Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

In den Fokus genommen: Biokohle – Gewinn für Boden und Klima?

19.12.2011
Wissenschaftler am Leibniz-Institut für Agrartechnik in Potsdam loten die Potenziale eines neuen Hoffnungsträgers aus.

Drei große am ATB angesiedelte Forschungsvorhaben werden sich in den nächsten Jahren intensiv der Frage widmen, was wirklich dran ist an der Biokohle und wie ihr Potenzial für Boden und Klima bestmöglich genutzt werden kann.


Biokohle aus Gärresten der Biogaserzeugung
Foto: Surup/ATB

Die Forschungsaufgaben umspannen die gesamte Wertschöpfungskette: von der Weiterentwicklung der Herstellungsverfahren bis zur Bilanzierung von Energie und Stoffströmen und Bewertung der Klimawirksamkeit eines Biokohleeinsatzes.

Biokohle verspricht die Lösung gleich mehrerer globaler Probleme: Sie ist nicht nur aus klimapolitischen Erwägungen interessant, Biokohle gilt auch als Hoffnungsträger für die weltweit zunehmend degradierten landwirtschaftlichen Böden.

Die Verkohlung von Biomasse überführt organische Substanzen in eine dauerstabile Form. Der von den Pflanzen zuvor gespeicherte Luftkohlenstoff wird auf diese Weise dauerhaft der Atmosphäre entzogen. Gleichzeitig kann Biokohle als Bodenhilfsstoff die Funktion von natürlichem Humus übernehmen und die Sorptionsfähigkeit des Bodens für Nährstoffe und Wasser nachhaltig erhöhen. Noch ist nicht geklärt, ob und in welcher Form Biokohle sich eignet, nährstoffarme Böden zu einer ‚Terra Preta‘ aufzuwerten und welche Effekte der Einsatz von Biokohle auf die landwirtschaftliche Produktion hat.

Zwei neue internationale Forschungsvorhaben werden sich in den nächsten Jahren intensiv mit Fragen entlang der Wertschöpfungskette Biokohle befassen. Mit Beginn 2012 startet das vom ATB koordinierte Projekt “Biokohle in der Landwirtschaft - Perspektiven für Deutschland und Malaysia“. Es zielt in einem ganzheitlichen Ansatz auf ein besseres Verständnis der ökonomischen und ökologischen Potenziale des Biokohleeinsatzes, u. a. zur Sicherung und Erhöhung der Ernteerträge in Zeiten des Klimawandels. „Biokohle für nachhaltiges Ressourcenmanagement“ will im Rahmen einer EU-geförderten COST-Maßnahme neue Einsatzbereiche für das multi-funktionale Material Biokohle auf europäischer Ebene schaffen. Diese bündelt und vernetzt Forschungsaktivitäten der europaweit im Bereich Biokohle führenden Wissenschaftler mit dem Ziel, Treibhausgasemissionen zu reduzieren und Böden nachhaltig zu verbessern, aber auch neue und profitable Märkte für Landwirtschaft und Industrie zur erschließen.

Für die Verkohlung lassen sich Biomassen verwenden, die bislang nicht sinnvoll genutzt werden können und teilweise sogar ein Entsorgungsproblem darstellen. Forscher um den ATB-Nachwuchsgruppenleiter Jan Mumme entwickeln derzeit ein Verfahren, um die Reststoffe aus Biogasanlagen zu kohleähnlichen Materialen zu wandeln. „Gärreste eignen sich ausgezeichnet für die hydrothermale Erzeugung von Biokohle“, hebt Projektleiter Mumme den Mehrwert dieses Reststoffs hervor. Das HTC-Verfahren kann im Gegensatz zur Pyrolyse auch sehr wasserreiche Biomassen verarbeiten. Ergebnis ist eine der fossilen Braunkohle ähnliche Biokohle. „Wie effizient Kohlenstoff aus den Reststoffen in Form von Biokohle gespeichert wird, hängt von der Reaktionstemperatur und der Dauer des Herstellungsprozesses ab. Diesen Prozess zu optimieren, daran arbeiten wir u.a. im Projekt APECS“, so Mumme. Erste Versuche zeigen, dass das Einbringen von Biokohle in Böden bisweilen auch negative Effekte auf das Pflanzenwachstum hervorrufen kann, u.a. durch unerwünschte Begleitstoffe der Kohleerzeugung, wie Phenole und polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe. Am ATB liegt der Fokus daher darauf, die Biokohle vor dem Einsatz im Boden gezielt aufzubereiten. Das ATB betreibt ein eigenes Biokohletechnikum zur Produktion von Biokohlen mit unterschiedlichen Verfahren (Pyrolyse und hydrothermale Carbonisierung HTC) und zur Charakterisierung und Optimierung ihrer Eigenschaften. Da zudem viele Wirkmechanismen von Biokohle in Böden noch nicht verstanden sind, wird gemeinsam mit Partnerinstituten die Bodenwirkung der Biokohle in Gewächshaus- und Feldversuchen untersucht.

Das vom ATB koordinierte Projekt “Biokohle in der Landwirtschaft - Perspektiven für Deutschland und Malaysia“, in dem die Leibniz-Institute ATB, ZALF und DIW sowie die Technische Universität Berlin, die Humboldt-Universität zu Berlin und die University of Putra Malaysia zusammenarbeiten, wird mit Mitteln aus dem Pakt für Forschung und Innovation des BMBF über einen Zeitraum von 3 Jahren gefördert. Projektbeginn ist März 2012.

Die COST-Action TD1107 „Biochar as option for sustainable resource management“ fördert ein EU-weites Forschungsnetzwerk. Initiatoren des Netzwerks, das von der Martin-Luther-Universität Halle koordiniert wird, sind das ATB und die Universitäten Halle und Gießen. An dem offenen Netzwerk beteiligen sich zunächst 23 Partner aus 15 europäischen Staaten über einen Zeitraum von 4 Jahren.

Die sechzehnköpfige Projektgruppe „APECS - Anaerobic Pathways to Renewable Energies and Carbon Sinks“ wird seit 2009 vom BMBF im Rahmen von „Bioenergie 2021“ für die Dauer von 5 Jahren gefördert.

Kontakt:
Dr. Jürgen Kern – Koordinator des Forschungsprogramms „Stoffliche und energetische Nutzung von Biomasse“
Tel.: 0331 5699-123, E-Mail: jkern@atb-potsdam.de
Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V.
Max-Eyth-Allee 100, 14469 Potsdam
Die Forschung des Leibniz-Instituts für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. (ATB) zielt auf die ressourceneffiziente und CO2-neutrale Nutzung biologischer Systeme zur Erzeugung von Lebensmitteln, Rohstoffen und Energie in Anpassung an Anforderungen von Klimaschutz und Klimawandel. Zu diesem Zweck entwickelt das ATB verfahrenstechnische Grundlagen für eine nachhaltige Landbewirtschaftung und stellt innovative technische Lösungen für Landwirtschaft und Industrie bereit. Eine Querschnittsaufgabe ist die Analyse und Bewertung des Technikeinsatzes über die gesamte Wertschöpfungskette - vom Feld bis zum Verbraucher.

Helene Foltan | idw
Weitere Informationen:
http://www.atb-potsdam.de

Weitere Berichte zu: Agrartechnik BMBF Biokohle Biokohleeinsatz Biomassen Klimawandel Pyrolyse Reststoff Verkohlung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Agritechnica: Silber für neue Technologie zur Blütenausdünnung im Obstbau
16.10.2017 | Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE)

nachricht Getreide, das der Dürre trotzt
19.09.2017 | Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Agrar- Forstwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Im Focus: Breaking: the first light from two neutron stars merging

Seven new papers describe the first-ever detection of light from a gravitational wave source. The event, caused by two neutron stars colliding and merging together, was dubbed GW170817 because it sent ripples through space-time that reached Earth on 2017 August 17. Around the world, hundreds of excited astronomers mobilized quickly and were able to observe the event using numerous telescopes, providing a wealth of new data.

Previous detections of gravitational waves have all involved the merger of two black holes, a feat that won the 2017 Nobel Prize in Physics earlier this month....

Im Focus: Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdeckt

Physiker des HZB haben an BESSY II Materialien untersucht, die zu den topologischen Isolatoren gehören. Dabei entdeckten sie einen neuen Phasenübergang zwischen zwei unterschiedlichen topologischen Phasen. Eine dieser Phasen ist ferroelektrisch: das bedeutet, dass sich im Material spontan eine elektrische Polarisation ausbildet, die sich durch ein äußeres elektrisches Feld umschalten lässt. Dieses Ergebnis könnte neue Anwendungen wie das Schalten zwischen unterschiedlichen Leitfähigkeiten ermöglichen.

Topologische Isolatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie an ihren Oberflächen Strom sehr gut leiten, während sie im Innern Isolatoren sind. Zu dieser neuen...

Im Focus: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Intelligente Messmethoden für die Bauwerkssicherheit: Fachtagung „Messen im Bauwesen“ am 14.11.2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

17.10.2017 | Informationstechnologie

Pflanzen gegen Staunässe schützen

17.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Trends der Umweltbranche auf der Spur

17.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz