Biokohle
Energieträger, Torfersatz und Bodenhilfsstoff - ein Multitalent mit Klimaschutzwirkung
Angesichts der drängenden globalen Herausforderungen gilt es, für Landwirtschaft und Gartenbau neue Wege zu beschreiten, die eine nachhaltige und zugleich langfristige Sicherung des Boden-Humusgehalts und seiner Fruchtbarkeit ermöglichen und einen Beitrag zum Klimaschutz leisten.
Karbonisierung als Beitrag zum Klimaschutz
Ein vielversprechender Ansatz zur Sequestrierung von Kohlenstoff ist die thermische Stabilisierung von Kohlenstoffverbindungen, die aus unvollständiger Verbrennung von Biomasse hervorgehen. Durch thermochemische Behandlung (Pyrolyse und Hydrothermale Karbonisierung) lassen sich sowohl verholzte als auch unverholzte Biomassen zu Biokohlen karbonisieren und dadurch vor einem raschen mikrobiellen Abbau schützen.
Biokohlen – Hilfsstoffe für den Boden
Im Zusammenhang mit dem Recycling landwirtschaftlicher Reststoffe forscht das ATB an Strategien zur Herstellung von Bodenverbesserungsmitteln, die positiv auf den Bodenwasserhaushalt wirken, um damit den Auswirkungen von Dürreperioden entgegen zu steuern, einen Beitrag zur Sequestrierung von CO2 zu leisten und Kohlenstoff im Boden zu binden.
Beispielgebend hierfür ist die Terra preta. Diese im Amazonasbecken über Jahrhunderte entstandene fruchtbare Schwarzerde zeichnet sich dadurch aus, dass in ihr große Mengen an Nährstoffen und organischem Kohlenstoff gespeichert sind.
Biokohlen als Torfersatz
Landwirtschaft und Gartenbau tragen erheblich zur Steigerung des klimaschädlichen Gehaltes an Kohlenstoffdioxid (CO2) in unserer Atmosphäre bei. Eine Schlüsselrolle spielen dabei die kohlenstoffreichen Torfvorkommen in Mooren, deren Abbau und gartenbauliche Nutzung zur unvermeidlichen CO2-Freisetzung führt.
Alternative Materialien, wie Komposte, Holzfasern oder Biokohlen könnten künftig den Torf in Kultursubstraten ersetzen. Biokohlen bieten hierfür großes Potenzial, u.a. weil sie ähnlich niedrige pH- und Leitfähigkeitswerte aufweisen, wie sie auch bei Torf zu finden sind. Für alle Torfersatzstoffe gilt, dass sie möglichst geringe Nährstoff- und Kalkgehalte, eine geringe N-Immobilisierung, eine lockere Lagerung und eine hohe Strukturstabilität sowie eine hohe Luftkapazität bei ausreichendem Wasserspeicherungsvermögen aufweisen sollten.
Mit unseren Forschungsarbeiten (Biokohle-Lab des ATB) untersuchen wir derzeit, inwieweit Kohlen aus der Pyrolyse und der Hydrothermalen Karbonisierung (HTC) als alternative Substrate den in Kultursubstraten eingesetzten Torf ergänzen oder sogar ersetzen können.
Im Fall von HTC-Kohlen sind Furfurale und Phenole, die in Abhängigkeit der Prozessführung entstehen können, zu entfernen. Um die Qualitätskriterien für den Torfersatz in Kultursubstraten zu erfüllen, entwickeln wir weitere Nachbehandlungen der Kohlen und untersuchen deren Wirksamkeit anhand von Keimtesten.
Ausgewählte Forschungsprojekte zum Thema
-
Vietnams nationale Strategie zur Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit der Kaffeeexporte zielt auf die Verbesserung der Produktqualität des Kaffees. Eine vorgeschlagene Maßnahme besteht darin, die Verarbeitungsmethode de…
-
Das Hauptziel von GO-GRASS ist es, neue Geschäftsmodelle auf der Grundlage von Grünland und Grünschnitt in ländlichen Räumen zu entwickeln. In vier Regionen der EU werden Demo-Vorhaben in kleinem Maßstab entwickelt mit d…
-
Im EIP Projekt Gärprodukte zur Verbesserung der Stallhaltung und der Bodenstruktur wird durch Pyrolyse von Gärresten aus Biogasanlagen Pflanzenkohle hergestellt, die in Milchviehställen als Beimengung zum Einstreu Emiss…
-
Trotz der weltweiten Bemühungen um eine angemessene Abwasserentsorgung für die Bewohner weniger entwickelter Regionen werden immer noch große Mengen an Fäkalien an Ort und Stelle entsorgt, was zu ernsthaften Gesundheitsp…
Weitere Projekte zum Thema suchen ...
Ausgewählte Publikationen zum Thema
- Heinrich, T.; Park, H.; Orozco, R.; Ding, Z.; Álvarez-López, V.; Mosquera-Losada, M.; Steinbeis, L.; Hoffmann, T. (2023): Biochar production from late-harvest grass - Challenges and potential for farm-scale implementation. Sustainable Production and Consumption. (May): p. 256-267. Online: https://doi.org/10.1016/j.spc.2023.02.019
- Marzban, N.; Libra, J.; Rotter, V.; Ro, K.; Moloeznik Paniagua, D.; Filonenko, S. (2023): Changes in Selected Organic and Inorganic Compounds in the Hydrothermal Carbonization Process Liquid While in Storage. ACS Omega. (4): p. 4234-4243. Online: https://doi.org/10.1021/acsomega.2c07419
- Ro, K.; Libra, J.; Alvarez-Murillo, A. (2020): Comparative Studies on Water- and Vapor-Based Hydrothermal Carbonization: Process Analysis. Energies. (21): p. 5733. Online: https://doi.org/10.3390/en13215733
- Chung, J.; Gerner, G.; Ovsyannikova, E.; Treichler, A.; Baier, U.; Libra, J.; Krebs, R. (2021): Hydrothermal carbonization as an alternative sanitation technology: process optimization and development of low-cost reactor [version 1; peer review: 2 approved with reservations]. Open Research Europe. (139): p. 0. Online: https://doi.org/10.12688/openreseurope.14306.1
- Kern, J.; Giani, L.; Teixeira, W.; Lanza, G.; Glaser, B. (2019): What can we learn from ancient fertile anthropic soil (Amazonian Dark Earths, shell mounds, Plaggen soil) for soil carbon sequestration?. Catena. (Jan): p. 104-112. Online: https://doi.org/10.1016/j.catena.2018.08.008
- Román, S.; Libra, J.; Berge, N.; Sabio, E.; Ro, K.; Li, L.; Ledesma, B.; Álvarez, A.; Bae, S. (2018): Hydrothermal carbonization: Modeling, final properties design and applications: A review. Energies. (1): p. 1-28. Online: http://dx.doi.org/10.3390/en11010216
- Herrmann, C.; Sanchez, E.; Schultze, M.; Borja (2021): Comparative effect of biochar and activated carbon addition on the mesophilic anaerobic digestion of piggery waste in batch mode. Journal of Environmental Science and Health PART A-Toxic/Hazardous Substances & Environmental Engineering. (9): p. 946-952. Online: https://doi.org/10.1080/10934529.2021.1944833
Weitere Publikationen zum Thema suchen ...