Umgang mit wertvollen Nährstoffen
Stickstoff (N) und Phosphor (P) sind für alle Pflanzen, Tiere und Menschen überlebensnotwendig.
- Stickstoffverbindungen werden gebraucht, um Eiweiße, Hormone und Enzyme zu bilden.
- Phosphorverbindungen sind nötig für die Knochen- und Samenbildung
Mit jedem Essen nimmt der Mensch Stickstoff und Phosphor zu sich, verstoffwechselt sie und scheidet etwa die gleichen P- und N-Mengen wieder aus.
Zugleich verschwinden mit jeder Ernte Stickstoff und Phosphor vom Feld – und müssen nachgeliefert werden.
Heute geschieht das überwiegend durch Kunstdünger.
- Etwa zwei Prozent des weltweiten Energieverbrauchs geht auf die Herstellung von pflanzenverfügbarem Stickstoff mit dem Haber-Bosch-Verfahren zurück.
- Der im Bergbau gewonnene Phosphor gilt in der EU als kritischer Rohstoff.
- Viele Äcker sind degradiert und haben ihre natürliche Fruchtbarkeit verloren. Sie enthalten kaum noch Humus und entsprechend wenige Bodenlebewesen, die die Pflanzen zum für sie richtigen Zeitpunkt mit im Humus eingelagerten Nährstoffen versorgen.
Nährstoffe
WC
Verlust der Nährstoffe
Menschliche Ausscheidungen werden heute ins WC „entsorgt“ und die enthaltenen Nährstoffe gehen in der Kläranlage verloren.
In der biologischen Klärstufe verwandeln Bakterien die Stickstoffverbindungen in elementaren Stickstoff: Die meisten Pflanzen können ihn in dieser Form nicht mehr nutzen.
Auch Phosphor wird mit Hilfe von Bakterien aus dem Wasser entfernt. Weil das allein nicht ausreicht, kommen zusätzlich Eisen- und Aluminiumsalze zum Einsatz, an die sich P-Moleküle andocken. So landet ein Großteil des Phosphors aus dem Abwasser im Klärschlamm. Der wird heute überwiegend verbrannt.
Trockenklo
Recycling der Nährstoffe
Trenntoiletten sind Wertstoffsammler. Urin enthält viel Stickstoff, Phosphor sowie Spurenelemente wie Kupfer und Zink. Im Kot sind diese Stoffe in geringerer Konzentration ebenfalls enthalten, dazu enthalten die festen menschlichen Ausscheidungen viel Kohlenstoff. Die Rohstoffe zu gewinnen ist im Prinzip einfach: Sie kommen weltweit vor und fallen regelmäßig an, wo Menschen leben.
Wege zum Recycling
WC
Große Umwege zum Phosphor-Recycling
Das Ausbringen von Klärschlamm auf Feldern ist heute nur noch in Ausnahmefällen erlaubt – schließlich ist er häufig nicht nur mit Schwermetallen wie Blei, Quecksilber und Cadmium belastet, sondern auch mit Mikroplastik, PCP und den sogenannten Ewigkeitschemikalien PFAS. Deshalb wird Klärschlamm inzwischen überwiegend verbrannt, die Asche deponiert.
Zugleich schreibt die Klärschlammverordnung vor, dass größere Kläranlagen den enthaltenen Phosphor ab 2029, kleinere Anlagen ab 2032 zurückgewinnen müssen. Viele kommunale Klärwerke schließen Verträge mit den Betreibern neu gebauter Monoverbrennungsanlagen, die ausschließlich Klärschlämme verarbeiten – ein lukratives neues Geschäftsfeld für große Entsorgungskonzerne. Aus der Asche soll der Phosphor dann irgendwann mit aufwändigen, noch in der Entwicklung befindlichen Verfahren extrahiert werden. Die Kosten sind noch nicht kalkuliert.
So lange die Verfahren nicht ausgereift sind, muss die Asche weiter zwischengelagert oder deponiert werden.
Trockenklo
Kurzer Weg zu gutem Dünger
Urin und Kot – separat gesammelt – sind gute Ausgangsstoffe für Dünger und Bodenverbesserer. Weil sie nicht mit Schwermetallen, Mikroplastik und anderen Schadstoffen vermischt werden, ist ihre Aufbereitung wesentlich einfacher als die von Klärschlamm.
Nach professioneller Behandlung, die die Verbreitung von Krankheitskeimen und Medikamentenresten ausschließt, können sie in der Landwirtschaft eingesetzt werden.
Urindünger enthält große Mengen Stickstoff, Phosphor und andere Spurenelemente und ist vergleichbar mit der Qualität von Kunstdüngern.
Kot enthält kleinere Mengen dieser Nährstoffe, ist aber vor allem in der Lage, in Kombination mit Pflanzenresten den Humusgehalt des Bodens zu vergrößern. Damit erhöht sich die natürliche Fruchtbarkeit des Bodens und die Pflanzen können zum für sie günstigen Zeitpunkt Nährstoffe aus dem Humusdepot „abfordern“. Zum zweiten wird auf diese Weise klimaschädlicher Kohlenstoff im Boden eingelagert.
Wissenschaftliche Pilotprojekte belegen die Wirksamkeit und Gefahrlosigkeit dieser Verfahren. Doch rechtliche Hürden verhindern bisher die Skalierung.
Allerdings müssten natürlich auch Sammel- und Aufbereitungsanlagen gebaut und betrieben werden.
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