Themenübersicht

  1. Was sind negative Emissionen?
  2. Warum sollten Unternehmen in negative Emissionen investieren?
  3. Übersicht: Technologien für negative Emissionen
  4. Pflanzenkohle – skalierbares Multitalent
  5. Weiterführende Links

Was sind negative Emissionen?

Während die Reduktion von Emissionen aus fossilen Brennstoffen und anderen Quellen unerlässlich ist, erkennt die Wissenschaft zunehmend, dass Reduktion allein nicht ausreicht, um die schlimmsten Auswirkungen des Klimawandels zu verhindern. Um zu vermeiden, dass die Temperaturen über die kritischen 1,5°C bis 2°C-Grenzen des Pariser Klimaschutzabkommens steigen, müssen wir über Emissionsminderungen hinausgehen und aktiv CO₂ aus der Atmosphäre entfernen, das sich im Laufe der Zeit angesammelt hat. Negative Emissionen (auch bekannt als CO₂-Entfernung oder Neutralisation) bezeichnen eine Reihe von Technologien und natürlichen Prozessen, die CO₂ aus der Atmosphäre extrahieren und dauerhaft speichern. Sie spielen eine entscheidende Rolle im Kampf gegen den Klimawandel, indem sie direkt die Menge an CO₂ in der Atmosphäre reduzieren. Negative Emissionen sind wichtig, denn:

Aktuelle CO₂-Werte sind zu hoch

Über 150 Jahre industrielle Aktivitäten haben die CO₂ -Konzentration in der Atmosphäre auf ein Niveau erhöht, das die Klimasysteme der Erde erheblich stört, was zu häufigeren extremen Wetterereignissen, dem Anstieg des Meeresspiegels und dem Verlust der Biodiversität führt.

Emissionsminderungen sind verzögert

Selbst bei ambitionierten Reduktionsmaßnahmen werden Industrien wie Luftfahrt, Landwirtschaft und Schwerindustrie weiterhin CO₂ emittieren. Negative Emissionen helfen, diese unvermeidlichen Emissionen zu neutralisieren und ermöglichen es der Welt, Netto-Null-Emissionen und schließlich Netto-negative Emissionen zu erreichen.

CO₂ -Entfernung kann Zusatzvorteile haben

Einige CO₂ -Entfernungstechniken betreffen häufig nicht nur die Kohlenstoffentfernung- und speicherung, sondern fördern auch die Biodiversität und stärken die Resilienz von Ökosystemen, was nachhaltige Landnutzung und Naturschutzbemühungen unterstützt. Zum Beispiel produziert atmosfairs Pflanzenkohle-Projekt in Indien einen organischen Dünger für den landwirtschaftlichen Einsatz und verringert die Notwendigkeit chemischer Alternativen, während es Böden anreichert und CO₂ speichert.

Landwirtschaftliche Felder in unserer Projektregion in Westbengalen, Indien. Lokale Kleinbauern wenden unseren organischen Dünger auf Pflanzenkohle-Basis auf ihren Feldern an, um die Bodenqualität und die Produktivität der Ernte zu verbessern. Gleichzeitig wird CO₂ gespeichert.

Warum sollten Unternehmen in negative Emissionen investieren?

Große Unternehmen und Industrien investieren zunehmend in CO₂ -Entfernungstechnologien und kaufen sogenannte  Removal-Zertifikate als wichtigen Schritt, um ihre Umweltverantwortung zu erfüllen. Unternehmen investieren in negative Emissionen aufgrund von:

Regulatorischen und politischen Rahmenbedingungen

Der regulatorische Rahmen für den Klimaschutz im privaten Sektor entwickelt sich schnell, da Regierungen und Initiativen ehrgeizige Ziele setzen, die die entscheidende Rolle von negativen Emissionen bei der Erreichung der Klimaziele hervorheben. Unternehmen, die sich nicht an diese Veränderungen anpassen, könnten vor erheblichen Herausforderungen stehen, einschließlich Compliance-Problemen (Einhaltung).

Beispielsweise fordert die Science Based Targets Initiative (SBTi) Unternehmen auf, negative Emissionen in ihre langfristigen Klimastrategien zu integrieren, insbesondere während sie auf Netto-Null-Ziele hinarbeiten. Während Emissionsminderungen weiterhin Priorität haben, wird CO₂ -Entfernung zunehmend notwendig, um schwer vermeidbare Emissionen auszugleichen. Laut SBTi-Richtlinien können Unternehmen zum Beispiel hochwertige CO₂ -Removal-Zertifikate in ihre Klimaschutzstrategie integrieren, um ihre verbleibenden Emissionen zu neutralisieren und ein starkes Engagement für Klimaführung zu zeigen, indem sie auf Netto-Null oder sogar Netto-negative Emissionen abzielen. In diesem dynamischen Umfeld ermöglicht es eine proaktive Investition in negative Emissionen Unternehmen, den sich entwickelnden Standards voraus zu sein, Compliance zu demonstrieren und einen zukunftsorientierten Ansatz auf dem Weg zu Netto-Null und darüber hinaus zu zeigen.

SBTi fordert von Unternehmen, CO₂ -Entfernungen als obligatorischen Bestandteil zur Erreichung der Netto-Null-Ziele zu integrieren.

Klimaverantwortung und Markenreputation

Die heutigen Verbraucher sind informierter und besorgter über den Klimawandel als je zuvor, und Nachhaltigkeit beeinflusst zunehmend ihre Kaufentscheidungen. Investitionen in negative Emissionen sind entscheidend, um die sozialen Unternehmensverantwortungsinitiativen zu verbessern. Unternehmen, die ihre Umweltbilanz nicht angehen, riskieren, an Glaubwürdigkeit und Marktanteilen zu verlieren. Indem sie aktiv zu langfristigen Klimaschutzlösungen beitragen, können Marken mit den Erwartungen der Verbraucher an Nachhaltigkeit in Einklang gebracht werden und sich einen Wettbewerbsvorteil verschaffen.

Übersicht: Technologien für negative Emissionen

Es gibt eine Vielzahl von CO₂ -Entfernungstechnologien, die grob in drei Hauptgruppen unterteilt werden können: naturbasierte Lösungen, technologische Ansätze und hybride Lösungen. Jede Kategorie bietet verschiedene Methoden und Vorteile zur Kohlenstoffbindung und Emissionsminderung.

1. Naturbasierte Lösungen

Pflanzenkohle

Pflanzenkohle extrahiert CO₂ nicht direkt aus der Atmosphäre, sondern verhindert die Wiederfreisetzung von CO₂, das bereits von Pflanzen während ihres Wachstums aufgenommen wurde. Durch den Prozess der Pyrolyse organischer Materialien wird der in Pflanzen gebundene Kohlenstoff in der Pflanzenkohle stabilisiert und kann langfristig im Boden gespeichert werden, wodurch er sicher verwahrt wird, anstatt durch Zersetzung oder Verbrennung in die Atmosphäre zurückzukehren. Die Kohle speichert nicht nur Kohlenstoff im Boden für bis zu Tausende von Jahren, sondern verbessert auch die Bodenqualität und Fruchtbarkeit. Pflanzenkohleprojekte sind hochgradig skalierbar und daher eine praktische Lösung für verschiedene landwirtschaftliche Anwendungen.

Boden-Kohlenstoffbindung

Dieser Ansatz beinhaltet die Verbesserung von Landbewirtschaftungspraktiken, um die Fähigkeit des Bodens zur Kohlenstoffspeicherung zu erhöhen. Obwohl der Ansatz zahlreiche Umweltvorteile bietet, kann seine Wirksamkeit je nach Bodentyp und lokalen Bedingungen variieren und ist nur schwer messbar.

Waldprojekte

Das Pflanzen von Bäumen auf zuvor abgeholzten Flächen kann im Laufe der Zeit erhebliche Mengen CO₂ binden. atmosfair stellt jedoch infrage, ob die Finanzierung von Aufforstungsprojekten durch freiwillige CO₂-Kompensation der richtige Ansatz ist. Dies liegt vor allem an Bedenken hinsichtlich der Permanenz solcher Projekte und Zweifeln an ihrem Potenzial zur langfristigen Kohlenstoffspeicherung. Weitere Informationen zu Aufforstungsprojekten und damit verbundenen Kritiken finden Sie hier.

2. Technologische Ansätze

Direct Air Capture (DAC)

Diese Technologie fängt CO₂ direkt aus der Atmosphäre ein, indem chemische Prozesse genutzt werden. Während DAC das Potenzial hat, große Mengen CO₂ zu entfernen, ist es derzeit teuer und energieintensiv, was die breite Anwendung noch erschwert.

Mineralisierung

Dieser Prozess wandelt CO₂ durch natürliche oder technische Reaktionen in stabile Mineralformen um. Obwohl er ein hohes Potenzial für permanente Speicherung hat, befindet sich die Technologie noch in der Entwicklungsphase und muss weiter skaliert werden.

3. Hybride Lösungen

Bioenergie mit CO₂ -Abscheidung und -Speicherung (BECCS)

Diese Methode kombiniert Biomasse-Energieproduktion mit CO₂ -Abscheidung und -Speicherung. BECCS umfasst den Anbau von Biomasse (wie Bäume oder andere Pflanzen), um CO₂ aus der Atmosphäre zu binden. Die Biomasse wird dann in Energie umgewandelt (normalerweise durch Verbrennung), um Strom oder Wärme zu erzeugen. Das bei der Energieerzeugung freigesetzte CO₂ wird aufgefangen und in geologischen Formationen unter der Erde gespeichert, sodass es nicht wieder in die Atmosphäre gelangt. Während es erneuerbare Energie liefern und CO₂ entfernen kann, konkurriert es oft mit Flächen, die für die Nahrungsmittelproduktion benötigt werden, und kann hohe Kosten für die Speicherung mit sich bringen. atmosfair setzt sich dafür ein, dass nur Restbiomasse für BECCS-Projekte verwendet werden darf, um diese Konflikte zu vermeiden und die Nachhaltigkeit der Methode zu gewährleisten.

Pflanzenkohle – skalierbares Multitalent

atmosfair beschäftigt sich mit allen oben genannten Technologien für negative Emissionen. Pflanzenkohle sticht dabei aktuell als eine der skalierbarsten und praktischsten Lösungen zur CO₂-Entfernung hervor. Ihre Fähigkeit, Kohlenstoff langfristig zu binden und gleichzeitig die Bodenqualität zu verbessern, macht sie zu einer vielseitigen Option, die sich nahtlos in verschiedene landwirtschaftliche Praktiken integrieren lässt. Daher liegt der aktuelle Schwerpunkt von atmosfair im Bereich negativer Emissionen auf Pflanzenkohle, für die wir bereits konkrete Projekte umsetzen.

Pflanzenkohle ist ein festes Material, das durch die thermochemische Umwandlung von Biomasse in einer sauerstoffarmen Umgebung gewonnen wird. Es unterscheidet sich von anderen festen Produkten der thermochemischen Umwandlung wie Holzkohle oder Aktivkohle, da der Hauptzweck die langfristige Kohlenstoffspeicherung und nicht die Schaffung von Rohmaterial für industrielle Prozesse oder Energieerzeugung ist.

Pflanzenkohle, ein vielseitiges Material, kann Kohlenstoff für bis zu Tausende von Jahren im Boden speichern und gleichzeitig die landwirtschaftliche Produktivität steigern – ein echtes Win-Win für die Umwelt und die Landwirtschaft.

Vorteile von Pflanzenkohle

Kohlenstoffbindung

Ein wichtiger Vorteil von Pflanzenkohle ist die Kohlenstoffbindung. Die Fähigkeit von Pflanzenkohle, Kohlenstoff zu sequestrieren, hängt von der Permanenz und Stabilität der Kohle ab. Die Permanenz der Kohlenstoffentfernung spiegelt wider, wie lange der Kohlenstoff gespeichert bleibt und nicht wieder in die Atmosphäre gelangt. Die Stabilität von Pflanzenkohle bezieht sich auf ihre Widerstandsfähigkeit gegen Zersetzung und Reaktionen im Boden, hauptsächlich aufgrund seiner polyaromatischen Ringstruktur.

Die Permanenz und Stabilität von Pflanzenkohle wird sowohl durch seine intrinsischen Eigenschaften als auch durch die Umweltbedingungen beeinflusst, denen sie ausgesetzt ist. Wenn Pflanzenkohle direkt oder indirekt auf landwirtschaftliche Böden angewendet wird, kann laut relevanten Standards bis zu 75 % des ursprünglichen Kohlenstoffs in der Pflanzenkohle mindestens 1000 Jahre lang sequestriert bleiben, was sein Potenzial für eine langfristige Kohlenstoffbindung verdeutlicht.

Bodenverbesserung

Als Bodenverbesserungsmittel verbessert Pflanzenkohle die physikalischen und biochemischen Eigenschaften des Bodens, erhöht die Fruchtbarkeit und Produktivität, insbesondere langfristig. Sie verbessert die Bodenaggregation, Wasserretention, den pH-Wert und die mikrobielle Aktivität, wodurch die Gesamtqualität des Bodens gesteigert wird und möglicherweise der Bedarf an chemischen Düngemitteln verringert wird. Die Auswirkungen von Pflanzenkohle auf die Eigenschaften des Bodens variieren je nach Faktoren wie seiner Herkunft, Art, Partikelgröße, den inherentem Bodeneigenschaften und dem Anbausystem.

Der Jalinga Tea Garden in Indien, in dem wir Versuche zur Steigerung der Produktivität mit unseren Pflanzenkohle-basierten Düngemitteln durchgeführt haben. Die Ergebnisse zeigten eine Steigerung der Erträge um ca. 10–20 %, was das Potenzial von Pflanzenkohle-basierten Lösungen in der nachhaltigen Landwirtschaft verdeutlicht.

Wirtschaftliche Vorteile

Neben den Umweltvorteilen bietet Pflanzenkohle erhebliche wirtschaftliche Vorteile für die Stakeholder entlang der Wertschöpfungskette. Durch die Umwandlung von landwirtschaftlichen Rückständen und Abfallbiomasse von Landbesitzern in Pflanzenkohle entsteht eine zusätzliche Einnahmequelle, die den Landbesitzern einen finanziellen Anreiz gibt, ihren Abfall zu nutzen. Dieser Ansatz fördert die Kreislaufwirtschaft, indem er den Recyclingkreislauf schließt.

Einer unserer Projektpartnerinnen von Dark Earth Carbon bei atmosfairs industriellen Pflanzenkohleprojekt in Tansania. Das Projekt unterstützt nicht nur nachhaltige Landwirtschaft, sondern bietet auch erhebliche wirtschaftliche Vorteile für die lokalen Gemeinschaften durch die Schaffung von Arbeitsplätzen und verbesserte Lebensbedingungen.

Pflanzenkohle-Projekte in unterschiedlichem Maßstab

Pflanzenkohleprojekte existieren in verschiedenen Maßstäben, von kleineren, lokal betriebenen Pyrolyse-Einheiten bis hin zu groß angelegten industriellen Anlagen. Im kleineren Maßstab wird Pflanzenkohle oft von Bauern direkt auf ihrem eigenen Land produziert, wobei einfache Methoden verwendet werden. Dieser Ansatz fördert nachhaltige landwirtschaftliche Praktiken und gibt den lokalen Landwirten mehr Kontrolle über ihre Ressourcen. Im Gegensatz dazu wird industrielle Pflanzenkohle in spezialisierten Anlagen mit modernen Maschinen hergestellt, die organische Materialien bei hohen Temperaturen erhitzen, um Pflanzenkohle zu erzeugen. Diese Anlagen sind auf hohe Effizienz und konstante Produktqualität ausgelegt. Beide Arten von Pflanzenkohleprojekten werden so angepasst, dass sie den spezifischen Bedürfnissen jeder Region gerecht werden, um lokale Vorteile zu maximieren, sei es für kleine Landwirte oder größere Betriebe.

Die Produktionsanlage des industriellen Pflanzenkohleprojekts von atmosfair in Tansania. Diese fortschrittliche Anlage nutzt effiziente Pyrolysetechnologie, um hochwertige Pflanzenkohle zu erzeugen.

 

 

In atmosfairs Pflanzenkohleprojekt in Indien nutzen Haushalte TLUD (Top-Lit Updraft) Pyrolyseöfen zum Kochen und erzeugen gleichzeitig Pflanzenkohle als Nebenprodukt. Dieser Ansatz ermöglicht eine lokale, nachhaltige Pflanzenkohleproduktion im kleinen Maßstab.

Optimierung von Pflanzenkohleprojekten in kleinem Maßstab

Vermehrt gibt es Kritik an Pflanzenkohleprojekten im kleinen Maßstab, insbesondere hinsichtlich der Einschränkungen bei Pyrolysevorgängen in offenen Erdmulden und sogenannten Kon-Tiki-Öfen. Dabei werden vor allem die inkonsistente Qualität der Pflanzenkohle, hohe Methanemissionen und Sicherheitsbedenken angeführt, die durch die variablen Umwelt- und Produktionsbedingungen bei Low-Tech-Anwendungen bedingt sind. Geschlossene Pyrolyseeinheiten lösen diese Probleme, indem sie ein kontrolliertes Umfeld bieten, das die Sicherheit erhöht, den Kohlenstoffgehalt steigert und eine konstante Pflanzenkohleproduktion gewährleistet. atmosfair setzt sich dafür ein, diese Low-Tech-Lösungen für Projekte in kleinem Maßstab zu verbessern und nachhaltiger zu gestalten, um ihre Effizienz und Umweltwirkung zu steigern.

Projekte in kleinem Maßstab sind nach wie vor entscheidend, um Kleinbauern zu stärken, die einen Großteil der weltweiten Nahrungsmittelversorgung leisten, indem sie zugängliche, skalierbare Lösungen bieten, die nachhaltige Praktiken und Klimaanpassung unterstützen. Diese Landwirte haben oft keinen Zugang zu verbesserten Technologien, die notwendig sind, um die Bodenfruchtbarkeit zu verbessern, die Erträge zu steigern und zur Kohlenstoffbindung beizutragen. Kleinbauern durch solche Innovationen zu unterstützen, ist der Schlüssel zur Lösung globaler Herausforderungen im Bereich der Ernährungssicherheit und Nachhaltigkeit.

 

Landwirte in Indien wenden organischen Dünger mit Pflanzenkohlegehalt auf ihre landwirtschaftlichen Böden an. Die Pflanzenkohle wird lokal in TLUD-Öfen produziert, die zum Kochen verwendet werden, und anschließend in einer nahegelegenen Fabrik, die von atmosfair finanziert wird, zu Dünger verarbeitet.

Unterschied zwischen Waldprojekten und Pflanzenkohleprojekten

Die Kohlenstoffentfernung durch Pflanzenkohle und Aufforstungs-/Wiederaufforstungsprojekte unterscheiden sich grundlegend in den Mechanismen und der Dauerhaftigkeit.

Während Waldprojekte Kohlenstoff durch Baumwachstum binden und CO₂ in Biomasse speichern, erzielt Pflanzenkohle eine größere Permanenz, indem sie Kohlenstoff im Boden für Jahrhunderte stabilisiert, mit minimalem Risiko der Wiederfreisetzung. Im Gegensatz dazu haben Waldprojekte höhere Risiken der Umkehrung durch Waldbrände, Schädlinge und Landnutzungsänderungen, die die Kohlenstoffbindung gefährden können. Die Pflanzenkohleproduktion unterstützt auch die Prinzipien der Kreislaufwirtschaft, indem sie landwirtschaftliche Rückstände und Abfälle in wertvolle Bodenverbesserungsmittel umwandelt, während Waldprojekte auf natürliche Regeneration setzt und möglicherweise neue Landflächen benötigen, ohne direkt Abfallressourcen zu nutzen.

Ein Vergleich von Holz und Pflanzenkohle zeigt, wie organische Materialien in eine nachhaltige Ressource zur Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit und Unterstützung von Klimaschutzmaßnahmen umgewandelt werden können.

Weiterführende Links

Ihre Ansprechpartnerin bei atmosfair

Christiane Brosche
Business Development Managerin
M.Sc. Soziale Ökologie