Microsoft verstärkt seine Bemühungen zur nachhaltigen Kohlenstoffbindung mit einem neuen Fünfjahresvertrag über den Kauf von 44,000 t Kohlenstoffbindungsgutschriften von Carba, einem Klimatechnologieunternehmen mit Sitz in Minnesota. Die produzierte Biochar wird für Abdeckschichten auf lokalen Deponien verwendet.
Oregon / USA:
Die Entwicklung von größeren mobilen Pyrolyseanlagen, die nach dem Kon-Tiki-Prinzip arbeiten („flame curtain kilns“, siehe https://www.ithaka-institut.org/de/kon-tiki), hat ihren Einsatz in der US-amerikanischen Forstwirtschaft ermöglicht.
Eine Lösung, um die wachsenden Berge von nicht forstlich nutzbarem Abfallholz in Oregon loszuwerden und gleichzeitig die Lungen der Bevölkerung zu schonen, könnten mobile „air curtain incinerators“ (ACI) sein. ACIs haben etwa die Größe eines Wohnwagens und sind im Wesentlichen offene Metallboxen. Holzreste werden in die Verbrennungsbox gelegt und angezündet. Ventilatoren blasen dann Luft über die Oberseite des Materials und zwingen es, bei viel höheren Temperaturen zu brennen – bis zu 1370 °C.
Bei diesen Temperaturen wird die Rauchentwicklung im Vergleich zu Haufenbränden um mehr als 90 Prozent reduziert. Tests, die vom Oregon Department of Environmental Quality im Frühjahr 2023 durchgeführt wurden, haben bestätigt, dass ACIs viel sauberer verbrennen als offene Verbrennungen. Zum Einsatz kommt vor allem Holz von krankheitsbefallenen Bäumen, die gefällt werden müssen (derzeit oft Esche, Olive) und wo die Verhinderung weiterer Krankheitsausbreitung oberstes Ziel ist.
Anstatt einen Haufen Asche zu hinterlassen, entsteht durch das Verbrennen und Pyrolysieren von Holz in einem ACI bei hohen Temperaturen Biochar als vielseitig nutzbares Produkt. Biochar kann z.B. lokal als Bodenverbesserer verwendet werden, um die Wasseraufnahme zu verbessern, insbesondere in schnell durchlässigen, sandigen Böden.
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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:
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).
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Abstract
Ein neuartiges tragbares Rührscheiben-Festphasenextraktions-Gerät wurde entwickelt, bei dem eine Pflanzenkohle/Natriumalginat (SA)-Mischmatrixmembran (MMM) als Adsorptionsmittel diente. Damit wurden Bisphenolverunreinigungen aus Wasser entfernt. Die Pflanzenkohle/SA MMM wies zufriedenstellende Adsorptionseigenschaften und eine hervorragende Wiederverwendbarkeit auf. Die Faktoren wie Reaktionszeit, Elutionszeit, Art und Volumen des Elutionslösungsmittels und pH-Wert der Probenlösung wurden optimiert. Die Validierung der Methodik ergab, dass die Nachweisgrenzen für die Bisphenole zwischen 0,06 und 0,17 ng·mL-1 lagen. Die vorgeschlagene Methode wurde effektiv für Bisphenole in Leitungswasser-, Trinkwasser- und Flusswasserproben eingesetzt. Die Mischmatrixmembran wies eine ausgezeichnete Wiederverwendbarkeit auf.
Zitat: Zhang, H.Y., Li, Y.Y, Zhang, S.J., Hou, X.H.: A portable stir-disc solid phase extraction using biochar/sodium alginate mixed matrix membrane as absorbent for bisphenols enrichment in water samples. International Journal of Biological Macromolecules, Volume 313, 144244, 2025.
Eine neue Studie der Universität Nottingham zeigt, dass durch die Umwandlung von Lebensmittelabfällen in Pflanzenkohle bis 2030 jährlich 93.000 Tonnen CO₂ eingespart werden könnten.
Der Bericht zeigt, dass die Umwandlung von Gärresten aus Lebensmittelabfällen, einem Rückstand aus der Biogasproduktion, in Biochar eine kostengünstige und klimawirksame Lösung darstellt. Bei der Studie wurden auf 70 % Feuchtigkeit entwässerte Gärreste mit hydrothermaler Karbonisierung (bei 200 °C) vorbehandelt und anschließender pyrolysiert (bei 750 °C).
Jede Tonne Biochar mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 88 % könnte bis zu 1,2 Tonnen CO₂-Äquivalent binden, und eine Standortwahl mit einer gemeinsamen anaeroben Vergärungsanlage, in denen Gärreste von Lebensmittelabfällen anfallen, könnte die Kosten für die Kohlenstoffentfernung unter 100 (britische) Pfund pro Tonne halten. Die Anwendung dieser Pflanzenkohle auf landwirtschaftlichen Böden kann die Bodenfruchtbarkeit und -struktur verbessern und so zu nachhaltigen landwirtschaftlichen Praktiken beitragen.
Wenn dieser Ansatz auf nationaler Ebene in Großbritannien umgesetzt wird und 50 % der prognostizierten verfügbaren Gärreste aus Lebensmittelabfällen verwendet werden, könnten bis 2030 jährlich rund 93.000 Tonnen CO₂ gebunden werden. Um bis 2030 50 % der prognostizierten Gärreste von Lebensmittelabfällen in Großbritannien zu verarbeiten, wären 28 Produktionsanlagen für Biochar mit einer Kapazität von jeweils 20.000 Tonnen pro Jahr erforderlich.
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Über die Kohlenstoffmärkte hinaus beweist Biochar ihren vielseitigen Nutzen in immer vielfältigeren Anwendungen. Ein neuer Versuch unter der Leitung von Kier und TerrAffix im Rahmen des A417 Missing Link-Projekts in Gloucestershire testet einen zirkulären Ansatz zur Kohlenstoffreduzierung, indem die am Standort gerodete Vegetation in Biochar umgewandelt wird. Das A417-Projekt in Gloucestershire (A417 ist eine wichtige englische Straßenverbindung) ist ein Beispiel dafür, bei dem die Vegetation von Straßenrändern als Biochar für den Einsatz vor Ort in der Landschaftsgestaltung, bei grünen Brücken (als Ersatz für synthetische Wasserrückhaltegele) und bei Entwässerungssystemen zum Auffangen von Mikroplastik umgewandelt wurde. In einem ersten Versuch wurden 5 t Biochar produziert und vor Ort eingesetzt Die Initiative, die vom Environmental and Wellbeing Designated Fund von National Highways finanziert wird, zielt darauf ab, die Kohlenstoffemissionen zu senken und den Abfall im Straßenbau zu reduzieren. Es ist ein Kreislaufwirtschaftsmodell, das Abfall aufwertet, Artenvielfalt und Bodenfunktionen unterstützt, den Nährstoffkreislauf verbessert und gleichzeitig multifunktionale Umweltvorteile im Bauwesen bietet.
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Beton, der mit Biochar angereichert ist, bietet doppelte Vorteile und zeigt beeindruckende Gewinne. Die modifizierte Porenstruktur und die verbesserten Hydratationsprodukte tragen zu einer verbesserten Haltbarkeit gegen chemische Angriffe und Frost-Tau-Zyklen bei. Optimale Dosierungen (2-5 % der Zementmasse) erhöhen die Druckfestigkeit um bis zu 76 % und reduzieren die Wasseraufnahme um 41 %, während jeder Kubikmeter bis zu 9,40 kg Kohlendioxid bindet, was einen bedeutenden Schritt in Richtung nachhaltiges Bauen darstellt.
Zitat:
Zhou, Y., Wang, S., & Chen, L. (2025). Progress and prospects of biochar as concrete filler: A review. Alexandria Engineering Journal, 128, 306-323.
Eine kürzlich durchgeführte Studie unterstreicht das erhebliche Potenzial von Biochar in der nachhaltigen Landwirtschaft und zeigt eine Reduzierung der Ammoniakverflüchtigung aus tonigen Böden um bis zu 52 % und eine Verringerung der Nitrat-N-Auswaschung um 39 %, wenn Biochar zusammen mit organischen Düngemitteln ausgebracht wird. In sandig-lehmigen Böden wurden N2O-Emissionen um bis zu 25 % reduziert, nicht aber in tonigen Böden.
Insgesamt zeigen die Anwendungen von Biochar ein erhebliches Potenzial zur Minderung von N-Verlusten und zur Verbesserung der N-Nutzungseffizienz. Die Wirksamkeit wird jedoch optimiert, wenn die Biochar-Eigenschaften (z. B. hohe spezifische Oberfläche und angemessenes C/N-Verhältnis) und die Anwendungsstrategien auf bestimmte Bodentypen und N-Quellen zugeschnitten sind.
Zitat:
Kohira, Y., Fentie, D., Lewoyehu, M., Wutisirirattanachai, T., Gezahegn, A., Ahmed, M., Akizuki, S., Addisu, S., & Sato, S. (2025). The Sustainable Management of Nitrogen Fertilizers for Environmental Impact Mitigation by Biochar Applications to Soils: A Review from the Past Decade. Environments, 12(6), 182.
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Ein innovatives rezirkulierendes Aquakultursystem (RAS) mit einem Biochar-Filter kann die Klimaneutralität in der Fischproduktion ermöglichen. In dieser Studie wird die Umweltverträglichkeit der Verwendung von Biochar zur Nährstoffrückgewinnung in rezirkulierenden Aquakultursystemen (RAS) und der Erzeugung einer nährstoffangereicherten Pflanzenkohle für die landwirtschaftliche Nutzung untersucht. Im Rahmen einer prospektiven Ökobilanz (LCA) werden in der Studie zwei verschiedene RAS-Konfigurationen untersucht, eine mit einem konventionellen Biofilter und eine mit dem innovativen Biochar-Filter. Wenn der Biofilter durch einen Pflanzenkohlefilter ersetzt wird und Pflanzenkohle hauptsächlich als Filter erzeugt wird, sind zusätzliche große Auswirkungen aus der Produktion von forstwirtschaftlicher Biomasse und dem Bau einer Pyrolyseanlage mit dem RAS verbunden. Dem wird durch zurückgewonnene Wärme und Nährstoffe nur teilweise entgegengewirkt, aber für die Auswirkungen auf das Klima sind die Vorteile im Zusammenhang mit der C-Sequestrierung beträchtlich.
Zitat:
Behjat, M., Svanström, M., Peters, G., & Wennberg, N. (2025). Life cycle assessment of recirculating aquaculture systems with innovative biochar filter for enhanced nutrient recirculation. Resources, Environment and Sustainability, 21, 100233.
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Brüssel, 10.-11.6.2025
Am 10. und 11. Juni findet in Brüssel eine der wichtigsten Biochar-Veranstaltungen des heurigen Jahres statt, auf der BiocharforscherInnen, BranchenexpertInnen und politische EntscheidungsträgerInnen die neuesten Fortschritte und Herausforderungen auf diesem Gebiet zu diskutieren.
Als Schlüsselthemen werden die Rolle von Pyrolyse und Biochar bei Luft-, Boden- und Wassersanierung sowie in den Wertschöpfungsketten der Stahlindustrie und Metallurgie behandelt. In Diskussionen über Materialanwendungen wird die Verwendung von Biochar in den Bereichen Bauwesen, Kunststoffe, Polymere, und Batterietechnologien untersucht. Weitere Sessions haben die Biochar-Analytik, regulatorische und wirtschaftliche Rahmenbedingungen, Umweltauswirkungen, Verbesserung der Land- und Biomassenutzung sowie Energie- und Klimaauswirkungen zum Inhalt.
Österreichischer Verein für Biomasse-Karbonisierung - ÖBIKA 