Zukunftsprojekt: Urbane Nahrungsmittelproduktion

Spül‑, Waschmaschi­nen und Toi­let­ten­wass­er fällt in deutschen Haushal­ten zur Genüge an. Das Ver­bund­pro­jekt “ROOF WATER-FARM” unter­sucht, wie sich häus­lich­es Abwass­er dezen­tral auf­bere­it­en und für die Gemüse­pro­duk­tion nutzen lässt. Fraun­hofer UMSICHT entwick­elt in diesem zukun­ft­strächti­gen Vorhaben ein neuar­tiges Auf­bere­itungsver­fahren, das aus Toi­let­ten­wass­er flüs­si­gen Pflanzendünger her­stellt. Eine Pilotanalage wurde in Berlin bere­its erfol­gre­ich in Betrieb genommen.

Rund 70 Prozent unseres ver­füg­baren Trinkwassers gehen in die Land­wirtschaft über, welche wiederum 14 Prozent der weltweit­en CO2-Emis­sio­nen aus­macht. Um auch in der Zukun­ft eine aus­re­ichende Wass­er- und Nahrungsver­sorgung zu gewährleis­ten, müssen umweltscho­nende Alter­na­tiv­en zur land­wirtschaftlichen Erzeu­gung von Lebens­mit­teln gefun­den werden.

Frisches Gemüse und frisch­er Frisch direkt von den Däch­ern unser­er Städte – das ist die Vision von “ROOF WATER-FARM”: Das vom Bun­desmin­is­teri­um für Bil­dung und Forschung (BMBF) geförderte Pro­jekt erprobt dafür die dezen­trale Abwasser­auf­bere­itung und ‑nutzung in Gebäu­den und Sied­lungsräu­men. Denn statt häus­liche Abwäss­er aus Dusche, Waschmas­chine, Bade­wanne oder Toi­lette in Kläran­la­gen zu trans­portieren, lassen sie sich auch direkt vor Ort weiterverwerten.

In zwei unab­hängi­gen Ver­such­streck­en wurde im Ver­bund­pro­jekt das Toi­let­ten­ab­wass­er (auch Schwarzwass­er genan­nt) getren­nt vom Abwass­er aus Dusche, Waschmas­chine, Bade­wanne so auf­bere­it­et, dass schmack­hafte Gurken und Salat geern­tet wer­den konnten.

Dünger aus Abwasser

Erprobt wer­den alle für das Pro­jekt entwick­el­ten Konzepte und Ver­fahren in einem Gebäudekom­plex als Pilot­stan­dort in Berlin-Kreuzberg. Hier ste­ht auch die von Fraun­hofer Umsicht entwick­elte Schwarzwass­er-Flüs­sigdünger-Anlage, die aus Schwarzwass­er mit einem hohen Gehalt an Nährstof­fen (Stickstoff‑, Phos­phat- und Kali­um) flüs­siges Pflanzendüngemit­tel gewin­nt. Seit Inbe­trieb­nahme bere­it­et die Anlage zuver­läs­sig das Abwass­er von 50 Anwohn­ern zu Flüs­sigdünger auf. Dieser wird wiederum für die Gemüse­pro­duk­tion in einem Gewächshaus ver­wen­det wer­den, das eben­falls am Stan­dort in Berlin-Kreuzberg ste­ht, allerd­ings in dieser ersten Pilot­phase noch auf dem Boden statt dem Dach.

Ökobilanzierung

Um die Umweltwirkung der im Pro­jekt einge­set­zten Ele­mente ein­schätzen zu kön­nen, haben Mitar­bei­t­ende von Fraun­hofer Umsicht außer­dem eine Öko­bi­lanzierung durchge­führt. Dazu wur­den Treib­haus­gase­mis­sio­nen und Energieaufwand, die im Rah­men der Abwasser­wasser­auf­bere­itung und Gemüse­pro­duk­tion anfall­en, berech­net und mit etablierten Tech­nolo­gien ver­glichen. Die Ergeb­nisse der Öko­bi­lanzierung vom Forschungsin­sti­tut zeigen, dass aus kli­marel­e­van­ten Aspek­ten die dezen­trale Wasser­auf­bere­itung und ‑nutzung eine mögliche Alter­na­tive zur zen­tralen Abwasser­auf­bere­itung darstellt. Um kün­ftig mit solchen Konzepten auch sig­nifikante Men­gen an Treib­haus­gasen einzus­paren, müssten vor allem noch Tech­nolo­gien zur Wärmerück­gewin­nung aus Abwass­er inte­gri­ert werden.

Urbane Agrikultur

Fraun­hofer Umsicht gehört in Deutsch­land zu den Pio­nieren für gebäudein­te­gri­erte Lebens­mit­tel­pro­duk­tion. Unter der Dachmarke inFarm­ing treibt das Insti­tut den Auf­bau und die Inte­gra­tion von Agrikul­tur in Städten voran. Durch die Ver­wen­dung von Däch­ern und Gebäu­den als land­wirtschaftliche Nutzflächen wird das Gemüse in unmit­tel­bar­er Nähe des Ver­brauch­ers ange­baut. Dadurch ent­fall­en nicht nur weite Trans­portwege, auch Kohlen­diox­id-Emis­sio­nen wer­den auf diese Weise erhe­blich gesenkt. Um diese Ziele zu erre­ichen, hat das Insti­tut ver­tikale Kul­tivierungsmeth­o­d­en, Kreis­laufver­fahren für Nährstoffe und spezielle Belich­tungsstrate­gien entwickelt.