Projektname: Demonstration der Herstellung von Biokohle auf Pflanzenbasis im Kompostkreislauf und die Entwicklung von Pflanzenkohlenprodukten mit hohem Mehrwert

Ziele des Projekts

Das Projekt zielt darauf ab, die Herstellung von Biokohle auf Pflanzenbasis (kurz: Pflanzenkohle/Biochar) im Kompostkreislauf und ihre Entwicklung zu hochwertigen Pflanzenkohleprodukten zu demonstrieren.

Pflanzenkohle wird mit Hilfe der Pyrolyse-Technologie hergestellt, die den Kohlenstoff aus Bioabfällen einfängt und speichert, der normalerweise zu den Treibhausgasemissionen von Kohlendioxid (CO₂) gehören würde.

Heute ist Pflanzenkohle jedoch noch ein Nischenmarkt, und mit den derzeitigen Technologien ist es nicht möglich, Pflanzenkohle in großen Mengen und so kostengünstig herzustellen, dass sie auf den Markt gebracht werden kann.

Die Kompostieranlage Sonnenerde in Riedlingsdorf (Burgenland, Österreich), die über umfangreiche Erfahrungen in der Pflanzenkohleforschung verfügt, hat gemeinsam mit dem Partner NGE ein innovatives Kreislaufkonzept entwickelt, das perfekt in den Kompostierkreislauf integriert ist.

Die Schlüsselinnovation ist "PyroDry", eine neue Trocknungs- und Pyrolyse-Technologie des österreichischen Partners NGE. Dabei werden die Siebrückstände aus dem Bioabfall verkohlt und Pflanzenkohle als neuer Rohstoff gewonnen.

Zusammen mit dem deutschen Partner CARSTORCON wird das Projekt auf der Grundlage der hergestellten Pflanzenkohle neue Klima positive Baustoffadditive entwickeln. Pflanzenkohle in der hergestellten höchsten Qualität bildet den Rohstoff für Zuschlagstoffe in der Beton und Asphaltindustrie. Das daraus hergestellte Baustoffadditiv verbessert die Betoneigenschaften und wirkt sich darüber hinaus positiv auf das Klima aus, indem es  den Kohlenstoff in den Baumaterialien  speichert.

Weitere hochwertige Pflanzenkohleprodukte werden gemeinsam mit dem Sonnenerde-Tochterunternehmen CharLine entwickelt. Pflanzenkohle kann mit Kompost für Terra Preta Boden und Bodenaktivator gemischt werden, oder als Futterkohle (Hund, Katze, Pferd) Verwendung finden. Auch in der Landwirtschaft kann Pflanzenkohle als Stickstoffdünger oder Düngerzusatz verwendet werden.

Europäische Gemeinden und Städte können Pflanzenkohle als feines Substrat für ein neues Baumpflanzsystem verwenden, um sich an den Klimawandel anzupassen.

Schließlich wird das transnationale Projektkonsortium die Ergebnisse regelmäßig verbreiten und kommunizieren und einen Plan für die EU-weite Verbreitung, Nachahmung und Ausweitung entwickeln.

Was ist Pflanzenkohle?

Pflanzenkohle wird aus Bioabfall gewonnen, der mit der "Pyrolyse"-Technologie hergestellt wird. Bei der Pyrolyse handelt es sich um einen kleinen Reaktor für die thermochemische Behandlung, bei der die organischen Stoffe in einem sehr sauerstoffarmen Prozess bei Temperaturen zwischen 400 °C und 800 °C abgebaut werden. Diese Überhitzung unter Sauerstoffmangel ist die Schlüsseltechnologie, um sicherzustellen, dass der Kohlenstoffgehalt aufgefangen werden kann und nicht zu Asche verbrannt wird und verloren geht. So verhindert die Pyrolysebehandlung die Verbrennung und erzeugt Pflanzenkohle mit einem sehr hohen Gehalt von bis zu 85 % an sehr stabilem Kohlenstoff.

Dank dieser Pyrolyseerwärmungstechnologie und dieses Verfahrens wird der Kohlenstoff in der Pflanzenkohle gespeichert und erzielt den bekannten Effekt der "terra preta" (portugiesisch für "dunkle Erde"), wo der Kohlenstoff Hunderte bis Tausende von Jahren erhalten bleiben kann. Pflanzenkohle speichert also letztlich Kohlenstoff, der normalerweise Teil des Treibhausgases Kohlendioxid (CO₂) wäre und von den Pflanzen durch Photosynthese aufgenommen wird.

Da die industrielle Welt zu viel CO₂ ausstößt und die Natur den Ausstoß nicht ausgleichen kann, sind Technologien zur Kohlenstoffabscheidung zusätzlich zur Emissionsreduzierung absolut notwendig, um die Klimaziele zu erreichen. Die Pflanzenkohle-Innovation fungiert somit als einzigartige Kohlenstoffsenken-Technologie, die Kohlenstoff effektiv speichern kann.

Projektdetails

Sektor der Aktion

Sektor Bioabfallentsorgung:
Kommunale Bioabfälle (pflanzliche Grünabfälle) werden getrennt gesammelt und in Kompostieranlagen verarbeitet. Im Durchschnitt behandelt jede Anlage 10.000 Tonnen Bioabfall pro Jahr.  Heute werden in der EU nur etwa 17 % der Bioabfälle gesammelt und behandelt (mit großen regionalen Unterschieden), aber das Ziel ist es, bis 2035 in der gesamten EU 65 % der Siedlungsabfälle zu recyceln.

Kompost spielt eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Bodenstruktur. Er lässt mehr Luft in den Boden, verbessert die Drainage und verringert die Erosion. Kompost trägt dazu bei, die Austrocknung des Bodens in Zeiten der Trockenheit zu verhindern, indem er mehr Wasser speichert. Die Umwandlung von biologisch gewonnenen Abfallströmen in Kompost ist eine der wichtigsten Säulen der europäischen Strategie für eine Kreislaufwirtschaft und spielt eine entscheidende Rolle bei der Kohlenstoffbewirtschaftung.

Umweltproblem

Kompostierungsprozess:
Der Kompostierungsprozess selbst ist komplex. Die Kompostierung ist ein biologischer Prozess, der hauptsächlich unter aeroben Bedingungen und in Gegenwart von Sauerstoff abläuft. Für die Herstellung eines idealen Komposts in kurzer Zeit müssen alle Faktoren, die die Kompostherstellung beeinflussen, in einem idealen Bereich gehalten werden. Die Herausforderung besteht darin, dass der Verrottungsprozess Zeit braucht und ein gut gesiebtes Ausgangsmaterial absolut notwendig ist.

Das Umweltproblem besteht heute darin, dass die Siebrückstände nicht behandelt werden und normalerweise verbrannt werden müssen, was Kosten und Treibhausgasemissionen verursacht. Die Menge der Siebrückstände ist beträchtlich und stellt ein echtes Problem für die Kompostierungsanlagen dar. Bei den einzelnen Behandlungsverfahren ist die genaue Menge unterschiedlich. In Kompostieranlagen für Bioabfälle aus Haushalten und Gärten beträgt der Anteil der Siebrückstände bis zu 25 %.

Umweltlösung

Die Biochar-LIFE-Innovation löst mehrere Herausforderungen:
Kompostierungsanlagen können den gesamten Siebrückstand von organischen Abfällen als Ausgangsmaterial für die Pyrolyse verwenden, so dass das Problem der Verbrennung von Siebrückständen vollständig gelöst ist. PyroDry nutzt auch die überschüssige Wärme während des Prozesses, so dass der gesamte Pyrolysevorgang energieautark wird und darüber hinaus ein weiterer Abfallstrom des nassen Industrieschlamm getrocknet und gelöst werden kann.

Arbeitsplan des Projektes

Das transnationale Projektkonsortium hat einen Arbeitsplan entworfen, der ein Demonstrationssystem in betrieblicher Umgebung vorsieht, das in der Lage sein soll, jährlich ca. 5.300 Tonnen nassen Bioabfall in 1.000 Tonnen Pflanzenkohle umzuwandeln (Arbeitspaket WP2).

Sobald die Pflanzenkohle gewonnen ist, plant das Projekt die Entwicklung von klimafreundlichen Betonzusatzstoffen (WP3) und die Entwicklung und Nutzung weiterer hochwertiger Pflanzenkohleprodukte in einer Vielzahl von Sektoren (WP4).

Die Projektdemonstration wird Teil eines Konzepts für die EU-weite Verbreitung, Vervielfältigung und Vergrößerung sein (WP4, WP5).

Die Kreislaufinnovation wird zu einer kostengünstigeren Produktion von Pflanzenkohle führen und gleichzeitig die CO₂-Emissionen erheblich reduzieren. Darüber hinaus ist die gewonnene Pflanzenkohle das "Wundermittel" zur Abschwächung des Klimawandels. Mit 1.000 Tonnen Pflanzenkohle können wir etwa 2.500 Tonnen CO₂ in hochwertigen Pflanzenkohleprodukten für ein Jahrhundert speichern.

Projektkonsortium

Das Projektkonsortium ist transnational und besteht aus fünf Partnern aus Österreich, Deutschland und Belgien. Jeder von ihnen bringt das notwendige ergänzende Fachwissen ein, um den Arbeitsplan umzusetzen und die Ziele des LIFE-Programms zu erreichen.

Sie können das Projekt per eMail kontaktieren: biochar(at)green.pastu(.)eu

Die Pflanzenkohle-Aktion wird kofinanziert durch das Programm für Umwelt und Klimaschutz (LIFE); Projekt 101146413 / LIFE23-ENV-AT-BIOCHAR-LIFE