Was ist Pyrolyse überhaupt? Pyrolyse bezeichnet den Umwandlungsprozess von organischem Material wie Holz und Pflanzenresten bei hohen Temperaturen ohne Sauerstoff. Der Prozess benötigt anfangs Energiezufuhr, hat aber auch einen Temperaturbereich, in dem Energie frei wird. Diese Überschusswärme grösserer Anlagen kann in ein Fernwärmenetz eingespeist werden. Je nach Rohstoff und Prozesssteuerung fallen Gase, Pyrolyseöl und ein festes Restprodukt wie Pflanzenkohle an. Pflanzenkohle als Bodenverbesserer, als Terra Preta, ist schon von den alten Kulturen am Amazonas bekannt.

Klimapositive Kohle?

Kohle hat in der Klimawissenschaft keinen guten Ruf. Denn die Verfeuerung fossiler Kohle setzt bekanntlich das Treibhausgas CO₂ frei, das darin seit Jahrtausenden gebunden ist. In der aus heute wachsenden Pflanzen produzierten Kohle wird jedoch das CO₂ gespeichert, das diese Pflanzen gerade erst während ihres Wachstums aus der Luft aufgenommen haben. Knapp die Hälfte davon wird bei der Pyrolyse wieder frei. Aber wenn diese Kohle nicht verfeuert, sondern in den Boden eingebracht wird, bleibt das restliche CO₂ darin gebunden. Die Kohlestruktur trägt im Boden ausserdem zu besserem Pflanzenwachstum und damit zur verstärkten Aufnahme von CO₂ aus der Luft bei.

Die Kombination aus Pyrolyse zur Energieerzeugung und der Verwendung von Pflanzenkohle zur Bodenverbesserung ist also ein zukunftsträchtiger Ansatz, an dem auch schon länger geforscht wird, nicht zuletzt in der Schweiz. Hier haben das Ökozentrum in Langenbruck und das Ithaka-Institut viel Vorarbeit geleistet. In Basel wird nun erstmals ein Energieversorger, die IWB, diese klimapositive Energie für ihre Kunden nutzen. Der Bau der Anlage im Stadtteil Kleinhüningen startete im Juni 2020. Als Rohstoff soll minderwertiger Pflanzenschnitt aus der Landschaftspflege zum Einsatz kommen, wie er in der Region ohnehin anfällt. Die Anlage soll etwa 1500 MWh Fernwärme aus Pflanzenkohle im Jahr produzieren, die direkt ins Netz eingespeist wird. Damit können rund 170 Haushalte versorgt werden. Es entstehen ausserdem 550 Tonnen Pflanzenkohle im Jahr, die verkauft werden können. Im November 2020 soll die Anlage betriebsbereit sein. Um den Pyrolyse-Prozess in Gang zu bekommen, werden im Jahr 25 MWh Gas benötigt. Läuft der Prozess, wird die dadurch erzeugte Wärmeenergie genutzt.

So rechnet IWB: In einem Kilogramm naturbelassenem Holz sind 0,9 Kilogramm CO₂-Äquivalent gespeichert. Davon werden 0,4 Kilogramm bei der Pyrolyse freigesetzt. Aus diesem einen Kilogramm Holz entstehen eine Kilowattstunde Fernwärme und 170 Gramm Pflanzenkohle, die dann in den Boden eingebracht werden kann. Darin sind noch 0,5 Kilogramm CO₂-Äquivalent für die nächsten Jahrhunderte gespeichert. Pflanzenkohle widersteht den mikrobiologischen Abbauprozessen im Boden sehr lange. Eine Studie mit C14-markierter Pflanzenkohle kommt sogar zu dem Schluss, dass es je nach Bodenbeschaffenheit und lokalem Klima 2000 bis 4000 Jahre sein können. Damit ist die Pyrolyse zu Pflanzenkohle tatsächlich ein Prozess, welcher der Atmosphäre langfristig das Treibhausgas CO₂ entzieht.

Wir befragten Philipp Vögelin im Nachgang zu seinem Referat «Pflanzenkohle – die klimapositive Energielösung» für die Klimaplattform der Wirtschaft, Basel, vom 26.5.2020.

IWB investiert einen mittleren einstelligen Millionenbetrag in die neue Anlage und produziert damit genug Wärme, um 170 Haushalte durch den Winter zu bringen. Erweitern Sie das Fernwärmenetz oder wird ein bestehender Wärmeerzeuger abgeschaltet?
Philipp Vögelin: IWB erweitert in den kommenden Jahrzehnten das Fernwärmenetz im Rahmen des kantonalen Energierichtplans. Der Fernwärmebedarf wird dadurch steigen. Die Pflanzenkohleanlage ist im Winterhalbjahr mit einer Einspeiseleistung von netto 300 bis 500 kW eine kleine Ergänzung zu den bestehenden Holzkraftwerken und der Kehrichtverwertungsanlage. Im Sommerhalbjahr planen wir, mit der Abwärme feuchtes Material vorzutrocknen.

Wie werden die Kosten für die Fernwärme aus Pflanzenkohle berechnet? Wird die Energie der IWB dadurch teurer?
Die Pflanzenkohleanlage erhält den gleichen Wärmeerlös wie die anderen Produktionsanlagen von IWB. Deshalb verändert sich der Fernwärmetarif durch den Anschluss der Pflanzenkohleanlage nicht.

Wie ist der Bedarf an Pflanzenkohle langfristig? Die Kohle baut sich ja sehr langsam ab, die Menschen wollen aber jeden Winter eine warme Wohnung. Könnte es irgendwann einen Sättigungseffekt geben, wenn so viel Pflanzenkohle produziert wird?
Die Nachfrage nach Pflanzenkohle ist in der Schweiz momentan um ein Mehrfaches höher als die Produktionsmenge. Ein Grossteil wird heute noch aus Deutschland und Österreich importiert. Die Bekanntheit von Pflanzenkohle steigt, daher erwarten wir in allen Anwendungsbereichen – Haushalt, Gärtnereien/Grünflächen, Landwirtschaft – ein Nachfragewachstum. Das theoretische Anwendungspotential ist in den genannten Bereichen auf jeden Fall sehr gross.

Wie wird der Vertrieb organisiert, damit der klimapositive Ansatz nicht gefährdet wird?
IWB versucht, die Pflanzenkohle mit möglichst geringen Transportdistanzen zu vertreiben. Der klimapositive Effekt würde komplett verlorengehen, falls die Kohle verbrannt würde. Aber dafür eignet sie sich mit der feinkörnigen Struktur nicht, ausserdem verkaufen wir gezielt an Haushaltsanwender, Gärtnereien, Landwirtschaft und spezialisierte Händler. Somit gelangt die Pflanzenkohle sicher in den Boden.

Gibt es schon Interesse von potenziellen Grossabnehmern für die Pflanzenkohle?
Ja, es gibt Interesse von Düngemittelhändlern und Grossgärtnereien.