Strom aus Methan 05.12.2013, 08:47 Uhr

Brennstoffzelle produziert Strom aus dem Klärgas der Stadtentwässerung

Im Dresdner Klärwerk wird derzeit eine Brennstoffzelle getestet, die aus dem Methan des Klärschlammes Strom erzeugt. Die Brennstoffzelle arbeitet nicht nur effektiver als ein Blockheizkraftwerk. Es können auch Speise- und Marktabfälle sowie der Inhalt der Biotonne vergoren werden.

Wärme aus dem Blockheizkraftwerk erhitzt den Schlamm auf 37 Grad Celsius. 

Wärme aus dem Blockheizkraftwerk erhitzt den Schlamm auf 37 Grad Celsius. 

Foto: Stadtentwässerung Dresden

In den großen Faultürmen des Dresdner Klärwerkes steckt ein brauner, zäher, rund 37 Grad warmer Schlamm. Rund 150 Tonnen davon fallen bei der Abwasserreinigung der Stadt mit gut einer halben Million Einwohner täglich an. Der Klärschlamm ist aber nicht nur Abfall sondern auch Rohstoff zugleich, denn aus ihm wird Methangas gewonnen. In zwei Blockheizkraftwerken wird daraus Strom erzeugt, der etwa 60 Prozent des Energiebedarfes der Stadtentwässerung Dresden deckt. Eine Menge, die genügen würde, um bis zu 16.000 Haushalte mit Elektrizität zu versorgen.

Wirkungsgrad von Brennstoffzellen höher als beim Blockheizkraftwerk

Nun sollen neben dem Klärschlamm künftig weitere biogene Rest- und Abfallstoffe in die beiden Faultürme mit einer Größe von jeweils 10.500 Kubikmeter gegeben werden. Durch diese „Co-Vergärung“ würde die Biogasmenge steigen. Eine noch höhere Ausbeute könnte die Desintegration des Klärschlammes bringen, also eine Zerkleinerung auf biologischem, physikalischem oder chemischem Weg.

Die neue Schlammbehandlung an Autobahn A4.

Die neue Schlammbehandlung an Autobahn A4.

Quelle: Stadtentwässerung Dresden

Stellenangebote im Bereich Energie & Umwelt

Energie & Umwelt Jobs
VH-7 Medienküche GmbH-Firmenlogo
Bauingenieur / Umweltingenieur oder Ingenieur Umweltschutztechnik (M/w/d) VH-7 Medienküche GmbH
Stuttgart Zum Job 
Recogizer-Firmenlogo
Projektingenieur (m/w/d) KI-gestützte CO2-Reduktion Recogizer
Pfisterer Kontaktsysteme GmbH-Firmenlogo
High Voltage Testing Specialist (w/m/d) Pfisterer Kontaktsysteme GmbH
Winterbach Zum Job 
Berliner Stadtreinigungsbetriebe (BSR)-Firmenlogo
Projektleiterinnen / Projektleiter Energiewirtschaft (w/m/d) Berliner Stadtreinigungsbetriebe (BSR)
Netzgesellschaft Potsdam GmbH-Firmenlogo
Betriebsingenieur (m/w/d) Elektrotechnik/Energietechnik für die Niederspannung bzw. Hochspannung Netzgesellschaft Potsdam GmbH
Potsdam Zum Job 
Netzgesellschaft Potsdam GmbH-Firmenlogo
Ingenieur Strategische Netzplanung (m/w/d) für Strom, Datennetze, Infokabel, 450 MHz Netzgesellschaft Potsdam GmbH
Potsdam Zum Job 
Stuttgart Netze GmbH-Firmenlogo
(Junior) Ingenieur Quartiersentwicklung Anschlussservice (w/m/d) Stuttgart Netze GmbH
Stuttgart Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Ingenieur Landschaftspflege und Umwelt (m/w/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
München Zum Job 
Stadtwerke Schneverdingen-Neuenkirchen GmbH-Firmenlogo
Leitender Ingenieur (m/w/d) Netzbau und -betrieb Strom und Breitband Stadtwerke Schneverdingen-Neuenkirchen GmbH
Schneverdingen Zum Job 
UGS GmbH-Firmenlogo
Ingenieur Integritätsbewertung (m/w/d) UGS GmbH
Mittenwalde, deutschlandweiter Einsatz Zum Job 
ENGIE Deutschland GmbH-Firmenlogo
Projektmanager Vertrieb Energiedienstleistungen (m/w/d) ENGIE Deutschland GmbH
Frankfurt oder Stuttgart, bundesweit Zum Job 
Stadtwerke Südholstein GmbH-Firmenlogo
Ingenieur der Elektro- oder Energietechnik als Leiter Planung und Netzbetrieb Strom (m/w/d) Stadtwerke Südholstein GmbH
Pinneberg Zum Job 
Bau- und Liegenschaftsbetrieb NRW-Firmenlogo
Ingenieurinnen / Ingenieure bzw. Technikerinnen / Techniker oder Meisterinnen / Meister der Elektrotechnik (w/m/d) Bau- und Liegenschaftsbetrieb NRW
Münster Zum Job 
Stuttgart Netze GmbH-Firmenlogo
Ingenieur Baukoordination und Qualitätssicherung (w/m/d) Stuttgart Netze GmbH
Stuttgart Zum Job 
Stuttgart Netze GmbH-Firmenlogo
Ingenieur Projektierung Netze Strom / Gas (w/m/d) Stuttgart Netze GmbH
Stuttgart Zum Job 
DAkkS Deutsche Akkreditierungsstelle GmbH-Firmenlogo
Naturwissenschaftler/in oder Ingenieur/in als Experte für Immissionsschutz (w/m/d) DAkkS Deutsche Akkreditierungsstelle GmbH
Energie und Wasser Potsdam GmbH-Firmenlogo
Senior-Mehrsparten-Projektbearbeiter (m/w/d) Realisierung Energie und Wasser Potsdam GmbH
Potsdam Zum Job 
DAkkS Deutsche Akkreditierungsstelle GmbH-Firmenlogo
Ingenieur/in / Umweltwissenschaftler/in im Bereich Energie und Emissionshandel (w/m/d) DAkkS Deutsche Akkreditierungsstelle GmbH
naturenergie hochrhein AG-Firmenlogo
Projektentwickler (m/w/d) Technischer Vertrieb naturenergie hochrhein AG
Rheinfelden (Baden), Schallstadt, Donaueschingen Zum Job 
Berliner Stadtreinigungsbetriebe (BSR)-Firmenlogo
Betriebsingenieurin / Betriebsingenieur (w/m/d) Müllheizkraftwerk Berliner Stadtreinigungsbetriebe (BSR)

Um ihren Klärschlamm besser zu verwerten und auch Bio-Abfälle in die Energieerzeugung einzubeziehen, greift die Dresdner Stadtentwässerung auf das Know-how des ortsansässigen Fraunhofer Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS zurück. Unter reellen Bedingungen testen die Wissenschaftler des IKTS derzeit die Zerkleinerung des Klärschlammes mit Ultraschall sowie den Einsatz einer Festoxidbrennstoffzelle, die den Wirkungsgrad der Energiegewinnung verbessern soll.

„Im Vergleich zu einem Blockheizkraftwerk ist der Wirkungsgrad von Brennstoffzellen deutlich höher“, erklärt Matthias Jahn vom Dresdner IKTS. Während mit der konventionellen Technik allenfalls ein Wirkungsgrad von 40 Prozent erreicht werde und der Rest als Wärme verloren gehe, seien mit der Brennstoffzelle 50 Prozent möglich. „Die Technologie der Blockheizkraftwerke ist weitgehend ausgereizt, aber bei der Brennstoffzelle gibt es noch Luft nach oben“, so Jahn.

Im neuen System kann auch der Inhalt der Biotonne verwertet werden

Derzeit testen Jahn und sein Team eine Festoxidbrennstoffzelle (SOFC Solid Oxide Fuel Cell) unter realen Bedingungen an der Dresdner Kläranlage. Die SOFC arbeitet nicht mit energieintensiv gewonnenem Wasserstoff, sondern mit dem Klärgas der Stadtentwässerung. Brennstoffzellen sind grundsätzlich effektiver, weil sie chemische Energie direkt in elektrische Energie umwandeln. Die SOFC wird bei hohen Temperaturen von 650 bis 1000 Grad Celsius betrieben und besteht aus einem festen keramischen Werkstoff.

Mittels perforierter Bänder wird der Belebtschlamm eingedickt.

Mittels perforierter Bänder wird der Belebtschlamm eingedickt.

Quelle: Stadtentwässerung Dresden

„Unser System läuft auch dann stabil, wenn der Methangehalt zwischen 30 und 70 Prozent schwankt“, erklärt Jahn. „Das im Biogas vorhandene Kohlendioxid muss nicht abgetrennt werden, sondern wird im Prozess genutzt. Das ermöglicht eine höhere Flexibilität der Brenngaszusammensetzung. Es können auch Speise- und Marktabfälle, Rückstände aus der Lebensmittelherstellung oder der Inhalt der häuslichen Biotonne vergoren werden.“

Im besten Fall, so hofft die Dresdner Stadtentwässerung, könne sie nicht nur eine energieautarke Kläranlage schaffen, sondern sogar Strom ins städtische Netz liefern. Ergebnisse der Versuche mit Brennstoffzellen und Biogas sollen Anfang 2014 vorliegen.

Ein Beitrag von:

  • Gudrun von Schoenebeck

    Gudrun von Schoenebeck

    Gudrun von Schoenebeck ist seit 2001 journalistisch unterwegs in Print- und Online-Medien. Neben Architektur, Kunst und Design hat sie sich vor allem das spannende Gebiet der Raumfahrt erschlossen.

Themen im Artikel

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.