Weißer Phosphor ist ein gefragter Rohstoff, etwa als Düngemittel, aber auch für die Chemie- und Lebensmittelindustrie sowie für die Herstellung von Computer-Chips und Elektro-Auto-Batterien. Europa mangelt es aber an natürlichen Vorkommen von Phosphor.
Die Europäische Union importiert elementaren Phosphor deshalb in der Regel aus China, Kasachstan und Vietnam. China schränkt seine Phosphor-Exporte aber immer wieder ein, weil es selbst nicht genug hat. Die EU will deshalb unabhängiger werden und Phosphor selbst produzieren.
Dafür hat sie das von der Universität Stuttgart geleitete Projekt "FlashPhos" ins Leben gerufen. Die Idee: Hochwertigen, weißen Phosphor aus unseren Exkrementen zurückzugewinnen, genauer gesagt aus Klärschlamm. Denn in unserem Kot befinden sich viele Nährstoffe.
"FlashPhos"-Projekt unter der Leitung der Universität Stuttgart
17 Institutionen aus fünf europäischen Ländern haben fünf Jahre lang daran gearbeitet. Der Gesamtprojektleiter ist Christian Schmidberger vom Institut für Energieverfahrenstechnik und Dynamik in Energiesystemen an der Universität Stuttgart.
Er sagt, die neue Technik unterscheide sich von anderen, bekannten Verfahren: "Unser Ansatz ist es, den Phosphor, der in diesem Klärschlamm gebunden ist, (...) in elementarer Form verfügbar zu machen, damit er als Grundbaustein für die Phosphorindustrie verfügbar ist. Das grenzt uns ab zu diversen anderen Forschungsverfahren, die sich mit Phosphorrückgewinnung beschäftigen. Deren Ziel ist es überwiegend, Düngemittel oder Phosphorsäure herzustellen, was nicht unser Ziel ist."
Verpflichtung zur Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm ab 2029
Mit dieser Kreislaufwirtschaft will "FlashPhos" auch eine Marktlücke schließen. Denn ab 2029 werden viele Kläranlagenbetreiber dazu verpflichtet, Phosphor aus Klärschlamm zurückzugewinnen. Die Voraussetzungen dafür entstehen aber gerade erst.
Das "FlashPhos"-Projekt geht jedenfalls schon einmal erfolgreich zu Ende, sagen die Entwickler. Die neu entwickelte Anlage steht jetzt beim Projektpartner "Aufbereitung Recycling und Prüftechnik" im österreichischen Leoben. Sie gewinnt den Phosphor in drei Schritten.
Phosphor wird in drei Schritten zurückgewonnen
Im ersten Schritt wird der Klärschlamm gleichzeitig getrocknet und gemahlen. Es entsteht ein fast wasserfreies Pulver. Dann wird das Pulver in einem "Flash-Reaktor" bei 1.600 Grad Celsius in ein brennbares Gas und eine phosphathaltige Klärschlammschlacke umgewandelt. Diese Reaktion geschieht blitzartig schnell. Daher kommt die Bezeichnung für den Reaktor und auch der Projektname "FlashPhos".
Und im letzten Prozessschritt wird der enthaltene Phosphor in einem sogenannten Refiner veredelt. Dabei entsteht das Hauptprodukt Weißer Phosphor und zusätzlich zwei Nebenprodukte: ein klimafreundlicherer Zementersatz, der aus der übriggebliebenen Schlacke hergestellt werden könne und eine Eisenphosphorlegierung, die von der Metallindustrie genutzt werden könne.
Erste Anlagen wohl in den 2030er-Jahren
Bis es auch im großen Maßstab so weit ist, dauere es aber noch. Schmidberger rechnet mit ersten Anlagen in den frühen oder mittleren 2030er-Jahren. Bis dahin hofft der Ingenieur, dass sich auch die Gesetzgebung weiterentwickelt. Denn damit die neue Technik ihr volles Potenzial entfalten kann, dürfe sich der Phosphor im Klärschlamm nicht mit Eisen verbinden.
Die Politik müsse Kläranlagenbetreiber daher zu alternativen Bearbeitungsmethoden bewegen. Es gibt also noch einiges zu tun, damit Deutschland und Europa unabhängiger von Phosphorimporten werden.
