Projekt 2009 - 2012: Detail
Projekt: Machbarkeitsstudie Terra Preta
| Bundesland: | Brandenburg und Berlin |
| Region: | Bioenergie-Region Ludwigsfelde plus+ |
| Ansprechpartner: | Dipl. Ing Anne Wagner |
| Adresse: | Technische Universität Berlin |
| Telefon: | (030) 314-73521 |
| Fax: | (030) 314-73548 |
| WWW: | zur Website des Projektes |
| Beschreibung: | Die Bioenergie- und Rohstoffproduktion auf landwirtschaftlichen Flächen haben weltweit zu enormem Druck auf die verfügbaren Flächen geführt. Um künftig die Nahrungsmittelversorgung der stetig zunehmenden Weltbevölkerung gewährleisten zu können, ist die Steigerung der landwirtschaftlichen Produktivität unumgänglich. Auch die Wiedernutzbarmachung von degradierten und belasteten Flächen ist dringend geboten. Eine Erhöhung der Bodenfruchtbarkeit scheint durch die Erhöhung der Kohlenstoffvorräte im Boden realisierbar. So erhalten die unfruchtbaren Böden der humiden Tropen ein hohes Produktionspotential durch jahrhunderte lange menschliche Zugabe von organischen Abfallstoffen. Aus Böden mit extrem niedriger Nährstoffspeicherkapazität und fehlenden Nährstoffvorräten entsteht so ein nachhaltig fruchtbarer Boden, die Terra Preta. Träger der Fruchtbarkeit dieser Böden ist vor allem der hohe Gehalt an organischer Substanz, der zu großen Teilen als Holzkohle vorliegt. In letzter Zeit wird die Einbringung von verkohlter Biomasse unter dem Begriff Biokohle als Bodenverbesserungsmittel häufig diskutiert. Da der in der Biomasse enthaltene Kohlenstoff im Konvertierungsprozess zu aromatischen Ringstrukturen umgebaut wird und so kaum mikrobiell abgebaut werden kann, dient die Einbringung der Biokohle in den Boden gleichzeitig der Kohlenstoffsequestrierung. Auch als Sorbent für Schadstoffe, mit ähnlichen Eigenschaften wie Aktivkohle, wird Biokohle zunehmend diskutiert. Zur Zeit wird an zwei Verfahren zur Herstellung von Biokohle intensiv geforscht: Pyrolyse und hydrothermale Carbonisierung (HTC). Der Prozess der Pyrolyse ist grundsätzlich bekannt durch die Köhlerei. Dabei wird die Biomasse unter Sauerstoffmangel verschwelt. Bei der hydrothermalen Carbonisierung wird der natürliche Verkohlungsprozess der Biomasse mit hohen Drücken und Temperaturen in einer wässrigen Lösung nachgeahmt. Die Eigenschaften der HTC-Kohlen unterscheiden sich stark von jenen der pyrogenen Kohlen. und die am besten geeigneten Kohlen für die Bodenverbesserung zu finden ist derzeit Gegenstand der Forschung. Für den Ausbau der Bioenergie in der Region Ludwigsfelde stellen sich zwei Probleme: (1) Die sandigen und nährstoffarmen Böden sind, ähnlich wie die tropischen Böden, von Natur aus wenig fruchtbar. (2) Große Areale der Region sind durch die ehemalige Rieselfeldwirtschaft schadstoffbelastet. In Teilbereichen besteht sogar die Gefahr der Schadstoffauswaschung ins Grundwasser. Biokohle-Einbringung könnte daher zu einer Steigerung der Produktivität der Böden der Region beitragen und zum anderen Schadstoffe in den Rieselfeldböden fixieren. Darüber hinaus kann Biokohle als langfristige C-Senke im Boden zur Reduktion des Anstiegs der CO2-Konzentrationen in der Atmosphäre beitragen. Im Rahmen unseres Projektes wurden daher zunächst die Chancen und Risiken dieser Technologien beleuchtet. Denn bei all den vielversprechenden Ergebnissen darf nicht außer Acht gelassen werden, dass die Einbringung von Biokohle auch negative Effekte haben kann, wie z.B. die potentielle Einbringung von (an-) organischen Schadstoffen oder die negative Beeinflussung von Bodenmikroorganismen. Durch Topfversuche werden zur Zeit die Potentiale der Kohlen für die Böden der Region ermittelt. Darauf aufbauend sollen Feldversuche mit verschiedenen Kohlen durchgeführt werden. |
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