Energieautarkie von Kläranlagen
Ein nachhaltiges Wasser- und Abwassermanagement hat heute, da Trinkwasser immer kostbarer wird, eine steigende Bedeutung. Nach seiner Nutzung wird das verschmutzte Abwasser in kommunalen Kläranlagen aus Gründen des Gewässerschutzes anforderungsgerecht gereinigt. Die Anlagen haben daher ihren festen Platz im lokalen Umweltschutz. Jedoch entfällt auf sie etwa ein Fünftel des öffentlichen Energiebedarfs und diese wird in der Regel nicht regional bzw. aus erneuerbaren Energien gewonnen. Auch Kläranlagen, die über eine Faulungsanlage selbst Energie gewinnen, erreichen meist lediglich einen mittleren Eigenversorgungsgrad von 50 Prozent.
Um die energetische Situation zu verbessern und zeitgleich den Eigenversorgungsanteil der Kläranlagen zu erhöhen, könnten „Modulare Feststoff-Hydrolysatoren“ eingesetzt werden, die mit einem integrierten chemischen Energiespeicher im Low-Tec-Verfahren ausgerüstet sind. Das würde es ermöglichen, kostengünstige Abfallprodukte von Gemeinden, wie Grasschnitt oder Laub, mit einem speziellen Verfahren zu Biogas umzuwandeln. Autark oder gemeinsam mit dem bereits produzierten Faulgas könnte so ein zusätzliches und wesentlich hochwertigeres Klärgas gewonnen werden. Der CH4-Gehalt würde hierbei über 80 Prozent betragen, was einem Energieäquivalent von bis zu 250 kW zur Stromproduktion entspricht.
Hier setzt das Forschungsverbundvorhaben der Unternehmen Bio-H2 Umwelt GmbH und Bierhals Wasser Consult (BWC) an. Unter anderem wird untersucht, wie hoch der Bedarf für Biogas auf Kläranlagen bis zur Energieautarkie ist. Zu diesem Zweck wurde das Bedarfspotenzial der Energiegewinnung erforscht. Hierfür wurde zunächst das Einsparpotenzial der Kläranlagen ermittelt. So konnte von Prognosewerten ausgegangen werden, die sich ergeben, sobald die Energieeffizienz der bestehenden Kläranlagen optimiert wurde. Insgesamt wurden 40 Kläranlagen in Mitteldeutschland betrachtet.
Energieautarke Kläranlagen zukünftig auch für kleinere Kommunen realisierbar
Im Ergebnis zeigt sich, dass in 36 der 40 untersuchten Kläranlagen ein Bedarfs-Potenzial für Bio-Energie von 11.150.000 kWh/a bis zur Energieautarkie besteht. Das Potenzial berechnet sich dabei in der Differenz des Stromverbrauchs nach der Optimierung abzüglich der Eigenenergieerzeugung.
Das bedeutet, dass es auch für kleinere Städte bzw. Zweckverbände wirtschaftlich sinnvoll wird, ihre Kläranlagen mit einer dezentralen Eigenstromerzeugung auszurüsten, um sie energieautark zu betreiben. Bisher liegt die Wirtschaftlichkeitsgrenze für eine solche Anlage bei einer Einwohnerzahl von 50.000. Diese Zahl sinkt langsam aufgrund der steigenden Strompreise und Innovationen, wie dem genannten Biomasse-Modul. Ziel ist es, energieautarke Kläranlagen bereits ab einer Einwohnerzahl von 10.000 und später 5.000 Personen einsetzen zu können. Mehr Kommunen erhalten so die Chance, im Rahmen ihrer Aufgabe der Daseinsvorsorge einen eigenen Beitrag zur Energiewende und zum Klimaschutz zu leisten.