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Energieeffiziente Abwasserreinigung Vom Klärwerk zum Kraftwerk – geht das?

Autor / Redakteur: Hans-Jürgen Bittermann / Dr. Jörg Kempf

Eine „energieautarke“ Kläranlage ist nicht komplett von einer externen Energieversorgung entkoppelt; sie erzeugt aber im Jahresmittel gleich viel oder sogar mehr Energie als sie benötigt. Das ist tatsächlich möglich, wie realisierte Projekte zeigen.

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Die Hauptkläranlage Wien wird zum Ökokraftwerk. Dazu liefert Siemens die Leit-, Mess-, Analyse- und Schaltanlagentechnik sowie Niederspannungs- und Mittelspannungsschaltanlagen.
Die Hauptkläranlage Wien wird zum Ökokraftwerk. Dazu liefert Siemens die Leit-, Mess-, Analyse- und Schaltanlagentechnik sowie Niederspannungs- und Mittelspannungsschaltanlagen.
(Bild: Siemens)

Wie können bestehende Kläranlagen vom Energieverbraucher zum -erzeuger umgerüstet werden? Um dies zu erreichen, koordiniert das Kompetenzzentrum Wasser Berlin (KWB) das im Juli 2015 gestartete europäische Forschungs- und Demonstrationsvorhaben „Powerstep“. 15 europäische Forschungseinrichtungen und Unternehmen arbeiten hier gemeinsam daran, Kläranlagen, die bisher zur Abwasserreinigung noch Energie benötigen, zu Energieerzeugern zu machen. Selbstverständlich soll dies nicht auf Kosten der Reinigungsleistung gehen. Das Projekt hat ein Volumen von 5,2 Millionen Euro. Es läuft von 2015 bis 2018 und wird im Europäischen Programm für Forschung und Innovation „Horizon 2020“ gefördert.

Kernaktivität des Projektes ist die Implementierung bewährter, aber auch neuer Technologien auf großen konventionellen Kläranlagen in Deutschland, Schweden, Dänemark, Österreich und der Schweiz ab Mitte 2016: Abtrennung von energiereichem organischem Kohlenstoff aus dem Rohabwasser, Anwendung von innovativen Verfahren der Stickstoffentfernung, Steigerung der Biogasausbeute mit „Power-to-Gas-Technologie“ und Netzanbindung über „smart grids“, Energiegewinnung aus Abwärme, innovative Prozesswasseraufbereitung.

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Mit einer umfassenden Umrüstung aller europäischen Klärwerke und einer Nutzung des chemischen Energiepotenzials von 87.000 GWh pro Jahr in Europa könnte mit den Powerstep-Konzepten Strom in der Größenordnung von bis zu zwölf großen Kraftwerken erzeugt werden.

In Bad Oeynhausen kann die Verwandlung eines durchschnittlichen Klärwerks zu einer Energie-Plus-Kläranlage bereits begutachtet werden: Nach Modernisierung der Blockheizkraftwerke erreichte die städtische Kläranlage 2014 einen Eigenversorgungsgrad von 113 %. Durch Investitionen von 200.000 Euro in die Energieeffizienz konnten die jährlichen Energiekosten um rund 250.000 Euro/Jahr reduziert werden – bestens investiertes Kapital also.

Standards in Sachen Energieeffizienz

Die europäischen Kläranlagen verbrauchen jährlich etwa 15.000 GWh und damit rund ein Prozent der Energieproduktion des Kontinents. Um diesen Wert zu reduzieren, haben sich neun Hochschulen und Unternehmen aus Spanien, Deutschland, Italien und Großbritannien zum Forschungsprojekt „Enerwater“ zusammengeschlossen. Ziel ist die Entwicklung einer standardisierten Methode zur Beurteilung und Verbesserung der Energieeffizienz von Kläranlagen. Aus Deutschland sind die Fachhochschule Köln und der Aggerverband beteiligt.

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