Mit Pflanzenkohle die Erde verbessern

Grünschnittannahmestelle in Fernwald-Albach: Hier stellt die ZR Holzrecycling Terra Preta Substrat her.

Grünschnittannahmestelle in Fernwald-Albach: Hier stellt die ZR Holzrecycling Terra Preta Substrat her.

„Alles deutet darauf hin, dass Terra Preta ein enormes Potenzial besitzt, die Bodenfruchtbarkeit zu verbessern und zum Klimaschutz beizutragen. Wo auch immer es geht, in Schulgärten, beim Urban Gardening, auch auf öffentlichen Grünflächen, sollte dies umgesetzt werden“, sagt Gerd Wiesmeier von der lokalen Agenda 21. Er ist fasziniert von Terra Preta, einer besonders fruchtbaren schwarzen Erde, die sich dadurch auszeichnet, dass sie Pflanzenkohle enthält. Die Vereinten Nationen haben 2015 zum Internationalen Jahr des Bodens ausgerufen. Ein Grund, sich in Gießen umzusehen: Hier gibt es inzwischen einige Akteure, die sich für Terra Preta Pflanzsubstrate begeistern. Im Landkreis werden sie bereits selbst hergestellt und auch an der Universität wird an ihrer Wirkung geforscht.

Die „Terra Preta“ haben Bodenkundler und Archäologen ursprünglich im Amazonasbecken gefunden. Man vermutet, dass die indigene Bevölkerung in vorkolumbianischer Zeit Küchenabfälle, tierische und menschliche Exkremente zusammen mit Holzkohleresten, die nach der Verbrennung übrig blieben, in Böden einbrachten und die nährstoffarmen Böden auf diese Weise fruchtbarer machten. Heute erscheint das Terra Preta – Konzept in der Forschung vielversprechend, weil durch Einlagerung von Pflanzenkohle Kohlenstoff gebunden wird und so das Potenzial besteht, Treibhausgas-Emissionen zu verringern.

Zutaten für das Terra Preta Substrat: Feiner Strauchschnitt, Pferdemist und

Zutaten für das Terra Preta Substrat: Feiner Strauchschnitt, Pferdemist und „Kompoststarter“, das ist Pflanzenkohle mit Mikroorganismen versetzt.

Wie aber lassen sich Terra Preta – Substrate herstellen? Durch einen Kompostierungsprozess, wahlweise auch durch Fermentierung. Ähnlich wie im Gartenkompost kommen Küchenabfälle und Grünschnitt zusammen und werden mit Strukturmaterial und Erde gut vermischt. Bei diesem Prozess wird allerdings noch Pflanzenkohle hinzu gegeben. Dabei handelt es sich aber nicht um Grillkohle. „Die Pflanzenkohle muss frei von Schadstoffen sein, dazu gibt es heute geeignete Herstellungsverfahren“, sagt Prof. Dr. Claudia Kammann, die sich seit einigen Jahren dem Thema Pflanzenkohle widmet und an der Uni Gießen am Institut für Pflanzenökologie dazu geforscht hat. Damit die Pflanzenkohle positive Effekte auf die Pflanzen hat, muss sie ‚aufgeladen‘ sein.

Im Herbst wird zustätzlich auch Laub auf den zu kompostierenden Haufen gebracht.

Im Herbst wird zustätzlich auch Laub auf den zu kompostierenden Haufen gebracht.

Genau das geschieht während des Kompostierungsprozesses. Durch die vielen Poren hat Pflanzenkohle eine riesige Oberfläche, die Nährstoffe bindet und Mikroorganismen Lebensraum bietet. Diese Bakterien und Pilze sind wichtig, weil sie für die Ab- und Umbauprozesse im Kompost zuständig sind „Wir haben festgestellt, dass es oft keine oder manchmal sogar negative Effekte hat, wenn man die reine Kohle ohne vorherige Kompostierung in einen Boden bringt, weil sie dem Boden erst einmal Nährstoffe entziehen kann. Ist die Kohle aber ‚aufgeladen‘, wirkt sie wie ein Puffer, und gibt Nährstoffe nach Bedarf ab“, erklärt Kammann. Nährstoffe zu binden, kann aber auch ein gewünschter Effekt sein. In der Tierhaltung kommt es beispielsweise häufig zu Nitratüberschüssen, die ins Grundwasser ausgewaschen werden und durch Pflanzenkohle gebunden werden könnten. Prof. Christoph Müller führt die Untersuchungen am Institut für Experimentelle Pflanzenökologie fort. „Wir untersuchen die Langzeitauswirkungen von Biokohle auf ökologische Prozesse“, sagt er. Der Langzeitversuch findet auf der Umweltbeobachtungs- und Klimafolgenforschungsstation in Linden in Zusammenarbeit mit dem Hessischen Landesamt für Umwelt und Geologie (HLUG) statt.

Bei einem Haufen ist der Kompostierungsprozess nun schon vorüber, das Terra Preta Substrat ist

Das Material auf einem Haufen ist inzwischen umgesetzt. Das Terra Preta Substrat kann abgefüllt werden.

Die ZR Holzrecycling GmbH stellt unter dem Namen „Terra Magica“ ein Terra Preta – Substrat durch ebenjene Kompostierung her. „Die Firma ‚Terra Magica‘ aus Fürth hat uns freundlicher Weise die Rezeptur gegeben. Seit diesem Jahr stellen wir diese Erde mit eigenem Material her“, erklärt Dr. Marina Frankenfeld von der ZR Holzrecycling. „Es soll ja ein regionales Produkt sein, damit das Ganze ökologischer ist.“ Die Pflanzenkohle, versetzt mit den Mikroorganismen auch „Kompoststarter“ genannt, kommt allerdings noch nicht aus der Region, sondern bisher aus Fulda. „Wir mischen das dann hier mit Pferdemist, feinem Strauchschnitt und, jetzt im Herbst, mit Laub.“ Ein Viertel bis ein halbes Jahr dauert dann der Kompostierungsprozess, an dessen Ende die „Terra Magica“ steht, die schwarze Erde, die man sich lose in eigens mitgebrachten Behältnissen abfüllen oder aber auch in Pfandsäcken kaufen kann.

Das fertige Terra Preta Substrat, das die ZR Holzrecycling anbietet.

Das fertige Terra Preta Substrat, das die ZR Holzrecycling anbietet.

Drei Verkaufsstellen gibt es inzwischen: in einem Blumenladen in Solms-Niederbiel, einem Naturkostladen in Hüttenberg und einem Geschäft für ökologische Baumaterialien in Schöffengrund-Niederwetz. „Je nachdem, welche Pflanzen man anbauen möchte, kann man dann Terra Magica pur verwenden oder mit Sand oder Erde mischen.“ Im größeren Umfang belieferte die ZR Holzrecycling bereits den Asta der Uni Gießen und die Traumgärten auf der Landesgartenschau. „Bei uns fallen ohnehin holzige Reststoffe an, die es sinnvoll zu verwerten gilt. Langfristig wäre es deshalb toll, wenn die Pflanzenkohleherstellung auch im Landkreis erfolgen könnte“, wünscht sich Frankenfeld. „Solch eine Pyrolyseanlage hat gleich mehrere Vorteile: Man stellt Pflanzenkohle her, die vermarktet werden kann und generiert dabei auch noch Wärme und Strom, für die direkte Nutzung oder um sie ins Netz einzuspeisen.“

Pflanzenkohle kann im Pyrolyseverfahren hergestellt werden: Unter Sauerstoffausschluss und bei Temperaturen zwischen 500 und 800 Grad Celsius verkohlt das organische Material. Die Pyrolysegase, die dabei entstehen, darunter Kohlenstoffmonoxid, Methan, Stickoxide und langkettige Kohlenwasserstoffe, werden vollständig separat verbrannt und liefern die Energie für den Verkohlungsprozess, es ist also keine externe Energie nötig. Dadurch, dass die Kohle mit den Rauchgasen nicht in Berührung kommt, bleibt sie schadstofffrei. Ein anderes Verfahren zur Pflanzenkohleherstellung ist die hydrothermale Carbonisierung. Das „HTC-Verfahren“ erfolgt im wässrigen Milieu bei Temperaturen von 180 bis maximal 250 Grad Celsius unter hohem Druck. „Die HTC-Pflanzenkohle ist deutlich schneller zersetzbar und hat eine andere chemische Struktur, daher scheint die Pflanzenkohle aus dem Pyrolyseverfahren vielversprechender, was die langfristige Kohlenstoff-Speicherung im Boden angeht. Andererseits eignet sich das HTC-Verfahren exzellent für sehr nasse organische Reststoff-Massen. Daraus lässt sich beispielsweise ein hochwertiger alternativer Brennstoff herstellen, mit dem fossiler Brennstoff ersetzt werden kann“, vergleicht Kammann die beiden Verfahren.

Damit die Pflanzenkohle bestimmte Qualitätsanforderungen erfüllt, hat sich das „European Biochar Science Network“ gegründet und das Europäische Pflanzenkohle Zertifikat entwickelt, das die Eigenschaften, Schadstoffgehalte und die nachhaltige und saubere Herstellung von Pflanzenkohle definiert, und geeignete Standard-Messmethoden vorschreibt. So sind beispielsweise nur Ausgangsmaterialien zugelassen, deren Nachhaltigkeit gewährleistet sein muss. Halten Pflanzenkohlen die geforderten Grenzwerte, die sich an der Bodenschutzverordnung und weiteren Richtlinien der Länder Deutschland, der Schweiz und Österreich orientieren, nicht ein, dann erhalten sie die Zertifizierung nicht.

Wiesmeier hat die Vision, regionale Kreisläufe zu schließen: „In der Landwirtschaft gibt es Strohballen im Überfluss und Pferdehalter wissen nicht, wohin mit dem Pferdemist. Würde man hier die lokalen Reststoffströme zusammen bringen, könnte man ganz viel Energie sparen.“ Allerdings ist die Vermarktung von Terra Preta Substraten derzeit noch schwierg. Wiesmeier erklärt, warum: „Bislang ist der Begriff ‚Holzkohle‘ in Deutschland nicht genau definiert. Dadurch findet Pflanzenkohle aus reinem Holz, das oftmals importiert ist und sogar aus Raubbau stammten kann, breite Verwendungsmöglichkeiten. Pflanzenkohle aus anderen Reststoffen als Holz bleiben diese Verwertungsmöglichkeiten bisher vorenthalten.“ Was zukünftige Entwicklungen angeht, ist er zuversichtlich: „Wenn der Gesetzgeber Pflanzenkohle mit Holzkohle gleichstellt, wird das die regionale Erzeugung und Vermarktung von Terra Preta Substraten wirklich erleichtern.“

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