Nachhaltige Landwirtschaft

Terra Preta – Bio-Kohle - Klimafarming
von Hans-Peter Schmidt
1. Geschichte der Terra Preta
Viele Jahrzehnte lang galt es unter Anthropologen als ausgemachte Sache, dass sich in den Regenwäldern
am Amazonas unmöglich eine höher entwickelte Zivilisationen hatte herausbilden können, da es
angeblich großer Städte bedarf, um bedeutende zivile Errungenschaften hervorzubringen. Große Städte
aber seien im Amazonasgebiet undenkbar, weil die Humusschicht der Böden am Amazonas zu gering
ist, um die Nahrungsmittelversorgung Hunderttausender von den eigenen Äckern zu gewährleisten.
Die Erklärung schien so einleuchtend, dass niemand sie ernsthaft in Zweifel zog und die Berichte
des spanischen Konquistadoren Orellana von blühenden Städten am Fluss für bloße Legenden gehalten
wurden. In den 1960er Jahren jedoch wurden am Zusammenfluss von Amazonas, Rio Negro und
Madeira eindeutige Überreste großer vorkolumbianischer Zivilisationen entdeckt, was die Wissenschaftler
zu neuen Bodenuntersuchungen zwang, um zu erklären, wie diese Städte sich überhaupt hatten
ernähren können. Bei diesen Untersuchungen stießen die Anthropologen auf die so genannte Terra
Preta, die künstlich erzeugte Schwarzerde im brasilianischen Regenwald. Offenbar hatten die Ureinwohner
am Amazonas in traditionellen Kohlemeilern Holz sowie pflanzliche und tierische Abfälle zu
Holzkohle geschwellt, um sie einerseits zur Erzeugung heißerer Feuer für die Keramikherstellung und
andererseits zur dauerhaften Fruchtbarmachung der nährstoffarmen Böden zu nutzen.
Während die Menschen in fast allen Zeitaltern der Geschichte glaubten, dass das goldene Zeitalter
hinter ihnen liegt und die jeweils früheren Generationen viel besser wussten, wie man sich unter Nutzung
der natürlichen und spirituellen Möglichkeiten aus den Schwierigkeiten des Alltags windet, hat
sich dies mit den beeindruckenden Erfolgen der Industrialisierung Ende des 18ten, Anfang des 19ten
Jahrhundert ins Gegenteil gekehrt. Fortan galt die Ideologie des Fortschritts, durch den der Ort aller
Weisheit und allen Bescheidwissens in die Zukunft verschoben und die Vergangenheit als bloße Treppenstufe
zur Wissensentwicklung abqualifiziert wurde. Plötzlich war die Vergangenheit nur noch einen
beschaulichen Rückblick wert, die Geschichte wurde zum nutzlosen Gegenstand schöngeistiger
Beschäftigungen und es kam zu jener fatalen Arroganz, die dem Leben und Wissen der früheren Völker
jede Relevanz für die Gegenwart absprach.
Die Entdeckung der Terra Preta im Amazonas ist eines der ganz wenigen Beispiele dafür, dass Archäologie
und Anthropologie auf ihren Grabungen in die Vergangenheit auf eine altertümliche Technik
stießen, die zu einem wesentlichen Anstoß für die Lösung eines entscheidenden Problems der Gegenwart
werden könnte.
In einer Zeit, wo landwirtschaftliche Böden durch Herbizide, Pflanzenschutzmittel, Überdüngung und
Erosion verarmen, wenn nicht gar absterben, zugleich aber der Zwang zur Versorgung der Überbevölkerung
des Planeten immer wieder als Ausrede gegen einen nachhaltigen Wandel der landwirtschaftlichen
Methoden herhalten muss, sind Maßnahmen gefragt, die, anstatt nur den Idealismus von der
schönen, wilden Natur ins Wortgefecht zu bringen, zur Entwicklung intelligenter Strategien führen,
die die Produktivität der Landwirtschaft, den Klimaschutz und Naturschutz vereinen. Die Verwendung
von Bio-Kohle, wie sie in vorkolumbianischer Zeit ganz ähnlich zur Erzeugung von Terra Preta im
Amazonasgebiet eingesetzt wurde, könnte, wie neuste Forschungen zeigen, zur Grundlage einer solchen
Strategie werden.


2. Pyrolyse
Bio-Kohle wird durch Pyrolyse organischer Grundmaterialien wie Holz, Stroh, Weintrester, Grünschnitt,
aber auch Trockenmist, Klärschlamm oder Küchenabfällen gewonnen. Unter Sauerstoffausschluss
wird die getrocknete Biomasse auf Temperaturen von 400 bis 800 Grad erhitzt, wobei die
langkettigen Kohlenstoffverbindungen der organischen Zellen zerbrochen werden. So entstehen Wärme,
Pyrolysegase und bis zu 40% Bio-Kohle, deren Konsistenz der von normaler Grillkohle entspricht.
Es handelt sich bei der Pyrolyse im Grunde um eine über 5000 Jahre alte Methode, nur dass in
den Köhleröfen unserer Vorfahren nur Holz als Ausgangsprodukt
verwendet wurde und die Pyrolysegas ungenutzt in die
Atmosphäre entwichen. Dank intelligenter Schwellkammern und
dem so genannten Flox-Verfahren können nunmehr die äußerst
energiereichen Pyrolysegase sehr schadstoffarm verbrannt
werden. Die dabei entstehende Abwärme lässt sich zu
Heizzwecken nutzen oder über einen Kraft-Wärme-Koppler in
Elektrizität umgewandelt werden (siehe Bild der Pyreg-Anlage).
Bei der technisch relativ einfach konstruierbaren und somit auch
dezentral einsetzbaren Pyrolyse entstehen lediglich bei der
Verbrennung der Pyrolysegase relativ geringe Mengen CO2 und
keinerlei Methan oder gar Lachgas, wie es bei der Verrottung und
Kompostierung der Fall ist, wo aus der zugeführten Biomasse lediglich 1% respektive 10 % Muttererde
entstehen und der Rest als klimaschädigende Gase entweichen. Die Klimabilanz der Pyrolyse liegt
bei erstaunlichen 489 kg CO2, die pro Tonne Grüngut aus dem Karbonkreislauf herausgehalten werden.


3. CO2-Zertifikate und Bodenverbesserung durch Biokohle
Wir die durch Pyrolyse gewonnene Biokohle in landwirtschaftliche Böden eingebracht, lagern sie dort
ebenso wie Erdöl oder Braunkohle über mehrere Jahrtausende stabil. Das Karbon der Bio-Kohle wird
somit aus dem Karbonzyklus herausgenommen, da es weder durch Verbrennung noch durch Verrottung
zu CO2 oder Methan umgewandelt wird. Durch den Bodeneintrag der Bio-Kohle würden die
landwirtschaftlichen Böden zu Kohlenstoffsenken, die im Unterschied zu instabilem Humus auch nach
dem Kyoto-Protokoll als CO2-Zertifikate geltend gemacht werden können.
Wie das Terra Preta Beispiel zeigt, ist der Bodeneintrag von Bio-Kohle jedoch nicht nur unter klimapolitischen
Erwägungen interessant, sondern vor allem auch agronomisch, wodurch sich eine der vielversprechendsten
Symbiosen von Landwirtschaft und Klimaschutz abzeichnet.
Durch den Eintrag von Biokohle in landwirtschaftlich genutzte Böden lassen sich äußerst positive
Auswirkungen auf die Bodenaktivität, Bodengesundheit und Ertragskapazität erzielen. In entsprechenden
wissenschaftlichen Untersuchungen konnten folgende Vorteile für die Bodenkultur nachgewiesen
werden:
- Verbesserung des Wasserspeichervermögens, wodurch Einsparungen bei künstlicher
Bewässerung und sogar Neubepflanzungen von Trockengebieten möglich werden
- Deutlicher Zuwachs der Bodenbakterien, die in den Mikroporen der Kohle geschützten
Lebensraum finden, wodurch die Nährstoffumsetzung für die Pflanzen gefördert
wird
- Zunahme der Wurzelmykhorrizen für eine verbesserte Mineralstoffaufnahme
- Adsorption toxischer Bodenmoleküle wie NOx, Cu, wodurch die Ausspülung von
Dünge- und Pflanzenschutzmitteln ins Grundwasser verhindert wird
- Höhere Bodendurchlüftung und somit deutliche Reduktion der Methan- und Lachgasemissionen
- Verbesserung der Kationen-Austausch-Kapazität für den Stoffhaushalt der Pflanzen
- Verstärkung der Stickstoff-Fixierung
- ph-Ausgleich
Je nach angebauter Kultur werden zwischen 10 und 120 t Bio-Kohle pro Hektar in den Boden eingetragen,
womit das Äquivalent von 36 bis 440 t CO2 pro Hektar gebunden werden. Wird zudem ein
Teil der aus Biomasse hergestellten Bio-Kohle zur Gewinnung von Elektrizität verwendet und die
landwirtschaftlichen Maschinen weitestgehend auf Strom- und Li-Akku-Betrieb umgestellt, wäre die
Landwirtschaft nicht mehr wie heutzutage für 15% der klimaschädigenden Emissionen verantwortlich,
sondern würde klimapositiv wirtschaften, die Städter also nicht nur mit Nahrungsmitteln, sondern auch
mit Energie und nachhaltiger Luftreinigung versorgen.


4. Ausblick
Seit 2008 werden in den Weinbergen von Mythopia die ersten großflächigen Versuche zur Bodenverbesserung
durch Eintrag von Bio-Kohle durchgeführt, wobei auch unterschiedliche Kohleformen,
Kohle-Kompost-Mischungen sowie Kohle-Gründüngungs-Kombinationen untersucht werden. Dank
des von Delinat aufgebauten Forschungsnetzwerkes, an dem mehrere deutsche und schweizerische
Institute und Universitäten beteiligt sind, werden ab 2009 die Grundlagenforschung, die On-Farm
Versuche und die klimapolitischen Beratungen ausgeweitet. Im Juni wird die Firma Delinat eine erste
Pyrolyse-Anlage zur Herstellung von 1000 t/a Bio-Kohle in Betrieb nehmen, um auf ausgewählten
Partnergüter in Spanien, Italien und Frankreich weitere Versuche mit verschiedenen Bodentypen in
verschiedenen Klimazonen durchzuführen.

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