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StartseiteForschung aktuellAbwasser könnte künftig Energie und Nährstoffe liefern03.02.2020

Unterschätzte RessourceAbwasser könnte künftig Energie und Nährstoffe liefern

Für viele sind sie sicher anrüchig. Vereinzelt werden Abwässer aber schon genutzt, um Energie zu erzeugen oder Nährstoffe wie Phosphor daraus zurück zu gewinnen. Wie groß das globale Potenzial für solche Nutzungen ist, verdeutlicht jetzt eine Studie in der Fachzeitschrift "Natural Resources Forum".

Von Volker Mrasek

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Gereinigtes Wasser strömt in das Filtrationsbecken eines Klärwerks (picture-alliance / Christian Beutler)
Ein Forschungsteam plädiert dafür, Abwässer künftig stärker als Quelle von Nährstoffen und Energie zu nutzen. (picture-alliance / Christian Beutler)
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Die aktuelle Studie ist die erste, die abschätzt, wieviel Abwasser alle Städte auf der Erde jährlich produzieren. Die Menge sei gigantisch, sagt der pakistanisch-kanadische Geowissenschaftler Manzoor Qadir: Sie entspreche dem gesamten jährlichen Abfluss des Ganges in Asien.

"Weltweit fallen derzeit 380 Milliarden Kubikmeter Abwasser pro Jahr an. Lediglich für fünf Prozent aller Städte lagen uns keine Daten vor. Hier haben wir uns mit Modellrechnungen beholfen. Denn es gibt etwas, was sehr eng mit der Abwasser-Menge zusammen hängt: die Einwohnerzahl von Städten."

Nährelemente wie Stickstoff, Kalium und Phosphor

Qadir ist Assistenzdirektor am Wasserforschungsinstitut der Universität der Vereinten Nationen im kanadischen Hamilton – und Hauptautor der neuen Studie.

Abwasser enthält nicht nur Schmutzpartikel, sondern auch Nährelemente wie Stickstoff, Kalium und Phosphor. Sie stammen aus den menschlichen Ausscheidungen. Qadirs Team kalkulierte, wieviel davon in den globalen Abwasserströmen enthalten sein dürfte. Die Forscher kommen auf eine Gesamtmenge von 26 Millionen Tonnen pro Jahr. Das sei fast das achtzigfache Gewicht des Empire State Buildings in New York.

Würde man die ganze Stickstoff-, Phosphor- und Kalium-Fracht zurückgewinnen, könnte man damit theoretisch 13 Prozent des globalen Düngemittelbedarfs decken, hat Qadir berechnet:

"Es ist zu erwarten, dass das Abwasservolumen weiter steigt, denn auch Weltbevölkerung, Urbanisierung und Lebensstandards nehmen zu. Wir schätzen, dass im Jahr 2050 fast 50 Prozent mehr Abwasser anfällt als 2015. Wir werden nicht umhinkommen, es weitestmöglich zu klären und die enthaltenen Nährstoffe stärker zu nutzen! Denn Abwasser verursacht zunehmend Umweltprobleme, weil es die Gewässer verschmutzt und überdüngt, in denen es landet."

In Abwässern steckt auch Energie

In städtischen Abwässern steckt auch Energie. Kläranlagen in Deutschland und anderen Industriestaaten nutzen sie längst. Sie vergären ihren Klärschlamm in großen Faulbehältern und gewinnen daraus methanhaltiges Biogas. Manche Anlagen sind dadurch heute energieautark.

Auch hier haben die Studienautoren das Potenzial berechnet, das im Abwasser aller Städte weltweit schlummert. Demnach reicht die Energie im Prinzip, um 500 bis 600 Millionen Durchschnittsverbraucher mit Strom zu versorgen. Das Problem ist nur: Klär- und Energietechnik sind teuer und deswegen in Nicht-Industrieländern bis heute kaum verbreitet. Nach Ansicht der Wissenschaftler sollte sich das ändern. Vereinzelt geschehe das auch schon:

"Eine verpasste Chance, wenn wir sie nicht nutzen"

"Ich möchte hier Singapur als ein Beispiel nennen. Dort wird Abwasser so intensiv behandelt, dass es in das normale Wassernetz zurückgespeist wird. In Jordanien fließen die Abwässer der Städte Amman und Zerqa mit einem Gefälle zur Kläranlage. Man hat dort kleine Turbinen in den Kanälen installiert, die seither Energie liefern. Wir hoffen, dass von solchen Projekten eine Signalwirkung ausgeht, und dass auch unsere Studie dazu beiträgt, Abwässer stärker als Ressource zu verstehen. Es wäre eine verpasste Chance, wenn wir sie nicht nutzen!"

Größeren Forschungsbedarf sieht Manzoor Qadir nur noch bei der Rückgewinnung von Nährstoffen. Für die Klärung und energetische Nutzung von Abwässern dagegen sei die Technologie weitgehend vorhanden. Er könne sich vorstellen, dass es auf diesem Feld in den nächsten fünf bis zehn Jahren einen kräftigen Schub geben werde.

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