BIOCHARm - Potenzialanalyse des Einsatzes von Pflanzenkohle im Bauwesen als Beitrag zur Erreichung der Klimaneutralität
Kurzbeschreibung
Ausgangsituation / Motivation
Um die Pariser Klimaziele zu erreichen, müssen Treibhausgasemissionen drastisch gesenkt und zusätzlicher Kohlenstoff durch sogenannte Carbon Removals, d.h. negative Emissionen, aus der Atmosphäre entfernt und dauerhaft an der Erdoberfläche oder im Untergrund gespeichert werden. Eine Lösung für die dauerhafte Entfernung von Kohlenstoff aus der Atmosphäre ist Pflanzenkohle.
Pflanzenkohle ist ein poröses, festes Kohlenstoffmaterial, das durch thermochemische Umwandlung von Biomasse unter Ausschluss von Sauerstoff hergestellt wird und zahlreiche positive Materialeigenschaften aufweist. Im Hinblick auf die Verwendung von Pflanzenkohle im Baubereich und den damit verbundenen Auswirkungen gibt es jedoch noch zahlreiche offene Fragen, die die zentrale Motivation für das beantragte Forschungsprojekt darstellen.
Inhalte und Zielsetzungen
Das Projekt hat zum Ziel, das Potenzial und die Grenzen des Einsatzes von Pflanzenkohle im österreichischen Bausektor zu untersuchen. Dabei werden die Verfügbarkeit relevanter biogener Stoffströme für die Pyrolyse sowie deren Eignung für den Bau analysiert und die Charakteristika ausgewählter Pflanzenkohlen untersucht.
Zudem werden Ökobilanzen erstellt, um die Umweltwirkungen zu ermitteln, und potenzielle Anwendungsbereiche im Bausektor identifiziert. Abschließend werden gesetzliche und normative Rahmenbedingungen in Österreich analysiert, um mögliche Lücken für den Einsatz von Pflanzenkohle zu identifizieren.
Methodische Vorgangsweise
Das Projekt wird in drei aufeinander abgestimmten Phasen durchgeführt: In Phase 1 werden biogene Roh- und Reststoffe branchenübergreifend erfasst und ihre Verfügbarkeit für den Einsatz in Baumaterialien analysiert (Methoden: Österreichisches Gebäudebestand Modell PULSE-AT; Stoffstromanalyse).
In Phase 2 werden die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Pflanzenkohlen untersucht sowie deren Umweltauswirkungen mittels Ökobilanzen bewertet. Dazu werden biogene Stoffe pyrolysiert und ihre Eigenschaften detailliert analysiert (Methoden: Pyrolyse (Batch und kontinuierlich), Charakterisierungsmethoden (z.B. Elementaranalyse, Heizwertbestimmung, Porosimetrie, Ökobilanzierung).
In Phase 3 werden die möglichen Einsatzgebiete der analysierten Pflanzenkohlen im Bausektor sowie die relevanten gesetzlichen und normativen Rahmenbedingungen in Österreich untersucht. Ziel ist es, Anwendungsoptionen zu identifizieren und regulatorische Hürden für eine Implementierung zu analysieren (Methoden: Vergleichende Analysen, Umfragen und Interviews).
Das Projekt wird über den gesamten Verlauf durch Projektmanagement und gezielte Dissemination begleitet. Das Forschungsdesign des Projekts BIOCHARm ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
Erwartete Ergebnisse
Das Projekt generiert neues Wissen über den innovativen Rohstoff Pflanzenkohle. Insbesondere werden neue Erkenntnisse über die Verfügbarkeit von biogenen Reststoffen zur Verwendung als Pflanzenkohlen und deren Einsatzmöglichkeiten im Baubereich erwartet.
Darüber hinaus werden neue Erkenntnisse aus der Analyse von Pflanzenkohlen für die Materialentwicklung erwartet. Schließlich werden auch Erkenntnisse zur Ökobilanzierung und Empfehlungen für zukünftige Entscheidungen zur Erreichung eines klimaneutralen Gebäudebestands erwartet.