farm Gründerwerkstatt Story

Pflanzenkohle: teures Wundermittel?

Helmut Gerber (r.) von Pyreg baut Anlagen zur Herstellung von Pflanzenkohle. Er beriet Caspar von Ziegner bei der Inbetriebnahme der „NovoCarbo“-Anlagen. (Foto: Schildmann)

Im Stall und auf dem Acker soll Pflanzenkohle Vorteile bringen. Die Tiergesundheit oder die Wasserhaltefähigkeit des Bodens können sich verbessern. Das Start-up „NovoCarbo“ stellt diese Pflanzenkohle her. Einige Landwirte berichten von ersten Erfahrungen.

Pflanzenkohle ist keine neue Idee. Bereits die indigene Bevölkerung des Amazonasgebietes soll durch das Verbrennen von Holz unter Sauerstoffmangel von einer ertragssteigernden Wirkung profitiert haben. Heute ist das Thema wieder aktuell. Fans der Pflanzenkohle schreiben dem Produkt einen Nutzen in vielen landwirtschaftlichen Anwendungen zu. Kritiker zeigen bestenfalls abwartende Haltung. f3 hat sich bei Praktikern und Wissenschaftlern umgehört und ordnet das Thema ein.

Pflanzenkohle
Gründer Caspar von Ziegner ist überzeugt von den Potenzialen der Pflanzenkohle. (Foto: Schildmann)

Das sagen Landwirte

Landwirt Markus Kemper aus NRW setzt Pflanzenkohle seit zwei Jahren ein. Der Schweinemäster mit 1500 Plätzen und 100 ha Ackerbau nutzt sie als Bodenverbesserer. „Kurz vor dem Ausbringen der Schweinegülle setze ich 0,5 % Pflanzenkohle hinzu“, erzählt er. „Mit Zahlen kann ich noch nichts belegen. Aber was ich merke: Der Gestank beim Ausbringen ist weg.“ Zudem glaubt der Landwirt besser vor Dürreperioden durch die höhere Wasserhaltefähigkeit in seinen Böden gewappnet zu sein.

Ich habe ein gutes Gefühl, was die Tiergesundheit angeht.

Mathis Block, Milchviehhalter

Auch Milchviehhalter Mathis Block aus Schleswig-Holstein nutzt seit drei Jahren Pflanzenkohle in seinem Betrieb. Bei ihm kommt sie als Futterzusatz zum Einsatz. „Klauen- und Euterprobleme sind bei meinen 250 Kühen direkt herunter gegangen. Ich habe ein gutes Gefühl, was die Tiergesundheit angeht“, sagt er. „Allerdings habe ich gemerkt, dass es Qualitätsunterschiede zwischen den verschiedenen Herstellern gibt.“ Landwirt Mathis füttert 30 bis 40 g Pflanzenkohle je Kuh und Tag.

Was bringt Pflanzenkohle?

„Pflanzenkohle hat verschiedene Einsatzfelder“, erläutert Prof. Dr. Bruno Glaser von der Universität Halle-Wittenberg. „Als Futterzusatz kann sie zu einer erhöhten Tiergesundheit und einem besseren Stallklima führen.“ Studien haben ergeben, dass nach dem Ausbringen der Gülle die Lachgasemissionen und insgesamt der Geruch herunter gehen. Auch den Nutzen auf dem Acker kann der Professor bestätigen: „Im Boden hält die Pflanzenkohle das Wasser besser. Außerdem sinkt die Nitratauswaschung.“ Es sei eine bessere Ertragsstabilität auch in Dürrejahren zu erwarten. Erwartungsgemäß sind die Effekte dabei auf Böden mit einem hohen Sandanteil stärker zu beobachten. Pflanzenkohle hat eine höchst poröse Oberfläche. Wie ein Schwamm kann sie die bis zu fünffache Menge ihres Eigengewichtes an Wasser und Nährstoffen aufnehmen. Der Großteil der Pflanzenkohle ist Kohlenstoff. Der Rest ist Asche.

Pflanzenkohle ist ein Produkt, das der Landwirtschaft weiterhelfen könnte.

Florian Lage, NovoCarbo

Herstellung und Preise

Jetzt f3 Mitglied werden und direkt weiterlesen

Als f3-Mitglied erhälst du täglich Meldungen, Beiträge und Reportagen zu Innovationen und Start-ups aus den "grünen" Bereichen und wirst Teil des neuen Gründer-Netzwerks.

mehr Informationen bekommst du hier

Im Stall und auf dem Acker soll Pflanzenkohle Vorteile bringen. Die Tiergesundheit oder die Wasserhaltefähigkeit des Bodens können sich verbessern. Das Start-up „NovoCarbo“ stellt diese Pflanzenkohle her. Einige Landwirte berichten von ersten Erfahrungen.

Pflanzenkohle ist keine neue Idee. Bereits die indigene Bevölkerung des Amazonasgebietes soll durch das Verbrennen von Holz unter Sauerstoffmangel von einer ertragssteigernden Wirkung profitiert haben. Heute ist das Thema wieder aktuell. Fans der Pflanzenkohle schreiben dem Produkt einen Nutzen in vielen landwirtschaftlichen Anwendungen zu. Kritiker zeigen bestenfalls abwartende Haltung. f3 hat sich bei Praktikern und Wissenschaftlern umgehört und ordnet das Thema ein.

Pflanzenkohle
Gründer Caspar von Ziegner ist überzeugt von den Potenzialen der Pflanzenkohle. (Foto: Schildmann)

Das sagen Landwirte

Landwirt Markus Kemper aus NRW setzt Pflanzenkohle seit zwei Jahren ein. Der Schweinemäster mit 1500 Plätzen und 100 ha Ackerbau nutzt sie als Bodenverbesserer. „Kurz vor dem Ausbringen der Schweinegülle setze ich 0,5 % Pflanzenkohle hinzu“, erzählt er. „Mit Zahlen kann ich noch nichts belegen. Aber was ich merke: Der Gestank beim Ausbringen ist weg.“ Zudem glaubt der Landwirt besser vor Dürreperioden durch die höhere Wasserhaltefähigkeit in seinen Böden gewappnet zu sein.

Ich habe ein gutes Gefühl, was die Tiergesundheit angeht.

Mathis Block, Milchviehhalter

Auch Milchviehhalter Mathis Block aus Schleswig-Holstein nutzt seit drei Jahren Pflanzenkohle in seinem Betrieb. Bei ihm kommt sie als Futterzusatz zum Einsatz. „Klauen- und Euterprobleme sind bei meinen 250 Kühen direkt herunter gegangen. Ich habe ein gutes Gefühl, was die Tiergesundheit angeht“, sagt er. „Allerdings habe ich gemerkt, dass es Qualitätsunterschiede zwischen den verschiedenen Herstellern gibt.“ Landwirt Mathis füttert 30 bis 40 g Pflanzenkohle je Kuh und Tag.

Was bringt Pflanzenkohle?

„Pflanzenkohle hat verschiedene Einsatzfelder“, erläutert Prof. Dr. Bruno Glaser von der Universität Halle-Wittenberg. „Als Futterzusatz kann sie zu einer erhöhten Tiergesundheit und einem besseren Stallklima führen.“ Studien haben ergeben, dass nach dem Ausbringen der Gülle die Lachgasemissionen und insgesamt der Geruch herunter gehen. Auch den Nutzen auf dem Acker kann der Professor bestätigen: „Im Boden hält die Pflanzenkohle das Wasser besser. Außerdem sinkt die Nitratauswaschung.“ Es sei eine bessere Ertragsstabilität auch in Dürrejahren zu erwarten. Erwartungsgemäß sind die Effekte dabei auf Böden mit einem hohen Sandanteil stärker zu beobachten. Pflanzenkohle hat eine höchst poröse Oberfläche. Wie ein Schwamm kann sie die bis zu fünffache Menge ihres Eigengewichtes an Wasser und Nährstoffen aufnehmen. Der Großteil der Pflanzenkohle ist Kohlenstoff. Der Rest ist Asche.

Pflanzenkohle ist ein Produkt, das der Landwirtschaft weiterhelfen könnte.

Florian Lage, NovoCarbo

Herstellung und Preise

NovoCarbo“ produziert seit 2018 Pflanzenkohle im rheinland-pfälzischem Dörth. Das Unternehmen hat seinen Produktionsstandort auf dem Gelände eines Herstellers von Pflanzenkohleanlagen namens „Pyreg“ – mit dem sie kooperieren. Das Team stellt 700 t Pflanzenkohle in drei Anlagen auf dem Standort pro Jahr her. Sie vermarkten die Kohle vorwiegend an Händler aus dem Industrie- und Agrarbereich. „Pflanzenkohle ist ein Produkt, das der Landwirtschaft weiterhelfen könnte“, sagt der 37-jährige Florian Lage, der selbst ausgebildeter Landwirt ist. Wirtschaftsingenieur Caspar von Ziegner ergänzt: „Wir arbeiten daran, die Kohle günstiger anzubieten, damit sich der Einsatz für mehr Landwirte rentiert.“

NovoCarbo vertreibt die Pflanzenkohle an Großhändler. „Der Endkunde kriegt sie für rund 220 – 250 € / m³“, sagt Caspar. Dabei entspricht 1 m³ Pflanzenkohle einem Gewicht von ca. 250 kg. Für viele Landwirte ist der Preis in Relation zu den erwartenden Effekten zu hoch. Die Landwirte Markus Kemper und Mathis Block stemmen die hohen Preise trotzdem. Sie glauben, dass die positiven Effekte die Kosten decken. Das NovoCarbo Team möchte künftig CO2-Zertifikate auf den Einsatz von Pflanzenkohle herausgeben. Diese könnte das Start-up über verschiedene Börsen oder direkt an Unternehmen handeln. Durch die Vergütung können sie den Preis für Pflanzenkohle senken. Aktuell arbeitet NovoCarbo daran, wie das System aussehen kann.

Aber auch in der Produktion drehen Caspar und Florian kontinuierlich an kleinen Stellschrauben, um die Pflanzenkohle günstiger anbieten zu können. „Wir befüllen die drei Anlagen aktuell mit dem Feinsieb aus Holzhackschnitzeln“, sagt Florian. Sie beziehen es von verschiedenen Großhändlern. „Der Arbeitsablauf ähnelt einer Biogasanlage“ sagt Landwirt Florian. Der Anlagenbauer Pyreg unterstützte das Team mit Know-how beim Betrieb.

Verschiedene Ausgangsmaterialien

Die Pflanzenkohle entsteht durch das sogenannten Pyrolyse-Verfahren unter Sauerstoffausschluss und einer Hitze von 700 °C. (Mehr dazu hier unten.) Neben den Hackschnitzeln eignen sich weitere Materialien zur Herstellung von Pflanzenkohle. Damit könnten sich Wertstoffkreisläufe ressourcensparend schließen lassen. „Wir haben Versuche gefahren mit verschiedenen holzigen Fraktionen, Kernen oder Nussschalen. Technisch ist das alles kein Problem“, sagt Florian.

Unserer Anlage ist es egal, ob dort ein Borkenkäfer durch den Baum gekrochen ist oder nicht.

Caspar von Ziegner, NovoCarbo

Theoretisch sei auch der Einsatz von separierter Gülle möglich. Jedoch braucht die Gülle einen Trockenmasse-Gehalt von über 70 %. In der Regel liegt er bei 25 bis 30 %. „Es ist viel Wärme nötig, um die separierte Gülle herunter zu trocknen“, ergänzt Florian. Die Wirtschaftlichkeit ist dann meist nicht mehr gegeben. Er sagt: „Es steht und fällt mit dem Preis, den der Landwirt für die Abgabe der Gülle bezahlt.“ Aktuell sei jedoch sehr viel Holz am Markt. „Unserer Anlage ist es egal, ob dort ein Borkenkäfer durch den Baum gekrochen ist oder nicht“, scherzt Caspar.

Pflanzenkohle
NovoCarbo hat drei Anlagen von Pyreg installiert. (Foto: Schildmann)

Pyrolyse versus hydrothermale Carbonisierung

Neben der Pyrolyse als Verfahren zur Herstellung von Pflanzenkohle gibt es die Hydrothermale Carbonisierung (HTC). Anlagen nach dem HTC-Verfahren verkohlen die Biomasse in einer Wasserlösung und unter Druck bei Temperaturen von weniger als 300 °C. „Der Kohlenstoff der HTC-Kohle ist nicht stabil im Boden und baut sich relativ schnell wieder ab“, sagt der 38-jährige Caspar. Im Gegensatz dazu belegen verschiedene Studien, dass Pyrolyse-Kohle über Jahrhunderte im Boden bleibt. Florian sagt: „Für den Landwirt macht es einen großen Unterschied, ob die Kohle 10, 50 oder mehr als 1000 Jahre aktiv ist.“ So ist die sogenannte Terra Preta in Südamerika, entstanden durch die Vermischung von Pyrolysekohle, Viehdung und Erde, noch nach mehr als 2500 Jahren erhalten geblieben.

HTC-Kohle ist nicht wirklich für den Acker oder den Stall geeignet.

Prof. Dr. Claudia Kammann, Hochschule Geisenheim

Im Gespräch mit f3 bestätigt Prof. Dr. Claudia Kammann von der Hochschule Geisenheim die Annahme von Caspar: „HTC-Kohle ist nicht wirklich für den Acker oder den Stall geeignet. Einige Studien belegen sogar Mindererträge. Sie findet ihren Einsatz als Braunkohle-Ersatz oder Synthesegas.“

Vermarktung über Großhändler

Prof. Kammann rät Landwirten beim Kauf auf Pyrolysekohle zu achten. Als weiteres Kriterium sollte die Kohle mit dem European Biochar Certifikate (EBC) zertifiziert sein. Die Pflanzenkohle von NovoCarbo hat ein solches EBC-Zertifikat. „Das ist ein privatwirtschaftlicher Standard, der sich bei der Pflanzenkohle mehr und mehr durchsetzt“, erklärt Caspar. Kohle mit EBC-Zertifikat hält Grenzwerte für Schadstoffe ein. Darunter können sogenannte Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) fallen. Das sind krebserregende Substanzen, die durch unvollständige Verbrennungsprozesse zum Beispiel aus Holz entstehen. Pflanzenkohle mit EBC-Zertifikat stammt aus dem Pyrolyseverfahren. „Wir raten potenziellen Kunden: Guckt gerne bei Wettbewerbern. Aber nehmt unbedingt EBC-Kohle“, sagt Caspar. Der Großteil der NovoCarbo Pflanzenkohle geht bislang nach Skandinavien – teilweise auch in kommunale Projekte. Der Markt sei dort schon weiter.

Expertenmeinungen zur Pflanzenkohle

Prof. Dr. Bruno Glaser von der Universität Halle-Wittenberg sieht auch für Deutschland großes Potenzial für die Pflanzenkohle: „Ich habe noch nie ein umwelt-relevantes Thema ausgewertet, dessen Ergebnisse so eindeutig für eine Anwendung sprechen. Unsere Landwirtschaft braucht die Pflanzenkohle, um dem Klimawandel etwas entgegen zu setzen. Das Potenzial als vorübergehende CO2-Senke ist riesig.“

Demgegenüber hat Tobias Heggemann von der Landwirtschaftskammer NRW eine kritischere Haltung. Er berät Landwirte zu Bodenthemen. In der Landwirtschaft bemerkt er kein wachsendes Interesse. „Auf guten Standorten oder bei ohnehin guter Humusversorgung ist der Mehrwert der Pflanzenkohle auf dem Acker gering. Der mögliche Effekt steht in keinem Verhältnis zu den Kosten.“

Zweiter Standort in Norddeutschland

NovoCarbo glaubt an eine größere Akzeptanz von Pflanzenkohle in der Landwirtschaft in den kommenden Jahren. „Es benötigt natürlich Investitionen, gute Leute und Kunden, die die Pflanzenkohle abnehmen“, sagt Caspar. „Dann sind dem Wachstum keine Grenzen gesetzt.“ Für den nächsten Schritt plant das Team einen zweiten größeren Anlagenkomplex in Norddeutschland. Caspar schließt ab: „Bereits jetzt kaufen wir EBC-Kohle von anderen Herstellern hinzu, um unsere steigende Nachfrage zu decken.“


Herstellung von Pflanzenkohle durch Pyrolyse

Die Pyrolyse-Anlagen von NovoCarbo laufen im Dauerbetrieb. Sie brauchen nach dem Startprozess von einer halben Stunde keine externe Energiequelle mehr. Flüssiggas heizt beim Hochfahren der Anlage die Brennkammer auf. Neben der Brennkammer gibt es den Reaktor. Hier findet die eigentliche Verkohlung unter Sauerstoffausschluss statt. Die Anlage zieht durch Unterdruck die auf ca. 700 °C erhitzte Luft der Brennkammer in die Außenhaut des Reaktors. Eine Förderschnecke bringt kontinuierlich Hackschnitzel in den Reaktor. Der Pyrolyseprozess läuft immer weiter. Es erfolgt eine Ausgasung der flüchtigen Stoffe durch einen Kamin in die Luft. Die Wärme der Abgase, die aus dem Reaktor herausgehen, verkauft NovoCarbo an ein benachbartes Betonwerk. Die Anlage löscht die fertige Pflanzenkohle mit Wasser ab, wodurch die Staubentwicklung auf dem Acker oder im Stall verringert wird. Für den Betrieb der Anlage mit einer Jahresleistung von 700 t bzw. 2800 m³ Pflanzenkohle sind zwei Mitarbeiter notwendig.