Biokohle kann die Ernteerträge auf armen Böden steigern und dazu beitragen, die Auswirkungen des Klimawandels zu stoppen, so eine Studie. Warum verwenden wir es nicht mehr? Ein aus Siedlungs-, Land- und Forstwirtschaftsabfällen hergestelltes Produkt hat den zusätzlichen Vorteil, den COXNUMX-Fußabdruck der modernen Landwirtschaft zu reduzieren, hat eine internationale Überprüfung unter Beteiligung der UNSW ergeben.
Der Gastprofessor an der School of Materials Science and Engineering an der UNSW Science, Stephen Joseph, sagt, dass die veröffentlichte Studie starke Beweise dafür liefert, dass Biokohle zur Eindämmung des Klimawandels beitragen kann.
„Es kann Kohlenstoff aus der Atmosphäre in den Boden ziehen und für Hunderte bis Tausende von Jahren speichern“, sagt der Erstautor.
„Diese Studie ergab auch, dass Biokohle zum Aufbau von organischem Kohlenstoff im Boden um bis zu 20 Prozent (durchschnittlich 3.8 Prozent) beiträgt und die Stickoxidemissionen aus dem Boden um 12 bis 50 Prozent reduzieren kann, was den Nutzen des Klimaschutzes erhöht.“
Die Ergebnisse werden durch den jüngsten Sonderbericht des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen zu Klimawandel und Land gestützt, in dem geschätzt wurde, dass dadurch ein bedeutendes Potenzial zur Eindämmung des Klimawandels verfügbar ist.
„Das zwischenstaatliche Gremium stellte fest, dass es bis 300 weltweit 660 bis 2050 Millionen Tonnen Kohlendioxid pro Jahr eindämmen könnte“, sagt Prof. Joseph.
„Vergleichen Sie das mit Australiens Emissionen im letzten Jahr – schätzungsweise 499 Millionen Tonnen Kohlendioxid – und Sie können sehen, dass Pflanzenkohle viele Emissionen absorbieren kann. Wir brauchen nur den Willen, sie zu entwickeln und zu nutzen.“
Stabile Holzkohle
Biokohle ist das Produkt des Erhitzens von Biomasseresten wie Holzschnitzeln, Tierdung, Schlämmen, Kompost und Grünabfällen in einer sauerstoffarmen Umgebung – ein Prozess, der als Pyrolyse bezeichnet wird.
Das Ergebnis ist stabile Holzkohle, die Treibhausgasemissionen reduzieren und gleichzeitig die Bodenfruchtbarkeit steigern kann.
Das GCB Bioenergie Studie überprüfte etwa 300 Veröffentlichungen, darunter 33 Metaanalysen, die viele der 14,000 ihrer Studien untersuchten, die in den letzten 20 Jahren veröffentlicht wurden.
„Es stellte sich heraus, dass die durchschnittlichen Ernteerträge von 10 auf 42 Prozent gestiegen sind, die Konzentrationen von Schwermetallen im Pflanzengewebe um 17 bis 39 Prozent reduziert wurden und auch die Verfügbarkeit von Phosphor für Pflanzen erhöht wurde“, sagt Prof. Joseph.
„Biochar hilft Pflanzen, Umweltstress wie Krankheiten zu widerstehen, und hilft Pflanzen, giftige Metalle, Wasserstress und organische Verbindungen wie das Herbizid Atrazin zu tolerieren.“
Vorteile für Pflanzen
Die Studie zeigt erstmals auf, wie Biokohle die Wurzelzone einer Pflanze verbessert.
In den ersten drei Wochen kann es durch die Reaktion mit dem Boden die Samenkeimung und das Wachstum der Sämlinge stimulieren.
In den nächsten sechs Monaten entstehen auf den Partikeln reaktive Oberflächen, die die Nährstoffversorgung der Pflanzen verbessern.
Nach drei bis sechs Monaten beginnt die Pflanzenkohle im Boden zu „altern“ und bildet Mikroaggregate, die die organische Substanz vor Zersetzung schützen.
Laut Prof. Joseph fand die Studie heraus, dass die stärksten Reaktionen auf Biokohle in sauren und sandigen Böden auftraten, auf denen Biokohle zusammen mit Dünger ausgebracht wurde.
„Wir fanden die positiven Effekte, die dosisabhängig und auch abhängig von der Anpassung der Eigenschaften der Pflanzenkohle an die Bodenbeschränkungen und den Nährstoffbedarf der Pflanzen waren“, sagt Prof. Joseph.
„Pflanzen, insbesondere in nährstoffarmen, sauren Böden, die in den Tropen und feuchten Subtropen wie der Nordküste von NSW und Queensland verbreitet sind, könnten von Biokohle erheblich profitieren.
„Sandige Böden in Westaustralien, Victoria und Südaustralien, insbesondere in Trockengebieten, die aufgrund des Klimawandels zunehmend von Dürre betroffen sind, würden ebenfalls stark profitieren.“
Prof. Joseph AM ist Experte für die Herstellung von technisch stabiler Pflanzenkohle aus land-, stadt- und forstwirtschaftlichen Reststoffen.
Er erforscht die Vorteile von Biokohle bei der Förderung gesunder Böden und der Bekämpfung des Klimawandels, seit er in den siebziger Jahren von indigenen Australiern damit bekannt gemacht wurde.
Er sagt, dass Biokohle von indigenen Völkern in Australien, Lateinamerika (insbesondere im Amazonasbecken) und Afrika seit vielen Jahrhunderten für den Anbau von Pflanzen und für die Erhaltung gesunder Böden verwendet wird.
Biokohle wurde im 17. Jahrhundert auch als Futterergänzung für Tiere nachgewiesen.
Aber während australische Forscher seit 2005 Biokohle untersuchen, hat sie sich relativ langsam als kommerzielles Produkt durchgesetzt, wobei Australien etwa 5000 Tonnen pro Jahr produziert.
„Dies ist zum Teil auf die geringe Anzahl finanzierter groß angelegter Demonstrationsprogramme sowie auf das mangelnde Wissen von Landwirten und Regierungsberatern über Pflanzenkohle, regulatorische Hürden und den Mangel an Risikokapital und jungen Unternehmern zur Finanzierung zurückzuführen Biokohle-Geschäfte aufbauen“, sagt Prof. Joseph.
Im Vergleich dazu produzieren die USA etwa 50,000 Tonnen pro Jahr, während China mehr als 500,000 Tonnen pro Jahr produziert.
Muss wirtschaftlich sein
Prof. Joseph, der für seine Arbeit im Bereich erneuerbare Energien und Pflanzenkohle einen australischen Orden erhalten hat, sagt, um eine breite Einführung von Pflanzenkohle zu ermöglichen, muss sie leicht in landwirtschaftliche Betriebe integriert und als wirtschaftlich tragfähig nachgewiesen werden.
„Wir haben die Wissenschaft gemacht, was wir nicht haben, sind genug Ressourcen, um Menschen auszubilden und auszubilden, um Demonstrationen zu etablieren, damit Landwirte die Vorteile der Verwendung von Biokohle sehen können, um diese neue Industrie zu entwickeln“, sagt er.
Dies ändert sich jedoch langsam, da große Unternehmen Kohlendioxid-Reduktionszertifikate (CORCs) kaufen, um ihre Emissionen auszugleichen, was das Profil von Biokohle in Australien stärkt.
Biokohle hat Potenzial in einer Reihe von Anwendungen.
Prof. Joseph ist Co-Autor einer kürzlich in International Materials Reviews erschienenen Studie, in der die weniger bekannten Verwendungen von Pflanzenkohle, z.
UNSW hat ein Kooperationsstipendium mit einem Unternehmen und einer Universität in Norwegen, um eine antimikrobielle Beschichtung auf Biokohlebasis zu entwickeln, um Krankheitserreger im Wasser abzutöten und in der Luftfiltration Verwendung zu finden Systeme, sagt er.