Die aktuelle geopolitische Lage hat weitreichende Auswirkungen auf die Landwirtschaft und die Düngemittelproduktion. Die Sperre der Straße von Hormus wirkt sich nicht nur auf die Spritpreise aus, sondern auch auf den Zugang zu Düngemitteln. Knapp die Hälfte der weltweiten Düngerproduktion stammt aus dieser strategischen Region, und der anhaltende Versorgungsstopp führt bereits zu einem Anstieg der Lebensmittelpreise, was die Ernährungssicherheit gefährdet.

Doch es gibt Hoffnung. Abwässer, die wir oft als unbrauchbar abtun, enthalten bedeutende Mengen an Stickstoff und Phosphor – beides essentielle Nährstoffe für die Düngemittelherstellung. Während Stickstoff in der Luft reichlich vorhanden ist, ist Phosphor eine endliche Ressource. Kristina Stocker von der Montanuni Leoben hat sich dieser Herausforderung angenommen und forscht an der Rückgewinnung von Nährstoffen aus Abwasser. Sie und ihr Team haben eine Methode entwickelt, um die wertvollen Elemente in Kläranlagen zurückzugewinnen.

Innovative Ansätze zur Nährstoffrückgewinnung

Die genutzte Technologie basiert auf modifiziertem Zeolith, das Nährstoffe aus dem Abwasser bindet. Dies geschieht in der Kläranlage in Knittelfeld, die Abwässer von rund 60.000 Personen behandelt. Eine mobile Pilotanlage hat bereits gezeigt, dass sie etwa zehn Prozent des Trübwassers behandeln kann – das entspricht etwa 500 Litern pro Stunde. Diese innovative Herangehensweise könnte helfen, die Abhängigkeit von importierten Düngemitteln zu verringern und Stoffkreisläufe zu schließen.

Das Projekt „ReNOx“ hat in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen und hat das Potenzial, die Düngemittelindustrie zu revolutionieren. Zunehmend gibt es Anfragen zur Hochskalierung des Verfahrens. Für eine breitere Umsetzung sind jedoch mehr Zeolith und ein wirtschaftliches Konzept erforderlich. Ein weiterer Vorteil: Der Prozess benötigt lediglich eine geringe Prozesstemperatur von 60 Grad Celsius, was ihn energie- und kosteneffizient macht.

Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft

Doch nicht nur in Österreich wird an der Rückgewinnung von Nährstoffen geforscht. Das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB arbeitet ebenfalls an alternativen Herstellungswegen für Mineraldünger. Ziel ist es, Nährstoffe aus regionalen Reststoffströmen, wie Gärresten, Gülle und Abwasser, zurückzugewinnen. Damit soll nicht nur die Versorgungssicherheit gestärkt werden, sondern auch Gewässer und Klima geschützt werden.

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Die aktuelle Situation hat zur Folge, dass die Preise für Düngemittel um bis zu 30 Prozent gestiegen sind. Rund 30 Prozent des weltweit gehandelten Stickstoff- und Phosphordüngers werden über die Straße von Hormus verschifft. Die Herstellung stickstoffhaltiger Kunstdünger in Golfstaaten ist energieintensiv und stark von fossilen Brennstoffen abhängig. Doch das Fraunhofer IGB zeigt, dass die Produktion auch ohne fossile Energieträger möglich ist.

Es gibt bereits Projekte zur gezielten Extraktion von Stickstoff und Phosphor aus Abfallströmen. Dabei haben Reststoffe aus der Landwirtschaft und kommunales Abwasser hohe Nährstoffkonzentrationen. Dr. Brigitte Kempter-Regel betont sogar, dass die EU-weit ausgeschiedenen Mengen aus der Tierhaltung den europäischen Bedarf an Mineraldünger decken könnten. Dennoch gibt es Herausforderungen: Die Ausbringung von Gülle und Gärresten ist oft problematisch, da Überdüngung und der hohe Wassergehalt (80-90%) den Transport erschweren.

Die Zukunft der Düngemittelproduktion

Herkömmliche Kläranlagen entfernen Nährstoffe oft, ohne sie zurückzugewinnen. Neue Verfahren, wie das Membranabsorptionsverfahren zur Herstellung von Ammoniumsulfat, wurden bereits erfolgreich in Kläranlagen demonstriert. Und mit dem ePhos-Modul ist es möglich, Phosphor elektrochemisch zurückzugewinnen – ganz ohne Chemikalien.

Die regionalen Nährstoff-Kreislaufwirtschaft hat das Potenzial, die Abhängigkeit von internationalen Lieferketten zu reduzieren, die Belastung in Klärwerken und Biogasanlagen zu verringern, und gleichzeitig den Frischwasserverbrauch zu senken. Mit der Rückgewinnung von Nährstoffen können Landwirte von lager- und transportfähigen Produkten profitieren. Die Investitionskosten amortisieren sich durch Einsparungen bei Entsorgungs- und Düngemittelkosten.

Der Weg zu einer nachhaltigen Düngemittelproduktion ist also geebnet. Es bleibt spannend zu sehen, wie sich diese Technologien weiterentwickeln und welche Rolle sie in der Zukunft der Landwirtschaft spielen werden. Vielleicht wird Abwasser bald zu einem wertvollen Rohstoff für die Düngemittelindustrie – das wäre doch eine erfrischende Perspektive!

Für weitere Informationen zu diesen spannenden Entwicklungen können Sie die Quellen hier, hier und hier nachlesen.