Auf der Suche nach dem sauberen Energieträger Wasserstoff ist Markus Schröder dort angelangt, wo es besonders schmutzig ist: in einer Kläranlage. Für den Wasserwirtschafts-Experten und Leiter einer Ingenieur-Gesellschaft mit Sitz in Aachen und Bochum kein Widerspruch: "Kläranlagen bieten sich als erster Baustein der Wasserstoff-Infrastruktur an. Kläranlagen sind selber Primärenergieträger. Sie haben das Faulgas, aus dem man nach Reinigung und Reformierung Wasserstoff gewinnen kann." Faulgas entsteht in Kläranlagen, wenn organische Substanzen im Abwasser unter Luftabschluss abgebaut werden. Sein Hauptbestandteil ist der Kohlenwasserstoff Methan. In einem Reformer oder Konverter kann man schließlich dem Faulgas Wasserstoff entziehen.
Diesen Wasserstoff aus dem Klärwerk sollte man doch als Treibstoff für künftige Autos nutzen können, die mit Brennstoffzellen fahren - so Schröders Idee. Immerhin gebe es rund 10.000 Kläranlagen in Deutschland. Schon wenn nur jede fünfte auch eine Wasserstoff-Zapfsäulen bekäme, hätte man ein Tankstellen-Netz vergleichbar mit dem, das zur Zeit für Erdgas-Fahrzeuge aufgebaut werde.
In einer Kölner Kläranlage läuft schon seit mehreren Jahren ein erstes Pilotprojekt. Dort verwertet eine stationäre Brennstoffzelle Wasserstoff aus Faulgas. Technisch gilt dieses System, das eine so genannte Phosphorsäure-Brennstoffzelle verwendet, inzwischen aber als überholt. Auf Höhe der Zeit ist ein zweites, jüngeres Projekt in einer Wuppertaler Kläranlage. Dort setzen die Ingenieure einen anderen Typ Brennstoffzelle ein, das Schmelzkarbonat-System. Es verspricht hohe elektrische Wirkungsgrade von bis zu 50 Prozent, steckt aber noch in der Entwicklung. Doch die bisherigen Ergebnisse seien viel versprechend, sagt Projektleiter Sven Faulhaber vom Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik in Oberhausen: "Es ist immer die gleiche Frage: Kann ich mein Gas so aufbereiten, dass es die wirklich recht anspruchsvollen Reinheitsanforderungen der Brennstoffzelle erfüllt? Die Brennstoffzelle lief auch schon mit Klärgas, mit gereinigtem Klärgas. Wir haben schon demonstriert, dass das auf jeden Fall funktioniert."
Für Ingenieure wie Markus Schröder ist die Wasserstoff-Produktion im Klärwerk auch mittels Elektrolyse vorstellbar. Dabei wird Wasser in seine beiden Bestandteile aufgespaltet: Wasserstoff und Sauerstoff. Dieses Verfahren verbraucht reichlich Strom, aber den könnte eine angeschlossene Windkraftanlage liefern, so Schröder: "Kläranlagen haben einen sehr großen Eigenenergieverbrauch. Und der steckt im wesentlichen in der Belüftung, also in dem Sauerstoff für die Bakterien. Wenn wir jetzt auf Kläranlagen diese Elektrolyse installieren, können wir auch den Sauerstoff nutzen." Womöglich könnte durch den Synergieeffekt am Ende gar ein energieautarkes Klärwerk stehen. Zunächst sollen aber weitere Pilotanlagen entstehen, unter anderem im nordrhein-westfälischen Ahlen.
[Quelle: Volker Mrasek]
Diesen Wasserstoff aus dem Klärwerk sollte man doch als Treibstoff für künftige Autos nutzen können, die mit Brennstoffzellen fahren - so Schröders Idee. Immerhin gebe es rund 10.000 Kläranlagen in Deutschland. Schon wenn nur jede fünfte auch eine Wasserstoff-Zapfsäulen bekäme, hätte man ein Tankstellen-Netz vergleichbar mit dem, das zur Zeit für Erdgas-Fahrzeuge aufgebaut werde.
In einer Kölner Kläranlage läuft schon seit mehreren Jahren ein erstes Pilotprojekt. Dort verwertet eine stationäre Brennstoffzelle Wasserstoff aus Faulgas. Technisch gilt dieses System, das eine so genannte Phosphorsäure-Brennstoffzelle verwendet, inzwischen aber als überholt. Auf Höhe der Zeit ist ein zweites, jüngeres Projekt in einer Wuppertaler Kläranlage. Dort setzen die Ingenieure einen anderen Typ Brennstoffzelle ein, das Schmelzkarbonat-System. Es verspricht hohe elektrische Wirkungsgrade von bis zu 50 Prozent, steckt aber noch in der Entwicklung. Doch die bisherigen Ergebnisse seien viel versprechend, sagt Projektleiter Sven Faulhaber vom Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik in Oberhausen: "Es ist immer die gleiche Frage: Kann ich mein Gas so aufbereiten, dass es die wirklich recht anspruchsvollen Reinheitsanforderungen der Brennstoffzelle erfüllt? Die Brennstoffzelle lief auch schon mit Klärgas, mit gereinigtem Klärgas. Wir haben schon demonstriert, dass das auf jeden Fall funktioniert."
Für Ingenieure wie Markus Schröder ist die Wasserstoff-Produktion im Klärwerk auch mittels Elektrolyse vorstellbar. Dabei wird Wasser in seine beiden Bestandteile aufgespaltet: Wasserstoff und Sauerstoff. Dieses Verfahren verbraucht reichlich Strom, aber den könnte eine angeschlossene Windkraftanlage liefern, so Schröder: "Kläranlagen haben einen sehr großen Eigenenergieverbrauch. Und der steckt im wesentlichen in der Belüftung, also in dem Sauerstoff für die Bakterien. Wenn wir jetzt auf Kläranlagen diese Elektrolyse installieren, können wir auch den Sauerstoff nutzen." Womöglich könnte durch den Synergieeffekt am Ende gar ein energieautarkes Klärwerk stehen. Zunächst sollen aber weitere Pilotanlagen entstehen, unter anderem im nordrhein-westfälischen Ahlen.
[Quelle: Volker Mrasek]