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28 Februar 2022 / Lesezeit: 21 minuten

Eisenpulver und Pflanzenkohle

Transkript: Good News Podcast Folge 48

Wie sichern wir unsere Energieversorgung in der Zukunft, ohne Kohle, Gas und Öl aus fossilen Quellen? Neben Wind- und Sonnenenergie gibt es vielfältige Lösungsansätze – und sie klingen vielversprechend.

Bild: Unsplash / Sebastian Pociecha

Bild: Unsplash / Sebastian Pociecha

Hier findest du eine schriftliche Fassung der Podcastfolge 48 von „Good News“.
Bis 2030 müssen die Emissionen in Deutschland im Vergleich zu 1990 um 65 Prozent sinken. Dafür braucht es nicht eine Lösung, nicht zwei, sondern jede Menge. Eisenpulver zum Beispiel ist ein Brennstoff, der kein CO₂ ausstößt und sogar wiederverwendbar ist. Und Pflanzenkohle ist ein Mittel, um das in Pflanzen gespeicherte CO₂ langfristig zu binden – und nebenbei Energie zu gewinnen. Die Energiewende ist nicht nur dringend notwendig, sondern vielfältig und spannend. In dieser Folge erfahrt ihr, warum!

Das Transkript soll den Podcast möglichst barrierefrei auch nicht-hörenden Menschen zugänglich machen. In dieser Folge spricht Good-News-Redakteurin Bianca Kriel mit Miriam Petzold und Astrid Ehrenhauser, Redakteur:innen beim enorm Magazin, über Lösungen für die Energiewende.

Bianca: Hallo und herzlich willkommen zu Good News, dem Podcast für gute Nachrichten und konstruktive Gespräche. Heute geht es um Stoff für die Energiewende. Aber erst einmal der Gute-Nachrichten-Überblick:

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Corona-Viren breiten sich schnell in Mund, Nase und Rachen aus. Wird die Anzahl der Viren jedoch eingedämmt, können Erkrankungen und weitere Ansteckungen vermieden werden. Das Start-up „Clevergum“ hat daher ein Anti-Viren-Bonbon entwickelt, das die Viruslast im Mund-Nasen-Raum um 90 Prozent reduzieren kann.

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In Kuwait wurden Trans-Personen lange strafrechtlich verfolgt, da es nach dem Strafgesetz 198 verboten war, das andere Geschlecht „nachzuahmen“. Nun folgt ein Schritt zu mehr Gleichberechtigung: Das Verfassungsgericht des traditionell-konservativen Emirats hat die diskriminierende Regelung gestrichen.

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Bei Organ-Transplantationen müssen die Blutgruppen zwischen Spender:innen und Empfänger:innen zueinander passen. Viele Betroffene warten daher lange auf ein Spenderorgan. Forschenden aus Toronto ist es nun mithilfe von Enzymen erstmals gelungen, die Blutgruppe eines Spenderorgans universell anzupassen.

Bianca: Hallo, mein Name ist Bianca. Ich bin Redakteurin bei Good News und ich freue mich, dass wir heute über Stoffe für die Energiewende sprechen, über Stoffe, mit denen der Sprung ins Zeitalter ohne Öl und Kohle gelingen könnte. Ich freue mich besonders, dass unsere Kolleginnen vom enorm Magazin heute da sind, denn sie haben genau darüber ein ganzes Heft geschrieben. Hallo Astrid, hallo Miriam!

Astrid: Hallo Bianca!

Miriam: Hi Bianca, schön mal wieder bei euch zu sein.

Bianca: Sehr schön, dass ihr da seid und uns erklärt, worum es da geht. Ein sehr vielfältiges, komplexes Thema vielleicht. Kurz zur Erinnerung: Bis 2030 müssen die Emissionen in Deutschland im Vergleich zum Jahr 1990 um 65 Prozent runter. Die Frage ist natürlich wie. Und jetzt zitiere ich aus eurem Heft: Da schreibt Jan, der leitende Redakteur: Es gibt viele vielversprechende Technologien, aber bis zum tragfähigen industriellen Maßstab dauert es. Den einen Masterplan gibt es nicht, aber es könnten so einige Stoffe eine tragende Rolle in der Energiewende spielen. Zum Beispiel Pilze, Eisenpulver, Urin, Natrium, Pflanzenkohle, Plastikmüll und noch so einige andere. Über Pflanzenkohle und Eisenpulver und ein paar einzelne sprechen wir heute. Astrid, erzähl mal, was es da alles gibt.

Astrid: Genau. Wir haben uns ganz viele verschiedene Stoffe angeschaut und fanden es alles sehr, sehr spannend, wo man überall irgendwie hingucken kann, um ja, interessante Lösungen zu finden für die Energiewende. Für alternative Kraftstoffe zum Beispiel kann man aus Algen, mit Benzin vermischt, einen Biotreibstoff machen. Oder man kann aus Holzresten Rohöl als Kraftstoff für die Schifffahrt gewinnen. Aber auch ein Start-up, das aus Hanf Methan und Wasserstoff gewinnt, haben wir uns angeschaut. Oder aus Agaven wird Bioethanol, genauso aus Pilzen. Also so total interessante Stoffe, die da als Ausgangsbasis dienen, um eben am Ende nicht mehr auf fossile Energieträger zurückgreifen zu müssen. Also wirklich alles sehr interessant und sehr vielfältig auf jeden Fall. Und ein Stoff, der besonders spannend war, den haben wir uns noch mal näher angeschaut. Da hast du drüber geschrieben, Miriam, über Eisen bzw. Eisenpulver? Magst du ein bisschen erzählen, was es damit auf sich hat?

Miriam: Ja, ich erzähl sehr gern etwas zum Thema Eisenpulver, das ist vielleicht auch noch recht unbekannt im Zusammenhang mit der Energiewende. Denn was mir auch wieder stark aufgefallen ist im Zuge meiner Recherche ist, dass wir uns öffentlich sehr gerne mit Transportmitteln beschäftigen, mit Konsument:innengütern, wenn es um die Energiewende geht. Wir diskutieren gerne über Verbote und Jutebeutel oder Bambuszahnbürsten – und das ist auch gut so – aber wir lassen dabei ein sehr gravierendes Problem ziemlich außen vor, was schade ist. Es ist natürlich auch ein komplexes Problem und das ist vielleicht auch ein Grund dafür, warum es öffentlich nicht so stark diskutiert wird, da es kein sexy Thema ist, um es mal so zu sagen. Nämlich, dass Kraftwerke und energieintensive Industrien für knapp 40 Prozent der weltweiten CO₂-Emissionen verantwortlich sind. Das ist ein riesen Batzen und es ist leider wirklich eine Mammutaufgabe. Und jetzt könnt ihr euch das schon denken: Eisenpulver könnte eine Lösung sein. Die Betonung liegt auf „eine“ Lösung. Denn was hier ganz wichtig ist bei dem Thema und was wir auch  mit unserem Heft hervorheben wollten, ist eben, dass die Energiewende auf vielen verschiedenen Lösungen basieren wird. Es wird also nicht nur Wasserstoff unsere Probleme lösen, sondern es wird wirklich ein Blumenstrauß an Ideen sein und die werden nebeneinander bestehen und werden auch für verschiedene Anwendungen sinnvoll sein. Zum Beispiel sind Batterien für die Autobranche sinnvoll, weil sie eben recht leicht sind und direkt aufladen an der Tankstelle ohne Zwischenschritt. Bioethanol, also Bio Fuels sind sinnvoll für die Zeit, in der wir auf jeden Fall noch Verbrenner-Autos fahren werden, weil die nicht einfach so von der Erdoberfläche verschwinden werden.

Und gleichzeitig sind zum Beispiel elektrische Antriebe aber nicht sinnvoll für die Wärmeerzeugung, weil damit einfach nicht wirklich extrem hohe Temperaturen erreicht werden können, die eben nötig sind für solche energieintensiven Industrien. Also zum Beispiel Papierhersteller, Chemieindustrien, Getränke- und Lebensmittelproduzenten. Die brauchen für ihre Produktionsprozesse extrem heiße Temperaturen, extrem viel Energie auf einmal. Und da könnte Wasserstoff auf jeden Fall eine Lösung sein. Dazu komme ich aber gleich. Ein wichtiger Punkt, der die Basis für unseren Schwerpunkt ist, ist, dass wir natürlich Solar- und Windenergie oder unsere Kapazitäten in dem Bereich ausbauen müssen, weil das so ein bisschen die Grundlage für alles ist. Wie viele Menschen auch mittlerweile verstanden haben, ist eben grüner Wasserstoff ein wichtiger, ja ein wichtiger Faktor, der eben produziert wird auf Basis von Solar- und Windenergie. Das Problem an der ganzen Sache ist ja, dass wir in unseren Breitengrade einfach nicht genug Wind und Sonne haben. Also, wir haben diese erneuerbaren Energiequellen einfach nicht kontinuierlich oder die stehen uns nicht kontinuierlich zur Verfügung und deswegen werden wir auch nicht genügend grünen Wasserstoff produzieren können, den wir aber unbedingt zum Beispiel für die Stahlindustrie benötigen und für den Schwerlastverkehr, weil das eben zum Beispiel so Bereiche sind, wo keine andere Energiequelle oder kein anderer Energieträger ausreichend ist oder sinnvoll ist. Wenn es aber eben genau um diesen grünen Wasserstoff geht, sprechen Expert:innen von einer Champagner-Debatte, weil die Menge eben sehr begrenzt ist. Also grüner Wasserstoff steckt wirklich noch in den Kinderschuhen. Die Nachfrage ist extrem hoch und der Preis dementsprechend auch. Und es sind sich eigentlich inzwischen alle einig, dass wir eben in Zukunft den grünen Wasserstoff aus äquatorialen Gegenden importieren werden müssen.

Astrid: Ja, und das bringt natürlich auch wieder Probleme, oder? Wenn wir sagen, wir importieren was aus dem Globalen Süden, dann klingeln ja bei mir alle Alarmglocken direkt.

Miriam: Ja, absolut, bei mir auch. Also ich hoffe so sehr, dass eben keine Fehler wiederholt werden, dass der Handel in Zukunft auf Augenhöhe stattfinden wird. Und das ist eine Debatte, die noch nicht so wirklich geführt wird, leider, weil wir eben noch ganz am Anfang stehen. Also auch solche Wasserstofffabriken, das dauert ja ewig, bis sie überhaupt gebaut sind. Es ist eine unglaubliche Investition und bevor so eine Wasserstofffabrik auch überhaupt Sinn macht, müssen ja auch erstmal riesige Solarfelder entstehen. Und dieser neue ökonomische Zweig, der dann eben im Norden, in nordafrikanischen Ländern entstehen wird, wie wird der gestaltet werden? Wird das wieder eine Art von Ausbeutung werden? Wird das eine Chance sein? Wird es eine ökonomische Chance sein für die Länder, weil wir ja offensichtlich sehr, sehr abhängig sind, hier in Mittel- und Nordeuropa, von erneuerbaren Energiequellen und grünem Wasserstoff?

Astrid: Das Thema grüner Wasserstoff hat sich sehr durchgezogen und wir hatten dann auch irgendwann festgestellt, dass fast alle alternativen Stoffe irgendwie damit doch zusammenhängen am Ende, oder? Ja, das ist auf jeden Fall super relevant, das noch mehr im Blick zu behalten langfristig. Und auch im Heft hatten wir es dann irgendwie schon fast als roten Faden.

Miriam: Ja und jetzt komme ich auch endlich zu Lösungen. Es ist nämlich so, grüner Wasserstoff ist schön und gut, aber zum aktuellen Zeitpunkt ist das unglaublich aufwendig und teuer, grünen Wasserstoff zu transportieren und zu lagern und geschweige denn herzustellen. Das ist ein flüchtiges Gas und daraus ergeben sich sehr viele Probleme. Es gibt eben eine Alternative: Es gibt Eisenpulver. Eisenpulver ist ein Feststoff. Also, ich hatte das Eisenpulver auch in der Hand. Das ist ein sehr, sehr weicher Stoff. Es fühlt sich echt so seidig an. Es fühlt sich recht schwer und kalt an und hinterlässt auch einen Abdruck. Und dieses Eisenpulver wird hergestellt aus Eisenerz. Eisenpulver kann ein Brennstoff der Zukunft sein, denn was total toll ist, wenn man Eisenpulver kontrolliert entzündet, dann brennt der Stoff ähnlich heiß wie Erdöl. Also, er liefert extrem viel Energie und stößt dabei keinerlei CO₂-Emission aus. Was natürlich fantastisch ist, aber es wird noch besser: Nämlich, wenn Eisenpulver verbrennt, dann oxidiert der Stoff zu Eisenoxid und Eisenoxid ist nichts anderes als Rost. Also wirklich so ein stinknormaler Rost, wie er an alten Fahrrädern klebt, die draußen im Regen stehen. Das ist der Output sozusagen. Und Rost ist ja auch ein Feststoff. Also man kann den Rost, der eben bei der Verbrennung von Eisenpulver steht, auffangen und dann kann man eben den Sauerstoff, das Oxid im Rost, das kann man wieder entziehen und dann hat man wieder den Ausgangsstoff, nämlich Eisenpulver. Und dieser Prozess lässt sich theoretisch endlos wiederholen. Das heißt Eisenpulver ist nicht nur CO₂ frei, also ein CO₂-freier Brennstoff, sondern theoretisch auch endlos wiederverwendbar und brennt heiß genug, um eben genug Energie für Industrien liefern zu können. Also Industrien, die aktuell noch mit Kohle oder Erdöl laufen. Das klingt total revolutionär.

Astrid: Es klingt abgefahren.

Miriam: Ja. Als ich in die Recherche eingestiegen bin, da habe ich mich auch wirklich unglaublich gefreut, das klingt ja nach der optimalen Lösung und wurde dann natürlich im Verlauf ein bisschen ernüchternd, weil das Ding ist, dass wir noch ganz am Anfang stehen, leider, was die Verwendung von Eisenpulver wirklich als Brennstoff mit hohen Kapazitäten betrifft. Also wenn wir zum Beispiel an Kohlekraftwerke denken, dann braucht halt dieses Kraftwerk eine Kapazität von ungefähr 400 Megawatt. Und erst vor kurzem, 2020, wurde die weltweit erste Eisenpulver-Anlage im kleinen industriellen Maßstab getestet. Es waren 100 Kilowatt, also 400.000 Kilowatt im Vergleich zu 100 Kilowatt. Das ist noch ein Riesenunterschied, aber es ist ein Anfang.

Astrid: Ja und du warst ja dann auch vor Ort. Tatsächlich hast du das mal live angeschaut, das hast du ja gerade schon erzählt, wie du diesen Stoff in der Hand hattest und ja, da mit den Menschen gesprochen hast, die da gerade experimentieren und an der Innovation dran sind, sozusagen, oder?

Miriam: Ja, genau. Das witzige ist eigentlich auch, dass wir Eisen oder dass Eisen als Brennstoff ist jetzt nicht eine wirklich neue Idee, weil Eisen wird schon in der Raumfahrt seit Jahrzehnten eigentlich genutzt. Also, Metalle generell werden genutzt und Metalle sind zum Beispiel auch Teil von Silvesterfeuerwerk. Es ist es ist jetzt nicht so, dass die Studierenden, die ich in den Niederlanden getroffen habe, dass die das Rad neu erfunden haben. Aber sie haben es neu erfunden in Bezug auf Eisenpulver als klimaneutralen Energieträger.

Astrid: Das waren dann wirklich Studierende von der Uni, die das so als Projekt hatten oder die das in der Uni selber entwickelt haben und jetzt weiterführen, glaube ich. War das so?

Miriam: Ja, das hat mich total begeistert, weil, genau, es ist ein Team aus Studierenden an der Technischen Universität Eindhoven. Das Team wurde 2017 gegründet und das ist ein jährlich wechselndes Team aus Studierenden, die wirklich komplett freiwillig und unbezahlt an dem Thema Eisen-Brennstoff arbeiten. Aktuell haben 6 von 22 Mitgliedern ihr Studium pausiert, um wirklich Vollzeit dabei zu sein und der Rest, der ackert wirklich dann in seiner vorlesungsfreien Zeit, ist in den Werkstätten unterwegs und Büros von den Projektpartnern, weil die könnten das Projekt natürlich nicht selber stemmen. Also die haben sich zusammengeschlossen zu einem Konsortium mit verschiedenen Partnern aus Industrie und Forschung. Also zum Beispiel dieser riesige Energiekonzern Uniper, der ist dabei. Also der hieß früher E.ON und noch viele andere. Und die stellen eben zum Beispiel ihre Werkstätten zur Verfügung und ihr Know-how in Bezug auf verschiedene Teile von diesem kleinen Kraftwerk. Das muss man sich vorstellen, aktuell noch wie so eine Art Gerüst mit so Kabeln und Maschinen. Und das ist alles. Es steht wie gesagt, alles noch am Anfang. Aber was sie eben geschafft haben und was weltweit wirklich noch eine Neuheit ist, ist, dass sie eben diese 100 Kilowatt-Anlage an eine Bierbrauerei angeschlossen haben, nämlich die Bierbrauerei Bavaria. Das ist ein sehr populäres Bier. Schmeckt sehr gut. Witzigerweise mit einer bayerischen Flagge im Logo, aber wird nur in den Niederlanden vertrieben, glaube ich. Ist ganz witzig…

Aber, das ist nämlich erfolgreich gewesen. Dieser Test ist erfolgreich gewesen, es hat funktioniert. Sie konnten damit beweisen, dass Eisenpulver eben kontrolliert verbrannt werden kann, um Wärmeenergie zu erzeugen. In dem Fall Dampf, der dann eben für das Bierbrauen benutzt wird. Man kann aber diese Wärmeenergie auch in Strom umwandeln und die ultimative Vision von den jungen Studierenden ist, dass sie irgendwann die Kohlekraftwerke umrüsten wollen. Denn wir wissen alle ok, ab 2030 gegebenenfalls werden Kohlekraftwerke brachliegen. Wir brauchen irgendwie eine Verwendung für diese Kraftwerke. Es ist nämlich natürlich wahnsinnig teuer. Es kostet mehrere Milliarden Euro, um neue Kraftwerke zu bauen. Es wäre doch toll, wenn wir diese Kohlekraftwerke so umrüsten können, dass die dann einfach mit Eisenpulver laufen. Und die Studierenden, die arbeiten jetzt sukzessive an der Skalierung ihrer Eisenpulver Anlage aktuell. Die haben sie arbeiten an einer 1-Megawatt-Anlage, nächstes Jahr fünf Megawatt, dann zehn Megawatt und so schrauben sie sich immer weiter nach oben. Aber sie sind natürlich nicht die einzigen, die an diesem Thema arbeiten. In Deutschland gibt es den Verbund Clean Circles von unter anderem der TU Darmstadt und dem Deutschen Zentrum für Luft und Raumfahrt. Aber es haben sich viele Konzerne, so unter anderem Shell, also wirklich große Player, die haben auch Interesse angemeldet. Also das beweist im Endeffekt einfach auch, dass das Eisenpulver wirklich viel Potenzial hat.

Astrid: Ja, das klingt alles mega gut, aber fast ein bisschen zu gut. Gibt es da gar keinen Haken an der Geschichte mit dem Eisenpulver und den ambitionierten Studis aus den Niederlanden?

Miriam: Leider ja, du hast es richtig erkannt. Also der Haken aktuell ist tatsächlich grüner Wasserstoff, weil genau, der Kreis schließt sich. Ich habe angefangen mit Wasserstoff. Ich höre auf mit Wasserstoff, denn für die Umwandlung von Rost in Eisenpulver benötigt man leider grünen Wasserstoff, denn dieser Stoff entzieht dem Eisenoxid das Oxid, was man eben braucht, um Eisen wieder verbrennen zu können. Und grüner Wasserstoff wird auch benötigt, um überhaupt aus Eisenerz, also dem Rohstoff dann Eisenpulver herzustellen. Aber das möchte ich doch dazu sagen, weil sonst klingt das alles so ein bisschen so: Jetzt hat sie hier diese Wahnsinns-Utopie skizziert und am Ende, ist doch alles nur ein Luftschloss. Also was mir alle Expert:innen, mit denen ich gesprochen habe klar gemacht haben, ist, dass sie jetzt natürlich nicht rumsitzen, die Hände in den Schoss legen und auf die Verfügbarkeit von grünem Wasserstoff warten. Das ist totaler Unsinn, denn man kann mit diesem ganzen Prozess schon loslegen. Und zwar gibt es ja auch andere Formen von Wasserstoff, zum Beispiel blauen Wasserstoff. Der wird produziert aus Erdgas und nicht Wind oder Solarenergie, was dann natürlich den CO₂-Hebel im Endeffekt mindert. Aber es ist ein Anfang und wir müssen ja auch überhaupt erst mal diese ganzen Techniken erlernen und die Expert:innen haben es wirklich „üben“ genannt. Sie wollen jetzt loslegen mit blauem Wasserstoff, um diesen Kreislauf eben zu erlernen. Und dann, sobald grüner Wasserstoff verfügbar ist, haben wir dann eben die perfekte klimaneutrale Lösung für sehr, sehr viele Industrien, die zum Beispiel nicht für die Elektrifizierung ausreicht oder die eben nicht an das künftige Wasserstoffnetzwerk angeschlossen sein werden.

Astrid: Ja und überhaupt das erstmal auch großflächig zu machen, sozusagen skalierbar zu machen, dass es nicht nur in diesen kleinen Studi-Projekten passiert, was ja super wichtig ist, aber halt auch viel größer noch passieren kann und wird.

Bianca: Ja total. Und ich hänge aber immer noch am Eisenerz, das du gesprochen von den Studis in den Niederlanden. Mir fehlt da wohl grad ein bisschen geochemisches Wissen. Eisenerz kommt es überall vor.

Miriam: Ja, Eisenerz ist tatsächlich ein unglaublich häufiger Rohstoff in der Erdkruste. Ich glaube, das ist das vierthäufigste Element, wenn ich mich nicht ganz täusche. Also, es kommt wirklich flächendeckend auf der ganzen Welt vor. Und das was mich ja so begeistert hat jetzt an dem Thema Eisenpulver ist, dass, theoretisch musst du einmal Eisenerz abbauen, das mit grünem Wasserstoff in Eisenpulver umwandeln bzw. daraus ein Pulver herstellen. Und dann kannst du ja dieses Eisenpulver immer wieder verwenden, weil es ja zu Rost oxidiert und den Rost kann man wieder auffangen und wieder in Eisenpulver zurück umwandeln. Und das heißt, du brauchst ja nicht die ganze Zeit Nachschub an Eisenerz oder Eisenpulver, sondern du kannst ja das Eisenpulver, das du einkaufst, das kannst du ja wirklich immer wiederverwenden.

Bianca: Ja total gut. Also so ein richtiger geschlossener Kreislauf.

Miriam: Genau.

Astrid: Einen Kreislauf in gewisser Weise habe ich mir auch angeschaut zum Thema Pflanzenkohle. Bei Pflanzen ist es ja so, das ist einfach ein natürlicher Kreislauf. Offensichtlich, wenn eine Pflanze während ihres Lebens CO₂ aus der Luft fängt, also Kohlenstoff bindet und wenn sie dann irgendwann verrottet, dann gibt sie das Kohlenstoffdioxid wieder frei, was ja im Endeffekt CO₂-neutral wäre. Aber unser Problem ist ja offensichtlich, wir haben schon viel zu viel CO₂ in der Atmosphäre und da gibt es jetzt eine Art Hack sozusagen, dass man eben CO₂ langfristig der Atmosphäre entzieht, diesen Kreislauf sozusagen unterbricht, indem man Pflanzen oder Biomasse generell verkohlt und dadurch zu festem Kohlenstoff macht. Also, erstmal klingt es ja nicht so intuitiv Pflanzen zu verkohlen, ist das dann nicht klimaschädlich? Aber nein, weil das sozusagen ein gewisser Prozess ist, der bei sauerstoffarmer Pyrolyse, so nennt man das, eine sauerstoffarme thermische Behandlung, bei Temperaturen zwischen so 400 und 750 Grad. Da entsteht eben ein fester Kohlenstoff am Ende, feste Kohlenstoffverbindungen, aber auch Pyrolyseöle und -gase. Die wiederum werden gleich noch spannend, weil man damit Treibstoffe machen kann. Aber gleich noch mehr dazu. Aber eben auch diese feste Pflanzenkohle. Die ist halt auch super interessant, weil man eben nicht mehr diesen Kreislauf hat, der CO₂-neutral bleibt, sondern eben langfristig Kohlenstoff binden kann.

Und da kann man dann irgendwelche Pflanzenreste wie Grünschnitt nutzen, Restholz oder auch aus der Lebensmittelherstellung Abfallprodukte oder so. Und das ganze ist auch mittlerweile super Hightech, industriell, großer Maßstab, aber es ist ein Prozess und ein Verfahren, das eigentlich schon seit Tausenden von Jahren passiert, dass Menschen das nutzen. Und früher im Mittelalter in Europa zum Beispiel haben Menschen aus Biomasse Holzkohle hergestellt und haben damit geheizt und auch schon damit gedüngt seit langem. Nämlich mit Terra Preta. Das ist eine sehr, sehr fruchtbare Erde, tiefschwarz, die nutzen indigene Menschen seit Jahrtausenden im Amazonasgebiet zum Beispiel. Und dafür wird diese Pflanzenkohle unter anderem mit Dung vermischt, also von Tieren. Und das ist dann sehr, sehr gut für Böden, weil Pflanzenkohle, also dieses poröse, ja, dunkle Material, das am Schluss dann übrig bleibt, wenn ich Pflanzen verkohlt habe. Dieses Material ist ein sehr, sehr guter Speicher für Mikroorganismen, aber auch Nährstoffe und Wasser. Und wenn ich im Pflanzenkohle mit Nährstoffen anreichere, wie eben zum Beispiel durch den Dung, mit dem vermischt wird, wird es eine Art Dünger. Und dieser Dünger, der ist gerade für Böden, die eben nicht so fruchtbar sind, für degradierte Böden, super hilfreich, weil dann mehr Humus entstehen kann, die Feuchtigkeit besser gehalten wird und es zeigen eben Studien, dass der Ernteertrag in tropischen Regionen, wo der Boden nicht so diese Qualität hat, dass dort der Ernteertrag um durchschnittlich 25 Prozent gesteigert werden konnte.

Ja, Pflanzenkohle, jetzt erstmal so als Grundidee, was ist das? Es ist eben dieses Material, was schon sehr, sehr lange genutzt wird von Menschen. Und es wird aber mittlerweile auch ganz viel damit experimentiert. Also es ist ein Material, was als Baustoff oder Kunststoffersatz verwendet werden kann und man kann damit das Kompostieren von Bioabfällen verbessern. Ich habe da mit verschiedenen Expert:innen Interviews geführt, die mir dann Pflanzenkohle gezeigt haben und meinten: Ja, hier, ich baue jetzt gerade meine Wand mit Pflanzenhohle-Baustoff oder Anteilen von Pflanzenkohle oder die eine Wissenschaftlerin hat eine Klärgrube im Garten. Und das war alles super super interessant, aber der wohl größte Nutzen, der mich auch extrem geflasht hat während meiner Recherchen – es ging ja eigentlich um Energie und da komm ich auch gleich noch drauf – aber das muss ich auf jeden Fall vorher erzählen, weil es mich so umgehauen hat, weil man ja eben, wie ich gerade erwähnt hatte, durch das Verkohlen von Pflanzen langfristig Kohlenstoff binden kann und eben Kohlenstoff speichert. Und das ist ja ein extrem wichtiger Hebel, den wir nutzen müssen im Kampf gegen die Klimakrise. Und das hat auch 2018 der Weltklimarat in einem Bericht anerkannt. Und dort stand eben zum ersten Mal auch, dass Pflanzenkohle ein Weg sein kann, der Atmosphäre Kohlenstoff zu entziehen und  diesen langfristig zu speichern. Und wenn man das dann in den Boden einbindet und dort einarbeitet, dann ist Pflanzenkohle tatsächlich auch, das zeigen Studien, nach so hundert Jahren, sind noch so 70 Prozent des Kohlenstoffs im Ackerboden. Das heißt, wir haben da eine lange, lange Zeit, in der wir den Kohlenstoff binden können. Und wir können mit einem Kilogramm Pflanzenkohle, nur so als Größenordnung, also mit einem Kilogramm Pflanzenkohle können wir den Kohlenstoff aus ca. zwei bis drei Kilo CO₂ speichern. Und es wird auch mittlerweile irgendwie so genutzt, dass es Zertifikate gibt, die man kaufen kann. Es gibt Start-ups und Unternehmen, die Pflanzenkohle-Zertifikate verkaufen, um sie eben Unternehmen und auch Privatperson oder so anzubieten, dass sie dadurch ihre CO₂-Emissionen kompensieren. Ein Wissenschaftler, das war Daniel Kray von der Hochschule Offenburg, der hat mir auch noch mal bestätigt, dass es wirklich ein super Weg ist. Er nannte Pflanzenkohle die „Champions League“ der Kompensation.

Miriam: Das finde ich immer so faszinierend. Das ist mir ja auch bei meiner eigenen Recherche begegnet, dass es dann eben diese super tollen Lösungen gibt im Kampf gegen die Klimakrise, die dann aber irgendwie scheinbar erst in den letzten Jahren wirklich beachtet wurden oder auch wirklich weiter erforscht werden oder auch eher erst skaliert werden. Ist es bei Pflanzenkohle auch der Fall oder hat das eine lange Geschichte als Klimaschutzmaßnahme?

Astrid: Ja, also ich habe da zum Beispiel mit Kathleen Draper gesprochen, sie ist US-Direktorin vom Ithaka Institut, einem internationalen Netzwerk für Kohlenstoff-Strategien, die hat auch ein Buch geschrieben, das heißt Burn: Using Fire to Cool the Earth. Also ein sehr schlagkräftiger Titel. Im Jahr 2019 ist das Buch erschienen. Seit Jahren forscht sie zu dem Thema, also so locker zehn Jahre und ein bisschen mehr sogar, glaube ich. Und die ist super begeistert, die hat auch ganz, ganz viel gewusst und erzählt und die meinte auch, ja, das ist so in den letzten Jahren, jetzt noch viel stärker in Fokus gerückt. Und sie sagte auch zu mir: „Die Reise beginnt gerade erst.“ Sie hat das Gefühl, gerade erst erkennen wir so das richtige Potential davon, dass wir es eben ja für so viele Materialien nutzen können, also für Kunststoffersatz aber auch eben diesen Kohlenstoff binden können. Und ist schon, wo ich gemerkt habe in meiner Recherche: Ah ja, spannend, in den letzten Jahren war das noch mal viel mehr im Fokus und das sieht man auch an Zahlen, dass wirklich seit 2018, also von 2018 auf 2020, hat sich die Produktionskapazität von Pflanzenkohle in Europa verdoppelt, auf 20.000 Tonnen. Und es ist ein Trend, der wohl anhält.

Miriam: Okay, also, es scheint ja schnell zu gehen, das ist ja schön.

Astrid: Genau. Es scheint jetzt sehr, sehr schnell zu gehen. Lange, glaube ich, war das so eine kleine Nische, so mein Eindruck mit Expert:innen, die sich damit befasst haben, oder Instituten. Da ging es dann eben viel um Boden verbessern. Und ja, mittlerweile ist der Hebel so ein bisschen diese Zertifikate und dieses Potenzial, um wirklich Kohlenstoff aus der Atmosphäre zu entziehen. Und das Gute daran ist eben im Vergleich zu ganz vielen anderen Methoden, dass man bei Pflanzenkohle wirklich eindeutig nachvollziehen kann, wie viel CO₂ tatsächlich dauerhaft entzogen wird aus der Atmosphäre. Und genau das ist ein Grund, der jetzt einerseits dazu führt, dass die Branche so wächst, aber auch ein Hebel, der sehr spannend ist, wie ein Wissenschaftler, das ist Dominic Woolf von der Cornell University in den USA, der meinte, er sieht halt auch diesen positiven Effekt, dass er glaubt, wenn wir jetzt sehr viele Pflanzen-Zertifikate kaufen, also Produzent:innen dafür bezahlen, Pflanzenkohle zu machen und dann kann es sich am Ende auch wieder lohnen finanziell, dass man damit Strom erzeugt, also grünen Strom erzeugt. Und ja, das ist nämlich ein Thema, das ich mir natürlich auch noch mal angeschaut hab, weil da ging es ja im Schwerpunkt darum, um diese Energiegewinnung speziell. Und wie soll das jetzt gehen? Wie kann ich bei Pyrolyse, bei diesem Verkohlen irgendwie Energie gewinnen? Da komme ich jetzt auch noch mal zurück zu einer Sache, die du ganz am Anfang gesagt hättest, Bianca, nämlich Plastikmüll.

Das ist nämlich auch spannend. Man kann dieses Verfahren, dieses Sauerstoffarme verkohlen, das kann man nicht nur für Biomasse nutzen, sondern eben auch für Plastikabfälle. Und das passiert zum Beispiel in einem Projekt in Nepal von dem Ithaka Institute, das ich ja gerade erwähnt hatte. Die starten gerade ein Projekt, um eben auf dem Land in Nepal Menschen auch abseits von Städten zu ermöglichen, dass sie ihren Plastikmüll in Kerosin umwandeln, also dass es so verkohlt wird und dass am Ende Kerosin rauskommt als Brennstoff-Alternative, die eben nicht so viele Emissionen ausstößt wie Brennholz zum Beispiel. Also auch eine ganz spannende Sache, aber ich habe mich stärker fokussiert auf die Biomasse und was da passiert bei der Pyrolyse. Man kann dieses Pyrolyseverfahren eben mit allen möglichen Stoffen machen, aber ich habe mich auf Biomasse aus pflanzlichen Stoffen konzentriert. Ich habe super hohe Temperaturen bei diesem Prozess und dabei entsteht offensichtlich Abwärme und die wiederum wird genutzt um das Fernwärmenetz zu speisen. Also dass man eben Haushalte mit Wärme versorgen kann. Das ist etwas, was seit April in Basel erprobt wird von dem Stromversorger dort, IWB. Und die wollen damit langfristig 170 Haushalte mit im Jahr so 1,5 Gigawattstunden Wärme beliefern und verkohlen da so ja insgesamt 550 Tonnen Pflanzenkohle am Ende mit Grünschnitt, das ist es, was sie da nutzen. Also das ist ein Abfallprodukt am Ende. Grünschnittmaterial, kann man eben dafür nutzen, da wird nicht extra irgendwas, irgendwelche wichtigen Rohstoffe gefällt werden oder so, sondern das ist halt dieser Grünschnitt, der übrig bleibt.

Miriam: Und sag mal, könnte ich jetzt so als Privatperson theoretisch – wenn ich einen Garten hätte, schön wär’s – könnte ich dann da theoretisch auch selber Pflanzenreste verkohlen? Oder muss man dafür ein:e Expert:in sein?

Astrid: Ja klar. Das ist ja auch schon passiert. Es ist ja seit Tausenden Jahren passiert passiert, dass Menschen das machen, mit so gewissen Grubensystemen, wo dann wenig Sauerstoff hinkommt. Das ist natürlich nicht sehr effizient. Wenn du es selber machst in deinem Garten, wirst du nicht den gleichen Wirkungsgrad sozusagen kriegen, dass du so viel raus bekommst am Ende wie jetzt in so einer Hightech-Anlage natürlich. Aber du könntest es auch selbst machen. Genau, ja. Im Kleinen.

Miriam: Hast du dann ungefähr eine Ahnung, wie viel Energie man daraus gewinnen könnte. Also im Sinne von: Kann ich damit zum Beispiel meine Lampen im Haus irgendwie mit Strom versorgen? Oder vielleicht sogar mein gesamtes Haus?

Astrid: Da müsstest du ja auch erstmal was bauen, um die Abwärme dann zu nutzen. Es gibt so kleine Pflanzenkohle-Herstellungsöfen sozusagen, die auch weltweit eingesetzt werden. Da geht es aber dann meistens drum, dass man damit Düngermaterial macht. In diesen ganzen Prozessen wird vor allem immer fokussiert, dass Leute damit düngen können am Schluss und das einarbeiten in den Boden, den Kohlenstoff speichern. Da geht es weniger darum, dass du dann die Abwärme für dich selbst nutzt, um deine Wohnung zu heizen oder so. Das wäre natürlich auch nochmal toll, wenn es so kleine energieautarke Lösungen gibt. Das weiß ich jetzt aber nicht, ob es die schon gibt in dem Sinne, dass das man es mit diesen kleinen Öfen herstellen kann, die dann aus Plastikmüll Kerosin machen… das gibt es ja wohl. Also das wäre ja ein Weg. Es wäre auch cool, wenn man seinen Plastikmüll dann einfach verwendet.

Miriam: Und Kerosin für den Privatjet (lacht).

Astrid: Ja, oder für deinen kleinen kerosinbetriebenen Ofen daheim? Ich weiß nicht…

Miriam: Genau. Aber da freuen sich die Nachbar:innen auch. Das riecht ja so ein bisschen rauchig, wenn ich Pflanzenkohle im Garten produziere. Also ständiger Grill-, ständiger Barbecue-Geruch für die Nachbar:innen.

Astrid: Das weiß ich nicht, wie das dann riecht. Ja, ich habe mir auch eine Anlage angeschaut, in der Pflanzenkohle produziert wird. War aber noch sehr am Anfang. Die wurde erst aufgebaut und die haben da ganz große Pläne und so weiter, was sie alles machen wollen. Aber da war es wirklich noch so mitten in der Baustelle, da konnte ich nichts riechen und sehen. Er meinte auch, es riecht wie so nettes Holzkohlefeuer oder so. So ein bisschen so wird’s riechen, meinte der Mensch, der mich da durchgeführt hat. Ja, genau. Und tatsächlich ein anderer Punkt abgesehen von der Abwärme, um Strom zu erzeugen ist, dass man Pyrolysegas, also das, was dabei entsteht, wenn ich eben diese Verkohlung habe, das Gas – das ist ein Mix aus Wasserstoff, Kohlenstoffmonoxid, Methan, Wasser und Kohlenstoffdioxid – dass man das zunächst mal reinigt von Teerverunreinigungen und dann in Blockheizkraftwerken ganz effizient in Strom umwandeln kann. Und das funktioniert teilweise noch nicht so richtig lukrativ, meinten Expert:innen zu mir, die meinten, am Ende des Tages ist es halt schon noch meistens billiger und besser, irgendwie regenerativen Energiequellen wie Sonne und Wind zu nutzen. Aber ein Unternehmen in Tirol, SynCraft Engineering, die haben dafür schon so einen Kniff entwickelt, wo es sich für sie scheinbar lohnt. Ich hab mit denen gesprochen, die meinten, sie nutzen halt die Pyrolyse, weil sie am Ende aus dem Holz nicht Pflanzenkohle machen, sondern viel mehr Gas als Ausbeute wollen.

Darauf setzen sie halt, dass sie den „Trade Off“ haben: Ja, okay mehr Gas statt Pflanzenkohle. Da können sie halt je nachdem wie die Temperaturen und die Bedingungen sind, das steuern und machen dabei Abwärme, die sie nutzen können, aber eben auch Gas. Und dieses Gas, damit werden Motoren angetrieben, um grünen Strom zu erzeugen. Und ja, ich habe das Gefühl, die Menschen, die in der Pflanzenkohle-Herstellung drin sind, die sind da auch gerade ganz findig unterwegs und wollen Möglichkeiten finden. Es gibt auch die Überlegung mit grünem Wasserstoff, da gibt es auch ganz spannende Ideen und Pläne. Aber es ist alles noch nicht so richtig spruchreif, ob sich das wirklich lohnt, damit grünen Wasserstoff zu produzieren. Aber es könnte auch noch ein Weg sein, da vielleicht irgendwann hinzukommen. Zumindest gibt es die Hoffnung in der Branche, aber das ist noch nicht so weit. Auf jeden Fall alles sehr, sehr spannend und sehr vielfältig. Angefangen von: Ich habe irgendwie was zum Boden düngen bis hin zu: Ja, ich mache auch noch Strom daraus.

Bianca: Es ist wirklich… ich bin total begeistert von all den Ideen, die ihr vorgestellt habt und auch allen weiteren Stoffen, die ihr im Heft behandelt. Ich kann wirklich nur empfehlen: Holt euch das Heft Stoff für die Energiewende, macht euch schlau über erneuerbare Energien und was es alles schon für Ansätze gibt. Ich glaube, wir werden einfach noch mal eine Folge machen und über weitere Stoffe sprechen. Was denkt ihr?

Astrid: Wir haben auf jeden Fall genug Stoffe für ganz viele Folgen, würde ich sagen.

Miriam: Chemie Grundstudium haben wir! (lacht)

Astrid: Ja, es war für uns auch… also, ich muss sagen, es war für mich schon eine Herausforderung. Ich habe glaube ich selten so viele Expert:innen interviewt und wissenschaftliche Paper und sonst was gelesen, um diesen Text zu schreiben wie jetzt, weil ich da einfach kein Grundwissen hatte. Ich bin zufällig über das Thema gestolpert, fand es super interessant und es hat dann auch genau zum Schwerpunkt gepasst. Aber das war schon eine Herausforderung, oder? Miriam, für dich wahrscheinlich ja auch, dass man sich da erst mal so krass rein arbeiten musste. Von Anfang an eigentlich.

Miriam: Ja, total. Also, Gott sei Dank hatte ich einfach ein wahnsinnig hohes Interesse und einfach ganz viel Neugier und irgendwie auch einen Ehrgeiz, das am Ende zu verstehen. Aber klar: Ich habe nicht Chemie studiert und der Schul-Chemieunterricht, der war auch nicht wirklich hilfreich. Ist ja auch schon länger her, ne, aber ich weiß nicht, dir ging es ja genauso. Also man hat sich dann so in dieses Thema rein vertieft und so viel recherchiert, weil man eben dieses Interesse hat und unbedingt diese Lösung ergründen wollte. Sodass das dann vielleicht am Ende das andere vielleicht so ein bisschen ausgeglichen hat bzw. haben wir ja auch mit sehr vielen versierten Expert:innen gesprochen, die unsere Wissenslücken eben netterweise gefüllt haben und auch viele, viele Antworten auf viele Fragen gegeben haben. Von daher ja, also genau, schaut gerne ins Heft rein. Wir hatten so ein bisschen den Anspruch, wirklich auch Stoffe vorzustellen, Innovation vorzustellen, die eben noch nicht so bekannt sind in Bezug auf die Energiewende, um eben so ein bisschen den Blick zu öffnen. Es gibt nicht nur Wind- und Solarenergie oder grünen Wasserstoff. Das sind natürlich so die Rahmenbedingungen mehr oder weniger, aber innerhalb dieses Konstrukts gibt es eben ganz viele wichtige Lösungen, wichtige Erfindungen, die entweder Brückenlösungen sind oder wirklich sehr langfristige Lösungen, Visionen, wie in dem Fall Eisenpulver. Also es ist ein guter Mix geworden, würde ich sagen.

Astrid: Und vor allem ist es auch während der Recherche immer wieder aufgefallen, dass es halt nicht nur um Strom und Energiegewinnung geht, sondern dass es auch ganz oft soziale Themen berührt. Da hatten wir auch drüber geredet, über den globalen Süden und diese Fragestellungen, die uns natürlich auch gekommen sind, oder? Beim Thema Urin ist es so, dass halt Strom aus Urin erzeugt werden kann mit mikrobiellen Brennstoffzellen. Und das Krasse daran ist halt, dass es aber auch noch  diesen sozialen Benefit hat, dass man sagt, man kann damit in Ländern mit einer nicht so stabilen Stromversorgung Menschen eben auch mehr Sicherheit geben. Zum Beispiel in einem Projekt für Mädchen-Toiletten in Uganda wird es eingesetzt, dass man da eben sichere Beleuchtung schafft. Ganz banal eigentlich erst mal, aber das ist wichtig, um da diese Kinder mit Strom zu versorgen, gerade nachts und so. Und ich finde, das ist auch etwas, was ich so toll fand an dem Schwerpunkt. Wir haben nicht nur chemische Prozesse erklärt und gesagt, so kann die Energiewende technisch funktionieren, sondern wir haben auch immer geguckt, was drumherum passiert mit diesen Stoffen und was für Potenziale es da gibt. Wie groß sind die Potenziale auch in anderen Bereichen?

Bianca: Ich finde, es tut so gut, all diese Potenziale zu hören und bei euch zu lesen. Weil eben in dieser ganzen Diskussion über Energiewende fehlt es, glaube ich, dann doch vielen Menschen einfach auch an, ja, an all diesen Informationen. Und man denkt so: Oh Gott, und das reicht nicht mit Solar und das reicht nicht und das reicht nicht. Und ich fühle mich hoffnungsvoller gestimmt, nachdem ich all diese Sachen bei euch gelesen habe.

Astrid:
Danke für das schöne Gespräch ihr beiden.

Miriam: Vielen Dank euch!

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