Suchen

Studie der TU Wien

Phosphor-Rückgewinnung schützt Gewässer und verringert Importkosten

| Redakteur: Alexander Stark

Phosphor ist ein essenzieller Nährstoff für Pflanzen und damit ein unersetzbarer Dünger in der Landwirtschaft. Doch unser Umgang mit dem endlichen Rohstoff ist nicht nachhaltig. Seine Rückgewinnung könnte der Umwelt helfen und gleichzeitig ökonomische Vorteile bringen, sagt eine Studie der TU Wien.

Firmen zum Thema

Phosphor zurückzugewinnen wäre nicht nur gut für die Umwelt, es könnte auch die Profite in der Landwirtschaft steigern.
Phosphor zurückzugewinnen wäre nicht nur gut für die Umwelt, es könnte auch die Profite in der Landwirtschaft steigern.
(Bild: gemeinfrei / Pixabay)

Wien/Österreich – Der Mensch greift massiv in den natürlichen Phosphorkreislauf ein: In der Landwirtschaft wird Phosphordünger eingesetzt, am Ende gelangt das Phosphor ins Abwasser. An der TU Wien wurden nun in einer Zusammenarbeit von Forschungsgruppen aus den Bereichen Wirtschaftsmathematik, Wassergütewirtschaft und Ressourcenmanagement Modelle entwickelt, mit denen man Strategien für einen besseren Umgang mit Phosphor entwickeln kann. Dabei zeigt sich: Technologien zur Rückgewinnung von Phosphor sollten intensiver genutzt werden – das würde nicht nur die Umwelt verbessern, sondern sogar die Profite der Landwirtschaft erhöhen.

Interdisziplinäres Forschungsfeld Soziohydrologie

Unsere Landwirtschaft ist in hohem Maße von Phosphatdüngerimporten abhängig. Derzeit wird Phosphor in mineralischer Form in Afrika abgebaut, nach Österreich importiert und auf den Feldern ausgebracht. Durch Erosion und Auswaschung wird der Phosphor dann in die Gewässer transportiert, wo er zu Problemen führen kann. Der von den Pflanzen aufgenommene Phosphor gelangt über Nahrungsmittel und deren Konsum ebenfalls ins Abwasser. In Kläranlagen kann Phosphor aus dem Abwasser entfernt werden und bleibt im Klärschlamm zurück. Derzeit wird dieser phosphorhaltige Klärschlamm zum Großteil entsorgt und bleibt somit ungenutzt. Nachhaltig ist das nicht.

Es wurde schon viel darüber geforscht, wie Phosphor die Umwelt beeinflusst und wie man Phosphor am besten aus dem Abwasser zurückgewinnen kann. Johanna Grames vom Institut für Stochastik und Wirtschaftsmathematik der TU Wien erklärt, dass bisher ein umfassendes Modell gefehlt habe, das vorhersagt, wie menschliche Entscheidungen und Umwelt einander bei diesen Fragen beeinflussen.

So hängt etwa die Phosphormenge im Ackerboden davon ab, welche Entscheidungen in der Landwirtschaft getroffen werden. Diese Entscheidungen werden durch ökonomische Gegebenheiten bestimmt, etwa über den Preis von Phosphordüngern. Und diese Gegebenheiten wiederum werden von politischen Entscheidungen verändert, die ihrerseits davon abhängen, welchen Wert wir als Gesellschaft einer gesünderen Umwelt zuschreiben.

Da es sich hier um ein kompliziertes Netz von Feedbackmechanismen handelt, die man nur gemeinsam betrachten kann, hat sich an der TU Wien der Forschungsbereich der Soziohydrologie entwickelt, der Ansätze aus der Hydrologie und dem Ressourcenmanagement in ökonomische Modelle einbettet. So werden etwa Angebot und Nachfrage von Phosphordünger modelliert und gleichzeitig Materialflussanalysen verwendet, die Auskunft darüber geben, wie viel Phosphor unter welchen Bedingungen in den Boden, ins Abwasser oder in Fließgewässer gelangt. Am Ende kann man dann mathematisch untersuchen, welche Handlungsstrategien die günstigsten Auswirkungen haben.

Phosphor zurückgewinnen, Importe verteuern

Dabei zeigt sich, dass die Reduktion der Phosphorkonzentration in Böden und Gewässern am besten möglich ist, wenn Phosphor aus dem Boden und dem Abwasser wiederverwertet wird und gleichzeitig der Preis von Phosphordüngern steigt. Die Politik kann einen Wandel zur verstärkten Nutzung von Phosphor aus dem Abwasser unterstützen, indem sie Rückgewinnungstechnologien für Phosphor fördert oder zusätzliche Abgaben für Phosphorimporte einführt. Bereits die Aussicht auf bevorstehende Veränderung (sei es in ökonomischen Parametern oder im Bereich der Wasserqualität) kann wirtschaftliche Entscheidungen deutlich beeinflussen und menschliches Verhalten ändern.

Wissen ist Wettbewerbsvorteil Ob Branchennews, innovative Produkte, Bildergalerien oder auch exklusive Videointerviews. Sichern auch Sie sich diesen Informationsvorsprung und abonnieren Sie unseren redaktionellen Branchen-Newsletter „Wasser/Abwasser“.

Eine wichtige Rolle spielen aber auch gesellschaftliche Werte: Welche Investitionen in eine verbesserte Phosphor-Aufbereitung optimal sind, hängt laut Johanna Grames nicht zuletzt davon ab, welchen Wert wir als Gesellschaft einer höheren Umweltqualität beimessen.

Die Berechnungen der TU Wien zeigen, dass ein nachhaltigerer Umgang mit Phosphor nicht nur der Umwelt helfen würde: Die Landwirtschaft könnte durch die Rückgewinnung den Phosphordünger effizienter einsetzen als heute. Insgesamt könnte die Landwirtschaft durch nachhaltigen Phosphoreinsatz sogar profitabler werden, Preisschwankungen am globalen Phosphormarkt wären dann keine Gefahr mehr.

Originalpublikation: Grames et al., Understanding feedbacks between economic decisions and the phosphorus resource cycle: A general equilibrium model including material flows; Resources Policy (2019).

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de (ID: 45861497)