Emissionsarm: Biobeton aus Urin

05.02.2026

Forscher haben einen Beton entwickelt, der mit menschlichem Urin auf Basis mikrobieller Biomineralisierung entsteht. Der biologische Baustoff ist energie- und emissionsarm. Damit ließen sich die CO₂-Emissionen reduzieren, die bei der energieintensiven Zementproduktion entstehen.

Die globale Beton- und Zementproduktion zählt zu den größten industriellen Verursacherinnen von CO₂. Weltweit werden jährlich rund vier Milliarden Tonnen Zement verarbeitet, der in Hochöfen bei etwa 1450 °C gebrannt wird. Dabei wird das im Kalk gebundene Treibhausgas Kohlendioxid freigesetzt.

Im Projekt der Universität Stuttgart, an dem mehrere Lehrstühle beteiligt sind, wird Biobeton mithilfe von Bakterien erzeugt. Dazu mischen die Forscher Sand mit einem Bakterienpulver und füllen das Gemisch in eine Schalung. Anschließend spülen sie die Form über mehrere Tage mit calciumangereichertem Urin.

Die Bakterien bauen den im Urin enthaltenen Harnstoff ab. Dabei bilden sich Kristalle, die das Material verfestigen und das Kohlendioxid in Form von Calciumcarbonat binden. Das Ergebnis ähnelt natürlichem Kalksandstein, kann aber wie Beton geformt werden. Das Projektteam hat Probekörper hergestellt mit einer Druckfestigkeiten von über 50 Megapascal (MPa) hergestellt. Das ist ein höherer Wert als in allen bislang veröffentlichten Studien zur Biomineralisierung.

Ausgewählte Anwendungen

Laut Lucio Blandini, Leiter des Instituts für Leichtbau, Entwerfen und Konstruktion an der Universität Stuttgart, „verbraucht die Produktion unseres Biobetons deutlich weniger Energie und verursacht weniger Emissionen als konventionelle Zementproduktion“. Es sei allerdings nicht Ziel der Forschung, konventionellen Beton vollständig zu ersetzen: „Wir verstehen den Baustoff vielmehr als intelligente Ergänzung für ausgewählte Anwendungen.“ Beispielsweise für Bauelemente, wie Außen bzw. nichttragende Wände oder Flughafenbauteile.

Parallel laufen an der Universität Stuttgart Untersuchungen zur Dauerhaftigkeit wie Frost-Tau-Wechseltests statt, um einen möglichen Einsatz im Außenbereich zu prüfen. Eine weitere Herausforderung stellt die Logistik dar: Für einen Kubikmeter Biobeton sind rund 26.000 Liter Urin nötig, was nur durch gezielte Trennung und Sammlung realisierbar ist.

Bevor allerdings Biobeton aus Urin bei der Baustoffbranche ankommt, sind weitere Arbeiten notwendig. Dazu zählen die Optimierung des Herstellungsprozesses, die Steigerung der biologischen Aktivität, um höhere Festigkeiten zu erreichen, sowie Normierung, Zertifizierung und wirtschaftliche Skalierung.

Kreislaufwirtschaft

Das Projekt in Stuttgart ist nicht das einzige, das sich mit alternativen Betonen auf Basis biologischer Mechanismen befasst. In anderen Laboren arbeiten Forscher beispielsweise mit Cyanobakterien (Fraunhofer-Institut IKTS, Dresden) oder mit pilzbasierten Mineralisierungen (RWTH Aachen). Mit ihren biogenen Ansätzen verfolgen sie ähnliche Ziele: geringere Emissionen, Nutzung von Abfallstoffen und Erweiterung der Materialbasis für nachhaltige und auch wartungsarme Baustoffe (Universität Kapstadt, Südafrika). Bei letzteren reparieren Bakterien Risse.

Urin ist reichlich vorhanden, wurde aber bislang als Ressource unterschätzt. Würde er beispielsweise dort gesammelt, wo sich große Menschenmengen aufhalten, an Flughäfen, bei Konzerten oder in Messehallen, könnte das bisherige „Abfall“-Produkt Teil einer Kreislaufwirtschaft werden. Zudem könnten noch Sekundärprodukte wie Dünger hergestellt werden.