Pflan­zen­kohle: Umwelt­freund­lich und viel­seitig einsetzbar

Pflan­zen­kohle entsteht durch die Verkoh­lung von Biomasse. Die Biomasse – z.B. Grün­schnitt, Sieb­reste oder Obst­kerne – wird dafür entweder in tradi­tio­nellen Kohlemei­lern oder in modernen Pyro­ly­se­an­lagen mit geringer Sauer­stoff­zugabe karbo­ni­siert, also nicht verbrannt, sondern bei gerin­geren Tempe­ra­turen ther­misch behan­delt. Bei modernen Indus­trie­ver­fahren wie dem PYREG-Verfahren entsteht so schad­stoff­freie, hoch­po­röse Pflan­zen­kohle. Je nach Verede­lungs­stufe kann die Pflan­zen­kohle in folgenden Berei­chen einge­setzt werden.

Sie wird vom Markt nach­ge­fragt als

  • Natür­li­cher Boden­ver­bes­serer (fördert den Nähr­stoff- & Wasser­ge­halt sowie Humus­aufbau)
  • Natür­liche Futter­mit­tel­zu­gabe (in Form von Futter­kohle; verbes­sert die Tier­ge­sund­heit)
  • Additiv im Biogas­pro­zess (verbes­sert den Gaser­trag)
  • Natür­li­ches Stal­l­ein­streu (verbes­sert das Stall­klima & redu­ziert den Mate­ri­al­auf­wand)
  • Natür­li­cher Hilfs­stoff für die Kompos­tie­rung (bindet Nähr­stoffe & redu­ziert Klima­gase)
  • Filter­mittel (in Form von Aktiv­kohle oder akti­vierter Pflan­zen­kohle)
  • Kosmetik & Arznei­mit­tel­zu­satz (in Form von Aktiv­kohle oder akti­vierter Pflan­zen­kohle)

Absolut klima­freund­lich: Pflan­zen­kohle verbes­sert die CO2-Bilanz

Neben den viel­fa­chen Verwen­dungs­mög­lich­keiten von Pflan­zen­kohle hat die „grüne Kohle“ einen weiteren entschei­denden Vorteil: Sie wird in modernen Pyro­ly­se­ver­fahren wie dem PYREG-Verfahren auf äußerst umwelt­freund­liche Art und Weise gewonnen (Verwen­dung von Rest-Biomassen, ener­gie­ef­fi­zi­entes Verfahren, gezielte Steue­rung der Prozess­pa­ra­meter, Hygie­ni­sie­rung & Schad­stof­feli­mi­nie­rung…) und bindet zusätz­lich den größten Teil des enthal­tenen Kohlen­stoffs. Das heißt, der Kohlen­stoff geht bei der Karbo­ni­sie­rung nicht wie bei der Verbren­nung als CO2 in die Luft, sondern wird in der Pflan­zen­kohle stabil gebunden und so der Atmo­sphäre entzogen.

Macht es besser: Pflan­zen­kohle im Boden

Pflan­zen­kohle wurde in den letzten Jahren als natür­li­cher Boden­ver­bes­serer wieder­ent­deckt. Denn schon vor Tausenden Jahren wussten die Indos um die entschei­dende, frucht­bare Wirkung der „Terra Preta“,  den frucht­baren, tief­schwarzen Boden im Amazo­nas­ge­biet. Diese „schwarze Erde“ entstand durch die Bewirt­schaf­tung der Indios, die den nähr­stoff­armen Boden mit einem kompos­tierten oder fermen­tierten Gemisch anrei­cherten, das aus Pflan­zen­resten, Dung sowie mensch­li­chen Fäka­lien bestand und Kohle aus den Herd­stellen enthielt.

Denn Pflan­zen­kohle alleine ist noch kein Dünger. Sie ist hoch­porös und besitzt eine Ober­fläche von 200-500 m² pro Gramm. Sie ist viel­mehr ein Schwamm, der bis zur fünf­fa­chen Menge seines Eigen­ge­wichts an Wasser und gelösten Nähr­stoffen aufnehmen kann. Diese Eigen­schaft wird auch durch die Adsorp­ti­ons­ka­pa­zität (AK) beschrieben. Sie hängt sowohl von der pyro­ly­sierten Biomasse als auch von den Pyro­ly­se­be­din­gungen des Karbo­ni­sie­rungs­ver­fahren ab.

Um den glei­chen Effekt wie im Amazonas zu errei­chen, muss die Pflan­zen­kohle zunächst „akti­viert“ werde. Dies bedeutet, sie muss mit Nähr­stoffen und Bodenlebewesen/Mikroorganismen ange­rei­chert werden, was beispiels­weise mit der Kompos­tie­rung erreicht werden kann. Wird reine Pflan­zen­kohle in den Boden gebracht, entzieht sie ihrer Umge­bung das Wasser sowie die darin gelösten Stoffe und hat so genau den gegen­tei­ligen Effekt.

Pflan­zen­kohle gibt es in verschie­denen Quali­täts­stufen: Hier zu sehen sind (von links nach rechts) Aktiv­kohle, Futter­kohle und Pflan­zen­kohle für die Boden­an­wen­dung.

PFLAN­ZEN­KOHLE IN DER ANWEN­DUNG

Pflan­zen­kohle braucht nicht den ganz großen Auftritt. Sie entfaltet ihre Wirkung auch im Kleinen, wie dem eigenen Garten oder Balkon­kasten. Jeder kann seinem Boden und gleich­zeitig dem Klima Gutes tun.

Pflan­zen­kohle allein macht noch keinen guten Garten­boden. Eine Hand­voll gesunde Erde enthält mehr Lebe­wesen als Menschen auf dem Planeten leben: Bakte­rien, Geißel- und Wimper­tier­chen, Pilze, Algen, Würmer, Käfer, Larven, Schne­cken, Spinnen, Asseln… Pflan­zen­kohle bietet diesen kleinen Orga­nismen Raum zum Leben (vgl. Scheub, Piplow, Schmidt 2015: Terra Preta). Sie lockert die Garten­erde auf, macht sie durch­lässig für Wasser und Sauer­stoff und gibt die gespei­cherten Nähr­stoffe langsam und konti­nu­ier­lich ab.

Damit Pflan­zen­kohle im Boden wirkt, sollte sie am besten mit dem klas­si­schen Kompost aus Garten- und Küchen­ab­fällen gemischt werden – im unge­fähren Verhältnis 5 (Kompost) : 1 (Pflan­zen­kohle). Anschlie­ßend sind noch ein paar Wochen Geduld gefragt, bis die Mischung vererdet ist. Kompos­tieren klappt übri­gens auch hervor­ra­gend in gesta­pelten kleinen Gitter­kisten auf dem Balkon.

Ein gesunder Boden enthält bis zu zehn Prozent Humus. Heute sind es in der Regel ledig­lich zwei bis drei Prozent.“ (Fredy Abächerli, Geschäfts­führer der Verora GmbH & Kurs­leiter für Boden­aufbau, Humus­ma­nage­ment und Kompos­tie­rung)

Eine intakte Humus­schicht spei­chert sowohl Nähr­stoffe als auch Wasser und große Mengen des Klima­gases CO2. Pflan­zen­kohle hilft dabei. Mit einer Ober­fläche von teil­weise 200-500 m² pro Gramm und ihrer hohen Poro­sität vermag die Pflan­zen­kohle bis zur fünf­fa­chen Menge ihres Eigen­ge­wichts an Wasser und den darin gelösten Nähr­stoffen aufzu­nehmen. Da die „grüne Kohle“ abbau­stabil ist, verrottet sie nicht und hilft entschei­dend beim Humus­aufbau.

Land­wirte haben mit Pflan­zen­kohle die Möglich­keit, ihre Böden aufzu­werten, Geld für Dünger zu sparen und zusätz­lich Gutschriften aus Emis­si­ons­zer­ti­fi­katen zu erhalten.

Weitere Vorteile:

  • Weniger Gestank
  • Nitrat­be­las­tungen im Boden und Grund­wasser werden erheb­lich redu­ziert
  • Die Entste­hung von klima­schäd­li­chen Gasen wird erheb­lich redu­ziert.
  • Die Boden­ver­saue­rung geht zurück
  • Der Humus­aufbau wird gestärkt
  • Pflan­zen­ver­füg­bare Nähr­stoffe bleiben wesent­lich länger verfügbar
  • Der Bedarf an zusätz­li­chem Dünger redu­ziert sich erheb­lich

Der Einsatz von Pflan­zen­kohle hat im Wein­berg gleich mehrere Vorteile. Pflan­zen­kohle lockert die Erde auf, macht sie durch­lässig für Wasser und Sauer­stoff. Wich­tige Mikro­or­ga­nismen siedeln sich an. Die Boden­frucht­bar­keit verbes­sert sich nach­weis­lich. Zudem ist Pflan­zen­kohle dank ihrer riesigen Ober­fläche ein hervor­ra­gender Spei­cher für Nähr­stoffe und Wasser. Extreme Witte­rungs­be­din­gungen wie wochen­langen Trocken­stress und anschlie­ßende sinn­flut­ar­tige Regen­fälle können die Wein­reben damit deut­lich besser über­stehen.

Auch hat sich Pflan­zen­kohle als umwelt­freund­li­cher und effek­tiver Träger für Wirt­schafts­dünger bewährt. Pflan­zen­kohle verrin­gert Nähr­stoff­aus­wa­schungen und umwelt­schäd­liche Emis­sionen. Nicht zuletzt ist der Einsatz von Pflan­zen­kohle im Wein­berg ein wich­tiger Beitrag zum Klima­schutz: Mit Pflan­zen­kohle wird Kohlen­stoff aus der CO2-über­las­teten Atmo­sphäre zurück in den Boden gebracht.

Pflan­zen­kohle kann den Biogas-Ertrag deut­lich verbes­sern. Die Gründe dafür liegen zum einen in der Beschaf­fen­heit der Pflan­zen­kohle: Durch ihre poröse Struktur und große Ober­fläche bindet sie Stör­stoffe und stabi­li­siert dadurch den Biogas­pro­zess. Zudem können die Substrate im Fermenter effek­tiver abge­baut werden, da die Mikro­or­ga­nismen in der Pflan­zen­koh­le­ma­trix besser geschützt sind.

Doch auch in Sachen Klima­schutz hat die Pflan­zen­kohle für den Biogas-Prozess einige Vorteile zu bieten. Wird dem Gärrest Pflan­zen­kohle zuge­setzt, redu­zieren sich die Nähr­stoff­ver­luste und klima­schäd­li­chen Methan­gas­ver­luste. Wird der Gärrest karbo­ni­siert, lässt sich daraus hoch­wer­tige Pflan­zen­kohle herstellen und der im Gärrest enthal­tene Kohlen­stoff wird lang­fristig gebunden. Das schützt nicht nur die Umwelt, sondern sorgt auch für eine deut­lich verbes­serte Wirt­schaft­lich­keit des Gaspro­duk­tions-Prozesses.

In Europa werden 90% der Pflan­zen­kohle zuerst in der Tier­hal­tung einge­setzt (vgl. Gerlach et. al, Ithaka Journal 1/2012). Pflan­zen­kohle findet hier Anwen­dung u.a. in der Silage, als Futter­mittel, in der Einstreu, zur Gülle­be­hand­lung oder als Kompost­zu­satz.  Pflan­zen­kohle verbes­sert dabei die Tier­ge­sund­heit, mindert Geruchs­be­läs­ti­gungen, opti­miert die Qualität des Wirt­schafts­dün­gers und redu­ziert klima- und umwelt­schäd­liche Verluste von Nähr­stoffen.

Gesi­cherte Qualität: Das Euro­päi­sches Quali­täts­siegel EBC

Gerade deshalb unter­liegt Futter­kohle einer strengen Quali­täts­über­wa­chung. Sie muss frei von Toxinen sein, insbe­son­dere müssen alle Teer­stoffe und deren Deri­vate voll­ständig ausge­trieben sein. Nicht zuletzt sind Schwer­me­talle im Tier­futter uner­wünscht, weshalb auch das Rohma­te­rial sorg­fältig ausge­sucht werden muss. Um einen Quali­täts­stan­dard zu defi­nieren, wurde das Euro­päi­sche Pflan­zen­kohle Zerti­fikat (EBC, European Biochar Certi­fi­cate) ins Leben gerufen, welches die Stan­dards für hoch­wer­tige Pflan­zen­kohle setzt.

Beson­ders nach­haltig: Die Kaska­den­nut­zung der Pflan­zen­kohle

Wirt­schaft­lich inter­es­sant ist die Kaska­den­nut­zung der Pflan­zen­kohle in der Tier­hal­tung und im Dünge­ma­nage­ment, wo vor allem die Adsorp­ti­ons­fä­hig­keit der Pflan­zen­kohle eine heraus­ra­gende Rolle spielt.

Erste Stufe: Silage

Zu Beginn wird Pflan­zen­kohle der Silage beigemischt, womit die Bildung von Myco­to­xinen verhin­dert wird. Gleichsam werden Pesti­zide fixiert und die Bildung von Butter­säure unter­bunden, was zu dem Ergebnis führt, dass die Fermen­ta­tion sauberer abläuft und sich die Futter­qua­lität merk­lich verbes­sert.

Zweite Stufe: Verdau­ungs­pro­zess

Die Pflan­zen­kohle gelangt dann über die Silage ins Futter und sorgt für eine verbes­serten Verdau­ungs­pro­zess der Tiere. Die Futter­auf­nahme wird erhöht, was eine Gewichts­zu­nahme zur Folge hat. Ebenso wird dadurch die Entste­hung von Klima­gasen vermin­dert.

Dritte Stufe: Stall­hy­giene

Die Pflan­zen­kohle wird zusätz­lich der Einstreu unter­ge­mischt, wodurch die flüs­sigen Nähr­stoffe gebunden und Ammo­ni­ak­emis­sionen vermin­dert werden. Fäulnis wird redu­ziert, was wiederum die Stall­hy­giene verbes­sert. Bereits nach wenigen Tagen vermin­dert sich die Geruchs­be­las­tung merk­lich. Auch muss nicht mehr so oft ausge­mistet werden, was den Zeit- und Mate­ri­al­auf­wand redu­ziert.

Vierte Stufe: Gülle/Mist

Pflan­zen­kohle kann auch in die Gülle einge­mischt, wodurch flüch­tige Nähr­stoffe gebunden und das mikro­bi­elle Milieu verbes­sert werden. So lassen sich Nähr­stoff­ver­luste redu­zieren, was die Dünge­wir­kung der Gülle verbes­sert. Zudem wird die Gülle nahezu geruchs­frei.

Fünfte Stufe: Acker

Nach der Absorp­tion der Gülle (Fest-Flüssig-Tren­nung) werden die Fest­stoffe zusammen mit dem Tret­mist kompos­tiert, wodurch dank des hohen Anteils an Pflan­zen­kohle wert­volle Schwarz­erde entsteht. Durch die Einar­bei­tung dieser Schwarz­erde und der stabi­li­sierten Flüs­sig­gülle in den Boden verbes­sert sich die Wasser­hal­te­fä­hig­keit, die Filter­leis­tung und die Belüf­tung der Böden, was eine höhere Frucht­bar­keit nach sich zieht. Boden­ver­saue­rung wird vorge­beugt, die Auswa­schung von Dünge­mit­teln und Pesti­ziden ins Grund­wasser redu­ziert.

Die Vorteile auf einen Blick:

  • Ein verbes­serter Gesund­heits­zu­stand und eine gestei­gerte Vita­lität der Tiere
  • Erhö­hung der Futter­ef­fi­zienz
  • Zunahme der Futter­auf­nahme
  • Gewichts­zu­nahme
  • Stär­kung des Immun­sys­tems
  • Stei­ge­rung der Milch­qua­lität bei Kühen durch erhöhte Euter­ge­sund­heit
  • Vermin­de­rung von Durch­fällen und Klauen- und Fußbal­len­krank­heiten
  • Zunahme der Eier­pro­duk­tion und Eier­qua­lität bei Geflügel
  • Verbes­se­rung der Fleisch­qua­lität
  • Rück­gang der Morta­li­täts­rate
  • Deut­liche Zunahme der Milch­in­halts­stoffe
  • Verbes­serte Stall­hy­giene und gerin­gerer Mate­ri­al­auf­wand
  • Enorme Geruchs­re­duk­tion der Gülle
  • Verrin­ge­rung der Arznei- und Tier­arzt­kosten

Die Verwen­dungs­mög­lich­keiten von Pflan­zen­kohle (pyro­ly­tisch erzeugte Biomas­se­kar­bo­ni­sate) sind äußerst viel­fältig. Auch in indus­tri­ellen Prozessen hat sie zahl­reiche posi­tive Effekte zu bieten. Allen voran in Form von Aktiv­kohle (Adsorp­ti­ons­mittel) im Bereich der Wasser-, Gas- und Luft­rei­ni­gung, aber auch als Reduk­ti­ons­mittel in metall­ur­gi­schen Prozessen wird der akti­vierten Pflan­zen­kohle großes Poten­tial beschei­nigt. In der Zement­in­dus­trie kann Pflan­zen­kohle als Zusatz/Ersatzstoff ebenso zum Einsatz kommen wie bei der Herstel­lung von Baustoffen.

Nicht zuletzt kann Pflan­zen­kohle durch die Substi­tu­tion von fossilen Ener­gie­trä­gern und damit zur Verbes­se­rung des CO2-Fußab­dru­ckes punkten (zum Weiter­lesen für Pflan­zen­kohle in Indus­trie­an­wen­dungen: Weber 2016, Biokohle. Herstel­lung, Eigen­schaften und Verwen­dung von Biomas­se­kar­bo­ni­saten, p. 279–282).

Macht Stadt­bäume wider­stands­fä­higer: Pflan­zen­kohle im Pflanz­sub­strat

In Deutsch­land werden jähr­lich Millionen von Bäumen neu gepflanzt. Je nach Standort stehen junge Bäume zuneh­mend unter Stress. Zu enge Pflanz­gruben schränken ihr Wurzel­wachstum ein, Boden­ver­dich­tungen verhin­dern eine ausrei­chende Sauer­stoff- und Wasser­ver­sor­gung des Baums. Daneben leiden viele Bäume an den klima­ti­schen Verän­de­rungen mit zuneh­mendem Trocken­stress im Sommer und stei­genden Durch­schnitts­tem­pe­ra­turen sowie häufi­geren Extrem­wet­ter­er­eig­nissen.

Einige Groß­städte wie Stock­holm, Melbourne oder Toronto sind deshalb dazu über­ge­gangen, ihre Bäume in Misch­sub­strate aus Kies und Pflan­zen­kohle zu pflanzen. Pflan­zen­kohle ist nicht nur viel poröser als Sand oder Ton, sie wird auch nicht so schnell biolo­gisch abge­baut oder verdichtet sich wie beispiels­weise Torf. Die hohe Poro­sität der Pflan­zen­kohle fördert den Gasaus­tausch und die Wasser­hal­te­ka­pa­zität an den Wurzeln und sorgt insge­samt mit ihrer hohen Durch­läs­sig­keit für eine verbes­serte Wurzel­durch­drin­gung.