Arbeitsgruppen | AG Landwirtschaft | Pflanzenkohle-Projekt

Pflanzenkohle-Projekt

"Black is the new green", so titelte vor nicht langer Zeit das wissenschaftliche Top-Journal Nature. Genauer gesagt geht es dabei um das neue Boom-Thema Biokohle (englisch: biochar). Mancherlei Wunderdinge erwartet man sich von ihr, aber auch manche Risiken könnten damit verbunden sein. Was hat es damit wirklich auf sich? Forschungsergebnisse liegen nur vereinzelt vor, von einer Gesamtbewertung ist man auf Grund der dürftigen Datenlage und teilweise widersprüchlichen Ergebnisse noch weit entfernt. Mehr Klarheit unter österreichischen Verhältnissen zu schaffen, ist das Ziel des Forschungsprojektes BIOCHAR, das aus Mitteln des KLIEN-Fonds im Wege der FFG finanziert wird. Das auf 3 Jahre angelegte Projekt BIOCHAR wird in Zusammenarbeit von AIT Austrian Institute of Technology GmbH, der Universität für Bodenkultur Wien, dem Bundesamt und Forschungszentrum für Wald Wien, Joanneum Research Graz, dem Weinbauverband Traisental und der Ökoregion Kaindorf bearbeitet.

Hintergrund

Biochar ist ein kohlenstoffreiches Produkt aus der Pyrolyse von Biomasse. Im Gegensatz zu Holzkohle, die zwar ebenfalls durch thermische Zersetzung organischen Materials unter limitierter Sauerstoffversorgung produziert wird, dient Biochar als Bodenzuschlagsstoff zur Verbesserung der Bodenqualität, Förderung des Pflanzenwachstums und Bindung von Kohlenstoff. Produktion und Anwendung von Biochar sind alte Technologien, welche wegen der signifikanten Mengen an Kohlenstoff, die für über 100 Jahre langfristig gebunden werden können, neues Interesse geweckt haben. Vor der Etablierung einer Biochar-Strategie zur Minderung des Klimawandels ist es jedoch notwendig, mehr Information über die Vorteile (und möglichen Nachteile) von Biochar-Anwendungen, der Produktion unter fortgeschrittenen technologischen Bedingungen, über das tatsächliche langfristige Kohlenstoff-Bindungspotential und die Wirtschaftlichkeit von Biochar zu gewinnen. Die Beantwortung dieser Fragen dient als Ausgangspunkt für Entscheidungen, Biochar als regionale, nationale oder globale Strategie zu etablieren.

Inhalt der Studie

Die Studie konzentriert sich auf die folgenden Fragen:

  • Wie kann Biochar am effizientesten produziert werden, um Kohlenstoff zu binden, die Bodenqualität zu verbessern und das Pflanzenwachstum zu fördern?

  • Welche der erwarteten Vorteile von Biochar-Anwendungen können durch experimentelle Befunde bestätigt werden, wie ausgeprägt sind nachweisbare günstige Wirkungen?

  • Unter welchen Produktionsbedingungen ist eine Biochar-Strategie auch wirtschaftlich sinnvoll?

biochar_img_4026_klein

 

Im Rahmen dieser Studien werden Freilandversuche begonnen, die als Basis zukünftiger Untersuchungen des Biochar-Verhaltens im Boden für einen Zeitraum dienen können, welcher die Projektdauer weit übersteigt. Es wird jedoch nur durch die Etablierung solcher Versuche möglich sein, das tatsächliche Kohlenstoffbindungs-Potential von Biochar verlässlich zu bestimmen.

Ziele

  • Untersuchungen der Auswirkungen des Biomasse-Ausgangsmaterials auf die Biokohle-Ausbeute und Qualität

  • Optimierung der Pyrolyse-Bedingungen, um den Biokohle-Ertrag zu erhöhen

  • Einrichtung einer Ausgangsbasis für Langzeit-Analysen des Kohlenstoffbindungs-Potentials landwirtschaftlicher Böden

  • Analyse der Nährstoff-Bioverfügbarkeit nach einer Biokohle-Anwendung und Sorptionseigenschaften im Boden

  • Untersuchungen der Biochar-Wirkungen auf Boden-Mikroorganismen, CO2- und nicht-CO2-Treibhausgasemissionen aus dem Boden

  • Bestimmung der Bedingungen für eine Förderung des Pflanzenwachstums und –ertrags durch Biochar

  • Wirtschaftlichkeits-Bewertung der Biokohle-Produktion und Anwendung

Angestrebte Ergebnisse und Erkenntnisse

Die Ergebnisse dieses Projekts werden ein wichtiger Beitrag, um die Wirksamkeit einer Biochar-Strategie als erfolgreiche Technologie zur Kohlenstoff-Bindung zu beurteilen. Das Projekt wird Nachweise über Potenzial und Limitierungen der Kohlenstoffbindung erbringen. Die Arbeitspakete zur technologischen Entwicklung werden verbesserte Biochar-Produktionstechniken ergeben. Die biologischen Arbeitspakete liefern Erklärungen für positive oder negative Wirkungen auf Bodenmikroorganismen, Pflanzenwachstum und Sickerwasser-Rückhalt. Gemeinsam mit den Projektergebnissen über die tatsächliche Kohlenstoffbindung und die Reduktion anderer Treibhausgas-Emissionen aus dem Boden wird als Querschnitts-Materie die Wirtschaftlichkeit der Biochar-Produktion bewertet. Die Ergebnisse des Projekts BIOCHAR sollen eine Entscheidungsgrundlage über die Entwicklung einer groß angelegten Biochar-Strategie als Methode des Umweltmanagements darstellen.

Überblick über das 1. Projektjahr 2010/2011

unterschiedliche Pyrolyse-Ausgangsmaterialien

 

Im ersten Berichtsjahr des Projektes BIOCHAR wurden verschiedene Pyrolyse-Ausgangsmaterialien und Prozessbedingungen verglichen und die erhaltenen Biokohlen umfangreich physikalisch/chemisch charakterisiert. 2010 wurde ein Glashaus-Gefäßversuch angelegt, der 25 Varianten zur Beantwortung der Fragen nach Einfluss des Biokohlen-Typs, der Stickstoffversorgung, der Bodeneigenschaften und einer Bepflanzung auf die Wirkungen von Biokohlen auf Boden-Mikroorganismen, Pflanzenwachstum und Stoffhaushalt beinhaltet. In einer dreischlägigen Fruchtfolge wird Gelbsenf, gefolgt von Gerste und Rotklee kultiviert. Im Frühjahr 2011 wurden außerdem 2 Feldversuche mit je 4 Varianten in Niederösterreich (Traismauer) und der Steiermark (Kaindorf) installiert, um die Biokohlen-Wirkung unter Freilandbedingungen zu untersuchen. Die Projektarbeiten werden im 2. Jahr planmäßig fortgesetzt, wobei umfangreiche Analysedaten aus den Gefäßversuchen und die ersten Ergebnisse der Feldversuche erwartet werden.

Kontakt und Projektleitung

Austrian Institut of Technology GmbH

Doz. Dr. Gerhard Soja

Konrad Lorenz-Str. 24
3430 Tulln
Diese E-Mail-Adresse ist gegen Spambots geschützt! JavaScript muss aktiviert werden, damit sie angezeigt werden kann.

Seite drucken | zurück | nach oben