Aktivkohle ist nicht Bio

Mit dem wachsenden Interesse an Biokohle (Pflanzenkohle) wird immer wieder der Begriff Aktivkohle genannt. Zweifellos gibt es eine Reihe von Querverbindungen.

Die gängigen Informationsquellen machen nur vage Angaben über die Herkunft von Aktivkohle. So schreiben Wikipedia und Chemie.de: »wird aus pflanzlichen, tierischen, mineralischen oder petrochemischen Stoffen hergestellt«, hingegen bezeichnet es Wasser-Wissen als »Sammelname für eine Gruppe von künstlich hergestellten, porösen Kohlenstoffen mit einer schwammartigen Struktur«.

Auf die medizinischen Aspekte beschränkt sich die PharmaWiki und nennt eine Reihe von Synomymen: »Carbo activatus PhEur, Medizinische Kohle PhEur, Carbo medicinalis, Carbo adsorbens, Absorbierende Kohle, Medizinalkohle« und beschränkt die Rohstoffquelle auf »pflanzliches Material« ohne Einzelheiten zu nennen. Die medizinischen Wirkungen beschreibt gesundheit.de , mit dem Hinweis »wird mehrheitlich aus pflanzlichen Rohstoffen wie Torf, Baumrinde oder Nussschalen gewonnen«, was ja andere Rohstoffe nicht ausschliesst.

Bei den Homöopathen heisst es bis heute Carbo ligni und wurde schon von Samuel Hahnemann 1793 erwähnt. Es ist natürlich nichts anderes als schlicht Holzkohle fein zerrieben: Sicherheitsdatenblatt von Carbo Ligni pulveratus (PDF) zum Download.

Die Edelstfischzücher des Koi Company Store sagen klar und deutlich, dass es sich um »säuregewaschene, hochaktivierte Formaktivkohle aus ausgewählten wasserdampfaktivierten Steinkohlen mit niedrigem Aschegehalt« handle. Und wenn es den Fischen gut tut, kann es doch den Menschen auch nicht schaden. Es ist ein regelrechter Kult um Aktivkohle entstanden, die ungeachtet ihrer Herkunft als universelles Heilmittel vermarktet wird. Stickwort: Detox zum Ausleiten schädlicher Rückstände im Körper. Dazu gibt es schon mindestens ein passendes Buch. Bei der Harzköhlerei Stemberghaus gibt das Büchlein »Holzkohle als Naturheilmittel« zu kaufen, das aber von dem Boom nicht partizipieren kann. Ebensowenig, wie die naturbelassene Holzkohle aus vielen Meilern.

Die Verbindung zwischen Aktivkohle und Holz-, Bio- bzw. Pflanzenkohle ergibt sich aus der Tatsache, das beiden eine hohe innere Oberfläche zugeschrieben wird, die hauptsächlich verantwortlich für die Funktion ist. Es wundert nicht, dass es dazu unterschiedliche Angaben gibt, denn der Wert hängt sowohl vom Ausgangsmaterial, als auch vom Herstellungsverfahren ab. Die Firma Eurocarb, die unterschiedliche Sorten von Aktivkohle aus einer breiten Palette von Rohstoffen im Angebot hat, schreibt dazu:

»Im Handel erhältliche Aktivkohle hat eine Oberfläche von 400 m²/g bis zu mehr als 2.000 m²/g.«

Die Angaben für Pflanzenkohle sind nicht einheitlich. Meist ist von »einigen hundert m²« die Rede, genauer gesagt zwischen 300 und 600 m²/g. Die spezifischen Oberfläche ist zwar in den Anforderungen für das Europäische Pflanzenkohle Zertifikat erwähnt, aber die vorgeschriene BET-Messung nach DIN ISO 9277 ist eher etwa für Spezialisten.

Ein Fussballfeld der üblichen Größe (68 m x 105 m) hat 7. 140 m², was 10 bis 25 g Pflanzenkohle entspricht. Oder 30 bis 75 ml.

In einem Beitrag für das Ithka-Journal hat Nikolas Hagemann hinter die Kulissen der Aktivkohle geblickt. Er arbeitet zur Zeit für das Projekt „Nachhaltige Eliminierung von Mikroverunreinigungen auf Kläranlagen mittels Pyrolysaten aus biogenen Abfällen (EMPYRION)“ am Agroscope in Zürich (Kompetenzzentrum des Bundes für landwirtschaftliche Forschung und dem Bundesamt für Landwirtschaft (BLW) angegliedert).

Er stellt fest:

Auch heute liegt noch ein dunkler Schatten über Aktivkohle – sie ist keine saubere Sache. Aktivkohle wird vor allem aus Stein- oder Braunkohle hergestellt. […] Der Herstellungsprozess in Europa beschränkt sich meist auf die letzten Schritte der Wertschöpfung, dem Mischen verschiedener Aktivkohlen für spezifische Anwendungen und die Herstellung von Formaktivkohlen (z.B. Pellets). Damit entstehen die Umweltbelastungen durch Emission von u.a. Kohlenmonoxid, flüchtigen Kohlenwasserstoffverbindungen und Rußpartikeln in den Ursprungsländern, in den USA und Australien (Stein-/Braunkohle), aber vor allem in China (Stein-/Braunkohle) und auf den Philippinen und in Sri Lanka (Kokosfasern) – also überwiegend in Ländern, in denen europäische Umweltstandards nicht greifen. Darüber hinaus ist die Lieferkette für den Endkunden oft nicht transparent: die Umwelt und nicht zuletzt das Klima, bleiben auf der Strecke.

In der Schweiz wird bis 2035 die flächendeckende Einführung einer vierten Reinigungsstufe in Klärwerken angestrebt. Seit 2016 müssen die Klärwerke ein Abgabe bezahlen, bis sie die Wirksamkeit einer vierten Reinigungsstufe nachweisen können. Für die Schweiz wird ein zusätzlicher Bedarf für 3.500 t/a Aktivkohle geschätzt, was hochgerechnet auf Deutschland 40.000 t/a entspricht.

Er erwartet daraus zusätzliche Emissionen in der Größenordnung von 500.000 t CO₂ Äquivalenten und schlägt alternative Aktivkohlen  vor.

1. Produktion von Aktivkohle aus holzigen Reststoffen mit möglichst kurzen Transportwegen: Als Ausgangsstoffe eignen sich ähnliche Stoffe, wie für die Produktion von Pflanzenkohle. Da Klärwerke in der Regel von Gemeinden betrieben werden, die sich ebenfalls um die Entsorgung von organischen Abfällen kümmern müssen (v.a. Grünflächenpflege, Gartenabfälle), gibt es hier Raum für synergetische Lösungen. Für eine saubere Produktion sollte sich die Aktivierung z.B. auf Wasserdampf beschränken.
2. Herstellung von Aktivkohle aus Teilen des frischen oder gefaulten Klärschlamms direkt auf der Kläranlage. Die bei diesem Prozess entstehende Wärme kann zum Trocknen des Klärschlamms verwendet werden. Zur Optimierung der Reinigungsleistung kann Holzstaub vor der Aktivierung in den Klärschlamm gemischt werden. Dies erhöht auch den Energiegehalt und die Trockensubstanz, wodurch die Vortrocknung gegebenenfalls entfallen kann. Holzstäube entstehen zum Beispiel beim Brechen von Altholz und sind für eine direkte Verbrennung oder Verkohlung oft weniger geeignet, da Stäube grundsätzlich schwierig in der Handhabung sind.
3. Die Re-Aktivierung von granulierter Aktivkohle direkt auf der Kläranlage, z.B. mittels Strom unter Ausnutzung von Angebotsspitzen auf dem Strommarkt, die v.a. durch die Nutzung von Windenergie ergeben. Dazu gibt es das Forschungprojekt Zero Trace im Klärwerk Buchenhofe des Wupperverbands zur »Electric Field Swing Adsorption«, (EFSA) und es wird Kohle aus Kokosnussschalen erprobt.

Holz- oder Pflanzenkohle Aktivkohle sei derzeit auf dem Markt kaum verfügbar. Kokosfaser-Aktivkohle könnte im Prinzip eine Option sein, sofern man in den Ursprungsländern eine saubere Verkohlung gewährleisten könne. Dies sei technisch kein Problem, doch sei dies in der derzeitigen politischen und ökonomischen Bedingungen nicht absehbar.

Zu den Einsatzbereichen der Aktivkohle aus den Schalen der Kokosnuss schreibt Donau-Chemie: »…..eignet sich für Reinigungsprozesse in allen Lebensbereichen. Nicht nur in der Abgasreinigung in Biogas- oder Kläranlagen und Deponien, auch bei der Herstellung von Apfelsaft über Suppenwürze bis Zigarettenfilter – überall, wo unerwünschte Stoffe und/oder Gerüche herausgefiltert werden müssen – ist diese Aktivkohle eine optimale Lösung.«