CO2-Speicherleistung

Wie berechnen wir die CO2-Speicherleistung von BĂ€umen?

Woher wissen wir, wie viel BĂ€ume wir pflanzen mĂŒssen, um eine Tonne CO2 zu binden?

Wir pflanzen 5 BĂ€ume, um langfristig eine Tonne CO2 zu binden.

BÀume nehmen wÀhrend ihres Wachstums durch Fotosynthese CO2 aus der AtmosphÀre auf. Dieses speichern sie in Form von Kohlenstoff (C) in ihren Zellen. Die Menge an CO2, die ein einzelner Baum in 80 Jahren aufnehmen kann, haben wir mithilfe von Studien und aktuellen Daten ermittelt und kommen auf 1,76 Tonnen CO2 je Baum in 80 Jahren.

Bei ForTomorrow pflanzen wir 4 000 BĂ€ume je Hektar. Nach 80 Jahren stehen davon noch circa 520 BĂ€ume verschiedenen Alters und speichern zusammen 822 tCO2. Um zu berechnen, wie viele BĂ€ume wir pflanzen mĂŒssen, um 1 Tonne CO2 zu speichern, machen wir folgendes: Wir nehmen die 4 000 ursprĂŒnglich gepflanzten BĂ€ume. Diese teilen wir durch die 822 tCO2, welche die noch stehenden BĂ€ume gespeichert haben nach 80 Jahren. So kommen wir auf etwa 5 BĂ€ume, die wir pflanzen mĂŒssen, um eine Tonne CO2 zu binden.

Welche Grundlage nutzen wir fĂŒr unsere CO2-Berechnungen?

Die Aufforstungen, die wir durch deine Spenden durchfĂŒhren können, wollen wir mit der bestmöglichen QualitĂ€t und nach aktuellem wissenschaftlichen Stand durchfĂŒhren. DafĂŒr nutzen wir zum einen unseren Pflanzkodex, der fĂŒr die Pflanzungen selber eine qualitative Baseline setzt und erklĂ€rt, welche Art von Projekten wir unterstĂŒtzen wollen und welche wir ausschließen. Außerdem haben wir unsere Berechnungsmethode fĂŒr die Speicherleistung der BĂ€ume mit weiteren Datenquellen angereichert und weiter verbessert.

DafĂŒr nutzen wir die Daten der Treibhausgasinventur von 2017 und analysieren diese selbststĂ€ndig. ZusĂ€tzlich berufen wir uns auf die Daten der Studie zur Kohlenstoffbindung junger AufforstungsflĂ€chen von Paul et al., in welcher wiederum viele verschiedene, teils internationale Datenquellen genutzt werden.

Wie speichern BĂ€ume ĂŒberhaupt CO2?

BĂ€ume speichern eigentlich gar kein CO2, sondern Kohlenstoff (C). BĂ€ume nehmen Kohlenstoffdioxid (CO2) aus der Luft ĂŒber ihre BlĂ€tter auf, um wĂ€hrend der Fotosynthese Zucker herzustellen, die sie als Nahrung verwenden. Der Kohlenstoff wird im Baum in Form von Biomasse gespeichert, wĂ€hrend der Sauerstoff an die Luft abgegeben wird. Biomasse sind Holz, Äste, Wurzeln, BlĂ€tter, Rinde, etc. Das aufgenommene CO2 wird vom Baum in seine Einzelteile zersetzt und somit fĂŒr die AtmosphĂ€re unschĂ€dlich gemacht.

Die gespeicherte Menge an CO2, die ein Baum aufnehmen kann, hĂ€ngt vor allem von der Blattmasse ab und auch vom Alter des Baumes. Ein 20- bis 40-jĂ€hriger Baum filtert am meisten CO2 aus der AtmosphĂ€re. Die Gesamtmenge an CO2 steigt jedoch mit dem zunehmenden Alter der BĂ€ume an, da ja auch die Biomasse eines Baumes mit den Jahren ansteigt. Das bedeutet zwar, die ProduktivitĂ€t mit Bezug auf die CO2-Speicherung ist in jungen Jahren bei BĂ€umen am höchsten. Die gesamte Menge an Kohlenstoff ist in alten, großen BĂ€umen jedoch höher, weil ein Baum ĂŒber die Jahre mehr Biomasse anhĂ€ufen kann.

Hier eine Grafik, die diesen Zusammenhang der Kohlenstoff-Speicherung besser veranschaulicht:

Dieser Grafik zur Kohlenstoffspeicherung nach Baumalter zeigt, dass erst nach 20 Jahre die jÀhrliche Aufnahme von CO<sub>2</sub> signifikant wird. Sie ist nach 70 Jahren auf dem Höhepunkt mit um der 350 kg Kohlenstoff pro Jahr.
CO2-Speicherung von BĂ€umen nach Alter

Wie berechnet man die Menge an CO2, die im Baum gespeichert ist?

Um die Menge an CO2, die ein Baum ĂŒber die Jahre gespeichert hat, berechnen zu können, muss man zuerst den Kohlenstoffgehalt berechnen. DafĂŒr benötigt man das Volumen der Biomasse, die Holzdichte der jeweiligen Baumart und den Kohlenstoffgehalt von BĂ€umen.

Das Volumen lĂ€sst sich aus dem Umfang und der Höhe eines Baumes berechnen. Das Ergebnis spiegelt jedoch nur den Inhalt des Holzstammes wider und nicht die gesamte Biomasse eines Baumes mit Wurzelwerk und Kronendach. DafĂŒr nutzen wir einen sogenannten Expansionsfaktor (1,4). So sind Wurzel und Krone mit in der Rechnung reflektiert. („Handbuch fĂŒr Waldökologen“ von Burschel et al. (2017))

Die Holzdichte (im trockenen Zustand, auch Darrdichte genannt) von BĂ€umen ist je nach Baumart unterschiedlich. Im Durchschnitt kann man von etwa 0,53 g/cmÂł oder 530kg/mÂł ausgehen.

Der Kohlenstoffgehalt wiederum ist zwischen den verschiedenen Baumarten mit 50 % (im trockenen Zustand) fast gleich.

Das fĂŒhrt zu folgender Gleichung:

C = Volumen × Expansionsfaktor × Holzdichte × Kohlenstoffgehalt

Nun haben wir den Kohlenstoffwert des Baumes und mĂŒssen diesen Wert noch mit 3,66 multiplizieren. Dies ist die Umrechnungsformel von Kohlenstoff zu CO2, basierend auf der molaren Masse der MolekĂŒle.

mCO2 = mC × 3,66

Damit haben wir am Ende errechnet, wie viel CO2 der Baum der AtmosphÀre entnommen hat.

Wie nutzen wir die Formel an einem konkreten Beispiel?

C = Volumen × Expansionsfaktor × Holzdichte × Kohlenstoffgehalt

Die Beispielwerte:

Ein Baum im Alter von 80 Jahren hat ein beispielhaftes Volumen von 0,89 mÂł. Der Expansionsfaktor ist 1,4. Die Holzdichte ist 0,53 g/cmÂł oder 530 kg/mÂł. Der Kohlenstoffgehalt liegt bei etwa 50% oder als Faktor 0,5.

Die Rechnung fĂŒr den Kohlenstoffgehalt sieht dann wie folgt aus:

C = 0,89 × 1,4 × 530 × 0,5 = 330,19

Die Kohlenstoffmenge betrÀgt also 330,19 kg in diesem Beispielbaum.

Weiter geht es zur CO2-Menge: mCO2 = mC × 3,66

CO2 = 330,19 × 3,66 = 1 208,5 kg

Insgesamt hĂ€tte dieser Baum also 1 208,5 kg CO2 oder 1,2 tCO2 aus der AtmosphĂ€re in seiner Biomasse gespeichert.

Mithilfe dieses Rechenweges und den Daten der Treibhausgasinventur 2017 haben wir die Menge an CO2 errechnet, die ein durchschnittlicher Baum mit 80 Jahren der AtmosphÀre entnommen hat, nÀmlich 1,76 tCO2.

Wie viele BĂ€ume ĂŒberleben nach 80 Jahren, wenn wir 4 000 BĂ€ume pflanzen?

Auf den FlĂ€chen, die wir finanzieren, werden in der Regel 4 000 BĂ€ume je Hektar gepflanzt. Auf diese Zahl kommen wir nach Absprache mit vielen Partnern in der Forstbranche und sie entspricht etwa der Zahl, die durchschnittlich ĂŒber die Baumarten hinweg auf einem Hektar gepflanzt wird.

Es können auch mehr als 4 000 BĂ€ume gepflanzt werden. Das erhöht die Konkurrenz der BĂ€ume um Licht, Wasser und NĂ€hrstoffe. Meistens hat das zum Ziel, BĂ€ume möglichst gerade wachsen zu lassen. Das Holz soll wiederum mit grĂ¶ĂŸtmöglichem Gewinn verkauft werden.

In den kommenden Jahren und Jahrzehnten sterben dann viele BĂ€ume aber ab und es setzt sich nur ein gewisser Anteil durch. Das ist die normale, natĂŒrliche Selektion. Schauen wir uns an, wie viele BĂ€ume nach 80 Jahren noch auf einem Hektar stehen, sind das etwa 520 BĂ€ume unterschiedlichen Alters – wovon mit etwa 400 BĂ€umen der Großteil 80 Jahre alt ist. Die anderen 120 BĂ€ume haben sich aus der Saat der UrsprungsbĂ€ume oder durch die Saat umstehender BĂ€ume natĂŒrlich verjĂŒngt.

Die 4 000 BĂ€ume, die wir anfangs pflanzen, etablieren bereits einen tollen Wald und bieten nicht nur Schutz, sondern auch noch genĂŒgend Licht, Wasser und NĂ€hrstoffe fĂŒr weitere JungbĂ€ume, die sich natĂŒrlich ansiedeln.

Wie viele BĂ€ume pflanzen wir fĂŒr eine Tonne CO2?

Auf der FlĂ€che, auf der wir nun anfangs 4000 BĂ€ume gepflanzt haben, stehen nach 80 Jahren also im Schnitt noch etwa 520 BĂ€ume unterschiedlicher Altersklassen. Gemeinsam werden diese etwa 822 tCO2 der AtmosphĂ€re entzogen haben. Den Großteil mit etwas ĂŒber 700 tCO2 speichern etwa 400 achtzigjĂ€hrige BĂ€ume (ein achtzigjĂ€hriger Baum ≈ 1,76 tCO2).

ZusĂ€tzlich gibt es etwa 95 sechzigjĂ€hrige BĂ€ume, welche etwas ĂŒber 100 tCO2 speichern, sowie einige jĂŒngere BĂ€ume, die zusammen knapp 12 tCO2 speichern. NatĂŒrlich gibt es keine harten Abstufungen der Altersklassen in einem Wald. Wir arbeiten immer mit Durchschnittszahlen.

In den sogenannten DauerwÀldern, dessen Etablierung wir langfristig auch anstreben, kommen optimalerweise alle Altersstufen im Wald vor. Um die Rechnung hier jedoch nicht zu kompliziert zu machen, nutzen wir die Durchschnittswerte und auch die angesprochenen Altersklassen.

Nehmen wir jetzt die Anzahl der anfÀnglich gepflanzten BÀume (4000 BÀume) und teilen sie durch die Menge an gebundenem CO2 nach 80 Jahren (822 tCO2), kommen wir auf etwa 4,9 BÀume pro Tonne CO2. Gerundet sind das 5 BÀume, um eine Tonne CO2 zu kompensieren.