P-Net – Regionales Netzwerk für ein ressourceneffizientes Phosphormanagement

Phosphor ist ein essenzieller Nährstoff für das Pflanzenwachstum. Aktuell wird der in der Landwirtschaft genutzte Phosphordünger größtenteils importiert. Ungenutzt bleibt hingegen Abwasser als eine wichtige Quelle für Phosphor, obwohl das Potenzial für die Rückgewinnung von Phosphor aus dem Abwasser groß ist und die dafür notwendige Technik – etwa durch Fällung, das Rückgewinnen von gelöstem Phosphor aus dem Abwasser – vorhanden ist. Das BMBF-Projekt „Netzwerk für ressourceneffizientes Phosphorrecycling und -management in der Region Harz und Heide (P-Net)“ untersucht vor diesem Hintergrund Möglichkeiten zur Etablierung regionaler Netzwerke, um ausgefälltes Phosphor in sogenannten Struvitanlagen – dabei handelt es sich um Kläranlagen, die bereits eine Phosphorfällung etabliert haben – zu Phosphordüngern wie Struvit zu verarbeiten. Bei diesem Verfahren handelt es sich um eine nachhaltige Methode des Phosphorrecyclings (P-Recycling). Dieses leistet zudem einen wichtigen Beitrag zur Regionalisierung von Ressourcenkreisläufen.

Forschungsansatz

Ziel des Forschungsverbundes ist es, in der Region Harz und Heide ein regionales Netzwerk zum P-Recycling und -Management aufzubauen. Da in dieser Region bereits zahlreiche Struvitanlagen bestehen, ist Optimierung ihrer Verfahrenstechnik im Fokus, um die geforderten Rückgewinnungsraten zu erreichen. Zudem wird der Praxispartner Soepenberg einen sogenannten Struvit-Hub einrichten. Hier sollen aus den gefällten Rohprodukten der einzelnen Anlagen standardisierte Düngemittel entwickelt werden, die anschließend in der Region Harz und Heide gemeinsam mit Landwirten erprobt und auf den Markt gebracht werden. Das ISOE trägt dabei die Verantwortung für das Reallabor zur Marktplatzierung der Dünger und ist für die Befragung der beteiligten Landwirte zuständig. Zudem verantwortet das ISOE den Aufbau des regionalen Netzwerks „Harz und Heide“. Als erste Schritte werden Institutionen- und Akteursanalysen durchgeführt.

Ergänzend beteiligt sich das ISOE am Wissenstransfer zwischen dem Forschungsprojekt und den Betreibern von Struvitanlagen. Hier verantwortet das Institut nationale und internationale sogenannte „Struvitwerkstätten“, in denen Anlagenbetreiber sich von P-Net bzgl. der notwendigen Anlagenertüchtigung und -optimierung sowie der Vermarktung von Struvit beraten lassen und gemeinsam die neuesten P-Net-Ergebnisse diskutieren und bewerten können.

Zudem verantwortet das ISOE im Zuge der Verallgemeinerung und Dissemination der Ergebnisse die partizipative Szenarioentwicklung und den Szenariovergleich für den Verbund. Unter Mitarbeit der Partner sollen so mögliche Zukunftsszenarien für das Technologiesegment der Fällung und Struvitherstellung entwickelt und Handlungsempfehlungen abgeleitet werden.

Hintergrund

Im Zuge der Novellierung der Klärschlammverordnung (AbfKlärV 2017) müssen Kläranlagenbetreiber ab bestimmten Ausbaugrößen mindestens 50 % der Phosphormenge aus Klärschlamm zurückgewinnen. In den vergangenen Jahren wurden im nationalen wie internationalen Umfeld zahlreiche Forschungs- und Förderprogramme zur Phosphorrückgewinnung umgesetzt, darunter im Wesentlichen Verfahren, die durch Fällung und Kristallisation verschiedene kristalline Phosphorprodukte erzeugen, unter anderem Magnesium-Ammonium-Phosphate (Struvit). Bislang erreichen diese Verfahren jedoch nicht die geforderten Rückgewinnungsmengen. Zudem gibt es aktuell noch keine funktionierenden, regionalen Vertriebswege für Phosphorprodukte, die aus Abwasser gewonnen wurden. 

Projektpartner

• Technische Universität Braunschweig, Institut für Siedlungswasserwirtschaft (Verbundleiter)
• Julius-Kühn-Institut, Institut für Pflanzenbau und Bodenkunde

Praxispartner

• Abwasserverband Braunschweig
• Stadtentwässerung Braunschweig GmbH
• Abwasser- und Straßenreinigungsbetrieb Stadt Gifhorn
• PFI-Planungsgemeinschaft GmbH & Co KG
• Soepenberg GmbH

Förderung 

Das Projekt „Aufbau eines Netzwerks zum ressourceneffizienten Phosphorrecycling und -management in der Region Harz und Heide (P-Net)“ wird gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Bekanntmachung „Regionales Phosphor-Recycling“ (RePhoR) im Rahmen des Förderprogramms „Forschung für Nachhaltige Entwicklung (FONA3)“.

Publikationen

Dockhorn, Thomas/Andreas Kolb/Hooman Mohammadi/Paul Keßeler/Sylvia Kratz/Elke Bloem/Joachim Clemens/Martina Winker/Jonathan Pillen/Markus Rauchecker/Michaela Rohrbach/Engelbert Schramm/Stefanie Meyer/Christoph Siemers/Franziska Gromadecki/Janina Heinze/Hans-Oskar Baron/Johannes Müller-Schaper/Oliver Hermanussen (2024): Aufbau eines Netzwerks zum ressourceneffizienten Phosphor-Recycling und -Management in der Region Harz und Heide - Erfahrungen aus dem Verbundprojekt P-Net. Gewässerschutz - Wasser - Abwasser, 257. Aachen: Gesellschaft zur Förderung des Instituts für Siedlungswasserwirtschaft an der RWTH Aachen, 57/1-57/15

Douhaire, Caroline/Sylvia Kratz/Markus Rauchecker/Hans-Walter Schneichel/Engelbert Schramm/Onno Seitz/Martina Winker (2024): Herstellung und Inverkehrbringung von Struvitdünger rechtssicher gestalten. Diskussion aktueller rechtlicher Fragen. ISOE-Materialien Soziale Ökologie, 75. Frankfurt am Main: ISOE - Institut für sozial-ökologische Forschung

Rauchecker, Markus/Engelbert Schramm/Jonathan Pillen/Franziska Gromadecki/Janina Heinze/Heinrich Ripke/Michaela Rohrbach/Martina Winker (2024): Transformation zu einer nachhaltigen regionalen Phosphor-Kreislaufwirtschaft durch den Aufbau von Struvitnetzwerken. ISOE-Materialien Soziale Ökologie, 76. Frankfurt am Main: ISOE - Institut für sozial-ökologische Forschung

Douhaire, Caroline (2023): Herstellung und Inverkehrbringung von Struvitdünger rechtssicher gestalten. Gutachten zu aktuellen rechtlichen Fragen. Mit einem Vorwort von Markus Rauchecker, Engelbert Schramm und Martina Winker. ISOE-Materialien Soziale Ökologie, 70. Frankfurt am Main: ISOE - Institut für sozial-ökologische Forschung (nicht mehr verfügbar)

Pillen, Jonathan/Konrad Götz/Martina Winker (2023): Struvitdünger und seine Möglichkeiten für den Markteintritt. Zielgruppen- und Marktanalyse für die Region "zwischen Harz und Heide". ISOE-Materialien Soziale Ökologie, 71. Frankfurt am Main: ISOE - Institut für sozial-ökologische Forschung