Polytechnik

Dauerhaftigkeit: Der entscheidende Faktor für die Kohlenstoffbindung

Eine der zentralen Fragen in der Diskussion um Biokohle ist die Stabilität des gebundenen Kohlenstoffs. Wie lange bleibt dieser Kohlenstoff gebunden, bevor er als CO₂ wieder in die Atmosphäre zurückkehrt? In der Regel geht man von einer Stabilität von mindestens 100 Jahren aus. Doch welche Faktoren beeinflussen diese Dauerhaftigkeit?

Temperatur und Verweilzeit als Einflussgrößen

Die Biomasse wird in einem speziellen thermischen Reaktor „geröstet“. Die Details der thermischen Behandlung (= „Röstung“) d.h. die Verarbeitungstemperatur und die Verweilzeit im Reaktor) beeinflussen die Struktur der Biokohle entscheidend. Bei höheren Temperaturen und längeren Verweilzeiten (= „dunkle Röstung“) entsteht eine Biokohle mit hohem Kohlenstoffgehalt (Cfix) und wenig flüchtigen Bestandteilen. Biokohle mit einem hohen Cfix-Wert ist stabiler und reaktiver, was ihre Langzeitstabilität erhöht. Temperaturen über 500 °C führen zu Cfix-Werten von über 80 %, was sie besonders geeignet für langfristige CO₂-Bindung macht.

Verschiedene Technologien zur Herstellung von Biokohle

Zur Herstellung von Biokohle gibt es marktreife Verfahren, die auf verschiedenen Temperaturen basieren. Jede dieser Technologien erzeugt eine Biokohle mit unterschiedlichem Cfix-Gehalt und unterschiedlichen chemischen Eigenschaften, die entscheidend für die spätere Anwendung sind.

Die Zukunft der Biokohle: Ein nachhaltiges Mittel zur CO₂-Reduzierung?

Die Diskussion über Biokohle als nachhaltiges Mittel zur CO₂-Vermeidung, sowie CO₂-Abschneidung und -Speicherung ist in vollem Gange. Da Biokohle aus Biomasse und landwirtschaftlichen Rückständen hergestellt wird, die atmosphärisches CO₂ binden, bietet sie enormes Potenzial zur CO₂-Reduktion. Als vielseitiges Material erweist sich Biokohle als echter Alleskönner, je nachdem, wo und wie sie eingesetzt ist.

Option A: Feuer frei für Biokohle als Energiequelle!
Biokohle kann fossile Kohle ersetzen verbrannt werden, um Energie zu gewinnen. Das klingt im ersten Moment vielleicht überraschend. Aber durch den Einsatz von Biokohle wird der Verbrauch von fossiler Kohle reduziert und damit wird CO₂ eingespart. Biokohle kann in verschiedenen Bereichen als Ersatz dienen:

• Die Industrie heizt ein: In der Metallurgie, zum Beispiel bei der Herstellung von Stahl, kann Biokohle als Reduktionsmittel eingesetzt werden. Das hilft, den CO₂-Ausstoß zu senken.
• Kraftwerke im Wandel: Biokohle kann in Heizkraftwerken, Zementwerken und sogar in Kohlekraftwerken anstatt fossiler Kohle verbrannt werden. Das ist ein Schritt in Richtung einer klimafreundlicheren Energieversorgung.
• Grillen mit gutem Gewissen: Biokohle-Briketts sind eine tolle Alternative zu Holzkohle und herkömmlichen Briketts.

Option B: Biokohle als langfristiger CO₂-Speicher – der Boden macht’s möglich!
Die wirklich spannende Anwendung von Biokohle ist aber die langfristige Speicherung von CO₂. Und das funktioniert am besten, wenn sie nicht verbrennt, sondern in den Boden gebracht wird. Warum?

• Bodenverbesserung mit Klimaeffekt: Biokohle verbessert die Fähigkeit des Bodens, Wasser und Nährstoffe zu speichern. Das macht den Boden fruchtbarer und sorgt gleichzeitig dafür, dass CO₂ langfristig gebunden wird.
• Nachhaltiges Bauen mit Biokohle: Beton, Asphalt oder Ziegel können mit Biokohle versetzt werden. So wird Kohlenstoff in Baumaterialien gespeichert und der ökologische Fußabdruck des Bauens reduziert.
• Kompost-Turbo mit Biokohle: Die Zugabe von Biokohle zu Kompost reduziert nicht nur Methanemissionen, sondern sorgt auch dafür, dass der Kohlenstoff im Kompost stabilisiert und langfristig im Boden gespeichert wird.

Was wird sich durchsetzen Biokohle als Energiequelle oder als CO₂-Speicher? Das hängt ganz davon ab, was wir erreichen wollen. Brauchen wir kurzfristig eine Alternative zu fossilen Brennstoffen oder wollen wir langfristig CO₂ aus der Atmosphäre holen? Die Antwort auf diese Frage wird die Zukunft der Biokohle maßgeblich bestimmen. Es bleibt spannend zu sehen, welcher diese vielversprechenden Ansätz sich verstärkt durchsetzen wird.

Harald Fuchs, Leiter BU Torrefaction & Carbonisation

* In Industrie, Medien und Wissenschaft sind Begriffe wie Biokohle, Holzkohle, karbonisierte oder torrefizierte Biomasse und Pflanzenkohle allgegenwärtig. Doch bezeichnen sie das Gleiche? Um Verwirrung zu vermeiden, verwenden wir in diesem Beitrag den Oberbegriff „Biokohle“.