Unser täglich Kot - eine Rohstoffquelle?

Kein Leben ohne Phosphor

Pflanzen, Tiere, Menschen - wir alle brauchen Phosphor. Phosphor steckt in unserer DNA, ebenso wie in Verbindungen, die wir für den Energiestoffwechsel brauchen. Phosphor nehmen wir über die Nahrung auf. Die Nahrungspflanzen wiederum bekommen ihn aus dem Boden. Weil mit jeder Ernte Phosphor aus den Feldern heraus geholt wird, muss er als Dünger immer wieder neu ausgebracht werden.

Phosphor: Ins Klo und weg.

Den größten Teil des Phosphors scheiden wir später wieder aus. Der Phosphor gelangt so über das Abwasser in die Kläranlage oder über unsere Flüsse bis ins Meer. Und unsere Fäkalien aus der Kläranlage werden normalerweise nicht zur Düngung verwendet. In Deutschland wird der Großteil verbrannt. Damit geht auch das Phosphor für die weitere Nutzung verloren. Doch das könnte sich ändern. Denn unsere bisherigen Phosphorquellen könnten irgendwann versiegt sein.

Beim Phosphor ist Deutschland abhängig vom Ausland

Gehen wir noch einen Schritt zurück: Woher kommt der Phosphor im Dünger? Heute deckt Deutschland seinen gesamten Phosphorbedarf aus Importen, weil es keine eigenen Lagerstätten hat. Die größten Phosphorvorkommen auf der Welt befinden sich in Schwellenländern wie Marokko. Doch Phosphor wird zunehmend knapp. Die dortigen Minen werden bereits seit über hundert Jahren ausgebeutet. Man muss immer tiefer in die Erde, dadurch steigt der Anteil an Schadstoffen wie Cadmium oder Uran im Phosphorgestein - zwei Problemstoffe, die mit dem Dünger dann später auf unseren Feldern landen. Und wie lange die Reserven noch reichen, weiß zur Zeit niemand. Die große Abhängigkeit Deutschlands von Phosphorimporten ist deshalb problematisch. Manche Studien erwarten, dass das Fördermaximum in 30 Jahren erreicht sein wird. Anderer erwarten diesen "Peak Phosphor" erst in 300 Jahren. Grund genug, um über ein Recycling nachzudenken. Das geschieht auch:

Recyclingverfahren in der Erprobung

In der neuen Klärschlammverordnung von 2017 ist festgelegt, dass alle Kläranlagen über 50.000 Einwohner bis 2023 ein Konzept zum Phosphorrecycling vorlegen müssen. Die Umsetzung sollte bis 2032 erfolgen. Die Technik zum Phosphorrecycling wird aber gerade erst erprobt. Überall im Land befinden sich erste Pilotanlagen. Es gibt über 40 verschiedene Verfahren, und alle haben ihre Vor- und Nachteile. Welche Methode am besten geeignet ist, hängt von der Art der Kläranlage ab, von den anfallenden Klärschlamm-Mengen und ihrer Zusammensetzung.

Nass oder trocken?

• Sogenannte nasschemische Verfahren lösen den Phosphor zum Beispiel mit Säuren aus dem nassen Klärschlamm und fällen ihn dann mit einer Lauge aus - so zum Beispiel das im Film gezeigte Stuttgarter Verfahren. Der Phosphor wird dabei dem Klärschlamm entzogen, der Klärschlamm selbst geht anschließend in die Verbrennung.
• Andere Verfahren entwässern den Klärschlamm zunächst extrem und verkohlen ihn danach. Dabei schrumpft die Masse auf bis zu 5 Prozent zusammen. Bei diesem HTC-Verfahren lässt sich der Phosphor anschließend ebenfalls mit Säure aus der Kohle waschen und danach mit einer Lauge aus dem Prozesswasser ausfällen. Die Kohle ist sehr porös und kann deshalb auch als Aktivkohle zum Beispiel in Luftfiltern verwendet werden, bevor man sie letztendlich verbrennt.

Klärschlamm: Brennwert wie bei Braunkohle

Es gibt noch viele weitere sehr intelligente Verfahren, die zur Zeit getestet werden und die versuchen, die Ressource Klärschlamm optimal zu nutzen. Denn neben den Nährstoffen Phosphor und Stickstoff besitzt Klärschlamm auch einen sehr hohen Brennwert, der – wenn man ihn geschickt aufbereitet – dem von Braunkohle entspricht.

Die Kläranlagenbetreiber müssen sich jetzt mit diesen neuen Verfahren auseinandersetzen und sich in den nächsten fünf Jahren für ein System entscheiden. Keine leichte Aufgabe: Viele der Methoden bereiten technische Probleme. Andere funktionieren nur, wenn das Düngemittelgesetz geändert, damit der recycelte Phosphor auch wirklich zur Düngemittelherstellung verwendet werden darf.

Klärschlammverbrennungsanlagen

Deshalb - und weil die Politik zeitlich Druck macht - entscheiden sich bereits die ersten Kommunen für einen Weg, der ihnen die Option des Phosphorrecyclings zwar offen hält, aber maximale Entsorgungssicherheit für den Klärschlamm durch einen herkömmlichen Entsorgungsweg ermöglicht: Sie bauen eigene Klärschlammverbrennungsanlagen, um den Klärschlamm in Zukunft sicher und kostengünstig entsorgen zu können, denn die Preise für die Verbrennung explodieren gerade auf dem Markt.

Im zweiten Schritt soll dann die Frage des Phosphorrecyclings geklärt werden. Klar scheint aber: Aus reiner Klärschlamm-Asche lässt sich zwar Phosphor grundsätzlich recyceln. Allerdings nur mit einem hohen Einsatz von Energie und Chemikalien. Technisch mag es nicht die beste Lösung sein, aber so erfüllen die Klärwerksbetreiber die gesetzlichen Vorgaben. Sie ermöglichen das Phosphor-Recycling zwar prinzipiell, in dem sie die Klärschlammasche an einem genau definierten Ort lagern. Aber ob es irgendwann wirklich recycelt wird, steht auf einem anderen Blatt. Unter diesen gesetzlichen Rahmenbedingungen ist deshalb fraglich, ob innovative Klärschlamm-Recyclingverfahren überhaupt eine Chance auf dem deutschen Markt haben, wenn man seiner Pflichten auch über eine Klärschlammverbrennung und Ascheaufbewahrung nachkommen kann.