Abfall in nachhaltige Düngemittel umwandeln
Europas Ernährungssysteme sind nach wie vor stark von mineralischen und fossilen Düngemitteln abhängig, die aus endlichen Ressourcen und energieintensiven Produktionsprozessen gewonnen werden. Gleichzeitig gehen große Mengen an Stickstoff und Phosphor über Abwasserströme verloren. Dadurch tragen sie zur Verschmutzung von Flüssen, Böden und Küstenökosystemen bei.
Abfall wird zur Ressource
Das EU-finanzierte Projekt P2GreeN(öffnet in neuem Fenster) geht diese Herausforderung an, indem es von Menschen erzeugte Abfallströme in sichere, biobasierte Düngemittel umwandelt. Dabei konzentriert es sich auf die Rückgewinnung von Stickstoff und Phosphor aus menschlichen Exkrementen und Abwässern sowie auf die Umwandlung dieser Stoffströme in für die landwirtschaftliche Produktion geeignete Düngemittel. „Diese Rohstoffe wurden traditionell ausschließlich als Abfall behandelt.“ „Im Rahmen von P2GreeN werden sie genutzt, um die Abhängigkeit von importierten fossilen Düngemitteln zu verringern“, erklären Isabell Szallies und Stefan Karlowsky, zwei der Projektkoordinatoren. Durch die Nährstoffgewinnung direkt an der Quelle ermöglicht das Projekt eine effizientere Rückgewinnung und Wiederverwertung. Dieser dezentrale Ansatz stärkt zudem die Verbindung zwischen Städten und landwirtschaftlichen Gebieten und unterstützt widerstandsfähigere lokale Ernährungssysteme im Rahmen einer Kreislaufwirtschaft. In Pilotregionen an der Ostsee, in Deutschland und in Spanien wurde gezeigt, wie kreislauforientierte Nährstoffströme in der Praxis funktionieren können. Weitere Gebiete in Frankreich, Griechenland, Ungarn und Italien erkunden nun ebenso für sie geeignete Möglichkeiten hinsichtlich einer künftigen Umsetzung.
Entwicklung von sicheren und wirksamen Düngemitteln
Das Projektteam entwickelte mehrere innovative Düngemittelprodukte durch die Verwertung zurückgewonnener Nährstoffe. Dazu gehören flüssige und pelletierte, aus Urin gewonnene Düngemittel sowie Kompost aus behandelten Fäkalien. Um die Sicherheit und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften zu gewährleisten, werden die gesammelten Materialien in mehreren Schritten gereinigt und behandelt. So wird beispielsweise in der deutschen Pilotregion Urin durch Nitrifikation, Filtration und Verdampfung zu Flüssigdünger verarbeitet, während Fäkalien durch thermophile Desinfektion und kontrollierte Kompostierungsprozesse in nährstoffreichen Kompost umgewandelt werden. In Schweden wird aus stabilisiertem und getrocknetem Urin Düngemittelpellets hergestellt. In Feldversuchen schnitten P2GreeN-Düngemittel mit herkömmlichen Mineraldüngern vergleichbar ab, was den Ertrag betrifft. Produkte auf Urinbasis liefern auf effiziente Weise Stickstoff und andere Nährstoffe, die für das Pflanzenwachstum erforderlich sind, während sich Fäkalkompost dank seines besonders hohen Phosphorgehalts für ausgelaugte Böden eignet. Ökobilanzen zeigen, dass die Klimaauswirkungen der Produktion und Verwendung dieser Düngemittel im Allgemeinen geringer sind als die konventioneller Alternativen, obwohl sie je nach Kohlenstoffgehalt erheblich variieren. Dennoch ergeben sich aus den geringeren Emissionen und dem reduzierten Energiebedarf bei der Abwasserbehandlung, die mit der Entfernung von Nährstoffen aus Urin verbunden sind, erhebliche Umweltvorteile(öffnet in neuem Fenster), während Fäkalkompost ein hohes Potenzial für die Kohlenstoffbindung aufweist.
Unterstützung der Bodengesundheit
Das Projekt P2GreeN trägt zu umfassenderen Umweltzielen bei, darunter die Verbesserung der Bodengesundheit, die Reduzierung der Umweltverschmutzung und die Bindung von Kohlenstoff. Kompostprodukte erhöhen den Kohlenstoffgehalt des Bodens und fördern die langfristige Fruchtbarkeit des Bodens. Eine der weiteren Innovationen ist die Einbindung pflanzenbasierter Biokohle während des Kompostierungsprozesses, wodurch Nährstoffe erhalten bleiben und Verluste in die Umwelt reduziert werden. In Spanien wird aufbereitetes Abwasser mit einem hochentwickelten intelligenten Fertigationssystem kombiniert, das den Nährstoffgehalt misst und die Düngemittelgabe präzise an die Bedürfnisse der Pflanzen anpasst. Durch die Vermeidung von Überdüngung verringert dieses System die Nitratauswaschung und schützt die Grundwasserqualität. P2GreeN wollte insbesondere die Voraussetzungen für eine breitere Umsetzung in ganz Europa schaffen. Dazu wurden in mehr als acht Machbarkeitsstudien praktische Einsatzszenarien untersucht. Darüber hinaus wurde im Rahmen des Projekts eine Plattform für Replikationsmaßnahmen geschaffen, die politischen Entscheidungsträgern und Interessengruppen dabei helfen soll, geeignete Standorte zu identifizieren, an denen nährstoffreiche städtische Abfallströme mit nahegelegenen landwirtschaftlichen Flächen verbunden werden können. „Indem wir Abfall in wertvolle Ressourcen umwandeln und Nährstoffkreisläufe zwischen städtischen und ländlichen Gebieten wieder miteinander verbinden, demonstrieren wir, wie kreislauforientierte Systeme für Düngemittel eine nachhaltigere und widerstandsfähigere europäische Bioökonomie unterstützen können“, so Szallies abschließend.
