Erzeugung von Pflanzenkohle

Eine weitere Methode, um die Kohlendioxid-Aufnahme der Pflanzen für die langfristige Speicherung von CO2 zu nutzen, ist die Herstellung von Pflanzenkohle. Bei diesem Verfahren, der sogenannten Pyrolyse, werden Pflanzen oder Pflanzenabfälle unter Abwesenheit von Sauerstoff auf mehrere Hundert Grad Celsius erhitzt und dadurch in eine feste, kohleartige Substanz umgewandelt. Als Nebenprodukte entstehen Biogas und Bioöl, mit denen man fossile Energierohstoffe ersetzen kann. Mit der Pyrolyse lassen sich Erntereste, Grünschnitt, Viehmist, Gülle, Klärschlamm und andere Bioabfälle verarbeiten. Anders als Holzkohle ist die Pflanzenkohle nicht zum Verbrennen angedacht. Vielmehr kann sie in Ackerböden eingearbeitet werden, wodurch sie lange Zeit im Boden gespeichert wird. Denn durch ihre stabilen Strukturen wird die Pflanzenkohle nur sehr langsam zersetzt. Der in ihr enthaltene Kohlenstoff bleibt folglich lange gespeichert. Außerdem verbessert die Pflanzenkohle die Bodeneigenschaften, indem Wasser und Nährstoffe besser im Boden gehalten werden können. Somit können mehr Pflanzen produziert werden, was dem Klimawandel zusätzlich entgegenwirken könnte.

Im Gegensatz zu BECCS hat Pflanzenkohle den Vorteil, dass dafür nicht unbedingt eigens Pflanzen angebaut werden müssen, da eben auch Pflanzenabfälle für die Herstellung geeignet sind. Eine direkte Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion kann so vermieden werden. Allerdings ergibt sich ein etwas anderes Bild, wenn Pflanzenkohle in großem Stil als CDR-Methode eingesetzt werden soll. Um jährlich mehrere Milliarden Tonnen Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu entfernen, müssten auf mehreren Hundert Millionen Hektar Miscanthus oder ähnlich schnell wachsende Pflanzen angebaut werden. Diese liefern jedoch kaum Nahrungsmittel – so entstünde auch hier eine Konkurrenzsituation zur Nahrungsmittelproduktion, vergleichbar mit der bei BECCS. Ein grundsätzlicher Vorteil der Pflanzenkohle ist, dass sie vor Ort in vielen Ländern – vor allem auch in den Schwellen und Entwicklungsländern – in kleinen Anlagen hergestellt werden kann, da das Verfahren technisch leicht umsetzbar ist.

Potenzial und Maßstab
Würde man in den kommenden Jahren beginnen, die Pflanzenkohle-Verfahren aufzubauen, könnten laut verschiedenen wissenschaftlichen Studien künftig jährlich weltweit 0,5 bis zwei Milliarden Tonnen Kohlendioxid aus der Atmosphäre entfernt werden. Hier ist es allerdings ausschlaggebend, ob allein Pflanzenabfälle genutzt werden oder zusätzlich schnell wachsende Pflanzen eigens für die Pflanzenkohleproduktion kultiviert werden müssten. Um Kohlendioxid im Milliarden-Tonnen-Maßstab binden zu können, wäre die dafür benötigte Fläche sehr groß. Doch selbst wenn man nur Pflanzenabfälle zur Pflanzenkohleproduktion nutzte, könnte diese einen gewissen Beitrag leisten: Für Europa gibt es Abschätzungen, dass sich rund zehn Prozent der jährlichen Kohlendioxid-Emissionen kompensieren ließen, wenn Biomasse-Abfälle europaweit zu Pflanzenkohle verarbeitet würden. Zusätzliche Landfläche würde dafür nicht benötigt werden.

Anwendungsreife und Forschungsbedarf
Die Pflanzenkohle eignet sich nicht nur zur Verbesserung der Bodenqualität. Erforscht wird auch die Nutzung der Abwärme der Anlagen, die Verwendung der Pflanzenkohle als Düngemittelträger, als Sandersatz in Baustoffen oder als Kohle für medizinische Anwendungen. Für das Bioöl wird die Produktion von Bioplastik untersucht.Die Technik zur Herstellung von Pflanzenkohle ist ausgereift und wurde bereits in großen Pilotanlagen zur Industriereife entwickelt. Unklar ist, in welchen Mengen Pflanzenkohle in der Landwirtschaft oder allgemein in die Umwelt ausgebracht werden kann. Zwar hat sie das Potenzial, Kohlenstoff langfristig zu speichern. Noch aber fehlt es an detaillierten Untersuchungen, wie sich Pflanzenkohle in großen Mengen in der Umwelt verhält.