Kon-Tiki – Die Demokratisierung der Pflanzenkohleproduktion


von Hans-Peter Schmidt und Paul Taylor

Eine so simple wie geniale Erfindung ermöglicht es fortan jedem Landwirt und Gärtner überall auf der Welt, selbst Pflanzenkohle in genügender Menge und bester Qualität herzustellen. Mit überschaubaren Anschaffungskosten und dem Knowhow der alten Indianer von Ithaka lässt sich an einem Nachmittag ein Kubikmeter bester Pflanzenkohle aus den Reststoffen einer Farm oder eines Hinterhofes herstellen. Die Demokratisierung der Produktion von Pflanzenkohle wird zum Schlüsselelement der Schließung landwirtschaftlicher Stoffströme.

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Industriell hergestellte Pflanzenkohle wird in den nächsten Jahrzehnten vermutlich zu einem der entscheidenden Rohstoffe der biobasierten Wirtschaft. Da die Pflanzenkohle aber hauptsächlich in der Elektronik, der Bauindustrie, der Papierherstellung, der Abwasserreinigung und für sonstige neue Materialen im 3D-Druck verwendet werden wird, ist schon heute absehbar, dass industriell hergestellte Pflanzenkohle wohl zu teuer bleibt, um als bloßer Bodenverbesserer oder Güllezusatz in der Landwirtschaft zum Einsatz zu kommen. Die einzige Chance, kostengünstig Pflanzenkohle für den landwirtschaftlichen Einsatz zu erhalten, besteht darin, dass Landwirte und Gärtner ihre eigene Pflanzenkohle aus den eigenen vor Ort anfallenden Reststoffen herstellen. Nur dann kann Pflanzenkohle am Ende lokaler Nutzungskaskaden auch wieder zum Grundbaustein humusreicher Böden werden.

Abb. 1: Pflanzenkohle-Produktion in den Walliser Alpen.

Abb. 1: Pflanzenkohle-Produktion in den Walliser Alpen.

Die Völker aller alten Hochkulturen stellten Holzkohle in so riesigen Mengen her, dass ganze Länder entwaldet wurden. Hauptsächlich wurde diese Holzkohle zum Schmelzen von Erzen, zum Schmieden und zum Brennen von Keramik verwendet, doch ein nicht unerheblicher Teil wurde offenbar in Verbindung mit organischen Abfällen zur Verbesserung der landwirtschaftlichen Böden verwendet (Glaser and Birk, 2012).

Wenn nun aber die Völker vergangener Jahrhunderte Holz- und Pflanzenkohle in so großen Mengen herzustellen vermochten, wie kann es dann sein, dass es im Zeitalter der Hochtechnologie und nach inzwischen Millionen schweren Forschungsprojekten noch nicht gelungen ist, eine einfache, verlässliche und bezahlbare Anlage zu entwickeln, um auf Bauernhöfen und in Gemeinden aus den dort anfallenden Reststoffen wirtschaftlich rentabel Pflanzenkohle zu produzieren?

Wie haben unsere Vorfahren ohne Kettensägen, ohne Stahl, ohne Förderbänder und Elektromotoren so enorme Mengen Pflanzenkohle hergestellt, dass im Durchschnitt etwa ein Fünftel des Kohlenstoffs im Humus der weltweiten Böden Pflanzenkohle ist (Kluepfel et al., 2014; Rodionov et al., 2010; Schmidt and Noack, 2000). Auch wenn der Hauptteil dieser Pflanzenkohle im Humus durch natürliche, häufig wohl aber von Menschen veranlasste Wald- und Steppenbrände (Gammage, 2012; Gerlach et al., 2012; Rodionov et al., 2010) in die Böden gelangt ist, so muss doch im Umkreis von Siedlungsplätzen, wo der Anteil der Pflanzenkohle um ein weites den der sonstigen Böden übersteigt, die Pflanzenkohle aus gezielter Produktion stammen (Gerlach et al., 2012, 2006). Denn die kleinen Reste, die im Herdfeuer zurück bleiben, können die gefundenen Mengen (Glaser and Birk, 2012) nicht erklären.

 

Vom Feuer lernen

Wer je versucht hat, wenigstens hundert Quadratmeter wild gewachsenen Wald zu roden und pflügbar zu machen, der wird, selbst wenn er Kettensäge und Bagger zur Verfügung hat, sehr schnell einsehen, dass lediglich Feuer hilft, wenn man außer Steinaxt und Messer keine anderen Werkzeuge zur Hand hat. Feuer war für wenigstens 25.000 Jahre das wichtigste und allgegenwärtige Mittel aller jeder Kultur und aller Völker und Sippen, um sich in der Natur einen Platz zum Leben zu verschaffen. Nur durch die Nutzung von Feuer konnte der Mensch die Umwelt an seine Bedürfnisse anpassen und die ihm verfügbaren Ressourcen in einer Weise nutzen, die seine physischen und intellektuellen Vor- und Nachteile gegenüber der Tierwelt zu seinem Nutzen wenden.

Erst und nur das Feuer ermöglichte den Menschen, bevor sie die Umwandlung von Sonnenenergie und Biomasse in Strom erlernten, sich sicher und behaglich in ihrer Umwelt einzurichten. Wer aber täglich mit Feuer umgeht, jede Mahlzeit am Feuer bereitet, seine Werkzeuge und jeden Nagel daran schmiedet, Kalk brennt, Keramik schrüht, sich wärmt und seine Weiden und Wälder unterhält, der hat irgendwann gelernt, wie ein Feuer anzulegen ist, damit es maximale Wärme erzeugt und weder Haus noch Dorf in beißenden Rauch einhüllt: Ein rauchloses Feuer aber zündet man, anders als man intuitiv meint, von oben an und nicht von unten.

 

Die Analogie des Streichholzes

Anders als man wiederum intuitiv denkt (siehe hier das spannende Feld der intuitiven Physik), brennt Holz eigentlich nicht, sondern es brennt das Gas, dass beim Erhitzen von Holz ausdampft. Reibt man die Schwefelkuppe eines Streichholzes an der rauen Fläche der Streichholzschachtel, wird der Schwefel genug erhitzt, um sich zu entzünden. Der brennende Schwefel erzeugt sodann die Wärme, die das Holz des Streichholzes zum Ausgasen bringt, und das Gas an der Flamme des Schwefels entzündet. Es brennt dann also nicht das Streichholz, sondern das Holzgas, welches das Holz des Streichholzes immer weiter erhitzt, so dass es weiter ausgast und das Gas verbrennt. Unter der Flamme des Holzgases aber verkohlt das Holz, da die Flamme um das Streichholz herum allen Sauerstoff verbraucht, so dass unter dem Schutz der Flamme das Holz quasi unter Sauerstoffabschluss pyrolysiert. Wie man weiß, brennt das Streichholz mit sauberer Flamme, verkohlt in ihr, und beginnt erst zu rauchen und zu qualmen, wenn man es ausbläst, weil dann die Holzgase eben nicht mehr brennen, sondern bis zur vollständigen Abkühlung unverbrannt ausgasen.

Abb. 2: Pyrolyse unter Schutzgas am Beispiel eines Streichholzes (Bild: Thomas Reed).

Und genau wie ein Streichholz funktioniert auch ein rauchloses Feuer, das man von oben entzündet, damit das Feuer in der obersten Schicht die nächst untere Schicht erhitzt und diese folglich auszugasen beginnt, wobei das Gas nach oben aufsteigt, von der darüber liegenden Feuerfront ergriffen wird und sauber verbrennt, anstatt qualmend zu verrauchen. Zündet man ein Feuer von unten an, beginnt zwar ebenfalls das darüber liegende Holz auszugasen, doch kann die Flamme nur einen Teil des aufsteigenden Gases erfassen. Anstatt vollständig abzubrennen, qualmt es in den Schornstein, ins Haus oder gar in die Kleider, Augen und Nasen der ums Feuer Sitzenden.

Zündet man hingegen einen geschickt locker geschichteten Holzhaufen mit genug kleinen Ästen oben an, muss alles entstehende Holzgas durch die jeweils darüber liegende Feuerfront, es kommt daher zu einer sauberen, rauchgasfreien Verbrennung. Unter der fast sauerstofffreien Feuerfront (nur von der Seite des Holzhaufens wird Luft angesaugt) verkohlt das Holz Schicht für Schicht nach unten. Die verkohlten Holzpartikel fallen durch den lockeren Haufen nach unten, so dass unter der Feuerfront beständig frisch ausgasendes Holz zu liegen kommt. Man muss den brennenden Haufen dann nur noch im richtigen Moment durch Wasser löschen oder mit Erde ersticken, und schon hat man anstatt Asche und rauchiges Feuer ein gutes Fünftel des Holzes zu Kohle pyrolysiert, und zuvor noch rauchlos gekocht, geschmiedet oder sich gewärmt.

 

Vom Grundprinzip rauchlosen Feuers

Die Überlegungen über dieses Grundprinzips des rauchlosen Feuers nahmen wir zum Ausgangspunkt zur Entwicklung des Kon-Tiki, eines nach oben hin offenen, konischen Meilers zur Herstellung von Pflanzenkohle. Den Namen Kon-Tiki wählten wir in Erinnerung an Thor Heyerdahl, dem in den 40er Jahren des letzten Jahrhunderts kein Wissenschaftler glauben wollte, dass Ureinwohner Südamerikas mit handgefertigten Booten den Pazifik bis nach Polynesien zu überqueren vermochten. Virulent griffen die Experten Heyerdahls Theorie an, bis er sie schließlich Verstummen ließ, als er eben solch ein Boot nur mit den Werkzeugen und Materialien der südamerikanischen Ureinwohner baute, und darin von Lima aus den halben Pazifik bis nach Polynesien überquerte. Sein Boot nannte er nach dem südamerikanischen Sonnen- und Feuergott: Kon-Tiki.

Abb. 3: Mit diesem Floss, gebaut nur mit Materialien und Werkzeugen der südamerikanischen Ureinwohner überquerte Thor Heyerdahl 1946 den halben Pazifik. Er nannte es nach dem Feuergott, Kon-Tiki.

Unser Ziel war ganz ähnlich, wenn auch bei weitem nicht so abenteuerlich. Zum einen wollten wir nachvollziehen, wie unsere Vorfahren mit einfachsten Mitteln und ohne Hochtechnologie große Mengen Pflanzenkohle produzieren konnten. Und zum anderen suchten wir nach genau solch einer einfachen, kostengünstigen, überall adaptierbaren Technik für ein Terra Preta Projekt in Nepal. Dort, wie in vielen armen Regionen der Welt, wo Pflanzenkohle am meisten benötigt wird, können sich die Dörfer unmöglich eine unzuverlässige Hightech-Pyrolyse für eine halbe Million Dollar leisten. Wenn frühere Völker in Südamerika, in Australien, Skandinavien, Palästina, China, ja eigentlich fast überall auf der Welt solch unvorstellbare Mengen an Holz- und auch Pflanzenkohle herstellen konnten, dass ihre Böden teils durch und durch schwarz wurden, so muss dies doch auch heute selbst in den ärmsten tropischen Ländern gelingen können. Dass wir dabei auf eine Technologie stoßen würden, die es auch in den reichen Ländern den Landwirten und Gärtnern ermöglicht, ihre Pflanzenkohle viel günstiger selbst herzustellen, als sie von industriellen Herstellern zu kaufen, ahnten wir da noch nicht. Wir sind also gedanklich zunächst noch einmal zu den rauchlosen Feuern der Vorfahren zurückgekehrt und haben dies mit den Beobachtungen der Archäologen kombiniert, dass nämlich die Schwarzerde häufig in deutlich abgegrenzten Kegelformen mit einem oberen Durchmesser von 2 – 3 m und einer Tiefe von 1m50 in den Bodenprofilen zu finden ist (Eckmeier et al., 2008; Gerlach et al., 2006).

Abb. 4: Typischer Profilschnitt eines Bodens westlich von Köln. Unter den oberflächlichen Lockersedimenten befindet sich ein Schwarzerdehorizont mit anbindenden bis zu 2m tiefen Schwarzerdegruben mit hohem Holzkohleanteilen (aus: Gerlach et al. 2012).

Zunächst vermuteten wir, dass diese ausgehobenen Erdkegel einfach Müllgruben waren, die, wenn sie aufgefüllt waren, von oben nach unten niedergebrannt wurden, um dann wieder aufgefüllt zu werden. In einigen Fällen wird das sicher auch so gewesen sein. Aber was, wenn diese knapp mannshohen Kohlegruben als gewollte „Gefäße“ zur Pyrolyse verwendet wurden, und die seitlich sowie nach unten geschlossene Form dieses „Feuerloches“ verhinderte, dass wie beim einfachen Scheiterhaufen sauerstoffreiche Luft von der Seite einströmen konnte? Dies galt es nun zunächst als experimentelle Archäologie zu testen!

 

Offene Erdmeiler

Sorgt man am Boden der Erdgrube durch ein Initialfeuer für ein kräftiges Glutbett, kann auf dieses nach und nach und Schicht auf Schicht brennbares Material wie Holz, Essenreste, Knochen, Blätter, Stroh usw. aufgeworfen werden. Die Gluthitze sorgt dafür, dass die aufliegende Biomasse ausgast und das so austretende Gas entzündet wird. Brennt das Pyrolysegas, verbraucht es allen Sauerstoff aus den darunter liegenden Schichten und verhindert damit quasi als Schutzgas, dass Sauerstoff von oben in die Pyrolysezone eindringen kann, während es von der Seite und von unten durch die Erdwände luftdicht gehalten wird. Das Feuer selbst also sorgt für den Luftabschluss nach unten, so dass die unter dem Feuer liegenden Schichten, anstatt zu verbrennen, ausgasen und verkohlen. Nach einigen Stunden entstehen so durch das stetige Aufschichten und Ausgasen frischer Biomasse einige Kubikmeter Pflanzenkohle. Will man diese Kohle nutzen, muss sie nur noch durch eine 5-10 cm dicke Erdschicht erstickt oder durch Wasser abgelöscht werden.

Abb. 5: Produktion von Pflanzenkohle in einer 90 cm tiefen Bodengrube mit Steineinfassung.

Inspiriert von Josiah Hunt (siehe hier ein Video über seine Methode) testeten wir zunächst die Produktion von Pflanzenkohle in einem offenen Erdmeiler. Und es funktionierte! Gleich im ersten Versuch stellten wir einige hundert Liter offenbar bester Pflanzenkohle in einem konisch ausgehobenen Erdloch her. Der Erfolg war Anlass genug, sich eingehendere Gedanken über das System des Erdmeilers zu machen und zu überlegen, wie sich das beschriebene Prinzip technisch umsetzen und steuern ließe.

 

Mit dem Feuer, nicht gegen das Feuer

Eine Recherche unter den Biochar-Kollegen der Welt ergab rasch, dass wir nicht allein auf dem Weg dieser Entwicklung waren. Auf ihrer höchst wertvollen Webseite Backyard Biochar präsentierte Kelpie Wilson bereits einige Beispiele wie den japanischen Moki-Kiln, den australischen Moxham Kiln, Kelpie Wilsons Pyramid Kiln oder Michael Wittmanns Cone Kiln. All diese Meiler (kiln) waren vergleichsweise klein, und eher für den Garten und Hobbybereich geeignet, aber das Prinzip war klar: Biochar mithilfe des Feuers und nicht durch Unterdrückung des Feuers herzustellen.

Auf Basis dieser grundlegenden Erkenntnis, die für die Pflanzenkohleproduktion quasi eine Kehrtwende von der gesamten modernen Pyrolysetechnik bedeutete, war der Weg zur Entwicklung eines optimierten, industriell standardisierbaren Kon-Tiki für die Produktion von qualitativ hochwertiger Pflanzenkohle in nennenswerten Mengen und zu außerordentlich günstigen Kosten quasi vorgezeichnet. Der Teufel freilich steckt im Detail, und es brauchte viel experimentelle Arbeit und theoretische Modelle bis wir uns schließlich den ersten optimal dimensionierten Modellen für höchste Kohlequalität bei geringsten Emissionen annäherten. Aber das Leitprinzip stand fest: Die Pyrolysegase als Schutzgas verwenden, und durch das Feuer selbst für Luftabschluss zur Pyrolysezone sorgen.

Abb. 6: Und dann erinnerten wir uns auch jener Feuerschalen, die quer durch den Orient zur Darbringung von religiösen Opfern verwendet wurden. Unter dem Namen Agni Hotra, dem vedischen Feuerritual, sind sie noch heute in Indien weit verbreitet. Die Größe der Agni Hotra Schalen ist zwar im Allgemeinen klein, aber für Tempelrituale gab es riesige Feuerschalen aus Kupfer. Die Dynamik der rauchlosen Flammen, die über den Feuerschalen zum Himmel tanzen, zeigte klar, dass wir von der Physik des Feuers her auf der richtigen Spur waren.

 

Kon-Tiki Kegelmeiler

Auch wenn die Kohlequalität aus den ersten Versuchen mit ausgehobenen Erdmeilern bereits recht gut schien, und die offene Verbrennung der Pyrolysegase ziemlich raucharm stattfand, so war die Kohlequalität zu inhomogen für standardisierbare Produkte und die Verbrennung schon bei leichten Windstößen zu instabil, um die Emissionen hinreichend unter Kontrolle zu bekommen. Wir mussten hier einen Schritt weiter gehen, um unter standardisierten Bedingungen die Funktionsprinzipen genauer zu untersuchen und die Parameter des Systems optimal aufeinander abzustimmen. So bauten wir den ersten 850 Liter großen Kon-Tiki aus Stahl.

Abb. 7: Der erste Versuchs Kon-Tiki hatte eine Durchmesser von 150 cm, eine Höhe von 90 cm und Fassungsvermögen von 850 l. Gebaut wurde er von Markus Koller.

Mit einem oberen Durchmesser von 1,50m, einer Höhe von 0,90m und einer Wandneigung von 60° wurde eine steile Kegelform gewählt, so dass sich das Kohlebett unterhalb der Feuerzone durch das Nachrieseln neu entstehender Kohlestücke gut verdichtet und die Feuerfront an der Oberfläche für einen zuverlässigen Luftabschluss sorgen kann. Das entscheidende Kriterium für den Erfolg der neuen Stahlform war allerdings, wie sich die Verbrennungsdynamik entwickeln würde, wenn die konische Form nicht mehr in den Boden eingelassen ist, sondern auf dem Boden steht. Anders als die Lehmwände im Erdmeiler reflektiert die Stahleinfassung die Pyrolyse- und Verbrennungswärme zurück in den Meiler, was eine gleichmäßigere Temperaturverteilung und damit eine homogenere Verkohlung und Kohlequalität garantiert. Als noch wichtiger erkannten wir allerdings, dass die von oben in den Meiler hineingesogene Verbrennungsluft zunächst außen an den heißen Außenwänden des Kon-Tiki aufsteigt, wodurch sie erwärmt wird. Dies verringert die Abkühlung der zu verbrennenden Gase deutlich und erzeugt eine stabile Verbrennungsdynamik, die die Rauchentwicklung stark reduziert.

Abb. 8: Die über die heiße Aussenwand in den Meiler eingesogene Verbrennungsluft wird über dem Glutbett verwirbelt und sorgt damit für eine gute Durchmischung von Pyrolysegasen und Verbrennungsluft, wodurch der Kon-Tiki sehr geringe Emissionswerte aufweist.

Sobald der Meiler seine Arbeitstemperatur von 650°-700°C erreicht, treten tatsächlich kaum noch sichtbare Rauchgase aus. Die Verbrennungsluft wird über den Metallrand der Außenwände hinweg in den Reaktor hineingesogen und in eine rotierende Bewegung hinab zur Glutzone gezwungen.. So entstehen regelrechte Gaswirbel, die für eine perfekte Durchmischung der Pyrolysegase mit der Verbrennungsluft sorgen. Da zugleich die brennenden Gase nach oben entweichen müssen, entstehen zur Mitte des Reaktors gegenläufig drehende Gaswirbel, wobei sich die Wirbel wie in einem Uhrwerk gegenseitig antreiben und beschleunigten (siehe Abb. 7). Dank dieser horizontalen Wirbel stabilisiert sich (1.) die Luftversorgung der Feuerzone und (2.) die gesamte Gasverbrennung, wobei die schwereren Rauchgase solange in den Wirbeln gehalten werden, bis sie vollständig verbrannt sind. Die Entwicklung der horizontalen Gas-Luftwirbel, die für eine stabile, rauchfreie Verbrennung sorgen, sind neben der Nutzung des Feuers zum Luftabschluss der Pyrolysezone das zweite grundlegende Prinzip der Kon-Tiki Technik.

 

Optimierung der Verbrennung durch Verwendung eines Außenmantels

Zur weiteren Optimierung der Verbrennungsdynamik wurde der Kon-Tiki mit einem dünnen metallischen Mantel umgeben, so dass zwischen den geneigten Wänden des Meilers und dem äußeren Mantel die Verbrennungsluft stärker erwärmt wird. Der Mantel ragt knapp zehn Zentimeter über den Rand des Meilers, wodurch zum einen verhindert wird, dass kalte Verbrennungsluft direkt in den Meiler gesaugt wird und zum anderen, dass etwaige Windstöße die Verbrennungsdynamik stören. Tatsächlich gleitet die dichtere kalte Luft von der Außenseite des Mantels auf der vorgewärmten Luft aus dem Zwischenraum von Meiler und Mantel, was außerordentlich stabilisierend wirkt und verhindert, dass Rauch oder gar Feuer seitlich aus dem Kon-Tiki ausbrechen können. Ein weiterer Vorteil des Mantels besteht darin, dass die Kon-Tiki-Innenwand nicht durch die Außenluft oder gar durch Windstöße gekühlt wird, was die Reflexionsleistung ins Innere der Pyrolysezone verbessert. Zudem schützt es die Arbeiter vor etwaigen Verbrennungen. Tatsächlich erwärmt sich der Mantel nur im aller obersten Bereich auf maximal 60°C.

 

Trocknen und Pyrolysieren

Wie schon bei den offenen Erdmeilern beobachtet, trocknet die Feuerfront an der Oberfläche rasch die nachgelegte Biomasse, so dass dank der enormen, bei der Pyrolyse frei werdenden Trocknungsenergie auch feuchte Biomassen problemlos verkohlt werden können. Hat sich erst einmal ein energiereiches Glutbett am Boden des Kon-Tikis gebildet, kann sogar frisch geschnittenes Holz, Laub oder auch Viehmist pyrolysiert werden. Entscheidend ist, dass der Kon-Tiki genügend Energie zur raschen Verdampfung des Wassers freisetzt. Der Kon-Tiki funktioniert also zugleich als Trockner und als Pyrolysator. Gegenüber den meisten geschlossenen Pyrolysesystemen ist allein dies schon ein großer Vorteil.

Abb. 9: Sobald ein kräftiges Glutbett die Pyrolysetemperatur auf 700°C bringt, kann auch frisches Holz aufgelegt werden. Der Kon-Tiki funktioniert dann zugleich als Trockner und Pyrolysator.

 

Entzünden und Nachschichten

Beim ersten Versuch des Anfeuerns im ziemlich tiefen Kon-Tiki fürchteten wir schon, dass es nicht funktionieren würde, denn tief unten im Stahlbehälter ist der Sauerstoff sehr schnell aufgebraucht. Tatsächlich war es zunächst unmöglich, auch mit noch so gutem Zündholz ein Feuer zu entfachen. Nach einigen Versuchen und Überlegungen fanden wir aber eine höchst praktikable Anfeuerungstechnik, die uns noch immer jedes Mal aufs Neue begeistert.

Man baut dazu in der Mitte des Meilers bis auf eine Höhe von etwa drei Viertel einen hölzernen Kamin aus möglichst trockenem Scheitholz, das dafür viereckig ineinander gestapelt wird. Dieser luftige Holzkamin wird mit etwas Zunder oben angezündet. Wenn die obersten beiden Reihen des Kamins gut brennen, entsteht ein Zug, der innen an den Seitenwänden des Meilers Luft nach unten und im Kamin wieder nach oben zieht. Stellt sich dieser Effekt nach knapp zehn Minuten ein, stößt man das brennende Holz von oben den Kamin hinab, so dass sich der Fuß des Holzkamins entzündet. Nach weiteren rund fünf Minuten kann der „Kamin“ dann zusammengestoßen und gleichmäßig am Boden ausgebreitet werden.

Abb. 10: Entzünden des Holzkamins in der Mitte des Kon-Tiki.

Weitere fünf bis zehn Minuten später hat sich ein ausreichend heißes Glutbett gebildet, und die Oberflächenschicht beginnt sich mit weißer Asche zu überziehen. Dies ist der Moment, um die erste Biomasseschicht aufzulegen. Sie sollte möglichst gleichmäßig die Glutzone bedecken und auf keinen Fall zu dick sein. Sobald sich diese neue Biomasseschicht ebenfalls mit weißer Asche überzieht, ist dies das Zeichen, dass das meiste Holzgas entwichen ist und die entstandene Kohle zu glimmen beginnt, so dass die nächste Biomasseschicht aufgeschichtet werden kann. Dieser Vorgang des Nachlegens wird alle fünf bis zehn Minuten bis zum Ablöschen wiederholt. Die Arbeit mit dem Kon-Tiki bedarf folglich die beständige Präsenz einer Person, die geschickt frische Biomasse nachlegen muss. Verpasst man den richtigen Zeitpunkt, beginnt die Kohle zu verglühen, wodurch sich der Ascheanteil der Kohle erhöht. Schichtet man zu schnell zu viel Biomasse auf, genügt das Feuer nicht, um alle Pyrolysegase einzufangen und es kommt zu Rauchentwicklung.

Abb. 11: Wenn sich die oberste Biomasseschicht beginnt mit Asche zu überziehen, ist der richtige Zeitpunkt zum Nachlegen der nächsten Schicht. Unter der nächsten Schicht verkohlt die Biomasse dann vollständig.

 

Feuerungsdauer

Im Vergleich zu einer automatisierten Anlage besteht der Nachteil des Kon-Tikis also darin, dass er während der gesamten Dauer von Hand beliefert werden muss. Je nach Art, Stückigkeit und Wassergehalt der verwendeten Biomasse dauert es zwei bis acht Stunden, um mit einem größeren Kon-Tiki 1 m3 Pflanzenkohle herzustellen. Verwendet man trockene Holzhackschnitzel, dauert es nur knapp zwei Stunden, ungetrockneter Rebschnitt dauert vier bis fünf Stunden, frisches Baumholz mit Scheiten, Ästen und Blättern dauert bis zu acht Stunden. Wiederum je nach Biomasse kann eine Person zwei bis vier Meiler parallel bedienen. An einem Arbeitstag kann eine Person also gut ein bis anderthalb Tonne Pflanzenkohle herstellen, was in etwa der Tageskapazität (also 24h im kontinuierlichen Betrieb) von mittelgroßen technischen Pyrolyseanlagen entspricht.

Abb. 12: Einhängen des Aussenmantels zur Optimierung der Verbrennungsdynamik.

Ein weiterer Vorteil des Kon-Tiki besteht darin, dass die Biomasse nicht homogenisiert, gehäckselt oder gar pelletiert werden muss, sondern einfach grob und bis zu 120 cm lang aufgeschichtet werden kann, auch wenn die Verkohlungszeit dadurch um einiges länger ist als mit trockenen, kleinstückigen Biomassen. Bei der Verwendung von frischen Zweigen und Ästen entspricht die Größe eines Kon-Tiki etwa der Menge an Biomasse, die in acht Stunden bei der Landschaftspflege oder beim Schnitt von Feuerholz anfällt. Anstatt die für Feuerholz ungeeigneten Äste und das Gestrüpp auf einen lange nicht verrottenden Haufen zu werfen, kann man es quasi nebenbei im Kon-Tiki verkohlen.

 

Ablöschen

Der Kon-Tiki darf nur bis maximal 10 cm unter dem oberen Rand befüllt werden, da sonst die stabile Gas-Luft-Verwirbelung gestört und die Verkohlung der oberen Schichten inhomogen wird. Ist der Kon-Tiki also nahezu gefüllt, legt man die letzten zwei bis drei Schichten nur noch rasch verkohlendes Material wie dünne Äste oder Rebschnitt auf, da größere Stücke in der Endphase entweder unverkohlt bleiben oder für zu großen Abbrand und Asche sorgen würden.

Etwa 20 Minuten bevor die letzte Schicht pyrolysiert ist, wird der Wasserzufluss am Boden des Kon-Tiki geöffnet. So strömt langsam von unten Wasser in den Meiler. Trifft das Wasser auf die heiße Kohle, verdampft das Wasser. Der sich schließlich bis auf 700°C erhitzende Wasserdampf steigt durch das Kohlebett auf und sorgt nicht nur für eine langsame Ablöschung, sondern aktiviert die Pflanzenkohle. Durch den heißen Wasserdampf werden Kondensate aus den Poren der Pflanzenkohle ausgetrieben. Die Pflanzenkohle wird so quasi geputzt, womit das Porenvolumen und die innere Oberfläche der Kohle zunehmen. Auf diese Weise entsteht teilaktivierte Pflanzenkohle (Aktivkohle) mit Oberflächen von weit über 300 m2 pro Gramm, was höher ist, als es in den geschlossenen Systemen technischer Anlagen erreicht wird.

Abb. 13: Ablöschen der obersten Glutzone mit Wasser.

Das Feuer in der obersten Schicht des Kon-Tiki wird durch den Wasserdampf nicht gelöscht, weil die oberste etwa 20 cm dicke Glutzone so mit heißem Pyrolysegas gefüllt ist, dass sie auf dem steigenden Wasser aufschwimmt. Bemerkt man, dass die letzte Kohleschicht aufzuschwimmen beginnt, spritzt man diese von oben mit Wasser ab und löscht damit den Meiler komplett. Alternativ kann man den Meiler auch gänzlich von oben ablöschen, wobei sich allerdings der Effekt der Dampfaktivierung, wie er durch die Wässerung von unten entsteht, nicht einstellen kann. Das Porenvolumen und die spezifischen Oberflächen der Pflanzenkohle sind dann entsprechend kleiner. Möchte man die Kohle nicht nässen, sondern später z.B. als Grillkohle verwenden, kann man den Meiler entweder mit einem luftdichten Deckel schließen oder einfach Erde aufwerfen. Die durch Trockenlöschung entstehende Pflanzenkohle ist allerdings reicher an Kondensaten und auch Schadstoffen wie PAK. Für Grillkohle mag dies gut sein, da die Kondensate und Schadstoffe gut brennen, aber für den Einsatz in der Tierhaltung ganz gewiss nicht.

Abb. 14: Kristallklares Quenchwasser ist das beste Zeichen für einen sauberen Pyrolyseprozess.

Das Löschwasser, welches auch Quenchwasser genannt wird, kann man einige Stunden oder auch Tage im Meiler belassen. Durch den unteren Abfluss lässt es sich leicht ablassen. Das Quenchwasser ist sauber und transparent, aber seifig und hat einen recht hohen pH-Wert. Während der hohe pH-Wert auf die ca. 10% bei der Pyrolyse ebenfalls entstehende Asche zurückzuführen ist, entsteht die Seife durch die Reaktion der Asche mit Pyrolyseölen, die beim Dämpfen der Kohle aus den Poren ausgetrieben werden. Dieses seifige Quenchwasser eignet sich offenbar hervorragend zum Gießen von Obst- und Gemüsepflanzen, vertreibt Schnecken und Pilze und wirkt allgemein kräftigend auf die Pflanzen. Letztere Aussage beruht jedoch bisher nur auf eigenen Beobachtungen mit zwei Dutzend Pflanzenarten, systematische wissenschaftliche Untersuchungen stehen noch aus.

 

Qualität

Kon-Tiki Pflanzenkohle, die mit Wasser abgelöscht wird, erfüllte nach bisherigen Untersuchungen alle Ansprüche an die Premiumqualität des Europäischen Pflanzenkohle Zertifikates (EBC). Das offene Pyrolyseprinzip garantiert, dass der allergrößte Teil der Pyrolysegase aus der Kohle ausgetrieben und verbrannt wird, also nicht in Form von teils toxischen Kondensaten die Kohleoberflächen und Poren verklebt. Durch die langsame Ablöschung mit Wasserdampf wird die Pflanzenkohle noch zusätzlich gereinigt und aktiviert. Unter folgendem Link finden Sie die Analysedaten einer Kon-Tiki Pflanzenkohle.

Abb. 15: Wunderschön offene Porenstruktur einer Kon-Tiki Pflanzenkohle. Bild: Michael Hayes

Die Pyrolysetemperatur liegt im Kon-Tiki bei etwa 650-700°C mit kurzzeitigen Temperaturspitzen bis zu 800°C. In diesem Temperaturbereich wird die Biomasse einschließlich ihres Ligninanteils vollständig verkohlt. Es entsteht eine Hochtemperaturkohle von hoher Qualität, die sich insbesondere in der Tierhaltung als Zusatzstoff für Futtermittel, als Einstreu, zur Güllebehandlung, für die Kompostierung, zur Trink- und Abwasserbehandlung und allgemein zur Bindung von Toxinen und flüchtigen Nährstoffen eignet. Weniger geeignet ist die Kon-Tiki-Pflanzenkohle zum direkten Einsatz im Boden, da sie als Adsorber vermutlich die labilen Nährstoffe des Bodens und Signalstoffe von Pflanzen binden würde. Vor dem Einsatz als Bodenverbesserer muss die Pflanzenkohle aus dem Kon-Tiki also unbedingt zunächst mit Nährstoffen aufgeladen werden.

 

Zukunft

Die Verkohlung mit dem Kon-Tiki funktionierte vom ersten Versuch an besser, als wir es uns auch nur ansatzweise hätten träumen lassen. Trotzdem war längst nicht alles so einfach, wie es im Nachhinein scheint. Was es uns aber leicht gemacht hat, die unzähligen Versuche zur Optimierung der Form und Dimensionen durchzuführen und die thermodynamischen Rätsel zumindest ansatzweise zu knacken, war die grandiose Freude, unmittelbar mit dem Feuer zu arbeiten. Jeder Versuch dauerte mindestens sechs, meist jedoch acht bis zehn Stunden draußen am Waldrand, auf den Terrassen der Urahnen, im Angesicht der Berge. Manchmal luden wir Freunde ein, oft waren die Kinder dabei, die längst Feuer- und Biochar-Experten geworden sind. Es war der schönste Sommer: archäologische Zukunfts-Forschung am offenen Feuer. Wir haben gefilmt, fotografiert, unzählige Messungen durchgeführt, und neue Messtechniken erlernt.

Freundschaften haben sich am Feuer und beim Teilen der auf dem Kon-Tiki gekochten Mahlzeiten gefestigt. Es ging uns wie vielen unserer Vorfahren, wir haben mit den Kräften der Urelemente experimentiert und dabei die Ehrfurcht vor der Natur auf neue Weise entdeckt. Im Zeitalter der Hochtechnologie haben wir diese für einen Moment hinter uns gelassen, um wie Thor Heyerdahl auf seinem Floß im Meer an einigen Grundfesten der wissenschaftlichen und technischen Einbildung zu rütteln. So wie das Wunder alternden Weines auf dem dosierten Einfluss der Luft beruht, jenem Feind der Oenologen, so basiert die Qualität der Kohle, die unsere Böden letztlich wieder zu Schwarzerde machen könnte, auf dem dosierten Einsatz von Luft und Feuer.

Das erste Video, das wir im Juli 2014 auf youtube veröffentlicht haben (siehe oben), hat in Windes Eile viele Menschen in aller Welt erreicht. Für uns war von Beginn an klar, dass wir das Design ohne Patentschutz als open source Quelle zur Verfügung stellen würden. Trotzdem haben wir mit der eigentlichen Veröffentlichung eines Artikels über die Kon-Tiki Technik bis Ende des Herbst 2014 gewartet, um mehr Kenntnisse über die Funktionsprinzipien zu sammeln, das Design zu optimieren, und vor allem um mehr Sicherheit über die Qualität der Kohle, die Massenbilanzen und die Emissionen zu gewinnen.

Abb. 16: Frank Strie war der erste, der in Tasmanien fünf Kon-Tiki "Tas" baute und seinerseits wichtige Erfahrungen in die Entwicklung einbrachte. So geht zum Beispiel das aktivierende Quenchen von unten nach oben Frank Strie zurück.

Auf Basis des Videos und der gleichwohl bereits von uns zur Verfügung gestellten Konstruktionsunterlagen wurden bis November 2014 bereits Kon-Tikis in Australien, Irland, Kanada, Kalifornien, England, Ungarn, der Schweiz und Südafrika nachgebaut. In Nepal, Indien, Indonesien, auf Hawai, in Deutschland und Malawi sind derzeit weitere Kon-Tikis im Bau. Da an allen Orten, wo der Kon-Tiki bereits Pflanzenkohle produziert, die Begeisterung offenbar riesig ist, und nirgendwo Komplikationen aufgetreten sind, gehen wir davon aus, dass 2015 hunderte Kon-Tikis überall auf der Welt die Demokratisierung der Pflanzenkohleproduktion einläuten werden.

Ursprünglich für die Landwirtschaft in Entwicklungsländern konzipiert, zeigt sich mehr und mehr, dass ebenso in Europa, Australien und Amerika Landwirte und einige andere die Chance ergreifen, ihre Pflanzenkohle selbst herzustellen und mit ihrer Nutzung die landwirtschaftlichen Stoffkreisläufe zu optimieren. Schließlich ist die eigene Herstellung von Pflanzenkohle wahrscheinlich der einzige Weg, um sie mit wirtschaftlichem Erfolg in der Landwirtschaft einsetzen zu können, dezentral, wie es dem Wachstum von Biomasse auf unserem Planeten entspricht.

 

Nächste Entwicklungsschritte

Mit zahlreichen Partnern in verschiedenen Ländern arbeiten wir derzeit an der Optimierung der Geometrie und Thermodynamik des Kon-Tiki. Für eine amerikanische Universität haben wir jüngst einen Forschungs-Kon-Tiki entwickelt, mit dem sich sämtliche Parameter überwachen und durch Dosierung der Luftzufuhr die Verbrennung steuern und messen lässt. Für ein Kompostwerk wurde ein Riesen-Kon-Tiki gebaut, um große Wurzelstöcke mit minimaler Zerkleinerung zu verkohlen. Zudem entwickeln wir derzeit kleiner dimensionierte Kon-Tikis für Hausgärten, um direkt vor Ort anfallenden Grünschnitt und organische Abfälle zu Pflanzenkohle zu verarbeiten und die Grillsaison zu bestreiten – mit Kohleproduktion statt Kohleverbrauch.

Abb. 17: Wer das Kon-Tiki Handwerk beherrscht, pyrolysiert mit dem Feuer und wie hier auf dem Bild ohne sichtbare Emissionen. Eine Zigarette raucht mehr als der gefüllte Kon-Tiki, der an einem Nachmittag 1 MWh Wärme produziert.

Der nächste technische Entwicklungsschritt wird die Integration einer Wärmerückgewinnung sein, denn die entstehende Wärme einer Kon-Tiki Feuerung beträgt mehr als 1 MWh, womit ein schlecht isoliertes Bauernhaus zwei Wochen lang geheizt werden könnte. Diese und weitere Entwicklungen, wie z.B. die Automatisierung des Kohleaustrages, werden Gegenstand weiterer Artikel sein. Aktuelle Informationen, Anleitungen und Videos über neuste Versuche finden Sie auf der Webseite des Ithaka-Instituts.

Das Geniale des Kon-Tikis sind die Eleganz der einfachen Form und die Vermeidung teurer beweglicher Teile und Steuerungen. Dadurch ist der Kon-Tiki robust und kostengünstig. Trotzdem glauben wir nicht, dass sich die Kon-Tiki Technologie für professionelle Unternehmen zur Herstellung großer Mengen Pflanzenkohle lohnen wird; hier bleiben automatisierte, kontinuierlich betriebene Anlagen mit geringem Personalaufwand unübertrefflich. Aber für kleinere und mittelgroße Landwirte, für Landschaftspfleger, für Winzer (Rebschnitt) und Kleingärtner, die gelegentlich ihre eigene qualitativ hochwertige Pflanzenkohle herstellen wollen, wird es kaum etwas Effizienteres, Preisgünstigeres und zugleich Schöneres geben.

 

Bauen oder Kaufen und eine Spende für Forschung und Entwicklung

(1. August 2016): Seit der Veröffentlichung dieses Artikels wurde der Kon-Tiki in über 50 Ländern in verschiedensten Formen und Weiterentwicklungen gebaut. Mehrere Firmen haben Kon-Tiki-Systeme auf den Markt gebracht. Während Kon-Tikis für professionelle Farmer einen Kubikmeter Kohle pro Stunde erzeugen und effizient die Restwärme zurückgewinnen, können Kleingärtner auf ihrem 150 l Garten Kon-Tiki komfortabel grillen. Wer nicht in optimierte Komplettsysteme aus Stahl mit Dampfablöschung und Vorwärmung der Verbrennungsluft investieren möchte, kann sich mit unserer Bauanleitung auch einen einfachen Erd-Kon-Tiki selbst graben oder einen alten Waschzuber umfunktionieren. Sofern dabei die Grundprinzipien eines stabilen Flammenteppichs über der zu verkohlenden Biomasse beachtet, wird Pflanzenkohle mit hervorragender Qualität erzeugen. Wer sich selbst einen Kon-Tiki schweißen oder in seiner Region die Produktion von Kleinserien aufbauen möchte, dem helfen wir gern im Tausch gegen eine Spende für die Unterstützung unserer Forschung mit technischen Zeichnungen und einer Bauanleitung. Zahlreiche weitere Informationen über und rund um den Kon-Tiki und die daraus gewonnene Pflanzenkohle finden Sie auf der Webseite des Ithaka Instituts.

Die gesamte Entwicklungsarbeit des Kon-Tiki hat das Ithaka Institut aus eigenen Mitteln bestritten, was uns an die Grenzen unserer finanziellen Möglichkeiten brachte. Da wir das Design den Landwirten der Welt frei und ohne Patentschutz zur Verfügung stellen, können wir auch keine finanziellen Gewinne aus dieser Arbeit ziehen. Aus diesem Grund geht hiermit auch an Sie, liebe Leser, die Bitte, unsere Arbeit mit einer Spende an das Ithaka Institut zu unterstützen, so dass wir die Forschung für die Weiterentwicklung des Kon-Tiki und die Demokratisierung der Pflanzenkohle-Produktion fortsetzen können. Finden Sie hier die Möglichkeit zur Überweisung Ihre Spende für die Entwicklung des Kon-Tiki.

 

Literatur

Eckmeier, E., Gerlach, R., Tegtmeier, U., Schmidt, M.W.I., 2008. Charred organic matter and phosphorus in black soils in the Lower Rhine Basin (Northwest Germany) indicate prehistoric agricultural burning. In: Fiorentino, G., Magri, D. (Eds.), Charcoals from the Past: Cultural and Palaeoenvironmental Implications. Oxford, pp. 93–103.
Gammage, B., 2012. The Biggest Estate on Earth. Allen&Unwin, Sydney, Melbourne, Auckland, London.
Gerlach, R., Baumewerd-schmidt, H., Borg, K. Van Den, Eckmeier, E., Schmidt, M.W.I., 2006. Prehistoric alteration of soil in the Lower Rhine Basin , Northwest Germany — archaeological , 14 C and geochemical evidence 136, 38–50.
Gerlach, R., Fischer, P., Eckmeier, E., Hilgers, A., 2012. Dark soil horizons and archaeological features in the Neolithic settlement region of the Lower Rhine area , NW Germany : Formation , geochemistry and chronostratigraphy. Quat. Int. 1, 191–204.
Glaser, B., Birk, J., 2012. State of the scientific knowledge on properties and genesis of Anthropogenic Dark Earths in Central Amazonia ( terra preta de Índio). Geochim. Cosmochim. Acta 82, 39–51.
Kluepfel, L., Keiluweit, M., Kleber, M., Sander, M., 2014. Redox properties of plant biomass-derived black carbon (biochar). Environ. Sci. Technol.
Rodionov, A., Amelung, W., Peinemann, N., Haumaier, L., Zhang, X., Kleber, M., Glaser, B., Urusevskaya, I., Zech, W., 2010. Black carbon in grassland ecosystems of the world. Global Biogeochem. Cycles 24.
Schmidt, M.W.I., Noack, A.G., 2000. Black carbon in soils and sediments: Analysis, distribution, implications, and current challenges. Global Biogeochem. Cycles 14, 777–793.

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52 Antworten zu “Kon-Tiki – Die Demokratisierung der Pflanzenkohleproduktion””

  1. A.Schlauch
    Titel: da lacht das Töpferherz

    Hallo Hans-Peter,
    schön mal wieder etwas hier zu lesen und dann gleich solch feiner Artikel. Ein sehr guter Ofen, der den richtigen Weg markiert für eine ernsthafte Low-Tech-Massenanwendung! Da lacht mein Töpferherz, an keiner Stelle macht meine Intuition und Erfahrung Fragezeichen oder Widersprüche. Top-Topf, der auch fit sein sollte fürs Keramikbrennen(locker bis 1000°)! Ich denke, das wird ein echter Klassiker.
    Ich melde schon mal Interesse für eines der guten Stücke aus der ersten Kleinserie an.
    beste Grüße
    Andre

  2. Markus Lanfranchi
    Titel: Anwendbares Wissen

    Lieber Hans-Peter
    vielen Dank für diese exzellente Anleitung. Speziell für unsere eher abgeschiedenen Landwirtschaftsflächen die dringend einen Energieschub vertagen könnten, eignet sich diese dezentrale Methode wohl bestens. Ich freue mich nicht nur auf die Fruchtbarkeitssteigerung sondern auch auf das Feuer-Ritual!
    Der Text über unseren finanziellen Reichtum bei gleichzeitigem Verlust des Glücks der Selbstbestimmung hat mich sehr berührt.

    Herzlich aus dem Südosten

    Markus

  3. Daniel Nägeli
    Titel: Grossartige Forschung - danke!

    Herzlichen Dank für diesen ausgezeichneten Artikel! Ich habe mich immer gefragt, wie man die Bioholzkohle selber herstellen statt von Hightech-Anlagen einkaufen kann.
    Genau so sollte Forschung gemacht werden: auf die praktische Nutzbarkeit für die Menschen aller Länder ausgerichtet, und unter Einbezug der bisherigen Erkenntnisse überall auf der Welt. Ich glaube fest, dass es nicht umsonst ist, die Forschungsergebnisse offen zur Verfügung zu stellen. Denn viele, die sie nutzen, werden ihren Wert erkennen und nach ihren Möglichkeiten etwas zurückgeben oder zur Verbesserung beitragen.
    Ich bin gespannt auf die kleinere Version für den Hausgarten (wie gross ist nötig für die effiziente Verkohlung?), und gehe davon aus, dass diese die bisher verbreitete Feuerschale ablösen wird.
    Herzlich
    Daniel

  4. Thomas Rippel
    Titel:

    Lieber Hans-Peter
    Ich möchte dir gratulieren zu dieser Innovation. Hut ab! Das ist ein echter Meilenstein.
    Habt ihr die genauen Baupläne auch hochgeladen?
    Gruss
    Thomas

  5. hps
    Titel:

    Salut Thomas, wir möchten in dieser Anfangszeit gern noch ein bisschen die Hand auf der Entwicklung behalten und auch die Ergebnisse sehen von möglichst vielen, die Kon-Tikis bauen und Pflanzenkohle damit produzieren. Daher bitten wir um persönliche Kontaktaufnahme für die Übergabe der Baupläne. Was wir dann auch gern nutzen zur Aufforderung für eine bescheidene Spende, die uns hilft weiter solche Technologien open source zu entwickeln. Schönen Gruss, Hans-Peter

  6. Ueli Blatter
    Titel: Kon Tiki

    alles Geniale ist einfach, man muss es nur finden – toll, eine Revolution! Endlich kann ich vernünftig Kohle selber herstellen.
    Ich möchte mir ev. zusammen mit Freunden eine Kon Tiki bauen und in Frankreich, sowie in der Schweiz einsetzen und Terra preta fördern. So wird Terra preta Substrat erschwinglich. Neben TP wird Kon Tiki auch zu einem sozialen Projekt.

    bitte senden sie mir die Baupläne zu. Für jede Benützung werde ich Ihnen einen wohlverdienten Obulus zustellen.

    herzlich Ueli Blatter, Naturgärtner

  7. Ueli Scheuermeier
    Titel: Stoh verkohlen?

    Leute, Leute, wisst ihr was ihr da anstoesst? Das ist riesig! Vielen Dank.

    Emmental Forest Cooperation EFCO arbeitet mit afrikanischen Kleinunternehmern in abgelegenen laendlichen Gegenden von Tanzania. Das Land hat ein “big dirty energy secret”, will sagen: Der Holzkohleverbrauch fuers Kochen ist landesweit so hoch und steigend, dass bis in 30 Jahren kein Baum mehr stehen duerfte. Gleichzeitig brennt die Savanne in riesigen Flaechen jedes Jahr ab. Das hohe duerre Gras und Staudengestruepp setzt oft riesige Mengen an Energie frei und ist eine Gefahr fuer gepflanzte Baeume und generell fuer den rasch schwindenden Wald – die Energie muesste man nutzen koennen!
    Frage: Wird es moeglich auch “Stroh” oder gar “Strohhaecksel” mit dem Kon-Tiki zu verkohlen? Wisst ihr das schon, oder muesste man das erst noch ausprobieren? Falls ja, dann sehe ich Teams von jungen Leuten ueber Monate hinweg solche Kon-Tikis fahren und Graskohlestaub an Pressanlagen liefern und sich so ein Einkommen sichern. Der Kohlestaub wuerde dann zu Briketts gepresst als Alternative zur Baum-basierten Holzkohle welche gegenwaertig gebraucht wird (spaeter sehe ich auch Vergasung von solchen Briketts zwecks Betreiben von Traktoren, Generatoren, usw).

    Ist diese Vision denkbar?

    Ueli

  8. hps
    Titel:

    Wissen, wissen wir nicht, aber hoffen schon. Jedenfalls habe ich’s vor dem inneren Auge, was daraus werden könnte. Bei der Strohpyrolyse kommte kommt es ein bisschen auf die Grasart und den Asche- bzw. Energiegehalt an. Je nach dem brauch man +/- 30% Holzabfälle dazu. Aber genau die wären ja durch das Staudengestrüpp gegeben. Gemeinsam mit diesen Büschen wird es sehr gut funktionieren und hervorragende Kohle ergeben. Wenn man dann noch einen Schritt weitergeht und wenigstens einen Teil der Pflanzenkohle abzweigt, um sie beim Baumpflanzen ins Pflanzloch zu geben (aufgeladen mit Mist/Urin), dann könnte man auch wieder die Aufforstung ins Auge fassen. Beschwingten Gruss, hps

  9. Peter Birett
    Titel: Bio-Kohle mit EMa fluten? = aktivieren

    Ich bin fasziniert (und eigentlich sollte ich seit 1 Stunde schlafen ;-)
    In den Filmen von Josiah Hunt und Mark Sission sehe ich wirklich gute Ideengeber und Grundlage für den Kon-Tiki. Tolle Umsetzung!
    Was mich fasziniert, ist der Wasser-Einlauf zum Löschen des Feuers von unten her.
    Um die Bio-Kohle zu beleben, kann ich mir gut vorstellen, nach dem Ablassen des seifigen Wassers (am besten gleich dabei Temperatur messen, 38°C wäre ideal, denn dann), den Kon-Tiki mit purem EMa aus einem nur höhergestellten 1qm Kanister (oder mit Lader hochgehoben) voll laufen zu lassen.
    Das später wieder abgelassene EMa würde ich teilweise mit dem vorher abgelassenen seifigen LöschWasser vermischen, bevor es in den Garten vergossen wird. Den anderen Teil würde ich für die KüchenAbfall-Bokashi-Herstellung, Bio-Toilette verwenden oder in die GülleGrube schütten.
    Ich bin gespannt auf einen Bericht, wie diese EM-getränkte TerraPreta-Kohle anders sich anfühlt, riecht, den Boden bereichert, als die bisher hergestellten Chargen.
    Voll Freude und Begeisterung, Euer Peter

  10. Werner Münzker
    Titel: Stroh verkohlen noch einfacher

    Wenn das mit dem Verkohlen von dürrem Gras und Staudengestrüpp geht (und das nehme ich an), dann würde ich das noch vereinfachen:
    Artikel ganz oben lesen, Gruben graben und das Material der Umgebung verkohlen. Dann mit Erde abdecken (Wasser wird Mangelware sein) und gut ist es.
    Keep it simple and stupid!

    Werner

  11. Claudia Malfer
    Titel:

    …..seltsam…………ohne es zu wissen, hab ich mit in den letzten Monaten angewöhnt, meinen Kaminofen “verkehrt rum” aufzustapeln, also von oben her abzubrennen, den dicksten Klotz am Boden. Meine Erfahrung, dass
    es wider Erwarten super funktioniert und viel weniger rußt und Rauch entwickelt.
    Und die Idee meines Vorredners Peter Birett, in das auf 38 ° abgekühlte Löschwasser Effektive Mikroorganismen (EM) einzubringen find ich auch hervorragend, weil damit die positiven Bakterien gleich ein gutes Zuhause bekommen, was zur Vererdung und Düngung gut ist und auch in der Tiernahrung
    heilsame Wirkung hat.

    Euer Forschen und Wirken macht Freude und Hoffnung – ein guter Beitrag zur Rettung unserer Erde, unserer Natur. clima

  12. hps
    Titel:

    Erdmeiler wären hier kurzfristig sicher die billigste Variante. Allerdings ist das Aufgraben der Löcher in der harte Erde unter sengender Sonne und ohne Maschinen ziemlich mühsam. Wohningegen man die Meiler von Ort zu Ort rollen kann. Wir arbeiten teilweise mit einer Kombination von Erdmeilern mit konischem Metalring zur Verbesserung der Verbrennungsdynamik. Da gibt es eine ganze Reihe von Kombi-Lösungen je nach Situation vor Ort.

  13. DanielG
    Titel:

    Meine Frau hat in Udon Thani / Thailand Landwirtschaftsland. Die Herausforderungen in der Landwirtschaft sind gewachsen. Grosse Waldflächen wurden in den letzten 20 Jahren abgeholzt, der Boden ist sandig und schnell ausgetrocknet, Nährstoffe werden bei heftigen Regen schnell ausgewaschen, das gespeicherte Wasser in den Seeen wird für die schnell wachsende Stadt selber gebraucht und immer mehr Bauern haben zu wenig Wasser für die Landwirtschaft in der Trockenzeit…
    Permakulturkonzepte und mit einfachen Mittel Pflanzenkohle herzustellen werden der sehr armen Bevölkerung dort sicher helfen!
    Ich bleibe dran!

  14. Frank Strie
    Titel:

    Nun möchte ich mich doch auch gleich mal melden.
    Wie schon alle zuvor, so möchte ich Hans-Peter Schmidt auch ganz herzlich gratulieren.

    Es ist faszinierend wie ein Schritt dem nächsten folgt.
    Kaum hatte ich Anfang Juli das Video von Paul & Hans-Peter gesehen war mir klar, dass damit ein großer Schritt in der Weiterentwicklung gelungen war.
    Die Rohrleitung und 2″ / 50mm Schnellkupplung und 2″ Schlauchleitung mit dem gezielten Designer Aktivierungstee – Löschflüsssigkeit im 1m3 Containertank auf der Ladepritsche funktioniert super und so schnell oder langsam wie der Bioköhler es wünscht.
    Wir haben hier ‘under Down Under’ in Tasmanien, Australien seit August schon einige Mengen verschiedene Pflanzenkohlen mit unseren KON-TIKI-TAS kilns hergestellt.
    Quellwasser, Hühnertee, Schweinegülle, mit und ohne Molasse.
    Bisher haben wir
    Weinranken, Haselnussruten, Obstbaumäste und Zweige, Nadelholz, Zypressenrinde, kleine Zweige und Baum Nadeln, Akazien – Wattle verkohlt.
    Je feiner und dünner das Material, um so schneller die Verarbeitung / Verkohlung aber auch die konstante, gleichmäßige Zufütterung.
    Sofern genug Biomasse vor Ort bereit liegt, kann eine Person 2 Kon-Tiks gleichzeitig beschicken. Man sollte dann auch 2 Tanks mit Löschflüssigkeit bereit haben.
    Je nach Einwirkungsdauer kann man dann mit einer keinen Motorpumpe die Flüssigkeit wieder abpumpen und nochmals verwenden.
    In den nächsten Wochen folgen Versuche mit stacheligen Unhölzer wie Gorse, das allein in Tassie so ~100,000ha überzogen hat.

    http://www.environment.gov.au/biodiversity/invasive/weeds/publications/guidelines/wons/pubs/u-europaeus.pdf
    Da werden dann 4 oder 5 Kilns zeitversetzt – (wie im Chor bei einem Kanon) parallel angeheizt, mit einem Bagger gefüttert und dann abgelöscht.
    Na dann werden wir mal sehen, wo das noch hingeht …
    Beste Grüße aus dem Sommer in Tasmanien
    Frank Strie
    Terra-Preta Developments
    Schwabenforest Pty. Ltd.

  15. Carsten
    Titel:

    Es ist eine faszinierend einfache und in sich schlüssige Technologie aus sehr guter Beobachtung, Überlegung und den Folgerungen daraus. Die Analogie zu den Pyrolyseöfen aus der Entwicklungshilfe in Afrika, Haiti und Indien (Sampada) ist sehr gut sichtbar. Besonders faszinierend die Qualität des Feuers und nach dem Quenchen von unten die Qualität der Biokohle. Es gibt sicherlich ein sehr großes Interesse an kleineren Kon-Tikis für Haus- und Kleingärten und die Entwicklungshilfe weltweit. Ich bin höchst gespannt auf die nächsten Mitteilungen. Die Verbreitung ist annehmbar lawinenartig und stimmt hoffnungsfroh.
    Mit besten Grüßen

  16. Gernot Heinrich
    Titel: Biodynamischer, nachhaltiger Weinbau

    Das ist eine großartige Methode um alle organischen Materialien, die wir bisher größtenteils für die Kompostbereitung verwendet haben, wie z.B. Baumhäckselgut, Strauchschnitt, Rebholz, Schilf vom Neusiedlersee, zuerst in
    eine haltbarere, wertvollere Kohlenstoffform umzuwandeln und erst dann in einem weiteren Schritt der Kompostierung und nachfolgenden Beimpfung mit
    unseren biodynamischen Präparaten zwecks “Informationsaufladung” zuzuführen. Wir haben ja auch in der Vergangenheit schon sehr positive Erfahrungen mit Komposteinsatz in den zum Teil schwer erodierten Hanglagen
    mancher Weingärten gemacht und ich freue mich schon darauf Pflanzenkohle selber zu bereiten und den Boden noch mehr zu verlebendigen!

  17. Alfons-E. Krieger
    Titel:

    Lieber Hans-Peter und Paul,
    ich habe lange nicht mehr so einen interessanten Artikel gelesen.
    Schön, dass Ihr uns in so einer klaren und logischen Weise Eure Gedanken / theoretischen Grundlagen und Schlussfolgerungen sowie praktischen Empfehlungen zu einer low tec (Volks-) Pyrolyseanlage mitgeteilt habt. Wegen der Schadstoffproblematik bei den (gefühlgeregelten) low tec Karbonisierungslösungen war ich kein Freund der do it your self Pflanzenkohleherstellungsanlagen.
    Jetzt hast Du mich überzeugt, dass es Möglichkeiten gibt, diese Gefahren und Probleme zu lösen.
    Leider wird die freiwerdende Prozesswärme, wie bei den technischen (Groß-) Anlagen noch nicht genutzt. Da wird Euch aber auch noch was einfallen – da ist noch was drin.
    Aber bei den kleinen Anlagen ist das kein Problem, da man bei der Karbonisierung auch viel Spaß hat und es zum Beispiel mit einem Feuerritual oder als Partyfeuer als Feuerschalenersatz mit bleibender Pflanzenkohle nutzen kann und viele Herzen erwärmen und zum Beispiel Stockbrot backen kann.
    Die Genialität liegt auch in dem recht simplen Quenchen mittels Wasserdampf – das auch technisch recht einfach zu bewerkstelligen ist.
    Ich sehe eine ganz große Perspektive von kleinen Kon-Tikis für Haus- und Kleingärten und in der Entwicklungshilfe.
    Ich selbst habe einen Bedarf an einen kleinen Kon-Tikis und werde mein letztes Geld nicht für einen Gartenhäcksler ausgeben, um meine zahlreichen Sonnenblumenstängel (an denen sich noch die Waldvögel laben) und perspektivisch Maisstängel, Maisspindeln und Strauch- und Obstbaumschnittmaterial mit den Kon-Tiki zu karbonisieren und meinen Gartenboden mit der Pflanzenkohle verbessern.

    Viele liebe Grüße mit Wünschen eines gewaltigen Demokratisierungsaufschwunges
    Alfons-Eduard Krieger
    Ludwigsfelde

  18. Leuenberger
    Titel:

    Seit ca. einem Jahr produziere ich mit dem PyroCook selber Pflanzenkohle. Ich koche dann meistens Wasser, da ich viel heisses Wasser brauche, um meine Bienenkasten usw. zu reinigen Die Kohle mische ich dem Kompost bei. Ich kompostiere nach der Handregel, d.h. heisskompostieren. So erhalte ich ein qualitativ gutes Substrat. Den Baum-und Strauchschnitt füttere ich zuerst den Kaninchen. So bleibt dann nur noch Holz übrig. Die Kaninchen müssen nie zum Arzt, und ich weiss was ich für Fleisch habe. Das kommt gut mit dem Kon-Tikis.
    Freundliche Grüsse
    Ernst Leuenberger

  19. Sabine Koch
    Titel:

    Eure Webside hat mir ein Bekannter empfohlen. Ich bin begeistert wie einfach es ist, mit dem Kon-Tiki Pflanzenkohle herzustellen. Wir betreiben Weinbau in Steil- und Terrassenlagen bei Tübingen. Rebschnitt und Holz aus Rodungen von verbuschten Flächen haben wir bis jetzt meistens gehäckselt oder verbrannt. Aber nun würden wir gerne auch Pflanzenkohle daraus machen. Unser Dorfschmied könnte uns sicherlich einen Kon-Tiki bauen. Dazu würden uns die Baupläne interessieren. Gerne spenden wir dann auch einen Beitrag für die Weiterentwicklung des Kon-Tiki. Wir freuen uns auf eine Antwort…
    Sabine Koch und Stefan Haderlein

  20. Y.I.Morales
    Titel:

    Guten Tag Herr Hans-Peter Schmidt

    Mich interessiert, ob Sie auch schon statt mit einer Konusform mit Pyramidenform, z.B. einer hexagonalen Pyramide “Pyra-Tiki” experimentiert haben.
    Die Luftwirbel wären da zwar weniger harmonisch als bei einem Konus, aber da stelle ich mir einige Vorteile vor, die die Nachteile einer aus flächenbasiert hergestellten “Pyra-Tiki” überwiegen:
    1. Minimale Technische Voraussetzung für die Herstellung, Blechschere (Autogen- oder Plasmaschneider bei dickem Blech), Schweissgerät oder Nietgerät plus Bohrmaschine.
    (Keine massiven Walz-, Abkant- und Schermaschine nötig bei Verarbeitung von dicken Blechen)
    2. 0% Verschnitt, Rest und Verlust bei rechteckigen Stahlblech als Rohmaterial möglich.
    3. Ein faltbares Pyra-Tiki Design durch Scharnierverbund (genietet oder geschweisst)
    4. Niedriger Transportaufwand und Kosten bei kompakt faltbarem Pyra-Tiki.
    5. Faltbares Pyra-Tiki kann von einer Person transportiert und aufgestellt werden. Passt in einen Pkw.
    6. Erzielung von Herstellungskosten bei Sammelbestellung bestimmt nicht nur unter knapp 3000 €, sondern weit unter 1000 € möglich.
    7. “Do-it-your-self Pyra-Tiki set” bestehend aus vorgeschnittenen dreieckigem Stahlblech für Kunden mit Schweissgerät. (Einziger Herstellungsaufwand: Blech in Dreiecke scheren)
    8. Demokratisch nicht nur Pflanzenkohle sondern auch Pyra-Tiki herstellbar. Dezentral anbietbar durch Schlossereien.. (^_^)

    Noch was:
    Wen schon eine Öffnung am Boden des Kon-Tiki vorhanden ist für späteres “Quenchen” bzw. aktivieren der Pflanzenkohle mit Wasser..
    Die Öffnung kann man auch zu Beginn nutzen um Luft einzublasen um die erste Holzladung anzuzünden bis eine Glutschicht und eine eigene gute Luftzirkulation entsteht. Ein kleiner handlicher Bläser wirkt Wunder.

    Freundliche Grüsse

    Y.I. Morales

  21. hps
    Titel:

    Vielen Dank für die Ideen zur Pyramidenform. Tatsächlich hat diese einige Vorteile und wir haben bereits einige selbst montierbare achteckige Kon-Tiki gebaut. Insbesondere haben wir diese Form hier in Nepal gewählt, da die Maschinen zum Biegen der Konusform nicht verfügbar sind. Wo die Maschinen zum Rundbiegen jedoch vorhanden sind, ist dies natürlich einfacher und billiger, da es nur eine Schweißnaht anstatt derer acht braucht.
    Wir haben auch achteckige Kon-Tiki zum Zusammenschrauben gebaut, so dass sie als “flat-pack” verschickt bzw. transportiert werden können. Wenn man die Einzelteile in Serie mit entsprechenden computergestützten Maschinen bauen kann, ist dies sehr interessant, wo allerdings wie hier selbst Biegemaschinen nicht verfügbar sind, stößt das große Geschick der Handarbeiter bei 3mm Stahl an seine Grenzen. Ausserdem sind hier die feuerfesten Abdichtbänder nicht verfügbar, um die verschraubten Stöße zum Quenchen dicht zu bekommen. Da es Schweißgeräte und Flex quasi in jedem Dorf gibt, haben wir uns für Entwicklungsländer zu achteckigen, verschweißten Kon-Tiki entschieden.
    Das Einblasen von Verbennungsluft durch das Wasserrohr am Boden funktioniert, braucht aber ein ziemlich kräftiges Gebläse zu Beginn.
    Mehr über alternative Kon-Tiki Designs werden wir in einem nächsten Artikel vorstellen und diskutieren. Geplant für spätestens Ende Februar.

  22. Frank Strie
    Titel:

    Also erstmals HAPPY 2015 – Beste Grüße und beste Wünsche für 2015 aus Tasmanien!

    Da wir ja jetzt schon ein paar m3 Char hergestellt haben und dies mit verschiedenen Materialien und Stückgrößen, so lernt man ständig dazu.

    The Burn-floor / Der Brennboden soll ja opimiert werden.
    The Glow-zone / Die Glühzone sollte nach unseren Erfahrungen in der oberen Hälfte ablaufen.
    Da gibt es dann auch die Möglichkeit der Wärmenutzung als Durchlauferhitzer – Wärmetauscher. Wir arbeiten dran.
    Das neue Jahr wird bestimmt weiterhin spannend bleiben.

    Watch this space!
    Frank
    Terra-Preta Developments
    Schwabenforest Pty Ltd

  23. Y.I.Morales
    Titel:

    Guten Tag Herr Hans-Peter Schmidt

    Sie haben erwähnt das für die oktagonalen und verschraubten kon-tiki in Nepal keine hitzebeständigen Abdichtbänder fürs quenchen verfügbar sind..
    Wie wäre es den statt dessen mit einer vor Ort hergestellten hitzebeständigen Abdichtmasse das man von innen oder noch besser auf die verschraubten Flächen appliziert?
    z.B. aus einer Graphit-Ton/Lehm-Bitumen mischung?

    Graphit (pulver) – macht Ton/Lehm hitzebeständig
    Ton/Lehm – als Verbundmasse das festgebrannt wird.
    Bitumen – als Porenverdichter und Kleber

    Freundliche grüsse

    Y.I. Morales

  24. hps
    Titel:

    Am Bodenblech geht die Abdichtung mit gutem Kohle-Lehm recht gut, an den verschraubten Seitenwänden ist es schwieriger, aber Bitumen würde sicher gehen, aber dann ist der Vorteil der Verschraubbarkeit schon wieder hin, wenn man jedes Mal erst neu abdichten muss bzw. zum Demontieren die Dichtung aufschneidet. Es ist insgesamt einfacher, die Bleche zu einem oktagonalen Kiln zu verschweißen. Schweißgeräte gibt es überall und die Bleche könnte man vorgeschnitten liefern. Schönen Gruss, hps

  25. Y.I.Morales
    Titel:

    Da fällt mir gerade ein…
    Möchte selbst ein kon-tiki zusammen schweissen, aber hier in Südamerika hab ich grad nicht ne Biegemaschine um 3mm Blech zu biegen… Also nur Pyramidenform möglich.
    Aber so viele lose Einzelteile exakt zusammen halten und dazu noch im korrekten Winkel ohne Verzug zusammenschweissen.. Sehr umständlich.
    Da ich auch nur eine Flexmaschine habe um so dickes Blech zuzuschneiden…
    Ich kann das doch auch alles nur aus einem einzigen Stückblech schweissen.
    Anders als bei konischer form mit mind. zwei Teile (Boden + Seitenmantel).
    Ich kann z.B. bei oktagonaler Trapezwanne 7 Ecken bei 3mm Blech mit der Flex nicht durchtrennen sondern auf die HALBE Wandstärke tief einschneiden inkl. eine Seite des oktagonalen Bodenblechs drannlassen.
    So kann ich alles aus einem stück ohne biegemaschine exakt und einfach wie ein Papierwürfel zusammenfalten und hätte nur eine Ecke und ein Teil des Bodenblechs zu schweissen.
    Evtl. danach die 7 gefalteten Ecken mit jeweils 5cm Schweissnaht von innen her am oberen Ende und Mitte Verstärken. Fertig.

    PS:
    Beim zusammen schraubbaren kon-tiki empfehle ich ähnlich vorzugehen.
    7 Ecken + 1 Seite des Bodens mit durchgehenden Scharnierverbund und nur eine Ecke und Boden verschraubt.
    So erspart man sich viel Zeit für die Montage und Demontage.

    Freundliche Grüsse

    Y.I. Morales

  26. hps
    Titel:

    … wir hatten kein Problem, die acht Bleche sauber zu einem Oktagon zusammenzuschweißen. Das saubere Biegen der Bleche im richtigen Winkel hätte uns vor größere Probleme gestellt. Aber wenn es Ihnen gelingt, wäre es eine elegante Lösung. Bitte schicken Sie uns bald Bilder. Und viel Glück, hp

  27. Hartmut Behrens
    Titel: Zerkleinern?

    Erstmal herzlichen Dank für diese ausführliche Information. Eine Frage des Gärtners: Gibt es ein einfaches Verfahren (ohne hohen Stromverbrauch), die immer noch recht harten Kohlestückchen zu zerkleinern, um sie dem Komposthaufen beizumischen?

  28. hps
    Titel:

    In der Schweiz verwenden wir Gartenhäcksler, das geht etwa im gleichen Tempo, wie man den Kon-Tiki leer schaufelt. In Nepal haben wir herrlich robuste Gewürzmühle gefunden, das geht etwas langsamer, wird dafür aber sehr fein. Allerdings ist es mit dem Strom hier so eine Sache, der fließt meistens nur nachts. Also bauen wir an einer handgetriebenen Kohlemühle, ich werde einige Fotos dazu im nächsten Artikel bringen.

  29. Thomas Schäffer
    Titel: Größe der Holzkohle

    Zunächst einmal Hut ab zu dieser Entwicklung! Ich bin begeistert und denke nach vielen Versuchen mit kleinen Tonnenkilns ernsthaft über einen Umstieg nach.

    Meine Frage hat denn die Größe der Kohlestücke einen Einfluss auf deren Wirksamkeit? Sind Stücke in der Größe von 2 Würfelzucker nicht genau so wirksam wie feines Kohlepulver? Oder haben größere Stücke nicht sogar Vorteile im Boden?

  30. Frank Strie
    Titel:

    Hallo Thomas Schäffer,
    Man kann sich ja mal den Gedanken machen wie die Kompostwürmer und die Regenwürmer an der Pflanzenkohle nagen werden. Mit einem Shredder-Hammermühle habe ich heute in kurzer Zeit ca. 1m3 feuchte Biochar von bis zu faustgroßen Stücken auf optimale max.5mm zerkleinert.
    Bisher habe ich immer die rohe Biochar im Komposthaufen verwendet und auch erst im Hühnerstall, in der Bodenstreu besonders dort wo die 15 “Federdamen” und der Hahn auf ihren Sitzstangen übernachten.
    Die Mischung wird dann erst als Hühnertee – also als Flüssigdünger angesetzt und die Feststoffe anschließend im Komposthaufen eingeschichtet. Alles was nicht durch das Sieb geht kommt gleich wieder in den frischen Komposthaufen. Im Laufe der Jahre wird dann alles etwas feiner und die Mikroben und Bodenpilze haben immer eine gute Mischung.
    Wie beim Hefe- und/oder Sauerteig, da ist viel Leben drin.

  31. KompostKreis
    Titel: Klein aber fein

    vielen Dank für den Artikel und die spannende Diskussion!
    Beides werde ich denjenigen Teilnehmern meiner Workshops empfehlen, die größere Mikrovergaser bauen möchten.

    Allerdings wird auch deutlich, welche Nebenerscheinungen mit zunehmender Größe einhergehen: Material-, Kapital-, sowie Werkzeug- und Zeiteinsatz steigen ebenso spunghaft an wie Gewicht und Sperrigkeit der Vergaser. Besonders schade finde ich, dass die Abwärme der Kon-Tikis bisher nicht genutzt wird.

    Dabei ist es doch genial Suppe oder Kaffee zu kochen und als “Nebenprodukt” Holzkohle herzustellen. Mit der Fokussierung auf den Durchsatz an Holzkohle geht der Gedanke ineinandergreifender Kreisläufe doch wieder verloren. Meiner Meinung nach ist die Mehrfachnutzung der eigentliche Clou. Wer die wertvolle “Abwärme” ebenso nutzt wie die Holzkohle hat den nächsten Schritt getan. Wer dazu noch seinen Mikrovergaser aus vorhandenen Materialien selbst gebaut hat ist schon zwei Schritte weiter auf dem Weg zur Demokratisierung der Pflanzenkohleproduktion.

    Herzliche Grüße aus Berlin,
    Joachim Betzl

    P.S.: Auf meinem Blog KompostKreis finden sich u.a. Anleitungen und Videos zu kleinen aber feinen Holzvergasern.
    P.P.S.: Je kleiner bzw. feiner die verwendeten Holzstücke sind, desto leichter lassen sie sich anschließend auch zerkleinern.

  32. Steffen Bläsing
    Titel:

    Um Holzkohle zu einem feinen Pulver zu zermahlen verwende ich einen
    einfachen Betonmischer. Der wird mit der Holzkohle zur Hälfte gefüllt und
    dann kommen etliche Kieselsteine dazu in verschiedenen Größen. Vor die Öffnung einfach Baufolie mit Draht befestigen (Mischer haben dort einen Rand).In zehn Minuten zermahlen die Steine die Holzkohle in feines Pulver.Mischer einfach in Schubkarre entleeren und die Steine über ein Sieb
    wieder aussieben.
    Holzkohle hab ich bisher in einem leeren Stahlfass gemacht nach der gleichen Feuermethode von oben nach unten brennen.
    Viele Grüße

  33. hps
    Titel:

    Liebe Frau Krause,
    für solche Projekte wie das Ihre haben wir die Kon-Tiki Technologie ja ursprünglich entwickelt. Selbstverständlich werden wir Ihnen die Bauunterlagen dafür zur Verfügung stellen und sind über Erfahrungsberichte, Weiterentwicklungen und Anpassungen jederzeit dankbar. hp schmidt

  34. Steivan
    Titel: Kon-Tiki Kegelmeiler

    Sehr geehrte Damen und Herren,
    Ich habe mit grossem Interesse die Artikel von Ihrem Institut über die Produktion von Pflanzenkohle, vor allem über die Verwendung in der
    Landwirtschaft gelesen. Imponierend ist der vielfältige Einsatz in Silage, Gülle, Tretmist und schliesslich zur Produktion von Terra Preta.
    Wir bewirtschaften einen ca. 30ha. Biobetrieb auf 1400m.ü.m im Engadin. Bei uns fallen jährlich zwischen 4 bis 6 Tonnen Holzschnitzel an.
    1.5-2 t werden für unsere Holzheizung verwendet, der Rest wird kompostiert. Mit dem Kon-Tiki Kegelmeiler zu Pflanzenkohle Herstellung
    wäre eine viel bessere Lösung. Ich möchte gerne einen Kon-Tiki Kegelmeiler selber schweissen, dazu brauche ich Eure Unterstützung
    mit technischer Zeichnung oder einer Bauanleitung.
    mit freundlichen Grüssen
    Steivan Meyer Etter

  35. Bernhard T-M
    Titel:

    Hallo Hans-Peter Schmidt,

    Ich hätte da eine sehr interessante Verbesserungsmöglichkeit. Konstruiere eine Kon-Tiki nach Berechnungen eines parabolischen Trichters Wirbeltechnik von Viktor Schauberger. Es wird aber sehr schwer umsetzbar sein (Biegung).

  36. hps
    Titel:

    … aber wie wirft man dann die zu verkohlende Biomasse auf? Könnten Sie mal eine Skizze schicken, wie Sie es sich vorstellen?

  37. Frank Strie
    Titel:

    Frage an Bernhard T-M
    … parabolischer Trichter Wirbeltechnik von Viktor Schauberger?

    oder sollte das der Hyperbolischer Schauberger-Trichter werden?

    http://www.alles-wirbelt.de/versuche
    …” Viktor Schauberger hat sich oft mit dem Einwirbeln von Flüssigkeiten, vor allem von Wasser, beschäftigt, da das seine Eigenschaften sehr verbessern soll. Der Wirbeltrichter muss hyperbolische Form haben und das Wasser wird tangential eingestrahlt, wie auf dem Bild schön zu sehen. Der Trichter ist aus Kupfer, da dieses Metall außerdem noch positive Auswirkungen auf die Pflanzen haben soll.
    Nach Aussage des Teichbesitzers ist nach ca. vier Wochen Betrieb die Qualität des Wassers (kleiner Gartenteich) viel besser, es ist deutlich klarer geworden und die Teichbewohner, eine Anzahl Kois, fühlen sich pudelwohl.”

  38. Bernhard T-M
    Titel:

    Ja so in etwa. Wenn das bei Wasser sehr gut funktioniert, dann müsste es bei der Luft ebenso sein. Je weniger Wiederstände um so besser. Viel Luft in kürzerer Zeit, um so schneller wird der Vorgang bei der Verkohlung sein.

  39. Harald Kaiser
    Titel:

    Hallo,

    eine tolle Sache habt ihr da gemacht mit dem Kon Tiki.

    Bezüglich der Holzkohleproduktion habe ich mir selber auch Gedanken gemacht, wie man das einfach machen könnte.
    Ich dache dabei an eine Tonne mit Deckel, durch die in der Mitte ein Ofenrohr führt. Dieses Ofenrohr ist Teil eines sogenannten Rocket Stove Ofens, der in den USA sehr bekannt ist und dessen Hitzeabgabe trotz geringeren Brennmaterials doppelt so hoch wie unser europäischer Kanonenofen ist. Der R.St. besteht im Grunde nur auf Rohren oder Kanteisen in L- Form und hat am unteren waagrechten Teil wieder ein kurzes Stück Rohr schräg nach oben, das lediglich der Zuführung von kleinem Brennholz dient. Im Internet gibt es genug Videos dazu, wenn ihr das nicht kennen solltet, woran ich aber zweifle… Die Tonne kann in diesem Fall ja gleich voll angefüllt werden und mittels Deckel geschlossen werden. Der Deckel sollte einen Rohr oder Schlauchanschluss für die entstehenden Gase haben, mit denen man einen Generator zur Stromerzeugung betreiben könnte. Oder man führt die Gase dem Hitze erzeugenden Rocket Stove zu und verbrennt sie, was wahrscheinlich auch den Bedarf an Brennmaterial verringert. Was haltet ihr von dieser Idee?

    Herzliche Grüsse
    Harald Kaiser

    PS: Der Kon Tiki erinnert mich sehr an ein großes Agnihorta Gefäß, nur das dieses eben 4 Kanten hat, statt der Rundung. Ich glaube das Funktionsprinzip ist aber das Gleiche.

  40. Wittmann
    Titel:

    Hallo Herr H.Kaiser,

    wir haben eine Tonne umgebaut mit Innenbehälter und Kohle + Pyrogas produziert. Das entstande Gas wird über einen Gasmotor mit Stromgenerator ( Klein- BHKW ) verbrannt und es wird Wärme und Strom dezentral erzeugt .

    Laut BAFA wäre das BHKW, auch als Einzelmodell voll anmeldetauglich.

    Kosten natürlich viel geringer als von Vaillant, Vissmann oder sonstigen Lobbyisten Firmen.

    Bei Fragen bitte melden

    Gruß

    L. Wittmann

  41. Friedrich Müller
    Titel:

    Guten Tag Hans-Peter Schmidt, Terra Preta für meinen Schrebergarten herzustellen betreibe ich das ganze Jahr über. Unterbrochen von einer Woche Alpenwanderung und einer Skiwoche. Da ist der Kon Tiki vor diesem herrlichen Panorama ein Traum!!
    Ich habe einen Pyrolyseofen nach einem Video ‘eine kleine Farm’ verkleinert nachgebaut. Er braucht ganz trockenes Holz bestimmter Stückelung und arbeitet optisch und riechbar sehr rauchgasarm. Aber es ist auf einem rostigen Gefäß eine relativ große Flamme zu sehen und es knistert auch. Das assoziiert Verbrennung und das ist im Kleingartenverein verboten. Deshalb bin ich darauf aus die Pyrolyse als Kohlenstoffsenke neben der Kompostverrottung und dem traditionellen Grillen in Kleingärten zu legalisieren. Wenn das geschafft ist baue ich einen Kleingarten-Kon-Tiki. Diese Bauart passt auch besser für die Gemeinschaft um das Feuer. Aber zunächst: Wie viel des aus der Atmosphäre aufgenommenen CO2 wird bei Verbrennung,Verrottung, Pyrolyse und Grillen wieder abgegeben? Welche anderen Gase spielen auch eine Rolle? Wie sind die vier Vorgänge klimawirksam zu beurteilen? Beim Trennklo kann ich die Tür zumachen, den Pyrolyseofen sieht jeder. Ich schreibe von einem kleinen Garten: in Leipzig und auch anderswo gibt es viele davon.
    Herzliche Grüße
    Friedrich Müller

  42. hps
    Titel:

    Nach Auskunft einiger Behörden wird der Garten Kon-Tiki als Grillfeuer akzeptiert und ist ja auch mit einem großen schwenkbaren Grill ausgestattet. Aber Gartengemeinschaften haben häufig ihre eigenen Regeln, da ist es sicher besser erst einmal eine Vorführung für alle Nachbarn zu organisieren und gleich noch mit erklären, wie die Kohle im Kompost und Trockenklo zum Vorteil für den Boden wird. Beim Kon-Tiki bleibt etwa die Hälfte des Kohlenstoffs der ausgänglichen Biomasse als Pflanzenkohle zurück, der größte andere Teil wird sauber verbrannt. Es entstehen auch (wie bei jeder Verbrennung) einige Spurengase wie Methan, Kohlenmonoxid, Stickoxid usw., aber sie sind nach unseren umfassenden Messungen sehr gering und auf jeden Fall nicht höher als die üblichen industriellen Pyrolys-, Vergaser und Verbrennungsanlagen. Wir werden die Ergebnisse der Emissionstest bei der Internationalen Biochar Tagung Ende Mai in Potsdam präsentieren und dann auch veröffentlichen. Bei sorgfältigem Betrieb des Kon-Tikis hat die Pflanzenkohle EBC Premiumqualität und kann auch zertifiziert werden. Schöne Grüsse und besten Dank für den Kommentar, Hans-Peter Schmidt

  43. Böhmer
    Titel: Holzkohlenstaub

    Bisher war immer die Rede davon, dass die Holzkohle zu Staub zerkleinert werden soll um sie effektiv zu nutzen. In Ihren Beiträgen lese ich nichts davon, kann man also grobe Stücke verwenden?

    Mit bestem Dank
    Böhmer

  44. hps
    Titel:

    Größere Kohlestücke schaden nichts solang genug feineres Material dabei ist, was in der Regel der Fall ist. Wenn wie mit dem Kon-Tiki das Herstellen der Pflanzenkohle so einfach ist, dass es weniger Mühe macht, sie herzustellen als sie zu zermahlen, dann nimmt man einfach ein bisschen mehr.
    Ansonsten geht das Zermahlen recht gut mit Gartenhäckslern, je größer desto besser. Grüsse, hps

  45. Hendrik
    Titel:

    Hallo,
    ich habe mal ein wenig über den Namen Kon Tiki recherchiert.
    Soweit ich es durch mehrere Internetseiten und auch wissenschaftliche Studien zu dem Thema lesen konnte ist nicht Kon Tiki (Qun Tiksi Wiraqucha) der Feuergott sondern sein Sohn Inti.
    Kon Tiki wird als der Schöpfer der Zivilisation benannt. Das passt ja trotzdem sehr gut da die Kultur nur durch die Nutzung der Holzkohle (in der Terra Preta) zu einer Hochkultur und Zivilisation werden konnte.
    Der Artikel sollte also ein wenig angepasst werden um keine, soweit ich es recherchiert und verstanden habe, falschen Infos zu verbreiten.
    Ich überlege den Artikel mit Hilfe meiner Freundin ins Französische zu übersetzten. Gibt es da schon Leute die da dran sind?
    Grüße, Hendrik

  46. hps
    Titel:

    Vielen Dank, Hendrik, es stimmt, dass wir mit der Ausweitung der göttlichen Prädikate Kon-Tikis (Qun Tikis) auf das Feuer, die Geschichte etwas überstrapaziert haben. Aber insofern Qun Tiksi in der Mythologie auch als Schöpfer des Lichtes gilt, haben wir gemeint, dass zum Licht eben auch das Feuer gehört, aber ein richtiger Feuergott wie der hinduistische Agni ist er tatsächlich nicht. Aber als Schöpfergott wird er uns schon über die Schultern geschaut und die Hand geführt haben, als wir die uralte Verkohlungstechnik am offenen Feuer technisch ein bisschen weiterentwickelten.

    Eine Übersetzung ins Französische wäre sicher sehr hilfreich für die leider noch immer sehr wenigen, die sich in Frankreich mit Pflanzenkohle beschäftigen.

  47. Daniel Nägeli
    Titel: Erd-Kon-Tiki

    Hallo Hans-Peter Schmidt,
    Wir haben einen grösseren Permakultur- und Natur-Garten (2000 qm) und ich veranstalte auch Führungen. Für den Gemüseanbau ist der Lehmboden mit vielen Steinen (Gletschermoräne) fast etwas zu schwer (und in letzter Zeit zu nass!). Gerne würde ich die Gemüsebeete mit Biochar anreichern. Die Versuche waren mehrheitlich positiv.

    Vielen Dank für die Anleitung zum selber graben eines Kon-Tiki! Was ist der minimale Durchmesser für einen Erd-Kontiki? Geht es in einem Garten auch etwas kleiner als 2 m, oder ist er dann zu klein, um die Temperatur von 600° zu erreichen? Ich habe vor allem viel Heckenschnitt, z.T. stachlig. Offenbar gibt es ein Metall-Modell mit 1.20 m Durchmesser.
    Beste Grüsse, Daniel

  48. hps
    Titel:

    Der Kon-Tiki lässt sich ohne Weiteres verkleinern. Im Grunde kann man auch in einer Erbsendose nach dem Kon-Tiki Prinzip Kohle herstellen. Allerdings gilt trotzdem, dass je größer der Kon-Tiki, desto stabiler ist die Verkohlung, was daran liegt, dass die Energiezufuhr und der Energieaustausch zum Trocknen und Pyrolysieren frischer Biomassen umso größer ist, je mehr Biomasse im Kon-Tiki verschwelt. Ein weiterer Vorteil der Größe ist, dass gerade stachliger Strauchschnitt nicht zerkleinert werden muss.
    Erd-Kon-Tiki mit einem Durchmesser von 80 cm funktionieren noch immer sehr gut, wenn Platz für 1m20 ist, wäre es besser. Entscheidend ist, dass die ganze Sache praktisch bleibt und angepasst ist an die räumlichen Voraussetzungen und die Menge der monatlich anfallenden Biomassen.
    Schöne Grüsse, Hans-Peter

  49. Ralph Ritter
    Titel:

    Hallo Herr Nägeli,

    seit ca. 8 Jahren hat mich das Thema „Kohlenstoffkreislauf“ nicht mehr losgelassen, und im Jahr 2010 kam dann noch meine Entdeckung des Themas „Biokohle“ (heute Pflanzenkohle genannt) dazu.

    Zuerst alles theoretisch, jedoch kam die Praxis bald in der Form einer alt hergebrachten Kompostierung im kleinen, in ausschließlich mit Handarbeit zu bewältigendem Maßstab hinzu.

    Die Praxis ermöglicht mir mein Hausgarten von ca. 800 qm zu pflegen und zusätzlich einige Schrebergartenparzellen von insgesamt 1500qm, wo ich hauptsächlich Gemüse für unsere Selbstversorgung und Futter für zwei Milchziegen und einiges Federvieh in ökologischer Weise anbaue.

    Das Ithaka-Journal ist seither (allerdings in unregelmäßigen Abständen) mein Begleiter und „Mutmacher“, jedoch war ich immer nur Zaungast.
    Daß ich nun über den Zaun gestiegen bin, hat den Grund, daß ich vor 3 Wochen meine erste eigene praktische Erfahrung mit der Pflanzenkohleproduktion gemacht habe und nun fast zeitgleich Ihr Beitrag hier zu lesen war. Inspiriert wurde ich durch einen Beitrag hier im selben Thema etwas weiter oben, als jemand berichtete, wie er Pflanzenkohle in einer alten Badewanne hergestellt und mit Urin abgelöscht hat.

    Ich hatte nun keine Badewanne zur Hand, jedoch einen alten Waschkessel, der früher auf jedem Bauernhof zur notwendigen Grundausstattung für die große Wäsche oder zum Hausschlachten gehörte. Der Kesseleinsatz hat ein Fassungsvermögen von 150 Liter, ist rund und etwas konisch mit einem oberen Innendurchmesser von ca. 90 cm.

    Meinen dritten Pyrolyse-Durchgang möchte ich nun folgendermaßen zusammenfassen:

    In der Umgebung gesammeltes trockenes Astwerk bis max. 2 cm Durchmesser (3 Kübel je 200 l) habe ich in ca. 90 min in diesem Kessel pyrolysiert, in dem als Ergebnis ca. 100 Liter Pflanzenkohle übrig geblieben sind. Abgelöscht habe ich mit 30 l Regenwasser. Später wurde dies in einem Freifallmischer unter Beigabe von einigen runden Feldsteinen zerkleinert.
    Verwendet habe ich den größten Teil der Pflanzenkohle als ca. 10 vol-%ige Beimischung zu einem frisch aufgesetzten Kompost und kann bereits jetzt bestätigen, daß die anfängliche Temperatur um mind. 5 Grad höher ausfällt (ca. 75 Grad Celsius), als ich es bisher gewohnt war.
    Einen weiteren Teil der Pflanzenkohle verwende ich als Zugabe zur Einstreu im Ziegen-, Hühner- und Gänsestall. Auch stelle ich zum „Naschen“ für die Tiere jeweils ein Töpfchen bereit.

    Was auch mein Problem hierbei ist:

    1. Kann ich auf diese Art überhaupt eine ausreichende Temperatur erreichen, oder erzeuge ich doch mehr Schadstoffe für die Tiere und den Boden, als mir lieb ist? (Wenn es in einer Erbsendose auch funktionieren soll, dann ist meine Frage bereits beantwortet?)

    2. Gibt es Erfahrungen oder Richtwerte bei der Ausbeute der Pflanzenkohle gegenüber dem Ausgangsmaterial? Bei mir waren es ja 600 l lockeres Astwerk zu 100 l dichter gelagerte Pflanzenkohle.

    Viele Grüße, Ralph Ritter.

  50. hps
    Titel:

    Haben Sie vielen Dank, sehr geehrter Herr Ritter, für Ihren ausführlichen Bericht, der sicher vielen Mut macht und auf die rechte Idee kommen lässt, selbst die Kohle herzustellen, die sie/er in ihrem/seinem jeweiligen Garten oder Hof benötigt.
    Die besonders gute Qualität der Kohle wird durch das luftoffene Prinzip der Herstellung garantiert. Insofern bei der Pyrolyse hinreichend Sauerstoff mit der entstehenden Kohle reagieren kann, werden etwaige Schadstoffe wie Teere oder PAKs (als Oberbegriff wird hierfür Kondensate oder Flüchtige Kohlenwasserstoffe (VOC) gebraucht) zu unschädlichen Stoffen abgebrannt. Die Kohleporen werden also durch den Sauerstoff und am Ende durch den Wasserdampf beim Ablöschen gereinigt und die Oberflächen der Kohle funktionalisiert (die Oberflächen werden reaktiver und die Adsorptionsfähigkeit und Nährstoffaustauschkapazität nehmen zu).
    Das Entscheidende für eine gute Qualität der Kon-Tiki Kohle, egal ob im Erdloch, in der Badewanne, im Design Kon-Tiki oder in der Erbsendose ist es, für einen möglichst gleichmässigen, heissen Flammenteppich über der zu verkohlenden Biomasse zu sorgen. Sobald es anfängt zu qualmen, ist nicht mehr genügend Hitze und Sauerstoff vorhanden, was die Qualität der Kohle negativ beeinflusst und auch nicht gut für die Atmosphäre sein lässt. Also: Kein Rauch, dann ist auch die Kohle gut. (Achtung: bei Verwendung von feuchten Biomassen steigt Wasserdampf auf, der ist natürlich nicht schädlich und ist nicht mit Rauch zu verwechseln).
    Die Ausbeute an Kohle hängt vor allem von der Stückigkeit und Trockenheit der verwendeten Biomassen ab. Bei sehr trockenem, dünnen Strauchmaterial haben wir Umsatzraten von über 25% (von Trockenmasse der Biomasse zu Trockenmasse der Kohle) erreicht, bei feuchtem, dickastigem Holz sind es manchmal nur knapp 15%. Aufs Volumen gerechnet ergibt dies etwa ein Reduktionsverhältnis von 2 – 3 Teilen Biomasse zu 1 Teil Pflanzenkohle. Geht man davon aus, dass Ihre 600l lockeres Astwerk mehr Luft als Ast hatten, ergaben die 200 – 300 l Biomasse rund 100 l Kohle, was gut zur Theorie passt.
    Beste Grüsse, Hans-Peter

  51. Ralph Ritter
    Titel:

    Vielen Dank, Herr Schmidt,

    für Ihre Bestätigung dafür, dass ich (wenn auch nur in sehr kleinem Rahmen meiner Möglichkeiten) bei meiner Pflanzenkohleherstellung auf dem richtigen Weg bin.

    In meiner Herstellungskette auf dem Weg zur Terra Preta stellt sich momentan für mich als größtes Problem die Zerkleinerung der doch relativ großen Kohlestücken (Ursprung war ca. 2 cm dickes Astwerk) dar:
    • Mehrmaliges Einfüllen in den Freifallmischer, zusammen mit einigen Feldsteinen,
    • Aussieben mit einem engmaschigen Sandsieb,
    • Siebrückstand wieder in die Mischbirne, das gleiche Spiel von vorn!
    Um hier etwas effektiver arbeiten zu können, wäre es für mich hilfreich zu wissen, was die optimale, bzw. maximale Korngröße der einzelnen Kohlestücken ist, um dann nicht unbedingt hunderte von Jahren warten zu müssen, bis sich die größeren Stücken im Boden durch Verwitterung selbst noch weiter zerkleinert haben.

    Gibt es bezüglich der Korngröße Richt- bzw. Erfahrungswerte?

    Viele Grüße, Ralph Ritter.

  52. hps
    Titel:

    Wenn wir größere Kohlestücken haben (aus Astmaterialien) schaufeln wir die Kohle durch einen Gartenhäcksler. Das geht schnell und ergibt gute Korngrößen. Bei der Verkohlung sonstiger Ernterester (Blätter, Zweige, Stroh etc.) ersparen wir uns das Zerkleinern gänzlich. Wenn über 50% der Kohle aus feinerem Material besteht, stören einige größere Stücke nicht, sie lockern den Boden auf und speichern auch Wasser und Nährstoffe. Es gibt bisher keine Nachweise, dass besonders fein gemahlene Kohle für den Boden oder Kompost besser sei. Die hervorragenden Resultate, die wir im Artikel über die Wurzelapplikation in Nepal veröffentlicht haben, wurde alle mit ungemahlener Kohle erzielt. Die Indianer am Amazonas, die die Terra Preta erschaffen haben, hatten auch keine Hammermühle.
    Schönen Gruss, Hans-Peter

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