Wie Nebenerzeugnisse der Bioenergie den Boden beeinflussen
Eine zunehmende Energieproduktion aus Biomasse könnte zu einer erhöhten Konzentration ihrer Nebenerzeugnisse im Boden führen. Dennoch ist es noch nicht klar, wie diese Nebenerzeugnisse die mikrobiellen Prozesse im Boden beeinflussen werden, wie beispielsweise die Produktion von Treibhausgasen. Daher muss ein besonderes Augenmerk auf die Veränderungen der Kohlenstoffbilanz des Bodens und Veränderungen der Stickstoffoxid-Emissionen (N2O) gelegt werden, die dem Boden entweichen. Daher wurde das Projekt BESOS ins Leben gerufen, um die Auswirkungen zu untersuchen, die verschiedene Nebenerzeugnisse der Bioenergie-Brennstoffe auf den biogeochemischen Kreislauf haben. Der Schwerpunkt der Initiative lag auf Rückständen, die aus zweiFormen der Bioenergie entstehen: der anaeroben Gärung und der Pyrolyse. Bei der anaeroben Gärung wird organisches Material mithilfe von Mikroorganismen in sauerstofffreier Umgebung zersetzt, und produziert Biogas und ein festes Nebenprodukt, das sogenannte Gärgut. Bei der Pyrolyse wird Biomasse bei hohen Temperaturen ebenfalls sauerstofffrei zersetzt und erzeugt Biol-Öl, eine Mischung aus Gas und einem festen Nebenprodukt, sogenannte Holzkohle. Biokohle ist die Bezeichnung für Holzkohle, die dem Boden hinzugefügt wird. Im Projekt BESOS wandte man dieses Material 15 bei landwirtschaftlichen Böden mit verschiedenen pH-Werten und Beschaffenheiten an, die aus verschiedenen Regionen in Brasilien, Spanien und den USA stammten. Die Forscher beobachteten einen einheitlichen, deutlichen Rückgang der N2O-Emissionen infolge des Biokohlen-Einsatzes. Die Mineralisierung von Kohlenstoff und Stickstoff im Boden wurde durch Markierung mithilfe von Nitrogen-15- und Carbon-13-Isotopen sowohl im Feldversuch als auch unter Laborbedingungen untersucht. Die Forscher maßen auch den N2O-Gehalt. Die Ergebnisse dieser Versuche wurden mit den verschiedenen Eigenschaften der Bioenergie-Nebenerzeugnisse verglichen. Sie zeigten, dass Biokohle beim letzten Schritt der Stickstoffelimination unterstützend wirkt, bei dem N2O in Stickstoffgas umgewandelt wird. Biokohle reduziert N2O aus Böden im Durchschnitt um etwa 54% Die Ergebnisse aus dem Projekt BESOS werden für ein besseres Verständnis der Auswirkungen führen, die Nebenerzeugnisse der Bioenergie auf den Kohlenstoff- und den Stickstoffkreislauf haben. Dies könnte einen erheblichen Einfluss auf Ökobilanz-Berechnungen für verschiedene Formen der Bioenergie haben. Darüber hinaus können die Daten als Informationen für künftige politische Entscheidungen über Biokohle als Bodenhilfsstoff und ihre Auswirkungen auf Treibhausgasemissionen in der Landwirtschaft dienen.
Schlüsselbegriffe
Bioenergie, Nebenerzeugnis der Bioenergie, Boden, Biomasse, erneuerbare Energie, mikrobielle Prozesse, Treibhausgase, Kohlenstoffbilanz, Stickstoffoxid, Bioenergie-Brennstoff, biogeochemischer Kreislauf, anaerobe Gärung, Pyrolyse, organisches Material, Bi