Im Zuge einer nachhaltigen Entwicklung im Umgang mit den endlichen Ressourcen auf einer begrenzten Erde ist es notwendig, alternative Rohstoffquellen zu suchen und zu analysieren. Das Ziel dieser Bachelorarbeit war es, die Chancen und Herausforderungen bei der Rohstoff- und Bodengewinnung aus menschlichen Fäkalien global zu betrachten und in den ausgewählten Ländern Deutschland, China und Nigeria zu konkretisieren.
Dazu wurde eine Methodik aus der klassischen Unternehmensberatung herangezogen. Durch die Analyse der Umweltfaktoren konnte festgestellt werden, dass die täglich ausgeschiedenen Stoffe der Menschen sowohl quantitativ, als auch qualitativ ein Potenzial mit sich bringen. Eine wichtige Erkenntnis aus der Umweltanalyse war, dass sich viele ausgeschiedene Stoffverbindungen in Düngemitteln nachweisen lassen, wodurch ein Einsatz der Fäkalien als Rohstoffquelle speziell für die Landwirtschaft interessant ist. Die weitere Betrachtung hat ergeben, dass die Preise der Düngemittel in den letzten 56 Jahren maßgeblich von den Energiepreisen beeinflusst wurden, wodurch ein zukünftiger Einsatz der Fäkalien als Rohstoffquelle ebenfalls von der Entwicklung der Energiepreise abhängt.
Die Analyse der externen Faktoren hatte das Ziel die unterschiedlichen Hürden beim Umgang mit den menschlichen Fäkalien zu untersuchen. Dazu wurde zuerst der Stand der Technik beim Umgang mit den menschlichen Abfällen betrachtet. Hervorzuheben sind dabei speziell die Terra Preta Verfahren und die Verfahren zur Wiedergewinnung des Phosphors aus Klärschlämmen. Eine weitere wichtige Hürde und Grundvoraussetzung ist die Sammlung der Ausscheidungen. Global betrachtet gibt es dort sowohl in der Qualität, als auch in der Quantität massive Unterschiede. Speziell in den Staaten südlich der Sahara gibt es beim Zugang zu sanitären Einrichtungen noch starken Nachholbedarf. Des Weiteren ist festzuhalten, dass sich die Kläranlagen speziell in den Industrienationen nahezu flächendeckend etabliert haben und ebenfalls in viele Städten der Schwellenländer immer größere Bedeutung einnehmen.
Die in der Umweltanalyse und der Analyse der externen Faktoren betrachteten Stärken/Schwächen und Chancen/Bedrohungen wurden abschließend mittels einer SWOT-Analyse gegenübergestellt. Die Frage einer zukünftigen Positionsbestimmung der Länder wurde durch eine auf der SWOT-Analyse aufbauenden TOWS-Analyse für die Länder Deutschland, China und Nigeria beantwortet.
Inhaltsverzeichnis
1. EINFÜHRUNG
1.1. DIE HERAUSFORDERUNGEN EINER WACHSENDEN WELTBEVÖLKERUNG AUF EINER BEGRENZTEN ERDE
1.2. FORSCHUNGSDESIGN
2. UMWELTANALYSE
2.1. ALLGEMEINE ZUSAMMENSETZUNG MENSCHLICHER FÄKALIEN
2.2. EIGENSCHAFTEN UND EINSATZGEBIETE AUSGEWÄHLTER ROHSTOFFE
2.2.1. CALCIUM
2.2.1.1. Eigenschaften im Boden und in Lebewesen
2.2.1.2. Produktions- und Abbaugebiete
2.2.2. KALIUM
2.2.2.1. Eigenschaften im Boden und in Lebewesen
2.2.2.2. Produktions- und Abbaugebiete
2.2.2.3. Preisentwicklung
2.2.3. PHOSPHOR
2.2.3.1. Eigenschaften im Boden und in Lebewesen
2.2.3.2. Produktions- und Abbaugebiete
2.2.3.3. Preisentwicklung
2.2.4. STICKSTOFF
2.2.4.1. Eigenschaften im Boden und in Lebewesen
2.2.4.2. Produktions- und Abbaugebiete
2.2.4.3. Preisentwicklung
2.3. PROGNOSE
2.4. FAZIT
3. EXTERNE EINFLUSSFAKTOREN
3.1. STAND DER TECHNIK
3.1.1. PRINZIP EINER KLÄRANLAGE
3.1.2. BODENAUFBEREITUNG
3.1.3. PHOSPHORRÜCKGEWINNUNG
3.2. ENTSORGUNG MENSCHLICHER FÄKALIEN
3.2.1. DIE ENTSORGUNGSSITUATION IN ENTWICKLUNGSLÄNDERN
3.2.2. DIE ENTSORGUNGSSITUATION IN DEN BRICS-STAATEN
3.2.3. DIE ENTSORGUNGSSITUATION IN DEN OECD-LÄNDERN UND IN DER EUROPÄISCHEN UNION
3.3. FAZIT
4. SWOT- ANALYSE
4.1. UMWELTANALYSE
4.2. EXTERNE FAKTOREN (UNTERNEHMENSANALYSE)
5. ZIELBILDUNGSPROZESS
5.1. TOWS-ANALYSE DEUTSCHLAND
5.1.1. LÄNDERINFORMATIONEN
5.1.2. RECHTLICHE GRUNDLAGEN IN DEUTSCHLAND
5.1.3. ZUSAMMENSETZUNG VON KLÄRABWÄSSERN
5.1.4. CHANCEN UND HERAUSFORDERUNGEN
5.2. TOWS-ANALYSE CHINA
5.2.1. LÄNDERINFORMATIONEN
5.2.2. RECHTLICHE GRUNDLAGEN
5.2.3. CHANCEN UND HERAUSFORDERUNGEN
5.3. TOWS-ANALYSE NIGERIA
5.3.1. LÄNDERINFORMATIONEN
5.3.2. CHANCEN UND HERAUSFORDERUNGEN
6. FAZIT
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit untersucht das globale Potenzial menschlicher Fäkalien als Rohstoffquelle für die Düngemittelproduktion und Bodenaufbereitung, wobei spezifische Chancen und Herausforderungen für Deutschland, China und Nigeria analysiert werden.
- Analyse der stofflichen Zusammensetzung menschlicher Fäkalien
- Untersuchung technischer und rechtlicher Hürden bei der Abwasserentsorgung
- Anwendung von SWOT- und TOWS-Analysen zur strategischen Positionsbestimmung
- Bewertung von Verfahren wie der Terra Preta-Herstellung und Phosphorrückgewinnung
- Prognose zukünftiger Entwicklungen unter Berücksichtigung von Energie- und Düngemittelpreisen
Auszug aus dem Buch
2.2.1.1. Eigenschaften im Boden und in Lebewesen
Calcium wird vorrangig als Bodendünger in Form von Kalk (CaO) in Böden eingespeist. Dabei verursacht Kalk sowohl chemische, als auch physikalische Veränderungen. Aus chemischer Sicht soll der Kalk den Boden entsäuern. Die Bodenreaktion (pH-Wert) reguliert sich durch eine Reaktion zwischen H+-Ionen und OH--Ionen unter Bildung von Wasser. Der Säuregehalt des Bodens beeinflusst die Nährstoffverfügbarkeit. Unter physikalischen Gesichtspunkten verbessert und stabilisiert Kalk die Bodenstruktur indem er die Aufnahmefähigkeit von Wasser stärkt, eine bessere Durchlüftung des Bodens erzeugt und ein intensiveres Wurzelwachstum ermöglicht. Insgesamt wirkt sich eine Erhöhung der Bodenreaktion fördernd auf die Tätigkeit der Bodenmikroorganismen aus (Hege, et al., 2006, S. 229).
Calcium ist ein wichtiger Pflanzennährstoff. Es findet sich meistens als Salz organischer Säuren (z.B Ca-Oxalat) wieder und fördert das Wurzel- und Längenwachstum der Pflanze. Ein absoluter Ca-Mangel in Pflanzen findet sich selten, da die Versorgung bereits bei geringem Mengen im Boden ausreichend ist (Hege, et al., 2006, S. 230). Im menschlichen Körper gehört Calcium zu den Mengenelementen. 99% des im Körper vorkommenden Calciums ist in den Knochen enthalten. Außerdem trägt es zu wichtigen Funktionen wie dem Zellaufbau und der Aktivierung von Enzymen und Hormonen bei (Brockhaus, 2013).
Zusammenfassung der Kapitel
1. EINFÜHRUNG: Diese Einleitung beschreibt die globale Herausforderung durch Bevölkerungswachstum, Ressourcenknappheit und den steigenden Rohstoffbedarf, was die Notwendigkeit nach alternativen Rohstoffquellen unterstreicht.
2. UMWELTANALYSE: Dieses Kapitel analysiert die stoffliche Zusammensetzung menschlicher Fäkalien und deren Potenzial als Düngemittelquelle sowie die Preisentwicklung wichtiger Nährstoffe wie Stickstoff, Phosphor, Kalium und Calcium.
3. EXTERNE EINFLUSSFAKTOREN: Hier werden technische Entsorgungsverfahren, der aktuelle Stand der Klärtechnik und die länderspezifische Entsorgungssituation in verschiedenen Weltregionen betrachtet.
4. SWOT- ANALYSE: In diesem Kapitel werden Stärken, Schwächen, Chancen und Bedrohungen im Umgang mit menschlichen Fäkalien als Rohstoffquelle systematisch gegenübergestellt.
5. ZIELBILDUNGSPROZESS: Dieser Abschnitt konkretisiert die Strategieentwicklung mittels TOWS-Analyse für die beispielhaften Länder Deutschland, China und Nigeria.
6. FAZIT: Das Fazit fasst die Ergebnisse zusammen und hebt hervor, dass die Nutzung von Fäkalien stark vom Entwicklungsstand der jeweiligen Region und den komplexen wirtschaftlichen sowie infrastrukturellen Faktoren abhängt.
Schlüsselwörter
Fäkalien, Rohstoffgewinnung, Bodengewinnung, Düngemittel, Phosphorrückgewinnung, Terra Preta, Kreislaufwirtschaft, Abwasserentsorgung, SWOT-Analyse, TOWS-Analyse, Nachhaltigkeit, Deutschland, China, Nigeria, Nährstoffmanagement
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Bachelorarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht das Potenzial menschlicher Ausscheidungen als nachhaltige Quelle für die Rohstoff- und Bodengewinnung angesichts einer wachsenden Weltbevölkerung.
Was sind die zentralen Themenfelder der Analyse?
Die Arbeit fokussiert sich auf die stoffliche Zusammensetzung von Fäkalien, technische Verfahren der Abwasserbehandlung, rechtliche Rahmenbedingungen sowie die ökonomische Rentabilität der Ressourcengewinnung.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel ist es, ein besseres Verständnis für die Chancen und Herausforderungen bei der Nutzung menschlicher Abfälle zu schaffen und eine Prognose für die zukünftige Entwicklung in verschiedenen Regionen zu erstellen.
Welche wissenschaftliche Methode wird in dieser Arbeit verwendet?
Der Autor nutzt eine Methodik aus der klassischen Unternehmensberatung, bestehend aus Umweltanalyse, Unternehmensanalyse, SWOT-Analyse und einer abschließenden TOWS-Analyse.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in eine detaillierte Stoffanalyse, die Untersuchung von Entsorgungslogistiken in verschiedenen Industrie- und Entwicklungsländern sowie die strategische Bewertung spezifischer Länderbeispiele.
Welche Schlüsselbegriffe charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Schlagworte sind Kreislaufwirtschaft, Terra Preta, Phosphorrückgewinnung, Abwasserlogistik und die strategische Rohstoffvorsorge.
Warum wurde Nigeria als Fallbeispiel gewählt?
Nigeria dient als Fallbeispiel für die Kategorie der Entwicklungsländer, um die spezifischen infrastrukturellen und wirtschaftlichen Bedingungen in einem afrikanischen Kontext zu beleuchten.
Welche Rolle spielt die "Terra Preta" in dieser Forschung?
Terra Preta stellt ein regionales, einfaches Verfahren dar, das menschliche Abfälle flexibel zur Bodenverbesserung und gegen Desertifikation einsetzen kann, was besonders für Regionen ohne hochkomplexe Klärinfrastruktur relevant ist.
- Quote paper
- Jakob Rothmeier (Author), 2016, Chancen und Herausforderungen bei der Rohstoff- und Bodengewinnung aus menschlichen Fäkalien, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/435493
