Energiewende, alternative Energie

Abwasserenergie. Meldungen

Bakterien im Abwasser erzeugen Strom -- Strom aus der Kläranlage -- Strom aus Urin --

Meldungen,

präsentiert von Michael Palomino (2011)

31.12.2011: <Alleskönner im Abwasser: Bakterien erzeugen Strom>

aus: n-tv online; 31.12.2011;
http://www.n-tv.de/wissen/Bakterien-erzeugen-Strom-article5106616.html

<Die mikrobielle Brennstoffzelle könnte einen Beitrag zur nachhaltigen Energiewende leisten. Bakterien reinigen dabei in Kläranlagen nicht nur das Abwasser, sondern erzeugen darin zusätzlich noch Strom.

Es ist eine Option für das nächste Jahrzehnt: Die kommunale Kläranlage als neue Energiequelle. Bakterien können nämlich nicht nur Abwasser reinigen, sondern dabei auch Strom erzeugen - vor allem wenn sie Metalle mögen. Forscher arbeiten in aller Welt an der Entwicklung von mikrobiellen Brennstoffzellen, einer Technologie, die einen weiteren Beitrag zur Energiewende leisten könnte.

Eines der führenden Teams forscht an der Technischen Universität Braunschweig und arbeitet dabei eng mit Wissenschaftlern in Marburg, Leipzig und Darmstadt zusammen. Allerdings wird es noch dauern, bis aus den heutigen Mini-Zellen im Labor großtechnische Anlagen werden. Professor Uwe Schröder vom TU-Institut für Ökologische und Nachhaltige Chemie nennt einen Zeitraum von bis zu zehn Jahren.

Strom aus Urin

Dabei ist das Grundphänomen der Bio-Brennstoffzelle seit 100 Jahren bekannt. Doch kam die Wissenschaft lange nicht voran. Forscher der US-Raumfahrtbehörde NASA wollten beispielsweise vor 50 Jahren aus dem Urin von Astronauten Strom erzeugen. Was damals wie Science-Fiction klang, ist heute auf einer breiteren Stoffbasis durchaus realistisch. Es habe in jüngster Zeit deutliche Fortschritte gegeben, meint Schröder: "Wir verzichten dabei heute auf die Zugabe von Stimulatoren für die Mikroorganismen oder auf deren gentechnische Veränderung. Wir nutzen einfach nur, was ohnehin im Abwasser drin ist."

Das sind vor allem metallreduzierende Bakterien. Die stillen ihren Energiebedarf durch Verwertung und Abbau von Abfallstoffen und können die dabei erzeugten Elektronen etwa an Elektroden übertragen, so dass Strom fließt. Sie docken sich dazu mit Hilfe besonderer Proteine in ihren Zellmembranen an die Elektroden an und bilden mit anderen Bakterien einen Biofilm. Wie viele der mehr als 3000 Bakterien-Arten im Abwasser so Strom erzeugen können, wissen die Forscher noch nicht genau. "Wir entdecken immer mehr", meint Instituts-Mitarbeiter Falk Harnisch. Mit einem speziellen Forschungsprojekt suchen die Forscher darüber hinaus stromerzeugende Bakterien, die vor allem problematische Antibiotika-Reste abbauen.

Erweiterung der Anlagen auf Kühlschrankgröße

Bisher funktionieren im Labor nur vasengroße Mini-Zellen. Es gehe jetzt, sagt Schröder, vor allem darum, Formen und Materialien der Elektroden weiter zu entwickeln, so dass sich möglichst viele Bakterien an deren Oberfläche zwecks höherer Stromleistung ansiedeln können. Im nächsten Jahr will Schröders Team in Zusammenarbeit mit Ingenieuren der Siedlungswasserwirtschaft eine etwa kühlschrankgroße Anlage bauen, die Stromstärken in den Ampere-Bereich erreichen soll.

Der nächste Schritt wäre dann eine industriell nutzbare Anlage, erläutert Harnisch. Vermutlich werde man zunächst mit Anlagen für spezielle Abwässer, etwa von Brauereien oder Lebensmittelherstellern, beginnen. In 10 bis 20 Jahren könnten dann große Bio-Zellen in Kläranlagen arbeiten. Mit einem modulartigen Aufbau solcher Anlagen könnte man beliebige Größenordnungen erreichen.

Doppelter Nutzen

Sicher gebe es kostengünstigere alternative Möglichkeiten der Stromerzeugung, räumt Schröder ein. Der Charme der mikrobiellen Brennstoffzelle liege aber in ihrem doppelten Nutzen. Sie reinige nicht nur auf natürlichem Wege das Abwasser, sondern erzeuge zugleich Strom. Das sei ein wirklich nachhaltiges Projekt. Schröder: "Sie spart außerdem noch Strom." Denn Kläranlagen sind vor allem durch die aufwändige Belüftungstechnik wahre Stromfresser.

Schröder zitiert Studien, nach denen 10 Prozent des von allen kommunalen Einrichtungen verbrauchten Stroms auf Kläranlagen entfallen. Davon gibt es rund 10.000 in Deutschland. Das sei ein beachtliches Einsparpotenzial für bisher anders erzeugten Strom. Darüber hinaus könne man noch Strom ins Netz abgeben. Schröder: "Bisher verschwenden wir in den Kläranlagen Energie, um Energie zu vernichten." Denn es stecke dreimal so viel Energie im Abwasser als bisher zur Reinigung an Strom verbraucht werde.

Klaus Sievers, dpa>

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1.1.2012: <Energiegewinnung: In Zukunft kommt der Strom aus der Kläranlage>

aus: Welt online; 1.1.2012;
http://www.welt.de/wissenschaft/article13791015/In-Zukunft-kommt-der-Strom-aus-der-Klaeranlage.html

< Autor: Klaus Sievers

In zehn bis zwanzig Jahren soll aus dem Schlick auch in großen Kläranlagen Strom gewonnen werden können.

Bakterien in Kläranlagen können mehr, als nur Abwasser reinigen: Sie können auch Strom erzeugen und so einen Beitrag zur Energiewende leisten.

Es ist eine Option für das nächste Jahrzehnt: Die kommunale Kläranlage als neue Energiequelle. Bakterien können nämlich nicht nur Abwasser reinigen, sondern dabei auch Strom erzeugen - vor allem wenn sie Metalle mögen. Forscher arbeiten in aller Welt an der Entwicklung von mikrobiellen Brennstoffzellen, einer Technologie die einen weiteren Beitrag zur Energiewende leisten könnte.

Eines der führenden Teams forscht an der Technischen Universität Braunschweig und arbeitet dabei eng mit Wissenschaftlern in Marburg, Leipzig und Darmstadt zusammen. Allerdings wird es noch dauern, bis aus den heutigen Mini-Zellen im Labor großtechnische Anlagen werden. Professor Uwe Schröder vom TU-Institut für Ökologische und Nachhaltige Chemie nennt einen Zeitraum von bis zu zehn Jahren.

Dabei ist das Grundphänomen der Bio-Brennstoffzelle seit 100 Jahren bekannt. Doch kam die Wissenschaft lange nicht voran. Forscher der US-Raumfahrtbehörde Nasa wollten beispielsweise vor 50 Jahren aus dem Urin von Astronauten Strom erzeugen. Was damals wie Science-Fiction klang, ist heute auf einer breiteren Stoffbasis durchaus realistisch.

Es habe in jüngster Zeit deutliche Fortschritte gegeben, meint Schröder: „Wir verzichten dabei heute auf die Zugabe von Stimulatoren für die Mikroorganismen oder auf deren gentechnische Veränderung. Wir nutzen einfach nur, was ohnehin im Abwasser drin ist.“

Biofilm aus Bakterien

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Das sind vor allem metallreduzierende Bakterien. Die stillen ihren Energiebedarf durch Verwertung und Abbau von Abfallstoffen und können die dabei erzeugten Elektronen etwa an Elektroden übertragen, so dass Strom fließt. Sie docken sich dazu mit Hilfe besonderer Proteine in ihren Zellmembranen an die Elektroden an und bilden mit anderen Bakterien einen Biofilm.

Wie viele der mehr als 3000 Bakterien-Arten im Abwasser so Strom erzeugen können, wissen die Forscher noch nicht genau. „Wir entdecken immer mehr“, meint Instituts-Mitarbeiter Falk Harnisch. Mit einem speziellen Forschungsprojekt suchen die Forscher darüber hinaus stromerzeugende Bakterien, die vor allem problematische Antibiotika-Reste abbauen.

Bisher funktionieren im Labor nur vasengroße Mini-Zellen. Es gehe jetzt, sagt Schröder, vor allem darum, Formen und Materialien der Elektroden weiter zu entwickeln, so dass sich möglichst viele Bakterien an deren Oberfläche zwecks höherer Stromleistung ansiedeln können. Im nächsten Jahr will Schröders Team in Zusammenarbeit mit Ingenieuren der Siedlungswasserwirtschaft eine etwa kühlschrankgroße Anlage bauen, die Stromstärken in den Ampere-Bereich erreichen soll.

Kläranlagen noch Energieschlucker

Der nächste Schritt wäre dann eine industriell nutzbare Anlage, erläutert Harnisch. Vermutlich werde man zunächst mit Anlagen für spezielle Abwässer, etwa von Brauereien oder Lebensmittelherstellern, beginnen. In 10 bis 20 Jahren könnten dann große Bio-Zellen in Kläranlagen arbeiten. Mit einem modulartigen Aufbau solcher Anlagen könnte man beliebige Größenordnungen erreichen.

Sicher gebe es kostengünstigere alternative Möglichkeiten der Stromerzeugung, räumt Schröder ein. Der Charme der mikrobiellen Brennstoffzelle liege aber in ihrem doppelten Nutzen. Sie reinige nicht nur auf natürlichem Wege das Abwasser, sondern erzeuge zugleich Strom. Das sei ein wirklich nachhaltiges Projekt. Schröder: „Sie spart außerdem noch Strom.“ Denn Kläranlagen sind vor allem durch die aufwändige Belüftungstechnik wahre Stromfresser.

Schröder zitiert Studien, nach denen 10 Prozent des von allen kommunalen Einrichtungen verbrauchten Stroms auf Kläranlagen entfallen. Davon gibt es rund 10 000 in Deutschland. Das sei ein beachtliches Einsparpotenzial für bisher anders erzeugten Strom. Darüber hinaus könne man noch Strom ins Netz abgeben. Schröder: „Bisher verschwenden wir in den Kläranlagen Energie, um Energie zu vernichten.“ Denn es stecke dreimal so viel Energie im Abwasser als bisher zur Reinigung an Strom verbraucht werde.>

Kommentar

Man sieht: Wer forscht, der findet.

Das wäre alles schon vor 50 Jahren möglich gewesen, VOR der Einführung von Atomkraft und Atommüll.

Michael Palomino, 1.1.2012

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17.7.2013: Strom aus Urin - Forschung in Bristol - Mikroben des Urins zerfallen - Strom wird an Kohlenstoff-Anoden abgeleitet

aus: n-tv online: Forscher sieht "grenzenlose Energiequelle": Urin liefert Strom für Handys; 17.7.2013;
http://www.n-tv.de/wissen/Urin-liefert-Strom-fuer-Handys-article11003661.html

<Es ist ein immer noch ungelöstes Problem: Wie kann die Menschheit ihren wachsenden Energiebedarf sichern? Forscher aus Bristol scheinen nun eine schier unerschöpfliche Quelle ausfindig gemacht zu haben.

Forscher aus Bristol haben sich für die Verwendung des menschlichen Urins als Energiequelle starkgemacht. Ein Team von der Universität Bristol und dem Robotik-Labor der Stadt im Südwesten Englands veröffentlicht in der jüngsten Ausgabe der Zeitschrift "Physical Chemistry Chemical Physics" einen Beitrag, in dem der erfolgreiche Einsatz von Urin zum Betrieb eines Mobilfunkgerätes geschildert wird.

Der Forscher Ioannis Ieropoulos von der West of England University vertrat daraufhin die Ansicht, mit Urin könnten auch ganze Badezimmer elektrisch versorgt werden - vom Rasiergerät bis hin zur Beleuchtung. Für die Stromgewinnung wurden Spezialbatterien eingesetzt, die beim Zerfall der Mikroben des Urins an Kohlenstoff-Anoden Strom ableiten konnten.

"Den Inbegriff von Abfall einzusetzen, um daraus Strom zu gewinnen - noch ökologischer geht es nicht!", so Ieropoulos. "Wir sind begeistert, das ist eine Weltneuheit."

Spezial-Batterien nötig

Die Stromgewinnung gelang zunächst nur in einem überschaubaren Umfang. So konnten mit dem Strom im Handy SMS-Nachrichten übermittelt und das Internet genutzt werden. Beim vergleichsweise verbrauchsintensiven Telefonieren gelangte das System aber nach kurzer Zeit an seine Grenzen. Für eine weitergehende Nutzung müssten Spezial-Batterien entwickelt werden.

"Unser Urin ist eine grenzenlose Energiequelle", sagte Ieropoulos. "So werden wir nicht mehr von den Zufällen der Wind- und Sonnenenergie abhängen." Es werde eines Tages möglich sein, den Strom aus dem Urin langfristig zu speichern.

Quelle: n-tv.de , AFP>

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17.11.2014: Recyceltes Klärwasser wird durch einen Wärmetauscher geleitet und gibt die Wärme ab

aus: Deutsche Wirtschaftsnachrichten online: Heizen mit Abwasser: Kleinstadt nutzt Kanalisation als Energiequelle; 17.11.2014;
http://deutsche-wirtschafts-nachrichten.de/2014/11/17/heizen-mit-abwasser-kleinstadt-nutzt-kanalisation-als-energiequelle/

<Eine österreichische Stadt erzeugt Energie aus recyceltem Klärwasser. Durch ein Pumpensystem wird die Wärmeenergie zum Heizen oder Kühlen von Gebäuden wiederverwendet. Die Energiequelle ist günstig und regional verfügbar.

Private Haushalte, Unternehmen oder Fabriken spülen Unmengen von Wasser in den Abfluss und verschwenden damit nicht nur das wertvolle Nass, sondern auch Energie aus Wärme. Das Pilotprojekt eines örtlichen Energieversorgungsunternehmens in Österreich will das ändern und konzentriert sich auf die Energie aus regionalem Abwasser. Eine Fläche von 4.000 Quadratmetern kann damit geheizt oder gekühlt werden. Die Technik ist auch gut für größere Gebäude wie Schulen oder Bürogebäude geeignet.

„Das Wasser, das hier her gepumpt wird, ist sauber. Es gibt keine Fäkalien. Die Ausstattung im Inneren (der Kanalisation) ist selbstreinigend. Fast jede Woche bekommen wir Besuch von einer Delegation, die sich das anschauen will“, zitiert anders leben Robert Simmer, Chef der Stadtwerke Amstetten.

Die Kanalisation dehnt sich über 42 Meter aus. Das Wasser, das durch die Rohre läuft, wird von einem so genannten Wärmetauscher erwärmt. Hierbei sind die Rohre vom Abwasserkanal getrennt. Das warme Wasser wird dann durch ein Pumpensystem in das nahe gelegene Hauptquartier gepumpt, wo das Zentralheizungssystem zusätzlich Wärme freisetzt. Die Wassertemperatur kann dabei 27 Grad Celsius erreichen.

Obwohl der zusätzlich benötigte Strom für die Wärmepumpen 6.500 Euro pro Jahr kostet, sind die Einsparungen für die Stadtwerke erheblich. Die neue High-Tech-Methode ermöglicht außerdem den vollständigen Verzicht auf Gas und reduziert den Kohlenstoffverbrauch.Das österreichische Unternehmen hat 240.000 Euro in die Technologie investiert. „Das sollte in etwa elf Jahren wieder reinkommen. Mit jeder anderen erneuerbaren Energiequelle wie Solarenergie, ginge es nicht früher“, so Simmer.>

     

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