Eine neue Industrieanlage in einem Vorort von Seattle hat eine ganz besondere Funktion, auch wenn sie nicht besonders gut riecht: Sie kann die Fäkalien von Menschen (und alternativ auch Vieh) verarbeiten und gleichzeitig darin enthaltene Nährstoffe recyceln. Dies könnte künftig für die Landwirtschaft von entscheidender Bedeutung sein, die mit immer knapperen Ackerflächen kämpft.

In der fast einen Hektar großen Anlage, die leicht nach Ammoniak riecht, verwandeln riesige rotierende Spindeln dampfend heißen Fäkalschlamm und Biofeststoffe aus örtlichen Kläranlagen in etwas, das ein Ingenieur scherzhaft als „Poop Crepes“ bezeichnet. Riesige Schaber legen dann die so entstandenen Bioprodukte auf eine Kombination aus Förderband und Trockner, um einen wachsenden Haufen sterilen Düngers zu erhalten. Bei der Verarbeitung wird komprimierter Dampf verwendet, der in einem früheren Schritt erzeugt wurde, wodurch der Strombedarf um 95 Prozent gesenkt werden konnte. Neben dem Trockendünger liefert das Verfahren auch nahezu reines Ammoniak und Wasser.

Das System mit dem Namen Varcor wurde von dem Ingenieurunternehmen Sedron Technologies aus Seattle entwickelt und gehört der Firma Generate Upcycle aus San Francisco. Kläranlagen in den ganzen USA verwenden bislang viel Hitze, Kompostierung und Geräte, die Druckkochern ähneln, um verbliebene Biomasse in Düngemittel, Mulch und andere Bodenhilfsstoffe mit Markennamen wie Bloom und TAGRO (kurz für „Tacoma Grow“) zu verwandeln. Einige verarbeiten das Abwasser in einem separaten Schritt, um Phosphor zu extrahieren – ein essenzieller Pflanzennährstoff und ein gängiges Element in der menschlichen Ernährung – und schichten es zu runden Pellets auf, eine Technik, die ein wenig an die Herstellung von Perlen erinnert. Mit dieser Technologie, die von dem in St. Louis ansässigen Unternehmen Ostara entwickelt wurde, entsteht ein Langzeitdünger, der an Landwirte verkauft werden kann.

Sogar tragbare Toiletten können als Vehikel für die Rückgewinnung solcher Nährstoffe dienen, und zwar durch Methoden zur Stickstoffbindung, die von „Peecycling“-Gruppen wie dem Rich Earth Institute und Wasted in Vermont sowie von Sanitation360 AB in Schweden entwickelt wurden. Da unsere proteinreiche Ernährung reichlich Stickstoff enthält, kann das Element sowohl aus Urin als auch aus Fäkalien leicht wiederverwertet werden.

Die Herstellung von Dünger aus Nährstoffen, die der Mensch und die Tierwelt ausscheiden, hat eine lange und bewegte Geschichte; über Generationen hinweg half sie indigenen Kulturen auf der ganzen Welt, außergewöhnlich fruchtbare Böden zu schaffen. Diese Systeme sind in der westlichen Kultur in Ungnade gefallen, aber Forscher:innen und Ingenieur:innen betrachten Fäkalien, Urin und ihre Inhaltsstoffe inzwischen als wertvolle natürliche Ressourcen, die wiederverwendet werden können – statt als Abfallprodukte, die verbrannt oder vergraben werden müssen. Mehrere Unternehmen zeigen jetzt, wie man die Umwandlung mit energieeffizienten Technologien in noch größerem Maßstab durchführen kann. „Wir mögen es, den Ekelfaktor frontal anzugehen“, lacht Aaron Tartakovsky, Mitbegründer und CEO von Epic Cleantec, das durch chemische Reaktionen und Wärme Abwasser in sauberes Wasser und einen natürlichen Bodenzusatz umwandelt.

In einem kürzlich im Journal of Environmental Management erschienenen Report werden Kläranlagen als „erneuerbare biologische Stickstoffminen“ angepriesen, die den wichtigen, aber teuren Stickstoff aus wiederaufbereitetem Klärschlamm liefern können, während es für viele Landwirte immer schwieriger wird, ihn neuwertig zu beschaffen. Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass Klärschlamm zu einem wichtigen Rohstoff für die nachhaltige Produktion von organisch-mineralischen Düngemitteln aus erneuerbaren, lokal verfügbaren Ressourcen mit einem geringen Kohlenstoff-Fußabdruck werden kann. Die Gewinnung von Stickstoff und Phosphor für die Wiederverwendung kann auch dazu beitragen, diese Schadstoffe aus dem Abfluss der Anlagen zu entfernen. Auch die Menge an organischen Stoffen wird verringert, die für Deponien und Güllelagunen bestimmt sind, in denen derzeit noch riesige Konzentrationen von Viehmist gelagert werden müssen. Mit anderen Worten: Wenn wir uns wieder in das Recyclingsystem der Natur einbinden, könnten wir den wachsenden Nahrungsmittelbedarf unseres Planeten decken, ohne die Umwelt übermäßig zu belasten.

Das Varcor-System erhitzt die ankommenden Fäkalien und trennt sie in feste Stoffe und Gase. Durch ein Verfahren namens mechanische Dampfrekompression kann der komprimierte Dampf als Wärmequelle wiederverwendet werden, während das Wasser und der Ammoniakdampf abgetrennt und destilliert werden. Das Förderband/der Trockner befördert die verbleibenden Feststoffe zu den riesigen Crepe-Spindeln und dann in einen darunter wartenden Lastwagen. Die Anlage verkauft jetzt jede Woche drei bis vier Lkw-Ladungen dieses Trockendüngers an landwirtschaftliche Betriebe. Stanley Janicki, Chief Revenue Officer bei Sedron Technologies, sagt, dass mehrere Unternehmen ebenfalls daran interessiert sind, das Ammoniakprodukt zur Herstellung von Dünger zu verwenden, anstatt es aus fossilen Treibstoffen zu gewinnen.

Kimberly Worsham, Gründerin und Geschäftsführerin der Sanitär- und Hygieneberatungsagentur FLUSH (ein Akronym für „facilitated learning for universal sanitation and hygiene“), sagt über Varcor, dass sie es toll findet, „dass eine Technologie wie diese auf den Markt kommt, die uns hilft, den ökologischen Kreislauf von Düngemitteln und sauberem Wasser zu schließen.“ Sie befürchtet jedoch, dass sich das Management einer derart komplexen Technologie als nicht nachhaltig erweisen könnte, wenn sie nicht genügend Fachkräfte mit den erforderlichen Fähigkeiten anlockt. Auch die Beschaffung von behördlichen Genehmigungen und Lizenzen könnte eine Herausforderung darstellen. „Wenn ich mir anschaue, warum das nicht schon früher gemacht wurde, hat das wenig mit der Technologie zu tun“, sagt Tartakovsky. „Es hängt alles am rechtlichen Rahmen.“

Viele der bestehenden Vorschriften, so die Experten, berücksichtigten einfach nicht das Potenzial des Abwassers, nützliche Produkte anstelle von Schadstoffen zu erzeugen. Das von der Varcor-Anlage freigesetzte Nass ist zum Beispiel sauber genug, um wiederverwendet zu werden, aber die örtlichen Behörden gehen vorsichtig damit um. Um die Einleitungsbestimmungen zu erfüllen, leitet das Werk sein Abwasser in eine nahe gelegene Kläranlage statt in ein angrenzendes Feuchtgebiet.

Trotz der Herausforderungen verbreitet sich die zugrundeliegende Technologie immer mehr: Zwei Molkereien im Mittleren Westen haben das System bereits eingeführt, und eine dritte arbeitet daran. Laut Janicki ist die größte in Indiana installierte Anlage fünfmal so groß wie die Kläranlage in Seattle und hat das Potenzial, jährlich 950 Millionen Liter Kuhmist in wiederverwendbares Wasser, organischen Dünger und Ammoniak umzuwandeln.

Die energieeffiziente Umwandlung von Abfällen in natürlich gewonnene Produkte könnte die Treibhausgasemissionen aus der Lagerung von Mist und der herkömmlichen Düngemittelproduktion eliminieren und gleichzeitig die für den Betrieb einer Farm benötigte Energie ausgleichen.

Strategien zur Umwandlung von Fäkalien in Düngemittel werden, selbst wenn sie in größerem Umfang eingesetzt werden, aber allein nicht ausreichen, um die wachsende Weltbevölkerung zu ernähren. Indem sie die Menschen nicht nur als Verbraucher:innen, sondern auch als Produzent:innen betrachten, könnten sie uns jedoch helfen, einige unterschätzte natürliche Ressourcen, die in absehbarer Zeit nicht versiegen dürften, besser zu nutzen.