Holzkohle für den Klimaschutz?
Eine britische Studie sieht in der der thermischen Zersetzung, der so genannten Pyrolyse, den klimafreundlichsten Weg, um Biomasse zu nutzen. Damit ließen sich noch mehr CO2-Emissionen einsparen.
- Tyler Hamilton
In den USA, Skandinavien und inzwischen auch in Deutschland gehen Kraftwerksbetreiber zunehmend dazu über, statt Kohle direkt Biomasse zu verbrennen – etwa Holzpellets oder Abfälle aus Land- und Forstwirtschaft. Im Gegensatz zur Kohle gilt Biomasse als CO2-neutral, weil nur das Klimagas beim Verbrennen freigesetzt wird, das die Pflanzen während ihres Wachstums auch aufgenommen hat.
Eine neue Studie der britischen Open University zeigt nun allerdings, dass das direkte Verbrennen von Biomasse nicht immer die klimafreundlichste Variante ist. Erhitzt man das Material mit Hilfe der thermischen Zersetzung, ergibt sich eine bessere Umweltbilanz. Bei der so genannten Pyrolyse, die unter weitgehendem Sauerstoffabschluss erfolgt, werden Methan, Wasserstoff und andere Nebenprodukte aus der Biomasse freigesetzt, die sich für eine Energieerzeugung eignen. Die zusätzlich entstehende Holzkohle ließe sich schlicht vergraben.
Selbst wenn dieser Ansatz zu einer verstärkten Kohleverbrennung führen würde, bei der mehr CO2 als bei der Nutzung anderer fossiler Brennstoffe entstünde, reduziere sich das Klimagas insgesamt deutlich, argumentiert Malcolm Fowles, Professor für Technologiemanagement an der Open University, der die Studie geschrieben hat. "Wenn man eine Tonne Holzpellets verbrennt, spart man gegenüber der Verheizung von Kohle gut 357 Kilogramm CO2 – bei gleichem Energiegehalt. Macht man nun aber aus den Holzpellets Holzkohle, spart das bis zu 372 Kilogramm", erklärt er. 300 Kilogramm landen dabei als Holzkohle in der Erde, während 72 Kilogramm durch das Verbrennen nur der Nebenprodukte eingespart würden.
Ein solcher Ansatz böte außerdem noch einen Zusatznutzen, meint Fowles: "Vergräbt man Holzkohle, verbessert man dadurch die Böden und beschleunigt das Wachstum von Bäumen und Feldfrüchten, die dadurch später noch mehr CO2 absorbieren." Forscher glauben, dass Holzkohle als poröser und inaktiver Stoff den Böden dabei hilft, Wasser und Nährstoffe zurückzuhalten. Auch Mikroorganismen, die die Fruchtbarkeit des Bodens sicherstellen, würden befördert.
Johannes Lehmann, Juniorprofessor für Pflanzen- und Bodenwissenschaften an der Cornell University und Experte in Sachen Holzkohle, stimmt der Fowles-Studie prinzipiell zu: "Wir brauchen aber noch mehr Forschung auf diesem jungen Gebiet. Die Idee geht aber in die richtige Richtung."
Interesse an Fowles Ansatz besteht in der Wissenschaft durchaus. Ende April trafen sich mehr als 100 Forscher in Australien, um die erste internationale Konferenz zum Thema "Black-Carbon Sequestration", wie die Technologie genau heißt, abzuhalten. Auch die Frage, ob die Pyrolyse beim Einsparen von Klimagasen helfen kann, wurde besprochen.
Lehmann schätzt, dass bis zu 9,5 Milliarden Tonnen CO2 über den Umweg der Holzkohle eingespart werden könnten, mehr als derzeit durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe weltweit entstehen. Der Zeitplan ist allerdings wenig optimistisch: Erst Ende dieses Jahrhunderts wäre das Ziel erreicht. Dennoch: "Bioenergie durch Pyrolyse in Kombination mit der Sequestrierung ist eine Technologie, die uns Energie verschaffen könnte und gleichzeitig der Umwelt auf mehreren Wegen nützt."
Fowles glaubt, dass Bauern, Holzfäller und kleinere Dörfer und Städte durchaus einen Anreiz hätten, ihre eigene Ernte samt Abfällen aus Landwirtschaft und Waldbau plus der üblichen Bioabfälle zu Holzkohle zu machen. "Die Motivation wäre der Kampf gegen die globale Erwärmung", meint er.
Zudem sei das Einbringen der Holzkohle im Boden wesentlich risikoloser und schneller zu bewerkstelligen, als die Sequestrierung von CO2 in alten Ölfeldern oder ehemaligen Wasserreservoirs. Auch der Zusatznutzen für die Landwirtschaft sei nicht zu verachten: "Holzkohle aus Biomasse sorgt dafür, dass die Böden weniger Dünger und Bewässerung brauchen. Das spart noch mehr CO2." Fowles glaubt außerdem, dass die Abgabe von Klimagasen aus dem Boden, die durch Verfaulungsprozesse erfolgt, reduziert werden könnte: "Entsprechende Studien etwa zu Stickoxiden existieren. Die Emissionen sinken bei kultivierten Böden um bis zu 40 Prozent."
David Layzell, Experte für Bioenergie und Kraftwerksbau an der Queen's University im kanadischen Kingston, meint, dass das Herausfinden der richtigen Balance zwischen Biomasse-Verbrennung und Sequestrierung von Holzkohle ein wichtiges Forschungsgebiet sei – mit globalen Auswirkungen. "Es geht hier darum, wie viel wir verbrennen sollten und wie viel zurück in die Erde geht. Und das sind Fragen, die sowohl Komponenten der Wirtschaftlichkeit als auch der Nachhaltigkeit beinhalten." Zunächst müsse aber weiter geforscht werden. (bsc)
