Pflanzenkohleanlage

Herstellung von Pflanzenkohle zum Schließen von Stoffkreisläufen und Gewinnen eines wertvollen Bodenzuschlagstoffes

Ziel der Maßnahme

  • Schließen von Stoffkreisläufen durch Zurückführen organischer Stoffe in den gärtnerischen Kreislauf

  • Produzieren von eigenen Pflanzenkohlesubstraten zur Baumumfeldverbesserung

  • Schaffen von CO2-Senken durch Sequestrieren von langzeitstabiler Pflanzenkohle

Einleitung

Auswirkungen des Klimawandels sind unter anderem zunehmende Extreme bei Witterungsereignissen. Diese Extreme wirken sich überwiegend negativ auf Gehölze im Allgemeinen und auf Bäume im Speziellen aus. Besonders betroffen sind die Altbaumbestände in historischen Parks und Gärten. Um klimatisch induzierte nachteilige Entwicklungen zu kompensieren, kann Pflanzenkohle im Boden (als Pflanzenkohlesubstrat) einen Beitrag zur Nährstoffoptimierung, Wasserspeicherung und Verbesserung des Bodenlebens leisten. Zudem kann der Atmosphäre durch Pyrolyse CO2 entzogen und langfristig gebunden werden.

Maßnahmenbeschreibung

Mithilfe des Projektpartners BTU Cottbus-Senftenberg (Fachgebiet Allgemeine VWL mit dem Schwerpunkt Energie- und Umweltökonomik/Prof. Dr. Stefan Zundel, Julia Rettig) wurde eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung zur Anschaffung und für den Betrieb einer Pyrolyseanlage im Großen Garten Dresden erarbeitet. In der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung wurden verschiedene, wirtschaftlich betreibbare Anlagen verschiedener Hersteller analysiert und miteinander verglichen. Mit den Entscheidungsträgern (Lenkungsgruppe SBG) wurde sich für eine Anlage mit folgenden technischen Rahmenbedingungen entschieden (Auswahl): Umsetzung von ca. 350 m3 Holzhackschnitzel/a mit einem max. Wassergehalt von 30 %, kontinuierliches Verfahren, Automatisierungsmöglichkeiten, garantierte mittelfristige Ersatzteil- und Wartungsgarantie.

Eine Anlage mit den genannten technischen Rahmenbedingungen kann bei geplanter Auslastung von 50 % ca. 10–15 t Pflanzenkohle im Jahr produzieren. Der Eigenbedarf für die SBG-Gärten beträgt in den ersten Jahren ca. 10-12 t im Jahr. Für die Verwendung eines eventuellen Überschusses werden unterschiedliche Möglichkeiten geprüft (Direktverkauf, Fremdvertrieb, Großabnehmer usw.). Es ist eine Teilautomatisierung geplant, um den Einsatz personeller Ressourcen auf ein notwendiges Minimum zu reduzieren.

Die produzierte Pflanzenkohle wird im Eigenverbrauch durch technische und biologische Verfahren (Einarbeiten mit Spaten, ggf. Einbringen mit Druckluftlanze oder Bioturbation etc.) in Böden eingebracht und den bei Neupflanzungen verwendeten Substraten beigemischt.

Direkte Effekte

Allgemein:

  • Verringerung von Kosten durch Einsparung der Entsorgung bzw. der externen Kompostierung organischer Stoffe

  • Erhalt organischer Stoffe in der Anlage (Schließen von Stoffkreisläufen)

  • Möglichkeit der Nutzung der Abwärme (theoretisch Betrieb als Blockheizkraftwerk möglich)

Bei Verwendung als Zuschlagstoff in Pflanzenkohlesubstraten (PKS):

  • Verbesserung des Bodenlebens

  • Verbesserung der Wasserhaltefähigkeit

  • Verbesserung der Kationaustauschkapazität

  • geringeres Ausfallrisiko von Neupflanzungen bei Verwendung von PKS

  • Sequestrierung von atmosphärischem Kohlenstoff

Indirekte Effekte

Verlängerter Erhalt der Gehölzsubstanz bzw. höhere Funktionsdauer durch resilientere Gehölze wird erwartet; Kostenersparnis durch geringeren Untersuchungs- und Pflegeaufwand; Ersetzen fossiler Energieträger durch Nutzung der Prozesswärme

Eignung / Wertung / Probleme

gut, jedoch hohe Investitionskosten und ggf. bauliche Auflagen / hohes Potential mit breitem Möglichkeitsspektrum / gering

Die Anlage benötigt einen frostfreien Aufstellungsort und einen Stromanschluss sowie einen gewissen Vorrat an Wasser. Durch die Größe der gesamten Anlage mit erforderlicher Einhausung und Beschickungssilo sind Genehmigungen erforderlich (baurechtlich, denkmalrechtlich, BImSchV). Es ist bei geringer Automatisierung mit höherem Personalaufwand zu rechnen (Beschickung, Bedienung), bei hoher Automatisierung (Beschickungsvorrichtung, Abpackanlage) ist der Personalaufwand im Vergleich deutlich geringer

Monitoring und Dokumentation

Monitoring und Dokumentation erfolgt durch die fortwährende Inaugenscheinnahme der in PKS gepflanzten Jungbäume, weitere Dokumentation/Monitoring in einem geplanten Folgeprojekt vorgesehen

Autoren

Jan Weber
Dr. Claudius Wecke

Investitionskosten

Ca. 290.000 Euro (PK-Anlage, Einhausung, Trocknungsanlage, bauliche Voraussetzungen mit Stromanschluss und Bodenplatte, Planungskosten)

Laufende Betriebskosten

Noch nicht bezifferbar, voraussichtlich 8.000–9.000 €/a (inkl. Wartung, Strom, Wasser)

Kooperationspartner:innen

Barkhauseninstitut, TU-Dresden (Technisches Design und Lehrstuhl für Bodenkunde und Standortlehre), BTU-Cottbus Senftenberg

Fördermittelgeber

BMWSB (ehem. BMI): "Anpassung urbaner Räume an den Klimawandel" über PT-Jühlich

Projektlaufzeit

2022/01-2024/12

Download

Weiterführende Links

Weiterführende Literatur

Wecke, Dr. Claudius (2023): Klimawandel in historischen Gärten Sachsens. Auswirkungen und Handlungsstrategien zur Bewältigung des Klimawandels in den historischen Gärten der Staatlichen Schlösser, Burgen und Gärten Sachsen gGmbH. In: Roloff, A. Thiel, D. & Weiß, H. (Hrsg.), Fragen der Baumpflege und -verwendung, Denkmal-/Naturschutz, Alleen und alte Baumarten. Tagungsband Dresdner StadtBaumtage in Dresden 9./10. März 2023. Beih. 24 Forstwiss. Beiträge Tharandt / Contrib. for Sc. . Dendro-Institut Tharandt, Tharandt, S. 17–31.

Zuständige Schlösserverwaltung

Staatliche Schlösser, Burgen und Gärten Sachsen gGmbH

Kontakt

Staatliche Schlösser, Burgen und Gärten Sachsen gemeinnützige GmbH 
Bereich Gärten
Hauptallee 5 (Kavalierhaus G)
01219 Dresden
klimawandel@schloesserland-sachsen.de