Entwicklung eines Konzepts zur Anwendung von Pflanzenkohle in der Aufforstung am Beispiel der bayerischen Wälder

Aufgrund der Einhaltung des Pariser Klimaabkommens werden diverse Möglichkeiten zur Emissionsreduzierung und Kohlenstoffdioxidbindung diskutiert. Dabei nimmt der Wald als Kohlenstoffspeicher eine bedeutende Rolle ein. Zusätzlich kann die im Wald befindliche Biomasse zur Herstellung von Pflanzenkohle genutzt werden, welche als Negativemissionstechnologie (NET) langfristig Kohlenstoff binden kann. Ferner liegt bei Anwendung der Pflanzenkohle eine Bodenverbesserung und erhöhte Wasserspeicherfähigkeit vor. Diese Arbeit untersucht, ob die Pflanzenkohle bei der Aufforstung bayerischer Wälder zur Erhöhung der Vitalität der Jungpflanzen beitragen kann. Darüber hinaus wird das daraus resultierende Kohlenstoff-Senkenpotenzial berechnet und ermittelt, ob Waldrestholz den Bedarf für die Herstellung der notwendigen Menge an Pflanzenkohle decken kann. Zur Beantwortung der Forschungsfragen wird sich einer systematischen Literaturrecherche bedient, auf dessen Basis in einem virtuellen Experiment das Biomassepotenzial sowie das Kohlenstoff-Senkenpotenzial für die Anwendung von Pflanzenkohle im bayerischen Wald berechnet wird.
Die Ergebnisse zeigen, dass Pflanzenkohle die Vitalität der Jungpflanzen fördert, dass die im Wald befindliche Biomasse zur Herstellung der benötigten Menge an Pflanzenkohle ausreicht und sich abhängig von der Einsatzmenge der Pflanzenkohle ein Kohlenstoff-Senkenpotenzial von 155,4 t CO2 bis 33.591,8 t CO2 ergibt. Im Vergleich zu dem Kohlenstoff- Senkenpotenzial auf der bayerischen Ackerlandfläche (6.508.666,3 t CO2/a) und zu den Gesamtemissionen in Bayern im Jahr 2019 (28.636.000,0 t CO2) ist das Kohlenstoff-Senkenpotenzial im Rahmen der Aufforstung vernachlässigbar gering. Diese Thesis trägt zur bestehenden Forschung bei, indem sie aufzeigt, dass Pflanzenkohle das Potenzial zur Kohlenstoffbindung hat, diese aber großflächig angewandt werden muss, um einen nennenswerten Nutzen gegenüber den entstehenden Emissionen zu haben. Fortführender Forschungsbedarf liegt somit insbesondere in der optimalen Menge an Pflanzenkohle, die im Rahmen von Aufforstungsprojekten eingesetzt werden kann. Dabei ist zu untersuchen, wie der Einsatz einer möglichst maximalen Menge effizient gelöst werden kann.

Various options for reducing emissions and binding carbon dioxide are being discussed in order to comply with the Paris Agreement. Forests play an important role as carbon reservoirs. In addition, the biomass in the forest can be used to produce biochar, which can store carbon in the long term as a negative emission technology (NET). Furthermore, the use of biochar improves the soil and increases its water storage capacity. This work examines whether biochar can contribute to increasing the vitality of seedlings in the afforestation of Bavarian forests. In addition, the resulting carbon sink potential is determined, and it is calculated whether residual forest wood can cover the demand for the production of the necessary amount of biochar. To answer the research questions, a systematic literature review is used to calculate the biomass potential as well as the carbon sink potential for the Bavarian forest in a virtual experiment. The results show that biochar promotes the vitality of young plants, that the biomass in the forest is sufficient to produce the required amount of biochar and that, depending on the amount of biochar used, there is a carbon sink potential of 155.4 t CO2 to 33,591.8 t CO2/a. Compared to the carbon sink potential on Bavarian arable land (6,508,666.3 t CO2/a) and to the total emissions in Bavaria in 2019 (28,636,000.0 t CO2), the carbon sink potential in the context of afforestation is negligible. This thesis contributes to existing research by showing that biochar has the potential to sequester carbon, but that it must be applied on a large scale in order to have a significant benefit over the resulting emissions. There is therefore a particular need for further research into the optimal amount of biochar that can be used in reforestation projects. It must be investigated how the maximum possible quantity can be used efficiently.