Pflanzenkohle

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Pflanzenkohle, auch Biokohle (engl. biochar), entsteht durch Pyrolyse von Biomasse und ist eine Form von Holzkohle. Sie ist ebenso sehr leicht, porös und schwarz gefärbt durch die Verkohlung. Der in der Pflanzenkohle gespeicherte Kohlenstoff ist stabil und kann in dieser Form über Tausende von Jahren im Boden gespeichert werden.

Entdeckt wurde die Pflanzenkohle durch die Entdeckung der Terra Preta im Amazonasgebiet, einer dunklen und sehr fruchtbaren Erde. Bei genauerer Untersuchung zeigte sich, dass sie einen hohen Anteil an Pflanzenkohle enthält. Das Besondere an dieser Erde ist, dass sie im Gegensatz zur sonst im Regenwald verbreiteten Erde auch nach langer Nutzung ihre Fruchtbarkeit nicht verliert.

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Anwendung

Kohlenstoffspeicherung: Beim Herstellungsprozess wird zwar auch CO2 freigesetzt, etwa bis zu 50% des in der Biomasse enthaltenen Kohlenstoffs. Der verbleibende Kohlenstoff befindet sich aber in einer sehr dauerhaften Form, die über Tausende von Jahren im Boden gespeichert werden kann.

Bodenverbesserung: Die Vorteile zur Bodenverbesserung zeigen sich insbesondere in den tropischen Gebieten, sollen hingegen in den gemässigten Regionen weniger ausgeprägt sein. Die poröse Struktur ist nützlich zur Rückhaltung von Wasser und wasserlöslichen Nährstoffen. Gemäss Elaine Ingham ist die Kohle zudem nützlich als Lebensraum für Mikroorganismen.^{[1] (http://www.needfire.info/home/interview-with-dr-elaine-ingham)} Wenn die Pflanzenkohle mit guten Mikroorganismen aufgeladen werde, könnten diese dem Boden und der Pflanzengesundheit zugute kommen. Weiters hilft die Kohle gegen Bodenversauerung, sie hilft Pflanzen mit hohem Kalium-Bedarf, sie reduziert das Auswaschen von Nährstoffen, reduziert den Bewässerungs- und Düngungsbedarf. Die Wirkung der Pflanzenkohle ist abhängig einerseits von der verwendeten Menge und andererseits von der Qualität und Eigenschaften der Kohle. Je nach Herstellungsverfahren kann die Kohle unterschiedlich porös sein und damit mehr oder weniger Hohlräume und Oberfläche und damit verbunden bessere oder weniger gute Eigenschaften haben.

Um die Erträge merklich zu steigern werden 2,5-20 Tonnen Pflanzenkohle pro Hektare empfohlen. Bei Kosten von etwa 300 bis 7000 Dollar pro Tonne sind die Kosten für den Landwirt relativ teuer. Es muss dabei allerdings berücksichtigt werden, dass die Kohle im Boden langfristig verbleibt und nicht mit regelmässigen Folgekosten verbunden ist.

Wasserrückhaltung: Pflanzenkohle ist hygroskopisch durch ihre grosse Porösität und ihre hohe Oberfläche. Neben Wasser kann sie auch Dünger, Mineralstoffe oder Mikroorganismen speichern, welche den Pflanzen bei der Ernährung helfen können.

Tierfutterbeisatz: Als Beisatz für das Tierfutter gelangt die Kohle in den Verdauungstrakt der Tiere und wird dort mit Mikroorganismen angereichert. Der Dung enthält dadurch die wertvolle Pflanzenkohle. Zudem hat die Pflanzenkohle auch positive Eigenschaften für die Tiergesundheit beim Fressen und Verdauuen. Einen ähnlichen Nutzen hat auch die Beimischung der Tierstreu, wenn diese sich mit dem Exkrementen vermischt, bindet die Kohle Mikroorganismen, Nährstoffe und verhindert unter anderem dadurch auch die Entstehung von Gerüchen und fördert ein Millieu, das krankheitsfördernde Mikroorganismen hemmeen kann.

Energiequelle: Bei der Herstellung von Pflanzenkohle wird durch die Pyrolyse Wasserstoff abgespaltet, der als Gas verbrannt werden kann und ein Energieträger ist. Da der Kohlenstoff selbst nicht verbrannt wird, nutzt man nur einen Teil der in der Biomasse enthaltenen Energie. Zudem sind für die Pyrolyse hohe Temperaturen nötig (etwa 400-800, je nach dem bis zu 1000 °C), was bedeutet, dass für die Ingangsetzung der Verkohlung relativ viel Energie aufgewandt werden muss und es braucht entsprechend relativ viel Material, um daraus entsprechende Mengen an Energie zu gewinnen. Daher ist die Energienutzung vorallem bei grösseren Anlagen interessant.

Ferner ist die Pflanzenkohle interessant in Ländern, die viel Biomasse haben, zur Erzeugung einer nachhaltigen Energiequelle, die Holz und fossile Treibstoffe ersetzen kann. Die Kohle kann beispielsweise durch Holz hergestellt werden, das durch regelmässiges Abholzen (auf Stock setzen) und nachwachsen lassen auf nachhaltige Weise gewonnen werden kann. Die Kohle kann dann anstatt Brennholz von der Lokalbevölkerung genutzt werden. Eine andere Möglichkeit ist die Herstellung einer kohlehaltigen Flüssigkeit (Slurry, Kohle-Schlamm), die aus feiner Kohle gemischt mit Wasser besteht, die als Alternative zu Diesel zum Einsatz kommen kann.

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