Terra preta – Lösung des Klimaproblems? Teil 5

In der letzten Folge hatten wir uns ausführlich mit der Pyrolyse als Möglichkeit zur Herstellung von Holzkohle beschäftigt. In der Zwischenzeit sind uns weitere Informationen zu diesem Themenkreis bekannt geworden, so dass wir es für sinnvoll halten, diese zunächst einzufügen, bevor wir uns mit der hydrothermalen Karbonisierung wie angekündigt beschäftigen.

Seit einigen Jahren wird als Folge der sich abzeichnenden Verknappung von Erdöl die Energiegewinnung aus Pflanzen breit diskutiert. In erster Linie denkt man dabei an Stoffe wie Pflanzenöle und den so genannten Bioalkohol, der durch die Vergärung von Zucker oder Stärke aus Rüben, Zuckerrohr und verschiedenen Getreidearten zu Ethanol gewonnen wird.

Dieser Alkohol lässt sich für normale Benzinmotoren zu einem geringen Prozentsatz dem Benzin zumischen, bei angepassten Motoren bis zu 100% als Ersatz für Benzin verwenden. Auch Methanol kann diese Rolle erfüllen, jedoch wird dieses eher aus Erdöl, bzw. -gas hergestellt und ist somit keine Alternative als Ersatz für herkömmliche Treibstoffe. Außerdem ist Methanol stark giftig, was seine Verwendung zusätzlich erschwert. Mit entsprechenden chemischen Verfahren, die jedoch relativ energieintensiv sind, könnte man Methanol auch direkt aus Kohlendioxid und Wasser synthetisieren, allerdings eröffnet sich diese Möglichkeit nur, wenn man in Zukunft große Energiemengen aus erneuerbaren Quellen günstig gewinnen kann.

Pflanzenöle können als Dieselersatz in entsprechend umgerüsteten Motoren verwendet werden werden oder sie kommen in chemisch aufbereiteter Form meist als Rapsölmethylester (Biodiesel) auf den Markt.

Doch an diesen Produkten ist nicht mehr allzu viel „Bio“, weil ihre Herstellung häufig zu vermehrten Umweltschäden führt. Und die Herstellung dieser Treibstoffe erfordert unter Umständen mehr Energieeinsatz, zum Beispiel für Düngung, Schädlingsbekämpfung, Transport und Aufbereitung als in dem Endprodukt selbst enthalten ist. Im Extremfall braucht man also für die Produktion einen höheren Energieeinsatz als sich an Nutzen wieder herausziehen lässt. Deshalb ist diese Art von Produktion nur dort möglich, wo der Anbau der entsprechenden Pflanzen staatlich stark subventioniert wird. Ob sie aber auch sinnvoll ist, ist eine andere Frage. Ökologisch ist es in jedem Falle bedenklich, diesen Weg zu gehen und vollends absurd wird es, wenn zum Beispiel zur Produktion von Palmöl in tropischen Ländern intakte Waldökosysteme gerodet werden, um Platz für Palmölplantagen zu schaffen, wie dies in Indonesien, aber nicht nur dort, geschieht.

Erschwerend kommt ein weiterer Gesichtspunkt hinzu: Energiepflanzen stellen eine ernst zu nehmende Konkurrenz zu Nahrungspflanzen dar, denn wo sie angebaut werden, können nicht gleichzeitig Nahrungspflanzen gezogen werden. Deshalb ist die Energiepflanzenproduktion in die Kritik geraten, wenn auch nicht immer zu Recht.

Eine Ausnahme davon bilden zum Beispiel die so genannten Mischfruchtkulturen, wo etwa Leindotter und Erbsen auf der selben Fläche angebaut werden, der Leindotter zur Ölproduktion und die Erbsen als Gemüse. Aber auch Ölfrüchte und Getreide eignen sich für diese Anbaumethode (siehe Abbildung)



(Abb.) Mischfruchtanbau mit Leindotter und Gerste

Doch diese Situation ist nicht ohne Alternative, weil es auch die Möglichkeit gibt, die pflanzlichen Reststoffe zur Energiegewinnung zu nutzen. So können Stroh, Abfallholz, Pflanzenstängel und auch Tierkot verarbeitet werden.

Weil aber insbesondere flüssige Energieträger die breiteste Anwendungspalette haben, Pflanzenteile aber meist faserige Konsistenz haben, braucht man einen Zwischenschritt, der die Pflanzenproduktion einerseits und die Gewinnung von flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen andererseits miteinander verbindet.

Wir brauchen also Verfahren, die es ermöglichen, aus pflanzlichen Reststoffen direkt flüssige und auch gasförmige Brennstoffe zu erzeugen. Diese Verfahren, die der im letzten Artikel beschriebenen Pyrolyse sehr ähnlich sind, haben das Potential, jährlich Mengen an Biomasse zu verarbeiten, die der heutigen Erdölproduktion nicht nur entsprechen, sondern sie sogar übertreffen.

Da sie praktisch jedes organische Material in wertvolle Nutzstoffe umsetzen können, entfällt auch der Nachteil, dass das Rohmaterial eventuell in Konkurrenz zu Nahrungspflanzen treten könnte, denn neben pflanzlichen Reststoffen können auch solche ganzen Pflanzen verwendet werden, die auf landwirtschaftlich sonst nicht geeigneten Böden gedeihen.

Allerdings stehen die meisten der Umwandlungsverfahren noch nicht im technisch oder sogar großtechnischen Maßstab zur Verfügung. In den Laboren dieser Welt wird mit Hochdruck daran gearbeitet, Techniken, die im kleinen Maßstab schon funktionieren, für den industriellen Einsatz vorzubereiten.

Hier ist noch eine Menge Forschungsarbeit zu leisten, wenn auch die bisherigen Erfolge vielversprechend sind. Insbesondere die Entwicklung von geeigneten Katalysatoren und die Erforschung der optimalen Prozessführung stellen unsere Wissenschaftler vor interessante Herausforderungen.




Funktionsprinzip der Pyrolyse

In der nächsten Folge werden wir einige dieser Methoden näher vorstellen.

Fragen und Anregungen beantworten wir gerne unter unserer Email-Adresse terrapreta@web.de

Arbeitsgruppe Terra preta in der AG Energie & Umwelt