Ein innovativer Landwirt und Forstwirtschaftsexperte aus Kalifornien nutzt die mobile Karbonisierungstechnologie von Tigercat, um die Gesundheit von Wäldern und Böden zu verbessern, das Risiko von Waldbränden zu mindern und Kohlenstoff zu binden.
— Paul Iarocci
Dan Falk, Inhaber von Falk Forestry.
Daniel Falk wuchs im Nordwesten von Sonoma County, Kalifornien, auf. Er gehört zur fünften Generation einer Familie aus Kalifornien, die schon seit langer Zeit in der Holzernte und Viehzucht tätig ist. „Ich bin auf der Richardson Ranch aufgewachsen, die meinem Großonkel Harold Richardson gehörte. Er war mein Mentor in Sachen Holzernte und Viehzucht und bewegte mich dazu, einen Abschluss in Forstwirtschaft zu machen“, sagt Dan.
Vor seinem Abschluss in Forstwirtschaft an der Humboldt State University entwarfen Dan und einige seiner Kommilitonen im Rahmen eines Studienprojekts zusammen mit einem ausgebildeten Forstingenieur einen Holzernteplan. „Nach meinem Abschluss setzten wir den Plan auf der Richardson Ranch um, und so kam ich zur Holzernte.“ Dan pachtete ein Sägewerk, das seinem Großonkel und seinem Vater gehörte, und gründete Falk Forestry. Heute ist das Unternehmen in den Bereichen Holzernte, Umweltstudien, Brandsanierung und Brandprävention tätig, beispielsweise durch Forstmulchen, die Reduzierung der Brennstofflast sowie die Einrichtung und Pflege von Feuerschneisen.
Dan erklärt, dass es auf der Ranch und auch in der örtlichen Gemeinde schon immer ein Problem mit Holzabfällen gegeben habe. „Das Zerkleinern und Abtransportieren war zu kostspielig. Hier sah ich ein Problem, das gelöst werden musste. Wir ernten Holz, aber wir sind auch Umweltschützer.“ Als Lösung stellte sich Dan ein Programm vor, bei dem sein Unternehmen sich um die Probleme mit Holzabfällen und Brennstofflast kümmern und gleichzeitig die Wälder und Weideflächen verbessern könnte.
Er recherchierte und erwarb schließlich Ende 2018 den ersten ROI 500 Carbonizer, fast ein Jahr vor der Übernahme des Unternehmens und seiner Carbonizer-Technologie durch Tigercat. (Der ROI-Prototyp wurde 2019 aktualisiert und in Tigercat 6050 umbenannt). „Der 6050 war in der Lage, Material aller Größen mit unterschiedlichem Feuchtigkeitsgehalt zu verarbeiten. Damals traf ich zum ersten Mal Matt O'Connor, der zu dieser Zeit bei ROI tätig war.“
Matt kam nach Abschluss der Übernahme im September 2019 zu Tigercat und kümmerte sich um diverse Aufgaben im Zusammenhang mit dem Carbonizer-Programm. Als Produktspezialist arbeitete er eng mit der Technikabteilung an der umfassenden Neugestaltung zusammen, die schließlich zur Markteinführung des neuen Carbonizers 6040 führte. Matt ist stark in Genehmigungsverfahren involviert und verfügt über fundierte Kenntnisse in diesem Bereich. Er leitet die Zusammenarbeit mit Behörden, Tests und Datenerfassung und verwaltet den technischen und betrieblichen Support in Zusammenarbeit mit Händlern und Endnutzern.
Der Prototyp des Carbonizers 6040 wurde 2024 von Falk Forestry erworben. Die Maschine weist gegenüber dem Modell 6050 eine Reihe von Verbesserungen auf.
Dan setzte den 6050 zunächst auf seiner Ranch ein, um das kohlenstoffbasierte Produkt wieder auf die Weideflächen auszubringen. „Wir testen den Bodentyp auf Mängel. Dann können wir entweder aufgeladene oder nicht aufgeladene Biokohle in den Boden einarbeiten und verschiedene Arten von stickstoffbindenden Bodendeckern neu pflanzen. Am liebsten verwenden wir einheimische Arten.“
Biokohle wirkt wie ein Schwamm. Sie absorbiert und speichert Feuchtigkeit und Nährstoffe und gibt beides langsam an den Boden ab. „Man kann die Biokohle aufladen, indem man sie mit Kompost mischt“, erklärt Dan. „Wir haben sie mit unseren Holzrückständen, etwas von unserem Häckselgut, Kuhdung, Pilzkompost, Hühnermist und organischem Abraum von unseren Forststraßen oder Kiesgruben gemischt. Dann haben wir etwa zehn Tonnen der Mischung pro 0,4 Hektar ausgebracht.“
Dan hat Verbesserungen festgestellt. „Ich würde sagen, das Gras bleibt länger grün. Wir haben eine Erhöhung der Wasserspeicherung im Boden festgestellt, was dem Gras, mit dem wir unser Vieh füttern, zugutekommt.“ Dans mit Gras gefüttertes und auf Wiesen aufgezogenes Vieh liefert hochwertiges Rindfleisch, das in der Region vermarktet wird. Für Dan ist die Biokohleherstellung Teil des gesamten Prozesses – von der Erde bis auf den Tisch.
Zu Beginn hielt Dan auch viele 6050-Vorführungen zu Projekten vom Sonoma County bis hinauf nach Fort Jones in Nordkalifornien ab. Er betrachtet die Zeit, die er für die Touren und Vorführungen aufgewendet hat, als wichtige Investition, die das Interesse der richtigen Partner geweckt und ihm anschließend geholfen hat, Aufträge zu sichern. „Die Aufträge, die ich heute habe, verdanke ich dem 6050. Zum Beispiel erkannte der East Bay Regional Park District die Notwendigkeit einer alternativen Methode für den Umgang mit Biomasse und die Reduzierung der Kosten und der Umweltbelastung durch den Transport großer Materialmengen durch die Gemeinden.“
Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurden in ganz Kalifornien Eukalyptusplantagen angelegt. „Es handelt sich um eine dominante Art, deren Bewirtschaftung eine große Herausforderung darstellt“, erklärt Dan. „Der Park District wollte diese Plantagen ausdünnen, die Brandgefahr verringern und in der gesamten Region wieder einheimische Arten wie Eiche, Madrone, Redwood und Douglasie ansiedeln.“
Dan arbeitete mit Earth Foundries zusammen, um ein formelles Angebot zu erstellen und dem East Bay Regional Park District vorzulegen. Earth Foundries wurde von Dede und Roger Smullen mit dem Ziel gegründet, den katastrophalen Waldbränden in Kalifornien ein Ende zu setzen. Das Unternehmen arbeitet mit öffentlichen und privaten Landverwaltern zusammen, um die kalifornischen Wälder zu sanieren. Durch die Partnerschaft mit Falk Forestry kann das Unternehmen Anreize für die Beseitigung von Waldabfällen schaffen, indem Kohlenstoff gebunden und CO2-negative Märkte für holzartige Biomasse geschaffen werden. Tatsächlich ist es das Ziel, Holzbiomasse nicht mehr als Abfall zu betrachten, sondern als Grundstoff mit Potenzial für vielfältige Wertschöpfungsketten.
Zwei Carbonizer 6040 von Earth Foundries. Dan leitet diesen 5.000-Tonnen-Auftrag in Grass Valley, Kalifornien. Das für den 6040 neu entwickelte Fördersystem lässt sich seitlich schwenken.
Dede war früher Vorstandsvorsitzende des Santa Clara County Fire Safe Council. „Sie haben viele wirklich beeindruckende Projekte zur Ausdünnung von Wäldern und zur Schaffung von schattigen Brandschneisen durchgeführt“, sagt Dan. Dede und Roger verfügen über gute Kontakte und sind sehr erfahren in der Erstellung von Angeboten und der Einbindung von Interessengruppen. „Sie arbeiten sehr gut mit den verschiedenen Bezirken, der Luftreinhaltungsbehörde, Cal Fire und den staatlichen Archäologiebehörden zusammen.
Sie sind mit den Abläufen bei Cal Fire bestens vertraut“, betont Dan. Alle Projektkooperationen zwischen Earth Foundries und Falk Forestry erfolgen innerhalb des bewährten Incident Command System (ICS)-Rahmens, den Cal Fire bei seinen eigenen Einsätzen verwendet.
„Die Beamten, die diese Programme leiten, schätzen die Struktur und Sicherheit, die wir durch die Nutzung des ICS bieten können, sowie die Menschen, die wir einbezogen haben, wie beispielsweise pensionierte Batallionschefs, die unsere Sicherheitsprotokolle leiten.“
Die strikte Einhaltung von Protokollen, eine gute Planung und häufige Besprechungen tragen zum Erfolg eines jeden Projekts bei. „Die Unternehmen und staatlichen Behörden, mit denen wir zusammenarbeiten, sagen uns, dass wir auf gar keinen Fall scheitern dürfen. Unser Plan muss auf Erfolg ausgerichtet sein.“ Das umfangreiche operative Wissen von Falk Forestry in Kombination mit dem Projektmanagement und der administrativen Erfahrung von Earth Foundries ermöglicht den sicheren und effizienten Betrieb der Carbonizer.
Falk Forestry hat auf fast 285 Hektar Eukalyptuswald in East Bay Ausdünnungs- und Mulchmaßnahmen durchgeführt. Stämme mit einem Durchmesser ab 75 mm werden vor Ort zu Biokohle verarbeitet. „Die Biokohle wird in Parkanlagen verwendet und wieder auf Weideland und Agrarflächen ausgebracht“, sagt Dan, der dies als einen großen Kreislauf beschreibt, der die Ernte, die Brandbekämpfung und die Brandresistenz, die Kohlenstoffbindung und die Rückführung in den Boden umfasst.
Der 6040 verarbeitet 15 bis 20 Tonnen unbehandeltes Holzmaterial pro Stunde zu einem hochwertigen organischen Kohlenstoffprodukt.
Im Wesentlichen begann Dan also damit, die Richardson Ranch als Sprungbrett und Wirksamkeitsnachweis für den gesamten Karbonisierungsprozess zu nutzen. Dank ihrer umfangreichen operativen Erfahrung, ihrer Kenntnisse der gesetzlichen Vorschriften und ihres tiefgreifenden Verständnisses der kommerziellen Technologie zur nachhaltigen Kohlendioxidbeseitigung bemühen sich Earth Foundries und Falk Forestry als Partner heute um Aufträge im kommunalen und Versorgungsbereich. „Es entwickelt sich zu einem vielversprechenden Geschäft“, sagt Dan, der 2024 den Prototypen des 6040-Carbonizers erwarb. Die beiden Unternehmen besitzen insgesamt vier Carbonizer.
Wir besuchten eine Baustelle in Grass Valley auf einem kommunalen Gelände im Nevada County, wo Dan einen Auftrag mit den beiden 6040-Carbonizern von Earth Foundries leitete. Die Maschinen sollten etwa 5.000 Tonnen Material verarbeiten, das hauptsächlich gefährliche Bäume umfasste, die aus dem Bereich von Stromleitungen entfernt worden waren, sowie weiteres Material von kleinen Landbesitzern aus der Umgebung von Grass Valley. „Wir verwerten das abgestorbene Material aus den vom Feuer zerstörten Gebieten und Bäume, die rund um Stromleitungen gefällt werden müssen. Das Material stammt auch von lokalen Landbesitzern, die ebenfalls Probleme mit Holzabfällen haben. Der Landkreis entwickelt derzeit ein Abholsystem für die Gemeinde, bei dem das gesamte Material zu dieser Anlage gebracht wird. Wir führen einen Testlauf mit 1.000 Tonnen durch, um zu sehen, wie die Gemeinde, der Landkreis und der Auftragnehmer gemeinsam daran arbeiten können, abgestorbenes und nicht verwertbares Material zu beseitigen und es in ein Produkt umzuwandeln, das Kohlenstoff speichert und unseren CO2-Fußabdruck verringert.“
Die Beseitigung dieses Materials reduziert die Brandlast und trägt zum Brandschutz der Gemeinde bei. Ich habe Dan nach der öffentlichen Wahrnehmung gefragt. „Die Menschen freuen sich, dass etwas für den Wald getan wird. Sie machen sich große Sorgen, dass ihre Häuser bei all den Bränden in Kalifornien abbrennen könnten. Ihnen gefällt, dass das Verfahren kohlenstofffreundlich ist. Die Menschen finden es gut, wie das Material verarbeitet wird.“
Organischer Kohlenstoff, abgepackt und bereit für den Einsatz in einer Vielzahl von Märkten und Anwendungsbereichen.
Der Umwandlungsprozess selbst verursacht nur sehr wenige schädliche Emissionen, reduziert das Volumen um 90 % und erzeugt ein organisches Material auf Kohlenstoffbasis, das viele nützliche Verwendungszwecke hat, einschließlich Bodenverbesserung, Filtration und Regenwasserrückhaltung. Es bindet etwa 25 % des gesamten Kohlenstoffs und hält ihn so für Hunderte oder sogar Tausende von Jahren aus der Atmosphäre fern. Und es bietet die Möglichkeit, am Markt für Emissionszertifikate teilzunehmen. Dan misst die Produktion anhand der Konversionsrate (die Menge an Einsatzmaterial, die in einer Stunde in Biokohle umgewandelt wird). Dieser Wert wird von vielen Faktoren beeinflusst, darunter Feuchtigkeitsgehalt, Stückgröße, Art des Einsatzmaterials und Holzart. Nach seiner Erfahrung liefert trockenes Material mit einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 30 % und einem Durchmesser von 8 bis 30 cm optimale Konversionsraten. Dans Maschinen verarbeiten durchschnittlich fünfzehn bis zwanzig Tonnen pro Stunde. Er ist der Meinung, dass eine vier bis sechsmonatige Lagerung des Materials sowohl für die Zufuhrrate als auch für die Qualität der Biokohle optimal ist – lang genug, um zu trocknen, aber nicht so lang, dass das Material an Kohlenstoffgehalt einbüßt. Der gewichtsmäßige Ertrag an Biokohle beträgt in der Regel etwa zehn Prozent der Zufuhrmenge.
Während des Entwicklungsprozesses des 6040 war Dan eine wertvolle Hilfe für das Ingenieurteam von Tigercat, um herauszufinden, welche Aspekte des 6050 funktionierten und welche nicht. Dan hat 1.800 Stunden am Prototyp 6040 gearbeitet. Er stellt fest, dass das neue interne Keramiksystem gut aussieht und dass die neu entwickelten, stabileren Roste sehr verschleißfest sind. Die von ihm angeregte Möglichkeit, die Roste zu drehen, um den Verschleiß auszugleichen, werde die Lebensdauer weiter verbessern.
Das organische Kohlenstoffprodukt speichert etwa 25 % des verfügbaren Kohlenstoffs aus dem Ausgangsmaterial und bindet ihn für Hunderte,
möglicherweise Tausende von Jahren. Es wird allgemein als Biokohle bezeichnet und hat viele nützliche Verwendungszwecke.
„Die Zusammenarbeit mit Tigercat war hervorragend“, sagt er. „Matt O'Connor war äußerst hilfsbereit. Er beantwortet alle Anrufe. Er arbeitet mit mir vor Ort daran, Betrieb und Produktion der Maschine zu verbessern. Das war eine großartige Erfahrung.“
Dan ist beeindruckt von dem neuen Wasserbad- und Abkühlsystem. Das Abkühlwasser wird im 6040 intern aufgefangen, sodass kein Wasser verschwendet wird. Der Wasserverbrauch wird kontrolliert. Da die Biokohle vollständig abgekühlt wird, ist sie beim Herunterfallen vom Förderband so kühl, dass man sie anfassen kann.
Nach Dans Ansicht ist auch das Förderband mit seinem 105-Grad-Schwenkbereich eine tolle Sache. Das Förderband ist an der Rückseite der Maschine befestigt und lässt sich für den Transport in die Maschinenverkleidung einklappen. „Das funktioniert gut, weil man in einen Behälter abladen kann und wenn dieser voll ist, kann man zu einem anderen wechseln. Es ist überaus effizient.“ Dan merkt an, dass das Sprühsystem an den Seiten der Maschinen eine großartige Idee ist. „Das ist eine wirklich gute Möglichkeit, um den Bereich, in dem die Glut verstreut wird, zu befeuchten.“ Der 6040 ist 7.700 kg leichter als der 6050, was den Transport einfacher und kostengünstiger macht.
Dan betont ausdrücklich die Bedeutung dieser Zusammenarbeit. „Die Zusammenarbeit mit Tigercat bei Produktaktualisierungen und allen anderen Fragen rund um die Maschine war großartig. Die Firma war immer zur Stelle, um sich um alles zu kümmern.“ Er erklärt: „Wir stehen an vorderster Front. Wir brauchen diese Art von Engagement, um sowohl die Maschine als auch den Betrieb innovativer zu gestalten und zu verbessern. Das war wirklich äußerst hilfreich.“
Der Tigercat Carbonizer 6040 nutzt das fortschrittlichste, kostengünstigste und umweltfreundlichste System zur Umwandlung von Holzabfällen auf dem Markt. Mehr als ein Drittel des verfügbaren Gesamtkohlenstoffs wird gebunden, und gleichzeitig wird das Volumen der Holzabfälle um etwa 90 % reduziert.
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