Innovation und Nachhaltigkeit: Energiegewinnung aus Abwasser

Für alle Städte der Welt gilt das Abwasser Sie stellen ein erhebliches Problem dar, das angemessen bewältigt werden muss. Abwasseraufbereitungsanlagen werden mit dem Ziel eingesetzt, Schadstoffe zu entfernen, bevor sie wieder in die Umwelt abgegeben werden.

Seit einigen Jahren werden jedoch Methoden und Technologien erforscht, die nicht nur darauf abzielen, Wasser zu reinigen, sondern auch Abfall in Energie umwandeln, unter Ausnutzung des Energiepotenzials, das diese Gewässer enthalten.

Was ist Abwasser?

Die Abwasser Dabei handelt es sich um Wasser, das für häusliche, industrielle oder landwirtschaftliche Zwecke verwendet wurde und Abfälle und Schadstoffe enthält. Je nach Herkunft werden diese Wässer in Haushalts-, Industrie- und Regenwasser eingeteilt. Insgesamt stellen sie aufgrund der Schadstoffe, die sie enthalten, und ihrer Auswirkungen auf die Umwelt, wenn sie nicht ordnungsgemäß behandelt werden, ein erhebliches Umweltproblem dar. Für Städte ist die Aufbereitung dieses Wassers von entscheidender Bedeutung, doch neben der Reinigung besteht auch das Potenzial, daraus Energie zu gewinnen.

Energiegewinnung aus Abwasser

In den letzten Jahren hat sich die Technologie erheblich weiterentwickelt und ermöglicht Abwasser Sie werden nicht nur gereinigt, sondern auch zur Energiegewinnung genutzt. Zu den beliebtesten Methoden zur Energiegewinnung aus diesen Abfällen gehören:

• Biogas gewinnen aus der Zersetzung organischer Stoffe im Abwasser.
• Generation von Strom durch mikrobielle Brennstoffzellen.
• Wärmenutzung von Wärme aus Abwasser für die Klimatisierung.
• Produktion von Wasserstoff, eine Quelle sauberer Energie.

Nutzung von Biogas

Eine der gebräuchlichsten Methoden ist die Herstellung von Biogas aus Abwasser. Dieses Biogas wird durch einen Prozess namens gewonnen Methanisierung, bei dem die im Abwasser vorhandenen organischen Stoffe in einer sauerstofffreien (anaeroben) Umgebung zersetzt werden.

Das Hauptprodukt dieser Zersetzung ist Methan, das als Energiequelle für verschiedene Zwecke genutzt werden kann, unter anderem zur Stromerzeugung und Heizung.

Methan hat mehrere Verwendungszwecke, darunter die Stromerzeugung durch Verbrennung in Turbinen oder die Beheizung von Gebäuden. In mehreren Städten wie Grenoble o Strassburg, Biogas wurde in das Erdgasverteilungsnetz eingespeist und versorgt sowohl Haushalte als auch Fahrzeuge mit Energie.

Internationale Erfahrungen

Es gibt verschiedene Städte und Länder auf der Welt, in denen Abwasser bereits zur Energiegewinnung genutzt wird. Einige Beispiele sind:

• En Basel, SchweizDabei wird Wärme aus dem Abwasser zur Erhitzung nach dem Reinigungsprozess zurückgewonnen. Es ist ein Beispiel dafür, wie die Wasseraufbereitung auch eine von der Gemeinde genutzte Wärmeenergiequelle sein kann.
• Bei einer USAInsbesondere in Oregon hat die Wasserressourcenrückgewinnungsanlage Tri-City ein System implementiert, bei dem Methan, das durch die Zersetzung organischer Stoffe im Abwasser entsteht, zur Erzeugung elektrischer und thermischer Energie verwendet wird.
• En SlowakeiDarüber hinaus wurden Projekte zur Nutzung von Abwasser bei der Biogaserzeugung entwickelt.

Wasserstoffproduktion aus Abwasser

Eine weitere innovative Methode, die Gegenstand der Forschung war, ist die Herstellung von grüner Wasserstoff aus Abwasser. Dieser Wasserstoff wird aus mikrobiellen Elektrolysezellen erzeugt, einer Technologie, die es ermöglicht, hochreinen Wasserstoff mithilfe spezieller Bakterien zu gewinnen, die die im Wasser vorhandenen organischen Stoffe zersetzen. Unternehmen wie Ingeobras entwickeln Technologien, die diese effiziente und nachhaltige Lösung bieten.

Grüner Wasserstoff hat ein erhebliches Potenzial als sauberer Kraftstoff und seine Herstellung aus Abwasser bietet einen wirtschaftlicheren und nachhaltigeren Ansatz im Vergleich zu herkömmlichen Methoden zur Wasserstoffproduktion, wie etwa der Reformierung fossiler Materialien oder der konventionellen Elektrolyse. Mit der Weiterentwicklung dieser Technologie könnte sie zu einer Schlüssellösung für die Dekarbonisierung der Transport- und Energiebranche werden.

Stromerzeugung durch Mikroorganismen

Eine weitere der innovativsten Methoden zur Abwassernutzung ist die Nutzung von Mikrobielle Brennstoffzellen. Bei dieser Methode werden Bakterien eingesetzt, die organische Stoffe im Abwasser verstoffwechseln und dabei Elektronen freisetzen. Diese Elektronen können eingefangen werden, um direkt Strom zu erzeugen. Mikrobielle Brennstoffzellen werden bereits in einigen Pilotprojekten eingesetzt und haben das Potenzial, kontinuierlich und nachhaltig Strom zu produzieren. Darüber hinaus kann dieses Verfahren die Energieeffizienz von Kläranlagen verbessern, indem der Bedarf an teuren Belüftungs- und Pumpsystemen verringert wird.

Erfolgsgeschichten in Städten auf der ganzen Welt

In Städten auf der ganzen Welt wurden verschiedene erfolgreiche Projekte entwickelt. Zum Beispiel:

• En StrassburgEs wird erwartet, dass aus der Abwasseraufbereitung täglich 1,6 Millionen Kubikmeter Biomethan erzeugt werden, genug, um etwa 5.000 Haushalte mit Energie zu versorgen.
• En Helsinki, FinnlandDas Heiz- und Kühlwerk Katri Vala Park nutzt Abwasser als Wärmeenergiequelle.
• En MadridDie Abwasseraufbereitungsanlage Süd hat Turbinen installiert, um die kinetische Energie des Wassers am Auslass zu nutzen und Strom für den Eigenverbrauch der Anlage zu erzeugen.

Es ist wichtig, diese Technologie weiterzuentwickeln

Obwohl bereits zahlreiche Projekte laufen, ist es von entscheidender Bedeutung, weiterhin in Forschung und Entwicklung zu investieren, um die Effizienz dieser Technologien zu verbessern und die Kosten zu senken. Abwasser ist nicht nur eine Quelle von Verschmutzung, sondern stellt auch eine Möglichkeit zur Entstehung dar grüne Energie, den CO2-Fußabdruck reduzieren und zu einem nachhaltigeren Energiemodell übergehen. Der Einsatz dieser Technologien in größerem Maßstab kann Städten dabei helfen, energieautarker zu werden und positive Auswirkungen im Kampf gegen den Klimawandel zu erzielen. Wenn die Abwassernutzung verbessert wird, könnten wir vor einer Schlüssellösung für die globale Energiewende stehen.