Als Antwort auf den wachsenden Bedarf an nachhaltigeren Baupraktiken untersucht ein neues Positionspapier der Arbeitsgruppe „Materialien“ des EBI (European Biochar Industry Consortium e.V.) das Potenzial von Biokohle in Beton als langfristige Lösung zur Kohlendioxidentfernung. Biokohle reduziert nicht nur den Bedarf an herkömmlichem Zement, sondern bindet auch Kohlenstoff für Tausende von Jahren. Eine aktuelle Studie unter der Leitung von Prof. Hamed Sanei an der Universität Aarhus hat gezeigt, dass Biokohle, die bei hohen Temperaturen (über 550 °C) hergestellt wird, sehr stabil ist und ähnliche Eigenschaften wie Inertinit aufweist, die stabilste Form von organischem Kohlenstoff, die in der Erdkruste vorkommt. Damit ist Biokohle ein idealer Kandidat für die dauerhafte Kohlenstoffspeicherung. Das Positionspapier befasst sich auch mit den End-of-Life-Szenarien von Pflanzenkohle-Beton-Produkten. In typischen Recycling- oder Downcycling-Prozessen bleibt die Biokohle sicher in der Betonmatrix und stellt sicher, dass die Kohlenstoffspeicherung über viele Jahre hinweg anhält. Backenbrecher und Prallbrecher, die üblicherweise im Recycling eingesetzt werden, setzen Biokohle keinen Temperaturen aus, die eine Kohlenstofffreisetzung verursachen würden. Dies macht Biokohle zu einer sicheren und langlebigen Methode, um die Kohlendioxidentfernung in Baumaterialien zu integrieren.

Mit Hilfe eines Zement-Biokohle-Komposits können alte Bohrungen besser abgedichtet werden als mit Zement alleine.

Die Colorado State University veröffentlicht einen neuen Bericht über die Verwendung von Biokohle zum Verschließen von Öl- und Gasquellen.

Um das Widerstandsvermögen des Zements zu verbessern und damit das Risiko von Treibhausgas- und Flüssigkeitslecks aus verschlossenen Öl- und Gasbohrungen zu verringern, wurden Zementzusätze, insbesondere Biokohle, untersucht. Studien zeigen, dass Biokohle die mechanische Festigkeit einiger Zementkomposite verbessern und somit die Lebensdauer von Verschlussoperationen erhöhen kann. Biokohle ist auch in der Lage, einen Teil des bei der Zementherstellung entstehenden Kohlendioxids auszugleichen, indem sie große Mengen an Kohlenstoff langfristig bindet. Daher wurde die Machbarkeit von Biokohle-Zement-Verbundwerkstoffen für das Verschließen von Öl- und Gasbohrungen bewertet und technoökonomische Analysen durchgeführt, um die damit verbundenen Kosten zu ermitteln.

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Diese österreichische Norm über Pflanzenkohlen wurde in einer neuen Fassung veröffentlicht und regelt die Ausgangsmaterialien, Qualitätsanforderungen und die Untersuchungsmethoden für Pflanzenkohlen für die Anwendung als Bodenhilfsstoff und die Aufbereitung von organischen Stoffen aus der Landwirtschaft, z. B. Wirtschaftsdünger oder Kompost.

Biochar-concrete: A comprehensive review of properties, production and sustainability

Die Verwendung von Pflanzenkohle in Beton hat aufgrund ihres Potenzials, die Eigenschaften und die Nachhaltigkeit dieses Baustoffs zu verbessern, große Aufmerksamkeit erregt. Dieser ausführliche Bericht befasst sich mit verschiedenen Aspekten von Pflanzenkohle-Beton-Verbundwerkstoffen. Es beginnt mit der Definition der Pflanzenkohle und der Erforschung ihrer Produktionsmethoden, physikalischen und chemischen Eigenschaften. Darüber hinaus bietet der Bericht einen Überblick über Beton und hebt seine Zusammensetzung, Eigenschaften und die Herausforderungen hervor, die mit traditionellen Herstellungsmethoden verbunden sind. Die Einarbeitung von Pflanzenkohle in Beton bringt mehrere Vorteile mit sich, wie z. B. eine verbesserte Festigkeit und Haltbarkeit, verbesserte thermische Eigenschaften und das Potenzial zur Kohlenstoffbindung. Die Arbeit untersucht den Herstellungsprozess von Pflanzenkohle-Beton-Verbundwerkstoffen und umfasst Aspekte wie Einarbeitungsmethoden, Pflanzenkohleauswahl, Mischtechniken und Qualitätskontrollmaßnahmen. Darüber hinaus werden die Nachhaltigkeitsaspekte von Pflanzenkohlebeton unter Berücksichtigung seiner Umweltwirkung, der Ökobilanz, der Reduzierung des CO₂-Fußabdrucks und der wirtschaftlichen Machbarkeit bewertet. Der Bericht befasst sich auch mit den Herausforderungen und Zukunftsperspektiven von Pflanzenkohle-Beton-Verbundwerkstoffen sowie mit Möglichkeiten für Forschung und Entwicklung. Dieser umfassende Bericht bietet wertvolle Einblicke in die Eigenschaften, die Herstellung und die Nachhaltigkeit von Pflanzenkohle-Beton-Verbundwerkstoffen. Er dient als Leitfaden für weitere Fortschritte im Bereich des nachhaltigen Bauens.  

Forstwirte suchen nach besseren Ansätzen, um geringwertiges holziges Material zu nutzen, das bei der Brennstoffbewirtschaftung und der Holzernte anfällt. Die in manchen Ländern gängige Praxis des Brandrodens emittiert Schadstoffe und Treibhausgase und hinterlässt Brandnarben, welche die Waldböden schädigen und die Regeneration einheimischer Pflanzen hemmen. Während dieses minderwertige Material manchmal zerkleinert und entfernt werden kann, um es anderswo vorteilhaft zu nutzen, sind solche Optionen an abgelegenen Waldstandorten kostspielig und logistisch schwierig.

Die Produktion von Pflanzenkohle stellt eine vielversprechende Alternative dar, da sie den Bedarf an kostspieligen Materialtransporten reduziert, die Umweltnachteile von Brandrodungen abmildert und zahlreiche Vorteile bietet, wenn sie auf Waldböden angewendet wird. Pflanzenkohle bindet langfristig Kohlenstoff, da sie nicht leicht abbaubar ist und Wasser und gelöste Nährstoffe in den Böden aufnehmen kann – ein erheblicher Vorteil für die Waldgesundheit, da sich das Klima weiter erwärmt und die Waldböden austrocknet. In diesem Bericht werden mehrere Alternativen für die Herstellung von Pflanzenkohle mit neu entwickelten Geräten sowie Modifikationen bestehender Methoden untersucht.

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Pyrolysetechnologien in Europa 2024

Technologieübersicht mittelschneller Pyrolyse für dezentrale Anwendungen, für kleine und mittlere Unternehmen und für die Kreislaufwirtschaft

Kurzbeschreibung

Pyrolyse ist ein althergebrachtes Verfahren, das bereits vor Jahrtausenden zur Herstellung von Kohle praktiziert wurde. Bestrebungen nach Unabhängigkeit von fossilen Ressourcen und klimaneutralen sowie kreislaufwirtschaftlichen Wertschöpfungsketten, führen aktuell zu deutlich steigendem Interesse an dieser Technologie. Durch vielseitige verfahrenstechnische Ausgestaltungsmöglichkeiten stellt die Pyrolyse eine potenzielle Schlüsseltechnologie für verschiedene zum Teil hoch spezifische Anwendungen für stoffliche und energetische Prozessketten dar. Diese Vielfalt an Möglichkeiten resultiert jedoch gleichzeitig in einer hohen Komplexität, die es erschwert einen Überblick über angebotene Anlagen zu bekommen.

Ziel dieser Studie ist es, Informationen vielfältiger Systeme in eine vergleichbare Form zu bringen und dadurch eine Übersicht für Interessierte zu ermöglichen. Der Aufwand der Informationsbeschaffung als initialer Schritt für Umsetzungen soll dadurch reduziert werden. Hierdurch soll zur Realisierung regionaler Pyrolyseprojekte als Bestandteil kreislaufwirtschaftlicher Stoffnutzungskonzepte beigetragen werden.

Dieser Bericht gibt einen Überblick über Anlagen für mittelschnelle Pyrolyse von europäischen Herstellern im vorindustriellen Maßstab. Diese wurden anhand einer umfassenden Technologierecherche und Interviews ermittelt. Als Ergebnis wurden Informationen über 19 Technologien von 15 Herstellern gesammelt.

Pflanzenkohle unterstützt in-situ-Sanierung von PFAS-kontaminierten Böden mit elektrothermischem Verfahren

Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) sind persistente und bioakkumulierende Schadstoffe, die sich leicht im Boden anreichern können und eine Gefahr für die Umwelt und die menschliche Gesundheit darstellen. Aktuelle PFAS-Abbauprozesse leiden oft unter geringer Effizienz, hohem Energie- und Wasserverbrauch oder mangelnder Verallgemeinerbarkeit. In diesem Artikel wird ein schnelles elektrothermisches Mineralisierungsverfahren (REM) zur Sanierung von PFAS-kontaminierten Böden beschrieben. Mit umweltverträglicher Pflanzenkohle als leitfähigem Zusatzstoff steigt die Bodentemperatur durch Stromimpulseintrag innerhalb von Sekunden auf >1000 °C an, wodurch PFAS in Calciumfluorid im Boden umgewandelt werden.

Publikation: Cheng et al.: Electrothermal mineralization of per- and polyfluoroalkyl substances for soil remediation. Nature Communications, 2024; 15 (1) DOI: 10.1038/s41467-024-49809-6

„Biokohle – Potential und Grenzen der Anwendung in der Land- und Forstwirtschaft“ (2. Auflage)

Die heuer erschienene 2. Auflage der Biokohle-Broschüre des Fachbeirats für Bodenfruchtbarkeit und Bodenschutz im BML gibt einen Überblick über Anwendungspotentiale und zu beachtende Rahmenbedingungen. Die Broschüre ist das gemeinsame Produkt von 24 Autorinnen und Autoren aus der Wissenschaft und Praxis, allesamt Expertinnen und Experten für das von ihnen jeweils kuratierte Fachkapitel. Durch die Kombination von Knappheit in der Aussage und wissenschaftlicher Detailliertheit möchte das Werk die Lücke zwischen einem kurzen Informationsblatt und einem ausführlichen Sachbuch über Biokohle füllen.

“Sewage Sludge as Feedstock for Pyrolysis and Gasification Materials (CMC14) to be Included in the Scope of the EU Fertilising Products (EU) Regulation 2019/1009”

Mit dieser Zusammenstellung der Faktenlage wird die Forderung nach Einbeziehung von Klärschlamm als Eingangsmaterial für Pyrolyse und Vergasung zur Herstellung von Düngeprodukten nach der Verordnung (EU) 2019/1009 untermauert. Da die Produktsicherheit das Hauptanliegen in Bezug auf Klärschlamm-Biokohle ist, konzentriert sich dieses Papier auf den Nachweis des Potenzials der Pyrolyse bei der Beseitigung und Minderung von Schadstoffen. Ebenso wird in dem Dokument auf weitere Aspekte wie die Vorteile für die Landwirtschaft, den bestehende Rechtsrahmen in einigen EU-Mitgliedstaaten und den aktuelle Stand der Technologie der Pyrolyse eingegangen.

The State of CDR Report, 2nd Edition

Am 04.06.2024 wurde die zweite Edition des State of Carbon Dioxide Removal veröffentlicht und von Erstautor Stephen Smith (Universität Oxford) und seinen Co-AutorInnen im Zuge eines Online Launch Events der Öffentlichkeit präsentiert. Die Veröffentlichung beleuchtet die Gesamtheit der verfügbaren natürlichen und technischen Kohlenstoffsenken – wozu auch Pflanzenkohle zählt – und analysiert die Entwicklungen der vergangenen Jahre auch mit Blick auf Risiken der einzelnen Methoden.