Kategorie: Publikationen

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

Eine Veröffentlichung im Journal REVISTA MATÉRIA zeigt, dass die Zugabe von 12 % Biochar zu Beton zwar die 28-Tage-Druckfestigkeit um 30 % (von 69 MPa auf 48 MPa) verringerten, aber die langfristige Aushärtung verbesserten, was nach weiteren 28 Tagen zu einer Festigkeitssteigerung von 16 % führte. Dies unterstreicht das Potenzial von Biochar für nachhaltiges Bauen trotz anfänglicher Festigkeitsreduzierung.

Die Studie hat nicht untersucht, wie sich eine praxisnähere geringere Biochar-Zugabe zum Beton auf dessen Eigenschaften auswirken würden. Dazu gibt es jedoch viele andere wissenschaftliche Publikationen, auf die in den ÖBIKA-News schon verschiedentlich hingewiesen wurde.

Zitat:

Alagesan, A.; Raju, V.B.; Veerapathran, M., et al., Revista Matéria, vol. 30, e20240965, 2025

In dieser Studie wurden die Auswirkungen auf die Treibhausgasemissionen und die Stabilisierung der organischen Substanz bei der Kompostierung von Geflügelmist (PM) und Rindermist (CM) untersucht. Die Zugabe von Biochar (10 % m/m) reduzierte die Methanemissionen während der thermophilen Phase signifikant – um das 4,6-fache bei PM in Kombination mit Biochar und um das 3,7-fache bei CM in Kombination mit Biochar im Vergleich zu PM bzw. CM ohne Biochar-Zusatz – was auf eine verbesserte Belüftung und mikrobielle Aktivität hinweist, was durch höhere CO₂-Emissionen unterstützt wird.

Der Zusatz von Biokohle verbesserte die Kompostqualität, indem er die CH₄-Emissionen reduzierte und die selektive Kohlenstoffumwandlung, insbesondere Lignin, förderte. Diese Ergebnisse unterstützen die Biochar-Co-Kompostierung als Strategie zur Herstellung von Komposten mit verbessertem agronomischem und ökologischem Wert.

Zitat:

Jindo, K., Sonoki, T., & Sánchez-Monedero, M. A. (2025). Stabilizing organic matter and reducing methane emissions in composting with biochar to strengthen the role of compost in soil health. Soil & Environmental Health, 100164 (2025)

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In dieser Studie wurde das Potenzial von Biokohle aus der Klärschlamm-Vergasung in einer Versuchsanlage als effizientes Adsorptionsmittel für die Phosphatentfernung in synthetischen Abwässern untersucht. Die wichtigste Innovation war die Verwendung einer neuartigen Pflanzenkohle, die als Nebenprodukt eines innovativen Vergasungsprozesses ohne zusätzliche Vorbehandlung anfiel.  Frische Klärschlamm-Biochar wies eine Phosphatadsorptionskapazität von 5,31 bis 17,60 mg/g auf und erreichte eine Phosphat-Entfernungseffizienz von bis zu 99,50 % unter Bedingungen von 0,75 g Biochar pro 100 ml Lösung und einer anfänglichen Phosphatkonzentration von 40 mg/l.

Zitat:

Nakić, D., Licht, K., Posavčić, H., Halkijević, I. (2025) Biochar from Experimental Sewage Sludge Gasification as an Adsorbent for Phosphate Removal. Results in Engineering, vol. 27, 106077 (2025).

Ein neuartiger Bodenverbesserer, der Biochar, Pflanzenasche und Effektive Mikroorganismen (EM) kombinierte, verbesserte die Bodenqualität, erhöhte die organische Substanz um bis zu 77,23 %, verbesserte die Nährstoffverfügbarkeit und reduzierte die (Schütt-)Dichte des Bodens um fast 10 % und bot somit eine nachhaltige Lösung für den Anbau von gesundem Gemüse. Eine Behandlung mit 6 t/ha Biochar, 3 t/ha Pflanzenasche und EM-Bakterien zeigte den günstigsten Verbesserungseffekt.

Zitat:

Sun, M., Fan, S. X., & Zhang, N. (2025). Effects of biochar combined with the application of plant ash and effective microorganisms on the soil in the vegetable facility. Scientific Reports, 15, 15824 (2025).

Foto: pixnio.com – Bicanski

In einer neuen Studie des DVNE (Deutscher Verband für Negative Emissionen) und von Climate Focus wird auf die Dringlichkeit und die Optionen zur aktiven Entfernung von CO₂ aus der Atmosphäre als eine Maßnahme der Klimawandel-Verlangsamung hingewiesen.

Mit dem Fokus auf den Sektor „Landnutzung, Landnutzungsänderungen und Forstwirtschaft“ (LULUCF) wird betont, dass dieser Sektor zunehmend zu einer CO₂-Quelle anstatt zu einer Nettosenke wird. In der Studie werden 8 vorrangige Handlungsempfehlungen für die Politik identifiziert, um Investitionen in Maßnahmen zur Klimawandel-Eindämmung zu mobilisieren:

1. Klares Bekenntnis der Politik zum freiwilligen Kohlenstoffmarkt
2. Klarstellung zur Doppelzählung
3. Klarstellung zur Permanenz und zum Klimanutzen von naturbasierten Lösungen
4. Klarstellung zu Klimaaussagen von Unternehmen
5. Klarstellung der Förderfähigkeit von CO₂-Entnahme-Projekten
6. Beseitigung von rechtlichen Hürden für Biochar
7. Schaffung von Nachfrage nach Zertifikaten
8. Erleichterung der Projektentwicklung

Auf politischer Ebene sollte die Entwicklung von Projekten durch Transparenz, Marktinfrastruktur, Kooperationen sowie die Identifizierung und das Verfügbarmachen von Flächen gefördert werden.

Holzige Siebüberläufe aus Kompostierungs- und Vergärungsanlagen enthalten oft geringe Kunststoffanteile, was ihre stoffliche Nutzung bislang erschwerte oder nur die thermische Nutzung in der Müllverbrennung möglich war. Das Forschungsprojekt CoPyKu2 von Ithaka-Institut, Agroscope, Eawag, Axpo Power AG und IWB und unterstützt durch die Umwelttechnologieförderung des Bundesamts für Umwelt (CH) zeigt nun, dass diese Materialien durch Pyrolyse sicher und effizient verwertet werden können.

Mit dem Projekt haben die Forschenden nachgewiesen, dass die dabei entstehende Pflanzenkohle unerwartet positive Eigenschaften aufweist und die hohen Umwelt- und Qualitätsstandards einhält, die für den Einsatz als Dünger gelten.

Es wurde festgestellt, dass sich die Kunststoffe bei 600 °C und 20 Minuten Verweilzeit komplett zersetzten. Alle Grenzwerte für Schadstoffe wie Dioxine und PAK, die für Pflanzenkohle als Dünger gelten – selbst bei bis zu einem Kunststoffanteil von 10 % – wurden eingehalten.

Durch die stoffliche Verwertung dieser bisher thermisch entsorgten Stoffströme ergeben sich mehrere Vorteile:

• Vermeidung von Kunststoffeinträgen in die Umwelt
• Reduktion von Entsorgungskosten
• Langfristige CO₂-Speicherung durch Biochar
• Erschließung neuer Rohstoffquellen für Biochar-Produzenten

Die Ergebnisse und Erfahrungen wurden in Pilot- und Großversuchen validiert und bilden nun die Grundlage für die breite Einführung der Pyrolyse von holzigen Siebüberläufen in der Schweiz. Auf Basis der Projektergebnisse werden nun konkrete Vorschläge zur Aufnahme neuer Regelungen und Grenzwerte in das European Biochar Certificate (EBC) erarbeitet.

Hilber, I. et al. Biochar Production From Plastic-Contaminated Biomass. GCB Bioenergy 16, e70005 (2024).

Grafmüller, J., Rathnayake, D., Hagemann, N., Bucheli, T. D. & Schmidt, H.-P. Biochars from chlorine-rich feedstock are low in polychlorinated dioxins, furans and biphenyls. J Anal Appl Pyrol 183, 106764 (2024).

Foto: pixnio – Hagerty Ryan