Pflanzenkohle und Agroforst: Pyrolyse

Eine aussichtsreiche Kombination: Agroforst und Pflanzenkohle. Doch der Teufel steckt auch hier im Detail, und Erfahrungsaustausch unter Praktikern ist dann immer besonders fruchtbar – wie jüngst am Ofen in Peickwitz.

Von Jörg Möbius

Am 15. Februar trafen sich Landwirt Thomas Domin und der Deutsche Fachverband für Agroforstwirtschaft (DeFAF) zu einem Workshop über die „Erzeugung und Nutzung von Pflanzenkohle in Agroforstsystemen“ auf Domin’s Betrieb in Peickwitz.

Beide sind Projektpartner im Forschungsvorhaben „Agroforstliche Kreislaufwirtschaft als Basis für eine strukturreiche und klimaresiliente Landwirtschaft mit hohem Wertschöpfungspotenzial“ (AgroBaLa).

Pflanzenkohle für Einsteiger

• Pflanzenkohle: Auch Biochar oder Biokohle genannt
• Herstellung: Sie wird durch pyrolytische Verkohlung pflanzlicher Ausgangsstoffe hergestellt.
• Pyrolyse: Die thermochemischen Umwandlungsprozesse, in denen organische Verbindungen bei hohen Temperaturen und weitgehend unter Ausschluss von Sauerstoff gespalten werden.
• Holzkohle: Das bekannteste Pyrolyseprodukt.

Laut dem Geoökologen Dr. Nikolas Hagemann vom Schweizer Forschungsinstitut für Landwirtschaft, Ernährung und Umwelt (Agroscope) boomt die Pflanzenkohleherstellung in Europa.

Es gebe momentan 100 zertifizierte Anlagen mit einer Jahreskapazität von 60.000 t, die in Industrie, Medizin, in der Tierhaltung und im Pflanzenbau (Stichwort: Terra Preta) sowie als Energieträger eingesetzt werden.

Er schätzt, dass durch ein größeres Angebot an Biokohle die Preise sinken werden. Einige Workshopteilnehmer widersprachen, denn dafür muss auch Biomasse vorhanden sein.

Hackschnitzel zur Verkohlung: Thermolyse-Apparate

Domin setzt Hackschnitzel von seinen Agroforststreifen zur Verkohlung ein und nutzt dazu zwei Thermolyse-Apparate Vario L von SPSC aus München. Diese wurden über das Projekt angeschafft.

Die Pyrolysekammer mit einem Volumen von 1,3 m³ wird nach der Befüllung luftdicht verschlossen und erhitzt. Nach Erahrung von Thomas Domin reichen dafür rund 20 kg Brennholz.

Das austretende Synthesegas wird aus dem Pyrolysebereich in die Brennkammer geleitet und dort erst nach Zufuhr von Sauerstoff (Frischluft) verbrannt.

Die Brennkammer ist in die Pyrolysekammer integriert und erhitzt die Biomasse weiter. Somit wird die Pyrolyse mit austretendem und in der Brennkammer brennenden Synthesegas autark am Laufen gehalten, ohne dass weiter zusätzliche Energie von außen zugeführt werden muss.

Am Schornstein könnte Wärme entnommen werden. Doch da die Pyrolysekammer zum Entleeren gekippt werden muss, ist keine feste Installation des Zu- und Rücklaufes eines Wärmetauschers möglich: aus Sicht Domins ein bedauernswerter Nachteil.

Auf der Webseite von SPSC werden weitere Pyrolyse-Apparate vorgestellt. Außerdem ist dort ein ausführlicher Vergleich der Technologien zur Erzeugung von Biokohle verfügbar, sowie auf fachverbandpflanzenkohle.org.

Thomas Domin hatte mit weniger Aufwand für die Verkohlung gerechnet, vor allem zeitlich. Er berichtet, dass darauf geachtet werden müsse, dass das zu verkohlende Material nicht zu feucht ist. Zudem sollte es so locker liegen, dass sich keine, den Gaszug unterbindende, feste Hackschnitzel-Schicht bildet.

Kon-Tikis: Geräte zur Herstellung von Pflanzenkohle

Andere Teilnehmer des Workshops berichteten von der Verwendung von Kon-Tiki-Meilern, den kostengünstigsten Geräten zur Pflanzenkohleherstellung, die während des gesamten Prozesses beaufsichtigt werden müssen. Dieser kann zwei bis vier Stunden dauern. Dazu gehört auch, das Nachlegen von Material.

Ist der Meiler fast voll Pflanzenkohle, muss der Pyrolyseprozess mit Wasser oder Erde beendet werden. Kon-Tiki-Pflanzenkohle unterliegt damit Qualitätsschwankungen. Dafür kann sie als Einstreuzusatz und für alle pflanzenbaulichen Einsätze kostengünstig auf dem eigenen Betrieb erzeugt werden.

Batchverfahren seien zeitaufwendig. Gut für landwirtschaftliche Betriebe könnte eine kleine, kontinuierlich laufende Anlage (ähnlich einer Hackschnitzelheizung) sein, so fasst Thomas Domin die Diskussion des Workshop-Arbeitskreises Pflanzenkohleherstellung zusammen.

Dr. Christian Böhm von der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg und Vorstandsvorsitzender des DeFAF, erläuterte am Ende die Versuche zur Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit durch den Einsatz von Pflanzenkohle auf dem Betrieb Domin. Er hofft auf Ergebnisse in diesem Jahr, 2022 gab es aufgrund der Trockenheit keine messbaren Unterschiede, so Böhm.