Globale Probleme lokal lösen – mit Pyrolyse und Pflanzenkohle

Eine Technologie, die Boden, Wasser und Luft verbessert. Die imstande ist, regional und weltweit Klimagase zu reduzieren und zu binden. Die sowohl der Volkswirtschaft zugutekommt, als auch den handelnden Akteuren an der Basis. Also eine Lösung in der Klimafrage, bei der es keine Verlierer gibt. Ist das möglich? Ja, sagt Raffael Schindele, Geschäftsführer von gara energy systems. Er ist überzeugt, dass sein Unternehmen eine Antwort gefunden hat, die ökologisch und ökonomisch sinnvoll und zukunftsweisend ist: Diese Antwort lautet Pyrolyse & Pflanzenkohle.

(industrietreff) - Der Klimawandel ist die Schlüsselfrage für die Zukunft. Die Herausforderungen sind aktuell, akut und gewaltig - von der Energieproblematik bis zur Ernährungsfrage, von der Zerstörung der Böden bis zum Anstieg des Meeresspiegels. Raffael Schindele, Geschäftsführer des Kaufbeurer Unternehmens gara energy systems, betont: »Um das globale Ökosystem ins Gleichgewicht zu bringen, brauchen wir jetzt nachhaltig wirkende Konzepte.«
Die Lösung, die gara energy systems entwickelt hat, ist eine Verbindung von zwei Komponenten: Erstens Pyrolyseanlagen für Biomasse und zweitens die Erzeugung und Ausbringung hochwertiger Pflanzenkohle. Eine Kombination, die für die Land- und Forstwirtschaft ebenso von Nutzen ist, wie für die Volkswirtschaft, für das Klima und die Umwelt, so Schindele.
Die Prinzipien der Pyrolyse und Nutzen der Pflanzenkohle sind seit tausenden von Jahren bekannt. gara setzt sie in einen neuen Kontext und schließt bzw. stabilisiert mit dem Einsatz von Pflanzenkohle einen natürlichen Kreislauf.
Holzkohle wird seit Menschengedenken hergestellt, indem Holz unter Luftabschluss verkohlt wird. Der rumänische Partner von gara, der aus einer alten Köhlerfamilie stammt, hat dieses Prinzip in jahrelanger Forschung weiter entwickelt. Das Expertenteam von gara hat dieses traditionelle Köhlerwissen mit hochmoderner Abgas- Wärme und Prozesstechnik verknüpft und daraus die völlig neuartige gara-Pyrolyse entwickelt.
Der Ansatz von gara geht jedoch weit über die Anlagentechnik hinaus, so Schindele: »Mit unseren jahrelangen praktischen Erfahrung aus der Landwirtschaft und unserem Know-how aus der Energie- und Umwelttechnik haben wir die Pyrolyse-Technologie in ein umfassendes Umwelt-Konzept eingebunden, das kleinräumig angelegt und sowohl ökologisch, als auch ökonomisch tragfähig ist.«
Im Pyrolyseprozess – von bis zu 600°C – werden organische Rest- und Abfallstoffe in hochwertige Produkte überführt – unter anderem Pflanzenkohle und Pyrolysegase. Daneben werden in dem geschlossenen System Wärme, Strom und Biokraftstoffe erzeugt. Dadurch erreicht das Konzept eine hervorragende Wirtschaftlichkeit. Wärme und Strom können von den Produzenten vermarktet oder für eine autarke Energieversorgung genutzt werden.

Im Fokus der gara-Pyrolyse steht die Produktion von hochwertiger Pflanzenkohle für die Landwirtschaft. »Diese Pflanzenkohle kann mit besten Wirkungen für den Boden, für Pflanzenwachstum und -gesundheit eingesetzt werden«, erklärt der Geschäftsführer. Daneben bietet das Pyrolyse-System auch die Möglichkeit, Aktivkohle oder Grillkohle herzustellen.
Die Pyrolysetechnologie
- verarbeitet organische Reststoffe zu wertvollen Produkten
- erzeugt Pflanzenkohle, die langfristig Boden, Umwelt und Klima begünstigt
- kann zur Bio-Energie-Produktion (Strom- und Wärmeerzeugung) beitragen
- arbeitet „CO2-negativ“, reduziert also dieses Klimagas durch Pflanzenkohleeinsatz
- bietet der Landwirtschaft eine ökonomisch konsequente Alternative
Die Pflanzenkohle
- dient als Bodenhilfsstoff für landwirtschaftliche Nutzflächen
- fördert die Bodenstruktur – reduziert die Bodendegradation oder Erosionen
- verbessert Milieu für aerobe Mikroorganismen – fördert Humusaufbau
- optimiert Feuchtigkeitsspeicherung - Wasserbalance im Boden & verhindert so Staunässe oder Dürre
- steigert Bodendurchlüftung – verringert Verschlämmung der Böden
- verbessert Bodenfruchtbarkeit – speichert Nährstoffe und reduziert Düngereinsatz
- reduziert Kosten und steigert Erträge – wirkt positiv auf Wirtschaftlichkeit
- entzieht der Umwelt CO2 durch Bindung des Kohlenstoffs aus Biomassen
- schützt Grundwasser – Immobilisierung von Schadstoffen und Verlust von Düngern
- dient als ideale CO2-Senke und sorgt für dauerhafte CO2-Sequestration
- kann als Substitut für fossile Kohle im Kraftwerken eingesetzt werden
Enormes Potential
Der gara-Lösungsansatz »Pyrolyse & Pflanzenkohle« schafft Synergieeffekte zwischen den Zielen des Klimaschutzes und Bodenerhalt und verbindet die Fragestellung Landwirtschaft, Bodenqualität und Energie ökonomisch. Pflanzenkohle habe nicht nur einen außerordentlichen landwirtschaftlichen Nutzen, so Schindele, sondern erfülle alle Kriterien für ein erfolgreiches »Geo-Engineering« und übertreffe die Erwartungen eines »einfachen Climate Engineering«.
Die Produktion basiert auf Biomasse, also ein regenerierbares Gut, das nachhaltig genutzt werden kann. Global wird die jährliche Kohlenstoff-Aufnahme der Biomasse mit mehr als 120 Gigatonnen angenommen. Es bleiben gewaltige Mengen Kohlenstoff in Pflanzen und Holz gebunden, wovon oftmals große Mengen in der Natur verfaulen. In Deutschland wird ein technisch-ökologisches Potential an Biomassereststoffen in Forst- und Landwirtschaft, Kommunen und Lebensmittelindustrie vermutet, dass bei etwa 90 Mio. Tonnen Trockensubstanz pro Jahr liegt. Die theoretischen Mengen werden mit etwa 125 Mio. Tonnen TS pro Jahr angenommen, woraus sich immense Volumenströme für die gara-Pyrolyseanlagen ergeben.
Führende Wissenschaftler erkennen in der Nutzung der Pyrolyse und Pflanzenkohle eine Win-Win-Win-Situation. Schindele fasst dies so zusammenm: »Umwelt & Natur, Sozial- und Volkswirtschaft, Land- Forst- und Energiewirtschaft profitieren gemeinsam.«
Technik der Zukunft
Die gara energy systems strebt den Aufbau von flexiblen Pyrolyseanlagen (variabel in der Stückigkeit, Quantität, Qualität der Biomasse, Prozesszeit) und die Vermarktung qualitativ hochwertiger Pflanzenkohle an. »Wir verfügen über eine praxiserprobte Pyrolyse-Technologie, die im langjährigen Einsatz optimiert wurde und patentiert ist«, so Schindele. Er ist überzeugt, dass durch diesen Lösungsansatz zeitnah nachhaltige Effekte im Klimawandel erzielt werden können.
Grundlage ist ein Ofen-Retorten-System mit parallel betriebenen Retorten. Der wirkungsvolle und kontrollierte Pyrolyseprozess erfolgt im etwa 5 m³ großen »Pyrolyseraum«. Die erzeugte Pflanzenkohle erreicht – in Abhängigkeit von der Biomasse – Kohlenstoffgehalte von 80 % und mehr. Schindele: »Damit bleibt Pflanzenkohle im Boden stabil und bis über tausend Jahre quasi unverrottbar.« Vorbild war das historische Terra Preta der indigenen Völker am Amazonas.
»Der Pyrolyse-Prozess ist vollkommen klimaneutral«, betont der Geschäftsführer. Durch den Pflanzenkohleeinsatz in der Landwirtschaft ist die Bilanz CO2 -negativ, das heißt, der Umwelt wird erfolgreich und dauerhaft CO2 entzogen. Dies wirkt dem Treibhauseffekt entgegen und verbessert nachhaltig und langfristig das Klima. Das leistet kein anderes regeneratives Energiesystem (Wind, Solar, Biomassekraftwerk) – sie sind bestenfalls »CO2-neutral«.
Aufbau und Betrieb unterliegen den Standard-Genehmigungsverfahren. Das Unternehmen versichert, dass die Anlagen allen Vorgaben des Bundes-Immissionsschutzgesetzes und entsprechender Verordnungen entsprechen.
Eine gara-Pyrolyse-Anlage mit 24 Retorten produziert pro Jahr rund 12.500 t qualitativ hochwertige Pflanzenkohle aus bis zu 56.000 t/a Biomasse. Die Biomasse kann aus der Forst- oder Landwirtschaft oder z. B. aus der Lebensmittelindustrie stammen. In der gara-Pyrolyse entstehen in einem mehrstündigen Prozess Pflanzenkohle und Pyrolysegase. Die Energieversorgung ist autark, bis max. 50 % der energiereichen Gase werden für den Pyrolyseprozess eingesetzt, der Rest kann in einem Heizsystem oder BHKW zur Energieerzeugung (Wärme / Strom) genutzt werden. In einem Pyrolysewerk (24 Retorten; BHKW-Betrieb) rechnen die Betreiber mit einer stündlichen Ausbeute von bis zu 1,5 MWel. (Strom) und mehr als 1,9 MWth. (Wärme).
Der erzielbare Klimaeffekt ist enorm, rechnet der Geschäftsführer vor. Pflanzenkohle, eingesetzt in der Landwirtschaft, forciert eine dauerhafte Sequestrierung von CO2 – und wirkt zudem positiv auf weitere Treibhausgase (Methan, Lachgas) ein. Mit 12.500 t Pflanzenkohle können direkt 10.000 t Kohlenstoff bzw. 37.000 t CO2 langfristig im Boden gespeichert werden. Dies entspricht einer Fahrstrecke von etwa 250 Millionen Kilometer eines üblichen PKW.
»The Economist« (2009) erklärte, dass durch Nutzung von Pflanzenkohle, insbesondere als Ersatz fossiler Rohstoffe, ein bis zwei der jährlich 9,7 Gigatonnen C0 2-Emissionen wegfallen könnten. Dies wären 10 bis fast 20 % des weltweiten Ausstoßes, was die Relevanz der Pyrolyse und Pflanzenkohlenutzung unterstreicht.
Globale Lösung
Allein die Mengen an Biomassenreststoffen (Rest- und Schwachholz) von 12 Mio. t/a oder Sägenebenprodukte (5,7 Mio. t/a) der Forstwirtschaft in Deutschland zeigen auf, dass ein Biomasse-Markt erkennbar ist. Damit wäre die Versorgung von rechnerisch mehr als 300 Pyrolyse-Anlagen mit je 24 Retorten dauerhaft gesichert. Biomasse aus anderen Bereichen der Forst-, Land- und unbelasteten Abfallwirtschaft ist hier noch gar nicht einkalkuliert. Auch über den Einsatz von Klärschlämmen wird bei dieser Technologie intensiv nachgedacht.
Pro Hektar landwirtschaftlicher Nutzfläche können eine bis fünf Tonnen Pflanzenkohle nutzbringend eingebracht werden. Die landwirtschaftliche Nutzfläche in Deutschland beträgt etwa 16,7 Mio. Hektar. Pflanzenkohle hat also nicht nur ein enormes Potential als CO2-Senke, sondern auch einen riesigen Absatzmarkt. Weltweit wird die landwirtschaftliche Nutzfläche mit fast 50 Mio. km² (5 Mrd. ha) angegeben. Diese gewaltigen Flächen könnten sinnvoll und erlösträchtig aufgewertet werden, so Schindele. Er ist sicher: »Trotz des regionalen Charakters können wir mit Pflanzenkohle zu einer globalen Lösung beitragen.«
Vor allem in der Kombination von betriebswirtschaftlichen und umweltrelevanten Pluspunkten sieht das Unternehmen große Chancen für seine Pyrolyse-Technologie. Jede der Anlagen biete für die Betreiber und Nutzer eine ökonomische Alternative und helfe zudem, die Klimabilanz zu verbessern. Dabei seien mögliche CO2-Zertifikate oder andere finanzielle Anreize für Produktion oder Nutzen in den Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen noch gar nicht einkalkuliert. Die Pyrolyse-Anlagen finanzieren sich auch nicht – wie etwa Biogasanlagen – über Einspeisevergütungen, sondern aufgrund eines betriebswirtschaftlich tragfähigen Konzepts, so Schindele. Die kalkulierten Investitionen, Betriebskosten und Erlöse seien sehr überzeugend.
Für Raffael Schindele geht es jedoch um weit mehr als um eine neue Umwelttechnik. Er setzt auf ein integratives Konzept: »Man soll nachhaltige Fragen der Agrar-, Energie- und Umweltökonomie regional lösen – damit wird die lokale Wirtschaft unterstützt, die Umwelt entlastet und die Allgemeinheit und die Mitmenschen in einen Positivkreislauf einbezogen. Ich sehe in der Kombination Biomasse & Pyrolyse & Pflanzenkohle nur Gewinner – nicht nur kurzfristig, sondern vor allem auch auf lange Sicht.«

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Datum: 14.05.2016 - 18:00 Uhr
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