Fosfor is essentieel voor het leven op Aarde, zegt Chris Slootweg op zijn profielpagina van de Universiteit van Amsterdam. Het is een essentieel element in de wereld-landbouw. Het speelt een belangrijke rol in moderne wetenschap en techniek: organofosforverbindingen hebben veel uiteenlopende toepassingen. Maar de mensheid gebruikt fosfor inefficiënt en onduurzaam; terwijl de voorraden beperkt zijn. Er zijn geen alternatieven voor het gebruik van fosfaten als meststof. Hoe kunnen we deze situatie verbeteren?
Hergebruik en recycling
Met zijn team ontwikkelt Slootweg manieren voor hergebruik en recycling van fosforverbindingen; een project gericht op betere duurzaamheid en minder verspilling van deze stoffen. Zoals ze zeggen, werken ze naar ‘duurzame fosforchemie op grote schaal, met recycling en schone en ‘cradle-to-cradle’ technologieën als doorbraken op dit terrein, om te zorgen voor blijvende benutting van fosfor.’ Met hun werk willen ze een paradigmaverandering teweegbrengen; vooral door het ontwikkelen van efficiënte redoxmethoden voor hergebruik, waarmee afgedankt fosfaat direct kan worden omgezet in nuttige producten.
Op deze site hebben we al een aantal keren aandacht gevraagd voor het fosfaatprobleem. Tien jaar geleden noemden we terugwinning van fosfaat al een ‘urgent probleem’. Een paar jaar later schreven we dat terugwinning van fosfaat niet in de eerste plaats een technisch probleem is. Het is vooral een kwestie van organisatie. En een jaar laten besteedden we aandacht aan de geopolitieke aspecten van het fosforprobleem. ‘Voor de moderne landbouw is steeds meer fosfaat nodig,’ zo schreven we, ‘en omdat er maar weinig wordt gerecycled, gebruikt de wereld enorme hoeveelheden fosfaaterts.’
Uitputting van fosfor
In zijn rapport ‘Phosphorus depletion: an invisible crisis?’ bespreekt Bert Smit van Wageningen Universiteit wat we hieraan kunnen doen. ‘Fosfor (P)’, schrijft hij, is een van de voedingsstoffen die planten nodig hebben om zonne-energie en kooldioxide om te zetten in de organische stoffen, nodig voor het voortbestaan van het leven op Aarde. Maar de concentratie van P in de meeste landbouwgrond, en zijn geringe oplosbaarheid, maken dat P bijna overal ter wereld de beperkende factor is voor plantengroei.’ Vroeger was terugwinning van P daarom van het grootste belang. Daartoe verzamelden mensen organische afvalresten en ander afval, en ook menselijke en dierlijke uitwerpselen, om ze terug te brengen op het land. Nog altijd bestaande praktijk op veel plaatsen ter wereld. Maar sinds de tweede helft van de 19e eeuw kunnen wij fosfaatmest winnen uit gesteente. Samen met de ontwikkeling van stikstofkunstmest bevorderde dit geweldig de productiviteit van de landbouw. Het was niet langer nodig, uitwerpselen en andere organisch afval te gebruiken. In veel landen werden deze sindsdien gewoon afgedankt.
Maar de wereldvoorraad fosfaaterts is beperkt. Terwijl fosfor toch een essentiële en niet-hernieuwbare grondstof is voor de wereldvoedselproductie. ‘Tegenwoordig,’ aldus het UK Centre for Ecology & Hydrology in The Conversation, ‘is de cirkel gebroken. Elk jaar wordt er 220 miljoen ton fosfaatrotsen gewonnen, maar slechts een verwaarloosbaar deel wordt gerecycled. Gewassen worden de steden binnengebracht; ze worden niet teruggevoerd naar de bodem maar naar de riolering, en komen dan meestal terecht in zee. Een circulair proces is lineair geworden. Volgens Cordell e.a. ontstaan er nu tekorten op vele niveaus: dat van management (met als resultaat een laag rendement van mijn tot voedsel), van de economie (kunstmest niet beschikbaar voor alle boeren), van instituties (afwezigheid van een beheerssysteem) en van geopolitiek (waar een klein aantal landen de beschikking heeft over fosfaatvoorraden).
De toekomst van fosfaat
Kortgeleden publiceerden onderzoekers het rapport ‘Our Phosphorus Future’, wel genoemd ‘de meest omvattende analyse wereldwijd van de uitdagingen bij, en de mogelijke oplossingen van de fosfaatcrisis.’ Het is geschreven door een team van 40 internationale deskundigen uit 17 landen, geleid door het UK Centre for Ecology & Hydrology (UKCEH) en de Universiteit van Edinburgh, en ondersteund door het United Nations Environment Programme (UNEP).
Het rapport roept regeringen over de hele wereld op, zich een ’50, 50, 50’ doel te stellen: 50% minder fosfaatverontreiniging en 50 procent meer recycling van de meststof in 2050. Aanbevelingen uit het rapport zijn:
- integratie van landbouw en veeteelt, zodat fosfaat uit mest wordt gebruikt voor gewassen, en de vraag naar kunstmest afneemt;
- duurzamere diëten ontwikkelen, waardoor de hoeveelheid fosfor voor gewassen gebruikt voor veeteelt gaat afnemen;
- verminderen van voedselverspilling, met andere woorden: minder vraag naar gewassen en dierlijke producten, en daardoor naar fosfor (volgens een recent UNEP-rapport is het gebruik door huishoudens, distributiebedrijven en de voedingsindustrie zo’n 931 miljoen ton per jaar);
- verbetering van afvalwaterzuivering, zodat fosfaat wordt verwijderd en hergebruikt, en dit rivieren en meren niet verontreinigt.
Effecten
De auteurs van het rapport maken een inschatting van de belangrijkste resultaten van het ’50, 50, 50’ project. Het gevolg zou zijn een voedselsysteem dat meer dan vier keer de huidige wereldbevolking zou kunnen voeden. Boeren zouden jaarlijks $20 miljard minder hoeven te besteden aan kunstmestkosten. En bovendien zou het waarschijnlijk meer dan $300 miljoen schelen aan kosten om vervuilde waterlopen vrij te maken van fosfaatverontreiniging.
Maar tot nu toe lijkt het hier niet op. Boeren in rijke landen hebben nog steeds genoeg geld om fosfaatkunstmest te kopen. En manieren om fosfaat in te zamelen en terug te winnen, zijn te duur. De wereld blijft op het uitputtings-spoor hangen. Een spoor waarvan er geen weg terug is.
Interessant? Lees dan ook:
Fosfaat en fosfor, zorg er goed voor
Kringlooplandbouw, het toekomstmodel
Micronutriënten, klein maar essentieel