Innovative Nährstoffrückgewinnung aus Schweinegülle
Die Problematik der Gülleentsorgung in Ballungszentren der Schweinemast ist bekannt. Obwohl Gülle wertvolle Nährstoffe enthält, ist der Transport über weite Strecken aufgrund des hohen Wasseranteils unwirtschaftlich. Im Projekt „BioEcoSIM“, das unter der Federführung des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB) steht, wird ein Verfahren entwickelt, das in mehreren Stufen Nährstoffe aus der Gülle zurückgewinnt und daraus Dünger sowie Biokohle produziert.
Die neuen Dünger sollen die gleiche Wirkung haben wie herkömmliche Mineraldünger.
Die Hohenheimer Wissenschaftler untersuchen die Eigenschaften und testen die Wirksamkeit dieser neuen Dünger.
Beitrag zum Umweltschutz und zur Ressourcensicherung
Das neue Verfahren bietet mehrere Vorteile. So kann der in der Gülle enthaltene Phosphor, der Gewässer belasten kann, als Phosphatdünger gezielt eingesetzt werden. Die Rückgewinnung könnte theoretisch den gesamten Phosphorbedarf für die Düngerherstellung decken und die Abhängigkeit von Importen reduzieren. Dies ist relevant, da natürliche Phosphorreserven begrenzt sind und ihre Gewinnung aufwendiger wird. Phosphor ist für die Lebensmittelproduktion unerlässlich und kann weder ersetzt noch synthetisch hergestellt werden.
Neben Phosphatdünger soll auch Stickstoffdünger aus Gülle gewonnen werden. Stickstoff ist ein wichtiger Nährstoff in der Landwirtschaft für die Ertragsbildung von Kulturpflanzen. Bisher wird Stickstoffdünger energieintensiv über das Haber-Bosch-Verfahren hergestellt.
Zusätzlich zur Düngerproduktion erhoffen sich die Wissenschaftler die Gewinnung von Biokohle aus der Gülle.
Diese verbessert die Nährstoff- und Wasserspeicherkapazität der Böden.
Umfassende Testverfahren
Die Hohenheimer Wissenschaftler haben erste Proben der Dünger und Biokohle auf Nährstoffgehalte sowie Rückstände von Schwermetallen und Antibiotika untersucht.
Die Produkte dürfen natürlich keine toxische Wirkung auf die Keimung und das Wachstum von Pflanzen haben.
Dies wurde mittels Keim- und Wachstumstests überprüft. Anschließend wurde im Gewächshaus die Wirkung der neuen Dünger mit der von herkömmlichem Mineraldünger verglichen, wobei Gerste und Ackerbohne als Versuchspflanzen dienten.
Unsere ersten Ergebnisse sind vielversprechend. Wir haben herausgefunden, dass das Wachstum von Gerste- und Kresse-Keimlingen durch die neuen Dünger nicht gehemmt wird. Außerdem haben wir teilweise sogar eine bessere Düngewirkung als bei herkömmlichem Dünger beobachtet.
Bis zum Frühjahr 2015 sollen die neuen Dünger auch auf dem Feld an Weizen und Mais getestet werden. Ein ähnlicher Feldversuch ist in Spanien geplant, um die Dünger unter verschiedenen klimatischen Bedingungen zu erproben.
Projektpartner und Ökobilanz
Während Laboranalysen und Düngerversuche in Hohenheim stattfinden, wird auf einem landwirtschaftlichen Betrieb in Kupferzell eine Pilotanlage zur Düngerproduktion errichtet. Diese ermöglicht die Herstellung größerer Düngermengen als im Labor. In Barcelona entwickeln Partner eine spezielle Membran zur Stickstoffrückgewinnung, die in die Pilotanlage integriert werden soll. An der Universität Wageningen in den Niederlanden arbeiten Projektpartner an der Erstellung einer Ökobilanz und der Untersuchung der Akzeptanz des neuen Verfahrens in der Bevölkerung.
Potenzielle Einkommensquelle für Landwirte
Bei erfolgreicher Umsetzung der Versuchsergebnisse könnten Landwirte die anfallende Gülle direkt in ihren Betrieben mit solchen Pilotanlagen aufbereiten. Dies würde nicht nur Kosten für den Zukauf von Mineraldünger sparen, sondern auch durch den Verkauf von Biokohle und Mineraldünger zusätzliche Einkommensmöglichkeiten schaffen.
Hintergrund: Forschungsprojekt „BioEcoSIM“
Das Projekt „BioEcoSIM“ steht für „An innovative bio-economy solution to valorise livestock manure into a range of stabilised soil improving materials for environmental sustainability and economic benefit for European agriculture.“ Das von der Europäischen Union geförderte Projekt startete im Oktober 2012 und ist auf vier Jahre ausgelegt. Koordiniert wird es vom Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB). Neben dem IGB und der Universität Hohenheim sind 13 weitere Projektpartner aus Deutschland, den Niederlanden (Universität Wageningen), Spanien (u.a. Centre de Recerca i Innovacio de Catalunya und Centro Tecnologico Agrario y Agroalimentario Asociacion) und Großbritannien (enitial) beteiligt, darunter auch kleine und mittlere Unternehmen. Die Arbeiten an der Universität Hohenheim werden mit rund 417.000 Euro gefördert.