PyMiCCS
Pflanzenkohle und Gesteinsmehl sinnvoll kombinieren
Zwei effektive Methoden, Kohlendioxid der Atmosphäre zu entziehen, sind bereits hinlänglich bekannt: der Einsatz von Pflanzenkohle und die sogenannte beschleunigte Verwitterung. Die Forschenden im PyMiCCS-Projekt untersuchen, wie man beide Verfahren optimal miteinander kombiniert. Ziel ist es, die CO2-Bindung sowie die Qualität landwirtschaftlicher Böden zu verbessern.
Was tun wir genau und warum?
Pflanzenkohle wird aus Abfällen wie Holzresten, Sägespänen, Stroh und anderer pflanzlicher Biomasse hergestellt. Diese werden unter Luftabschluss auf Temperaturen von vielen 100 Grad Celsius erhitzt. Pyrolyse nennt man diesen Prozess, bei dem ein kohlenstoffreicher Bodenverbesserer entsteht. Mithilfe von Pflanzenkohle speichert der Untergrund mehr Wasser und Nährstoffe. Zudem wird im Boden enthaltener Kohlenstoff langsamer abgebaut. Einmal auf dem Feld ausgebracht, erfüllt Pflanzenkohle diese Funktionen jahrzehnte-, mitunter sogar jahrtausendelang.
Die beschleunigte Verwitterung von Gesteinen basiert auf einer natürlichen Kettenreaktion. Bilden sich Regentropfen, nehmen diese auf dem Weg Richtung Erdboden stets etwas Kohlendioxid aus der Atmosphäre auf. Das Gas löst sich im Wasser und es entsteht Kohlensäure. Diese Säure greift Gesteine an, wenn der Regen darauf prasselt. Dabei lösen sich die Minerale des Gesteins auf und ihre Bestandteile werden in Grund- und Flusswasser abtransportiert. In einem weiteren Schritt reagieren diese Bestandteile weiter und es bilden sich Karbonatminerale. Oder vereinfacht gesagt: Es entsteht neues Gestein, in dem Teile des einstig atmosphärischen Kohlendioxids fest und dauerhaft gebunden sind. Dieser Prozess lässt sich künstlich beschleunigen – etwa indem man das Gestein fein zermahlt, auf Äckern verteilt und der Witterung aussetzt. Das Gesteinsmehl kann auch die Bodenfruchtbarkeit und damit die Ernteerträge verbessern, denn es versorgt den Boden mit Nährstoffen wie Kalium.
Im Verbundprojekt PyMiCCS wollen Forschende herausfinden, ob die gemeinsame Anwendung von Pflanzenkohle und beschleunigter Verwitterung zusätzliche Vorteile bringt – etwa verbesserte Bodeneigenschaften und mehr Pflanzenwachstum. Doch wie kombiniert man die beiden Methoden am sinnvollsten? Welches Gesteinsmehl und welche Pflanzenkohle eignen sich am besten? Diesen Fragen werden die Forschenden zunächst im Labor und später auf dem Feld nachgehen. Ihre Ergebnisse lassen sie anschließend in Ökosystemmodelle einlaufen. Mit diesen wollen sie berechnen, wie viel Kohlendioxid der Atmosphäre entzogen und in welchem Ausmaß sich die Böden verbessern würden, wenn beide CDR-Verfahren weltweit gemeinsam zum Einsatz kämen.