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Die irische Regierung und die Europäische Union haben ein Finanzierungspaket von 10 Millionen Euro im Rahmen des „Just Transition Fund“ der EU angekündigt, um zwei große Bioökonomie-Demonstrationsprojekte zu unterstützen. Speziell auf die irische Midlands-Region angepasst, wird die Investition gleichmäßig zwischen dem BIOCHAR-Projekt unter der Leitung der Universität Limerick und dem TRANSFORM-Projekt des University College Dublin aufgeteilt. Die BIOCHAR-Initiative konzentriert sich auf die Entwicklung mittelgroßer Produktionsanlagen und die Anwendung von Biochar in der Landwirtschaft, Wasseraufbereitung und Verkehrsinfrastruktur. Die Initiative konzentriert sich darauf, lokale Lieferketten und nachhaltige landwirtschaftliche Anwendungen zu schaffen, um torfbasierte Industrien zu ersetzen. Gemeinsam sollen die Initiativen die Skalierung des Bioökonomiesektors Irlands beschleunigen und gleichzeitig langfristige Umweltvorteile und neue wirtschaftliche Chancen für ländliche Gemeinden bieten.

Das BIOCHAR-Projekt verfolgt einen multisektoralen Ansatz, indem es den Nutzen von Biochar in verschiedenen Bereichen wie Infrastruktur und Wasseraufbereitung demonstriert. Nährstoffbindung und Emissionsreduktionen werden in einem landwirtschaftlichen Umfeld bewertet. Mit diesem Ansatz soll lokal gewonnene Biomasse in der Region in hochwertige Produkte umgewandelt werden.

Verde Resources und Oregon Biochar Solutions haben in den USA eine mit Biochar verbesserte, kalt recycelte Asphaltmischung entwickelt, welche die Haltbarkeit des Belags verbessert und gleichzeitig Kohlenstoff für 200 Jahre bindet. Das Projekt hat erfolgreich Kohlenstoffentfernungs-Zertifikate monetarisiert und die ganzjährige Baufähigkeit ohne hohe Wärmeentwicklung demonstriert.

Verde Resources, ein ehemaliges Bergbauunternehmen, das auf nachhaltige Materialien umgestiegen ist, hat mit Oregon Biochar Solutions zusammengearbeitet, um Biochar in die Asphaltproduktion zu integrieren. Diese Initiative konzentriert sich auf eine kalt-recycelte Bio-Asphalt-Oberflächenmischung, die aus recyceltem Asphaltbelag (RAP), Biochar aus Holzabfällen und einem eigens entwickelten Emulgator besteht. Das Projekt zielt darauf ab, über die traditionelle Kohlenstoffeinarbeitung in der Unterschicht hinauszugehen, indem Biochar in oberflächennahen Asphaltanwendungen eingesetzt wird. Die Validierung der Dauerhaftigkeit des gespeicherten Kohlenstoffs unterstützt die Monetarisierung der Kohlenstoffentfernungs-Zertifikate bei gleichzeitiger Verbesserung der technischen Eigenschaften von Straßenoberflächen.

Die Anwendung dieser Biochar-Asphalt-Mischung hat sowohl ökologische als auch wirtschaftliche Vorteile gebracht. In einer Proof-of-Concept-Einführung erzeugten fünf Tonnen Biokohle acht Tonnen verifizierter Kohlenstoffentfernungszertifikate, die anschließend auf dem freiwilligen Kohlenstoffmarkt verkauft wurden. Operativ zeigte die Mischung eine hohe Haltbarkeit und verlängertes Verarbeitungsfenster, was den Herstellern größere Flexibilität bot. Verde Resources entwickelt derzeit seine Environmental Product Declarations (EPDs) für das gesamte Mixdesign, um diese Ergebnisse weiter zu standardisieren. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Biokohle erfolgreich von landwirtschaftlichen Anwendungen in den Bausektor als funktionale, kohlenstoffnegative Komponente moderner Infrastruktur übergehen kann.

Die Stadt Barcelona hat in Zusammenarbeit mit der Baugruppe Sorigué ein Pilotprojekt gestartet, um einen nachhaltigen Asphalt-Belag zu testen, der mit Biochar aus Olivenkernen angereichert ist. Diese Initiative beinhaltet die Anwendung einer spezialisierten Asphaltmischung auf einer 2000 Quadratmeter großen Fläche und reduziert den CO₂-Fußabdruck des Belags um bis zu 76 % im Vergleich zu herkömmlichen Mischungen. Durch den Ersatz traditioneller Mineralfüllstoffe durch Biochar zielt das Projekt darauf ab, die Kohlenstoffbindung direkt in die städtische Infrastruktur zu integrieren. Über die unmittelbaren Emissionsreduktionen hinaus bietet das Projekt ein praxisnahes Testgelände, um die Widerstandsfähigkeit des Belags gegen Verschleiß, Wetter und starken Verkehr zu überwachen. Dieser Versuch stellt einen bedeutenden Schritt in Spaniens Bemühungen dar, kommunale Bauprojekte zu dekarbonisieren und die langfristige Haltbarkeit kohlenstoffnegativer Materialien in stark frequentierten städtischen Umgebungen zu bewerten.

Holcim UK (eine internationale Baufirma) und die Canary Wharf Group (CWG; ein britisches Immobilienunternehmen) haben erfolgreich einen Netto-Null-Beton entwickelt, indem Biochar aus Holz- und Kaffeeabfällen genutzt wird. Dieser Durchbruch im Vereinigten Königreich zeigt einen praktikablen Weg für dauerhafte Kohlenstoffspeicherung innerhalb der strukturellen städtischen Infrastruktur.

In Zusammenarbeit mit Ingenieurbüros haben Holcim UK und CWG mittels intensiver Forschungs- und Entwicklungsversuche einen Netto-Null-Beton entwickelt und die kommerzielle und strukturelle Tragfähigkeit des Einsatzes von CO₂-bindenden Zusatzstoffen in der Stadtentwicklung demonstriert.

Die von Holcim UK und CWG umgesetzte Lösung umfasst eine spezialisierte Betonmischung, die Biochar aus zwei unterschiedlichen Abfallströmen verwendet: Restholz und verbrauchter Kaffeesatz. Diese Biochar wirkt als permanente Kohlenstoffsenke innerhalb der Betonmatrix und bindet CO₂ ein, das zuvor von Pflanzen während ihres Wachstums aufgenommen wurde. Durch die Optimierung des Verhältnisses dieser Biochar-Mischung entwickelte das Team ein Produkt, das die erforderliche Festigkeit und Haltbarkeit im Gesamtprodukt erhält und gleichzeitig das globale Erwärmungspotenzial (GWP) deutlich senkt. Die Einbeziehung von Graphen in sekundären Versuchen verbesserte die Haltbarkeit weiter und verringerte möglicherweise das Gesamtvolumen des für die Bewehrung benötigten Betonvolumens.

Erste Tests mit der Biochar-Mischung führten zu einer Reduktion des Netto-GWP um 80 Prozent im Vergleich zu herkömmlichem Beton. Nachfolgende Optimierungen führten zu einem prognostizierten Netto-GWP von -14 kg CO_2e/m³ unter Berücksichtigung biogener Kohlenstoffspeicherung. Diese Materialien werden nun einer zweijährigen Überwachungsphase durch Experten der Queen’s University Belfast und der University of Cambridge unterzogen, um die langfristige Leistung zu überprüfen.

In Stuttgart soll Pflanzenkohle verstärkt zum Einsatz kommen. Derzeit wird der Grünschnitt kompostiert, teilweise energetisch genutzt oder auch exportiert, teilt die Stadt mit. Diese Verfahren verursachten Treibhausgasemissionen. „Um das Klimaziel der Stadt zu erreichen, brauchen wir aber Negativemissionen,“ sagt der Koordinator der städtischen Bioökonomiestrategie.

Hier kommt die Pyrolyse als Möglichkeit ins Spiel: Der Kohlenstoff der Biomasse wird in Pflanzenkohle (Biochar) umgewandelt, die das CO₂ mehrere Jahrhunderte lang speichert. Wird die Kohle wiederum als Baumsubstrat verwendet, kommen weitere positive Aspekte zum Tragen: sie lockert die Erde auf, speichert Wasser und Nährstoffe für Bäume. In Stuttgart ist die Pflanzenkohle bereits in der Seyfferstraße im Einsatz, in den nächsten Monaten soll sie auch unter neue Stadtbäume gepflanzt werden.

Zusätzlich hat die Stadt eine Arbeitsgruppe gegründet, die eine Beton-Rezeptur mit Pflanzenkohle als Zutat entwickeln soll. So könnte sie als Kohlenstoffsenke im Bau zu Negativemissionen beitragen – und damit zum Ziel der Stadt, bis 2035 klimaneutral zu sein. „Beim Beton gibt es noch technische Herausforderungen, die Potenziale in der Anwendung sind jedoch enorm, da der Bausektor einen sehr großen Teil der globalen Treibhausgas-Emissionen ausmacht“, teilt die Stadt mit.

Ein internationales Forschungskonsortium arbeitet an einem Projekt zur Herstellung von Biochar aus Fischerei- und Aquakulturabfall-Biomasse.

Das portugiesisch geführte Wissenschaftlerteam hat sich im AERO2cycle-Projekt zusammengeschlossen und verfolgt das Ziel, ultraleichte und hochporöse Materialien namens Hybrid-Aerogele zu entwickeln, die Biochar aus Nebenprodukten der Fischereiwirtschaft wie Schuppen, Haut und Knochen enthalten.

Um die neuartige Lösung zu schaffen, wird biochar mit (poly-)ionischen Flüssigkeiten als CO₂-reaktiven Polymeren kombiniert, wodurch hybride Materialien entstehen, die Kohlendioxid aufnehmen und umwandeln können.

Mit 3D-Drucktechnologie wird das Team diese hybriden Materialien strukturieren, um die Grundlage für die Entwicklung von Reaktoren für verschiedene industrielle Umgebungen zu legen und eine zukünftige Integration in Kohlenstoffabscheidungssysteme zu ermöglichen.

Laut dem Team wird die derzeit entwickelte Technologie mit industriellen Gasbehandlungssystemen kompatibel sein, wo CO₂ aus Produktionsemissionen einfangen werden.

Im Rahmen des AERO2cycle-Projekts wird das Team außerdem die Möglichkeit untersuchen, das eingefangene CO₂ in industriell nützliche chemische Verbindungen umzuwandeln.

Wenn die Tests erfolgreich sind, könnten die resultierenden chemischen Verbindungen zur Herstellung von Zutaten für kosmetische Formulierungen, nachhaltige polymere Materialien oder Komponenten für Energiespeichertechnologien verwendet werden. Dies wiederum würde bedeuten, dass das Projekt zu neuen Wertschöpfungsketten beiträgt, die auf dem eingefangenen CO₂ basieren.