Qualitätsmanagement in der Pflanzenkohleproduktion

Wiederentdeckung der Pflanzenkohle

Die konventionelle Landwirtschaft befindet sich in einer Sackgasse. Bisher galt der Grundsatz „immer größer, immer mehr“, damit der Hof rentabel läuft. Dies konnte nur durch weitere Rationalisierungen, größere Maschinen, verstärkten Düngereinsatz und in der Fleischproduktion durch noch mehr Einsatz von Medikamenten erreicht werden. Die Auswirkungen auf die Umwelt, den Boden, die Tiere und die Menschen bleiben bis heute meist ausgeblendet. Eine Spirale ohne Ausweg?

Wirkungszusammenhang – Umwelt, Mensch und Tier (Grafik: B-QC 2016)

Es sind Alternativen gefragt, wie dieser Teufelskreis unterbrochen werden kann. Die Pflanzenkohle kann in diesem Zusammenhang ein möglicher Schlüsselfaktor sein. Hierzu gibt es zahlreiche Beispiele, welche positiven Effekte mit Pflanzenkohle erreicht werden können. (vgl. Ithaka Journal – Pflanzenkohle)

Mit der Pflanzenkohle kann eine sinnvolle und ökologisch nachhaltige Kaskaden-Nutzung (vgl. Hans-Peter Schmidt, Pflanzenkohle Wie und Warum) erfolgen.

Über den Einstreu gelangt die Pflanzenkohle in den Festmist. Über die Fütterung gelangt die aufgeladene Pflanzenkohle in die Gülle. Später erfolgt dann der Austrag auf den Acker. Dieser Weg ist eine wesentliche Voraussetzung zur Wiederherstellung der natürlichen Bodenfruchtbarkeit und die nachhaltige Humusbildung. Es wird ein aktiver Beitrag zum Klimafarming erreicht.

Kaskaden-Nutzung der Pflanzenkohle (Grafik: B-QC, 2016)

Über den Einstreu gelangt die Pflanzenkohle in den Festmist. Über die Fütterung gelangt die aufgeladene Pflanzenkohle in die Gülle. Später erfolgt dann der Austrag auf den Acker. Dieser Weg ist eine wesentliche Voraussetzung zur Wiederherstellung der natürlichen Bodenfruchtbarkeit und die nachhaltige Humusbildung. Es wird ein aktiver Beitrag zum Klimafarming erreicht.

Die Pflanzenkohleproduktion

Herstellung von Pflanzenkohle nach dem Köhlerei Prinzip

Herstellung von Pflanzenkohle nach dem Köhlerei Prinzip (Grafik: B-QC, 2015)

Die Pflanzenkohleproduktion kann auf die unterschiedlichsten Arten erfolgen. Das Grundprinzip ist jeweils nahezu identisch. Der Ausgangsstoff (Biomasse) wird durch Erhitzung in seine Bestandteile Kohle und Gas zerlegt. Von der klassischen Köhlerei  bis hin zu modernen Produktionsmethoden ist es so möglich, Pflanzenkohle mit den unterschiedlichsten Methoden herzustellen. Die Verwendung qualitativ unterschiedlicher Ausgangsstoffe führt zu einem optisch identischen Endergebnis – Pflanzenkohle.  Der Unterschied erschließt sich nur in einer genauen chemischen Analyse des Produkts. Für die weitere Verwendung und Vermarktung  ist jedoch die Qualität der Ausgangsstoffe  entscheidend.

Typisierung der Pflanzenkohle

Die Pflanzenkohle kann in Abhängigkeit vom verwendeten Ausgangsmaterial in drei Kategorien eingeteilt werden. Dies hat Auswirkungen auf die Endqualität, den Analyseaufwand und die Verwendungsmöglichkeiten.

Typ-3-Pflanzenkohle:

Biomasse für Pflanzenkohle Typ 3 - Verunreinigungen

Biomasse für Pflanzenkohle Typ 3 – Verunreinigungen (Foto: B-QC 2014)

Der Ausgangsstoff ist physikalisch und chemisch verunreinigt, enthält ggf. Schwermetalle oder andere nichtorganische Verbindungen. Die Pflanzenkohleproduktion erfolgt unkontrolliert. Pflanzenkohle aus dieser Biomasse sollte lediglich einer thermischen Verwertung zugeführt werden. Die Pflanzenkohle ist weder für Bodenverbesserung noch für Futtermittelzwecke geeignet. Eine tiefgreifende Analyse ist nicht erforderlich. Die Pflanzenkohle-Zertifizierung ist in diesem Bereich so gut wie ausgeschlossen.

Typ-2-Pflanzenkohle:

Der Ausgangsstoff und die Pflanzenkohleproduktion entsprechen z.B. den Richtlinien des European-Biochar-Certificate. In diesem Fall ist es möglich, die Pflanzenkohle sowohl zur Bodenverbesserung als auch als Futtermittel einzusetzen. Die rechtlichen Rahmenbedingungen der EU bzw. Schweiz schränken derzeit jedoch die Verwendung und Deklaration von Pflanzenkohle teilweise stark ein.
Der Import von Pflanzenkohle in die Schweiz erfordert z.B. den Nachweise eines PAK-Wertes (Polyzyklische-Aromatische-Kohlenwasserstoffe) von weniger als 6 mg/kg. Der Wert muss durch eine Toluolextraktion nachgewiesen werden.
Wird z.B. aus Grünschnitt (der in Deutschland als Abfall eingestuft wird) Pflanzenkohle gewonnen, so ist diese Pflanzenkohle immer noch Abfall und kann nicht als Futtermittel eingesetzt werden.

Typ-1-Pflanzenkohle:

Biomasse für Pflanzenkohle Typ 1 - Reine Holzhackschnitzel aus Stammholz für Futterkohleherstellung

Biomasse für Pflanzenkohle Typ 1 – Reine Holzhackschnitzel aus Stammholz für Futterkohleherstellung (Foto: B-QC 2014)

Zur Herstellung von Pflanzenkohle als Futtermittel sind ausschließlich Holzhackschnitzel (Vgl. (EU) Nr. 575/2011) zulässig. Die Produktion muss unter kontrollierten Bedingungen ablaufen, um die Futtermittelsicherheit sicherzustellen. Die Absicherung durch ein Qualitätsmanagement-System ist hierbei hilfreich.

Werden die Herstellung und letztendlich auch der Verkauf von Pflanzenkohle zu Futterzwecken angestrebt, ist es aus rechtlichen Gründen notwendig, zunächst auch die grundlegenden Voraussetzungen zu erfüllen. Hierzu gehören u.a. die Anmeldung zum Futtermittelproduzenten und der Nachweis eines HACCP-Systems. Darauf aufbauend können weitere Standards entwickelt und implementiert werden. Seit 2015 ist es möglich, die Herstellung von Pflanzenkohle auch GMP+ zertifizierten zu lassen (vgl. Feed Support Products (FSP) Newsletter 2014 nr. 3)

Die Analyse der Pflanzenkohle richtet sich nach anderen Schwerpunkten als im Typ 2.  Die Methoden zur Ermittlung der PAK, Dioxine und Furane unterscheiden sich zwischen EBC (European Biochar Certificate, Pflanzenkohle zur Bodenverbesserung) und Futtermittel grundlegend. Liegt der Fokus des EBC bei der genauen Ermittlung der PAK-Werte durch die Toluolextraktionsmethode, muss im Futtermittelbereich der PAK-Wert lediglich durch eine GCMS-Methode nachgewiesen werden. Andererseits wird im Futtermittelbereich besonderer Wert auf die Ermittlung der Dioxine und Furane gelegt. Die Methoden sind entsprechend hoch auflösend im Gegensatz zur Methode für Typ-2-Pflanzenkohle.

Die Entwicklung schreitet voran. Der Bedarf an Pflanzenkohle als Futtermittel steigt. Diese Entwicklung haben auch die Autoren des EBC entdeckt und das EBC-Futter (EBC-Zertifizierung von Pflanzenkohle als Futtermittel). Weitestgehend orientiert sich diese Zertifizierung an den analytischen Parametern für Futtermittel, z.B. Dioxine. Im Bereich PAK verweist diese Zertifizierung auf geforderte Methode des EBC Zertifikats (Toluolextraktion) mit der Besonderheit des spezifischen Grenzwerts bei Benzo-a-pyren < 25 μg/kg. Die Zertifizierung der Pflanzenkohle als EBC-Futter entbindet dden Hersteller jedoch nicht, die gesetzlich geforderten Auflagen (z.B. Registrierung einer Futtermittelherstellung, Nachweis eines HACCP-Systems) zu erfüllen.

Erfahren Sie hier, wie Sie in 6 Schritten zum GMP+ zertifizierten Hersteller für Pflanzenkohle als Futtermittel werden können.