Das Projekt "Teilprojekt zur Nachwuchsgruppe: Anerobe Konversion von Biomassen zu hochwertigen Energieträgern und Kohlenstoffsenken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Ökologie, Fachgebiet Bodenkunde durchgeführt. Bioenergie- und Rohstoffproduktion auf landwirtschaftlichen Flächen haben weltweit zu enormem Druck auf den produktionsbegrenzenden Faktor Boden geführt. Gleichzeitig ist eine Steigerung der landwirtschaftlichen Produktivität dringend notwendig, um die Nahrungsmittelversorgung der stetig zunehmenden Weltbevölkerung zu gewährleisten. In seinem Nature-Artikel A hand full of carbon schlägt Lehmann (2007) vor, Biokohle in Böden einzubringen, um die Fruchtbarkeit sorptionsschwacher, armer Böden nachhaltig zu verbessern. Unter dem Begriff Biokohle werden Stoffe zusammengefasst, die über verschiedene Verkohlungsverfahren (z.B. Pyrolyse, hydrothermale Karbonisierung) aus Biomasse gewonnen werden. Das Verfahren der Biokohle-Einbringung in Böden bietet gleichzeitig die Möglichkeit, Kohlenstoff zu sequestrieren, um dem Anstieg der CO2-Konznetration in der Atmosphäre entgegenzuwirken. Erste Abschätzungen zeigen, dass das Potential der C-Sequestrierung über diesen Pfad auf globaler Skala die jährlichen Emissionen von CO2 aus der Verbrennung fossiler Energieträger übersteigt. Unser Projekt befasst sich mit dem Potential der Biokohle Einbringung in landwirtschaftliche Böden Deutschlands. Dabei werden in 4 Teilprojekten in interdisziplinärer Zusammenarbeit Aspekte der Bodenverbesserung, der C-Sequestrierung sowie der Energiebilanz bei der Kohleherstellung bearbeitet. In Teilprojekt 1 stehen die Energiebilanz unterschiedlicher Verkohlungsprozesse sowie die Charakterisierung der Kohlen im Vordergrund. Teilprojekt 2 untersucht den Einfluss von Biokohle-Einbringung auf das Pflanzenwachstum und die Nährstoff- und Wasserverfügbarkeit im Boden, Teilprojekt 3 befasst sich mit der Stabilität von Biokohle, um das Potential einer langfristigen C-Sequestrierung beurteilen zu können. Teilprojekt 4 führt die Ergebnisse aus den Teilprojekten 1-3 zusammen, indem das Potential der Biokohle-Einbringung für Böden der deutschen Landwirtschaft abgeschätzt wird und Ökobilanzen für unterschiedliche Stoffstrompfade erstellt werden. Darüber hinaus werden in Teilprojekt 4 potentielle Hemmnisse identifiziert, die der Implementierung von Biokohleeinbringung in Böden in der Praxis im Wege stehen könnten.
Das Projekt "Anaerobe Konversion von Biomassen zu hochwertigen Energieträgern und Kohlenstoffsenken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. durchgeführt. Gesamtziel des Verbundvorhabens ist es, die wissenschaftlichen und technischen Grundlagen für eine effiziente, nachhaltige Bereitstellung von Biomethan als hochwertiger Energieträger und von Biokohle als Bodenverbesserungsmittel und Kohlenstoffsenke zu schaffen. Das neuartige Verfahrenskonzept sieht eine kaskadenförmige Nutzung verschiedenartiger organischer Reststoffe bei geschlossenen Stoffkreisläufen vor. Durch das zum Patent angemeldete Aufstromverfahren wird zunächst der biologisch verfügbare Teil der organischen Substanz zu Methan fermentiert. Anschließend wird aus der übrigen Biomasse mittels thermochemischer Karbonisierung Biokohle gewonnen. Nach der Beladung mit Mineralien aus prozesseigenen Gasen und Abwässern ist der Einsatz als Bodenverbesserungsmittel und nachhaltiger Kohlenstoffspeicher vorgesehen. Um die energetischen und stofflichen Potenziale des Verfahrens zu erschließen, ist noch umfangreiche Forschungs- und Entwicklungsarbeit zu leisten. Dies betrifft sowohl die Einzelprozesse und deren Produkte, als auch die energetische und stoffliche Verknüpfung der Prozesse untereinander. Für die Bearbeitung ist eine interdisziplinär zusammengesetzte Nachwuchsgruppe vorgesehen, die die gesamte Prozesskette betrachtet und die aufgefundenen Lösungen unter Einbeziehung ökonomischer, ökologischer und sozialer Aspekte einer umfassenden Bewertung unterzieht.