Anwendungsfall Nr. 1: Treibhausgasreduzierung/kohlenstoffneutrale Landwirtschaft (China)
Biokohle, eine vielversprechende Lösung, kann Treibhausgase reduzieren und den organischen Kohlenstoff im Boden erhöhen. Jüngste bahnbrechende Forschungsarbeiten des Center for Landscape Research in Sustainable Agricultural Futures an der Universität Aarhus haben ein System zur Pyrolyse von Biomasse (Biokohle) vorgestellt. Bei diesem innovativen System wird Biomasse, wie z.B. Stroh, ohne Sauerstoff erhitzt, um Biokohle zu erzeugen. Die Auswirkungen sind beträchtlich: Biokohle könnte die Treibhausgasemissionen chinesischer Nutzpflanzen verringern und Biogas und Bioöl als wertvolle Nebenprodukte für die Stromerzeugung erzeugen.
Ein integriertes System zur Bekämpfung des Klimawandels
Die Ausbringung von Biokohle auf Reisfeldern als Teil eines integrierten Systems bietet praktische Vorteile. Durch ihre langsame Zersetzungsrate bindet Biokohle effektiv Kohlenstoff im Boden für einen längeren Zeitraum. Zusammen mit der Verdrängung fossiler Brennstoffe durch Bioenergie ist dies das wichtigste Mittel zur Emissionsminderung. Die Daten deuten darauf hin, dass dieses Biomasse-Energiesystem die Treibhausgasemissionen von 666,5 Tg auf -37,9 Tg CO2-Äquivalent pro Jahr reduzieren könnte. Dieses integrierte System kann auch den Ertrag der Reispflanzen um 8,3 % steigern und damit die landwirtschaftliche Produktivität deutlich erhöhen.
Mit dieser innovativen Lösung kann China seine klimaneutralen Ziele erreichen und den Weg für eine nachhaltige Landwirtschaft ebnen. Die praktischen Vorteile liegen auf der Hand: geringere Treibhausgasemissionen, höhere Ernteerträge und das Potenzial für die Erzeugung von Bioenergie, was sowohl für die Umwelt als auch für den Agrarsektor eine Win-Win-Situation darstellt.
Wichtige Punkte
- Die Daten deuten darauf hin, dass ein weit verbreitetes Biomasse-Energiesystem die Treibhausgasemissionen von 666,5 Teragramm (Tg) auf -37,9 Tg CO2-Äquivalent pro Jahr reduzieren könnte. 1 Teragramm entspricht 1.000.000 metrischen Tonnen.
- Das vorgeschlagene Biomassesystem würde auch den Ertrag der Reispflanzen um etwa 8,3% positiv beeinflussen.
Anwendungsfall #2: Aufforstung und Impfung von Kiefern (Japan)
In diesem Anwendungsfall geht es um die Verwendung von Biokohlepulver zur Kultivierung des essbaren und dominanten Mykorrhizapilzes Rhizopogon rubescens, der mit Kiefern wie Pinus thunbergii assoziiert ist, um deren Wachstum und Inokulation zu fördern. Als kleine Mengen Dünger mit Rindenkohlepulver gemischt und die Mischung auf Kiefern aufgetragen wurde, bildeten sich drei Monate später frische Wurzeln innerhalb der Kohleschichten.
Nachwachsende Wurzeln
Nach einem Jahr der Anwendung des Biokohle-Systems waren die Ergebnisse beeindruckend. Die Menge an Kiefernwurzeln und Mykorrhiza in der Holzkohle nahm deutlich zu und verbesserte das Wachstum und die Farbe der Kiefernsprossen. Die Überlebensraten und das Wachstum dieser Setzlinge waren durchweg höher als die ohne Mykorrhiza und Holzkohle. Man nimmt an, dass dies auf die verbesserte Aufnahme von Nährstoffen und Wasser durch die verstärkte Mykorrhiza-Bildung zurückzuführen ist. Der Wassergehalt der Kiefernwurzeln in der Biokohle war auch erheblich höher (40%) als der einer Kontrollgruppe, die in Sand (5%) gesetzt wurde, was die Trockenzeit simuliert (Ogawa 1992).
Wichtige Punkte
- Das Wachstum und die Farbe der Kieferntriebe sowie die Menge an Kiefernwurzeln und Mykorrhiza in Gegenwart von Biokohle haben sich während der Behandlung mit Biokohle deutlich verbessert.
- Der Wassergehalt der Kiefernwurzeln in der Biokohle war deutlich höher (40%) als der einer Kontrollgruppe, die die Trockenzeit simulierte.
Anwendungsfall #3: Biokohle als dampfabsorbierendes Material für Baumaterialien und Sprengstoffe (Südkorea)
Südkoreanische handelsübliche Holzspäne (WC) und Biokohle (BS) wurden zur Herstellung von Biokohle-Mörtel-Verbundwerkstoffen verwendet, die auf ihre Kohlenstoffbindung und -absorptionskapazität getestet wurden. Die Biokohle-Mörtel-Verbundstoffe behielten ihre technischen Eigenschaften, einschließlich Fließfähigkeit, Druckfestigkeit und Wärmeleitfähigkeit, mit 3-5 Gew.-% Biokohle bei.
Die Luft klären
Mit steigendem Biokohlegehalt sank die Konzentration von Benzol und Toluol in der Luft, was darauf hindeutet, dass Biokohle flüchtige toxische Schadstoffe, die das Sick-Building-Syndrom verursachen, entfernen kann. Bioassay-Tests bestätigten, dass die Biokohle-Mörtel-Verbundstoffe nicht schädlich sind, was darauf hindeutet, dass sie umweltfreundliche, kohlenstoffbindende Baumaterialien sein könnten. Die Biokohle-Verbundstoffe wurden auch als Sorptionsmittel (dampfabsorbierendes Material) für Nitro-Sprengstoffe bewertet. Sie verhindern, dass ein Teil der Nitroglycerin-Dämpfe von den Arbeitern eingeatmet wird, eine notwendige Sicherheitskomponente für viele kommerzielle Sprengstoffe.
Wichtige Punkte
- Die Zugabe von 3-5% Biokohle zu Biokohle-Mörtel-Verbundwerkstoffen reduzierte die Benzol- und Toluolkonzentration in der Luft und beugte so dem Sick-Building-Syndrom vor, das durch Baumaterialien auf Phenolbasis verursacht wird.
- Biokohle-Verbundstoffe verhindern effektiv, dass ein Teil der Nitroglycerindämpfe in die Luft gelangt, was sie zu einem wertvollen Sorptionsmittel für die Sicherheit der Arbeiter in kommerziellen Sprengstoffen macht.
Anwendungsfall Nr. 4: Wasseraufbereitung (Philippinen)
Das CRZ- oder Clean River Zones-Projekt ist eine Partnerschaft zwischen der Philippine Biochar Association, der Philippine Mining Safety and Environment Association und GMA7, einem zentralen Fernsehsender in Manila, und zielt darauf ab, den Diliman Creek in Quezon City, Philippinen, mit Hilfe von Bokashi-Bällen zu reinigen.
Bokashi Balls, die ursprünglich in Japan entwickelt wurden, enthalten eine Mischung aus Reishüllen-Biokohle, Erde und Melasse. Die Erde und die Biokohle enthalten Lactobacillus-Bakterien und andere Mikroorganismen, die Schadstoffe reinigen, üble Gerüche beseitigen und kleine Gewässer wieder mit Sauerstoff versorgen.
Clean River Zones - Die Unterschiede sind deutlich sichtbar
Ein ähnliches Projekt wurde am Maningning Creek in Santa Ana gestartet, wo flussaufwärts gelegene Fabriken das Wasser des Baches schwarz gefärbt und mehrere schwere Ausbrüche von Dengue-Fieber verursacht hatten. Sowohl in Diliman als auch in Maningning ist das Ergebnis ein sichtbar klares Wasser, die Beseitigung des einst wahrnehmbaren Geruchs des Baches und ein festerer Flussboden sowie das Ausbleiben weiterer Dengue-Ausbrüche, insbesondere in Santa Ana. Diliman und Maningning dienen als Modell für die Sanierung von Wasserwegen, ein Beispiel, das zur Rettung anderer Bäche und Flüsse in anderen ASEAN-Ländern nachgeahmt werden sollte.
In einer anderen Studie, die am Turawa-Stausee (Polen) durchgeführt wurde und in der wirksame Mikroorganismen in Form von Bokashi-Kugeln bewertet wurden, zeigte die Analyse, dass dies eine der effektivsten Methoden zur Reinigung des Wassers von ungünstigen Mikroorganismen (HBN22, HBN36, CBN, FCBN, FEN) sein könnte. Nach der Anwendung der Bokashi-Kugeln wurde deren durchschnittliche Konzentration reduziert (von 46,44 auf 58,38%). Die Dauer ihrer Wirkung reichte von 17,6 bis 34,1 Tagen. Die Anwendung anderer Wasserreinigungsmethoden neben den Bokashi-Kugeln, wie der Bau von Feuchtgebieten, schwimmenden Betten oder intermittierende Belüftung, erhöhte lediglich die Reinigungswirkung und verbesserte den trophischen Status des Turawa-Stausees, ausgedrückt durch den Carlson-Index, um insgesamt 7,78%.
Wichtige Punkte
- Bokashi-Kugeln, die eine Mischung aus Biokohle aus Reishülsen, Erde und Melasse sowie Lactobacillus-Bakterien und andere nützliche Mikroorganismen enthalten, reinigen Flüsse nachweislich von Verunreinigungen, beseitigen üble Gerüche und regen kleine Gewässer wieder an, so dass Flusswasser, das sichtbar schwarz war, wieder klar wird.
- Die Analyse zeigte, dass nach der Anwendung der Bokashi-Kugeln die Konzentration von Schadorganismen im Flusswasser im Durchschnitt um 46,44 bis 58,38% reduziert wurde.
- Die Dauer ihrer Wirkung reichte von 17,6 bis 34,1 Tagen, war aber länger, wenn sie mit anderen Reinigungsmethoden wie dem Bau von Feuchtgebieten, schwimmenden Betten und intermittierender Belüftung eingesetzt wurden.
