Kohlenstoff-Senken fürs Klima


von Hans-Peter Schmidt, Claudia Kammann, Nikolas Hagemann

Um die Klimaerwärmung auf 2 Grad zu begrenzen, ist es nicht ausreichend, nur die Treibhausgas-Emissionen zu reduzieren. Es muss aktiv CO2 aus der Atmosphäre entzogen und dauerhaft im terrestrischen System gespeichert werden. Um diese Kohlenstoff-Speicher transparent zu berechnen und nachzuweisen, führte das Ithaka Institut 2020 das weltweit erste Zertifikat für Kohlenstoff-Senken auf Basis von Pflanzenkohle ein. Seither wurden C-Senken von knapp 10.000 t CO2eq in Europa, USA und Südostasien zertifiziert.

Am Aufbau von C-Senken wird sich entscheiden, ob die Klimaerwärmung sich auf 2°C begrenzen lässt. Umso wichtiger wird es sein, die komplette Klimabilanz von der Erzeugung der Biomasse bis zur Einbringung der der Pflanzenkohle in Böden und Materialien umfassend und transparent zu erfassen und zertifizieren. Sowohl der Weltklimarat IPCC als auch die Klimaforschung im Allgemeinen sind sich einig, dass selbst bei einer raschen Reduktion der Treibhausgasemissionen (THG) ein massiver Entzug von CO2 aus der Atmosphäre unausweichlich geworden ist, um das 1,5 bzw. 2°C Ziel des Pariser Abkommens zu erreichen (Rockström et al., 2017; Schleussner et al., 2016).

Selbst wenn, wie allerorten als Wunsch ohne Verpflichtung kundgetan wird, die THG-Emissionen bis 2050 um 90% gegenüber dem heutigen Stand gesenkt werden (d.h. keine Emissionen aus der Verbrennung fossiler Brenn- und Abfallstoffe mehr, Reduktion der Tierhaltung um mindestens 50%), müssten bis zum Jahr 2100 mindestens 800 Gt CO2 aus der Atmosphäre entzogen werden (Rogelj et al., 2015). Sollte es der Weltgemeinschaft nicht gelingen, die THG-Emissionen so schnell und massiv zu reduzieren, müssten bis zum Jahr 2100 je nach Verzögerung der Emissionsreduktionen zusätzliche 700 bis 2500 Gt CO2 der Atmosphäre entzogen werden, welches den RCP 2.6 bzw. RCP 4.5 Klimaszenarien entspräche (IPCC, 2013; Rogelj et al., 2015).

Der aktive Entzug von CO2 aus der Atmosphäre wird Negative Emission (NE) genannt, wobei der aus der Atmosphäre entzogene Kohlenstoff auf die ein oder andere Art im terrestrischen System fixiert und langfristig gebunden werden muss. Das terrestrische System umfasst hierbei den gesamten Bereich des Globus außer der Luft und des Wassers, also sämtliche Biomassen (Wälder, Felder, Weiden, Algen) und Materialien (z.B. Gebäude, Straßen, Möbel), das Erdreich, unterirdische Lagerstätten sowie die Sedimente von Ozeanen und sonstigen Gewässern. Überall da, wo im terrestrischen System Kohlenstoff fixiert und somit für länger gelagert wird, spricht man von Kohlenstoffsenken (C-Senken). Negative Emissionen und der Aufbau von Kohlenstoffsenken müssen nach Einschätzung des IPCC und sämtlicher Experten zu einem wesentlichen, ja entscheidenden Bestandteil der internationalen Klimapolitik werden (Hansen et al., 2016). Bis heute existiert jedoch noch kein international anerkanntes System zur Erfassung und Berechnung von Kohlenstoffsenken. Das im Folgenden präsentierte System zur Zertifizierung von pflanzenkohle-basierten C-Senken ist das weltweit erste seiner Art (siehe auch EBC-Richtlinien zur C-Senken-Zertifizierung).

 

Grundprinzipien

Pflanzliche Biomasse besteht zu ca. 50% aus Kohlenstoff, den die Pflanze durch ihr Wachstum der Atmosphäre in Form von CO2 entzogen hat. Mittels der Energie des Sonnenlichts wird das C aus dem aufgenommenen CO2-Molekül abgetrennt und in mehreren Schritten zu organischen Molekülen wie z.B. Glukose, Zellulose oder Lignin aufgebaut.

Wird pflanzliche Biomasse pyrolysiert, entweichen die leicht flüchtigen Kohlenstoffverbindungen der Biomasse als brennbares Gas, während die nichtflüchtigen Kohlenstoffe der Biomasse neue aromatische Cluster (d.h. Pflanzenkohle) bilden. Diese in der Pyrolyse neu geschaffenen Verbindungen des einst aus der Atmosphäre entzogenen Kohlenstoffs sind äußerst stabil und werden unter natürlichen Bedingungen nur sehr langsam biologisch oder chemisch abgebaut. Sofern die Pflanzenkohle nicht verbrannt wird, bleibt der Kohlenstoff der Pflanzenkohle über mehrere Jahrhunderte bis Jahrtausende im terrestrischen System erhalten und stellt somit eine dauerhafte terrestrische Kohlenstoffsenke (C-Senke) dar.

Wird die Pflanzenkohle direkt in Böden eingebracht oder gelangt sie über die Applikation im Tierfutter, in der Stalleinstreu, in der Gülle, im Kompost oder in Biogasanlagen indirekt in landwirtschaftliche Böden, lässt sich nach bisherigen Erkenntnissen eine durchschnittliche Abbaurate von 0,3% pro Jahr annehmen (in Anlehnung an: Budai et al., 2013; Camps-Arbestain et al., 2015). 100 Jahre nach einer Bodenapplikation wären folglich noch 74% des ursprünglichen Kohlenstoffs der Pflanzenkohle gespeichert. Die jährliche Rate von 0,3% basiert auf der konservativsten bisher veröffentlichten meta-analytischen Schätzung für den Kohlenstoffabbau von Pflanzenkohle. Andere Quellen ermittelten in Abhängigkeit vom Pyrolysegrad und vom Versuchsdesign deutlich geringere Abbauraten (Zimmerman & Gao, 2013; Kuzyakov, Bogomolova & Glaser, 2014; Lehmann et al., 2015; IPCC, 2019). In Ermangelung verlässlicherer Methoden und Langzeitversuche ist es allerdings unausweichlich, auf konservative Hochrechnungen zurückzugreifen und die klimarelevante Wirkung von C-Senken mit ausreichender Sicherheitsmarge für die nächsten 100 Jahre zu berechnen.

Wird die Pflanzenkohle in Baumaterialien als Sandersatz oder als Zusatz in Asphalt und Kunststoffen eingesetzt, so kann ebenfalls davon ausgegangen werden, dass die Pflanzenkohle so lange stabil ist und als C-Senke erhalten bleibt, wie das Material an sich Bestand hat. Wird eines Tages das pflanzenkohlehaltige Material entsorgt oder zurückgebaut, muss der weitere Weg des Kohlenstoffs nachvollzogen werden können. Wenn dies nicht möglich ist, würde die C-Senke ihren Wert verlieren und müsste aus dem entsprechenden C-Senken-Register ausgetragen werden.

Entscheidend für die Bilanzierung einer C-Senke ist allerdings nicht nur, was langfristig mit dem Kohlenstoff passiert, der im Boden oder in Materialien eingearbeitet wurde, sondern auch, welche Menge an Treibhausgasen verursacht wurden, um die applizierte Pflanzenkohle überhaupt herzustellen. Daher müssen alle Treibhausgasemissionen, die durch die Pflanzung der Biomasse, deren Ernte, Transport, Zerkleinerung, Lagerung, Pyrolyse und Pyrogasverbrennung sowie die Vermahlung, Mischung und Boden- bzw. Materialeinbringung der Pflanzenkohle verursacht werden, in die Gesamtbilanz einberechnet werden. Nur eine so umfassende Beurteilung der C-Senken, die sowohl den CO2eq-Aufwand für die Errichtung der C-Senke als auch den C-Verlust während der jahrhundertelangen Lagerung einbezieht, kann den tatsächlichen Klimaeffekt einer C-Senke transparent in Rechnung stellen.

 

Definition und Berechnung des C-Senken Potentials

Verlässt eine Verpackungseinheit Pflanzenkohle (z.B. ein Bigbag oder Container) den Ort ihrer Herstellung, so stellt die Pflanzenkohle noch keine zertifizierte C-Senke dar, sondern besitzt lediglich das Potential, eine zertifizierte C-Senke zu werden.

Die ausgelieferte Pflanzenkohle könnte von einem Feuer ergriffen werden, oder ein Kunde kauft sie zur Ko-Feuerung in einem Biomassekraftwerk oder als Oxidationsmittel für die Stahlherstellung. In allen diesen Fällen würde der Kohlenstoff wieder als CO2 in die Atmosphäre entweichen, womit die C-Senke aufgelöst werden würde.

Zu einer langfristigen und als solche zertifizierbaren C-Senke wird die Pflanzenkohle erst ab dem Moment, wo sie nicht mehr verbrennen kann. Erst wenn Pflanzenkohle über die Einmischung in Tierfutter, als Stalleinstreu, als Kompostzusatz oder als Teil ähnlicher Substrate schließlich in den Boden gelangt oder wenn sie zum Bestandteil von Beton oder ähnlichen, nicht brennbaren Verbundmaterialien wird, dann kann sie als langfristige terrestrische C-Senke mit mathematisch definierbaren Abbauraten angesehen werden. Bis zu diesem entscheidenden Zeitpunkt, wo der Kohlenstoff der Pflanzenkohle in einen langfristigen und definierbaren Lebenszyklus eintritt, besitzt der Kohlenstoff der Pflanzenkohle lediglich ein C-Senken Potential.

Das C-Senken Potential von Pflanzenkohle ergibt sich aus dem Kohlenstoffgehalt der Pflanzenkohle abzüglich aller durch ihre Herstellung und Verwertung verursachten Emissionen.

Das C-Senken Potential errechnet sich dabei wie folgt:

  1. Der Kohlenstoffgehalt der Pflanzenkohle wird nach EBC Methodik ermittelt und gibt den in der Pflanzenkohle gespeicherten Kohlenstoff in Massenprozent der Trockensubstanz an.
  2. Alle durch die Bereitstellung der Biomasse bedingten Treibhausgas-Emissionen werden für die gesamte Produktionscharge in CO2eq erfasst.
  3. Alle Treibhausgas-Emissionen, die durch die Pyrolyseanlage und die nachfolgende Verarbeitung der Pflanzenkohle verursacht werden, werden für die gesamte Charge in CO2eq erfasst.
  4. Methan- und Lachgasemissionen, die bei der Bereitstellung und Lagerung der Biomassen sowie bei der Pyrolyse entstehen, werden nach deren 20jährigem Treibhauspotential mit dem Faktor 86 bzw. 300 in CO2eq umgerechnet.
  5. Über den Faktor 0,2727 (Verhältnis der Atommasse von Kohlenstoff und der Molekülmasse von Kohlenstoffdioxid = 12 u / 44 u = 0,2727) wird die ermittelte Gesamtmenge an CO2eq in atomaren Kohlenstoff umgerechnet und ergibt den Kohlenstoffaufwand. Der Kohlenstoffaufwand einer Produktionscharge gibt an, wie viel Kohlenstoff als CO2eq emittiert wurde, um die Gesamtmenge an Pflanzenkohle einer Produktionscharge herzustellen.
  6. Der prozentuale Kohlenstoffaufwand wird vom Kohlenstoff-Gehalt der Pflanzenkohle abgezogen, woraus sich das C-Senken Potential in Massenprozent der Pflanzenkohle (TS) ergibt. Das C-Senken Potential wird immer auf die Trockensubstanz (TS) der Pflanzenkohle bezogen.

Das EBC-Senken Zertifikat bilanziert somit den vollständigen CO2eq-Fußabdruck der Pflanzenkohle vom Ursprung der Biomasse bis zum Verlassen des Betriebsgeländes, auf dem die EBC zertifizierte Pyrolyseanlage betrieben wird. Das C-Senken Potential gibt an, welcher Gewichtsanteil einer gegebenen Menge Pflanzenkohle in eine langfristige C-Senke umgewandelt werden kann. Konkrete Berechnungsbeispiele finden sich weiter unten in zwei farblich unterlegten Kästen.

 

Definition der C-Neutralität des Biomasse-Inputmaterials

Das übergreifende Ziel der C-Senken-Zertifizierung ist es, die Gesamtmenge an Kohlenstoff, die in der Biosphäre und Geosphäre gespeichert ist, zu erhöhen und damit die Konzentration von Treibhausgasen in der Atmosphäre zu reduzieren. Daher ist bei der Zertifizierung von C-Senken sicherzustellen, dass die zertifizierte C-Senke nicht auf Kosten einer anderen C-Senke der Biosphäre oder Geosphäre entsteht. Die Kohlenstoffneutralität einer Biomasse wird wie folgt definiert:

Ein Ausgangsmaterial (Biomasse) für die Generierung einer C-Senke ist C-neutral, wenn es sich entweder um den Reststoff einer Biomasse-Verarbeitung handelt oder wenn im Referenzzeitraum der gesamte Kohlenstoffvorrat des Systems, in dem die Biomasse gewachsen ist, durch deren Entnahme nicht sinkt.

Pflanzenkohle, die aus Biomassen hergestellt wurde, welche aus der Zerstörung oder dem Abbau einer natürlichen C-Senke stammen oder die zum Schwinden einer bereits vorhandenen Senke beiträgt, hat keinen C-Senkenwert und kann nicht als Klimadienstleistung anerkannt werden.

 

Biomassekategorien

Für die C-Senken-Zertifizierung sind nur Pflanzenkohlen zugelassen, die entweder aus Reststoffen oder aus anderweitig C-neutral bereitgestellten Biomassen hergestellt wurden. Im Detail ergeben sich daraus je nach genauem Ursprung der Biomasse die spezifischen Anforderungen für sechs Biomassekategorien, die im EBC C-Senken Standard detailliert beschrieben sind:

  1. Landwirtschaftliche Biomassen
  2. Organische Reststoffe aus der Lebensmittelverarbeitung
  3. Holz aus Landschaftspflege, Kurzumtriebsplantagen, Ackerforstwirtschaft, Waldgärten, Feldrainen und urbanen Flächen
  4. Biomasse aus der Waldbewirtschaftung
  5. Holzabfälle
  6. Sonstige biogene Reststoffe
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Lagerung der Biomassen

Bei zu langer Lagerung von feuchten Biomassen in zu großen Haufen kommt es zu unkontrollierter Selbsterwärmung. Dabei wird die Biomasse, ähnlich wie bei der Kompostierung, mikrobiell abgebaut, wobei es zu CO2-Emissionen kommt. Je nach Biomasse und Lagerungsbedingungen kann es auch zu Emissionen von CH4 und N2O kommen.

Gerade bei Biomassekraftwerken ist es häufige Praxis, dass die Selbsterwärmung von Holzhackschnitzeln zu deren Trocknung verwendet wird. Weniger bekannt ist allerdings, dass die dabei entstehenden Methanemissionen die eigentlich ja als klimaneutral definierten Bioenergie sogar klimanegativ machen kann. Um dies bei der Herstellung von Pflanzenkohle zu verhindern, achtet das EBC sehr genau auf die Lagerungsbedingungen und berechnet konservativ die dabei entstehenden Treibhausgasemissionen:

  • Für die Lagerung von Biomassen mit einem Wassergehalt von über 25% wird ab der dritten Woche einer nicht aktiv gelüfteten Lagerung ein monatlicher C-Verlust von 2% (Whittaker et al., 2016a, 2016b) angenommen.
  • Es wird des Weiteren angenommen, dass 20% des C-Verlusts durch die Biomasselagerung in Form von CH4 emittiert wird, dessen Klimawirkung vom Senken-Potential abgezogen werden muss (Cao et al., 2019; Pier and Kelly, 1997; Pipatti et al., 2006; Whittaker et al., 2016a).

Die genaueren Bestimmungen und wissenschaftlichen Quellen, die den Annahmen und Berechnungen zu Grunde liegen, können in den EBC-Richtlinien zum C-Senken Standard nachgelesen wurden.

 

Energie- und Treibstoffaufwand für Transport, Bereitstellung der Biomassen und Nachbehandlung der Pflanzenkohle

Der Energie- und Treibstoffaufwand für die gesamten Prozesskette von der Bereitstellung der Biomasse bis zur Abfüllung der Pflanzenkohle wird in CO2eq berechnet und vom C-Senken-Wert der Pflanzenkohle abgezogen. Dies betrifft insbesondere

  1. den Transport der Biomasse zur Pyrolyseanlage,
  2. das Zerkleinern, Homogenisieren, Pelletieren und Trocknen der Biomasse,
  3. Nachbehandlung der Pflanzenkohle (z.B. Mahlen, Pelletieren),
  4. Transport der Pflanzenkohle zum Abhollager (Fabriktor).

Bei der Zertifizierung wird für diese einzelnen Schritte der Verbrauch an Strom- und Treibstoff abgefragt. Die Umrechnung des Stromverbrauchs in CO2eq erfolgt auf Basis der spezifischen Angaben des vertraglichen Energieversorgers oder des durchschnittlichen CO2eq-Werts des regional verwendeten Strommixes.

 

Energie- und Treibstoffaufwand der Pyrolyse sowie deren Emissionen

Auch wenn bei der Herstellung von Pflanzenkohle in der Regel ein Energieüberschuss produziert wird, da die Pyrolysegase verbrannt und energetisch genutzt werden, so ist für das Betreiben von Pyrolyseanlagen immer auch externe Energie nötig. So wird elektrische Energie für die Steuer- und Regeltechnik sowie für das Fördern der Biomassen und der Pflanzenkohle benötigt. Je nach Anlagentyp wird zudem (fossiles) Brenngas oder Strom für das Vorheizen der Reaktoren benötigt.

Zur Berechnung des CO2-Fussabdrucks der Pyrolyseanlage ist es folglich nötig, dass jede Anlage mit einem eigenen Stromzähler ausgestattet wird. Mittels des Stromzählers wird so der effektive Stromaufwand pro Produktionscharge bestimmt und über die CO2-Emissionen pro KWh des verwendeten Strommixes in CO2eq umgerechnet.

Die Treibstoffmenge, die für das Beheizen der Pyrolysereaktoren verwendet werden, sind pro Batch anzugeben und werden je nach Treibstoffart in CO2eq umgerechnet (65 t CO2eq pro TJ (Juhrich, 2016)).

Bei der Pyrolyse werden die Pyrolysegase in aller Regel in einem entsprechend ausgelegten Brenner oxidiert. Die vor allem aus CO2 bestehenden Verbrennungsprodukte werden emittiert. Ist der Pyrolyseprozess sauber eingestellt und der Gasbrenner von hoher Qualität, so können die Schadstoffe im Abgasstrom sehr gering gehalten werden. Hinsichtlich der Klimabilanz ist hier insbesondere der Ausstoß von Methan relevant. Aufgrund des sehr hohen Klimaerwärmungspotentials von Methan haben bereits sehr kleine Methanemissionen während des Pyrolyseprozesses großen Einfluss auf die Klimabilanz von Pflanzenkohle. Bei Pyrolyseanlagen ohne gesteuerte Nachverbrennung der Pyrolysegase (z.B. Kon-Tiki oder traditionelle Kohlemeiler) kann der Klimaerwärmungseffekt der Methanemissionen in den ersten 20 Jahren den klimapositiven Effekt der Pflanzenkohle sogar übersteigen. Aus diesem Grund ist es von besonderer Bedeutung, die Methanemissionen systematisch zu kontrollieren und die Messwerte in die Klimabilanz der Pyrolyse einzurechnen. Dies zwingt die Konstrukteure von Pyrolyseanlagen, für saubere Verbrennung zu sorgen, und stellt sicher, dass diesbezüglich die Klimaeffekte der C-Senke nicht überschätzt werden.

 

Sicherheitsmarge

Die EBC bildet den Treibhausgas-Aufwand aller wesentlichen Parameter der Produktion von Pflanzenkohle von der Bereitstellung der Biomasse bis zur pyrolytischen Transformation des Kohlenstoffs umfassend ab. Um den Kontroll- und Zertifizierungsprozess möglichst schlank und effizient zu halten, werden kleinere Treibhausgasemissionen wie die Folgenden nicht direkt quantifiziert, sondern pauschal einberechnet:

  • Herstellung und Entsorgung von Bigbags aus Polypropylen,
  • Strom für die Kühlung der betriebsexternen Computer-Server,
  • Treibstoffverbrauch der Mitarbeiter für den Arbeitsweg,
  • Umweltbilanz der Marketingabteilung incl. Messen und Tagungsteilnahmen,
  • Benzin für die Kettensägen oder Harvester beim Fällen und Schälen von Bäumen sowie für das Ausgraben der Wurzeln,
  • die Treibhausgase, die bei der Erzeugung der in der Kantine servierten Lebensmittel verursacht worden
  • graue Energie der Pyrolyseanlagen, deren Ersatzteile, der Transportfahrzeuge, der Lagerhallen und sonstige Maschinen.

Es gibt viele kleine Posten, die bei der Erstellung einer perfekten Klimabilanz theoretisch einbezogen werden müssten. Verglichen zum Gesamtaufwand an CO2eq und zur riesigen Menge des in den Biomassen akkumulierten Kohlenstoffs spielen all diese einzelnen Unterposten der Klimabilanz allerdings nur eine sehr kleine Rolle im unteren ppm Bereich (< 0,1 %). Um all diese minimalen THG-Emissionen nicht zu unterschlagen und transparent abzubilden, werden 10% des berechneten THG-Aufwands für die Herstellung des C-Senken Wertes der Pflanzenkohle pauschal abgezogen. Es handelt sich hierbei um eine hohe, in der Branche eher unübliche Anrechnung der inhärenten Unsicherheit des Gesamtprozesses, mit dem das EBC aber sicher stellen kann, keinen THG-Aufwand für die Produktion der C-Senke unterschlagen zu haben.

 

Klimaneutrale Energie

Insofern der gesamte Aufwand an Treibhausgasen, der von der Herstellung der Biomasse, ihrer Lagerung und der Pyrolyse bis zur Abfüllung der Pflanzenkohle verursacht wird, als CO2-Äquivalent berechnet und von der Klimabilanz der Pflanzenkohle abgezogen wird (C-Senken Wert), ist die gesamte Energie, die bei der Pyrolyse als Wärme oder Strom erzeugt wird, vollständig klimaneutral.

Die meisten Plattformen zur CO2-Kompensation gehen ebenso wie die an der Börse gehandelten CO2 Emissionsrechte (European CO2 Emission Allowances) davon aus, dass fossile Energie durch klimaneutrale Energie ersetzt und damit indirekt die CO2-Emissionen vermindert werden. Auf Basis dieser im Kyoto Protokoll ebenso wie im Paris Klimavertrag verankerten Überlegung werden für die Erzeugung klimaneutraler Energien CO2-Zertifikate generiert, mit denen Firmen oder auch Privatpersonen ihre Emissionen kompensieren können, also quasi Klimaverschmutzungsrechte erlangen. Man erhofft sich dadurch einen marktwirtschaftlichen Hebel, um fossile Energie teurer und klimaneutrale Energie billiger zu machen, um damit insgesamt die Emissionen zu reduzieren.

Im Unterschied zu C-Senken, wie sie mit der Applikation von Pflanzenkohle erzeugt werden, indem aktiv CO2 aus der Atmosphäre entzogen und im terrestrischen System langfristig gespeichert wird, kann die Erzeugung klimaneutraler Energie keine anderweitigen Emissionen kompensieren. Der CO2-Gehalt der Atmosphäre wird durch die Erzeugung von klimaneutraler Energie ja nicht weniger, sondern sorgt im besten Fall nur dafür, dass nicht noch mehr vom Menschen verursachte Treibhausgase in die Atmosphäre gelangen.

Aus den dargelegten Gründen errechnet das EBC keine CO2-Zertifikate für die Erzeugung klimaneutraler Energie, sondern berechnet ausschließlich den C-Senken Wert der Pflanzenkohle, also die Menge des Kohlenstoffs, der effektiv der Atmosphäre entzogen wurde.

 

Verwendung und Handel des C-Senkenwerts durch akkreditierte Makler und Plattformen

Das C-Senken Potential des EBC-Zertifikates ist die Voraussetzung für die Erzeugung von C-Senken Zertifikaten, bildet aber zunächst nur den Status der C-Senke bis zum Fabriktor ab. Von dem Moment an, wo ein mit Pflanzenkohle gefüllter Container oder sonstiges Gebinde das Fabrikgelände verlässt, kann mit der Pflanzenkohle noch viel geschehen, was das C-Senken Potential reduziert oder komplett schwinden lässt. Wenn beim Transport der Pflanzenkohle fossile Treibstoffe verbrannt werden oder beim Pelletieren Strom verbraucht wird, so reduziert sich das C-Senken Potential um die dabei verursachten Treibhausgasemissionen. Wenn die Pflanzenkohle z.B. als Holzkohle verbrannt, zu Aktivkohle verarbeitet oder als Reduktionsmittel in der Stahlherstellung verwendet würde, ginge der überwiegende Teil des Kohlenstoffs wieder als CO2 verloren. Daher gilt, dass erst wenn die Pflanzenkohle schließlich im Boden oder in dauerhaften Materialien eingebunden ist, kann auch davon ausgegangen werden, dass die C-Senke langfristig berechenbar und kontrollierbar erhalten bleibt.

Um ein vollwertiges C-Senken Zertifikat zu erzeugen, wird zusätzlich zum EBC-Senken-Potential ein akkreditiertes Tracking-System benötigt, das sämtliche Kohlenstoffverluste vom Fabriktor bis zur Einbringung in den Boden oder in ein langfristig beständiges Material sowie sämtliche dabei verursachten Treibhausgasemissionen erfasst und vom zertifizierten C-Senkenwert abzieht.

Um sicher zu stellen, dass das Trackingsystem lückenlos funktioniert und dass beim Handel von C-Senken stets nur die Menge einer C-Senke als Klimadienstleistung verkauft wird, die auch tatsächlich unter Abzug aller THG-Verluste als C-Senke Bestand hat, hat das EBC eine Akkreditierung von C-Senken Händlern und Handelsplattformen eingeführt.

Das EBC zertifizierte C-Senken Potential kann das Pflanzenkohle herstellende Unternehmen bei C-Senken Maklern oder Handelsplattformen wie Carbon Future oder Puro registrieren lassen. Mittels eines sicheren Tracking-Systems oder durch Veranschlagung pauschaler THG-Emissionen verfolgen solche C-Senken Makler den Weg der Pflanzenkohle vom Fabriktor zur eigentlichen C-Senke (z.B. Einbringung in Böden oder Materialien). Ab dem Moment, wo die Pflanzenkohle in eine solche Matrix eingebunden wurde, kann das C-Senken Potential unter Abzug aller vom Fabriktor bis zur C-Senke verursachten Treibhausgasemissionen in ein C-Senken Zertifikat umgewandelt werden. Ein solches C-Senken Zertifikat kann sodann verkauft und gehandelt werden, womit der EBC-zertifizierte Hersteller der Pflanzenkohle ebenso wie die Landwirte für ihre erbrachte Klimadienstleistung vergütet werden sollten. Auf Basis der C-Senken Zertifikate können CO2eq-Emissionen kompensiert oder C-Senken-Portfolios aufgebaut werden.

 

Kosten

Die Kosten für die Berechnung und Zertifizierung des C-Senken-Potentials von Pflanzenkohle liegen derzeit bei 1 Euro pro Tonne Pflanzenkohle (TS). Der Marktpreis für pflanzenkohle-basierte CO2-Zertifikate liegt momentan zwischen 35 und 100 Euro pro Tonne CO2eq. Dies entspricht je nach C-Senken-Potential ca. 70 bis 200 Euro pro Tonne Pflanzenkohle. Die Anwendung von Pflanzenkohle wird also mit Sicherheit nicht allein durch die Einführung eines C-Senken-Preises profitabel werden können, sondern der wirtschaftliche Hauptnutzen der Pflanzenkohle muss durch andere Produkteigenschaften erzielt werden. Die primäre Anwendung der Pflanzenkohle wird folglich immer im Vordergrund stehen und muss sich als Produkt wirtschaftlich lohnen, sonst wird es sich nicht durchsetzen und entsprechend auch keinen Klimaeffekt haben.

 

Welche Ansätze werden international verfolgt und was ist das zu erwartende Marktvolumen?

Das 2020 von der EBC eingeführte System zur Zertifizierung von pflanzenkohle-basierten C-Senken ist weltweit das erste seiner Art. Es ist bereits heute die Grundlage für zwei Handelsplattformen für C-Senken-Zertifikate bzw. C-Senken basierte CO2-Zertifikate (Puro GmbH, Finnland, und Carbon Future GmbH, Deutschland). Pflanzenkohle-basierte C-Senken Zertifikate werden, wenn bisher auch nur in kleinen Mengen, bereits international gehandelt. Eine wachsende Anzahl internationaler Firmen wie Swiss Re und Spotify setzen auf pflanzenkohle-basierte Senken (PyCCS), um verbleibende Treibhausgasemissionen zu kompensieren. Bis Ende 2020 wurden für 50% der EBC zertifizierten Pflanzenkohlehersteller bereits C-Senken Zertifikate erzeugt und über C-Senken-Händler vermarktet.

Die schweizerische Firma First Climate handelt C-Senken auf der Basis von Pflanzenkohle, die im Flaachtal von der Firma APD AG hergestellt wird. Weitere internationale Handelsplattformen für Klimazertifikate wie Verra und Gold Standard arbeiten derzeit an der Entwicklung eigener Standards zur Zertifizierung und für den Handel mit PyCCS-basierten C-Senken.

Für das Jahr 2050 wurde die Höhe der global notwendigen Negativemissionen auf 14 GtCO2eq pro Jahr errechnet (Hilaire et al., 2019). Selbst wenn PyCCS, sehr konservativ, nur 20% dieser nötigen Negativemissionen abdecken würde, wären dies 2.8 GtCO2eq, was bei einem ebenfalls konservativ angesetzten Marktpreis von 50 Euro / tCO2eq einem globalen Marktvolumen von 140 Milliarden Euro pro Jahr entspräche.

 

Quellenangaben

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