Pflanzenkohle wird bereits seit über 2500 Jahren von vielen
verschiedenen Kulturen und in zahlreichen Regionen der Welt als
Bodenverbesserungsmittel eingesetzt. Dabei wurde die Pflanzenkohle
meist nicht pur, sondern in Mischung mit anderen organischen
Reststoffen wie Viehmist, Kompost oder Bokashi eingebracht.
Die Pflanzenkohle diente dabei vor allem als Trägermittel für Nährstoffe
sowie als Mikrohabitat für Bodenmikroorganismen wie Bakterien und
Pilze. Das bekannteste Beispiel für den Einsatz von Pflanzenkohle zur
nachhaltigen Fruchtbarmachung verwitterter Böden ist die brasilianische
Terra preta.
Herstellung von Pflanzenkohle
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Pflanzenkohle wird unter Luftabschluss bei Temperaturen
zwischen 350° und 800 °C hergestellt (Pyrolyse). Unter diesen
Prozessbedingungen brechen die langkettigen Moleküle der
pflanzlichen Zellen auf, wobei Pflanzenkohle, Synthesegas und
Wärme entstehen. Die Mineralstoffe der ursprünglichen Biomasse
werden in den Poren und an der Oberfläche der Pflanzenkohle
gebunden.
Traditionelle Herstellung
Pflanzenkohle wurde bereits seit Beginn der Eisenzeit in
sogenannten Kohlenmeilern hergestellt. Als Ausgangsstoff wurde
dafür meist Holz aber auch Stroh verwendet. Bei diesem
traditionellen Verfahren ist die Ausbeute an Kohle relativ gering
und die Pyrolysegase entweichen ungenutzt in die Atmosphäre.
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Durch moderne technische Verfahren, die seit den 1990er Jahren
entwickelt wurden, können nunmehr alle pflanzlichen Rohstoffe
mit einem Feuchtigkeitsgehalt von bis zu 50 % zu hochwertiger
Pflanzenkohle pyrolysiert werden. Die bei der Pyrolyse ent-
stehenden Synthesegase werden durch flammenlose Oxidation
sehr schadstoffarm verbrannt. Ein Teil der dabei entstehenden
Wärme wird zur Erhitzung der nachgeförderten Biomasse verwen-
det, so dass es sich insgesamt um einen energieautonomen Pro-
zess handelt. Der weitaus größere Teil der Abwärme lässt sich zu
Heizzwecken nutzen oder über Kraft-Wärme-Kopplung in Elektri-
zität und Wärme umwandeln.
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Die Pyrolyse wird auch in der Holzvergasungstechnik angewendet.
Das entstehende Gas wird einem Verbrennungsmotor zugeführt.
Mittels Dampf Hoch- und Niederdruck Stufe kann der Wirkung-
sgrad der Anlage weiter verbessert werden. Die Holzvergasungs-
technik wird auch zur Stromerzeugung eingesetzt. Als Abfall-
produkt entsteht ebenfalls Kohle in sehr feinkörnigem Zustand.
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Zwei Drittel der durch Photosynthese akkumulierten
Pflanzenenergie wird in der bei der Pyrolyse entstehenden
Pflanzenkohle gespeichert.
Hersteller von Pyrolyseanlagen
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Bekannte Hersteller von Pyrolyseanlagen zur Herstellung von
Pflanzenkohle sind die deutschen Pyreg, Carbon Terra, BioMaCon,
Regenis und die australischen Eprida, Pacific Pyrolysis (PacPyro).
Weitere industrielle Anlagenhersteller gibt es in China und Japan.
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Laut Aussage der Anlagenhersteller Carbon Terra, Pyreg,
BioMaCon, Regenis und Carboilino Energy sollten bis 2012
mindestens 40 Pflanzenkohle-Anlagen in Deutschland, Schweiz und
Österreich in Betrieb genommen werden, bis Anfang 2014 konnten
bislang jedoch nur 10 industrielle Anlagen errichtet werden.
Standorte sind Kompostwerke, Stadtgärtnereien, Bauernhöfe,
Gemeinden, Klärwerke und Abfallentsorger.
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2010 wurden zwei industrielle Anlagen zur Herstellung von
Hydrokohle (HTC-Kohle) in Betrieb genommen (Terra Nova Energy
in Düsseldorf sowie AVA-CO2 in Karlsruhe). Bei Hydrokohle handelt
es sich im Vergleich zur Pflanzenkohle zwar um ein verwandtes,
chemisch und physikalisch aber unterschiedliches Produkt, das
gleichwohl interessante Perspektiven für den Einsatz in der
Landwirtschaft aufweist.
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Neben den oben erwähnten industriellen Anlagen werden derzeit
zahlreiche Klein- und Kleinstpyrolyse-Anlagen entwickelt, die
sowohl im Haus- und Gartengebrauch als auch in Entwicklungs-
ländern zum Einsatz kommen.