Apadó erőforrások: közel a „foszforcsúcs”?

Apadó erőforrások: közel a „foszforcsúcs”?

2018.05  | Olvasási idő: 12 perc

Manapság sokat hallani arról, hogy Földünk kifogy a kőolajból és a többi fosszilis energiahordozóból. Keveset foglalkozunk azonban a többi létfontosságú elem kitermelésének fenntarthatóságával, pedig ezek között is akadnak olyanok, például a foszfor, melyek készletei szintén kimerülőben vannak.

2010-ben, miután negyvenegy nyersanyagot értékelt azok gazdasági fontossága, ellátásának kockázata és környezeti hatása alapján, az Európai Bizottság összeállított egy jegyzéket az általa legfontosabbnak tekintett tizennégy nyersanyagról. Egy három évvel későbbi vizsgálat eredményeként az EU kritikus alapanyagnak minősítette a többi között a foszfátműtrágya elengedhetetlen adalékaként használt foszfort is – kontinensünk foszforigényének ugyanis 92%-a importból kerül fedezésre. Ezzel egybekötve a Bizottság konzultációs célú közleményt adott ki a fenntartható foszforhasználatról, ez pedig az európai foszforellátás biztonságának kérdésén kívül magában foglalta a mezőgazdaságból, valamint a szennyvízterhelésből eredő és a foszforral összefüggésbe hozható víz- és talajszennyezés problémaköreit is.

A foszfor esetében ellentmondásos kémiai elemmel van dolgunk: ez az anyag energiaraktározásban játszott kulcsszerepe miatt az élő szervezetek egyik leggyakoribb alkotóeleme, ám ezzel egyidejűleg, éppen a foszfortúlterhelés nyomán jelentkező algásodás és drasztikus vízminőségromlás miatt a felszíni vízfolyások egyik legnagyobb ellensége is.

Míg globálisan viszonylag bőséges tartalékok állnak a rendelkezésünkre, az Unió területén csak kis mennyiségben találhatók foszfáttartalmú kőzetek (pl. Finnországban). Mindemellett a foszfátérc árának utóbbi években történt ingadozása – melynek első nagy hulláma a 2008-as gazdasági válság kirobbanásakor érte el a világpiacot – jelentősen hozzájárult a műtrágya árának növekedéséhez. A foszfor ugyanis pótolhatatlan részét képezi a modern mezőgazdaságnak: a takarmányokban és a műtrágyában – eddigi ismereteink szerint – semmivel sem helyettesíthető a használata. Így nem meglepő, hogy a globális foszforkereslet hozzávetőlegesen 90%-a a mezőgazdaság, valamint az élelmiszeripar igényeire vezethető vissza. Ennek következtében ha a foszfor kevésbé fontos felhasználási területein – például az ipari felhasználásban, ahol fémfelületek kezelésére, illetve detergensekben alkalmazzák – sikerülne is átállni valamelyik másik nyersanyag használatára, az valószínűleg nem hozna jelentős változást a jelenlegi magas kereslet egészét illetően.

De akkor hogyan is állunk a tartalékokkal?

A foszfátérc és a foszfátalapú műtrágya világszintű keresletére és kínálatára vonatkozó információk csak korlátozott mértékben állnak a kutatók rendelkezésére. Referenciaforrásaként legtöbben az Egyesült Államok Geológiai Szolgálatára (United States Geological Survey, USGS) szoktak hivatkozni. Ehhez azonban azt is hozzá kell tenni, hogy 1990 és 2010 között az USGS statisztikáit nem frissítették teljeskörűen a nem kormányzati forrásokból származó információkkal. 2010-ben a Nemzetközi Műtrágyafejlesztési Központ (International Fertilizer Development Center, IFDC) ágazati információk alapján új, sokkal magasabb becslésekről számolt be a készletekre vonatkozóan, és ennek alapján 2011-ben az USGS kínálatra vonatkozó előrejelzéseit is felülvizsgálták.

A fenti információk alapján a foszfátérckészletek kitermelése jelenleg néhány országba összpontosul: Az eddig ismert és gazdaságilag is hatékonyan kitermelhető források mintegy 75%-a az egyidejűleg a világ legnagyobb foszfátércexportőrének számító Marokkóban található. Jelentős tartalékokkal rendelkezik továbbá Kína, valamint az USA is, azonban e két utóbbi országban bányászott foszfátérc nagy része nem kerül a világpiacra, és ez tovább korlátozza a beszerzési lehetőségeket más országok számára.

A legnagyobb foszfátérc-kitermelő országok, 2015
Forrás: USGS

Az előrejelzések szerint az elkövetkező években a foszfátérc iránti kereslet évi 2,2%-os növekedése várható, ezzel párhuzamosan pedig a műtrágya iránti globális kereslet is tovább fog nőni: a világ foszfátalapú műtrágya iránti keresletét illetően az ENSZ mellett működő Élelmezésügyi és Mezőgazdasági Világszervezet (Food and Agriculture Organization, FAO) Ázsiában 58, Amerikában 29, Európában 9, Afrikában 4, Óceániában pedig 0,5 százalékos igénynövekedést prognosztizál.

Mint a legtöbb kimerülő erőforrás, úgy a foszfor esetében is nagyon nehéz pontosan megjósolni a foszfátérckészletek mennyiségét, és azt, hogy ezek hosszú távon ki tudják-e elégíteni a keresletet. Annyi mindenesetre bizonyos, hogy a jó minőségű és könnyen kitermelhető források kimerülőben vannak.

A mezőgazdaságban felhasznált foszfor mennyiségének globális eloszlása
Forrás: Agronomic phosphorus imbalances across the world’s croplands. Szerzők: Graham K. MacDonald [et al]. PNAS, 2011.

Miért kell törekednünk a foszfátkör bezárására?

Jóllehet a foszfortartalmú műtrágyák és növényvédő szerek felhasználásával rendkívül körültekintően kellene bánni, a szántóföldi kultúráknál számos esetben nem a megfelelő időben vagy mennyiségben használják a műtrágyákat. Ezzel az általános problémával összefüggésben egy, a Water Resources Research című folyóiratban megjelent tanulmány szerzői szerint a Föld szárazföldi területeinek közel 40%-án a foszforterhelés meghaladja az édesvizek alkalmazkodóképességét. A vizsgálat szerint az édesvízkészletek foszforszennyezésének 30%-áért Kína, 8%-áért India, 7%-áért pedig az Egyesült Államok a felelős. Ez a foszforszennyezés azonban nem csupán a mezőgazdasági tevékenységből ered, ide kalkulálandó ugyanis a szennyvízből és az ipari tevékenységből a vízfolyásokba kerülő foszformennyiség is. Magyarország szempontjából érdekes, hogy a Duna vízgyűjtő területe is a legsúlyosabban szennyezett térségek közé tartozik.

Mivel a jó minőségű foszfortartalékaink kimerülése komoly élelmiszerbiztonsági kérdéseket is felvet, a foszfor újrahasznosításának lehetősége a fejlett országok technológiai kutatásainak egyik kulcskérdésévé kezd válni. A foszfátérc és az abból származó termékek árának 2008-as tetőzését – amikor az árak a 400 dolláros tonnánkénti árat meghaladva több mint tízszeresükre növekedtek –, majd viszonylag magas, tonnánkénti 100 dolláros szinten való stagnálását követően a foszfor újrahasznosításának több módja is a gazdasági élet szereplői érdeklődésének a középpontjába került.

Ennek ellenére továbbra is kevés olyan, már megvalósult kezdeményezést találunk, amely közvetlenül a foszforhatékonyságra és a foszfor visszanyerésére összpontosít – ám néhány kivétel természetesen itt is akad. Az egyik ilyen például Svédország, ahol a szennyvízben jelen lévő foszforvegyületek több mint 50%-át nyerik vissza a termőföldeken való felhasználás céljából. Emellett Németországban, Belgiumban és Hollandiában is találunk már a foszfortartalom szennyvízből történő visszanyerésével üzemelő szennyvíztelepeket. A szennyvízből visszanyert foszforra alapozó műtrágyáknak a tengerentúlon (elsősorban Kanadában), illetve Németországban is kezd formálódni a piaca. A Berlinben és Brandenburgban 3,7 millió ember vízellátását biztosító Berlini Vízművek (Berlin Wasserbetriebe, BWB) például már saját márkanév alatt forgalmazott mezőgazdasági tápanyagot is kínál: a vízmű egy kiskereskedelmi szervezettel szerződött le a szennyvíziszapból kinyert foszfortartalmú műtrágya forgalmazásának és marketingkommunikációjának kiszervezése érdekében.

Az így visszanyert foszfor mezőgazdasági termelésbe való visszaforgatásának arányát azonban megfelelő körültekintés mellett kell meghatározni, hiszen az Unió szántóföldi növénytermeléssel foglalkozó régióiban egyre inkább stabilizálódik a talaj foszforszintje – jóllehet az ásványi foszfátműtrágyák használatára ezek a régiók is változatlanul rá vannak utalva. A szántóföldekre való terítés előtti tápanyagbevitel és -eloszlás előzetes kiszámítását néhány országban már kötelezővé tették: ez egyebek mellett függ például a talajminőségtől, így a tápanyag növényi felvehetőségétől is.

Ennek következtében egy hasonló, a szennyvíz foszfáttartalmának visszanyerését célul kitűző beruházás létjogosultságának megítélése rendkívül komplex feladat, a végfelhasználók, azaz a gazdák elvárása pedig az, hogy a termék megfeleljen a termelékenység, a jövedelmezőség és a környezetvédelem szempontjainak is. Ezeknek a kérdéseknek a megvitatására jött létre Uniós szinten az Európai Fenntartható Foszforhasználati Platform (European Sustainable Phosphorus Platform, ESPP), amely az európai foszforellátás mind gazdaságilag, mind környezetvédelmi szempontból elfogadható lehetőségeit vizsgálja. Annyi bizonyos, hogy nem számíthatunk egy mindenre és mindenkire egyaránt alkalmazható megoldásra, de a meglévő infrastruktúrákat – illetve azt, hogy ezekre hogyan lehet esetleg a jövőben alapozni – mindenképpen érdemes számba venni.

 

Nyitókép forrása: Shutterstock

Regisztrálj és fizess elő, hogy hozzáférhess az általunk kínált összes tartalomhoz!

Kíváncsi vagy a kutatóink által írt legfrissebb anyagokra? Szeretnéd elsőként elolvasni az elemzéseket? Akkor regisztrálj most!

Szeretnél egy olyan platform előfizetője lenni, ahol minden tudást megtalálsz egy helyen? Ahol nem csak mélyelemzések, de exkluzív online rendezvények anyagaiba is bepillantást nyerhetsz? Akkor ne habozz, vásárold meg kedvezményes áron elérhető előfizetési csomagjaink egyikét!