Gefährliches UngeleichgewichtSteigender Fleischkonsum zieht Phosphor-Vorräte leer
Für die weltweite Nahrungsproduktion ist Phosphor unverzichtbar. Sein Verbrauch hat sich in den letzten Jahrzehnten fast versechsfacht. Das hat gravierende Folgen für die Umwelt und die globale Versorgungssicherheit.
Der weltweite Verbrauch von Phosphor ist in den vergangenen sechs Jahrzehnten massiv gestiegen. Ein Großteil des für die Ernährung wichtigen Elements gelangt als Dünger auf Ackerflächen, wo die Pflanzen nur einen Teil davon aufnehmen. Durch den hohen Bedarf an Nahrungspflanzen und zugesetztem Phosphor in der Tiernahrung benötige die Viehhaltung vergleichsweise viel Phosphor, schreibt ein chinesisches Forschungsteam. Es ruft zum sparsameren Umgang mit Phosphor, weniger Fleischkonsum und mehr Recycling auf.
Der globale Verbrauch von Phosphor habe in sechs Jahrzehnten insgesamt um das 5,7-Fache zugenommen - von 4,9 Millionen Tonnen (Mt) im Jahr 1961 auf 28,3 Mt im Jahr 2021, schreibt die Gruppe im Fachmagazin "Proceedings" der US-nationalen Akademie der Wissenschaften ("PNAS"). Die Weltbevölkerung ist in der Zeit nur um das etwa 2,5-Fache gestiegen.
Setze sich der derzeitige Anstieg der Nutzung an mineralischem Phosphordünger fort, seien die Phosphorlager der Erde in grob gerechnet rund 120 Jahren aufgebraucht, berichten die Forschenden um Xianchuan Xie von der Universität Nanchang. Lokale Engpässe könnten jedoch schon viel früher auftreten. Je nach Land seien die Vorräte sehr unterschiedlich verteilt. Acht Länder hatten 2023 demnach mehr als 90 Prozent der weltweiten Reserven an Phosphatgestein. Die ersten fünf sind Marokko (68 Prozent), China (5 Prozent), Ägypten (4 Prozent), Tunesien (3 Prozent) und Russland (3 Prozent).
Angesichts des starken Rückgangs der weltweit nutzbaren Reserven und der stark steigenden Nachfrage nach Nahrungsmitteln werde eine nachhaltige Nutzung dieser essenziellen Ressource immer dringender, mahnt das Team. Der Ackerbau hänge stark von Mineraldünger ab. Über 80 Prozent (873 Mt) des von 1961 bis 2022 in die Pflanzenproduktion gelangten Phosphors seien als mineralischer Dünger dorthin gekommen.
Tierprodukte benötigen viel Phosphor
In die Tierhaltung gelange Phosphor über Futterpflanzen und über industriell hergestelltes Tierfutter, dem Phosphor zugesetzt werde. Nur rund 23 Prozent dieses Phosphors landen laut Studie tatsächlich in den vom Menschen verzehrten Produkten wie Fleisch, Milch und Eiern.
Der Fleischkonsum nehme global gesehen stark zu, insbesondere in aufstrebenden Volkswirtschaften wie China und Indien, schreibt das Team. Dies habe maßgeblich dazu beigetragen, dass der Einsatz von mineralischem Phosphatdünger für die Lebensmittelproduktion in sechs Jahrzehnten (1961-2022) pro Kopf um 38 Prozent gestiegen sei. Das hat Folgen für die Umwelt.
"Laut internationalen Ernährungsrichtlinien sollte der Fleischkonsum pro Kopf von derzeit 43 bis 45 Kilogramm pro Jahr auf 14,3 reduziert werden", schreiben die Forschenden. In Deutschland lag er 2024 laut Bundeslandwirtschaftsministerium bei 53,2 Kilogramm pro Person.
Phosphormanagement wichtig für Ernährung und Umwelt
Ein Teil des eingesetzten Phosphors werde von Pflanzen aufgenommen, ein weiterer reichere sich in Böden und Sedimenten an. Eine hohe Phosphorkonzentration im Boden kann Pflanzen schädigen und dazu führen, dass Phosphor in Gewässer geschwemmt wird. Dort kann er Ökosysteme verändern und etwa zu Algenblüten führen.
Ein nachhaltiges Phosphormanagement sei vor allem für die Ernährung wichtig und könne eine entscheidende Rolle beim Erreichen der UN-Nachhaltigkeitsziele spielen, wie etwa den Hunger zu beenden. Ineffizientes Phosphormanagement störe dagegen den natürlichen Phosphorkreislauf, sodass hier schon eine sogenannte planetare Grenze überschritten sei. Diese Grenzen stellen Umweltveränderungen dar, die unsere Lebensgrundlagen bedrohen.
Schätzungen zufolge könnten in Deutschland jährlich bis zu 50.000 Tonnen Phosphor aus Klärschlamm recycelt werden, schreibt das Bundesforschungsministerium. "Das entspricht etwa 50 Prozent des jährlichen Bedarfs an mineralischem Phosphatdünger in der Landwirtschaft." Bisher seien jedoch erst wenige Rückgewinnungsanlagen in Betrieb. Nach der Klärschlammverordnung wird die Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlamm ab 2029 jedoch für alle Kläranlagen verpflichtend sein.
Experte: Wichtig wären regulatorische Maßnahmen
Die Studie trage zwar unterschiedliche Datensätze zusammen und bestätige, dass Ernährungsumstellungen den größten Einfluss hätten, sagt Johannes Lehmann von der Cornell University in Ithaca (US-Bundesstaat New York), der nicht an der Studie beteiligt war. Sie liefere jedoch keine neuen Informationen darüber, wie eine Ernährungsumstellung gelingen oder auch die Düngemittel- oder Futtermittelindustrie in eine Recyclingindustrie umgewandelt werden könnte. Wichtig wären etwa regulatorische Maßnahmen.
Zudem sei es nötig, nicht nur einen Nährstoff isoliert zu betrachten, sondern alle bedeutenden Nährstoffe und Kohlenstoff zu berücksichtigen. "Die größte Herausforderung ist nicht, auf Phosphor, Stickstoff oder Kalium zu achten, sondern sie alle zusammen zu betrachten und herauszufinden, wie wir das Recycling optimieren können", sagte Lehmann. "Denn was wir vermeiden wollen, ist genau das, was Kompostierung oder Gülleausbringung bereits tun: Ein ineffizienter und umweltschädlicher Ansatz, der Stickstoff/Phosphor-Verhältnisse anwendet, die keine Pflanze jemals benötigt."
Nach Ansicht der chinesischen Forscher sollte man zumindest Phosphorabfälle neu bewerten und sie nicht mehr als Entsorgungsproblem, sondern als strategische Ressource ansehen.