische Vorteile, z.B. einen höheren Mineralstoffanteil und grössere Makroporen, welche die mikrobielle Besiedlung verbessern. Deshalb sollte geprüft werden, Reststoffe aus der land- und forstwirtschaftlichen Produktion als Ausgangsstoff für die Pflanzenkohle-Herstellung zu autorisieren.
Nur zertifizierte Pflanzenkohle verwenden
Während der Pyrolyse werden organische Schadstoffe in Form von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) gebildet. Wird die Pyrolyse nicht richtig durchgeführt, können sich diese auf und in der Pflanzenkohle absetzen. Daher ist auf die in der Schweiz geltenden Zertifizierungsvorschriften nach dem Europäischen Biochar-Zertifikat (EBC) zu achten.
Quelle: Agroscope
