Klimafarming

Klimafarming ist ein Konzept, dass durch den Einsatz moderner landwirtschaftlicher Methoden für die Reduktion klimaschädlicher Gase in der Atmosphäre sorgen will. Beim Klimafarming werden Sekundärkulturen und ökologische Ausgleichsflächen angelegt, um die auf diesen Flächen anfallende Biomasse zur Herstellung von Energie und Biokohle sowie zur Vermehrung des Humusgehaltes im Boden einzusetzen. Die durch Pyrolyse der Biomasse entstehende Biokohle wird als Bodenverbesserer in landwirtschaftliche Böden eingearbeitet (siehe Terra Preta), wodurch sie dauerhafte Kohlenstoffsenken bilden. Aus 1 Tonne Grünschnitt (Trockenmasse) könnten dank dieser Methode rund 500 kg CO₂ dauerhaft gebunden werden.

Herstellung der Biokohle durch Pyrolyse

Biokohle wird durch Pyrolyse organischer Grundmaterialien wie Holz, Stroh, Weintrester, Grünschnitt, aber auch Trockenmist, Klärschlamm oder Küchenabfälle gewonnen. Unter Sauerstoffausschluss wird die getrocknete Biomasse auf Temperaturen von 400 bis 800 Grad erhitzt, wobei die langkettigen Kohlenstoffverbindungen der organischen Zellen zerbrochen werden. So entstehen Wärme, Synthesegase und bis zu 40% Biokohle, deren Konsistenz der von normaler Grillkohle entspricht. Es handelt sich bei der Pyrolyse im Grunde um eine über 5000 Jahre alte Methode, nur dass in den Köhleröfen unserer Vorfahren nur Holz als Ausgangsprodukt verwendet wurde und die Pyrolysegase ungenutzt in die Atmosphäre entwichen. Dank intelligenter Schwelkammern und dem so genannten Flox-Verfahren können nunmehr die äußerst energiereichen Synthesegase sehr schadstoffarm verbrannt werden. Die dabei entstehende Abwärme lässt sich zu Heizzwecken nutzen oder über Kraft-Wärme-Kopplung in Elektrizität umwandeln.

Klimabilanz der Biokohle

Biologische Reststoffe wie Grünschnitt, Trester oder Mist werden momentan entweder durch Kompostierung bzw. Verrottung genutzt. Beim Kompostieren und Verrotten vergast jedoch die Biomasse zu 90% respektive 99% als CO₂ und Methan. Bei der technisch relativ einfach konstruierbaren und somit auch dezentral einsetzbaren Pyrolyse verschwelt die Biomasse zu 40% reiner Biokohle und bei der Verbrennung des restlichen Synthesegases entstehen nur relativ geringe Mengen CO₂ und keinerlei Methan oder gar Lachgas. Arbeitet man die Biokohle in den Erdboden ein, entzieht man der Atmosphäre dauerhaft Kohlenstoff, der somit nicht mehr zur Klimaerwärmung beitragen kann. Da zudem die Energie des Synthesegases zur Elektrizitätsgewinnung eingesetzt werden kann und somit fossile Brennstoffe ersetzt, ist die Klimabilanz bei der Pyrolyse von biologischen Reststoffen im Vergleich zu deren bloßer Verrottung nahezu 95% klimapositiv. Die Pyrolyse kann zudem höchst effizient in der Reststoffverwertung eingesetzt werden. So lassen sich sowohl Klärschlämme zu Biokohle und Energie pyrolysieren, als auch Reststoffe von Biogasanlagen, Pressreste aus der Sonnenblumen-, Raps- oder Olivenöl Herstellung, Gärreste aus der Bioethanolherstellung. Selbst in Ergänzung von Müllverbrennungsanlagen ist der Pyrolyseeinsatz möglich. Auch wenn die Biokohlen aus Klärschlammen oder aus der Abfallentsorgung nicht für die Verbesserung landwirtschaftlicher Böden eingesetzt werden können, so ließe sich die Biokohle gleichwohl in alten Bergwerken dauerhaft lagern, wo sie Karbonsenken bilden.

CO₂-Zertifikate durch Einarbeitung von Biokohle in landwirtschaftliche Böden

Wird die durch Pyrolyse gewonnene Biokohle in landwirtschaftliche Böden eingebracht, lagert sie dort ebenso wie Erdöl oder Braunkohle über mehrere Jahrtausende stabil. Das Karbon der Biokohle wird somit aus dem Kohlenstoffzyklus entzogen, da es weder durch Verbrennung noch durch Verrottung zu CO₂ oder Methan umgewandelt wird. Durch den Bodeneintrag der Biokohle würden die landwirtschaftlichen Böden zu Kohlenstoffsenken, die im Unterschied zu instabilem Humus als CO₂-Zertifikate geltend gemacht werden könnten. Bei der letzten Weltklimakonferenz COP15 gab es jedoch keinen Vorstoß seitens irgendeiner Regierung derartige Sequestrierung in einen globalen Kohlestoffhandel einzubinden. Lediglich einzelne NGOs werben für solch einen Vorstoß. Grund dafür ist die bisher ungeklärte Frage, ob die Methode in Maßstäben durchführbar ist, die ein hinreichendes Minderungspotential enthalten und damit den administrativen Aufwand einer Aufnahme in den Kohlenstoffmarkt rechtfertigen. Die gleichzeitig bestehende Skepsis gegenüber dem realen Nutzen für die Minderung von Treibhausgasen ist der Befürchtung geschuldet, dass eine großindustrielle Biokohleproduktion eine Umwandlung von natürlichen Wäldern oder landwirtschaftlichen Flächen in Holzplantagen nach sich ziehen würde. (siehe Sequestrierungspotential ^[1])

Bodenverbesserung durch Biokohle-Eintrag

Der Bodeneintrag von Biokohle ist jedoch nicht nur unter klimapolitischen Erwägungen interessant, sondern vor allem auch agronomisch, wodurch sich eine der vielversprechendsten Symbiosen von Landwirtschaft und Klimaschutz abzeichnet. Durch den Eintrag von Biokohle in landwirtschaftlich genutzte Böden lassen sich äußerst positive Auswirkungen auf die Bodenaktivität, Bodengesundheit und Ertragskapazität erzielen. In entsprechenden wissenschaftlichen Untersuchungen ^[2] konnten folgende Vorteile für die Bodenkultur nachgewiesen werden:

• Verbesserung des Wasserspeichervermögens, wodurch Einsparungen bei künstlicher Bewässerung und sogar Neubepflanzungen von Trockengebieten möglich werden
• Deutlicher Zuwachs der Bodenbakterien, die in den Mikroporen der Kohle geschützten Lebensraum finden, wodurch die Nährstoffumsetzung für die Pflanzen gefördert wird
• Zunahme der Wurzelmykhorrizen für eine verbesserte Mineralstoffaufnahme
• Adsorption toxischer Bodenmoleküle wie NO_x, Cu, wodurch die Ausspülung von Dünge- und Pflanzenschutzmitteln ins Grundwasser verhindert wird
• Höhere Bodendurchlüftung und somit deutliche Reduktion der Methan- und Lachgas-Emissionen
• Verbesserung der Kationen-Austausch-Kapazität für den Stoffhaushalt der Pflanzen
• Verstärkung der Stickstoff-Fixierung
• pH-Ausgleich

Je nach angebauter Kultur werden zwischen 10 und 120 t Biokohle pro Hektar in den Boden eingetragen, womit das Äquivalent von 36 bis 440 t CO₂ pro Hektar gebunden werden. Würde zudem ein Teil der aus Biomasse hergestellten Biokohle zur Gewinnung von Elektrizität verwendet und die landwirtschaftlichen Maschinen weitestgehend auf Strom- und Li-Akku-Betrieb umgestellt, wäre die Landwirtschaft nicht mehr wie heutzutage für 14% der klimaschädigenden Emissionen ^[3] verantwortlich, sondern würde klimapositiv wirtschaften, die Stadtbewohner also nicht nur mit Nahrungsmitteln, sondern auch mit Energie und nachhaltiger Luftreinigung versorgen.

Quellen

• Hans-Peter Schmidt "Terra Preta - Biokohle - Klimafarming" in Ithaka - Journal für Terroirwein, Biodiversität und Klimafarming, St. Gallen, 2008, ISSN 1663-0521

Fussnoten

1. ↑ Squestrierungspotential Biokohle durch Pyreg-Pyrolyse
2. ↑ Bio Char Articles
3. ↑ WWF - Klimagase Landwirtschaft

Weblinks

• Ausführlicher Innovations-Report mit Adressen der Nachwuchswissenschaftlergruppe um APECS
• Ithaka - Journal für Terroirwein, Biodiversität und Klimafarming
• Mythopia Klimafarmingmit zahlreichen Aufsätzen über Klimafarming, Terra Preta, Pyrolyse
• Visit to a climate farmer Swissinfo-Artikel über das Klimafarming-Versuchsgut Mythopia
• Biochar for Climate Change Mitigation: Fact or Fiction? Kritische Betrachtung, Februar 2009 (PDF-Datei; 393 kB)
• Woodchips with everything. It’s the Atkins plan of the low-carbon world, Kommentar von George Monbiot im Guardian, 24. März 2009 (mit Erwiderungen u. a. von James Lovelock und James E. Hansen)
• Biokohle.org - Educational Biochar Ressource - Sprachen: De/En