Kohle machen für’s Klima
„CDR“ hinter diesen drei Buchstaben verbirgt sich eine ganze Reihe von Technologien, um CO2 aus der Erdatmosphäre zu entfernen (Carbon Dioxide Removal). Das Hamburger Startup Novocarbo nutzt dafür keine aufwendigenFilteranlagen, sondern einen von Menschen seit Jahrtausenden genutzten Stoff – Pflanzenkohle. Esther Jakel arbeitet dort als Wissenschaftlerin und entwickelt neue Einsatzmöglichkeiten für ein Material, das Kohlenstoff dauerhaft speichert, Böden verbessert und Baustoffe aufwerten kann.
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Esther, warum reicht es nicht den CO₂-Ausstoß zu reduzieren und wozu braucht es CDR?
Weniger ausstoßen ist absolut notwendig, aber es wird nicht reichen. Wir haben in den letzten drei Jahren bereits die 1,5-Grad-Marke überschritten. Alle Modellierungen zeigen: Wenn wir bis 2050 klimaneutral sein wollen, müssen wir zusätzlich zur Emissionsreduktion auch aktiv CO₂ aus der Atmosphäre zurückholen. Wir stoßen jährlich etwa 40 Gigatonnen CO₂ aus – rund ein Viertel davon müssen wir künftig durch Negativemissionen kompensieren.
Außerdem gibt es Industrien, die sich nicht vollständig dekarbonisieren lassen. Bei der Zementherstellung beispielsweise wird CO₂ chemisch aus dem Material freigesetzt. In der Stahlindustrie dient Kohlenstoff als Reduktionsmittel. Für solche Restemissionen brauchen wir Technologien die CO₂ wieder aus der Atmosphäre holen.
Die bekannteste Methode ist Direct Air Capture. Warum setzt ihr auf Planzenkohle und was kann dieser Stoff?
Direct Air Capture funktionieren wie große CO₂-Staubsauger, deren Betrieb extrem teuer und energieintensiv ist. Würde man fossile Energie für den Betrieb verwenden, wäre der ganze Zweck verfehlt.
Wir nutzen, was die Natur ohnehin kann: Pflanzen ziehen über Photosynthese CO₂ aus der Luft und bauen den Kohlenstoff in ihre Biomasse ein. Normalerweise wird der beim Absterben wieder freigesetzt. Wir unterbrechen diesen Kreislauf, indem wir die Biomasse durch Pyrolyse in Pflanzenkohle umwandeln, deren chemisch stabile Form Mikroorganismen nicht mehr zersetzen können. Je nach Qualität bleibt der Kohlenstoff so Jahrhunderte bis Jahrmillionen gespeichert.
Foto: novocarbo
Über Esther Jaekel
Esther ist Chemikerin und Wissenschaftlerin beim Hamburger Startup Novocarbo, wo sie für Qualitätskontrolle, Produktentwicklung und industrielle Anwendungen von Pflanzenkohle verantwortlich ist. Zuvor hat sie Chemie studiert und sich während ihrer Promotion mit grüner Chemie und Biopolymeren beschäftigt.
„Pyrolyse“ klingt nach Chemieunterricht. Wie funktioniert das konkret?
Im Prinzip ist es eine sehr alte Technologie – Köhlerei ist eines der ältesten Handwerke der Menschheit. Wir machen das nun mit modernen Anlagen. Die Biomasse – Altholz, Grünschnitt oder Nussschalen – wird bei 600 bis 800 Grad unter Sauerstoffausschluss erhitzt. Der Kohlenstoff konzentriert sich und bildet ein stabiles Gerüst: die Pflanzenkohle.
Hinz kommt der Vorteil, dass sich der Prozess energetisch selbst trägt – wie ein Streichholz, das man nur einmal anzünden muss. Die Pyrolysegase werden verbrannt und liefern die Energie für den Betrieb. Darüber hinaus fallen rund 30 Prozent der im Einsatzstoff enthaltenen Energie als nutzbare Wärme an, die wir an Stadtwerke verkaufen, die sie ins Fernwärmenetz einspeisen.
Drei Produkte aus einem Prozess – wie sieht euer Geschäftsmodell aus?
Wir haben drei Einnahmequellen: die Pflanzenkohle als Produkt, die Abwärme aus dem Pyrolyse-Prozess und die Kohlenstoffentnahmezertifikate. Das Geschäftsmodell braucht alle drei. Wir setzen das in sogenannten Carbon Removal Parks um – unser erster steht nahe der Ostseeküste in Grevesmühlen. Dort nehmen uns die Stadtwerke nehmen die Wärme ab und nutzen sie als nachhaltige Fernwärme. Für die Planung neuer Parks ist die Wahl des Standortes sehr wichtig, damit solche Synergieeffekte entstehen.
Pyrolyse-Anlage im Carbon Removal Park Baltic Sea.
Foto: novocarbo
Die Pflanzenkohle selbst ist auch sehr vielseitig einsetzbar. Was kann dieser unscheinbare Stoff?
Pflanzenkohle ist ein Bodenverbesserer und die landwirtschaftliche Nutzung gibt es schon sehr lange. Schon vor Tausenden von Jahren wurde im Amazonasgebiet Holzkohle in den Boden eingebracht – die sogenannte „Terra Preta“. Die hohe Porosität der Pflanzenkohle wirkt wie ein Schwamm, der Wasser speichert und Mikroben können sich dort einnisten.
Pflanzenstoff lässt sich aber auch als Zuschlagstoff für Asphalt benutzen. Genau wie landwirtschaftliche Böden kann auch die Straße eine permanente Senke sein, weil der Asphalt im Straßenbau zu fast hundert Prozent recycled wird und der Kohlenstoff in der Pflanzenkohle so dauerhaft im System bleibt.
Darüber hinaus arbeiten wir an Anwendungen in Beton, Kunststoff und sogar in der Stahlproduktion. Uns ist wichtig, dass die Kohle nicht nur speichert, sondern auch Materialeigenschaften verbessert – etwa indem sie CO₂-intensive Stoffe wie Zement oder fossile Kohlenstoffe teilweise ersetzt.
Wie bist du als Chemikerin zur Pflanzenkohle und zu novocarbo gekommen?
Das war ein bisschen Zufall. Nachhaltigkeit ist ein Thema, das mir sehr am Herzen liegt und ich habe Chemie studiert, weil ich glaube, dass sich damit in diesem Bereich sehr viele Probleme lösen lassen. Während der Promotion habe ich mich mit grüner Chemie und Biopolymeren beschäftigt. Dann bin ich auf die Stellenanzeige von Novocarbo gestoßen. Mit Pflanzenkohle hatte ich mich zu diesem Zeitpunkt noch nicht intensiv beschäftigt, wollte aber sofort mehr darüber wissen.
Heute ist mein Alltag aufgeteilt zwischen Labor und Büro. In Hamburg habe ich ein Labor für Qualitätskontrolle und Produktentwicklung aufgebaut. Dort arbeite ich daran den Pyrolyseprozess und die Qualität unserer Pflanzenkohle zu verbessern. Das ist auch eine Art Materialforschung, bei der ich sehr eng mit unseren Kunden zusammenarbeite, die Pflanzenkohle für ihre Anwendungen nutzen möchten.
CDR-Zertifikate – vom Freikauf zum Pflichtmarkt?
Unternehmen wie Microsoft oder Google kaufen CDR-Zertifikate bisher freiwillig, um Restemissionen auszugleichen. Der Markt existiert erst seit 2019 und ist stark konzentriert: 2025 entfielen rund 90 Prozent des Handelsvolumens auf einen einzigen Käufer – Microsoft. (1) Eine gesetzliche Pflicht gibt es nicht.
Das könnte sich ändern. Die EU-Kommission muss bis Juli 2026 prüfen, ob permanente CO₂-Entnahmen in den Emissionshandel (EU ETS) integriert werden. (2) Die zentrale Sorge: Werden CDR-Credits zu früh und zu billig verfügbar, könnten Unternehmen ihre Dekarbonisierung hinauszögern. Der EU-Zertifizierungsrahmen CRCF, seit 2024 in Kraft, soll dem mit strengen Qualitätskriterien entgegenwirken. Forschende des Potsdam-Instituts und der ETH Zürich schlagen dafür einen Stufenplan vor: zunächst getrennte Systeme mit strengen Regeln, dann schrittweise Integration kontrollierter Mengen, schließlich volle Verschmelzung von Emissions- und CDR-Markt. (3)
Quellen:
(1) Heatmap News, „After a Slow 2025, Where Does Carbon Removal Go From Here?“
(2) EU-Kommission, Carbon Removals and Carbon Farming.
(3) Sultani, D. et al. (2024): Sequencing CDR into the EU ETS, CESifo Working Paper No. 11173, München.
Beitragsbild oben: novocarbo





