Roland Scholz und Gerald Steiner vom Department für Wissens- und Kommunikationsmanagements der Universität für Weiterbildung Krems haben gemeinsam mit Kollegen im Journal „Resources, Conservation and Recycling“ eine Studie über die Verbesserung der Ressourceneffizienz beim Einsatz von Phosphor und die mittel- und langfristige Sicherung der Phosphorversorgung publiziert. Die Verfügbarkeit von Phosphor ist für die Lebensmittelproduktion von wesentlicher Bedeutung. Drohende Phosphorknappheit, hohe Verluste entlang der Versorgungskette und eine geringe Nutzungseffizienz erfordern nachhaltiges Management dieses wichtigen Rohstoffs. Die Ergebnisse der Studie geben aber einen positiven Ausblick auf die Zukunft. Die Studie wurde co-finanziert vom Global Phosphorus Institute, Ben Guerier in Marokko.
Die weltweite Nachfrage nach Phosphor, einem wichtigen Nährstoff für die Nahrungsmittelproduktion, wird bis 2060 um etwa 40 % steigen. Dieser Anstieg wird durch das weltweite Bevölkerungswachstum und den zunehmenden Wohlstand, der mit veränderten Ernährungsgewohnheiten einhergeht, angetrieben. Trotz der entscheidenden Rolle von Phosphor ist die Gesamtnutzungseffizienz (TUE) sehr niedrig. Sie liegt nur bei 5-10%, das bedeutet, dass nur ein Bruchteil des eingesetzten Phosphors tatsächlich in der landwirtschaftlichen Produktion eingesetzt werden kann. Der Großteil geht entlang der Produktions- und Versorgungskette verloren, zum Beispiel durch ineffiziente landwirtschaftliche Praktiken oder als Abfall.
Globale Verfügbarkeit von Phosphor
Die Verfügbarkeit von Phosphatgestein, der Hauptquelle für mineralischen Phosphor, wird auf mehr als 1.000 Jahre geschätzt. Der Abbau ist wirtschaftlich rentabel, da die Preise für Phosphatgestein im Vergleich zu anderen Kosten wie Energie niedrig bleiben. Mit steigenden Marktpreisen wird auch der Abbau von Lagerstätten mit geringerem Phosphorgehalt oder tiefer gelegenen Vorkommen wirtschaftlich attraktiv.
Obwohl diese langfristige Verfügbarkeit beruhigend erscheinen mag, bleibt der Druck auf eine nachhaltige Nutzung hoch. Die Ressourcenverknappung und die potenziellen Umweltauswirkungen eines ungebremsten Verbrauchs erfordern gezielte Maßnahmen. Die bedenklich niedrige Gesamtnutzungseffizienz von Phosphor in der Ernährungskette lässt sich vor allem durch die Verringerung der Verluste (ca. 30%) in der primären mineralischen Phosphorgewinnung und verstärktes Recycling von organischem Phosphor verbessern. Hierzu braucht es innovative Technologien. Damit lässt sich die Lebensdauer der für die Welternährung (bio-)essentiellen, d.h., nicht durch andere Mineralien ersetzbaren, Phosphorreserven erheblich vergrößern. Dies würde nicht nur die langfristige Versorgungssicherheit erhöhen, sondern auch den ökologischen Fußabdruck der Nahrungsmittelproduktion verringern.
Verbesserte Ressourcennutzung und Zukunftsaussichten
Mittelfristig wird mit einem Anstieg des Phosphorbedarfs für die Nahrungsmittelproduktion um etwa 40 % bis 2060 gerechnet. Nach heutigem Kenntnisstand gibt es keine Bedenken hinsichtlich der kurz- und langfristigen Versorgungssicherheit. Da die mineralischen, ökonomisch abbaubaren Phosphorvorräte endlich sind, kann die Menschheit die Phosphorversorgung nur durch eine Verbesserung der Ressourcennutzung durch Recycling, insbesondere von organischen Abfällen wie etwa Tierknochen oder landwirtschaftlichen Reststoffen gewährleisten. Das Potential des Recyclings ist weltweit hoch. Aber diese Potentiale werden bisher nur unzureichend genutzt. Ein besseres Verständnis und eine systematische Erschließung dieser Quellen könnte die Abhängigkeit von mineralischen Phosphorquellen verringern und gleichzeitig die Umweltbelastung reduzieren. Mitglieder des Transdisziplinären Laboratoriums Sustainable Mineral Resources (SMR Td-Lab) der Universität für Weiterbildung Krems haben dazu ein umfassendes "Phosphor Fact Book" geschrieben. Dieses Werk erscheint Anfang 2025 im Springer Verlag. Das „Fact Book“ soll helfen diese Wissenslücken zu schließen. Ein großes ressourcenpolitisches Problem ist, dass es gegenwärtig keine globale Institution gibt, welche die für die Welternährung essentiellen Phosphorvorkommen erfasst, Kosten-Ressourcen-Beziehungen modelliert und die Verfügbarkeit von Phosphor für eine nachhaltige Versorgung überwacht.
„Wir freuen uns, die Ergebnisse dieser Studie bekannt geben zu können, die einen positiven Ausblick auf die Zukunft der Phosphorversorgung wirft. Im Gegensatz zu früheren Befürchtungen deuten die Forschungsergebnisse darauf hin, dass die Menschheit gut aufgestellt ist, um für einen Zeitraum von mindestens tausend Jahren Zugang zu ausreichend Phosphat zu haben“, so die Studienautoren Prof. em. Dr. Roland W. Scholz und Univ.-Prof. Mag. Dr. Gerald Steiner mit einem abschließenden Fazit.
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