Forscher entwickeln biobasierte Düngemittel, die die Umweltverschmutzung reduzieren, Energie sparen und die Abhängigkeit Europas von russischen Importen verringern könnten. Eine vielversprechende Lösung: auf Abwasser gezüchtete Algen.
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Im Westen Frankreichs experimentieren Landwirte derzeit mit einem unkonventionellen Düngemittel: einem Pulver aus Algen, die auf Abwässern wachsen.
Die Ergebnisse sind ermutigend. Wenn dieses biobasierte Produkt mit Mineraldünger gemischt wird, kann sein Einsatz um bis zu 25 % reduziert werden, ohne dass die Erträge darunter leiden.
"Wir haben einzellige Algen auf Molkereiabwässern eines Lebensmittelherstellers gezüchtet", erklärt Orhan Grignon, Berater für Landwirtschaft und Umwelt bei der Landwirtschaftskammer Charente-Maritime.
"Die Algen ernähren sich von den organischen Stoffen in den Abwässern und verwandeln sie in pflanzliche Biomasse. Diese Biomasse wird dann getrocknet und als Dünger auf die Felder ausgebracht, da sie von Natur aus reich an Stickstoff ist".
Bei den Tests, die auf Weizenfeldern durchgeführt wurden, haben Forscher Algenpulver mit Mineraldünger und anderen organischen Produkten verglichen. Das Ergebnis: Algen allein sind nicht so ertragreich wie Mineraldünger, aber in Kombination mit diesen liefern sie die gleichen Ergebnisse und reduzieren den Einsatz von Mineraldünger um ein Viertel.
Allerdings gibt es auch Herausforderungen. Im Gegensatz zu Mineraldüngern, die Stickstoff sofort freisetzen und leicht zu dosieren sind, wirkt Algenpulver langsamer.
"Der Umgang damit erfordert von den Landwirten Voraussicht und mehr Fachwissen", sagt Grignon. Dennoch ist sein Potenzial offensichtlich. Und da es getrocknet ist, kann es weiter transportiert und in Gebieten verwendet werden, in denen die Ausbringung von Klärschlamm, einem anderen organischen Dünger, eingeschränkt ist.
Die Tests wurden im Rahmen von WALNUT durchgeführt, einem europäischen Projekt, das darauf abzielt, Abwasser ein zweites Leben zu geben.
"Unser Hauptziel ist die Behandlung verschiedener Arten von Abwässern, wie Industrieabwässer, kommunale Abwässer oder Solen", erklärt der Koordinator Francisco Corona Encinas. "Durch die Anwendung eines zirkulären Ansatzes reduzieren wir nicht nur die Schadstoffbelastung dieser Prozesse, sondern schaffen auch einen Mehrwert für die darin enthaltenen Nährstoffe, indem wir diese als Biodünger in der Landwirtschaft einsetzen."
Ein vielversprechendes Beispiel stammt aus Ourense in Nordspanien, wo sich eine der modernsten Wasseraufbereitungsanlagen Europas befindet.
Hier setzen Techniker und Forscher die Nährstoffrückgewinnung in großem Maßstab in die Praxis um.
"In dieser fast 30.000 Quadratmeter großen Anlage kommen jede Sekunde mehr als 600 Liter kommunale Abwässer an", erklärt Alicia González Míguez, Projektleiterin bei CETAQUA.
"Hier durchläuft das Wasser aus Wasserhähnen, Waschbecken und Toiletten eine fortschrittliche Reinigung, bevor es in den Fluss zurückfließt. Aber wir entfernen nicht nur schädliche Verbindungen, sondern gewinnen auch wertvolle Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphor zurück."
Traditionell werden Stickstoffdünger in Verfahren hergestellt, die große Mengen an Energie verbrauchen und Treibhausgase ausstoßen.
In Ourense stammt dieser Stickstoff aus den Restströmen, die nach der Schlammbehandlung übrig bleiben. "Dieser Reststrom ist sehr reich an Stickstoff, der ein wichtiger Nährstoff für Pflanzen ist", erklärt Cecilia Lores Fernández, Forscherin bei CETAQUA. "Wir gewinnen diesen Stickstoff mit Hilfe eines Zeolithbetts zurück und extrahieren ihn dann mit Natriumhydroxid, um einen basischen Strom zu erzeugen, den wir schließlich in Ammoniumsulfat für den Einsatz auf landwirtschaftlichen Flächen umwandeln.
"Angesichts des weltweit steigenden Stickstoffbedarfs kann diese Technologie eine Alternative zur konventionellen Produktion bieten, die auf umweltschädlichen und energieintensiven Verfahren beruht", fügt sie hinzu.
Durch die Rückgewinnung von Nährstoffen und die Entwicklung biobasierter Düngemittel kann Europa seine Abhängigkeit von Importen verringern, die Umweltauswirkungen reduzieren und seine Lebensmittelsysteme widerstandsfähiger machen.
Auch wenn zur Optimierung dieser Produkte noch weitere Forschung nötig ist, deuten die ersten Ergebnisse auf großes Potenzial hin: Von Algen, die auf Fabrikabwässern gedeihen, bis zu Stickstoff, der aus kommunalem Abwasser gewonnen wird. Solche Innovationen verweisen auf eine Zukunft, in der das, was wir heute wegspülen, dazu beitragen könnte, den Kontinent zu ernähren - und den Kreislauf zwischen Abfall und Nahrung zu schließen.