14.12.2018 06:32
Quelle: schweizerbauer.ch - sda
Forschung
Kot wird zu Kohle
Kann der Gang zur Toilette Energie liefern? Israelische Forscher verwandeln Kot in Kohle und träumen von nachhaltigen Sanitäranlagen auf der ganzen Welt. In der Schweiz gibt es Versuche, Gülle in Kot umzuwandeln.

Israelische Forscher haben eine Vision: eine Toilette, mit der man Energie gewinnt statt verbraucht. Damit diese Idee Wirklichkeit werden kann, haben Amit Gross und Reut Yahav-Spitzer im Labor menschlichen Kot in Kohle verwandelt. Die Studie dazu präsentieren sie im «Journal of Cleaner Production».

Energiebilanz gibt Hoffnung

In einem Druckgefäss haben die Wissenschaftler der Ben-Gurion Universität (BGU/Beerscheva) dafür den Kot unter starker Hitze und hohem Druck zu Kohle gepresst. Unter ähnlichen Bedingungen ist Kohle auch natürlich entstanden - allerdings brauchte der Prozess wesentlich länger. In einem Labor der Universität im Campus Sde Boker dauert die sogenannte «Hydrothermale Carbonisierung» (HTC) gerade einmal zwischen zehn Minuten und zwei Stunden.

Die Energiebilanz des Verfahrens gibt den Forschern Hoffnung, dass die Technik Schule machen könnte: «In unserem Versuch ist drei- bis viermal so viel Energie entstanden, wie wir für die Herstellung der Kohle ursprünglich verwendet haben», sagte Gross der Nachrichtenagentur dpa. Für die Toilettenspülung und den Transport der Exkremente in Klärwerke werde derzeit sinnlos Energie verbraucht - und der Kohlenstoff der heruntergespülten Fäkalien bleibe weitgehend ungenutzt.

Nachhaltige Toiletten

Gross und seine Kollegen träumen deshalb von einer effizienten Toilette: Ein eingebautes Druckgefäss könnte den Kot direkt in Kohle verwandeln. «Damit könnten wir die Treibhausgasemission verringern,» erklärt Gross. Denn bei dieser Form der Biokohle würde, anders als bei fossilen Brennstoffen, die Atmosphäre nicht zusätzlich mit CO2 belastet.

Zugleich würde die nachhaltige Sanitäranlage das Problem der Entsorgung von Fäkalien lösen. Laut WHO sterben jährlich 842'000 Menschen an den Folgen von Hygienemängeln, auch weil sie keinen Zugang zu sauberen Toiletten haben. «Bei unserem Verfahren werden Krankheitserreger im Kot abgetötet», sagt Gross, «eine Infektionsgefahr geht von der Kohle nicht mehr aus». Nur die Farbe der Briketts erinnert noch daran, woraus sie ursprünglich hergestellt worden sind. Am Geruch hingegen lässt es sich nicht mehr erkennen. Der ist leicht scharf und erinnert an Verbranntes.

Wasser als Dünger

In weiteren Studien wollen die Wissenschaftler von der Ben-Gurion Universität nun testen, wie sich die Briketts aus menschlichen Exkrementen beim Grillen verhalten. Ausserdem soll geprüft werden, ob die während der Kohleherstellung entweichenden Gase bei der kommerziellen Nutzung ein Problem für die Umwelt sein könnten. «Wir wollen ausserdem Salat mit dem nährstoffreichen Wasser, das als Nebenprodukt im Verfahren entsteht, giessen und so dessen Potenzial als Düngemittel untersuchen», sagt Forscherin Yahav-Spitzer.

Die israelische Universität hat in der Vergangenheit bereits Geflügelkot in Kohle verwandelt, die 24 Prozent mehr Energie als herkömmliche Biokohle aufweist. Das HTC-Verfahren selbst wurde sogar bereits 1913 vom deutschen Chemiker Friedrich Bergius beschrieben. Neu ist der Ansatz der Forscher der Ben-Gurion Universität somit nicht.

Kohle aus Klärschlamm und Gülle

Auch in der Schweiz arbeiten Forschungsgruppen der Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW) und der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) an einem ähnlichen Verfahren, um aus Gülle und Klärschlamm Kohle zu gewinnen. Dazu begleiten die Forschenden in Zusammenarbeit mit einem Industriepartner die Optimierung einer Pilotanlage in Chur.

«Interessant wäre, das Verfahren so zu optimieren, dass Schwermetalle aus dem Klärschlamm eher in der Kohle landen, Nährstoffe wie Phosphor aber mehr in der Flüssigkeit, die übrig bleibt und zu einem Dünger verarbeitet werden könnte», sagte Beatrice Kulli Honauer von der ZHAW gegenüber der Agentur Keystone-SDA. 

Zweifel

Die Idee der israelischen Forscher, Toiletten mit integrierten HTC-Druckgefässen zu bauen, sieht sie allerdings kritisch: «Da ist die Sicherheit ein grosses Fragezeichen, diese Geräte stehen unter hohem Druck. Auch bei unserer Pilotanlage war es ein Thema, wo wir sie überhaupt hinstellen dürfen.»

Auch Ludwig Leible vom Karlsruher Institut für Technologie hat Zweifel, ob die Toiletten-Idee der Israelis in absehbarer Zeit markttauglich ist: «Die Technologie dahinter ist nicht simpel und gerade in Entwicklungsländern nur schwer umzusetzen.» Der Agrarwissenschaftler gibt ausserdem zu bedenken, dass die Energie, die in der Kohle lagert, in elektrischen Strom oder Wärme umgewandelt werden müsse, was die Energiebilanz deutlich schmälern würde.

Ausserhalb eines geschlossenen Toilettensystems sei Kohle, die aus menschlichem Kot hergestellt wird, zudem noch sehr teuer: «Die HTC-Kohle kostet etwa 600 bis 800 Euro pro Tonne - Steinkohle nur ein Zehntel davon.» Für den Markt sei sie deshalb bislang wenig attraktiv. Er wolle die «visionäre» Idee «nicht kaputt reden», sagt Leible. Es sei allerdings noch ein weiter Weg.

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