Häufig gestellte Fragen
Kohlenstoffentfernung
Biochar Carbon Removal (BCR) ist eine Methode zur Entfernung von Kohlenstoff aus der Atmosphäre, die den mittels Photosynthese in Biomasse gespeicherten Kohlenstoff als Quelle für die Kohlenstoffentnahme nutzt. Biomasse (organische Reststoffe) wird bei hohen Temperaturen und unter Ausschluss von Sauerstoff erhitzt. Das nennt man Pyrolyse. Bei diesem Umwandlungsprozess werden die organischen Verbindungen der Biomasse thermo-chemisch gespalten und alle flüchtigen Bestandteile gehen in die Gasphase über. Übrig bleibt der Kohlenstoff in einer festen, leicht speicherbaren Form: Pflanzenkohle. Dieser Prozess kann verschiedene Produkte ergeben, u.a. Pflanzenkohle (Biochar) und regenerative Energie.
Grundlage ist der in pflanzlichen Reststoffen enthaltene Kohlenstoff. Im natürlichen Kohlenstoffkreislauf würde dieser über Verrottung der Biomasse oder zum Beispiel durch Waldbrände wieder als CO₂ in die Atmosphäre freigesetzt werden. Durch Pyrolyse werden biogenen Reststoffen zu Biochar verkohlt. Dabei wird Biomasse unter weitestgehendem Sauerstoffentzug unter Druck und hohen Temperaturen in Kohlenstoff umgewandelt. Dieser Prozess verhindert, dass ein Großteil des in der Biomasse über die Photosynthese gebundene CO₂ in die Atmosphäre entweicht. Eine Tonne Biochar bindet dabei je nach Kohlenstoffgehalt und weiterer Verwendung circa 2,5-2,8 Tonnen CO₂. Die Biochar entsteht in einem verbrennungsfreien Prozess. Wird sie dann als Bodenverbesserer in der Landwirtschaft oder als Füllmittel in Baustoffen eingesetzt, landet das CO₂ in einer permanenten Kohlenstoffsenke.
Carbon Dioxide Removal (CDR) umfasst Methoden zur Entnahme von CO₂ aus der Atmosphäre und die anschließende dauerhafte Speicherung. Ohne CO₂-Entnahme ist Klimaneutralität nicht zu erreichen, denn in allen wissenschaftlichen Szenarien werden auch bei sehr ambitionierten Reduktionsmaßnahmen Restemissionen bleiben. Diese unvermeidbaren Restemissionen werden durch aktive Entnahme aus der Atmosphäre (CDR) neutralisiert. Das Klimaziel des Übereinkommens von Paris (2015) sieht vor, die menschengemachte globale Erderwärmung auf 1,5°C gegenüber dem vorindustriellen Niveau zu begrenzen. Dazu sollen vor allem die freigesetzten Treibhausgase drastisch reduziert werden. Doch: Laut dem Weltklimarat, IPCC, reicht eine radikale Reduktion von CO₂-Emissionen allein nicht mehr aus, um dieses Ziel zu erreichen. Um auf dem 1,5-Grad -Pfad zu bleiben, müssten wir weltweit NetZero-Emissionen spätesten in 2050 erreichen. Dieses NetZero wird möglich mit circa 10-15 Gigatonnen CO₂-Entnahme pro Jahr. Eine schnelle Skalierung von CDR-Technologien ist deshalb unabdingbar.
Während der Pyrolyse entsteht Prozesswärme. Diese Wärme ist Überschusswärme und alle Emissionen ihrer Entstehung werden bereits der Pflanzenkohle CO₂-Bilanz zugerechnet. Daher ist diese Wärme CO₂-neutral und kann als regenerative Energie an Industrien geliefert oder in Nahwärmenetze eingespeist werden. Dort ersetzt sie fossile Energieträger wie z.B. Gas und spart so diese Emissionen ein.
Grüne Wärme
Für die Verarbeitung von Pflanzenresten zu Pflanzenkohle nutzen wir modernste Pyrolysetechnik. Durch den Pyrolyseprozess wird außerdem regenerative, klimaneutrale Überschussenergie erzeugt. Diese Energie bieten wir Unternehmen oder Stadtwerken in Form von Heat-as-a-Service-Partnerschaften an. Das heißt, wir kümmern uns um die Auslegung der richtigen Heizlösung, den Bau der Pyrolyseanlage sowie den kontinuierlichen Betrieb und die Einspeisung der Wärme in das bestehende Wärmenetz. Wir können die Wärme als Heißwasser, Warmwasser oder Prozessdampf bereitstellen.
Das wahrscheinlich größte Hindernis für Unternehmen bei der Umstellung auf CO2-neutrale Wärme ist die hohe Kapitalinvestition, die getätigt werden muss. Unsere Heat-as-a-Service-Lösung ermöglicht Unternehmen den Zugang zu erneuerbarer Wärme, ohne eine Anfangsinvestition tätigen zu müssen. Darüber hinaus fallen auch keine Wartungs- und Instandhaltungskosten an und die Wärme kann bei langfristigen Verträgen zu stabilen Preisen angeboten werden! Dieser Aspekt wird auch vom World Business Council for Sustainable Development (WBCSD) hervorgehoben: „Die Dekarbonisierung von Wärme durch eine Heat-as-a-Service-Partnerschaft ist eine großartige Möglichkeit, die Abhängigkeit von Gas zu verringern, insbesondere da die Energiepreise weltweit stark steigen und voraussichtlich weiterhin schwanken werden.“
Pflanzenkohle entsteht durch thermische Karbonisierung von Biomasse, wofür wir hochmoderne Pyrolyse-Technologie nutzen. Beim Pyrolyse-Prozess wird die Biomasse bei 500 – 700 °C nicht verbrannt, sondern erst schonend entgast und anschließend durch gezielte Luftzugabe verkohlt. Dabei entsteht neben hochwertiger, EBC-zertifizierter Pflanzenkohle auch regenerative, klimaneutrale Überschussenergie.
Dies geschieht durch ein autothermes Verfahren, bei dem die Anlage für die Aufrechterhaltung des Pyrolyse-Prozesses ausschließlich die Energie der eingebrachten Biomasse nutzt. Die in den Reaktoren aus der Biomasse entstehenden brennbaren Gase werden vom Material entkoppelt, durch einen automatisierten Prozessgasfilter von Staub befreit und in einer nachgeschalteten Brennkammer durch flammenlose Oxidation (FLOX®-Verfahren) bei rund 1.000 °C verbrannt. Die heißen Rauchgase werden dann aus der Brennkammer in den Mantel des Reaktors geleitet, was zum Durchtrocknen und Karbonisieren der Biomasse führt. Dabei entsteht ein Energieüberschuss, der beispielsweise in Wärmenetze eingespeist und zum Heizen genutzt werden kann.
Eine Pyrolyse-Anlage, wie wir sie etwa in unserem Carbon Removal Park Baltic Sea nutzen (PX 1500 von Pyreg) kann beispielsweise 4.500 MWh industrielle Abwärme pro Jahr erzeugen, was ca. 180 Durchschnittshaushalten entspricht. In unseren Carbon Removal Parks betreiben wir in der Regel mehrere Pyrolyse-Anlagen: Im Schnitt produzieren wir pro Standort 18.000 MWh grüne Wärme, die wir Unternehmen und Stadtwerken als Heißwasser, Warmwasser oder Prozessdampf zur Verfügung stellen können.
Die Verbrennung und die Verkohlung von Biomasse sind zwei verschiedene Prozesse, die unterschiedliche Ergebnisse liefern. Bei der Verbrennung wird Biomasse unter Zugabe von Sauerstoff verbrannt. Das erfolgt in einem oxidierenden Umfeld, wodurch die organischen Bestandteile der Biomasse vollständig in Kohlendioxid (CO2) und Wasser umgewandelt werden. Je nach Bedingungen können auch Stickoxide (NOx) und Schwefeldioxid (SO2) entstehen. Die Verbrennung dient der Energiegewinnung, während das CO2 wieder in die Atmosphäre gelangt. Bei der Verkohlung wird Biomasse unter Ausschluss von Sauerstoff erhitzt. Dieser Vorgang, der sich Pyrolyse nennt, kommt bei der Pflanzenkohleproduktion in unseren Carbon Removal Parks zum Einsatz. Durch die Erhitzung der Biomasse in einer sauerstoffarmen Umgebung werden flüchtige organische Verbindungen abgespalten, während Kohlenstoff in Form von Pflanzenkohle zurückbleibt. Je nach Biomasse und Temperatur kann bis zu 95% des CO2 aus der Biomasse in der Pflanzenkohle gespeichert werden. Durch die Anwendung der Pflanzenkohle, z.B. als Bodenverbesserer in der Landwirtschaft, entstehen dauerhafte Kohlenstoffsenken.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass bei der Verbrennung von Biomasse organische Materialien durch Zugabe von Sauerstoff in Wärmeenergie umgewandelt werden, wodurch CO2 freigesetzt wird, während bei der Verkohlung (Pyrolyse) Biomasse in einer sauerstoffarmen Umgebung erhitzt wird, wodurch Wärmeenergie und Pflanzenkohle entsteht, die den Kohlenstoff aus der Biomasse langfristig speichert.
Der Pyrolyse-Prozess funktioniert autotherm, da für die Aufrechterhaltung des Prozesses ausschließlich die Energie der eingebrachten Biomasse genutzt wird. Lediglich zum Starten der Pyrolyse-Anlage wird externe Energie (Erdgas) benötigt. Bis auf regelmäßige Wartungsstopps der Anlage ungefähr alle drei Monate läuft der Pyrolyse-Prozess durchgängig autotherm.
Novocarbo verarbeitet pflanzliche Reststoffe mittels Pyrolyse zu Pflanzenkohle (Biochar). Dabei entsteht erneuerbare, klimaneutrale Überschussenergie, die wir Unternehmen und Stadtwerken als Wärme in Form von Heißwasser, Warmwasser oder Prozessdampf zur Verfügung stellen. Der in der Biomasse vorhandene Kohlenstoff wird beim Pyrolyse-Prozess gebunden und zu großen Teilen in der Pflanzenkohle gespeichert, wodurch CO₂ aus der Atmosphäre entfernt wird.
Die erzeugte Energie ist ein Nebenprodukt unserer Pflanzenkohle-Produktion, weshalb alle Emissionen, die im Prozess entstehen, dem CO2-Fußabdruck der Pflanzenkohle zugeordnet werden. Dieser wird durch einen aufwändigen Zertifizierungsprozess durch Dritte ermittelt. Dabei wird der Kohlenstoff, den wir aus der Atmosphäre ziehen und in CO2-Senken, wie etwa im landwirtschaftlichen Boden, dauerhaft speichern, mit den Prozess-Emissionen gegengerechnet.
Mögliche Emissionen aus der Biomasse selbst sind klimaneutral, da es sich hierbei um nachwachsende Rohstoffe handelt. Um zudem entstehende, fossile Emissionen wie etwa für Transportwege möglichst gering zu halten, beziehen wir die Biomasse aus regionalen Quellen in einem Umkreis von maximal 100 Kilometern.
Da Novocarbo aktiv deutlich mehr Kohlenstoff aus der Atmosphäre entnimmt, als Emissionen entstehen, ist der Gesamtprozess unserer Biochar-Produktion und somit auch unsere erzeugte Wärme 100% klimaneutral.
Pflanzenkohle
Pflanzenkohle entsteht durch thermische Karbonisierung (Pyrolyse) von Biomasse wie z.B. Restholz, Heckenschnitt sowie anderer biogener Reststoffe z.B. aus der Lebensmittelindustrie. Durch ihre poröse Struktur kann Pflanzenkohle Wasser oder Nährstoffe speichern und als Filtermaterial eingesetzt werden. Diese Eigenschaften machen sie zu einem wahren Alleskönner, der zum Beispiel in der Landwirtschaft, Industrie und in der Bauwirtschaft eine wichtige Rolle spielen kann. International ist Pflanzenkohle unter dem Begriff Biochar bekannt.
Pflanzenkohle unterstützt den zusätzlichen Aufbau von Humus im Boden und verhindert die Auswaschung von Phosphor und Nitrat. Auch werden Lachgasemissionen auf landwirtschaftlich genutzten Flächen verringert und der Bedarf an Bewässerung minimiert. Darüber hinaus wird die Widerstandsfähigkeit von Pflanzen gegenüber Pilzkrankheiten erhöht. Als Zusatzstoff in der Erdindustrie kann Pflanzenkohle Torf ersetzen und damit zum Erhalt von Mooren beitragen, deren Abbau in der Torfgewinnung Methanemissionen verursacht, ein Treibhausgas, das circa 28-mal schädlicher ist für das Klima als CO₂.
Städte können durch Filtration und Wasserrückhalt klimaresistenter und lebenswerter gemacht werden, wenn Pflanzenkohle-Substrate für das Regenwassermanagement und „blau-grüne“ Infrastrukturprojekte wie Stadtbäume, Regengärten und Dachbegrünung verwendet werden. Daneben wachsen die Anwendungsfelder im Bereich der industriellen Materialen. Pflanzenkohle kann zum Beispiel bei der Herstellung von Beton einen Teil des Zements und des Sandes im Beton ersetzen. Gleichzeitig können dabei die Produkteigenschaften des Betons verbessert werden. Auch als Füllstoff erweist sich Pflanzenkohle als vorteilhaft: Pflanzenkohle hat sehr gute Isolationseigenschaften. Insbesondere mit der Textilindustrie arbeitet Novocarbo derzeit an Möglichkeiten, Pflanzenkohle als Ersatz für nicht nachhaltige Materialien einsetzbar zu machen.
Die Pflanzenkohle von Novocarbo wird hauptsächlich als Bodenverbesserer, Torfsubstitut in der Erdindustrie, oder im Regenwassermanagement für blau-grüne Infrastrukturprojekte eingesetzt. Zudem ersetzt Pflanzenkohle fossile oder emissionsstarke Ressourcen in der Industrie. Beispiele hier sind Formteile, Gehäuse und Funktionsteile aus Kunststoff, Bodenbeläge oder der Einsatz als Betonzuschlagsstoff. Ziel von Novocarbo ist es, mit seinen wirtschaftlich tragfähigen Produkten die aktive Dekarboniserung der Wirtschaft zu beschleunigen.
Um Biochar durch Pyrolyse zu produzieren, wird Biomasse benötigt. Dabei können viele verschiedene biogene Reststoffe zum Einsatz kommen. Novocarbo verwendet hauptsächlich holzige Abfälle oder landwirtschaftliche Reststoffe wie Waldrestholz aus der Hackschnitzelproduktion, Siebüberlauf, der in den regionalen Kompostieranlagen nicht kompostiert werden kann oder unbelastetes Altholz der Klasse A1. Auch Grünschnitt oder Reststoffe aus der Lebensmittelproduktion, wie Nussschalen oder Obstkerne, kommen bei uns zum Einsatz. Welches Inputmaterial verwendet wird, hängt auch von der späteren Verwendung der Biochar und der dafür erforderlichen Beschaffenheit ab. Wir stellen sicher, dass für die Biochar-Produktion nur biogene Reststoffe genommen werden, die sonst keinen weiteren Nutzen haben.
Da Novocarbo hochwertige, EBC-zertifizierte Biochar produziert, gelten für die Auswahl der Biomasse spezielle Kriterien. Novocarbo verpflichtet sich deshalb u.a., die Biomasse nur bei zertifizierten, regionalen PEFC-Biomassebetrieben in einem Radius von maximal 100 Kilometern zu beschaffen.
Hier hat Biochar Carbon Removal (BCR), wie die Biochar-Herstellung durch Pyrolyse offiziell genannt wird, einen entscheidenden Vorteil: Denn Pyrolyse ermöglicht die Nutzung von sonst kaum verwertbarer Restbiomasse. Laut dem EBI European Biochar Market Report 2022/2023 wird für 6 Megatonnen CO₂, die für Biochar Carbon Removal bis 2030 prognostiziert werden, gerade einmal 1 % der heute vorhandenen Biomasse benötigt. Die Angaben zur Biomasse beruhen dabei auf dem geschätzten gesamten nachhaltige Biomassepotenziale für alle Märkte aus einer Studie des Imperial College London.
Auch auf politischer Ebene wird dem Thema Biomasse verstärkt Aufmerksamkeit geschenkt: So hat Deutschland etwa im Oktober 2022 Eckpunkte für die Nationalen Biomassestrategie (NABIS) vorgestellt. Damit will die Bundesregierung Biomasseströme zielgerichtet lenken, um sicherzustellen, dass diese wertvolle Ressource bestmöglich eingesetzt wird.
Kohlenstoffsenken-Zertifikate
Als Biochar Carbon Removal-Firma verarbeiten wir Biomasse durch Pyrolyse zu Pflanzenkohle und speichern dabei den in der Biomasse vorhanden Kohlenstoff. Sobald die von Novocarbo produzierte Pflanzenkohle nachweislich einer dauerhaften Kohlenstoffsenke (z.B. im landwirtschaftlichen Boden oder in Beton) zugeführt wird, kann ein Zertifikat, auch Carbon Removal Credit genannt, für die sicher gespeicherte Menge Kohlenstoff generiert werden. Das geschieht auf Basis der wissenschaftlichen Methode von puro.earth und einem fundierten Auditprozess durch unabhängige Dritte. Danach kann die dabei gebundene Menge an CO₂ als Senken-Zertifikat gehandelt werden. Dieser Handel findet u.a. auf der NASDAQ-Platform puro.earth statt.
Das Zertifikat übersetzt entsprechend den Kohlenstoffanteil der jeweiligen Produktionscharge von Pflanzenkohle, der auf Basis einer Laboranalyse gemessen wird, in CO₂-Äquivalente. Danach werden von dieser Menge sämtliche Prozess-, Postprozess- und Transportemissionen abgezogen. Weiterhin wird je nach Verwendung der Pflanzenkohle eine mögliche Abbaurate der organischen Kohlenstoffanteile der Pflanzenkohle im Boden als Sicherheitspuffer abgezogen. Das Zertifikat errechnet diesen Abbau auf mind. 100 Jahre und zieht einen weiteren allgemeinen Sicherheitspuffer ab. Im Ergebnis entspricht dann eine Tonne Pflanzenkohle circa 2,5 – 2,9 Tonnen CO2. Carbon Removal Certificates sind ein wichtiges Tool, um innovative Carbon Removal-Technologien wie BCR zu finanzieren und eine schnelle Skalierung im Kampf gegen den Klimawandel zu ermöglichen.