Nr. 38/2009 vom 17.09.2009

Lasst den Phosphor kreisen

Ohne Phosphormineraldünger kann die Landwirtschaft keine Nahrungsmittel produzieren. Doch der Rohstoff Phosphat wird wie das Erdöl irgendwann aufgebraucht sein.

Von Markus Spuhler

In der Schweiz sorgte in den siebziger und achtziger Jahren ein chemisches Element für Schlagzeilen: Phosphor. Haushaltsabwasser und Emissionen aus der Landwirtschaft liessen die Phosphorkonzentrationen in den Mittellandseen steigen, Algen breiteten sich massenhaft aus. Entsprechend erhöhte sich der CO2-Gehalt des Wassers, sobald die toten Algen am Grund abgebaut wurden. Resultat war ein grosses Fischsterben. Es war die unmittelbar sichtbare Auswirkung einer globalen Phosphorproblematik: Der verschwenderische Umgang mit Phosphor und das globale Ungleichgewicht in der Ressourcenverteilung destabilisieren bis heute weltweit die Ökosysteme und die Wirtschaft. Und sie gefährden die Ernährungssicherheit.

Ohne Phosphor können nämlich keine Nahrungsmittel produziert werden. Er gehört neben Stickstoff und Kalium zu den drei wichtigsten essenziellen Pflanzennährstoffen und ist für das Wachstum von Pflanzen unentbehrlich. Als primäre Quelle stehen einzig die natürlichen Vorkommen von Rohphosphat in bestimmten Gesteinsschichten zur Verfügung. Und die beschränken sich nicht nur auf wenige Regionen, sie sind – analog zum Erdöl – endlich. WissenschaftlerInnen sprechen deshalb analog zum Peak Oil schon seit längerem vom Peak Phosphor, vom Punkt, an dem die Fördermengen ihren Zenit erreichen und kontinuierlich abnehmen. Umstritten ist dabei einzig der genaue Zeitpunkt des Fördergipfels. Amerikanische ForscherInnen beispielsweise wollen ihn für das Jahr 2033 berechnet haben. Verschiedene Studien schätzen, dass die vorhandenen Phosphorreserven beim gegenwärtigen Verbrauch in fünfzig bis zweihundert Jahren vollständig erschöpft sein werden.

Tote beim Düngerverkauf

Letztes Jahr stiegen parallel zur Erdölpreishausse und der Nahrungsmittelkrise die Weltmarktpreise für Phosphordünger in schwindelerregende Höhen, auf mitunter bis zu 700 Prozent des gewohnten Preises. «Solch extreme Preisschwankungen innerhalb so kurzer Zeit habe ich in meiner zwanzigjährigen Tätigkeit am Düngermarkt noch nie erlebt», sagt Christian Kopp, Geschäftsführer bei Landor, einem der wichtigsten Düngerhändler der Schweiz. Die Folgen waren katastrophal. Die Zeitung «Bombay News» etwa berichtete von Ausschreitungen an Düngerverkaufsstellen mit Toten und Verletzten. KleinbäuerInnen in Entwicklungsländern und viele industrielle Grossbetriebe in Schwellenländern konnten sich keinen Mineraldünger mehr leisten. Zeigen sich bereits die ersten Anzeichen von Peak Phosphor?

«Von Angebotsverknappung auf dem Phosphordüngermarkt war zur Zeit der Preishausse nichts zu spüren», weiss Kopp. Die Gründe seien vielmehr in der Globalisierung der Rohstoffmärkte sowie in zunehmenden Rohstoffspekulationen zu suchen. Eine Fracht Triple-Super-Phosphat habe auf dem Weg von Casablanca nach Gent jeweils bis zu fünfmal den Besitzer gewechselt. «Der Preis ist um 300 Prozent gestiegen, ohne dass eine reale Wertsteigerung stattgefunden hätte.» Als die Rohstoffblase geplatzt war, fielen die Preise für Phosphordünger schneller, als sie gestiegen waren. Mittlerweile befinden sie sich gar leicht unter dem ursprünglichen Niveau. Trotzdem: Die Ereignisse machen deutlich, wie abhängig die moderne Landwirtschaft und mit ihr die Nahrungsmittelversorgung von günstigem Mineraldünger sind.

Die Phosphorproblematik unterscheidet sich nämlich in zwei wesentlichen Punkten von der des Erdöls. Während für die Energiegewinnung auf Alternativen zu Erdöl ausgewichen werden kann, ist Phosphor für die Nahrungsmittelproduktion unersetzlich. Dafür kann Phosphor im Gegensatz zu Erdöl rezykliert werden, theoretisch beliebig oft. Doch gerade da liegt das Problem. Globalisierte Märkte und Warenflüsse sowie die geografische Trennung von Pflanzenbau, Tierhaltung und Konsum bringen die lokalen und regionalen Phosphorkreisläufe aus dem Gleichgewicht. Moderne industrielle Landwirtschaftssysteme gleichen einer Phosphoreinbahnstrasse.

Ein anschauliches Beispiel dafür liefert die US-Landwirtschaft, wo – wie in den meisten wichtigen Agrargebieten der Welt – Pflanzenproduktion und Tierhaltung geografisch meist komplett getrennt sind. Die Maisäcker des Corn Belt im Mittleren Westen etwa werden mit mineralischem Phosphor aus Nordafrika gedüngt. Der Mais nimmt den Phosphor aus dem Boden auf und lagert ihn zu einem grossen Teil in den Körnern ein. Das Erntegut wird in weit entfernte Regionen mit intensiver Tierhaltung exportiert, oft auch ausserhalb der USA. Damit landet ein Vielfaches der im Endprodukt Fleisch, Eier oder Milch enthaltenen Phosphormenge im Mist oder in der Gülle. Meist sind im Umfeld grosser Viehbetriebe keine Ackerkulturen oder Wiesen vorhanden, die man damit düngen könnte: Nur rund vierzig Prozent der Ausscheidungen von Nutztieren werden weltweit rezykliert.

Die Rate der rezyklierten menschlichen Exkremente beträgt gar nur zehn Prozent, obwohl wir den Phosphor, den wir über die Nahrung aufnehmen, praktisch vollständig wieder ausscheiden. Und weil Milch, Fleisch und Eier meist in grössere Siedlungen und Städte transportiert und dort konsumiert werden, verschwindet der darin enthaltene Phosphor weitgehend über die Kanalisation in Flüssen, Seen oder direkt im Meer. Überkonzentrationen in den Gewässern wirken sich so negativ auf ganze Ökosysteme aus, wie das Beispiel der Schweizer Seen gezeigt hat.

Aus der Asche

Vor Mitte des 19. Jahrhunderts deckten Landwirte den Phosphorbedarf von Kulturpflanzen aus den Vorräten in den Ackerböden, ergänzt mit Mist und Gülle der auf dem Hof gehaltenen Tiere. Menschliche Exkremente aus Ballungszentren verarbeitete man oft zu Dünger und führte sie in die landwirtschaftlichen Gebiete zurück. Erst das Aufkommen von Wassertoiletten setzte dem ein Ende. Gleichzeitig nahm ab 1850 mit der Intensivierung der Landwirtschaft und einer vermehrt auf tierischen Produkten basierenden Ernährung der Einsatz von Dünger aus Gesteinsphosphaten kontinuierlich zu. Mitte des 20. Jahrhunderts stieg der Mineraldüngereinsatz im Zuge der Industrialisierung der Landwirtschaft nochmals sprunghaft an. Zusammen mit Sorten, die das höhere Nährstoffangebot in Ertrag umsetzen konnten, führte dies zu einer enormen Produktivitätssteigerung. Ohne sie hätte das enorme globale Bevölkerungswachstum der letzten fünfzig Jahre wohl weit drastischere Auswirkungen auf die Nahrungsmittelversorgung gehabt.

Auch die Schweizer Landwirtschaft importierte bis in die siebziger Jahre immer mehr phosphorhaltige Mineraldünger und Futtermittel. Gleichzeitig düngte man oft mehr Phosphor, als die Pflanzen aufnahmen, sodass er sich über die Jahre im Boden anreicherte und teilweise in die Gewässer gelangte. Laut Ernst Spiess von der Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon gelang es erst in den 1980er Jahren, diese Überschüsse massiv zu vermindern. Man begrenzte die Zahl der Tiere pro Acker- und Wieslandfläche, um eine Trennung von Tierhaltung und Pflanzenbau zu verhindern, und die LandwirtInnen gingen vorsichtiger mit Mist und Gülle um. So bekam man die Gewässerverschmutzung einigermassen in den Griff. Ausserdem sind Schweizer BäuerInnen verpflichtet, ihre betriebsinterne Nährstoffbilanz zu berechnen. Nur wenn diese im Gleichgewicht ist, erhalten sie Direktzahlungen. «Trotzdem haben wir auch in der Schweiz noch Potenzial, die Dünger gezielter einzusetzen und die betriebsinternen Kreisläufe weiter zu optimieren», ist die ETH-Agrarwissenschaftlerin Astrid Oberson überzeugt.

Der Hauptanteil der Phosphorverluste geht hierzulande aber auf das Konto von Tiermehl- und Siedlungsabwasserentsorgung. Als Folge der BSE-Krise ist es nicht mehr erlaubt, Tiermehl in Dünge- und Futtermitteln zu verwenden und sie in die Landwirtschaft zurückzuführen. Seit 2006 dürfen die LandwirtInnen auch keinen Klärschlamm mehr auf ihre Felder ausbringen. ForscherInnen arbeiten gegenwärtig intensiv an Methoden, um diese Lecks im Kreislauf wieder zu schliessen. Simone Nanzer, Doktorandin an der ETH Zürich, untersucht beispielsweise die Wirkung von Düngern, die aus Aschen aus der Klärschlammverbrennung hergestellt werden. Die Resultate stimmen zuversichtlich, entsprechende Düngemittel dürften demnächst auf den Markt kommen. Ähnliche Verfahren sollen auch das phosphorreiche Tiermehl bald wieder rezyklierbar machen.

Spezielle Toilettensysteme

Während die Industrienationen mit Phosphorüberschuss kämpfen, ist Phosphor in weiten Teilen der Erde Mangelware. Viele Landwirtschaftsböden Afrikas etwa sind äusserst phosphorarm – auch, weil sich die BäuerInnen keine Mineraldünger leisten können. Phosphorgefälle bestehen aber nicht nur zwischen Industrienationen und Entwicklungsländern, sondern oftmals auch innerhalb der Entwicklungsländer selbst. Denn der Prozess der Urbanisierung konzentriert mit der Bevölkerung auch den Nahrungsmittelkonsum und somit die Pflanzennährstoffe in den Ballungszentren. In der Folge kommt es zu massiven Emissionen in die Gewässer, weil sanitäre Einrichtungen, die die Rückgewinnung ermöglichten, vielfach fehlen. Deshalb fördern NGOs gegenwärtig in verschiedenen Ländern spezielle Toilettensysteme, die es erlauben, mit minimalem technischem Aufwand Urin und Fäkalien so aufzubereiten, dass sie bedenkenlos im Pflanzenbau eingesetzt werden können.

Solche Ansätze, die Phosphorkreisläufe zu schliessen, werden für die künftige Nahrungsmittelsicherheit immer wichtiger – aber sie genügen nicht. Gemäss FAO-Statistiken hat der Verbrauch mineralischer Phosphordünger in den letzten fünf Jahren um rund fünfzehn Prozent zugenommen. Angesichts der Endlichkeit von Gesteinsphosphat ist es unumgänglich, Tier- und Pflanzenproduktion wieder zusammenzuführen, die Waren– und Nährstoffflüsse auf eine lokale Ebene zu rekonzentrieren und Phosphor aus den menschlichen Ausscheidungen zurückzugewinnen. Und wir müssen vermehrt auf pflanzliche Ernährungsformen setzen.

Wenn Ihnen der unabhängige und kritische Journalismus der WOZ etwas wert ist, können Sie uns gerne spontan finanziell unterstützen:

Überweisung

PC-Konto 87-39737-0
BIC POFICHBEXXX
IBAN CH04 0900 0000 8703 9737 0
Verwendungszweck Spende woz.ch