Pflanzenkohle - Block Osterrade

Projektträger: BLOCK Bio Innovationen GmbH & Co. KG

Fördersumme:  100.000 €

Förderquote:  50,68 %

Status: abgeschlossen

Ausgangslage:

Ausgangslage:

Die Gesellschaft als Projektträger wird von meinem Bruder, Mathis Block, und mir, Steffen Block, geschäftsführend geleitet. Unsere Ausbildung, die beruflichen Erfahrungen und das Wissen in dem noch jungen Bereich der Pflanzenkohle qualifizieren uns aus unserer Sicht, das Projekt durchzuführen. Mathis Block ist studierter Agrarwissenschaftler, leitet seit 5 Jahren einen landwirtschaftlichen Betrieb in Osterrade und verfügt neben den entsprechenden technischen Fertigkeiten auch über mehr als ausreichendes finanzwirtschaftliches Wissen. Steffen Block hat nach dem Studium der Sportökonomie mehrere Jahre Berufserfahrung als Projekt-Manager im Marketing sammeln können.

Auf der Suche nach alternativen Ansätzen zur Verbesserung der Tiergesundheit sind wir auf die Pflanzenkohle als Futterzusatz in der Milchviehhaltung gestoßen. Neben diese bekannten positiven Eigenschaften sind wir schnell auf weitere Potentiale der Pflanzenkohle gestoßen. Grade auch vor dem Hintergrund der bislang trotz aller Anstrengungen nahezu ungebremst steigenden Entwicklung der weltweiten Treibhausgasemissionen müssen heutige Entwicklungen und zukünftige Lösungen aus unserer Sicht den Klimaschutz im Fokus haben. Die Pflanzenkohleproduktion ist ein verfahrenstechnischer Prozess zur Verkohlung organischer Stoffe und wird zudem als Negative-Emissions-Technologien (NET) anerkannt, mit der aktiv CO2-Speicherung erfolgen kann. Der Weltklimarat bestätigt zudem seit Jahren, dass reine Emissionsreduktionen nicht mehr ausreichen und NET zwingend implementiert werden müssen, um das 1,5°-Ziel zu erreichen. Schon bald werden Nachhaltigkeit und Klimaschutz wesentliche Bewertungskriterien für die Anwendung von Verfahren und Produkte bilden. Eine Anlagentechnik, die ökologisches und ökonomisches Handeln verbindet, ist so zur Zielsetzung unseres Projektes geworden. Klassischerweise erfolgt die Verkohlung dabei als Pyrolyse, also unter Luftabschluss und mit indirekter Wärmezufuhr (von außen mittels großer Wärmetauscherflächen). Allerdings weist dieses gängige Verfahren der Pyrolyse Schwachpunkte auf, die sowohl Leistungsfähigkeit, apparativen Aufwand, Störstofftoleranz und Wirtschaftlichkeit negativ beeinflussen. Deshalb soll bei dem geplanten Vorhaben eine sog. partielle Oxidation genutzt werden. Für die so produzierte Pflanzenkohle gibt es vielzählige Anwendungsmöglichkeiten: Sie kann z.B. in der Landwirtschaft, in der Abwasserbehandlung oder im Baugewerbe eingesetzt werden. Wenn die Pflanzenkohle in der Landwirtschaft Anwendung findet, können Lachgas-Emissionen in der Viehhaltung und die Nitratauswaschung im Ackerbau deutlich reduziert werden. Neben den positiven Klimaauswirkungen gibt es weitere Potentiale der Pflanzenkohle, die uns darin bestärken, unsere Idee in die Tat umzusetzen:

• Pflanzenkohle ist bekannt als Bodenverbesserer und kann so zu Mehrerträgen & höheren Einkommen in der Landwirtschaft beitragen
• erste Forschungen zeigen enorme Potenziale des Einsatzes von Pflanzenkohle in der Biogasproduktion
• Wenn erste Modellanlage positive Ergebnisse erzielen, kann Pflanzenkohle ein Baustein für die Zukunft der Landwirtschaft sein und eine weitere Einkommensalternative darstellen

Entwicklungsziele:

Ziel des Projektes ist es, mit Hilfe der zu errichtenden Anlage jährlich ca. 550 Tonnen Pflanzenkohle zu produzieren und zu vermarkten. Jährlich werden rund 2.000 Tonnen Biomasse verwertet, die möglichst ausschließlich aus Reststoffen wie Grünschnitt, Mist, Knick- und Landschaftspflegematerial oder Mooraufwuchs bestehen soll. Zu betonen ist, dass in der Pflanzenkohle aktiv CO2 gespeichert wird, da Pflanzenkohle zum überwiegenden Anteil aus reinem Kohlenstoff besteht, der von Mikroorganismen nur sehr langsam abgebaut werden kann. Je nach Einsatzstoff wird aktuell in der Wissenschaft davon ausgegangen, dass pro produzierter Tonne Pflanzenkohle ca. 3 - 3,5t CO2 gebunden werden.

Wird diese Pflanzenkohle in landwirtschaftliche Böden eingearbeitet, bleibt ein Anteil von über 80 % des Kohlenstoffes für mehr als 1000 Jahre stabil und stellt somit eine Möglichkeit dar, das ursprünglich von Pflanzen assimilierte CO₂ langfristig der Atmosphäre zu entziehen und dadurch den Klimawandel abzubremsen.Biologische Reststoffe wie Grünschnitt, Trester oder Mist werden derzeit entweder der Kompostierung, Fermentierung oder Verrottung zugeführt. Beim Kompostieren und Verrotten entweichen ca. 60 % des in der Biomasse enthaltenen Kohlenstoffs als CO₂ und Methan. Bei der dezentral einsetzbaren Pyrolyse entstehen aus der ursprünglichen Biomasse ca. 30 % Pflanzenkohle. Da zudem die Energie des Synthesegases zur Energiegewinnung eingesetzt werden kann und somit fossile Brennstoffe ersetzt, ist die Klimabilanz bei der Technik von biologischen Reststoffen im Vergleich zu deren bloßer Verrottung klimapositiv. Die Technik kann zudem in der Reststoffverwertung eingesetzt werden. Die möglichen Einsatzstoffe, die bei unserem Projekt genutzt werden sollen, sind sehr vielfältig. Es ist unter anderem angedacht, Material aus der Knick- und Landschaftspflege in der Anlage zu verwerten. Bezüglich des Einsatzes weiterer Rohstoffe sind mit dem Deich- & Hauptsielverband Dithmarschen, dem Bündnis Naturschutz Dithmarschen und der Stiftung Naturschutz Schleswig-Holstein bereits die ersten Gespräche geführt worden, inwiefern eine Nutzung der jährlich anfallenden Menge an Schilf und anderen Rohstoffen aus der Moorbewirtschaftung möglich ist. Weiterhin ist es für den landwirtschaftlichen Betrieb ein Ziel, mit der Strom- & Wärmeerzeugung eine nahezu vollständige Energieautarkie zu erreichen. Die kontinuierliche und steuerbare Stromerzeugung der Dampfkraftanlage mit einer elektrischen Leistung von 95kW Strom ist dahingehend eine sinnvolle Ergänzung der bisherigen Stromerzeugung durch Photovoltaikanlagen. Diese Anlage ist derzeit jedoch noch nicht verfügbar und befindet sich in der Entwicklung. Mit der Anlage werden jährlich rund 3.700 MWh Nutzwärme produziert, die im Umfeld des Anlagenstandortes einer Nutzung zugeführt werden. Einerseits werden die Einsatzstoffe mithilfe der frei werdenden Prozesswärme getrocknet. Zusätzlich werden mehrere nahgelegene Haushalte über ein Nahwärmenetz mit Wärme versorgt. Darüber hinaus soll die Anlage als Demonstrationsprojekt dienen, um Interessierten die Funktion der Anlage zu erläutern und über Nutzen und Anwendbarkeit von Pflanzenkohle für Umwelt und Klimaschutz aufzuklären. Gerade die Synergien zur nassen Moorbewirtschaftung bieten sich rund um den Anlagenstandort in Osterrade an, da sich hier in direkter räumlichen Nähe große zusammenhänge Moorflächen befinden.

Zusammengefasst lassen sich folgende Ziele festhalten:

• Produktion & Vermarktung von ca. 550t Pflanzenkohle/Jahr
• Verwertung von ca. 2.000t Biomasse/Jahr (möglichst ausschließlicher Einsatz von regionalen Reststoffen)
• Nutzungsmöglichkeiten für unterschiedlichste Mooraufwüchse und weitere regionale Reststoffe erforschen & etablieren
• Produktion von rund 3.700 MWh Nutzwärme/Jahr
• Etablierung eines Demonstrationsprojekts, um über die Funktion der Anlage sowie den Nutzen und die Anwendbarkeit von Pflanzenkohle aufzuklären
• Energieautarkie des angrenzenden landwirtschaftlichen Betriebes herstellen

Aktuell ist unsere Projektidee darauf ausgerichtet, die planbaren Einsatzstoffe (bspw. Holzhackschnitzel) bei Anlieferung in einen Vorlagebehälter abladen zu lassen, die automatisch je nach Bedarf der Produktionsanlage zugeführt werden. Um die Investitionskosten möglichst gering zu halten und eine Wirtschaftlichkeit erreichen zu können, müssten wir im ersten Schritt auf jegliche Lager- und Trocknungskapazitäten verzichten. Wie oben beschrieben, ist es für uns allerdings ein großes Anliegen, möglichst ausschließlich regionale Reststoffe einzusetzen. Neben dem enormen Forschungsbedarf ist es dabei auch wichtig, auf unterschiedlichste Erntezeiträume und Qualitäten reagieren zu können. Um dafür ausreichend Lagerflächen und Trocknungskapazitäten vorhalten zu können, soll angrenzend zur Produktionsanlage eine Pultdachhalle errichtet und der dazugehörige Vorplatz befestigt werden.

Wirkung der Maßnahme

Gemeinde Osterrade, Amt Mitteldithmarschen, Dithmarschen & Schleswig-Holstein. Mithilfe des Projektes können bis zu 2000 Tonnen CO2 pro Jahr eingespart werden. Klares Ziel ist die Senkung der Treibhausgas-Emissionen (THG), um damit u.a. zur Erreichung die Klimaschutzziele Schleswig-Holsteins beizutragen. Dieses Verfahren geht gegenüber herkömmlichen Projektes im Bereich der Erneuerbaren Energien soweit, dass nicht nur CO2 eingespart wird, sondern effektiv fixiert und so dem Stoffkreisläufen entzogen wird.