Verantwortungsvoller Umgang mit Ressourcen

Die große Herausforderung unserer Zeit

Ökobilanz

Die Entsorgung von Bioabfällen wird, insbesondere am Beispiel Deutschland, wo die „Biotonne“ flächendeckend eingeführt wird, kontrovers diskutiert. Ebenso ist es bei den Verwertungspfaden. Für die Verwertung von organischen Reststoffen, die in Siedlungsgebieten anfallen (Biomüll), gibt es drei Verwertungsszenarien die sich ökologisch unterschiedlich auswirken:

Die Kombination aus der energetischen Nutzung und der Kompostierung (MobiGas) stellt die beste Lösung im Sinne der Kreislaufwirtschaft dar und spart in Summe 267 kg CO2 pro Tonne Biomüll.
Dabei werden die Vorteile der beiden Behandlungsmethoden vereint:
  • Biogas bzw. CH4-Produktion und damit direkter Ersatz von fossilen Energieträgern
  • Stickstoffdünger
  • Humus als echte CO2-Senke im Boden

Bei der traditionellen offenen Mietenkompostierung gehen 80 kg CO2 pro Tonne Biomüll prozessbedingt durch den mikrobiellen Umsatz in die Atmosphäre. Die anschließende Nutzung des Komposts zur Düngung und Humusregenerierung sowie die Nährstoffrückführung wird in der Gesamtbilanz positiv bewertet.

Ungefähr 30% des Biomülls werden über Müllverbrennungsanlagen entsorgt. Dies verursacht Emissionen in der Höhe von 533 kg CO2 pro Tonne Biomüll. Die verbleibende Schlacke muss deponiert werden und die enthaltenen Nährstoffe gehen gänzlich verloren.

Der Vergleich des ökologischen Einflusses der unterschiedliche Behandlungsszenarien des Biomülls in Abbildung 1 basiert auf der Publikation „Ökologisches Leistungsprofil von Verfahren zur Behandlung von biogenen Reststoffen der EPEA, April 2008 .

Bodenverbesserung & Humusaufbau

Durch die Düngung mit Kompost und den damit verbundenen Humusaufbau wird der Boden fruchtbarer, die Wasserspeicherfähigkeit erhöht und CO2 gebunden

Die Vereinten Nationen haben 2015 zum internationalen Jahr des Bodens erklärt, um darauf aufmerksam zu machen, dass Böden eine Schlüsselfunktion für das Leben auf der Erde haben.[1]

Unsere Böden erfüllen wichtige Funktionen:

Boden als Wachstumssubstrat und Nährstoffdepot der Pflanzen
Die wohl bekannteste Aufgabe des Bodens ist es, Pflanzen eine Verankerung zu geben und diese mit Nährstoffen zu versorgen. Etwa 90 Prozent unserer Nahrungsmittel hängen direkt oder indirekt von gesunden Böden ab. Neben den Hauptelementen wie Wasser, Stickstoff, Kalium, Schwefel, Calcium und Magnesium versorgt der Boden die Pflanzen auch mit den essentiellen Mikronährelementen. Das Wirkungsoptimum dieser Spurennährstoffe oder Mikronährstoffe ist oft sehr schmal ist, d.h. nur kleine Mengenunterschiede bewirken Mangelerscheinungen oder Überdüngung.
Wasserspeicher und Kläranlage Boden
Böden haben auch eine wichtige Filterfunktion. Sie binden Nährstoffe, aber auch giftige Elemente und Substanzen. Schadstoffe werden gefiltert, neutralisiert oder auch gebunden. Damit gelangen Schadstoffe nicht ins Grundwasser und langfristig nicht ins Trinkwasser, wobei die Filterfunktion je nach Bodeneigenschaften und der Schadstoffmenge begrenzt ist. Bei der Filterung werden die chemischen Substanzen und Elemente aus dem Bodenwasser an Humus- und Tonteilchen gebunden und verbleiben dort.[2] Aus diesem Grund ist die regelmäßige Kompostgabe so wichtig, denn diese bildet die Grundlage für den Humusaufbau. Die Erhöhung des Humusgehaltes trägt zur Verbesserung der Wasserspeicherfähigkeit bei, denn Humus kann aufgrund seiner geringen Dichte in Etwa die vierfache Menge seines Eigengewichtes an Wasser speichern.
Recycling-System Boden
Gäbe des den Boden und dessen Mikrofauna (Würmer, Bakterien und Pilze) nicht, würde sich das jährlich anfallende organische Material wie Laub meterhoch stapeln. Die Natur kennt keinen Abfall, im Gegenteil, organisches Material wird durch die Bodenorganismen zu 100% umgewandelt und den Pflanzen als Nährstoff zur Verfügung gestellt. Die im Boden lebenden Mikroorganismen erfüllen so wichtige Funktionen im Stoffkreislauf, sie stabilisieren die Bodenstruktur, verbessern die Wasserspeicherung und fördern das Pflanzenwachstum.
Humusaufbau und CO2-Speicher Boden
Unter Humusaufbau versteht man die Speicherung des von der Pflanze aufgenommenen Kohlenstoffs in Form von stabilen Humusstoffen (Huminsäuren). Der Kohlenstoff verbleibt somit im Boden und entweicht nicht als klimarelevantes CO2. Der Humusaufbau wird durch die Kompostdüngung unterstützt. Reichert man den Boden auf 25 cm Tiefe um nur 1% mit Humus an entspricht dies einer Speicherung von 42 Tonnen CO2.

 

 


Energie & Düngerproduktion

MobiGas wandelt Reststoffe in die Wertstoffe Biogas und Düngemittel um

Der Energieinhalt des Multitalent Biogas kann in jegliche Energieform (Wärme, Kälte, elektrischer Strom) umgewandelt, als Treibstoff Fahrzeuge antreiben, in das Erdgasnetz eingespeist oder simpel gespeichert werden. Nach der Vergärung steht ein hochwertiger Rohkompost, der zu Humusdünger weiterveredelt wird und ein geringer Teil an Perkolat (Flüssigdünger) zur Verfügung.

Biogas wird zu Recht als Multitalent bezeichnet, denn sowohl die Produktion als auch die Verwertung des Energieträgers kann bedarfsgerecht erfolgen. Aufgrund der folgenden Punkte ist Biogas als erneuerbarer Energieträger Fossilen überlegen:

Die Produktion von Biogas, insbesondere aus biogenen Reststoffen und Biomüll ist weder vom Wetter noch von der weltpolitischen Lage abhängig. Wenn die Sonne nicht scheint, der Wind still steht stellt oder der Erdölpreis steigt, stellt Biogas immer noch Energie bereit. Im Kontext der erneuerbaren Energieträger stellt Biogas eine hervorragende Ergänzung zu Wasser- und Windkraft sowie Photovoltaik dar und ist ein weiterer Baustein der Energie-Autarkie.

Aufgrund der einfachen Speicherfähigkeit - Biogas kann sowohl drucklos in Foliengasspeichern, als auch komprimiert gespeichert werden, vergleichbar mit Erdgas – kann die Energie bedarfsorientiert umgewandelt werden. In Verbindung mit einem Gasspeicher können z. B. Schwankungen im Stromnetz ausgeglichen werden oder industrielle Lastprofile nachgefahren werden.

Biogas kann unterschiedlichste Energieformen bereitstellen:

  • Wärme und Kälte
  • Elektrische Energie
  • Treibstoff

Durch jegliche Umwandlung des Biogases in eine andere Energieform entsteht CO2. Dieses CO2 ist biogenen (nicht fossilen) Ursprungs und darf bezogen auf die Klimarelevanz als neutral angesehen werden. Da der Einsatz von klimaneutralem Biogas klimarelevantes CO2 aus fossilem Ursprung ersetzt, trägt es maßgeblich zu den in Paris vereinbarten Klimazielen bei.

Neben dem Biogas entsteht als Gärprodukt auch hochwertiger Kompost der als Pflanzendünger sowie zur Bodenverbesserung verwendet wird. Die Kompostdüngung erhöht den Humusgehalt im Boden der wiederum eine hervorragende CO2-Senke darstellt (1 Tonne Humus bindet 2 Tonnen CO2). Ein humoser Boden kann ein Vielfaches an Wasser einsparen, wodurch das Risiko von Murenabgängen minimiert wird.

Mikronährstoffe

Eine ausgewogene Ernährung benötigt Mikronährstoffe

Mikronährstoffe sind essentielle Stoffe, die wir Menschen, aber auch pflanzliche und tierische Organismen, aufnehmen müssen aber nicht der direkten Energiegewinnung dienen. Sie werden nur in geringen Mengen für den anabolen und katabolen Stoffwechsel benötigt.

Zu den Mikronährstoffen[1] zählen Vitamine (Vitamine A, B, C, D, E und K), Mineralstoffe (wie Kalzium oder Magnesium), Spurenelemente (z. B. Eisen, Zink, Selen und Mangan), sekundäre Pflanzenstoffe (Carotinoide, Flavonoide), essenzielle Fettsäuren (v. a. Fischöle) und Aminosäuren, alles Stoffe, die für den Körper lebenswichtig sind und unter anderem auch vor freien Radikalen schützen

Obwohl Mikronährstoffe nur in sehr kleinen Mengen benötigt werden, gehören sie zu den wesentlichen Nahrungsbestandteilen. Ohne sie könnten zahlreiche Normalfunktionen wie Wachstum oder Energieproduktion nicht stattfinden. Fehlen einer oder mehrere dieser Stoffe, so entwickeln sich Mangelerscheinungen, die in Extremfällen bis hin zum Tod führen können.

Diese Mikronährstoffe werden dem menschlichen Körper normalerweise bei ausgewogener Ernährung in ausreichender Menge zugeführt. Die Voraussetzung dafür ist, dass es sich dabei um frische und hochwertige Nahrung, insbesondere Obst und Gemüse, handelt. Der Pflanzenbau und die richtige Düngung spielen dabei eine große Rolle.

Fehlen durch Krankheit oder längere Mangelernährung einer oder mehrere dieser Stoffe, so entwickeln sich schwerwiegende Mangelerscheinungen.

Eine Unterversorgung mit Mikronährstoffen bleibt ohne akute Krankheitssymptome, solange der Körper auf Depots, z. B. in Knochen, Bindegewebe, Haut, Leber und Muskulatur, zurückgreifen kann.

Oxidativer Stress

Mikronährstoffe wie z. B. die Vitamine C und E sowie Carotinoide stellen einen guten Schutz gegen oxidativen Stress dar und unterstützen so das Immunsystem. Oxidativer Stress bzw. oxidativer Zellstress bewirkt nicht nur dass Körperzellen schneller altern, sondern wird auch mit der Entstehung von Krankheiten in Zusammenhang gebracht. Dies hängt mit der Entstehung von freien Sauerstoffradikalen zusammen gegen die Mikronährstoffe als Radikalfänger wirken. [2]

Das "Minimum-Gesetz" von Sprengel[3]

Jede Pflanze benötigt die Nährstoffelemente in einem bestimmten Mengenverhältnis. Das Minimumgesetz von Carl Sprengel, 1828 veröffentlicht, 1855 von Justus von Liebig verbreitet, besagt: Dasjenige Element, das im Vergleich mit dem benötigten Mengenverhältnis in der minimalen Menge verfügbar ist, bestimmt über das maximal mögliche Wachstum der Pflanze. Es kann kein Nährelement durch ein anderes ersetzt werden. Daher gleicht der Überschuss eines Elements nicht die Unterversorgung mit einem anderen Nährelement aus. Als Vergleichsbild wählte Liebig ein offenes Fass mit unterschiedlicher Daubenlänge aus (Minimum-Tonne). Jede Daube steht symbolisch für ein Nährstoffelement. Das Fass kann maximal entsprechend der Länge der kürzesten Daube mit Wasser befüllt werden. [4]

Auswirkungen auf die Pflanze:

Diese Mikronährstoffe müssen der Pflanze über die bedarfsgerechte Düngung zur Verfügung gestellt werden. Düngemittel biogenen Ursprungs, so wie Kompost, liefern der Pflanze eben diese Mikronährstoffe in pflanzenverfügbarer Form und in einer ausgewogenen Konzentration. Überdüngung (abgesehen von der ökonomischen Unrentabilität) wirkt sich auf das Pflanzenwachstum ebenso schädlich aus wie ein Mangel.

Hier ein weiterer Vorteil der Nutzung von Kompost: eine Überdüngung durch Kompost ist nicht bekannt.

 

[1] http://www.eufic.org/article/de/artid/ernahrung-2/

[2] http://www.zora.uzh.ch/40298/1/Antioxidanzien_in_die_Praevention_von_HerzKreislaufKrankheiten_und_Krebs.Eichholzer_5.10-1.pdf

[3] https://www.youtube.com/watch?v=GF9mkAWrIB8

[4] https://wiki.zum.de/wiki/Bodenhistorie/Justus_von_Liebig:_Mineralstofftheorie_und_Bodend%C3%BCngung