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Zwischen 2023 und 2025 hat sich der Fokus der Biocharforschung von grundlegenden Fragen „Funktioniert es?“ hin zu Fragen verlagert: „Wie breit, zuverlässig und effizient kann es in großem Maßstab eingesetzt werden?“

Der Anstieg der Forschungsergebnisse zwischen 2023 und 2025 spiegelt einen deutlichen Wahrnehmungswandel wider – von Biochar als Nischen-Bodenverbesserer hin zu einer glaubwürdigen, langlebigen und diversifizierten Klimalösung. Die Stärkung der Wissenschaft rund um die C-Permanenz in Biochar, die Erweiterung der Anwendungsbereiche, die Weiterentwicklung von Produktionstechnologien und die Integration rigoroser MRV-Rahmenwerke in Kohlenstoffregister haben Biochar als eine der heute am besten betriebsfähigen langlebigen CDR-Optionen positioniert. Dies spiegelt sich auch in der hohen Ausgabe und Liquidität von Zertifikaten für Biochar Carbon Removal (BCR) wider, wobei Biochar in den letzten Jahren einen bedeutenden Anteil an marktverifizierten dauerhaften Kohlenstoffentfernungen beiträgt.

Wenn Wasserstoff aus Methan mittels Plasmalyse hergestellt wird, bleibt fester Kohlenstoff über. Ein Forscherteam der Montanuniversität Leoben machte sich Gedanken über sinnvolle Verwendungsmöglichkeiten dieses Kohlenstoffs und ließ sich vom Einsatz von Pyrolyse-Biochar als Bodenhilfsstoff inspirieren. Das Team fasst erste Ergebnisse aus einem Feldversuch mit diesem als CMP (carbon from methane plasmalysis) bezeichneten Material wie folgt zusammen:

• CMP ist hochrein und weist günstige physikochemische Eigenschaften auf.
• CMP verbesserte das Maiswachstum in sauren Böden, jedoch nicht in alkalischem Boden.

In Gewächshausexperimenten mit drei österreichischen Böden mit kontrastierendem pH verbesserte die CMP-Anwendung (0,1–1 % w/w) die Biomasse, den Chlorophyllgehalt und die Nährstoffaufnahme, insbesondere unter leicht sauren Bedingungen, selbst bei 0,1 %. Bei höheren Raten (1 %) reduzieren sowohl CMP als auch Biochar sowohl die Biomasse als auch die Nährstoffaufnahme im alkalischen Boden leicht, was auf ein vergleichbares pH-abhängiges Verhalten hinweist. Ein 29-monatiger Feldversuch bestätigte die Vorteile von CMP, darunter eine erhöhte pflanzlich verfügbare Phosphormenge (bis zu +60 %) und mikrobielle Aktivität (bis zu +25 %) sowie einen reduzierten gelösten organischen Kohlenstoff (bis zu 49 %) im Vergleich zu Kontrollparzellen ohne CMP. Durch die Einführung von CMP als klimapositive und skalierbare, kohlenstoffbasierte Ergänzung erweitert diese Arbeit das Portfolio nachhaltiger Bodenmanagementstrategien und schafft eine Grundlage für mechanistische Studien zu CMP-Boden-Pflanzen-Interaktionen.

Zitat: Nadine Abu Zahra, Stefan Wagner, Markus Puschenreiter, Donata Bandoniene, Celia Fernández Balado, Rebecca Hood-Nowotny, Robert Obenaus-Emler, Gerhard Soja, Markus Kainz, Thomas Prohaska (2026): The potential of carbon from methane plasmalysis as a soil amendment. Journal of Environmental Management 398, 128388.

https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2025.128388

Foto: de.wikipedia.org

Die zunehmende Bedeutung von Biochar in Klimastrategien erfordert ein differenziertes Verständnis seiner Lebenszyklusbewertung (LCA). LCA bewertet die Umweltvorteile von Biochar, indem sie ihre Produktion, Anwendung und langfristige Bodenwechselwirkungen berücksichtigt. Obwohl Biochar bedeutende Klimavorteile bieten kann, hängen die Ergebnisse von verschiedenen kontextuellen Faktoren ab.

Die wichtigsten Erkenntnisse:

• Biokohle ist nicht automatisch gut für das Klima, nur weil sie Kohlenstoff speichert. Ob es wirklich Vorteile bringt, hängt davon ab, woher die Biomasse stammt, wie die Biochar produziert wird, wie weit sie transportiert wird und wie sie letztlich im Boden verwendet wird.
• Sich auf einen einzigen Vorteil, wie etwa die Kohlenstoffspeicherung, zu konzentrieren, kann ein irreführendes Bild liefern. Die Lebenszyklusbewertung ist wichtig, weil sie das gesamte System betrachtet, einschließlich Emissionen aus Energieverbrauch, Maschinen und Inputs, die Biochar ersetzen könnte.
• Biochar verhält sich nicht überall gleich. Es kann Böden verbessern und Emissionen an einigen Orten und in landwirtschaftlichen Systemen reduzieren, aber nicht in allen. Deshalb sind lokale Bedingungen wichtiger als breite, universelle Behauptungen.
• Verschiedene Studien kommen oft zu unterschiedlichen Schlussfolgerungen, weil sie auf unterschiedlichen Annahmen beruhen. Das bedeutet nicht, dass die Wissenschaft unzuverlässig ist, aber die Ergebnisse sollten mit Sorgfalt und Kontext interpretiert werden.
• Schließlich ist die Lebenszyklusbewertung am besten als Leitfaden und nicht als Urteilsbeurteilung zu verstehen. Sie hilft Landwirten, Projektentwicklern, politischen Entscheidungsträgern und Investoren zu verstehen, wo Biochar sinnvoll ist, wo Verbesserungen nötig sind und wo andere Optionen angemessener sein könnten. Auf diese Weise stärkt LCA das Vertrauen in Biochar, anstatt ihr im Weg zu stehen.

Zitat: Li et al., 2025: Machine learning-assisted life cycle assessment of biochar soil application. Journal of Cleaner Production 498, 145109.

https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2025.145109

Die Wirksamkeit von Biochar als Filter für Schadstoffe wie Ammoniak und Mikro-/Nanoplastik (MNPs) hängt vom Rohstofftyp und den Pyrolysebedingungen ab. Diese Studie bewertete zunächst Biochars, die aus Maiskolben, Kakaoschalen, Walnussschalen und Bambus unter unterschiedlichen Pyrolysetemperaturen und Verweilzeiten hergestellt wurden. Verholzte Rohstoffe (Bambus, Walnuss) lieferten Biochars mit höherem Kohlenstoffgehalt, höherer Oberfläche und Porenvolumen, während Maiskolben-Biochars ausgewogene Eigenschaften boten, die eine detaillierte Untersuchung erforderten. Die Erhöhung der Pyrolysetemperatur und -zeit verbesserte diese Eigenschaften, reduzierte jedoch sauerstoffhaltige funktionelle Gruppen und beeinflusste die PAH-Werte variabel. Nachfolgende Adsorptionsstudien konzentrierten sich auf Maiskolben-Biochar. Filtrationstests mit Ammoniak (1–100 ppm) und Polystyrol-Mikro-/Nanoplastik (MNPs) zeigten, dass Hochtemperaturproben die beste Leistung erzielten. Maiskolben-Biochar (CCB), die bei 700 °C für 2,5 Stunden hergestellt wurde, entfernte 64 % des Ammoniaks (10 ppm, 30 g Ladung) und 98 % der MNPs, wobei die Entfernungseffizienz von Pyrolysebedingungen, Biokohlenlast und Schadstoffkonzentration beeinflusst wurde. Regenerationsexperimente zeigten außerdem, dass Maiskolben-Biochars mit nur moderaten Effizienzverlusten wieder pyrolysiert und für drei Zyklen wiederverwendet werden konnten. Diese Erkenntnisse unterstreichen das Potenzial von Biochar als nachhaltiges, kostengünstiges und wiederverwendbares Filtermaterial für die Wasseraufbereitung.

Zitat: Biochar: from agricultural waste byproducts to novel adsorbents for ammonia and micro/ nanoplastics (MNPs)Tang, R. et al. Biochar  2025, 7:122 

https://link.springer.com/article/10.1007/s42773-025-00554-z

Eine aktuelle Studie im Journal of Agriculture and Food Research zeigt, dass hochpyrolysierte Biochar (550-700 °C) aus Maisstängel mit einer Zugaberate von 5 % (w/w) die frische Salatbiomasse um 33,2 Prozent und die Pflanzengröße unter Trockenstress um 29,8 Prozent erhöhte, während die Bodenfeuchtigkeit um bis zu 24 % verbessert wurde. 

Zitat: Ruogu Tang, Ashish Reddy Mulaka, Wenxin Rong, Xu Yuan, Yin Bao, Juzhong Tan: Biochar-Amended Soils Enhance Drought Resilience in Lettuce: Integrating Hyperspectral Imaging (HSI) and CNN-Based Moisture Prediction

Journal of Agriculture and Food Research, in press, 2026

https://doi.org/10.1016/j.jafr.2026.102711

Foto: https://pixnio.com/de/pflanzen/gemuse/salat-blatt-lebensmittel-gemuse-pflanzen-salat-natur-landwirtschaft

Eine aktuelle Studie in „Environmental Science and Pollution Research“ von Sepideh Ansari und Kollegen zeigt, dass eisenmodifizierte Biochar, die aus Gerstenstroh gewonnen wird (Fe-BSBC), Nährstoffe effektiv aus Wasser entfernen kann.

Der Einfluss von Kontaktzeit, pH-Wert, Adsorbendosierung und konkurrierenden Anionen auf die Adsorptionsleistung wurde in Batch-Experimenten untersucht. Fe-BSBC zeigte Adsorptionskapazitäten von 13,7 mg/g für Phosphat und 2,0 mg/g für Nitrat und übertraf damit die meisten zuvor berichteten Biochar-Adsorbenten. Isotherme Modellierungen zeigten, dass das Sips-Modell den Adsorptionsprozess am besten beschrieb und auf eine mehrschichtige und heterogene Adsorption hindeutete. Die elektrostatische Anziehung wurde als Hauptmechanismus für die Nitratadsorption identifiziert, was sich durch eine Abnahme des Zeta-Potenzials nach der Nitrataufnahme und unterstützt durch FTIR-, EDS- und XRD-Charakterisierung zeigt. Umgekehrt wurde die Phosphatentfernung hauptsächlich durch den Ligandenaustausch angetrieben, was zur Bildung von Fe–O–P-Komplexen sowie zu elektrostatischen Wechselwirkungen führte.

Zitat: Ansari, S., Bello-Mendoza, R., & O’Sullivan, A. (2026). Iron-modified barley straw biochar for nitrate and phosphate removal from water. Environmental Science and Pollution Research.

https://doi.org/10.1007/s11356-025-37358-4