Auf der Weltklimakonferenz 2015 in Paris haben sich die Mitgliedstaaten darauf geeinigt, die Erderwärmung bis zum Jahrhundertende deutlich unter zwei Grad zu halten – im besten Fall auf 1,5 Grad zu begrenzen. Um dieses Klimaziel zu erreichen, müsste der CO₂-Ausstoß laut Weltklimarat im Vergleich zu 2010 um 45% reduziert werden. Feststeht: Allein das Einsparen von Treibhausgasemissionen reicht dafür nicht aus. Es bedarf auch neuer Methoden, mit denen Treibhausgase wie CO₂ aus der Atmosphäre entfernt werden können. Hier setzt das Projekt „Pyrogener Kohlenstoff und Mineralien-Verwitterung – PyMiCCS“ an. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert das dreijährige Projekt bis Ende Oktober 2025 mit insgesamt 1,7 Mio. Euro.

CO₂ langfristig speichern

Unter der Leitung von Forschenden der Universität Hamburg werden im Projekt zwei Möglichkeiten der CO₂-Speicherung kombiniert. Untersucht wird, inwiefern die gemeinsame Anwendung von Pflanzenkohle und die beschleunigte Verwitterung von Gestein positive Effekte bringen kann – etwa die Bodeneigenschaften verbessert, die Ernteerträge erhöht oder negative Umwelteffekte verringert.

Kombination von Pflanzenkohle und Gesteinsmehl ausloten

Pflanzenkohle entsteht bei der sogenannten Pyrolyse von Biomasse wie Grünschnitt, Stroh oder Gärresten. Unter weitgehendem Ausschluss von Luftsauerstoff wird hier den Pflanzen Kohlenstoff entzogen und dieser in eine langfristig stabile Form umgewandelt. Eingebracht in den Boden trägt Pflanzenkohle zur Steigerung des Wasserhaltevermögens und zur Verringerung von Lachgas-Emissionen bei und kann so langfristig zum Aufbau von organischer Bodensubstanz beitragen. Doch auch bei der Verwitterung von Gestein wird CO₂ gebunden und es entstehen im Wasser gelöste Kohlenstoffverbindungen. Dieser Prozess lässt sich jedoch beschleunigen, indem das Gestein fein zermahlen und auf Feldern der Witterung ausgesetzt wird. Dabei werden Nährstoffe aus dem Gestein freigesetzt und Bodeneigenschaften verbessert.

Doch wie lassen sich die beiden Methoden sinnvoll kombinieren? Welches Gestein oder welche Kohleart ist am besten geeignet? Sind die Effekte größer, wenn man das Gesteinsmehl bereits mit der Biomasse mischt oder erst mit der Pflanzenkohle – also nach der Pyrolyse? Diesen Fragen wird das Projekt PyMiCCS in den kommenden drei Jahren nachgehen.

Synergieeffekte für Boden und Umwelt

„Um die Risiken des Klimawandels zu begrenzen, erforschen wir Möglichkeiten, CO₂ aus der Atmosphäre zu entfernen und dauerhaft zu speichern“, sagt Jens Hartmann, Professor für Geologie an der Universität Hamburg und Leiter des Projekts. „Darüber hinaus untersuchen wir zusammen mit unseren Kolleginnen und Kollegen aus der Bodenkunde und der Biologie jetzt auch genauer, wie sich weitere positive Effekte von Pflanzenkohle und Gesteinsmehl optimieren lassen.“

Am Projekt sind neben der Universität Hamburg das Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) sowie die Hochschule Geisenheim University (HGU) beteiligt.

bb