Reichlich Energie in Abwasser

Foto zeigt schlammig-braunes schaumiges Wasser in Belebtschlammbecken Klärwerke könnten Strom liefern, anstatt ihn zu verbrauchen, zeigen Experimente einer englischen Forschergruppe. Häusliche Abwässer enthalten demnach deutlich mehr Energie in Form organischer Verbindungen als bislang angenommen – nämlich gut zwei Kilowattstunden pro Kubikmeter.

Foto: C. Löser via Wikimedia.org (Creative Commons Attribution 3.0 Germany)

Dieser Energiegehalt rechtfertige eine systematische Untersuchung des derzeit noch brachliegenden Potenzials, folgern Elizabeth Heidrich und ihre Kollegen von der Newcastle University im Fachblatt “Environmental Science and Technology”. Zwar sei Abwasser eine komplexe und wechselhafte Ressource, des ungeachtet aber ergiebiger als vermutet.

Allein in Deutschland werden jährlich etwa 5,2 Milliarden Kubikmeter Schmutzwasser in die öffentliche Kanalisation eingeleitet und in Kläranlagen behandelt – entsprechend rund 180 Liter pro Einwohner und Tag. Wie viel Energie in diesem Abwasserstrom steckt, hatten zwei kanadische Forscher bereits vor einigen Jahren abzuschätzen versucht, indem sie Abwasser verdampften und den Rückstand verbrannten.

Heidrich und Kollegen vermuteten, der so ermittelte Wert könnte zu niedrig sein, da beim Verdampfen des Wassers auch flüchtige organische Verbindungen ausgetrieben werden. Die Forscherin wandte daher die zeitaufwändige Methode der Gefriertrocknung an, bei der die Probe zunächst tiefgefroren und dann einem Unterdruck ausgesetzt wird, sodass das Wassereis direkt in den gasförmigen Zustand übergeht. Tatsächlich lieferte der so erhaltene Rückstand rund ein Drittel mehr Energie als der Verdampfungsrückstand des gleichen Abwassers, nämlich 7,6 Kilojoule pro Liter. Der eigentliche Wert könnte sogar bei 10 Kilojoule pro Liter liegen, so die Forschergruppe, da auch bei der Gefriertrocknung ein Teil der organischen Bestandteile entweiche.

Auf welche Weise sich das energetische Potenzial von Abwasser am besten nutzen lässt, ist noch offen. Eine Möglichkeit liegt in mikrobiellen Brennstoffzellen, in denen Mikroorganismen die organischen Verbindungen abbauen und der in ihrem Stoffwechsel entstehende Elektronenfluss über einen Stromkreis umgeleitet wird. Ein alternatives Verfahren ist die mikrobielle Elektrolyse. Bei diesem Verfahren werden die Mikroben durch eine elektrische Spannung ermuntert, organische Verbindungen zu Wasserstoff oder Methan umzusetzen. Das so gewonnene Gas kann wiederum in Gaskraftwerken oder in Brennstoffzellen genutzt werden.

Forschung: Elizabeth S. Heidrich, Thomas P. Curtis und Jan Dolfing, School of Civil Engineering and Geosciences, Newcastle University, Newcastle upon Tyne

Veröffentlichung Environmental Science and Technology, DOI 10.1021/es103058w

WWW:
Civil Engineering and Geosciences, Newcastle University
Öffentliche Wasserversorgung und Abwasserbeseitigung
Microbial Fuel Cells
Microbial Electrolysis

Lesen Sie dazu im Scienceticker:
Ungenutzte Energie in Abwasser
Strom aus Abwasser


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3 Kommentare zu "Reichlich Energie in Abwasser"

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  1. Gequirlte Energie « LATRINUM | 21. Dezember 2010 12:08
  1. Herbert Westerhausen sagt:

    “jährlich etwa 5,2 Millionen Kubikmeter Schmutzwasser…”
    Es muß 5,2 Milliarden(2007) heißen, mittlerweile dürften es aber etwa 7 Milliarden sein.

  2. Meinke sagt:

    Korrigiert – danke für den Hinweis!

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