Kreislaufwirtschaft – Dünger aus Kläranlagen sollen bald schon nicht mehr in der Landwirtschaft eingesetzt werden dürfen, da sie nicht nur Nährstoffe, sondern auch Schadstoffe wie Schwermetalle enthalten, die das Regenwasser von den Straßen spült. In Brandenburg wollen Forschende des Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau daher prüfen, ob Nährstoffe aus menschlichen Ausscheidungen den Boden anreichern können, wie Sven Kästner im Deutschlandfunk berichtet. Im Rahmen des Projektes zirkulierBar entstand auf dem Gelände der Kreiswerke Barnim GmbH in Eberswalde die bundesweit erste Aufbereitungsanlage, die menschliche Ausscheidungen in Dünger und Kompost umwandelt. Hier werden Urin und Kot aus Trockentoiletten getrennt aufbereitet. Ziel des Projektes ist es, Nährstoffe wie Phosphor und Stickstoff, die durch den Anbau von Nahrungsmitteln der Umwelt entzogen wurden, Landwirtschaft und Gartenbau im Sinne einer nachhaltigen, regionalen Kreislaufwirtschaft wieder zuzuführen.

Chemie – Nur ein Prozent der globalen Lithiumvorkommen befindet sich in Europa. Das Lithiumpotenzial in Deutschland schätzen Forschende auf bis zu 4.700 Tonnen pro Jahr. Das entspricht 13% des Bedarfs der hiesigen Batterieindustrie. Mit der Zunahme von Elektroautos wird die Nachfrage nach Lithium jedoch weiter steigen. Forschende arbeiten daher mit Hochdruck an Verfahren, um den Rohstoff aus alten Lithiumbatterien nachhaltiger zu recyceln. Bisherige Recyclingverfahren sind energieintensiv. Um die Metalle herauszufiltern, werden bei der sogenannten Auslaugung anorganische Säuren wie Schwefelsäure, Salzsäure oder Salpetersäure genutzt, die giftige Gase verströmen. Doch es gibt vielversprechende Alternativen, wie ein Bericht von Silvia Benetti in der Frankfurter Allgemeinen Zeitung zeigt. So ist es Forschenden in den vergangenen Jahren bereits gelungen, mit Apfel- und Zitronensäure 98,5% beziehungsweise nahezu 100% Lithium zurückgewinnen. Eine schwedische Forschergruppe von der Chalmers University of Technology erzielte soeben vielversprechende Ergebnisse bei der Auslaugung mit Oxalsäure, eine weitere organische Säure, die unter anderem in Mangold, Rhabarber und Spinat enthalten ist. Die verwendeten Materialien stammten aus verbrauchten Batterien von Elektrofahrzeugen der Marke Volvo mit einer Kathode aus Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxiden. Bei einer Temperatur von 60 Grad Celsius und einer Reaktionszeit von 60 Minuten konnten 98,8% des Lithiums aufgelöst werden, während Nickel, Kobalt und Mangan ausgefällt und als feste Masse übrigblieben.

Landwirtschaft - Soja und Fischmehl werden in der Landwirtschaft immer noch in großem Umfang als Futtermittel eingesetzt. Angesichts schwindender Fischbestände und des hohen Flächenverbrauchs beim Sojaanbau wird seit langem nach Alternativen gesucht. Die Nutzung von Insekten als proteinreiche Futterquelle für Tiere gewinnt daher zunehmend an Bedeutung. Vor allem Forschungseinrichtungen und Start-ups sehen hier ein großes Potenzial, wie ein Bericht in der Frankfurter Rundschau zeigt. Denn der Einsatz von Insekten in der Tierernährung könnte den Flächen- und Wasserverbrauch reduzieren. Die Europäische Union hat bereits acht Insektenarten als Tierfutter zugelassen, weil sie einen vergleichbaren Eiweißgehalt wie Sojamehl haben, aber deutlich nachhaltiger produziert werden. Der Nährstoffgehalt der Insekten ist jedoch unterschiedlich. Der Mehlwurm zum Beispiel enthält mehr Omega-3-Fettsäuren, benötigt aber vor allem Getreide als Futter und steht damit in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion. Das deutsche Start-up Alpha Protein will die Klimabilanz des Mehlwurms durch die Nutzung von Lebensmittelabfällen verbessern und plant eine industrielle Produktion von Insekten und Dünger. Mit Blick auf die Nutzung regionaler Nebenprodukte für eine Kreislaufwirtschaft fördert auch das Bundesministerium für Bildung und Forschung den Einsatz von Insektenlarven als Fischfutter im Rahmen des Projekts „Innovationsraum Bioökonomie an marinen Standorten".

Klima - Wie wird der Klimawandel den Ackerbau in Deutschland in Zukunft verändern? Das simulieren Forscherinnen und Forscher des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung derzeit in Sachsen-Anhalt, wie Nicolas Killian und Sina Metz in der Zeit berichten. Auf einem rund sieben Hektar großen Versuchsgelände bei Bad Lauchstädt wurden dafür 50 Felder mit Stahlgerüsten aufgebaut. Auf ihnen wachsen Gerste, Weizen und Raps. Aber auch Wiesen und Weiden für Schafe wurden angelegt. Auf der Hälfte der Felder simulieren die Forschenden das Klima des Jahres 2070. Mit ausfahrbaren Dächern und Seitenwänden, die sich öffnen lassen, kann bestimmt werden, wie viel Regen die Pflanzen im Sommer abbekommen. Im Frühjahr und Herbst bewässern Sprinkleranlagen die Felder. Dutzende Sensoren im Boden und auf den Feldern überwachen das Ganze und messen Temperatur, Feuchtigkeit und Regen. Der Versuch läuft seit 2014. Nach anfänglichem Optimismus blicken die Forschenden nun mit Sorge in die Zukunft. Eine Erkenntnis: Die Lebensmittelproduktion wird in Zukunft schwieriger werden. Der Langzeitversuch zeigt aber auch, dass nachhaltig bewirtschaftete Felder widerstandsfähiger sind. Einige dieser Flächen sind weniger stark von den Auswirkungen des Klimawandels betroffen. Auf diesen Flächen hatten die Forschenden mehr als fünfzig verschiedene Pflanzenarten ausgesät und auf Kunstdünger verzichtet.