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Ausgabe 1/2019

Heiß gemacht und festglegt

Mit Pflanzenkohle lässt sich Kohlenstoff langfristig binden

Etwa 22.000 Pflanzenarten gedeihen im Berliner Botanischen Garten und erfreuen tagtäglich dessen Besucher. Naturgemäß erzeugt jede Pflanze irgendwann abgestorbene Biomasse, sei es als herabfallendes Laub im jährlichen Zyklus oder als organischer Rest am Ende der Lebenszeit. Botanische Gärten benötigen zudem nicht unerhebliche Mengen Kompost. Beides miteinander zu kombinieren erscheint naheliegend, ist jedoch – vor allem, wenn dies besonders klimafreundlich erfolgen soll – gar nicht so einfach. Von 2010 bis 2015 wurde daher auf dem Kompostplatz, in den Gewächshäusern und im Versuchsgarten des Botanischen Gartens Berlin-Dahlem umfangreich experimentiert und nach einer geeigneten Lösung gesucht.

Der Schlüssel zum klimafreundlichen Kompost liegt in der Pflanzenkohle, dessen sind sich die Mitarbeiter des Modellprojekts TerraBoGa an der Freien Universität Berlin sicher. Sie enthält Strukturen, die in Böden nur schwer zersetzt werden. Im Vergleich zu anderen humusaufbauenden Materialien – wie Kompost, Stallmist oder Ernterückstände – verläuft der Abbau von Pflanzenkohle stark verlangsamt. Der Kohlenstoffanteil im Boden wird durch Pflanzenkohlenzugabe deutlich erhöht und die Pflanzenkohle bleibt dort über Jahrhunderte stabil gebunden. Pflanzenkohle wird damit zur Senke für Kohlenstoff und kann über die CO2-Aufnahme der Pflanzen zu einer Abnahme der CO2-Konzentration in der Atmosphäre beitragen.
Pflanzenkohle entsteht, wenn kohlenstoffreiches Material unter Sauerstoffabschluss und Temperaturen zwischen 350°C und 1000°C zersetzt wird (Pyrolyse). Da die verwendete Biomasse ihre Struktur dabei beibehält, ist Pflanzenkohle neben ihrer hohen Abbaustabilität auch noch auffällig porös. Das ist für die Weiterverwendung als Bodenverbesserer wichtig, denn die Poren bieten viel Platz für Wasser und Nährstoffe, was für gutes Pflanzenwachstum sorgt. Der positive Einfluss von Pflanzenkohle, sowohl auf die Bodeneigenschaften als auch auf den Ernteertrag, ist mehrfach wissenschaftlich belegt: Beispielsweise konnten nach Pflanzenkohlezugabe eine Verbesserung der Wasserspeicherfähigkeit, höhere Nährstoffgehalte sowie günstigere pH-Werte nachgewiesen werden.
Im Botanischen Garten von Berlin wird die Pflanzenkohle direkt vor Ort hergestellt und den eigenen Pflanzenabfällen während der Kompostierung zugeführt. Der Einkauf von extern hergestelltem Komposten kann somit vermieden und die Entsorgung von pflanzlichen Abfällen minimiert werden. Die CO2-Bilanz des Botanischen Gartens verbesserte sich dadurch deutlich. Ein Vergleich der Klimabilanz vor und nach erfolgter Kreislaufschließung zeigt, dass die Emission von ursprünglich 130 Tonnen CO2eq auf bis zu minus 69 Tonnen CO2eq gesenkt werden können.



Ergebnisse aus dem Botanischen Garten Berlin Dahlem

Durch den Einsatz von Pflanzenkohle wurde im Forschungsvorhaben TerraBoGa die Reduzierung von CO2-Emissionen erreicht.
Neben der Zugabe von Pflanzenkohle zum betriebseigenen Kompost konnte dieses gute Ergebnis erreicht werden, weil eine Mehrfachnutzung der Pflanzenkohle umgesetzt wurde. Ein gut aufeinander abgestimmtes Pflanzenkohlesystem wurde entwickelt:
1. Aus hundert Tonnen Stammholz, Ast- und Strauchschnitt wurde mittels Pyrolyse Pflanzenkohle betriebseigen hergestellt. 74 Tonnen CO2 wurden hierdurch nachhaltig aus der Atmosphäre entfernen.
2. Beim Pyrolyseprozess wird Wärme frei, die für die Heizung von Gebäuden genutzt wird. Dadurch können 40 Tonnen CO2 durch den Ersatz fossiler Brennstoffe eingespart werden.
3. Während der Kompostierung wird Pflanzenkohle den pflanzlichen Abfällen beigemischt. Das minimiert die Freisetzung von CO2 und weiteren Treibhausgasen wie Methan, Lachgas und Ammoniak (24 bis 43 Prozent Reduktion).
4. Die Anwendung von Pflanzenkohle führte zur deutlichen Aufwertung des betriebseigenen Komposts und eines kontrollierten Kompostierungsvorganges. Die Nutzung des eigenen Kompostmaterials konnte verbessert werden und führte zu der im Projekt angestrebten Schließung von Stoffkreisläufen. Der Einkauf von externen Komposten wurde gänzlich eingestellt und die Entsorgung von Grünschnitt minimiert.

Ausblick


Die im Botanischen Garten gewonnen Erfahrungen sollen nun auch im Tierpark Berlin-Friedrichsfelde im Rahmen des Forschungsvorhabens CarboTIP genutzt werden. Auch dort soll das Abfallmanagement auf Basis der Pflanzenkohletechnologie verbessert werden. Holzige Restbiomassen und Grünschnittabfälle, unzählige Laubmengen und Tiermist müssen verwertet und in ein Kreislaufsystem eingebunden werden. Dafür wird die mit Mist und Grünschnittabfall hergestellte Komposterde mit Hilfe von Pflanzversuchen weiter untersucht. Erprobt werden soll auch, ob sich Laub für die Herstellung von Pflanzenkohle eignet. Für die anfallenden Laubmengen könnte das – sowohl für den Tierpark als auch für ganz Berlin – eine interessante Alternative zur jetzigen Verwertung darstellen, bei gleichzeitiger Kohlenstoffspeicherung und Klimaentlastung.

Dr. Stefanie Harwart
Initiatorin von www.kompostino.de
Dr. Robert Wagner
Wissenschaftlicher Mitarbeiter im Projekt "CarboTiP" und "Pflanzenkohle-BBNE" an der FU Berlin, AG Geoökologie

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