"Wasser und Energie" lautet das Motto des diesjährigen Weltwassertages am Samstag, 22. März. Die Emschergenossenschaft beschäftigt sich schon seit längerer Zeit mit den Potenzialen der Wasserwirtschaft, die insbesondere mit Blick auf die "Energiewende" immer wichtiger werden: Insbesondere im Klärschlamm, wie er etwa auf den Emscher-Großkläranlagen in Dortmund-Deusen, Bottrop und Dinslaken in großem Maße anfällt, steckt reichlich Energie, die es zu nutzen gilt. Die Emschergenossenschaft hat daher nun die Federführung bei einem Forschungsteilprogramm übernommen, bei dem aus Abfällen wie Klärschlamm funktionale Biomasse zur Steigerung der Energiegewinnung und zur Bereitstellung von Grundprodukten zur synthetischen Erzeugung etwa von neuartiger Hochleistungsadditive für die Schmiermittelindustrie vor Ort in Deutschland gewonnen werden soll.
"Moderne (Ab-)Wasserwirtschaft braucht viel Energie - sie hat aber auch ein erhebliches energetisches Potenzial", sagt Dr. Jochen Stemplewski, Vorstandsvorsitzender der Emschergenossenschaft. Dieses Potenzial stecke insbesondere in der auf Kläranlagen anfallenden Biomasse, dem Klärschlamm. Klärschlamm sei daher zunehmend nicht mehr nur Reststoff bzw. Abfall zur Entsorgung, sondern eine wertvolle Ressource und Energieträger.
"Unser Ziel ist es, diese Potenziale zur regenerativen, klima-freundlichen Energieerzeugung in der Wasserwirtschaft zu fördern und deutlich zu steigern", so Stemplewski. Zahlreiche Abwasserinhaltsstoffe können nicht nur unter dem Blickwinkel zu beseitigender, schädlicher Spurenstoffe betrachtet werden, sondern auch als Rohstoffe, die man aus dem Abwasser gewinnen kann. Klärwerke können somit nicht nur als Entsorgungseinrichtungen, sondern auch als Anlagen zur Ressourcennutzung fungieren.
Die Emschergenossenschaft ist Koordinatorin des Forschungsprogrammes "Additives 2" der Strategischen Allianz "ZeroCarbFP". Hierbei soll aus Abfällen wie Klärschlamm funktionale Biomasse zur synthetischen Erzeugung etwa von Einzeller-Ölen, die als Hochleistungsadditive für beispielsweise Schmierstoffe einsetzbar sind, vor Ort in Deutschland gewonnen werden. Das Forschungsprogramm ist für eine Laufzeit von neun Jahren ausgelegt. Gefördert wird es vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF).
Weitere Potenziale der Wasserwirtschaft
Langfristig kann durch den Einsatz bisher ungenutzter Rohstoffquellen eine größere Unabhängigkeit von fossilen Rohstoffen erreicht werden. Daher blickt die Emschergenossenschaft auch fernab der Aktivitäten der Strategischen Allianz "Zero-CarbFP" auf Möglichkeiten, in der Abwasserbehandlung einzelne Arten von Mikroorganismen mit besonderen Eigenschaften gezielt einzusetzen und zu fördern.
Wasser und Abwasser eröffnen Chancen zur gezielten Aufzucht von Mikroorganismen und damit zur Produktion von Biomasse als Energieträger. Kläranlagen sind mit ihrer Infrastruktur die geeigneten Standorte dafür. Zusätzliche "eigene" Biomasse als Energieträger können etwa durch die Aufzucht und Produktion von Mikroalgen auf Kläranlagen erzeugt werden.
Algen gehören zu den ältesten Pflanzen. Sie brauchen Sonnenlicht, Wasser, Kohlendioxid und Nährstoffe für ihr Wachstum - sie erzeugen daraus durch Fotosynthese Sauerstoff und Biomasse. Mikroalgen könnten also auf den Emscher-Kläranlagen mit nährstoffreichen Abwässern "gefüttert" werden.
Zum einen kann die in Mikroalgensystemen auf Kläranlagen erzeugte zusätzliche Algen-Biomasse in bestehenden Anlagen energetisch verwertet werden - und die Energieausbeute dadurch gesteigert werden. Außerdem können Mikroalgen Nährstoffe und andere Abwasserbestandteile verarbeiten. Das basiert auf der Fähigkeit von Algen, anorganische Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphor aus dem Abwasser aufzunehmen und für das Zellwachstum zu nutzen.
Zudem "verstoffwechseln" sie bei der Photosynthese Kohlendioxid und tragen somit auch zur Reduktion von Klimagas bei. Mikroalgensysteme haben folglich das Potenzial zur Verbesserung der Energie- und Schadstoffbilanz von Kläranlagen.
Die technische Machbarkeit ist zwar durch Pilotprojekte in den USA und Neuseeland erwiesen - allerdings existiert bislang kein Projekt in Deutschland, das sich mit der Integration von Mikroalgensystemen in Kläranlagen auseinandersetzt. Die Emscher-Kläranlagen könnten hier Vorreiter sein!
"Moderne (Ab-)Wasserwirtschaft braucht viel Energie - sie hat aber auch ein erhebliches energetisches Potenzial", sagt Dr. Jochen Stemplewski, Vorstandsvorsitzender der Emschergenossenschaft. Dieses Potenzial stecke insbesondere in der auf Kläranlagen anfallenden Biomasse, dem Klärschlamm. Klärschlamm sei daher zunehmend nicht mehr nur Reststoff bzw. Abfall zur Entsorgung, sondern eine wertvolle Ressource und Energieträger.
"Unser Ziel ist es, diese Potenziale zur regenerativen, klima-freundlichen Energieerzeugung in der Wasserwirtschaft zu fördern und deutlich zu steigern", so Stemplewski. Zahlreiche Abwasserinhaltsstoffe können nicht nur unter dem Blickwinkel zu beseitigender, schädlicher Spurenstoffe betrachtet werden, sondern auch als Rohstoffe, die man aus dem Abwasser gewinnen kann. Klärwerke können somit nicht nur als Entsorgungseinrichtungen, sondern auch als Anlagen zur Ressourcennutzung fungieren.
Die Emschergenossenschaft ist Koordinatorin des Forschungsprogrammes "Additives 2" der Strategischen Allianz "ZeroCarbFP". Hierbei soll aus Abfällen wie Klärschlamm funktionale Biomasse zur synthetischen Erzeugung etwa von Einzeller-Ölen, die als Hochleistungsadditive für beispielsweise Schmierstoffe einsetzbar sind, vor Ort in Deutschland gewonnen werden. Das Forschungsprogramm ist für eine Laufzeit von neun Jahren ausgelegt. Gefördert wird es vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF).
Weitere Potenziale der Wasserwirtschaft
Langfristig kann durch den Einsatz bisher ungenutzter Rohstoffquellen eine größere Unabhängigkeit von fossilen Rohstoffen erreicht werden. Daher blickt die Emschergenossenschaft auch fernab der Aktivitäten der Strategischen Allianz "Zero-CarbFP" auf Möglichkeiten, in der Abwasserbehandlung einzelne Arten von Mikroorganismen mit besonderen Eigenschaften gezielt einzusetzen und zu fördern.
Wasser und Abwasser eröffnen Chancen zur gezielten Aufzucht von Mikroorganismen und damit zur Produktion von Biomasse als Energieträger. Kläranlagen sind mit ihrer Infrastruktur die geeigneten Standorte dafür. Zusätzliche "eigene" Biomasse als Energieträger können etwa durch die Aufzucht und Produktion von Mikroalgen auf Kläranlagen erzeugt werden.
Algen gehören zu den ältesten Pflanzen. Sie brauchen Sonnenlicht, Wasser, Kohlendioxid und Nährstoffe für ihr Wachstum - sie erzeugen daraus durch Fotosynthese Sauerstoff und Biomasse. Mikroalgen könnten also auf den Emscher-Kläranlagen mit nährstoffreichen Abwässern "gefüttert" werden.
Zum einen kann die in Mikroalgensystemen auf Kläranlagen erzeugte zusätzliche Algen-Biomasse in bestehenden Anlagen energetisch verwertet werden - und die Energieausbeute dadurch gesteigert werden. Außerdem können Mikroalgen Nährstoffe und andere Abwasserbestandteile verarbeiten. Das basiert auf der Fähigkeit von Algen, anorganische Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphor aus dem Abwasser aufzunehmen und für das Zellwachstum zu nutzen.
Zudem "verstoffwechseln" sie bei der Photosynthese Kohlendioxid und tragen somit auch zur Reduktion von Klimagas bei. Mikroalgensysteme haben folglich das Potenzial zur Verbesserung der Energie- und Schadstoffbilanz von Kläranlagen.
Die technische Machbarkeit ist zwar durch Pilotprojekte in den USA und Neuseeland erwiesen - allerdings existiert bislang kein Projekt in Deutschland, das sich mit der Integration von Mikroalgensystemen in Kläranlagen auseinandersetzt. Die Emscher-Kläranlagen könnten hier Vorreiter sein!
