Toiletten zur Ernährungssicherung und Klimaschutz … Wie geht das? – Kreislaufwirtschaft als Leitbild der Bioökonomie

Forscher des IBG-3 kombinieren im deutsch-äthiopischen Projekt ClimEtSan ökologische Sanitärversorgung, Kompostierung und Biokohletechnologie in Äthiopien. Es geht darum herauszufinden, ob mit diesem Ansatz zu Kreislaufwirtschaft und angepaßter Technologie Ernährungssicherung und Klimaschutz verknüpft werden können.

Seit 2018 hat das ClimEtSan-Projekt Versuchs- und Demonstrationsfarmen mit Trockentoiletten, Kompostieranlagen, Biokohleproduktionsstätten, Feldversuchen und Laboren im Süden Äthiopiens im Wondo Genet College (Hawassa Universität) aufgebaut. Seit 2019 wurden weitere Versuchsanlagen, in Zusammenarbeit mit Städtplanern aus Äthiopien und Deutschland, auch in Addis Abeba errichtet, um der Frage nachzugehen, wie man eine klima-resiliente Stadt mit Hilfe von Kreislaufwirtschaft planen kann.

Der Schwerpunkt der Forschung liegt darin, zu beleuchten, ob es möglich ist mit Hilfe thermophiler Kompostierung von Biokohle, Trockentoiletteninhalten und anderen organischen Abfällen einen hygienisch unbedenklichen, nährstoff- und humusreichen Dünger zu produzieren. Der Kompost soll bestenfalls nicht nur konkurrenzfähig zu konventionellem Dünger sein, sondern zusätzlich die ausgelaugten äthiopischen Böden wieder fruchtbar machen. Gleichzeitig können, durch die Verknüpfung von Sanitärversorgung, Biokohle, Kompostierung und Kompostdüngung, Treibhausgase verringert und Kohlenstoff aus der Atmosphäre im Boden gebunden werden. So könnte ökologische Sanitärversorgung nicht nur einen wichtigen Beitrag zur Ernährungssicherung sondern auch zum Klimaschutz leisten.

Abb. 1: Kreislaufwirtschaft mit Verknüpfung ökologischer Sanitärversorgung, Biokohletechnologie, thermophiler Kompostierung und nachhaltiger Landwirtschaft im ClimEtSan-Projekt. Quelle: ClimEtSan

… aber funktioniert das?

Erste Ergebnisse zeigen, daß die oben beschriebene Idee Sanitärversorgung, Landwirtschaft und Klimaschutz zu verknüpfen vielversprechend und zukunftsweisend ist:

Die vom deutschen Lehmbauunternehmen PRO LEHM entwickelten Pyrolyse-Kochöfen wurden in Zusammenarbeit mit PRO LEHM von ClimEtSan in Äthiopien gebaut. Im Vergleich zum in Äthiopien weitverbreiteten Kochen auf dem offenen Feuer, zeigen sie eine Vielzahl von Vorteilen. So brauchen sie bedeutend weniger Feuerholz, verbrennen nahezu ohne Rauchentwicklung und erhitzen sich durch die Lehmbauweise beim Kochen nicht.

Die vom deutschen Lehmbauunternehmen PRO LEHM entwickelten Pyrolyse-Kochöfen wurden in Zusammenarbeit mit PRO LEHM von ClimEtSan in Äthiopien gebaut. Im Vergleich zum in Äthiopien weitverbreiteten Kochen auf dem offenen Feuer, zeigen sie eine Vielzahl von Vorteilen. So brauchen sie bedeutend weniger Feuerholz, verbrennen nahezu ohne Rauchentwicklung und erhitzen sich durch die Lehmbauweise beim Kochen nicht.Erste Ergebnisse zeigen, daß die oben beschriebene Idee Sanitärversorgung, Landwirtschaft und Klimaschutz zu verknüpfen vielversprechend und zukunftsweisend ist:

Die Trockentoiletten werden mit Sägespänen statt mit Wasser betrieben. Alles landet in einem Eimer, doch während des Betriebs der Toiletten und auch nach einer mehrwöchigen Lagerung gibt es keine Geruchsentwicklung.

Abb. 3: Benutzung der ClimEtSan-Trockentoiletten mit Sägespäne-Spülung Quelle: ClimEtSan

Für die thermophile Kompostierung hat sich eine Mischung aus Stroh, Gemüseabfällen und Trockentoiletteninhalten bewährt. Mit dieser Mischung erreicht das Kompostsubstrat Temperaturen von bis zu 75 °C, so daß am Ende des Prozesses ein hygienisch unbedenklicher Dünger zur Verfügung steht. Eine Beimischung von Biokohle beschleunigt den Kompostierungsprozess.

Abb. 4: Zusammensetzung des Kompostsubstrates aus Stroh, Gemüseabfällen, Sägespänen, Exkrementen, Toilettenpapier und Biokohle Quelle: ClimEtSan

Messungen der Treibhausgase Kohlendioxid, Methan und Lachgas ermöglichen Aussagen zum Einfluß des Projektes auf den Klimaschutz, chemische Analysen der Kompostproben im Labor geben Auskunft über Düngepotential und Wirkung auf die Bodenfruchtbarkeit.

Abb. 5: Treibhausgasmessungen während der Kompostierung und chemische Analysen des Kompostes im Labor des äthiopischen Colleges. Quelle: ClimEtSan

Abb. 6: Fertiger Kompost nach 5 ½ Monaten Kompostierung. Quelle: ClimEtSan

Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung dieses Blogs ist auch Äthiopien von der COVID-19 Pandemie betroffen und es gilt ein landesweiter Ausnahmezustand. Aus diesem Grund wurde das Projekt vor Ort ausgesetzt und die Feldversuche, in denen eine Kompostdüngung mit mineralischer Düngung verglichen werden soll, verschoben.

Wir wünschen daher allen Beteiligten das Beste! Stay healthy and safe!

Text: Dr. Katharina Prost & Prof. Dr. Nicolas Brüggemann

Fotos: Dr. Katharina Prost, Dr. Dong-Gill Kim, Daniela Castro Herrera, Katharina Werner und Oukula Obsa