Pflanzenkohle und der Treibhauseffekt / CO2 Fussabdruck
In der Tierhaltung und im Düngemanagement
Um unsere gesteckten Klimaschutzziele zu erreichen, konzentrieren wir uns vor allem darauf, Ersatz für die fossilen Energiequellen zu finden. Doch regenerative Energien können nur dafür sorgen, dass nicht noch mehr CO2 in die Atmosphäre gelangt und unser CO2-Abdruck nicht noch größer wird. Mit Pflanzenkohle ist es zusätzlich noch möglich, den Kohlenstoff aus der CO2-überlasteten Atmosphäre zurück in den Boden zu bringen.
Bei der Karbonisierung der Biomasse, wie der Herstellungsprozess für Pflanzenkohle auch genannt wird, wird etwa die Hälfte des in der Biomasse enthaltenen Kohlenstoffs in der Pflanzenkohle langfristig gebunden. Auch deshalb ist es wichtig, bei Pflanzenkohle auf die Qualität der Kohle zu achten. Pflanzenkohle ist nicht einfach bröselige Grillkohle mit neuem Etikett. Zertifizierte Pflanzenkohle darf nur aus bestimmten Biomassen und in klima- und umweltfreundlichen Karbonisierungs-/Pyrolyse-Verfahren hergestellt werden. Nur dann ist sie frei von krebserregenden Stoffen und es werden dafür nicht einfach Millionen Hektar Wald „verkohlt“ und Tausende Tonnen an CO2 wieder freigesetzt. Bei sauberen Verfahren werden mindestens 50 % des in der Biomasse enthaltenen Kohlenstoffs in der Pflanzenkohle stabil gebunden und können so zurück in den Boden gebracht und der Atmosphäre entzogen werden. Zertifiziert ist Pflanzenkohle ein echter Gewinn fürs Klima und den Boden.
Lachgas
Lachgas (N2O) ist ein Treibhausgas, das laut Umweltbundesamt rund 300-mal so klimaschädlich ist wie Kohlendioxid (CO2) und 12 Mal so schädlich wie Methan. Lachgas reflektiert die Wärmerückstrahlung der Erdoberfläche und hält sie davon ab, ins Weltall zu entweichen. Die Wärme wird wieder in Richtung Erde abgegeben. Zudem schädigt Lachgas die Ozonschicht. Diese schützt Pflanzen, Tiere und Menschen vor Strahlenschäden und wirkt ebenfalls temperaturregulierend.
Vor allem die Landwirtschaft trägt erheblich dazu bei, das Lachgas in die Atmosphäre gelangt. Als Hauptquelle gelten der hohe Einsatz stickstoffhaltiger Düngemittel und die Tierhaltung. Wird zu viel oder zur falschen Zeit gedüngt, kann der Stickstoff von den Nutzpflanzen nicht vollständig aufgenommen werden und gerät in die Umwelt. Ein Teil des Stickstoff-Überschusses wird dabei als Lachgas in die Atmosphäre freigesetzt.
Enthält der Boden jedoch Pflanzenkohle oder wird dem Dünger Pflanzenkohle beigemischt, reduzieren sich die Lachgas-Emissionen deutlich (vgl. beispielsweise Kammann 2012, University Geisenheim). Bei verschiedenen Pflanzversuchen mit Pflanzenkohle im Labor und auf dem Feld wurden bis zu 60 % weniger Lachgas freigesetzt. Die Forscher erklären den Effekt mit der Speicherfähigkeit der Pflanzenkohle. Sie kann bis zur fünffachen Menge ihres Eigengewichtes an Wasser und der darin gelösten Nährstoffe aufnehmen. Für die Mikroorganismen, die den Stickstoff in der Regel zu Lachgas verstoffwechseln, ist der Stickstoff damit nicht mehr verfügbar. Er ist in den zahlreichen, kleinen Poren (< 100 nm) der Pflanzenkohle stabil gebunden und wird nur langsam und in kleinen Mengen wieder an die Umwelt abgegeben.
Methan
Als Klimagas ist Methan (CH4) laut dem Bundesumweltamt rund 25-mal klimaschädlicher als Kohlenstoffdioxis (CO2). Genau wie alle anderen Treibhausgasen reflektiert Methan die Wärmerückstrahlung der Erdoberfläche und hält sie davon ab, ins Weltall zu entweichen. Die Wärme wird wieder in Richtung Erde abgegeben.
Mehr als ein Drittel der weltweit ausgestoßenen Menge stammt direkt oder indirekt aus der Viehhaltung, es entsteht vor allem in der Massentierhaltung von Rindern und Schafen. Als Wiederkäuer produzieren diese bei der Verdauung in ihren Mägen große Mengen Methan und setzen es über „Rülpsen und Pupsen“ wieder frei. Darüber hinaus wird Methan durch die Abwasser- und Klärschlammbehandlung sowie die Ausbringung des Klärschlamms als Dünger in der Landwirtschaft freigesetzt.
Auch hier kann die Gabe von Pflanzenkohle als Futtermittelzusatz den Methan-Ausstoß reduzieren (vgl. beispielsweise Schmidt 2016, Ithaka Journal). Pflanzenkohle wirkt im Verdauungstrakt der Tiere adsorbierend, das heißt, sie bindet sehr effizient Nähr- und Giftstoffen an sich. In der Tierhaltung ist sie deshalb seit Jahrhunderten als Notfallbehandlung bei Verdauungsstörungen und Vergiftungen bekannt und wird dort als nicht verdauliches Trägermittel eingesetzt. Im Verdauungstrakt der Tiere wirkt die Pflanzenkohle jedoch nicht nur entgiftend, sondern erhöht durch ihre elektro-biochemische Interaktion auch die Futtereffizienz und vermindert durch die Stickstoffbindung die Methanbildung.
Ammoniak
Die Verflüchtigung von Ammoniak (NH3) ist eine der wichtigsten Ursachen für den Verlust von Stickstoff (N) in Boden-Pflanzen-Systemen weltweit. Denn der Stickstoff bleibt nicht in der Luft, durch den Regen kommt es zu einem Stickstoff-Rückfluss, was wiederum die Bildung stark klimaschädlicher Lachgasemissionen begünstigt, die Versauerung von Böden und die Anreicherung von Stickstoff in Gewässern vorantreibt.
Zur großflächigen Freisetzung schädlicher Ammoniak-Emissionen kommt es vor allem in der Landwirtschaft. Es entsteht dort durch die mikrobielle Zersetzung der Tier-Exkremente im Stall und auf dem Acker, wenn dort Gülle als Dünger ausgebracht wird. Das stechend riechende Gas ist nicht nur umweltbelastend, sondern auch für die Tiere im Stall schädigend, da es deren Schleimhäute reizt, die Lungen angreift, das Immunsystem schwächt und sich sogar im Blut der Tiere anreichert (vgl. Schmidt 2012, Ithaka-Institut).
Wird Pflanzenkohle als Einstreu- und Futtermittel-Zusatz verwendet, können die Stickstoff-Verluste deutlich reduziert werden. Pflanzenkohle kann bis zum 5fachen ihres Eigengewichts an Wasser aufnehmen und bindet sehr effizient Gift- und Nährstoffe an sich. Die Stickstoffbindung und die kontinuierliche Abtrocknung der Einstreu entzieht den Mikroorganismen die Nährstoffgrundlage und reduziert so die giftigen Ammoniak-Ausdünstungen (vgl. Schmidt 2012, Ithaka-Institut).
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