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Wie wird Pflanzenkohle hergestellt?

Illustration von Weltkugel mit Pflanzenkohle

Pflanzenkohle selbst herstellen, ist nicht für jeden etwas, weshalb wir heute vorstellen, wie diese professionell produziert wird. Wir erklären dir, wie Pyrolyse funktioniert, woraus Pflanzenkohle besteht und was eigentlich eine Pyreg-Anlage alles kann. Wie genau Pflanzenkohle CO2 binden kann, erfährst Du hier!

 

Was ist Pflanzenkohle?

Pflanzenkohle ist karbonisierte Biomasse, die bei der Herstellung CO2 bindet und eine sehr poröse Struktur entwickelt. Dadurch ist sie ein Trägermittel für Wasser und Nährstoffe und findet grade als Bodenverbesserer, Stallstreu oder als Futterergänzung und Heilmittel für Mensch und Tier Verwendung. Auch in der Industrie, beispielsweise im Bausektor, wird sie gebraucht. Ein Kilo Pflanzenkohle bindet 3,24 kg CO2. Die Produktion eines Kilos Pflanzenkohle stößt im Durchschnitt 0,74 kg CO2 aus. Ein Kilo Pflanzenkohle hat somit eine CO2-Negativemission von 2,5 kg CO2. Somit kannst Du mit gutem Gewissen Pflanzenkohle kaufen.

 

Was ist Pyrolyse?

Das Wort Pyrolyse stammt von den griechischen Wörtern Pyr für Feuer und Lysis für Lösung ab. Es ist eine Bezeichnung für die thermische Spaltung chemischer Verbindungen unter Sauerstoffausschluss. Dieser Prozess muss anaerob sein, damit eine Verbrennung der zu verkohlenden Biomasse verhindert wird. Andere Begriffe für diese Art der Umwandlung sind Verschwelung und trockene Destillation. Die Pyrolyse Temperatur beträgt 500 bis 900 Grad Celsius. Es werden Bindungen größerer Moleküle gebrochen, das Resultat ist die Entstehung von kleineren Molekülen. Dies führt zu einem Recycling diverser Stoffe und der Herstellung von hochwertigen Upcycling-Produkten.

 

Woraus besteht Pflanzenkohle?

Pflanzenkohle entsteht durch das Verfahren der Pyrolyse, aber woraus besteht sie? Es kann eine Vielzahl an pflanzlicher Biomasse verkohlt werden, besonders effizient ist die Nutzung von Abfällen aus der Landwirtschaft, dem Gartenbau oder der Kommunen. Zu den möglichen Ausgangsmaterialien für die Produktion von Pflanzenkohle gehören Erntereste wie Stroh, Getreideabfälle oder Traubentrester. Außerdem Rinde, Holz, Nadeln, Laub, Hecken-, Baum- oder Grasschnitt. Auch Grünschnitt und Abfälle aus der Lebensmittelindustrie wie Schalen und Kerne können Verwendung finden. Zu beachten ist nur, dass die Biomasse einen Trockensubstanzanteil von mindestens 50% aufweisen muss, um karbonisiert zu werden. Die Masse sollte möglichst homogen und kleingehäckselt sein.

 

Schaufel in Pflanzenkohle

 

Wie entsteht Pflanzenkohle?

Pflanzenkohle herstellen bedeutet, Biomasse mithilfe von komplexen Steuerungen von Temperaturen, Gasströmen, Wasser und Druck zu verarbeiten. Dies passiert in sogenannten Pyrolyse-Anlagen.

Dort wird Biomasse über eine Zellenradschleuse in einen Doppelmantelreaktor transportiert. In diesem Reaktor wird das Material mit einer Doppelwellenschnecke hochtransportiert und auf 600 Grad Celsius erhitzt. Das dabei entstehende Gas wird abgesaugt, über einen Zyklon gereinigt und in der Brennkammer, dem zweiten Teil des Reaktors, bei etwa 1.200 Grad Celsius verbrannt. Die Abgase werden über die äußere Kammer des Reaktors zurückgeführt, erhitzen dabei das Material und verlassen mit einer Temperatur von etwa 500 Grad Celsius die Anlage und gelangen in einen angeschlossenen Abgaswärmetauscher. Es wird für den Pyrolyse-Prozess also kaum Fremdenergie benötigt, da ein Teil des entstandenen Synthesegases verbrannt wird, um die Wärmeenergie für die Erhitzung der Biomasse zu verwenden. Die Anlage benötigt lediglich Strom für den Antrieb der Gebläse und Schnecken. Die entstandene Pflanzenkohle wird durch eine Austragsschnecke aus dem Reaktor raustransportiert und wird mit Wasser befeuchtet und somit abgekühlt. Die Struktur der entstandenen Pflanzenkohle ist fein krümelig.

 

Was ist eine Pyreg Anlage?

Pyreg ist eine Marke, die 2009 gegründet wurde und seit 2012 marktreife Pyrolyseanlagen entwickelt. Sie sind besonders in Deutschland, Österreich und Schweiz im Einsatz. Der Ingenieur Helmut Gerber ermöglicht durch seine Anlagen, dass in einer Stunde etwa 100-150kg Biomasse zu zertifizierbarer Pflanzenkohle und Synthesegas konvertiert werden. Zum eigentlichen Start der Anlage wird Gas benötigt. Sobald die gewünschte Temperatur für den Pyrolyseprozess erreicht wurde, benötigt die Anlage keine externe Zufuhr an thermischer Energie mehr und kann für mehrere Tage im Dauerbetrieb laufen. Die Emissionswerte sind im Vergleich zu anderen Anlagen, beispielsweise Holzfeuerungsanlagen, sehr gering und auch die Abwärme kann effizient genutzt werden.

Die Anlagen erfüllen alle Zertifizierungsvorschriften, wodurch EBC zertifizierte Kohle hergestellt werden kann. Das European Biochar Certificate ist eine Art Kontrollsystem für die Herstellung und Analyse von Pflanzenkohle, denn traditionelle Methoden zur Herstellung von Holz- und Pflanzenkohle waren in der CO2-Effizienz und Umweltbilanz ungenügend.

Die kleine Pyrolyseanlage von Pyreg kann pro Jahr etwa 800 Tonnen Biomasse zu 230 Tonnen Pflanzenkohle umwandeln. Dabei werden 150kWth Wärmeleistung erzeugt. Mit der großen Anlage können pro Jahr aus 2.300 Tonnen Biomasse etwa 680 Tonnen Pflanzenkohle und 600kWth Wärmeleistung produziert werden.

 

Wie funktionieren Pflanzenkohle und die CO2-Bindung?

CO2 aus der Luft wird durch die Photosynthese von Pflanzen gebunden. Wenn Pflanzen sterben oder geerntet werden, dann entstehen kohlenstoffhaltige Reststoffe. Wenn diese verrotten oder verbrannt werden, dann gelangt das gespeicherte CO2 wieder in die Atmosphäre. Wird die Biomasse aber stattdessen durch Pyrolyse karbonisiert, so entsteht Pflanzenkohle mit CO2-Bindung. Wird diese nun in den Boden gegeben, dann wird der enthaltene Kohlenstoff dort mehrere Jahrhunderte von der Atmosphäre abgeschlossen gespeichert.