Kategorie: Publikationen

In trockenen Regionen stellen alkalische Sandböden aufgrund der Nichtverfügbarkeit von Nährstoffen eine Herausforderung für die Landwirtschaft dar. Eine Studie von Elbana et al. (2025) untersuchte säuremodifizierte Pflanzenkohle aus Palmwedeln und Guavenzweigen, um die Zugänglichkeit von Nährstoffen zu verbessern. Die Ergebnisse zeigten, dass mit Phosphorsäure behandelte Guaven-Biochar die Phosphorverfügbarkeit erhöhte, während Palmwedel-Biochar für die Kaliumverfügbarkeit überlegen war. Biochar wurde mit Essig- oder Phosphorsäure angesäuert und hinsichtlich ihrer chemischen Eigenschaften, Oberflächenmorphologie und funktionellen Gruppen charakterisiert. Die Ansäuerung verbesserte die Verfügbarkeit von P und K in den untersuchten alkalischen Sandböden, aber dieser Einfluss hing von der Art der Biochar, der chemischen Zusammensetzung und der Inkubationszeit ab.

Zitat:

Elbana, T.A., Bakr, N., Shahin, S.A. et al.: Influence of acidified-biochar on phosphorus and potassium availability in alkaline sandy soil. Sci. Rep. 15, 30504 (2025).

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Eine neue Studie über versalzte Küstenböden ergab, dass eine Mischung aus Biochar und Kompost die elektrische Leitfähigkeit des Bodens um über 51 % und das Natriumadsorptionsverhältnis um fast 64 % reduzierte. Die kombinierte Anwendung (2 % m/m Biochar, 4 % m/m Kompost) erhöhten auch den Nährstoffgehalt und die Enzymaktivität und boten eine vielversprechende Lösung zur Verbesserung von durch Versalzung degradierter Böden

Zitat: Zhou, W.; Xing, S.; Wu, Y.; Zou, R.; Li, S.; Sun, X.; Zhang, H. Exploring the Effects of Biochar and Compost on Ameliorating Coastal Saline Soil. Agronomy 2025, 15, 2093.

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Die Ausbringung von Biochar auf landwirtschaftliche Böden scheint das vielversprechendste Instrument für das Management der Boden- und Pflanzengesundheit in der Landwirtschaft für die Lebensmittelproduktion zu sein. Biochar induziert Pflanzenresistenz und Wurzelwachstum, deaktiviert Pilztoxine, unterstützt nützliche Mikroorganismen sowie die Veränderung der Bodeneigenschaften, welche die Verfügbarkeit von Wasser und Nährstoffen erleichtern. In dieser Übersichtsarbeit werden Lehren aus den Erfahrungen der Autoren mit der Anwendung von Pflanzenkohle in der Landwirtschaft sowie aus früherer Literatur zusammengefasst, um die Rolle von Pflanzenkohle als „schwarzes Gold“ in der Pflanzenproduktion von der Bodengesundheit bis zur Pflanzengesundheit (Wurzelwachstum, Krankheitsbekämpfung sowie Ertrag und Qualität, letztendlich verbunden mit der Lebensmittelgesundheit) zu verdeutlichen. Diese Übersichtsarbeit liefert Bottom-up-Evidenz für die Entwicklung der Biochar-gestützten Landwirtschaft im Rahmen von ONE Health von Boden-Pflanze-Nahrung und trägt so zur Erreichung der UN-SDG-Ziele bei.

Achtung: der Artikel ist derzeit nur als non-peer-reviewed preprint verfügbar!

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Damit CO₂-Entnahme in Deutschland gelingt, sind gezielte politische und finanzielle Maßnahmen erforderlich. Die Studie „Investitionsbedarf und Unterstützungsmechanismen für die Skalierung von CDR in Deutschland und Europa“ von DVNE (Deutscher Verband für negative Emissionen e.V.) und Boston Consulting Group (BCG) liefert geprüfte, konkrete Handlungsoptionen.

Die Studie zeigt Fördermöglichkeiten auf, identifiziert strategische Einstiegspunkte in das EU-ETS und skizziert, wie ein glaubwürdiger, investitionsfähiger CDR-Markt gestaltet werden kann. Wenngleich die Studie auf die Rahmenbedingungen in Deutschland fokussiert ist, haben viele der Empfehlungen auch für Österreich Gültigkeit.

Zu den Vorschlägen zählt auch die Betonung der Methodenvielfalt für durchführbare Lösungen. Ein diversifiziertes Portfolio sollte aus einer Toolbox von naturbasierten und technischen Verfahren bestehen:

• Biochar Carbon Removal (BCR, Pflanzenkohle)
• Direkte CO₂-Abscheidung und -Speicherung aus der Luft (engl. Direct Air Carbon Capture and Storage, kurz DACCS)
• Bioenergie mit CO₂-Abscheidung und -Speicherung (engl. Bioenergy with Carbon Capture and Storage, kurz: BECCS)

Beschleunigte Gesteins-Verwitterung (engl. Enhanced Rock Weathering, kurz: ERW)

Das Biomass Magazine ist mit einer monatlichen Auflage von 7500 eine der international wichtigsten Fachzeitschriften, die sich Berichten über die Produktion und energetische Verwendung von Biomasse verschrieben haben.

In der Ausgabe 3/2025 bringt das Magazin einen umfangreichen Biochar-Übersichtsartikel von Myles Gray, dem Leiter des USBI (U.S. Biochar Initiative). Darinnen geht er auf Produktion, Anwendungen und Geschäftschancen in der Landwirtschaft, im Gartenbau und in der Bauwirtschaft ein und berichtet über die Entwicklungen zur Biochar-Normung im amerikanischen Normungswesen (ANSI).

Eine zweijährige Studie ergab, dass Biochar aus Filterschlamm aus der Zuckerrohr-Zuckerproduktion den Zuckerrohrertrag im Vergleich zu Stroh-Biochar um 5-11 % erhöhte, indem sie die Bodenfeuchtigkeit (bis zu 13 %) erhöhte und nützliche Bakteriengemeinschaften wie Gemmatimonadota und Sphingomonas anreicherte.

Die Aufwandmenge von Biochar betrug 3 t/ha, wobei die Biochar durch Pyrolyse bei ungewöhnlich niedriger Temperatur und langer Verweilzeit (250 °C; 12 h) hergestellt worden war.

Zitat:

Zhu, S., Liang, P., Yang, L., Wei, B., Han, S., Wu, M., He, X., Zeng, W., He, Z., Xiao, J., Li, S., & Li, Z. (2025). Effects of Biochar-Based Fertilizers on Fenlong-Ridging Soil Physical Properties, Nutrient Activation, Enzyme Activity, Bacterial Diversity, and Sugarcane Yield. Agronomy, 15(7), 1594.

Foto – https://stock.adobe.com/at/images/sugar-cane-farm-sugar-cane-fields-view-from-the-sky-drone-photo-of-cane-sugar-sugarcane-field-in-blue-sky-and-white-cloud-aerial-view-or-top-view-of-sugarcane-or-agriculture/

Forscher haben herausgefunden, dass die Einarbeitung kleiner Mengen Biokohle aus landwirtschaftlichen Abfällen (Kerne von Marillen, Datteln, Pfirsichen) in Ultrahochleistungsbeton (UHPC) dessen Festigkeit erhöhen, die Schrumpfung verringern und die Haltbarkeit verbessern kann, was eine nachhaltigere Alternative zu herkömmlichem Zement darstellt. Als optimale Dosierung stellte sich eine Zugabe von 1 % heraus, während sich bei höheren Zugabemengen die physikalischen Eigenschaften wieder verschlechterten.

Zitat:

Wu, F., Zhang, Q., Dong, S. et al. Biochar modification enhances mechanical and durability properties of cement-based materials. Scientific Reports 15, 22174 (2025).

Biochar, die aus Wald-Restholz hergestellt wird, könnte eine billige, nachhaltige Möglichkeit sein, um zu verhindern, dass verschmutzte Straßen-Abwässer in Seen und Flüsse gespült werden.

Tests nach der Einarbeitung von Biochar in die Böden (bis zu 10 % w/w) entlang von Straßenrändern ergaben, dass bereits eine Beimengung von 5 % das Regenwasser effektiv Schadstoffe (Stickstoff- und Phosphorverbindungen) um über 60 % reduzierte und auf sandigen Böden genauso gut funktionierte wie auf tonigen.

Zitat:

Ahmed I. Yunus, George Yuzhu Fu, Yongsheng Chen, Joe F. Bozeman III: Removal of nutrient pollutants from highway stormwater runoff using bioslope with new media of biochar amended topsoils. Journal of Environmental Management, Volume 390, 126259, 2025.

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In dieser Studie aus der Hochschule Offenburg wird die Pyrolyse als Doppelnutzungstechnologie bewertet, um negative Emissionen und regelbaren Strom in das deutsche Stromsystem zu integrieren und so die Klimaneutralität bis 2045 zu unterstützen. Bis 2050 kann die Pyrolyse eine installierte Kapazität von 5 GW erreichen und 2 % der gesamten Stromerzeugung liefern. Die flexible Leistungsabgabe reduziert den Bedarf an Wasserstoffspeicherung um 60 %, da Strom in Zeiten geringer erneuerbarer Versorgung erzeugt wird und die CO2-Emissionen von Gaskraftwerken durch die Sequestrierung von Biochar ausgeglichen werden. Der Einsatz der Pyrolyse ist eng mit der Verfügbarkeit von Solar-PV verknüpft, da sie in Regionen mit hoher Solarenergie früher expandiert, und ihre Integration die Batteriespeicherkapazität um 240 % erhöht. Der Ausbau der Pyrolyse wird durch die Investitionskosten (CAPEX) und die Stromnachfrage getrieben, wobei niedrigere CAPEX – unter 308 € /(t_Biomasse/Jahr) für Pyrolyseanlagen und 2.300 € /kW_el für Stromerzeugungseinheiten – den Einsatz beschleunigen. Der steigende Strombedarf stärkt die Rolle der Pyrolyse als flexible Energiequelle, auch unter hohen CAPEX-Bedingungen. Diese Ergebnisse unterstreichen die Pyrolyse als strategischen Faktor für die Dekarbonisierung des Energiesystems, bei dem regelbarer erneuerbarer Strom und negative Emissionen auf einzigartige Weise kombiniert werden. Die Integration unterstreicht die Notwendigkeit eines diversifizierten Kraftwerksportfolios, um die Flexibilität und Stabilität des Systems zu erhalten, und liefert politischen Entscheidungsträgern, Investoren und Energieplanern wichtige Erkenntnisse zur Optimierung der Marktrahmenbedingungen und Einsatzstrategien.

Zitat:

Sandhaas, A. and Hartmann, N.: Pyrolysis as a strategic element in energy system transformation to achieve net zero emissions. Energy Conversion and Management: X, Volume 26, 100970 (2025)

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Europa steht vor einem industriellen Trilemma: Klimaneutralität zu erreichen und gleichzeitig seine strategische Autonomie und industrielle Wettbewerbsfähigkeit zu sichern. Um diese Herausforderungen in die Grundlagen einer prosperierenden und nachhaltigen europäischen Wirtschaft umzuwandeln, sind ganzheitliche Lösungen erforderlich, die wirtschaftlichen Wert schaffen und den regionalen Zusammenhalt stärken.

Biochar bietet eine bahnbrechende Lösung, indem sie als erneuerbare Kohlenstoffquelle fungiert, die Kohle in industriellen Prozessen ersetzen kann, die sonst nicht dekarbonisiert werden können.

Ein neues Whitepaper von Biochar Europe, entwickelt von Philipp D. Hauser & Hansjörg Lerchenmüller, geht der Frage nach, wie dieser vielseitige Werkstoff der Schlüssel für die Zukunft Europas ist. Dieses Whitepaper stellt eine konkrete Roadmap für die Ausrichtung von Klimaneutralität, strategischer Autonomie und industrieller Wettbewerbsfähigkeit durch skalierbare, auf Biomasse basierende Lösungen wie Biochar vor.

Die wichtigsten Inhalte:

– Die Rolle von Biochar als erneuerbare Kohlenstoffquelle als Ersatz für Kohle in der Stahl-, Silizium- und Eisenlegierungsproduktion

– Wie Polygenerationstechnologien den Wert von Biomasse in dezentralen regionalen Systemen maximieren

– Das Potenzial des Einsatzes von Biochar zur Förderung von Investitionen in eine klimafreundliche Forstwirtschaft und regionale Entwicklung

– Die politischen Rahmenbedingungen, die erforderlich sind, um die industrielle Skalierung und die wirtschaftliche Effizienz zu erschließen