Langenbruck
Kohle als Dünger könnte den Klimawandel aufhalten

Das Ökozentrum Langenbruck forscht an einer Technologie, die das CO2 in der Atmosphäre reduzieren könnte. Konsequent umgesetzt würde dadurch der gesamte menschgemachte Klimagas-Ausstoss neutralisiert werden.

Daniel Haller
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Diesen Pyrolyse-Reaktor hat Martin Schmid für Kaffeebauern in Peru entwickelt.

Diesen Pyrolyse-Reaktor hat Martin Schmid für Kaffeebauern in Peru entwickelt.

Kenneth Nars

«Klimaneutral war gestern, heute sind wir klimapositiv», betont Martin Schmid vom Ökozentrum Langenbruck. Das klingt vielversprechend, denn weniger plakativ heisst dies: Man kann Energie gewinnen und dabei sogar der Atmosphäre das Klimagas Kohlendioxid (CO2) entziehen.

Die bisherige Diskussion dreht sich darum, ob man fossile Energieträger wie Erdöl, Kohle oder Erdgas verbrennt, damit CO2, das Pflanzen vor Millionen Jahren der Atmosphäre entzogen haben, wieder in die Luft bläst und damit den Treibhauseffekt in Gang setzt, der das Erdklima aufheizt. Oder ob man vor kurzem gewachsene Biomasse durch Verbrennung oder Vergärung als Energiequelle nutzt und dabei nicht mehr CO2 in die Atmosphäre entlässt, als sowieso entstanden wäre, hätte man das Holz oder die Pflanzen verrotten lassen. Letztgenanntes bezeichnet man als «klimaneutral».

Pflanzen sind effizienter

Von Verfahren, das CO2, das wir mit Ölheizungen, Verkehr oder Kohlekraftwerken in die Luft entlassen haben, mit technischen Methoden wieder einzufangen, hält Schmid nicht viel: «Zu aufwendig, zu energieintensiv und zu unwirtschaftlich.» Für CO2 als Produkt gibt es nämlich praktisch keine Verwendung. Deshalb sollte man die Aufgabe, CO2 zu binden, denen überlassen, die diesen Prozess seit Jahrmillionen perfekt beherrschen: den Pflanzen.

Pyrolyse: Wie in alten Kohlemeilern

Lebende Organismen bestehen vor allem aus Kohlenwasserstoff-Molekülen, die sich aus den chemischen Elementen Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H) sowie etwas Sauerstoff (O) zusammensetzen.
Verbrennt man Holz, Stroh oder sonstige organische Abfälle, führt man dem Ofen reichlich Luft zu. Der Prozess läuft bei Temperaturen über 700 Grad mit sehr viel Sauerstoff (O) ab. Somit verbindet sich aller Wasserstoff – und vor allem aller Kohlenstoff – mit Sauerstoff zu Wasser (H2O) respektive zu Kohlendioxid (CO2). Was als Asche übrig bleibt, sind die mineralischen Bestandteile.
Bei der Pyrolyse wird das organische Material in einem luftdichten Behälter auf rund 600 Grad erhitzt. Dabei zerfallen die Kohlenwasserstoff-Moleküle. Da Sauerstoffmangel herrscht, entstehen vor allem Wasserstoff-Gas (H2) und ein wenig Kohlenmonoxid (CO). Beide Gase sind brennbar und man kann sie einerseits nutzen, um den Pyrolyse-Prozess weiter anzuheizen. Andererseits kann man die Energie zum Heizen oder auch zur Stromproduktion nutzen.
Zurück bleibt der Kohlenstoff, der nicht mit Sauerstoff reagieren konnte: Die Pflanzenkohle, die man als Bodenverbesserer nutzen kann.

Um dann die gewünschte Energie zu gewinnen, verkohlt man das Biomaterial in einem Pyrolyse-Reaktor (siehe Kasten) und verbrennt die Pyrolyse-Gase. Dabei entsteht zwar auch wieder CO2, doch der grösste Teil des Kohlenstoffs liegt hinterher als Kohle vor. Benutzt man diese zum Grillieren, ist bezüglich Treibhausgas gar nichts gewonnen.

Man kann die Kohle aber auch – und da wird es klimapolitisch spannend – der Erde beimengen: «Um mit diesem Verfahren 1 Kilowattstunde zu erzeugen, benötigt man Pflanzen, die der Atmosphäre 900 Gramm CO2 entzogen haben», rechnet Schmid vor. Davon gehen 400 Gramm bei der Pyrolyse und dem Verbrennen des Gases wieder in die Luft. 500 Gramm CO2 gelangen aber in Form von 135 Gramm Kohle in den Boden, wo sie dauerhaft gebunden bleiben. «200 Gramm Kohle aus Ernterückständen auf jedem Quadratmeter Landwirtschaftsland weltweit würden den gesamten menschgemachten Klimagas-Ausstoss neutralisieren», hat der Maschineningenieur berechnet.

Es fallen aber viel mehr Ernterückstände an und der Boden ist in der Lage, viel mehr Kohlenstoff aufzunehmen: Versuche hätten gezeigt, dass ab 1 Kilo pro Quadratmeter die Pflanzen positiv reagieren. Ab 20 Kilo würde aber die Fruchtbarkeit nicht weiter zunehmen.

Fruchtbar ohne Gestank

Wer schon mal versucht hat, mit Asche aus dem Grill seine Balkonpflanzen zu düngen, und diese kurzum eingingen, wird skeptisch bei der Botschaft, man solle Pflanzenkohle der Erde beimengen. «Asche ist nicht gleich Kohle», erklärt Schmid. Asche enthalte nur noch die mineralischen Teile der verbrannten Biomasse. In zu grossen Mengen würden diese wie Salze wirken, was den Pflanzen schlecht bekommt.

Kohle hingegen reagiert im Boden nicht, sondern bleibt erhalten. So finde man in gewissen Regionen des Amazonasbeckens Kohlestückchen, welche die dortigen Indianer vor mehr als 3000 Jahren zur Bodenverbesserung eingesetzt haben. «Diese ‹Terra Preta› ist auch heute noch besonders fruchtbar.» Auch die Schwarzerde der Ukraine beziehe ihre Fruchtbarkeit aus Pflanzenkohle: Bei Steppenbränden sei in Bodennähe das Gras nur verkohlt und nicht verbrannt.

Die Pflanzenkohle wirke wie ein Schwamm und reguliere so den Wasserhaushalt. Damit werde Staunässe, das Ausschwemmen von Nährstoffen, aber auch Erosion vermieden.

Dafür sollte man die Kohle jedoch nicht direkt verwenden, da sie sonst in der ersten Zeit der Erde Nährstoffe entzieht. Vielmehr wird empfohlen, sie in die Gülle oder den Kompost zu mischen oder sie im Stall der Einstreu beizumengen. Dort kann sie nicht nur im Überschuss vorhandene Nährstoffe aufnehmen, sondern reduziert die Gerüche und verbessert die Hygiene.

Mit anderen Worten: Es stinkt den Anwohnern weniger, wenn der Bauer die Gülle ausbringt. Dies ist auch ein Zeichen, dass weniger Stickstoffgase und Methan in die Luft gelangen.

Mit anderen Worten: Die Umwelt würde mehrfach profitieren von einer Methode, die auch in Europa alte Gärtner früher bereits anwandten. Deswegen hat das Ökozentrum unter dem Namen Charnet.ch ein Pflanzenkohle-Netzwerk gegründet. An diesem beteiligen sich unter anderem das FiBL in Frick (Biolandbau) und Agroscope Wädenswil (Agrarforschung des Bundes).