Jedes Kind weiss: Ohne Wasser wachsen keine Pflanzen. Nahezu unbekannt ist jedoch: Auch ohne Phosphor gedeihen sie nicht. Mais, Weizen, Kartoffeln – alle Feldfrüchte brauchen Phosphor, um zu reifen. Weltweit streuen Landwirte denn auch tonnenweise Phosphordünger auf ihre Felder. Nur so lässt sich ein Grossteil der sieben Milliarden Menschen ernähren. Doch nun mehren sich Stimmen, die davor warnen, dass die Phosphorreserven schwinden.

Die Folgen wären fatal. Phosphorgestein bildete sich im Lauf von Jahrmillionen durch Ablagerungs- und Verwitterungsprozesse – weder lässt es sich künstlich herstellen noch in Dünger ersetzen. «Erdöl kann durch andere Energiequellen ersetzt werden. Zu Phosphor gibt es keine Alternative», sagt Inga Krämer vom frisch gegründeten Netzwerk Phosphorforschung Rostock.

Manche Wissenschafter rechnen schon in 20 Jahren mit dem «Peak Phosphor». Das ist der Zeitpunkt, an dem die maximale globale Phosphorproduktionsrate erreicht wäre. Von da würde die Rate sinken. Andere Wissenschafter kommen zum Ergebnis, dass die Vorräte noch 350 Jahre reichen. Exakte Berechnungen sind schwierig, denn Faktoren wie Nachfrage und Angebot, aber auch technische Entwicklungen und Politik müssen berücksichtigt werden. Sicher ist nur: Rohphosphat ist eine endliche Ressource.

Preis stieg um 800 Prozent

Brisant ist, dass Phosphat eine Ressource ist, die nur in wenigen Staaten der Erde verfügbar ist. Zwei Drittel der bekannten Reserven lagern in Marokko und der Westsahara. Auch China und die USA haben nennenswerte Vorkommen, zugleich jedoch einen hohen Eigenbedarf. Somit kontrollieren eine Handvoll Länder den Zugang zu einer Ressource, die für die Nahrungsmittelsicherheit der ganzen Welt notwendig ist.

Was das bedeutet, haben Landwirte in den vergangenen Jahren schon zu spüren bekommen: «Kurzzeitig gab es Preissteigerungen von bis zu 800 Prozent», sagt Krämer. Ein Rückgang der Nachfrage ist bei weiter wachsender Weltbevölkerung kaum zu erwarten. Im Gegenteil: Die landwirtschaftliche Produktion muss angekurbelt werden. Ohne Phosphordünger gelingt das nicht.

Grund genug also, dass sich Regierungen und Wissenschafter Gedanken machen zu einem nachhaltigeren Umgang mit Phosphor. In der Schweiz und in Deutschland etwa arbeiten die Umweltministerien an einer Verordnung, die unter anderem die Phosphorrückgewinnung aus Abfall und Klärschlamm vorschreibt. Sie tun gut daran, denn Europa ist zwingend auf den Import der Ressource angewiesen.

Nicht nur aus wirtschaftlicher, auch aus ökologischer Sicht ist Phosphorrecycling angebracht: In vielen Ländern wird der Dünger verschwenderisch eingesetzt, was dazu führt, dass die Phosphorkonzentration in Flüssen und Meeren ansteigt. Im schlimmsten Fall «kippt» das Gewässer: Aufgrund des Sauerstoffmangels sterben Fische und andere Lebewesen ab. Weltweit wurden inzwischen 400 dieser sogenannten Todeszonen identifiziert.

Gelangt Uran ins Trinkwasser?

In Europa wird Phosphor aus dem Abwasser entfernt und der Verbrauch an Phosphordünger ist durch bedarfsgerechtere Düngung in den vergangenen Jahren zurückgegangen. Dennoch gibt es auch hier Handlungsbedarf, wie die Blaualgenblüte der Ostsee zeigt.

Von den jährlich 70 000 Tonnen Phosphor, die in Europa ins Abwasser gelangen, landen etwa 55 000 Tonnen nach der Abwasserreinigung im Klärschlamm. «Davon könnte man bis zu 90 Prozent recyceln und damit den Einsatz von Rohphosphatdünger reduzieren», sagt Krüger. Zurzeit werden jährlich etwa 140 000 Tonnen Phosphor für Mineraldünger benötigt.

Recycelter Phosphat hat gegenüber Rohphosphat den Vorteil, dass er reiner ist. «Rohphosphat ist häufig mit den Schwermetallen Kadmium und Uran verunreinigt. Die Schwermetalle sind auch im Dünger enthalten und gelangen so auf unsere Felder», sagt Oliver Krüger von der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung in Berlin.

Für Kadmium existiert zwar in vielen Industrieländern ein Grenzwert, für Uran aber nicht. Da Pflanzen Uran nicht aufnehmen, gehen Experten nicht von einem unmittelbaren Risiko für Verbraucher aus. Uran könnte aber über die Äcker ins Trinkwasser gelangen, weswegen mittelfristig auch für Uran ein Grenzwert empfohlen wird.

Urin sorgt für besseren Dünger

Recyceln lässt sich Phosphor auch aus Abfall, Tiermehl oder Urin. «Anders als beim Recycling aus Klärschlamm oder Abwasser liegt Phosphor im Urin hoch konzentriert vor. Das macht die Rückgewinnung effizienter», sagt Bastian Etter vom Wasserforschungs-Institut Eawag.

Seit vier Jahren betreiben Etter und seine Kollegen das Projekt Vuna in Durban, Südafrika. Dort wird der Urin von 700 Familien gesammelt und verwertet. Die Gegend war prädestiniert, weil dort schon vor 10 Jahren rund 90 000 Trockentoiletten installiert wurden, in denen Urin und Kot voneinander getrennt gesammelt werden.

Aus 1000 Liter Urin lassen sich auf diese Weise rund zwei Kilogramm Phosphordünger gewinnen. «Der Dünger ist frei von Schwermetall, da diese über den Kot ausgeschieden werden, sofern sie vom Körper aufgenommen worden sind», sagt Etter.

In den nächsten Jahren soll das Vuna-Projekt ausgeweitet werden. Auch in Europa sieht Etter Möglichkeiten für das Urinrecycling: an Flughäfen oder in grossen Bürogebäuden oder aber an Autobahnraststätten, die nicht an die Kanalisation angeschlossen sind.

Das Klo der Zukunft, so hofft Etter, sollte ohnehin ohne – oder zumindest mit weniger Wasser – auskommen. «Wir jagen ein Drittel unseres täglichen Wasserverbrauches – wohlbemerkt: Trinkwasser – durch die Klospülung. Das ist verrückt.»