Pflanzenkohle ist über Jahrhunderte stabil. Vorbehalte, dass mit der Pflanzenkohle Schadstoffe in den Boden eingetragen werden und sich dort kumulieren, sind aufgrund der PAK-Problematik verständlich – bei Einhaltung der Qualitätsnormen und gesetzlichen Vorschriften jedoch nicht begründet. Langfristige negative Auswirkungen auf Biologie, Physik und Chemie des Bodens sind durch Pflanzenkohle nicht zu erwarten. Der Einfluss der Bewirtschaftungsart ist auf Dauer deutlich stärker als die Wirkung der Pflanzenkohle.
Weltweit kommt pyrogener Kohlenstoff natürlicherweise in Böden vor, entstanden durch Wald- und Steppenbrände. Eine Studie liefert grobe Abschätzungen zum Gehalt an pyrogenem Kohlenstoff weltweit: In den obersten zwei Metern von Böden sind 2,6 – 40 Tonnen pyrogener Kohlenstoff pro Hektar enthalten. Durchschnittlich bestehen 13,7 % des organischen Bodenkohlenstoffs (Soil Organic Carbon, SOC) aus pyrogenem Kohlenstoff. Pyrogener Kohlenstoff gehört damit zu den mengenmässig bedeutendsten chemischen Substanzgruppen im Boden – vergleichbar mit Polysacchariden.
Der Einsatz von qualitativ hochwertiger Pflanzenkohle (Zulassung des Bundesamts für Landwirtschaft als Dünger, Qualitäts-Zertifikat EBC AgroBio) birgt kein Risiko, dass sich Schadstoffe im Boden anreichern.
Bei selbst produzierter Pflanzenkohle für den Eigenbedarf besteht keine Pflicht zur Qualitätskontrolle. Eine Überschreitung der PAK-Grenzwerte ist nicht auszuschliessen, zum Beispiel wenn das Ausgangsmaterial zu feucht und der Pyrolyse-Prozess deshalb nicht optimal verläuft, oder wenn die Löschung zu früh erfolgt. Bei Schwermetall-haltigem Ausgangsmaterial oder Verunreinigungen können zu hohe Schwermetallgehalte resultieren. Qualitätsanalysen von selbst produzierter Pflanzenkohle im Rahmen des Projekts «Charclim» ergaben teilweise Grenzwertüberschreitungen bei Schwermetallen oder PAK. Um die Qualität von selbst produzierter Pflanzenkohle besser zu überwachen, plant Charnet den Aufbau eines Analyse-Angebots.
Kunststoffreste, organische Schadstoffe und Verunreinigungen, die möglicherweise in bestimmten Ausgangssubstraten vorkommen können, werden durch die Pyrolysetemperaturen eliminiert. Wie eine Studie zeigt, können Plastikreste in Siebüberläufen aus der Kompostierung und Vergärung (bis zu 10% Verunreinigung) durch Pyrolyse vollständig eliminiert werden, wobei die Kohle die Qualitätsstandards gemäss Düngerzulassung erfüllt.
Pflanzenkohle wird eingesetzt, um Böden zu sanieren, die mit Mineralölkohlenwasserstoffen belastet sind. Dies lässt vermuten, dass Pflanzenkohle auch zur Behandlung von PFAS-belasteten Böden genutzt werden könnte. Diese Anwendung wird derzeit noch erforscht. Erste Anhaltspunkte, dass dies funktionieren könnte, sind vorhanden.
In Langzeit-Praxisstudien veränderte Pflanzenkohle die Bodenchemie und Bodenphysik nicht negativ, selbst bei hohen Ausbringmengen. Die Schweizer Langzeitstudie «Black goes Green» mit einer einmaligen Ausbringung von 8 Tonnen pro Hektar zeigt ebenfalls keine negativen Effekte.
Mikroorganismen werden in ihrer Vielfalt und Masse durch moderate Mengen an Pflanzenkohle nicht negativ beeinflusst.
Wie sich Pflanzenkohle nach mehr als 150 Jahren im Boden auswirkt, haben Forschende in Belgien untersucht. Sie verglichen Wald- und Ackerböden an ehemaligen Köhlereistandorten mit ähnlichen Böden in der näheren Umgebung, die eine deutlich tiefere Konzentrationen pyrogenen Kohlenstoffs aufwiesen. Dabei stellten sie fest, dass sich die mikrobielle Zusammensetzung und Aktivität durch Pflanzenkohle kaum verändert hat. Die Autoren kamen zum Schluss, dass die landwirtschaftliche Nutzung die mikrobielle Gemeinschaft stärker beeinflusst als die Pflanzenkohle. Dies bestätigt auch die Studie «Black goes Green» mit der einmaligen Ausbringung von 8 Tonnen Pflanzenkohle pro Hektar. Sie stellte keine signifikanten Veränderungen in der Zusammensetzung und Masse, der Struktur der mikrobiellen Gemeinschaft sowie der Aktivität von Mikroorganismen fest.
In einigen Studien mit sehr hohen Pflanzenkohlemengen unbekannter Qualität zeigten sich negative Auswirkungen auf Regenwürmer. Deshalb werden im Rahmen des Langzeitversuchs «Black goes Green» derzeit die Häufigkeit und Diversität von Regenwürmern untersucht. Nach einem Rückgang der Vielfalt und Masse einer Regenwurmgruppe im zweiten und dritten Jahr nach Ausbringung der Pflanzenkohle, erholten sich die Bestände im vierten Jahr wieder. Dies deutet darauf hin, dass die Effekte nur kurzfristiger Natur sind. Die Wirkmechanismen sind zwar noch nicht geklärt, aber es scheint, dass sich die Regenwurmpopulation langfristig nicht verändert.
Pflanzenkohlestaub darf bei der Anwendung nicht eingeatmet werden. Um Staubbildung zu verhindern, ist bei der EBC-Zertifizierung deshalb empfohlen, dass die Pflanzenkohle einen Wassergehalt von mindestens 30% aufweist. So wird die Staubbildung verhindert.
Pflanzenkohle sollte geschützt gelagert werden, damit sie nicht austrocknet. Sollte dies trotzdem passieren, ist die Pflanzenkohle vor der Anwendung mit Wasser zu befeuchten.
Gewerbliche Pflanzenkohleanlagen unterstehen den gleichen Luftreinhalte-Anforderungen wie Holzheizkraftwerke. Dezentrale Pyrolyse-Heizungen durchlaufen die gleiche Typenprüfung wie Holzheizungen. Die Emissionswerte sind also vergleichbar, in Teilen sogar besser als diejenigen von reinen Holzfeuerungen.
Eine Liste mit wissenschaftlichen Publikationen, Übersichtsstudien und weiteren Quellen finden Sie auf der separaten Seite Quellenverzeichnis.
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