Leopold Steinbeis, Geschäftsführer des Fachverbands Pflanzenkohle e.V.: Pflanzenkohle - die unterschätzte Kohlenstoffsenke
Datum: 15.02.2022
miterago: Herr Steinbeis, seit 2017 gibt es den Fachverband Pflanzenkohle e.V. , was war der Anlass zur Gründung des Fachverbands?
Leopold Steinbeis: Es gab seit 2010 bereits etliche Pioniere, die sich mit dem Thema Pflanzenkohle wissenschaftlich aber auch verfahrenstechnisch auseinandergesetzt hatten, aber jeder wurschtelte mehr oder weniger alleine vor sich hin. Nachdem Susanne Veser 2011 Pflanzenkohle für sich als Schlüsseltechnologie zur Begegnung der Klimakrise entdeckt hatte, wurde ihr bald darauf klar, dass man sich in Form eines Verbandes zusammenschließen muss, um gemeinsam neben der bestmöglichen Nutzung von Schwarmintelligenz zum Thema auch eine größere Strahlkraft gegenüber Entscheidungsträgern zu entfalten. Und so wurde der Fachverband auf ihre Initiative hin gegründet und setzt sich seitdem als Partner für Wissenschaft, Praxis, technische Anlagenentwickler und politische Entscheidungsträger für den Einsatz von Pflanzenkohle und den CO2-Entzug aus unserer Atmosphäre ein.
miterago: Was genau ist Pflanzenkohle und wie unterscheidet sie sich von Holz- oder Grillkohle, die ja auch aus holzigem Material, also einem nachwachsenden Rohstoff stammen?
Leopold Steinbeis: Pflanzenkohle (PK) ist der Sammelbegriff für verkohlte Biomasse die im Pyrolyse-Verfahren hergestellt wurde. Holz- oder Grillkohlen sind somit im Grunde genommen eine Unterkategorie von Pflanzenkohle. Allerdings setzen wir uns allein für die stoffliche Verwendung der PK ein, anstatt sie einer thermischen Verwertung zuzuführen, denn uns geht es darum den in der Kohle gebundenen Kohlenstoff der Atmosphäre möglichst langfristig zu entziehen. Fachleute sprechen von einer echten Kohlenstoffsenke.
miterago: Wie wird Pflanzenkohle hergestellt und wo kann sie überall Anwendung finden?
Leopold Steinbeis: PK lässt sich aus nahezu allen Arten von Biomasse herstellen, indem die Biomasse unter Ausschluss von Sauerstoff erhitzt wird, bis die organischen Bestandteile gasförmig austreten. Dieses Synthesegas wird aus dem Prozess ausgeleitet und verbrannt, was einerseits die Prozesswärme liefert, um die Biomasse zu erhitzen und andererseits auch Restwärme bietet, die genutzt werden kann. Zurück bleibt rund 50% des im Ausgangsmaterial gespeicherten Kohlenstoffes in Form von Pflanzenkohle.
Pflanzenkohle lässt sich in unzähligen Bereichen einsetzen - die prominentesten Anwendungen sind in der Landwirtschaft, beispielsweise als Bodenhilfsstoff, als Düngemittelträger, als Futterzusatz in der Tierfütterung, als Stalleinstreu und zur Güllebehandlung. Pflanzenkohle lässt sich aber auch als Filtermaterial verwenden, oder als Zuschlagstoff in Baustoffen wie Asphalt oder Beton und und und. Allen diesen Anwendungsmöglichkeiten gemeinsam ist, dass der Kohlenstoff erhalten bleibt und nicht wieder als CO2 in die Atmosphäre zurückkehrt. Eine weitere Gemeinsamkeit ist, dass PK in jeder Anwendung zusätzliche Vorteile neben der reinen Kohlenstoffspeicherung bietet - Bodenverbesserung, Langzeitdüngungseffekt, gesteigertes Tierwohl, verminderte Emissionen, verbesserte Baustoffeigenschaften etc.
miterago: In Pflanzenkohle wird also Kohlenstoff aus Biomasse langfristig gebunden. Gewachsen ist die Biomasse durch die Photosynthese - dem Wachstumsprozess, bei dem Pflanzen CO2 aus der Luft aufnehmen und verarbeiten. Gibt es eine Faustformel, wie viel CO2 umgerechnet durch 1 kg Pflanzenkohle der Atmosphäre entzogen wurde?
Leopold Steinbeis: Ja, die gibt es. Allerdings muss man hierbei vorsichtig sein und ehrlich rechnen. Aus der chemischen Zusammensetzung des Kohlendioxids lässt sich ableiten, dass 1 t reiner Kohlenstoff 3,6 t CO2 bindet. Pflanzenkohle kann je nach Ausgangsmaterial ungefähr 60-90% Kohlenstoff enthalten. Soweit die Theorie. In der Praxis müssen in diese Rechnung aber unbedingt die Emissionen, die durch die PK-Herstellung verursacht wurden miteinberechnet werden - eine umfassende, ehrliche Ökobilanz. Das bedeutet, ich muss die Emissionen entlang des gesamten Lebenszyklus (Ernte, Transport, Pyrolyse, weitere Herstellungsschritte) sowie Kohlenstoffverlustraten berücksichtigen. Das verkleinert den Faktor deutlich und wir landen realistisch betrachtet bei einem Faktor zwischen 1,5 und 2,5 t CO2 pro t PK.
miterago: Stünde grundsätzlich ausreichend Biomasse für die Herstellung von Pflanzenkohle zur Verfügung, damit perspektivisch durch sie eine relevante CO2-Minderung in der Atmosphäre erreicht werden könnte? Der Weltklimarat erwähnt ja schon 2018 die Herstellung von Pflanzenkohle (S. 345) als mögliche Geoengineering-Maßnahme.
Leopold Steinbeis: Die kurze Antwort ist: ja! Etwas ausführlicher: Biomasse fällt oftmals als Reststoff an, der häufig ungenutzt bleibt, oder sogar kostenpflichtig entsorgt werden muss. Wir sprechen hier zum Beispiel von Reststoffen aus der Lebensmittelindustrie (bspw. Nussschalen oder Getreidespelzen), oder holzige Fraktionen aus Kompostwerken, die ausgesiebt werden, da sie nicht gut kompostieren. Auch in der Waldbewirtschaftung fallen Reststoffe an - Holzreste, Schadholz und so weiter. Auf kommunaler Ebene sind bislang weitgehend ungenutzte Biomassequellen im Bereich Grünschnitt aus Parkanlagen und Straßenbegleitgrün zu finden.
Grundsätzlich lässt sich Biomasse für die Pyrolyse aber auch gezielt produzieren, zum Beispiel auf Kurzumtriebsplantagen oder noch besser mit Agroforst-Systemen, die zusätzliche Vorteile hinsichtlich Biodiversität und Erosionsschutz bieten. Das Biomassepotenzial ist da, es muss nur erschlossen und der Pflanzenkohleproduktion zugeführt werden. Wenn sich die Produktion und der Einsatz von PK weltweit durchsetzt, kommen wir für diese Kohlenstoffsenken in den Gigatonnen-Bereich - und genau das brauchen wir, um unserer Klimaziele noch zu erreichen.
miterago: Als Kohlenstoffspeicher werden Ozeane, Wälder, Moore und Böden genannt, Pflanzenkohle fehlt da häufig. Hat die Pflanzenkohle auf der COP26 in Glasgow ausreichend Aufmerksamkeit erhalten?
Leopold Steinbeis: Ozeane, Wälder, Moore und Böden sind bei entsprechender Bewirtschaftung die natürlichen Kohlenstoffsenken mit dem größten Potential. Man spricht gerne von nature based solutions, die den Vorteil haben, dass die Natur quasi für den Menschen arbeitet. Der Nachteil ist, dass diese Lösungen nicht zuverlässig langlebig sind und die Kohlenstoffspeicher durch Klimawandel, Naturkatastrophen und menschliche Einflüsse schnell wieder vernichtet werden können.
Demgegenüber stehen technische Lösungsansätze wie das Direct Air Carbon Capture and Sequestration Verfahren (DACCS), das mit Filteranlagen im industriellen Maßstab CO2 aus der Luft filtern und dann speichern will. Wenn wir Biomasse zur Energiegewinnung verbrennen und das CO2 aus dem Abgasstrom abscheiden, dann nennt sich das BECCS (Bioenergy with Carbon Capture and Storage). Probleme treten hier im Zusammenhang mit dem Energiebedarf der Verfahren und der Zuverlässigkeit der Kohlenstoffspeicherung auf. Pflanzenkohle aus PyCCS (Pyrogenic Carbon Capture and Storage) steht hier bildlich gesprochen zwischen den Stühlen der natürlichen und der technischen Senken - PyCCS ist eine technische Lösung, ihr Produkt Pflanzenkohle lässt sich aber mit den natürlichen Lösungen sinnvoll kombinieren (C-Speicherung im Boden, hilft beim Humusaufbau und kann noch dazu landwirtschaftliche Emissionen reduzieren und klimaneutral Strom oder Wärme erzeugen). Pflanzenkohle ist äußerst lagerstabil und solange man sie nicht anzündet, speichert sie Kohlenstoff für weit über 100 Jahre zuverlässig. Langfristig werden wir all diese Kohlenstoffsenken benötigen, um ausreichend CO2 aus der Atmosphäre entfernen zu können und unsere Klimaziele zu erreichen. Pyrolyse hat allerdings den bestechenden Vorteil, dass es eine Technologie ist, die ausgereift und sofort verfügbar ist, während die Risiken beherrschbar sind.
Das Thema Pflanzenkohle aus PyCCS (Pyrogenic Carbon Capture and Storage) rückt mehr und mehr in den Fokus von Politik und Klimaexperten, aber im Vergleich zu anderen Verfahren ist es noch wenig bekannt, obwohl PyCCS derzeit schon mehr Kohlenstoff abscheidet als die prominenteren BECCS- und DACCS-Verfahren zusammen. Das liegt zum einen sicherlich am Mindset der jeweiligen Entscheider, das stark auf Zukunftstechnologien fixiert ist, andererseits oft auch an der Komplexität des Themas und last but not least sicherlich auch daran, dass PyCCS als Hybridlösung schwerer einzuordnen ist. Auf der COP26 in Glasgow wurde Pflanzenkohle dementsprechend nicht in dem Maße behandelt, wie wir uns das gewünscht hätten.
miterago: Wie schätzen Sie die aktuelle Entwicklung für die Herstellung und Anwendung von Pflanzenkohle ein, was wäre notwendig, um schnell voranzukommen?
Leopold Steinbeis: Es geht voran. Der Pflanzenkohlemarkt mit all seinen Facetten wächst seit Jahren exponentiell und der geplante Anlagenzubau zeigt, dass sich diese Entwicklung fortsetzen wird. Auf politischer Ebene sind wichtige Weichen in unserem Sinne gestellt worden, beispielsweise die neue europäische Düngemittelverordnung (Regulation 2019/1009), welche im Juli 2022 in Kraft treten wird und Pflanzenkohle aus biogenen Reststoffen explizit als Bestandteil von Düngemitteln erlaubt. Der FVPK begrüßt diese Art der Regulierung, bei der es nicht mehr darum geht, Pflanzenkohle pauschal zu erlauben oder zu verbieten, sondern die konkrete Qualitätsvorgaben macht, an der sich die neue Pflanzenkohle-Industrie ausrichten kann. Wir bekennen uns seit vielen Jahren zum Industriestandard European Biochar Certificate und die EU-Kommission teilt hier erfreulicherweise unsere Einschätzungen hinsichtlich solider, wissenschaftsbasierter Grenzwerte und Vorgaben.
Der Abbau weiterer juristischer und behördlicher Hürden im Sinne des PK-Einsatzes wäre wünschenswert und ist ein Themenfeld, mit dem wir uns auch weiterhin befassen werden. Im nächsten Schritt könnten staatliche Fördermaßnahmen für den Bereich Pyrolyse und Pflanzenkohleherstellung und deren Einbindung in die nationalen Klimamaßnahmen dem Thema weiteren Aufschwung bescheren. Vor allem aber benötigen wir immer mehr Kapazitäten, sprich mehr und mehr Pyrolyseanlagen, um mit diesem dezentralen Ansatz in den Gigatonnenbereich zu gelangen und einen signifikanten Beitrag zur Erreichung der Klimaziele leisten zu können. Hans-Peter Schmidt und Nikolas Hagemann vom Ithaka Institut haben in einem Beitrag aufgezeigt, dass es weltweit bis 2050 rund 400.000 Anlagen sein müssten, um dieses Ziel zu erreichen. Es gibt also noch viel zu tun!
miterago: Kann ich als Privatperson hierzu etwas beitragen?
Leopold Steinbeis: Absolut! Es beginnt mit niederschwelligen Aktivitäten, Sie können lokale oder internationale Pflanzenkohle-Projekten durch Mitarbeit oder Spenden unterstützen. Auch die Arbeit unseres Verbands wird maßgeblich durch Mitgliedsbeiträge und Spenden finanziert. Sie können in Ihrer Gemeinde und in Ihrem Freundeskreis allgemein zur Verbreitung des Wissens um die Pflanzenkohle beitragen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, PK-Produkte zu kaufen und somit den Markt zu stärken und die Produktion wirtschaftlicher zu machen. Angefangen bei Gartenerde mit Pflanzenkohle-Anteilen bis hin zum Kauf von pflanzenkohlebasierten Kohlenstoffsenken-Zertifikaten, um den eigenen CO2-Fußabdruck zu kompensieren.
Wer sich tiefer in das Thema begeben will, könnte überlegen, ob es in seinem Umfeld eine sinnvolle Anwendung für PyCCS gibt und diese Idee entweder selbst umsetzen oder Kommunen und Unternehmer entsprechend darauf ansetzen. Sie können sich zum Beispiel dafür einsetzen, dass bei Ihnen in der Stadt oder Gemeinde Pflanzenkohle-Projekte gestartet werden, etwa durch die städtischen Betriebe. Die Kommunen sind dazu verpflichtet Klimaziele einzuhalten und leider kennen viele Bürgermeister:innen weder Pflanzenkohle noch das Konzept der Negativemissionen. In Unternehmen ist die Situation ähnlich und diese können nicht nur Zertifikate kaufen, sondern auch überlegen, ob sie Prozessenergie aus PyCCS nutzen oder Pflanzenkohle in ihre Produkte einbauen können. Sicherlich ist es hilfreich, wenn der PyCCS-Gedanke nicht zuletzt auf diesem Wege fest im Bewusstsein von Politik und Wirtschaft verankert wird.
miterago: Herr Steinbeis, ganz herzlichen Dank für dieses Gespräch und die umfangreichen Informationen, darin stecken ja richtig gute Nachrichten mit Hoffnung für unser Klima.
Leopold Steinbeis: Sehr gerne und auch Ihnen vielen Dank!
