Warum und wie Phosphat recyclen?

Während die Phosphorrückfuhr über Wirtschaftsdünger, Biogasgüllen und Gärreste recht gut funktioniert, unterbrechen der Phosphorverlust über das Abwasser und tierische Abfälle wie Schlachtabfälle und Knochen den Phosphorkreislauf.

In den Kläranlagen Österreichs kommen jährlich etwa 7.800 Tonnen Phosphor an. Bei einer unterstellten Reinigungsleistung von 85 Prozent finden sich etwa 6.600 Tonnen Phosphor im Klärschlamm wieder, der Rest geht über die Vorfluter verloren. Nur ein geringer Teil des Klärschlamms, etwa 16 Prozent, wird direkt in der Landwirtschaft verwendet. Ein gutes Drittel wird biologisch stabilisiert über Kompostierung und Biogasherstellung. Mehr als die Hälfte geht in die Verbrennung. Da wesentliche Kompostmengen nicht auf landwirtschaftlichen Nutzflächen, sondern als Blumen- oder Gartenerde verwendet werden, wird davon ausgegangen, dass nur etwa ein Viertel des im Klärschlamm enthaltenen Phosphors in der Landwirtschaft wiederverwendet wird. Phosphor in tierischen Abfällen, wie Fleisch- und Knochenmehlen, findet ebenfalls kaum mehr in die Landwirtschaft zurück, lediglich über Borsten und Horn sind es minimale Mengen. Da Knochen reich an Phosphor sind, finden sich jährlich 5.400 Tonnen Phosphor darin.

Laut Grünem Bericht 2016 betrug der Phosphor-Mineraldüngerabsatz in Österreich 30.000 Tonnen Phosphat, das entspricht 13.000 Tonnen Phosphor. Diese Importmenge könnte zu über 90 Prozent durch Phosphorrecycling aus Klärschlamm und tierischen Abfällen ersetzt werden. Da diese Lücken im Phosphorkreislauf EU weit gegeben sind, wird an der Entwicklung geeigneter Technologien geforscht, um Phosphor aus diesen Abfallströmen zurückzugewinnen. Die meisten Ansätze sehen das Verbrennen der Abfälle und anschließend ein Abtrennen von Schwermetallen vor.

Phosphor ist unentbehrlich für Mensch, Tier und Pflanze. Er ist Bestandteil der DNA, zahlreicher Enzyme und Membranen. In Form von Apatit stabilisiert er Knochen und Zähne und ohne bestimmte Phosphatverbindungen gäbe es in Organismen keine Energieübertragung.

Der Hintergrund dieser Bemühungen liegt auch an den weltweit begrenzten Phosphatlagerstätten. Die meisten davon sind ehemalige Meeressedimente und können auch unerwünschte Begleitstoffe enthalten. Magmatische Lagerstätten enthalten sehr wenige Verunreinigungen, sind allerdings selten. Im Abbau von Phosphatgestein führt aktuell China vor den USA, Marokko und Russland. Die weltgrößten Phosphorlagerstätten liegen in Marokko und machen 75 Prozent der aktuell bekannten Welt-Phosphatreserven aus.

Noch vor wenigen Jahren wurde die statische Reichweite der Phosphatreserven mit 115 Jahren angegeben. Als Phosphatreserven werden gut erkundete und wirtschaftlich gewinnbare Vorräte an Phosphaten bezeichnet. Durch den deutlichen Preisanstieg der Phosphate seit etwa 2008/2009 sind die Phosphatreserven spürbar angewachsen, weil nun viele zusätzliche Lagerstätten wirtschaftlich rentabel darstellbar sind. Die statische Reichweite beträgt aktuell rund 350 Jahre. Also ausreichend Zeit, Technologien für das Recyceln von Phosphat zu entwickeln und den P-Kreislauf zumindest weitgehend zu schließen.