Neue Trommelsiebanlage auf der Kläranlage Westewitz des Abwasserzweckverbands Döbeln-Jahnatal/OEWA.
Neue Trommelsiebanlage auf der Kläranlage Westewitz des Abwasserzweckverbands Döbeln-Jahnatal/OEWA. Die Anlage filtert kohlenstoffhaltigen Schlamm aus dem Abwasser. Daraus kann später Biogas entstehen. Bildrechte: Kompetenzzentrum Wasser Berlin KWB

Projekt "Powerstep" Getestet in Sachsen: Energie aus Abwasser

Zwei Kraftwerke müssen laufen, um die jährliche Energie für die Aufbereitung von Europas Abwässern bereitzustellen. Dabei enthält Abwasser selbst viel chemische Energie. Diese zu nutzen, ist das Prinzip von Powerstep. Getestet wurde dafür auch in Sachsen.

von Dr. Daniel Niemetz

Neue Trommelsiebanlage auf der Kläranlage Westewitz des Abwasserzweckverbands Döbeln-Jahnatal/OEWA.
Neue Trommelsiebanlage auf der Kläranlage Westewitz des Abwasserzweckverbands Döbeln-Jahnatal/OEWA. Die Anlage filtert kohlenstoffhaltigen Schlamm aus dem Abwasser. Daraus kann später Biogas entstehen. Bildrechte: Kompetenzzentrum Wasser Berlin KWB

Aus Abwasser wieder sauberes Trinkwasser zu machen ist bislang nicht nur technisch aufwändig, sondern auch extrem energieintensiv. Allein in Deutschland werden pro Jahr rund 4.400 Gigawattstunden Strom für die Abwasserreinigung verwendet, die Hälfte der Jahresproduktion eines Großkraftwerkes wie Schkopau (900 Megawatt). In ganz Europa gehen jährlich sogar rund 16.000 Gigawattstunden Strom für die Reinigung von Abwässern drauf. Das entspricht der Jahresproduktion von zwei riesigen 1.000-Megawatt-Kraftwerken.

Abwasserreinigung extrem energieintensiv

Grafik - Abwasserreinigung Energieverbrauch in Europa
16.000 Gigawattstunden werden derzeit jährlich in Europa für die Abwasseraufbereitung verbraucht. Doch fast die fünfeinhalbfache Menge könnte gewonnen werden. Bildrechte: Kompetenzzentrum Wasser Berlin

Für die deutschen Kommunen ist der hohe Energieverbrauch der Kläranlagen ein großer Kostenfaktor. "Die Anlagen sind heutzutage die Energierfresser Nummer Eins einer Kommune", sagt Dr. Christian Loderer vom Kompetenzzentrum Wasser Berlin. Tatsächlich müssen städtische Kommunen hierzulande rund 20 Prozent ihres jährlichen Gesamtverbrauchs an Strom für den Betrieb ihrer Kläranlagen aufwenden.

Der größte Teil der elektrischen Energie wird dabei für den Betrieb gewaltiger Gebläse verbraucht. Sie sorgen dafür, dass Mikroorganismen im Abwasser mit genügend Sauerstoff versorgt werden. Denn die kleinen Helfer spielen in den heutigen modernen Kläranlagen eine entscheidende Rolle. Mit ihrer Hilfe werden die organischen Schadstoffe in den Abwässern zu Kohlendioxid oxidiert und damit unschädlich gemacht. Doch dieses "Belebtschlammverfahren" bringt auch verschiedene Nachteile mit sich. Ein wesentliches Manko ist der bereits erwähnte hohe Energieverbrauch der Anlagen.

Abwasser enthält viel chemische Energie

Dr. Christian Loderer Projektleiter Powerstep
Powerstep-Projektleiter Dr. Christian Loderer: "Energieverbraucher zu Energieproduzenten machen." Bildrechte: Kompetenzzentrum Wasser Berlin

Dabei enthalten die zahlreichen organischen Stoffe im Abwasser selbst ziemlich viel chemische Energie, die sich in für uns nutzbare andere Energiearten umwandeln ließe. Genau hier setzt das Projekt Powerstep an, dass unter der Leitung des Kompetenzzentrums Wasser Berlin in den zurückliegenden drei Jahren untersucht hat, wie die Energiepotentiale im Abwasser besser genutzt werden können.

"Das Prinzip unseres Projektes ist es, Kläranlagen von Energieverbrauchern zu Energieproduzenten zu machen", erklärt Powerstep-Projektleiter Loderer: "Dabei ist die Idee, den kohlenstoffhaltigen Schlamm aus dem System auszuschleusen und ihn anschließend in der Faulung zu Biogas umzuwandeln, dass wiederum als Energiequelle dient."

Leistung von zwölf Großkraftwerken

Powerstep Abwasser als Energiequelle Grafik
Das Powerstep-Prinzip sieht unter anderem vor, den kohlenstoffhaltigen Schlamm aus dem Abwasser zu filtern und für die Biogas-Gewinnung bereitzustellen. Bildrechte: Kompetenzzentrum Wasser Berlin

Und das Potential ist gewaltig. Die Experten haben berechnet, dass die allein in deutschen Abwässern vorhandene chemische Energie der Leistung von zwölf Großkraftwerken entspricht. Statt also die elektrische Energieproduktion eines halben Großkraftwerkes im Jahr zu verbrauchen, könnten die Anlagen stattdessen im großen Stil Energie bereitstellen. "Es ist heutzutage möglich, mit den Technologien, die bereits am Markt vorhanden sind, eine energiepositive Kläranlage zu erreichen", ist sich Powerstep-Projektleiter Loderer sicher. Die Technologien dafür seien zum Großteil bereits ausgereift.

Erprobt wurden das Konzept und die dafür nötigen Technologien im Rahmen des von der EU mit 5,2 Millionen Euro geförderten Powerstep-Projektes. An ihm haben sich in den zurückliegenden drei Jahren 15 Partner in verschiedenen europäischen Ländern beteiligt.

Erfolgreiche Erprobung in Sachsen

Ein entscheidender Großversuch lief dabei in Sachsen. In der Kläranlage von Westewitz bei Döbeln gelang es mithilfe von Trommelsieben 80 Prozent der organischen Bestandteile aus dem Abwasser zu filtern. Die dabei gewonnene kohlenstoffhaltige Masse könnte theoretisch in weiteren Verfahren für die Biogaserzeugung zur Verfügung gestellt werden. Zugleich bleibt durch das Filterverfahren weniger organische Masse im Abwasser, die durch das energieintensive "Belebtschlammverfahren" unschädlich gemacht werden muss.

Die Experten gehen davon aus, dass mithilfe solcher und weiterer innovativer Technologien in der Abwasserreinigung in Zukunft ein Energieüberschuss von bis zu 70 Prozent erzeugt werden kann.

Dieses Thema im Programm: MDR Thüringen Journal | 15. September 2017 | 19:00 Uhr

Zuletzt aktualisiert: 16. Mai 2018, 14:38 Uhr