Nutzungsmöglichkeiten von Biokohle im Verbandsgebiet des ZAH

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1 Nutzungsmöglichkeiten von Biokohle im Verbandsgebiet des ZAH Fachvortrag, am 10. November 2010 im Sitzungssaal des Kreishauses, Hildesheim Vortrag von Prof. Dr. Bruno Glaser Bodenbiogeochemie, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg Haiko Pieplow vom Bundesumweltministerium sprach von der Biokohle als einer Schlüsselinnovation des Jahrhunderts, vor allem, wenn sie Teil eines regionalen Stoffstrommanagements werde. Es war dem ZAH gelungen, einen der führenden Vertreter dieser Forschung, Herrn Professor Dr. Bruno Glaser von der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, für einen Vortrag mit anschließender Diskussion zu gewinnen. Doch was ist Biokohle und warum beschäftigt sich der ZAH damit und warum ist die Thematik auch für Sie bedeutsam? Der Vertrag des ZAH für das Kompostwerk endet in absehbarer Zeit und wir müssen uns nach einer energetisch effizienteren Verwertung umschauen. Die Kommunen haben Probleme mit dem Klärschlamm. Die Auswirkungen der neuen Klärschlammverordnung, die in der Anhörung ist, werden die Problematik nicht entschärfen. Ganz allgemein hat sich die Bundesrepublik verpflichtet, die Kohlendioxydbelastung drastisch zu senken. Biokohle entsteht durch die Pyrolyse von z. B. Grünschnitt, Klärschlamm, Viehmist, Fäkalien und allen möglichen organischen Abfällen. Die Entwicklung befindet sich noch in einem frühen Stadium, lässt aber perspektivisch einiges erhoffen. Beim Vortrag von Prof. Dr. Glaser handelte es sich nicht nur um die theoretischen Grundlagen. Seine Forschung ist anwendungsbezogen und so konnte er von konkreten Ergebnissen bei der Umsetzung der Forschungsergebnisse berichten. Mehr Infos zum Thema Biokohle auf den nächsten Seiten und im Internet: ZWECKVERBAND ABFALLWIRTSCHAFT HILDESHEIM

2 Nutzungsmöglichkeiten für Biokohle im Zweckverband Abfall Hildesheim Inhalt: Humus und Bodenfruchtbarkeit Das Terra Preta-Phänomen Biokohle Technik Ausblick 1/17 Prof. Dr. Bruno Glaser, Bodenbiogeochemie, MLU Halle-Wittenberg

3 Terra Preta: 2000 Jahre altes Bodenexperiment Ferralsol Terra Preta Mineralogie Vergleichbare Textur Tonmineralgarnitur (Kaolinit) Eisen und Aluminium-Oxide Anthropogene Merkmale Tonscherben Holzkohle (z.t a) Bodenfruchtbarkeit TP ist nachhaltig fruchtbar Nährstoffe Humusgehalt Humusstabilität Cash crops 2/17 Glaser et al. (2001) Glaser (2007)

4 Anthropogene Merkmale 3/17 TP enthält Tonscherben

5 Hatahara (Manaus, Brasilien) 4/17

6 Terra Preta Nährstoffe Biokohle Prozesse Anwendung To Do Nährstoffvorräte cm P Pverf [t ha -1 2m -1 ] 8 ha P Corg [t ha -1 2m -1 ] P / Pp P Pl => Unterschiedliche KAK(BC) = 3 * P- KAK(OBS) und C-Quellen!!!

7 Humus Terra Preta Gewächshaus Freiland Technik Take Home Geheimnis der Terra Preta Biokohle Nährstoffe Mikroorganismen Kreislaufwirtschaft!!! 6/17 Glaser und Birk (2010)

8 Humus Terra Preta Gewächshaus Freiland Technik Take Home Vergleich Biokohle - Humus B 100 A Carbon remaining (%) 50 Bio-char Un-charred organic matter Biomass carbon 100% Biomass carbon 100% 100 years Energy Production Bio-char carbon 50% Biomass carbon 0% Bio-char carbon >40% Years Biokohle ist langfristiger C-Speicher 7/17 Lehmann und Rondon (2006)

9 Humus Terra Preta Gewächshaus Freiland Technik Take Home Biokohle ist C-negativ!!! Classical CCS Pre/post combustion Co2 capture Hydro-carbons Geological storage Classical Bio-mass Combustion Bio-mass Closed Loop Processes no change to Co2 now in atmosphere Biochar Co2 Bio-mass Pyrolyse Hydrogen Carbon as soil conditioner Open Loop - Extractive Process removes Co2 permanently from the atmosphere 8/17 Glaser et al. (2009)

10 Terra Preta Nährstoffe Biokohle Prozesse Anwendung To Do Gewächshausversuche Ko 9/17 HK+ NPK HK HK+ Kompost NPK Kompost (Youssaf 2002) Glaser et al (in Vorbereitung)

11 Kompostierung Optimierung der Materialeigenschaften 10/17

12 Optimale Biokohle-Menge Sand Lehm Ertrag = f(bc, Kompost) 11/17 Glaser et al (in Vorbereitung)

13 Biokohle + Kompost Brandenburg 12/17 Kompost und Biokohle (bis 20 Mg ha -1 ) gemischt

14 Humusgehalte TOC [g kg -1 ] Before BC application After BC application After 1 year 0 Control Compost + 5 Mg BC + 10 Mg BC + 20 Mg BC Effektive C-Senke Je mehr Biokohle, desto höher die TOC-Gehalte 13/17 Brandl, Winter und Glaser (2010)

15 Bodenfruchtbarkeit [cmolc kg -1 ] CEC Before application After application After 1 year Control Compost + 5 Mg BC + 10 Mg BC + 20 Mg BC Plant height [m] 2,3 2,2 2,1 2,0 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 Control Compost Compost + Biochar (5 Mg ha- 1) Compost + Biochar (10 Mg ha-1) Compost + Biochar (20 Mg ha-1) Je mehr Biokohle, desto höher KAK Je mehr Biokohle, desto höher die Erträge 14/17 Brandl, Winter, Glaser (2010)

16 Wasserversorgung pf Wassergehalt Je mehr Biochar, desto höher Wasserspeicherfähigkeit Allerdings nur bei Starkregenereignissen bedeutsam 15/17

17 Pyrolyse von Biomasse-Abfällen (PYREG) 16/17 Erfinderpreis RLP 2010 ( BMBF (01LY0809F)

18 Optimierung der Stoffströme PYREG Energie Grünschnitt Biokohle Klärschlamm Bio- Abfälle Biokohle- Kompost Biotonne Rückstand Biogas Energie 17/17 Biomasse Boden Biochar Europe (2010)