Biobeton aus Urin: Baustoff mit Potenzial
Biobeton aus menschlichem Urin soll CO₂ sparen. Forschende testen den Baustoff jetzt unter realen Bedingungen.
Biobeton, hergestellt mithilfe von menschlichem Urin: den neuartigen Baustoff haben Forschende aus drei Instituten der Universität Stuttgart entwickelt.
Foto: ILEK / IMB / ISWA/Universität Stuttgart
Beton ist allgegenwärtig. Straßen, Brücken, Gebäude – kaum ein Baustoff prägt unsere Umwelt stärker. Gleichzeitig ist Beton ein Klimaproblem. Rund 4 Mrd. t Zement verarbeitet die Bauindustrie jedes Jahr. Gebrannt wird bei etwa 1450 °C. Das kostet Energie und setzt große Mengen Treibhausgase frei. An der Universität Stuttgart arbeiten Forschende deshalb an einer ungewöhnlichen Alternative: Biobeton aus menschlichem Urin.
Was zunächst nach Provokation klingt, folgt einer nüchternen Logik. Urin fällt täglich in großen Mengen an. Er enthält chemische Bestandteile, die sich technisch nutzen lassen. Genau das macht ihn für die Baustoffforschung interessant.
Inhaltsverzeichnis
Ein anderer Weg zum Stein
Im Zentrum steht ein biotechnologisches Verfahren namens Biomineralisierung. Dabei übernehmen Bakterien die Arbeit, für die sonst Hochöfen nötig sind. Sie lösen chemische Reaktionen aus, bei denen mineralische Strukturen wachsen. Das Ergebnis ist ein fester, steinähnlicher Baustoff – ganz ohne Zement.
„Das verschlingt viel Energie und setzt große Mengen Treibhausgase frei“, sagt Lucio Blandini, Leiter des Instituts für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren (ILEK), mit Blick auf die klassische Zementherstellung. Sein Team sucht gezielt nach Verfahren, die mit weniger Energie auskommen und sich dennoch technisch kontrollieren lassen.
Sand, Bakterien und viel Geduld
Der Herstellungsprozess beginnt unspektakulär. Sand bildet die Basis. Hinzu kommt ein Pulver mit Bakterien. Diese Mischung füllen die Forschenden in eine Schalung. Danach folgt der entscheidende Schritt: Über drei Tage wird das Material automatisiert mit Urin gespült, der zuvor mit Calcium angereichert wurde.
„Biobeton wird durch Biomineralisierung hergestellt. Das ist ein biotechnologisches Verfahren, bei dem lebende Organismen mithilfe chemischer Reaktionen anorganisches Material produzieren“, erklärt Maiia Smirnova, wissenschaftliche Mitarbeiterin am ILEK. Die Bakterien bauen den im Urin enthaltenen Harnstoff ab. Dabei entsteht Carbonat. Zusammen mit Calcium wachsen Calciumcarbonat-Kristalle. Diese verbinden die Sandkörner zu einem festen Körper.
Chemisch ähnelt das Ergebnis natürlichem Kalksandstein. Die Form geben die Schalungen vor. Aktuell sind Bauteile mit einer Tiefe von bis zu 15 cm möglich.
Was der Biobeton aushält
Für den Einsatz im Bau zählt vor allem die Druckfestigkeit. Hier zeigen die bisherigen Tests ein differenziertes Bild. Mit technischem Harnstoff erreichten die Forschenden Werte von über 50 MPa. Mit synthetisch stabilisiertem Urin lagen die Ergebnisse bei rund 20 MPa. Echter menschlicher Urin brachte bislang etwa 5 MPa.
Der Grund ist bekannt. In realem Urin bleiben die Bakterien nicht über die gesamte Prozessdauer aktiv. Genau daran arbeitet das Team nun weiter. Denn für Mauerwerk in zwei- bis dreigeschossigen Gebäuden wären etwa 30 bis 40 MPa ausreichend.
Parallel laufen Untersuchungen zur Dauerhaftigkeit. Frost- und Tauwechseltests sollen zeigen, ob sich der Biobeton auch für den Außenbereich eignet.
Urin ist da – aber nicht getrennt
Ein weiterer Knackpunkt ist die Logistik. Für 1 m³ Biobeton werden rund 26.000 l Urin benötigt. Das funktioniert nur, wenn der Stoff gezielt gesammelt wird. Die Forschenden denken deshalb in Abwasserteilstromen. Orte mit vielen Menschen bieten sich an: Flughäfen, Messegelände, Großveranstaltungen.
Ein konkreter Praxistest ist bereits geplant. Am Flughafen Stuttgart soll Urin getrennt erfasst, aufbereitet und direkt für die Biobetonproduktion genutzt werden. Ziel ist es, das Verfahren außerhalb des Labors zu erproben.
Sammeln für die Forschung
Einen Vorgeschmack darauf gibt es schon Anfang 2026. Während der Tourismusmesse CMT in Stuttgart sammeln die Beteiligten Urin von Camper*innen mit Trenntoiletten. Unterstützt wird die Aktion von Arwinger und Kompotoi.
„Als Hersteller von Trenntoiletten liegt uns die sinnvolle Nutzung von Ressourcen für eine funktionierende Kreislaufwirtschaft besonders am Herzen“, sagt Sven Mahn, Geschäftsführer von Arwinger. Jojo Casanova von Kompotoi beschreibt den Perspektivwechsel so: „Dass daraus sogar Biobeton entstehen kann, war auch für uns ein Aha-Moment.“
Kein Ersatz, sondern eine Ergänzung
Die Forschenden dämpfen überzogene Erwartungen. Der Biobeton soll klassischen Beton nicht verdrängen. „Wir verstehen den Baustoff vielmehr als intelligente Ergänzung für ausgewählte Anwendungen“, sagt Blandini. Denkbar sind etwa Bausteine, nichttragende Wände oder spezielle Bauelemente.
Das Projekt „SimBioZe“ bündelt Kompetenzen aus Leichtbau, Mikrobiologie und Abwassertechnik. Gefördert wird es vom Land Baden-Württemberg. Neben dem Baustoff selbst geht es auch um Kreisläufe. Urin soll nicht nur entsorgt, sondern als Ressource genutzt werden – möglicherweise auch für weitere Produkte wie Düngemittel.
Ein Beitrag von:
