磷：无法替代的元素 [美国媒体]

Phosphor: Das unersetzliche Element

磷：无法替代的元素

Ohne Phosphor kann der Mensch nicht leben. In Teilen Afrikas ist der Stoff knapp geworden. Was nun?

没有磷人类就无法生存。在非洲的一些地方已经出现磷短缺，现在怎么办？

Von Kerstin Hoppenhaus

作者：Kerstin Hoppenhaus

21. November 2018, 16:55 Uhr Editiert am 22. November 2018, 20:38 Uhr DIE ZEIT Nr. 48/2018, 22. November 2018



图为马拉维的市场

Bisher wird der Rohstoff oft weggeschmissen

在此之前含磷资源经常被丢弃

In Malawi untersuchen Six und seine Kollegin Janina Dierks, wie Faidherbia-Bäume – eine lokale Mimosenart – und der Mais zusammenarbeiten. "Die Bauern mögen diese Bäume", sagt Dierks, "weil die in der Regenzeit das Laub abwerfen und so dem Mais weniger Konkurrenz machen." Die Mimosen sind Hülsenfrüchtler, und in ihrem Wurzelwerk siedeln sich feine Mykorrhizen an, Pilzsymbionten, die Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphat für die Pflanzen verfügbar machen. Im Gewächshaus konnte Dierks nachweisen, dass von den Pilzsymbionten nicht nur die Bäume profitieren, sondern auch die Nutzpflanzen drum herum. In Malawi will sie nun herausfinden, ob das auch im Freiland so funktioniert.

Six和他的同事Janina Dierks在马拉维进行调查，例如白相思树（译注：一种豆科植物），这是一种当地的含羞草属物种，同玉米一起种植。Dierks说道，“农民喜欢这些白相思树”，“因为在雨季的时候它们就落叶了因此并不会和玉米竞争”。白相思树是豆科植物，它们的根部长有细微的菌根，菌类共生体，能够给植物提供例如氮和磷等营养物质。Dierks能够证明在温室里这种菌类共生体不止对白相思树有益而且对周围的经济作物也有益。在马拉维她想要找出这一方式在大田中是否也行得通。

Darüber, wie lange die Phosphatvorräte in den Lagerstätten noch reichen werden, gehen die Prognosen auseinander, vor allem weil sich die Annahmen über den künftigen Verbrauch und die Entwicklung neuer Abbautechnologien stark unterscheiden. In frühen Studien ging man davon aus, dass der Höhepunkt des Abbaus (peak phosphorus) noch in diesem Jahrhundert erreicht werden würde. Inzwischen gibt es aktualisierte Schätzungen über die Reserven. Für die Vorkommen in Marokko wurden die Zahlen von knapp 6 auf 51 Milliarden Tonnen Rohphosphat nach oben korrigiert. Die weltweiten Reserven könnten noch mindestens 300 Jahre reichen, möglicherweise länger, wenn man bisher unbekannte oder noch nicht wirtschaftlich nutzbare Lager miteinbezieht.

对于全世界岩层中的磷矿储量还能开采多久有不同的预测，主要因为对于未来磷的使用量和新开采技术的发展都有很不同的看法。在早先的研究中，人们认为磷矿的开采的最高峰将在本世纪达到，与此同时也对磷矿储量有了最新的估计。摩洛哥的储量从差不多60亿吨被更新为510亿吨。全世界的磷矿储量因此还能至少维持300年，可能还会更久，因为这还没包括目前为止未知的磷矿和目前没有开采经济性的磷矿。

Doch es wäre kurzsichtig, sich deswegen zurückzulehnen. Einen Vorgeschmack darauf, welche Risiken die globalen Abhängigkeiten auf dem Weltmarkt und die geopolitische Konzentration der Reserven bergen, gab es im Jahr 2008, als der Preis für Phosphat plötzlich um 800 Prozent anstieg, von etwa 50 auf 430 US-Dollar pro Tonne.

但是因此高枕无忧是没有远见的。依赖于国际市场上的磷资源和地理上磷矿的高度集中带来的风险让我们在2008年就尝到了苦头，磷的价格突然飙升8倍，从每吨50美元飞涨到430美元。

Für die Hersteller kam dieser Preisschock wie aus heiterem Himmel. "Bis dahin waren die Phosphorpreise immer relativ niedrig und stabil gewesen", erzählt Rainer Schnee, der Vorsitzende der Deutschen Phosphor-Plattform DPP. "Wir konnten sogar Fünfjahresverträge abschließen. Und dann gab es plötzlich diese Kombination aus Verknappung, Panik und Spekulation – das hat sich dann in kürzester Zeit aufgeschaukelt. Erst nach einem halben Jahr normalisierte sich der Markt langsam wieder." Doch die Preise sanken nie wieder auf das ursprüngliche Niveau. Und das Bewusstsein dafür, dass Phosphate erstens nicht zu ersetzen sind und zweitens nicht für immer unbegrenzt und billig zur Verfügung stehen könnten, war schlagartig geweckt.

对于使用者来说那次价格冲击犹如晴天霹雳。德国磷平台DPP主席Rainer Schnee说道，“在此之前磷的价格总是相对较低和稳定”。“我们当时甚至能签署5年的供应合同。然后突然出现了磷短缺，恐慌和投机，一切都在极短的时间内出现。半年后磷市场才慢慢回归正常”。然而价格却永远回不到当初的价格了。给人猛然唤醒的意识就是，磷首先是无法替代的，其次也不是永远无穷无尽，可以廉价使用的。

Etwa 82 Prozent der weltweiten Phosphatproduktion werden als Düngemittel eingesetzt, derzeit etwa 216 Millionen Tonnen pro Jahr. Schwerer noch als höhere Preise und plötzliche Ausschläge wiegt für eine Industrienation wie Deutschland die geopolitische Abhängigkeit. Niemand möchte bei einem essenziellen Rohstoff dauerhaft von Monopolisten abhängig sein. Dabei hätte Deutschland genug Phosphat, um einen großen Teil seines Verbrauchs selbst zu decken. Bisher wird der Rohstoff allerdings weggeschmissen: Lebensmittelabfälle, aber vor allem menschliche Fäkalien und Urin, dazu Mist und Gülle aus der Tierhaltung.

全世界差不多82%的磷产品都被用于肥料，目前全球年使用量约为2160万吨。比价格上涨更让我们德国这种工业国家突然感到担忧的是我们对地缘政治的依赖。没人想重要原材料长期依赖于垄断者。我们德国本有足够的磷能满足大部分国内的消耗，但是在此之前这些原材料都被丢弃了：食物垃圾，尤其是人类的粪便尿液，还有饲养动物产生的屎尿。

Auch Malawi ist für die Versorgung mit Düngemitteln praktisch vollständig auf Importe angewiesen. Malawi hat jedoch keinen eigenen Hafen und eine kaum entwickelte Transport-Infrastruktur. Die Preise für Phosphatdünger liegen hier zwei- bis fünfmal so hoch wie in Europa, vor allem wegen der hohen Frachtkosten, auch jetzt schon, ohne Verknappung und Preisspitzen auf dem Weltmarkt. Die meisten der knapp 19 Millionen Einwohner Malawis sind Kleinbauern und Selbstversorger. Für viele von ihnen ist Dünger unbezahlbar. Die malawische Regierung betreibt seit 2005 ein aufwendiges Subventionsprogramm für Düngemittel, aber längst nicht alle Bauern werden erreicht.

马拉维基本上完全依赖于进口磷肥。马拉维还没有自己的港口，几乎没有运输基础设施。因此磷肥的价格是我们欧洲的2到5倍高，主要是因为高昂的运费，这还是在全球市场上没有处于短缺和价格高点的时候。差不多1900万马拉维人大都是小农户和自给自足者。对于他们大部分人来说根本无力承担肥料的钱。马拉维政府从2005年就在推动高额的肥料补贴，但是很久以来也没能惠及所有农民。



磷也蕴含在从马拉维湖泊中打捞上来的鱼中

Jetzt ist der Forschungsdruck da

现在科研的压力来了

"Für die meisten Kleinbauern hier bedeutet jeder Sack Dünger eine Risikoabwägung", erklärt Frank Mnthambala. Er ist Doktorand im Fach Bodenkunde an der Cranfield-Universität in Großbritannien und, wie die meisten Menschen in Malawi, auch Bauer. "Wenn Sie Geld für Dünger ausgeben, dann ist es erst einmal weg. Der Nutzen des Düngers macht sich erst Monate später bemerkbar. Und er ist nicht garantiert. Zwischen Aussaat und Ernte kann so viel passieren, Wetter, Schädlinge, Krankheiten ... Wenn Sie nicht viel Bargeld haben, dann ist es zwischen 'Bargeld jetzt' und 'vielleicht einem höheren Ertrag später' eine ziemlich riskante Wette."

Frank Mnthambala解释道，“对于大部分小农户来说，每一袋化肥都是下赌注”。他是英国克兰菲尔德大学土壤学博士研究生，也同大部分马拉维人一样，也是农民。“当您花钱买化肥，就意味着走上了单行线。化肥的用处只有在几个月后才能感觉出来，而且也不能保证在播种和收获之间不会发生可能存在的很多风险：恶劣天气、虫害、病害。。。当您没有太多现钱的时候，那么在“保住现钱”和“未来可能的高收获”间做选择就是非常大的风险赌注”。

Die Landwirtschaft schließt den natürlichen Kreislauf des Phosphors kurz, indem sie einen großen Teil aufkonzentriert, zunächst in der Nahrung für Tiere und Menschen. Und noch konzentrierter in Kot und Urin, denn einen Großteil des Phosphors, den wir aufnehmen, scheiden wir wieder aus. Ein Teil wird als Gülle oder Klärschlamm wieder aufs Feld gefahren. "Das Recycling war einfach immer zu teuer", sagt Schnee. "In Deutschland wird zwar seit mehr als 20 Jahren an der Phosphorrückgewinnung geforscht, aber die meisten Projekte sind im Labormaßstab stecken geblieben." Einige wenige liefen im Pilotmaßstab, sagt er, aber keines habe bisher den Stand einer Großanlage erreicht. "Es gab einfach nicht den Druck."

农业缩短了磷在自然的循环过程，大部分磷被植物吸收，然后作为动物和人类的营养物质，浓缩于粪便和尿液之中。我们吸收的大部分磷都被排出体外，一部分作为肥料或者淤泥重新撒入土地。Schnee 说道，“这一”循环过程太昂贵了。“在我们德国虽然20多年前就开始研究磷的回收，但是大部分项目只存在于在实验室的规模。”他说道，个别项目进行了小规模试验，但是目前为止没有一个实现大型设备。“因为以前完全没有磷回收的压力”。

Nun ist der Druck da. In vielen Teilen der Welt haben sich Forschungs- und Entwicklungsverbände gebildet, um die nachhaltige Nutzung des unersetzlichen Nährstoffs voranzutreiben. In Deutschland ist es die Deutsche Phosphor-Plattform, ein Zusammenschluss von Akteuren aus der Industrie, öffentlichen und privaten Organisationen und verschiedenen Forschungseinrichtungen, gegründet 2015. Auf europäischer Ebene gibt es seit 2013 die European Sustainable Phosphorus Platform, weltweit aktiv ist schon seit 2008 die Global Phosphorus Research Initiative, in der Wissenschaftler aus Australien, Schweden, Frankreich und anderen Ländern zusammenarbeiten. 2014 nahm die Europäische Union Phosphatgestein in ihre Liste kritischer Rohstoffe auf. Und seit Herbst 2017 ist in Deutschland die neue Klärschlammverordnung in Kraft, die unter anderem vorschreibt, dass große Kläranlagen, kleinere an den Phosphor aus ihren Klärschlämmen zurückgewinnen müssen. Theoretisch könne man damit 40 bis 50 Prozent des deutschen Gesamtverbrauchs an mineralischem Phosphatdünger abdecken. Eine noch bessere Quelle für die Phosphor-Rückgewinnung ist natürlich die Gülle aus der Tierhaltung. "Da muss auch etwas passieren", sagt Schnee. "Aber da stehen wir ganz am Anfang."

现在科研的压力来了。全世界很多地方都成立了科研协会，来推动可持续使用磷这种不可替代的营养物质。在我们德国2015年成立的磷平台集合了工业，公众和私人组织，不同研究机构的人员。在欧洲层面，在2013年就有了欧洲磷可持续平台。全世界范围从2008年就有全球磷研究组织，汇集了澳大利亚，瑞典，法国和其他国家的科学家。2014年欧盟将磷酸盐矿石列为关键资源名录。从2017年秋天起，我们德国的淤泥法令生效，规定所有污水处理机构届时必须从淤泥中回收磷。理论上回收的磷可以满足我们40%到50%磷肥的使用量。另一个回收磷的更好的途径是饲养牲畜产生的屎尿。Schnee说道，“我们对这些必须也做点什么”。“但是我们完全是刚起步”。

hirana, einen beliebten Speisefisch für den lokalen Markt. 186 Tage dauert es vom Ei bis zum verkaufsfertigen Fisch. Sobald die Jungfische groß genug sind, kommen sie in belüftete Strömungsbecken aus Beton, in denen sie bis zur Verkaufsreife gemästet werden. Das Fischfutter kommt in Säcken und wird in einer großen Halle gemischt. Phosphor ist einer von vielen wichtigen Nährstoffen darin. Frank Mnthambala, der Bodenkundler, interessiert sich für die Abwässer. "So viele schöne Nährstoffe", lacht er, "daraus muss sich doch etwas machen lassen!" Sein Forschungsprojekt ist, die Phosphorströme im gesamten malawischen Wirtschaftssystem zu verfolgen, um festzustellen, welche potenziellen Quellen für ein Phosphor-Recycling es in seinem Land gibt. "Klärschlamm, Abwässer von Fischzuchten, Mist von den großen Hühnerfarmen", zählt er auf. "Aber keiner hat das bisher quantifiziert. Unser Ziel ist es, dass wir weniger abhängig von Importen werden."

Shirana是非洲当地市场一种很受欢迎的食用鱼。从卵长到可贩卖的鱼需要186天。只要小鱼长到足够大就会被捞入水泥做的通氧气的饲养池，在那里他们被饲养到足够出售的大小。成袋的鱼食在大厂房中被添加进别的营养物质，磷就是很多重要的成分之一。土壤学家Frank Mnthambala对养鱼的废水很感兴趣。他笑道，“这么多很棒的营养物质”，“我们肯定能从中获得点什么！”他的研究项目就是追踪马拉维经济系统中磷的流动，以便确定这个国家存在哪些潜在的磷循环的途径。他列举道，“淤泥、养鱼废水、大型养鸡场的鸡屎”。“但是目前为止没人将这些资源量化，我们的目标就是减少对进口化肥的依赖”。

Ein effektives Phosphor-Management muss von Mikroorganismen bis zum Menschen reichen, vom Kleinbauern bis zum Agrarunternehmen, von lokalen Verwaltungen bis zu internationalen Abkommen.

一个有效的磷管理体制必须是从微生物到人，从小农户到农业企业，从当地的管理到国际协议。

Für alle gilt es, Phosphor zu behalten, statt ihn an den "ewigen" Kreislauf zu verlieren. Die Nahrung der Menschheit hängt an diesem einen Element.

对所有人来说都要留住磷，而不是让磷流失在“无穷无尽”的循环过程中。我们人类的食物依赖于这种元素。