Kohlenstoffkreislauf von Pflanzen

Der einfache Kohlenstoffkreislauf von Pflanzen.

Wenn Holz oder allgemein Pflanzen wachsen, dann wird mit Hilfe von Photosynthese Sonnenenergie gespeichert, und Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre aufgenommen und der Kohlenstoff so gebunden.

Durch Zersetzung oder Verbrennen wird die gespeicherte Sonnenenergie, aber auch der Kohlenstoff wieder frei und es entsteht CO2, welches dann erneut mittels Photosynthese in Pflanzen gebunden werden kann, so bildet sich ein Kreislauf.

Leider führt dieses Malen eines einfachen Kreises dazu, dass verallgemeinernd das Verbrennen von Holz als CO2-neutral bezeichnet wird, weil – so wird argumentiert – das CO2 wieder gebunden wird.

Ist es der Konzentration an CO2 in der Atmosphäre egal, ob Holz verbrannt wird oder nicht?

Was diesem Kreis fehlt, ist die zeitliche Dimension. Auch fehlt die Frage nach Alternativen. So zeichnet sich eine Handlung nicht nur durch ihre Kosten, sondern vor allem auch durch ihre Opportunitätskosten – den nicht genutzten Chancen, aus.

Wie sieht der Kohlenstoffkreislauf mit Berücksichtigung der Zeit aus? Nachdem der Kohlenstoff durch Photosynthese gebunden wurde, wandelt er sich nicht zwangsläufig in CO2 um, sondern verweilt mehr oder minder lang dort, wo er sich eben befindet. Bei Blumen, Obst, Gemüse und Gras ist die Verweildauer ziemlich kurz, weil es sich schnell zersetzt. Holz bleibt selbst in der Natur länger erhalten. Auch nachdem es abgestorben ist, fängt es nicht an sich vollständig in CO2 umzuwandeln, sondern es kann bei großen Bäumen sogar bis zu hundert Jahren dauern, bis sie sich zersetzt haben. Aber auch der Mensch, und das ist das Wichtigste, kann Holz stofflich nutzen, und so dafür sorgen, dass der Kohlenstoff länger gebunden wird. Sei es bei der Gestaltung von Wegen, Spielplätzen oder zum Errichten von Häusern.

Je mehr Holz stofflich genutzt wird, umso geringer ist die CO2-Konzentration in der Atmosphäre, denn – und das ist das Schöne an der Sache – Bäumen wachsen auch dann nach, wenn das Holz nicht verbrannt wird.

CO2-arm Holz verbrennen?

Holzverbrennen kann nur dann CO2-arm sein, wenn Holz verbrannt wird, das nur sehr kurz in der Natur verweilen würde und nicht stofflich genutzt werden kann, also Äste und Hecken, wobei dann aber auf einen geschlossenen Mineralienkreislauf geachtet werden muss.

Mit dem Verbrennen von Holz, das stofflich genutzt werden kann, wird eine potenzielle Kohlenstoffsenke aufgelöst, und es ist mehr CO2 in der Atmosphäre, als sein müsste – also kann das Verbrennen auch nicht CO2-neutral sein. Das stupide Verbrennen von Stammholz ist nichts Anderes als das Anreichern der Atmosphäre mir CO2, und dabei ist es gleichgültig, ob Holz wieder nachwächst. Holz gehört erst dann verbrannt, wenn es nicht mehr stofflich nutzbar ist. Alles andere ist eine Verschwendung von Material, und gleichzeitig von dem Potenzial Kohlenstoff zu binden.

Dauerhafte Kohlenstoffsenken schaffen.

Es ist auch bei weitem nicht so, dass es sich bei Pflanzen zwangsläufig um einen geschlossenen Kreislauf handelt. So zersetzen sich Pflanzen nie vollständig in der Natur, sondern zerfallen zu kohlenstoffreicher Erde, die die Humusschicht vergrößert. Doch das geschieht nicht, wenn der Wald besenrein hinterlassen wird.

Es gibt auch Ansätze um Holzkohle vermischt mit frischer Biomasse in der Landwirtschaft gezielt einzusetzen, um mit sogenannter schwarzer Erde Kohlenstoff aktiv zu binden und einen nährstoffreichen und produktiven Boden zur landwirtschaftlichen Nutzung zu haben.

Und letztlich ist es auch möglich, durch neue Einsatzgebiete von Holzprodukten neue Senken zu schaffen, selbst wenn diese zu einem großen Teil von Zeit zu Zeit ausgetauscht werden müssen, aber je mehr und je länger Holz als solches erhalten bleibt, umso weniger CO2 ist in der Atmosphäre.

Unvollständige Bilanzierung um CO2-Neutralität zu „beweisen“.

Auch wenn einige Waldbesitzer, Regionen oder Länder stolz behaupten CO2-neutral Holz zu verbrennen, weil nicht mehr Holz aus ihren Wäldern entnommen wird als nachwächst, so wird auch hier gelogen, weil deshalb aus anderen Regionen Holz zugekauft wird, sei es in Form von Papier, Möbel, Bauholz und neuerdings vielleicht sogar Pellets. Fraglich ist es auch wenn Kunststoffprodukte in diese Region importiert werden, die ebenso gut aus dem eigenen Holz hätten produziert werden können. Wenn bilanzieren, dann bitte vollständig.

Eines sollte man auf jeden Fall beachten: Stammholz gehört nicht systematisch verbrannt. Es ist nicht CO2-neutral und obendrein ist es eine riesige Verschwendung.

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CO2-Neutralität von Holz verbrennen?

Möchte man verstehen, was CO2-neutral bedeutet, muss man die Zusammenhänge sehen. So ist CO2 ein Molekül, das sich aus drei Atomen zusammensetzt. Ein Kohlenstoffatom und zwei Sauerstoffatome. Diese können sich in chemischen Reaktionen verbinden und auch wieder trennen. Die Menge an CO2 auf der Erde kann also abnehmen und zunehmen. Die Menge an Atomen bleibt bis auf Kernfusion und Kernspaltung aber konstant. Es wird also immer gleich viel Kohlenstoffatome auf der Erde geben. Aber wo sich dieser Kohlenstoff befindet, das kann sich fortwährend ändern.

Wo befindet sich der Kohlenstoff?
Zum Teil befindet er sich im Erdgas, im Erdöl, in der Kohle, in Gesteinen und Salzen oder in Holz sowie in anderen lebenden und verstorbenen Lebewesen, wie zum Beispiel auch Mooren und Torf. Dies alles sind sogenannte Kohlenstoffsenken. Der Rest des Kohlenstoffes, der nicht in einer Senke gebunden ist, befindet sich als CO2 in der Atmosphäre oder gelöst im Wasser.
Wird ein kohlenstoffhaltiger Brennstoff wie Erdgas, Erdöl, Kohle oder aber auch Holz verbrannt, so entsteht CO2. CO2-neutral kann also keine Verbrennung eines Energieträgers sein, der Kohlenstoff enthält.

CO2-Abbau der Erde
Aber die Erde weiß sich zu helfen, denn das anfallende CO2 wird wieder in Holz umgewandelt und gebunden. Wenn der Vorrat an Holz, Torf und Ähnlichem ebenso schnell anwächst, wie fossile Energie verbrannt wird, dann ist das in Summe CO2-neutral. Damit das geschehen kann, darf aber Holz nicht achtlos verbrannt worden, denn je mehr Holz verbrannt wird, umso weniger können die Kohlenstoffsenken anwachsen.
Aber warum glauben einige, dass Holzverbrennen CO2-neutral ist? Die Logik dahinter ist, dass diese Menschen denken, dass der Baum später wieder nachwächst und das entstandene CO2 erneut bindet. Aber das hat nichts mit dem Verbrennen von Holz zu tun. Der Baum wird auch wachsen, wenn das Holz zuvor nicht verbrannt wurde – schließlich ist genug CO2 in der Atmosphäre.
Mit der absolut gleichen Logik kann das Verbrennen von Kohle oder Erdöl CO2-neutral sein.

Lösung des CO2-Problems
Wir werden solange ein CO2-Problem haben, wie mehr CO2 ausgestoßen wird, als gebunden wird. Das Verbrennen von Holz, das anders stofflich genutzt oder gebunden werden kann, wird daran nicht das Geringste verbessern.
Um die CO2-Emissionen unseres Energiesystems zu senken, müssen kohlenstofffreie Energiequellen genutzt werden, wie etwa Solarthermie, Photovoltaik oder Windenergie. Außerdem müssen Kohlenstoffsenken geschaffen werden, die den ausgestoßenen CO2 binden. Das kann Humus, Torf oder die stoffliche Nutzung von Holz sein. Eines steht dabei aber fest: solange wir ein CO2-Problem haben, werden wir es mit Holzverbrennen nicht lösen können.

CO2-Neutralität – oder Waldverbrennen für den Umweltschutz?

Es begegnen einem immer öfter seltsame Vorstellungen von Umweltschutz. Eine davon wird mit CO2-Neutralität in Verbindung gesetzt. Es scheint so einfach, wenn man manche Politiker oder auch selbsternannte Umweltschützer reden hört. Einfach nachwachsende Rohstoffe verbrennen, dann wird alles gut. Da stellt sich mir doch gleich eine Frage.

Wir haben das Problem der globalen Klimaerwärmung, das durch eine zu hohe CO2-Konzentration in der Atmosphäre begünstigt wird. Wie soll man da die Umwelt schonen, indem man Holz verbrennt und CO2 in die Atmosphäre pustet?

Klar, der Baum wächst wieder nach. Aber er täte es doch auch, wenn man den Baum nicht verbrennen würde. Der Baum wächst, wenn er dazu Platz findet und ausreichend Nährstoffe, Wasser und Sonnenlicht. Ob das CO2 das er bindet von Erdöl, Erdgas oder Holz stammt, ist dem Baum gleichgültig – und der Atmosphäre erst recht. Also wo ist der Sinn darin Holz zu verbrennen, das dafür aus dem Wald genommen wird – und wo ist da der Umweltschutz?

Solange wir ein CO2-Problem haben, werden wir es mit Holzverbrennen nicht lösen können. Nur dadurch, dass wir es schaffen Holz zu lagern und CO2 für eine möglichst lange Zeit zu binden, kann sich etwas Positives aus der Holznutzung für die Umwelt ergeben.

Immer wieder wird in der Bilanzierung von Grenzkosten gesprochen, die sagen, was eingespart werden kann, wenn eine Einheit (z.B. 1 kWh elektrischer Strom) weniger konsumiert wird.

Nur bei Holz scheint dies keine Rolle zu spielen. Stellen wir uns vor, es gäbe drei Familien. Eine heizt mit einem Kubikmeter Erdgas, eine mit einem Liter Heizöl und die dritte mit 2 kg Scheitholz. Alle verbrennen gleichviel Energie und stoßen in etwa gleichviel CO2 in die Atmosphäre aus.

Die Familie, die Holz verheizt wird man als CO2-neutral bezeichnen – der Baum wächst schließlich nach. Aber was wäre, wenn die Familie kein Holz mehr bräuchte? Dann könnte jene Familie, die mit Heizöl heizt, das Holz nutzen und das Heizöl würde eingespart werden. Die Grenzkosten des Verbrennens von Holz sind demnach identisch mit denen von Heizöl.

Stellen wir uns noch eine vierte Familie vor. Diese hat einen großen Wärmespeicher und heißt ausschließlich mit Solarenergie von ihrem Dach. Sie wird ebenso als CO2-neutral bezeichnet wie die Holzfamilie – nur stößt sie kein CO2 für das Heizen aus. Vielleicht noch eine weitere Frage. Wächst für diese Familie kein Baum nach? Eigentlich schon, denn für das Wachstum von Bäumen muss man keine verbrennen! Was aber sind hier die Grenzkosten? Was passiert, wenn diese Familie keine Solarthermie nutzt. Dann kann kein anderer diese Energie nutzen, weil die Sonnenenergie auf diesem Dach in Umweltwärme verpufft und keinem etwas nutzt. Seltsam, dass Holzverbrennen und Solarthermie als gleichwertig bezeichnet werden. Da war wohl ein Anfänger am Bilanzieren. Aber warum glauben so viele diesem Stümper?

Klar, weil es so einfach ist. Aber mit Umweltschutz hat es soviel zu tun, wie ein Waldbrand – der ist auch CO2-neutral.