Das Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie (ATB) in Potsdam hat einen bedeutenden Fortschritt in der Entwicklung eines künstlichen Torfersatzes erzielt. Torf ist ein vielseitiges Material, das häufig zur Verbesserung von Böden in Kultursubstraten eingesetzt wird. Allerdings wird natürlicher Torf durch das Trockenlegen von Mooren gewonnen, was gravierende negative Folgen für die Umwelt hat. Um dem entgegenzuwirken, hat das ATB zwei Patente für neuartige Verfahren zur raschen und skalierbaren Herstellung von künstlichem Torf beantragt. Diese innovative Lösung ermöglicht die Produktion von Torfersatz in nur wenigen Minuten, im Gegensatz zu den Jahrtausenden, die für die natürliche Entstehung von Torf erforderlich sind.
Torf entsteht auf natürliche Weise aus organischen Materialien in sumpfigen Gebieten, wo Sauerstoffmangel die Zersetzung verlangsamt. Im Laufe der Zeit bilden sich dicke Schichten Torf, die weltweit abgebaut werden, vor allem wegen ihrer positiven Eigenschaften für den Boden. Die neuen Verfahren des ATB produzieren künstlichen Torf, der hinsichtlich seiner Eigenschaften dem natürlichen Pendant ähnelt und dies in einem Zeitraum von lediglich 30 Minuten.
Dr. Nader Marzban, der Erfinder dieser Technologie und Wissenschaftler am ATB, erläutert, dass die Produktion von künstlichem Torf aus einer Vielzahl organischer Materialien möglich ist. Dazu zählen unter anderem Biomasse wie Holz, Gräser, Blätter und spezielle Pflanzen aus der Paludikultur. Für den Prozess sind Wasser, Druck und Temperaturen zwischen 70 und 120 °C notwendig, sowie eine geeignete Rezeptur für die erfolgreiche Herstellung.
Die Inspiration für diese neuartige Methode stammt von einer alltäglichen Beobachtung Dr. Marzbans. Er betrachtet das Kochen als chemisches Verfahren, das Prinzipien der Verfahrenstechnik umfasst. Bei einem Kochversuch stellte er fest, dass durch Verdampfung Rückstände im Schnellkochtopf entstanden, die ihm die Frage aufwarfen, ob dieses Material möglicherweise Eigenschaften aufweist, die mit Humus vergleichbar sind. Seine anschließenden Laboruntersuchungen bestätigten diese Vermutung, und er entdeckte, dass die Rückstände tatsächlich Ähnlichkeiten mit Huminstoffen aufwiesen.
Zusammen mit seinen Kollegen Dr. Thomas Hoffmann und Dr. Ralf Pecenka, die über umfassende Erfahrung in der Faserproduktion verfügen, entwickelte Dr. Marzban den Ansatz weiter. Er schaffte den Übergang von kleinen Laborversuchen zur kontinuierlichen Produktion, die großes Potenzial für die Erzeugung von torfähnlichen Substraten bietet.
Die beiden neuen Verfahren sind sowohl einfach als auch revolutionär. Das erste Verfahren nutzt eine „Alkali-unterstützte Doppelschneckenextrusion“, um ein stabiles, humusreiches Material zu erzeugen, dessen Eigenschaften an die von natürlichem Torf angepasst werden können. Dies ist besonders vorteilhaft für den Einsatz in der Landwirtschaft und im Gartenbau, wo sowohl lange als auch kurze Faserkomponenten benötigt werden. Der Prozess umfasst zunächst eine Druckbehandlung der Biomasse bei etwa 70 °C, gefolgt von einer mechanischen Zerkleinerung im Doppelschneckenextruder, die torfähnliche Strukturen fördert.
Das zweite Verfahren, das für weniger faserige Materialien geeignet ist, funktioniert in einem einzigen Schritt bei höheren Temperaturen von etwa 120 °C. Beide Verfahren gewährleisten, dass der künstliche Torf pathogenfrei ist und große Mengen an Kohlenstoff bindet, was ihn zu einem klimapositiven Wachstumsmedium macht.
Ein weiterer innovativer Aspekt ist die Wiederverwendbarkeit des Substrats. Selbst nach der ersten Verwendung kann das Material recycelt und in desinfizierten Torf umgewandelt werden. Dr. Marzban bezeichnet dieses Konzept als „RePeat“, was eine nachhaltige Lösung für das Reststoffmanagement darstellt.
Dr. Marzban betont, dass die Entwicklung von künstlichem Torf nicht nur eine Alternative zu natürlichem Torf darstellt, sondern auch eine Möglichkeit bietet, die Emissionen zu verringern und Biomasse effektiv zu recyceln. Mit diesen neuartigen Verfahren wurde der Grundstein für ein neues Forschungsfeld gelegt, das großes Potenzial für die zukünftige industrielle Produktion von künstlichem Torf birgt.
Das ATB setzt damit einen weiteren wichtigen Schritt in Richtung einer nachhaltigen biobasierten Kreislaufwirtschaft, indem es innovative Technologien zur Verwertung von Reststoffen bereitstellt. Diese Entwicklungen könnten dazu beitragen, die Agrar- und Industriesysteme in eine umweltfreundliche Richtung zu transformieren und einen wertvollen Beitrag zum Klimaschutz zu
