PhoBe

Phosphorrecycling - Ökologische und wirtschaftliche Bewertung verschiedener Verfahren und Entwicklung eines strategischen Verwertungskonzeptes für Deutschland (PhoBe)

Ziel des Vorhabens ist die Evaluierung der in der BMBF/BMU-Förderinitiative „Kreislaufwirtschaft für Pflanzennährstoffe, insbesondere Phosphor“ geförderten Projekte zur Entwicklung und Erprobung von Verfahren zur Phosphorrückgewinnung. Die Schwerpunkte der Evaluierung bilden die Bewertung der Verfahren und der gewonnenen Produkte sowie deren Verwertbarkeit.

Arbeitspaket 1:

Analyse der Preisentwicklung für Phosphat (Fh-ISI)

Da der Preis des mineralischen Phosphats die entscheidende Referenzgröße für die Bewertung der Wirtschaftlichkeit von Phosphorrecyclingverfahren ist, besteht das Ziel des Arbeitspaketes 1 darin, mit Hilfe statistischer, insbesondere ökonometrischer Verfahren zunächst Anhaltswerte für die kurz- und langfristige Preiselastizität der Phosphatnachfrage zu gewinnen. Im Rahmen verschiedener Phosphat­nach­frage­szenarien werden diese Werte dazu genutzt, die mittel- bis langfristige globale Phosphatpreisentwicklung abzuschätzen. Dieser Preis und ggf. sein Anstieg dienen dazu, die induzierten Kosteneffekte für die wichtigsten Phosphatverbraucher auf nationaler Ebene zu quantifizieren. Im Anschluss daran wird abgeschätzt, ob technische Alternativverfahren zur Verfügung stehen, die auf wirtschaftliche Weise eine verringerte Abhängigkeit von der knapper werdenden Ressource Phosphor ermöglichen.

Arbeitspaket 2:

Ermittlung und Bilanzierung der zur Phosphorrückgewinnung geeigneten Stoffströme in Deutschland (ISA der RWTH Aachen)

Zur Abschätzung, ob für ein Phosphorrecycling in Deutschland relevante Stoffströme in ausreichender Menge vorhanden sind, müssen diese in einem ersten Schritt identifiziert werden. Hierbei sind z.B. Abwasser und Klärschlamm bereits bekannte Stoffströme. Ein Schwerpunkt des Arbeitspaketes ist die Ermittlung von Stoffen, die hinsichtlich der Rückgewinnung von Phosphor noch als unbekannt gelten. Vor allen Dingen in speziellen Industriezweigen wie z.B. in der Metall verarbeitenden oder Kunststoff herstellenden Industrie sind relevante Phosphorpotentiale zu vermuten.

Ein weiterer Schwerpunkt ist die quantitative Erfassung der bereits bekannten und neuen Stoffströme hinsichtlich ihrer Jahresmengen und ihres Phosphorgehalts. Auch die phosphorhaltigen Stoffströme, die nach Deutschland importiert bzw. aus Deutschland exportiert werden, werden in diesem Arbeitspaket ermittelt.

Die so ermittelten Input- und Outputströme Deutschlands werden in einem weiteren Arbeitsschritt bilanziert. Die aufgestellte Bilanz dient als Grundlage zur Entscheidung, welche Stoffströme für eine Phosphorrückgewinnung sinnvoll eingesetzt werden können.

Arbeitspaket 3:

Untersuchung der in der Förderinitiative erzeugten Produkte (Uni Gießen; Fh-IME)

In diesem Arbeitspaket wird eine vergleichende Untersuchung der in der Förderinitiative erzeugten Produkte durchgeführt, die einer Identifizierung der unter dem Gesichtspunkt der ökologischen Nachhaltigkeit günstigsten Verfahren und Produkte dient. Dazu werden die Düngewirkung, mögliche schädliche Umweltwirkungen und die technischen Qualitäten der betrachteten Produkte analysiert. Auf den erzielten Ergebnissen aufbauend kann ihre ökologische Nachhaltigkeit beschrieben werden.

Arbeitspaket 4:

Kostenabschätzung und ökobilanzielle Bewertung der in der Förderinitiative entwickelten Verfahren (ISA der RWTH Aachen)

Die in der Förderinitiative geförderten Verfahren zur Phosphorrückgewinnung sollen einer Bewertung unterzogen werden, die aus einer Kostenabschätzung der Verfahrenstechnik und einer für jedes Verfahren durchzuführenden Ökobilanz besteht. Durch die Kostenabschätzung wird die Wirtschaftlichkeit jedes Verfahren aufgezeigt. Hierzu werden die spezifischen Produktionskosten für das gewonnene Phosphorprodukt bestimmt. Die ökobilanzielle Betrachtung bzw. Bewertung erfolgt über den gesamten Lebens- oder Verwertungsweg des Produkts, das in dem jeweiligen Verfahren hergestellt wird. Ausgangspunkt ist die Bereitstellung der zur Herstellung benötigten Rohstoffe über die eigentliche Produktion inklusive der Vorketten der hierfür notwendigen Energie und Betriebsmittel bis hin zur Nutzung des Produkts.

Arbeitspaket 5:

Entwicklung eines Rückgewinnungskonzepts für Deutschland (ISA der RWTH Aachen)

Ziel des Arbeitspakets 5 ist die Erstellung eines Konzepts zur Phosphor­rück­ge­winnung in Deutschland. Hierbei bilden die Ergebnisse der Arbeitspakte 2 bis 4 die Basis.

Die Stoffflussbilanz bezüglich des Stoffes Phosphor, die in Arbeitspaket 2 erstellt wurde, hilft bei der Klärung der Standortfrage für Anlagen zur Phosphor­rück­gewinnung. Durch die dort gewonnenen Ergebnisse kann eine Aussage getroffen werden, wo in Deutschland welcher Stoffstrom sinnvoll zum Phosphorrecycling genutzt werden kann.

Die Ergebnisse aus Arbeitspaket 3 und 4 dienen zur Entscheidung, welcher Stoffstrom durch welche Rückgewinnungstechnik bearbeitet werden soll.

Das in diesem Arbeitspaket 5 zu entwickelnde Konzept wird eine deutschlandweite Übersicht des Potentials des Sekundärrohstoffs Phosphat und der möglichen Standorte inkl. der Anforderungen an die Logistik zu dessen Rückgewinnung und Verarbeitung geben.

Arbeitspaket 6:

Technologievorausschau für Phosphorrecyclingtechnologien (Fh-ISI)

Über die im Rahmen der Förderinitiative zu entwickelnden und im Arbeitspaket 4 zu bewertenden Phosphorrecyclingverfahren hinaus, dient die im Arbeitspaket 6 durchzuführende Technologievorausschau dem Auffinden von Verfahren, die mittelfristig (bis 2020) der Technologieentwicklung in diesem Bereich zusätzliche Impulse verleihen könnten. Hierbei sollen Technologieentwicklungen identifiziert werden, die insbesondere im Hinblick auf die in der Förderinitiative untersuchten Verfahren die Entwicklung in eine bestimmte Richtung fördern oder auch hemmen könnten.

Arbeitspaket 7:

Zukunftschancen durch Entwicklung von Phosphorrecycling­technologien für Deutschland (Fh-ISI)

Die Ergebnisse der Technologievorausschau des Arbeitspakets 6 stellen einen wichtigen Input für Arbeitspaket 7 dar, in dem die Chancen für eine zukünftige Vermarktung von Phosphorrecyclingtechnologien in Deutschland bzw. durch deutsche Unternehmen abgeschätzt werden. Dazu wird nach einer Analyse der wirtschaft­lichen Bedeutung deutscher Akteure auf dem internationalen Markt für Phosphor­recycling­technologien deren zukünftiges Potential anhand von einschlägigen Innovationsindikatoren beurteilt. Außerdem werden sog. Lead-market-Faktoren bestimmt, mit deren Hilfe die Stellung des nationalen Innovationssystems „Phosphor­recycling“ insgesamt analysiert werden kann. Schließlich ist beabsichtigt, auf der Basis dieser Erkenntnisse Empfehlungen für politische Maßnahmen abzugeben, mit deren Hilfe einerseits die technologische Entwicklung gefördert werden kann, andererseits aber auch die Voraussetzungen für eine erfolgreiche Vermarktung dieser Technologien entscheidend verbessert werden können.

Arbeitspaket 8:

Projektkoordination, Erstellen einer Broschüre über die Arbeitspakete 1 bis 7 und Durchführung eines Workshops (ISA der RWTH Aachen)

Die Projektkoordination bezieht sich nicht nur auf das Begleiprojekt, sondern dient auch als Schnittstelle zwischen diesem und den in der Förderinitiative „Kreislaufwirtschaft für Pflanzennährstoffe, insbesondere Phosphor“ geförderten Projekten.

Die Ergebnisse des Begleitprojekts und der in der Initiative geförderten Projekte werden durch den Koordinator in einer Broschüre zusammengefasst. Des Weiteren sollen im Rahmen eines Workshops, der durch den Koordinator organisiert wird, diese Ergebnisse innerhalb eines breiten Fachpublikums diskutiert werden.


>> Der Schlussbericht steht Ihnen hier zur Verfügung