Hochdruck und Humus: Wie aus Abfall ein Klimaretter wird

Feuchtheiße Temperaturen, kein Licht, keine Luft – und ein intensiver Geruch: Wenn im Labor des Start-ups Humify der Hochdruckkocher angeworfen wird, ist kaum vorstellbar, dass unter derartigen Bedingungen ein Produkt entsteht, das den Klimawandel beeinflussen und zur Ernährungssicherung beitragen könnte. Der dabei entstehende schwarz-flüssige Schlamm ist jedoch genau das – ein Superhumus mit erstaunlichen Eigenschaften.

Ein Mitarbeiter von Humify kniet vor Blumentöpfen, die auf mehreren Regalebenen in einem Schrank verteilt stehen. Das Unternehmen produziert künstliche Huminstoffe aus organischen Abfällen. Einmal in den Boden eingebracht, binden sie Feuchtigkeit und wertvolle Mineralien. So entsteht ein gesundes Ökosystem, das Mikroorganismen anlockt. Was beim Menschen die Darmflora ist, sorgt im Boden als mikrobielle Gemeinschaft dafür, Nährstoffe für Pflanzen verfügbar zu machen. Dabei binden die Mikroorganismen CO₂ im Boden – und liefern damit einen entscheidenden Beitrag zur Klimastabilisierung.

Der Boden als Klimaretter?

Der Boden kann laut Forschenden, je nach Humusgehalt, mehr Kohlenstoff aufnehmen und speichern als Atmosphäre und Vegetation zusammen. Künstliche Huminstoffe wie die von Humify verbessern die Bodenfruchtbarkeit, erhöhen den Ernteertrag um bis zu 20 Prozent, verbessern die Wasserhaltefähigkeit und machen Pflanzen resistenter gegen Schädlinge.

„Humify Humus bietet eine nachhaltige Möglichkeit, den Düngemitteleinsatz zu reduzieren und den mit seiner Herstellung und Anwendung verbundenen CO₂-Ausstoß zu verringern, während gleichzeitig die Fruchtbarkeit und der Ernteertrag verbessert werden,“ so die Forschenden.

In Teltow bei Berlin tüftelt ein multidisziplinäres Team aus den Bereichen Chemie, Biologie und Ingenieurswesen an einem Prozess, der kostengünstiges Carbon-Capturing ermöglichen könnte. Organische Abfälle können bei rund 200 °C, etwas Druck und Wasser in künstliche Huminstoffe umgewandelt werden. Und genau diese Stoffe sind es, die laut Humify „der Schlüssel zur Klimalösung“ sein könnten.

Mit grüner Chemie zurück zur Bodenfruchtbarkeit

„Auf natürlichem Weg bräuchten diese Flächen zur Renaturierung bis zu 3.000 Jahre. Mithilfe des hydrothermalen Verfahrens lässt sich dieser Prozess deutlich beschleunigen: Angereichert mit bestimmten Mikrobakterien entsteht der Superhumus in wenigen Wochen und macht so die Böden wieder fruchtbar“, erklärt Humify-Mitbegründer und CFO Harald Pinger.

Markus Antonietti, Direktor am MPI für Kolloid- und Grenzflächenforschung. © Sebastian Rost

Die Technologie dahinter hat historische Wurzeln. Bereits 1913 beschäftigte sich der deutsche Chemiker Friedrich Bergius mit Hochdruckprozessen und erhielt 1931 den Nobelpreis. Dass aus diesem Verfahren 90 Jahre später eine Lösung für Bodenverbesserung und Ernährungssicherung wird, ist Markus Antonietti zu verdanken.

Eine Entdeckung im Labor

Markus Antonietti, Direktor am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung (MPIKG) in Potsdam-Golm, entdeckte in einem seiner Experimente, dass sich bei modifizierten chemischen Bedingungen im hydrothermalen Verfahren in kürzester Zeit Polymere bilden,  komplexe Moleküle, in denen Kohlenstoff gebunden ist.

„Die zweite, noch größere Überraschung war jedoch“, erzählt Antonietti, „dass die Bakterien im Boden auf die künstlichen Polymere reagieren.“ Die Idee zu Humify war geboren.

„Eine Tonne Huminstoffe pro Hektar bindet bis zu 50 Tonnen Kohlenstoff im Boden, und das im ersten Jahr, weil unser Produkt die Bodenorganismen stimuliert“, berichtet er. „Die Landwirtschaft muss in ein paar Jahren zehn Milliarden Menschen ernähren – und das bei zunehmend schlechter Bodenqualität. Da kommt eine schnelle und dazu noch nachhaltige Bodenverbesserung gerade im richtigen Moment. Denn mit Humify-Humus steigern sich die Ernteerträge in chinesischen Freilandexperimenten um bis zu 20 Prozent. Und die Klimakrise gilt es auch noch zu bewältigen.“

Vom Labor zum Start-up

Auf einer ScienceTech-Veranstaltung begegnet Antonietti dem erfahrenen Manager Harald Pinger, der bereits in vielversprechende Start-ups investiert hat. Pinger erkennt das Potenzial der Technologie und gründet gemeinsam mit Antonietti und dem Seriengründer Andreas Dittes 2023 die Humify GmbH in Potsdam.

„Kreislaufwirtschaft par excellence"

Für Pinger ist klar: „Humify-Humus ist das perfekte Beispiel dafür, wie durch die Verbindung von Wissenschaft und Wirtschaft eine nachhaltige Wirkung erzielt werden kann.“ Sein Geschäftsmodell: Restbiomasse aus der Landwirtschaft, die bisher in Biogasanlagen genutzt wird, könnte in direkter Nachbarschaft in Humus umgewandelt werden. „Sie können den Superhumus wiederum zeitnah auf ihren abgeernteten Flächen ausbringen“, sagt Pinger. Kreislaufwirtschaft par excellence.