Im TOPKO-Projekt werden zwei „Biokohlen“ aus unterschiedlichen Herstellungsverfahren verwendet, Hydrokohlen und Pflanzenkohlen. 

Hydrokohlen werden im Verfahren der Hydrothermalen Carbonisierung, kurz HTC hergestellt. Hier wird die (feuchte) Biomasse mit Wasser vermengt und in einem druckdichten Gefäß auf rund 180 bis 240°C erhitzt und über mehrere Stunden „gekocht“. Durch einfache Filtration können Flüssig- und Festphase getrennt werden. Das Torf- bis Kohle-ähnliche Produkt weißt dem Torf ähnliche Eigenschaften auf: es verfügt über einen niedrigen pH-Wert (um pH 5), weißt je nach eingesetzter Biomasse niedrige Nährstoff- und Salzgehalte auf und verfügt über viele chemische Verbindungen an der Oberfläche, sodass Nährstoffe und Wasser pflanzenverfügbar sind. Hydrokohlen werden in der Regel nach einigen Jahren mineralisiert (Abbau durch Bakterien und Pilze zu CO₂ und Nährstoffen) und dienen somit nur einer Kurzzeitspeicherung von Kohlenstoff. Edukte für die Hydrokohlen im Projekt sollen vor allem Reststoffe sein. Dazu zählen bspw. Aufwüchse aus der Paludikultur (Schilf, Rohkolben, Seggen) oder grasartige Aufwüchse von Landschaftspflegeflächen. Aber auch Pflanzen(reste) wie bspw. Miscathus oder Schäben von Fasernesseln bieten hier großes Potential. 

Pflanzenkohlen werden meist im Verfahren der Pyrolyse hergestellt. Biomasse (vorwiegend Holz oder Holz-artig) mit einem geringen Wassergehalt wird in einen Pyrolyse-Ofen bei Temperaturen zwischen 500 und 900 °C „teilverbrannt“, d.h. ein Teil des Biomasse-Kohlenstoffs wird verbrannt und sorgt für die hohen Prozesstemperaturen. Der andere Teil des Biomasse-Kohlenstoffs wird unter hoher Temperatur und Sauerstoffabschluss zu Kohle. Die Pyrolysekohle unterscheidet sich stark im Vergleich zur Hydrokohle: Der pH-Wert liegt deutlich über pH 7, der Nährstoff- und Salzgehalt ist hoch, die Pflanzenkohle ist gegenüber dem Abbau durch Bakterien und Pilze sehr stabil und kann damit zu einer Langzeitspeicherung (Jahrhunderte) von Kohlenstoff beitragen. Auch bei den Pflanzenkohlen wird auf die Herkunft der Ausgangsmaterialien geachtet. So liegt hier der Fokus auf Gehölzschnitt der Landschaftspflege oder auch auf regional vorkommenden Gärresten aus Biogasanlagen, die in großen Mengen anfallen, aber bisher wenig lukrative Verwendungszwecke erfahren. 

Bilder: Grasartiges Landschaftspflegematerial (links) wird in Hydrokohle (Mitte) umgewandelt. Das Hydrokohle-Kompost-Substrat im Pflanzversuch mit Ringelblumen (rechts). M. Röhrdanz