Die Bewertung Der Pflanzenkohle-persistenz
Die neue Bewertung der Pflanzenkohle-Persistenz ist eine Innovation von Carbon Standards International.
Die neue Bewertung der Pflanzenkohle-Persistenz ist eine Innovation von Carbon Standards International. Der Inhalt wurde vom Ithaka-Institut mit der wissenschaftlichen Fachwelt koordiniert und basiert zudem auf verschiedenen wissenschaftlichen Publikationen. Die neue oberste Persistenz-Klasse der Pflanzenkohle weist einen Anteil von Geologisch Persistenten Kohlenstoff (GPC) von 90 % auf.
Die Struktur von Pflanzenkohle
Die Hauptstruktur von Pflanzenkohle besteht überwiegend aus aromatischen Ringen, die strukturelle Einheiten aus sechs Kohlenstoffatomen sind. Wasserstoff ist an diese Kohlenstoffatome an den äußeren Rändern gebunden. Diese Ringe sind zu Clustern verschmolzen, sodass benachbarte Ringe entlang ihrer Kanten Kohlenstoffatome teilen und damit der Wasserstoffgehalt mit der Clustergröße reduziert wird. Cluster verschmolzener aromatischer Ringe variieren in Größe, Komplexität und Grad der strukturellen Organisation. Die biologische und chemische Stabilität von Pflanzenkohle nimmt mit zunehmender Aromatisierung, zunehmender Kondensation des aromatischen Rings und zunehmender struktureller Ordnung der aromatischen Ringe zu.
| Obwohl keine Kohlenstofffraktion als vollständig inert betrachtet werden kann, erhöht eine zunehmende aromatische Kondensation und Ordnung die Stabilität der Verbindungen erheblich (Schmidt et al., 2025). |
Pflanzenkohle-Kohlenstoffanteile, die von solch stark kondensierten, aromatischen Strukturen dominiert werden, zeigen eine deutlich erhöhte Wahrscheinlichkeit, mehr als 1000 Jahre nach der Anwendung im Boden zu überleben, was durch Beobachtungen von antiker Holzkohle und pyrogenem Kohlenstoff über Jahrtausende in Böden und Sedimenten unterstützt wird (Howell et al., 2022). Persistenz über diesen Zeitraum hinaus wird üblicherweise als Übergang vom kurz- und mittelfristigen Kohlenstoffkreislauf in den geologischen Kohlenstoffkreislauf betrachtet (Schmidt und Hagemann, 2024; Schmidt und Noack, 2000). Kohlenstoff aus Pflanzenkohle, der diese Persistenz erreicht, kann daher, als geologische Kohlenstoffsenke betrachtet werden, wobei anerkannt wird, dass diese Klassifikation eine probabilistische Bewertung langfristiger Stabilität und nicht der absoluten Beständigkeit widerspiegelt (siehe auch Kapitel 2.2 des Global Biochar C-Sink Standard).
Der probabilistische Ansatz
Der Global Biochar C-Sink Standard definiert keinen separaten physikalischen Anteil an Kohlenstoff, von welchem angenommen wird, über mehr als 1000 Jahre inert zu bleiben. Stattdessen unterscheidet der Standard zwischen zwei Kohlenstoffsenken-Pools basierend auf den Persistenz-Wahrscheinlichkeiten nach der Anwendung der Pflanzenkohle im Boden. In der Version 3.2 des Global Biochar C-Sink Standard wurden diese Pools als persistenten-aromatischer Kohlenstoff (PAC) und semi-persistenten Kohlenstoff (SPC) bezeichnet. Um Missverständnisse durch die Bedeutung des Begriffs "aromatisch" zu vermeiden, ersetzen wir den Begriff in der kommenden Version, und schon im aktuellen Anhang, durch den Begriff Geologisch Persistenten Kohlenstoff (GPC).
| GPC bezeichnet den zugewiesenen Anteil des Kohlenstoffs in Pflanzenkohle, der mit hoher Wahrscheinlichkeit über 1000 Jahre nach der Bodenanwendung hinaus bestehen bleibt und somit in den geologischen Kohlenstoffkreislauf eintritt. Der Anteil des Kohlenstoffs, welcher eine temporäre Kohlenstoffspeicherung darstellt und voraussichtlich innerhalb von 1000 Jahren nach Bodenanwendung zu CO2 oxidiert wird, wird weiterhin als SPC bezeichnet, wobei auch seine Abbaufunktion unverändert bleibt. |
Analytische Methoden
Die Wahrscheinlichkeit, dass ein bestimmtes polyaromatisches Cluster länger als 1000 Jahre bestehen bleibt, steigt mit der Größe des Clusters und der strukturellen Ordnung. GPC und SPC stellen keine chemisch unterschiedlichen oder scharf trennbaren Fraktionen dar, sondern probabilistische Pools, die unterschiedliche Wahrscheinlichkeiten einer langfristigen Persistenz widerspiegeln.
| Um die relativen Größen der GPC- und SPC-Pools für Pflanzenkohle möglichst genau abzuschätzen, sind analytische Modelle auf Basis leicht quantifizierbarer Eigenschaften erforderlich. Die beiden Methoden, ramdom reflectance (Ro) und hydropyrolysis (HyPy) können verwendet werden, um in Kombination mit unseren wissenschaftlichen Methoden zuverlässig Kohlenstoffpools und Persistenzklassen zu bestimmen. |
Unsere akkreditierten Labore sind bereit, die Analysen durchzuführen.
Die oberste Persistenzklasse von Pflanzenkohle
In den vergangenen Jahren haben zusätzliche analytische Methoden – insbesondere random reflectance (Ro) und hydropyrolysis (HyPy) – einen umfangreichen und konsistenten Datenbestand ergeben. Diese Methoden ermöglichen eine genauere Identifizierung von Pflanzenkohlen, bei denen der Anteil des reaktiven Kohlenstoffs außergewöhnlich niedrig ist und die Wahrscheinlichkeit einer hohen Persistenz entsprechend hoch ist.
| Basierend auf den erweiterten analytischen Daten stellen wir in einem laufenden Pilotprojekt eine neue "Oberste Persistenzklasse von Pflanzenkohle" vor. Die neue oberste Persistenz-Klasse der Pflanzenkohle weist einen Anteil von Geologisch Persistenten Kohlenstoff (GPC) von 90 % auf. |
Nach einer öffentlichen Konsultation im ersten Quartal 2026 wird erwartet, dass der Global Biochar C-Sink Standard in der Version 4 neue Persistenzklassen basierend auf diesen neuen analytischen Methoden enthalten wird.
Verknüpfte Dokumente
Policy Commentary on Biochar Persistence