Was durch den Abfluss von Duschen oder Spülbecken fließt, hat mehr Potenzial, als mancher denken mag: Das „Abfallprodukt“ Abwasser lässt sich weiterverwerten, um Strom oder Wärme zu gewinnen. Ein Verfahren zur Stromgewinnung hat die junge Freiburger Forscherin Joana Danzer entwickelt – und dafür einen Innovationspreis des Landes erhalten. Ihre Forschung steckt jedoch noch in den Kinderschuhen. Weiter ist die Technologie zur Wärmegewinnung, die etwa das Thermalbad in Bad Krozingen nutzt – womit die Betreiber jährlich rund 74.000 Euro Energiekosten einsparen.

Ausflug in die Unterwelt: chilli-Redakteurin Tanja Bruckert hat sich ins Freiburger Kanalnetz abgeseilt.

 

Versteckte Gänge, dunkle Schächte – Freiburgs Abwasser fließt normalerweise verborgen vor den Augen seiner Erzeuger durch ein 730 Kilometer langes Kanalnetz tief unter der Erde. Doch wo sonst ein Gullideckel liegt, tut sich nun ein schwarzes Loch auf, durch das es in das Regen-Überlaufbecken unter dem Komturplatz des Freiburger Stadtteils Brühl geht. Die 50 Jahre alte Anlage ist das älteste der sechs Freiburger Regen-Überlaufbecken, in die das Wasser nach heftigen Regenfällen schwappen kann, damit die Kanäle nicht überlaufen.

 

Wer sich an den Abstieg machen will, verwandelt sich unter den wachsamen Augen der Mitarbeiter des Eigenbetriebs Stadtentwässerung zunächst in eine Art Marsmännchen: Ohne Schutzanzug, dicke Handschuhe, Helm und Sicherheitsgeschirr geht es nicht in die Tiefe. Auch der sogenannte „Selbstretter“ darf nicht fehlen – ein metallenes Kästchen mit einem Beutel zur Sauerstoffversorgung, falls sich Gase wie Kohlendioxid und -monoxid, Methan oder Schwefelwasserstoff bilden. Sauerstoffmangel, Ausrutschen, Ertrinken, elektrischer Schlag – die Liste der Gefahren, die unter Tage lauern, ist laut der obligatorischen Sicherheitsbelehrung groß.

 

Wer sich davon nicht abschrecken lässt, darf sich durch die enge Röhre abseilen und steht nur Sekunden später in einem großen unterirdischen Raum mit kahlen Betonwänden. Es ist fast etwas enttäuschend: Kein Gestank, keine Ratten, keine Fäkalien erwarten den Besucher – vor vier Tagen wurde das Überlaufbecken gereinigt. Auch der Kanal, der hier vorbeirauscht, gibt nur einen sehr leichten Fäkaliengeruch ab. Der Grund sind die regnerischen Sommertage, denn der Kanal führt eine Mischung aus dem Regen- und Abwasser der nördlichen Altstadt, die zur Kläranlage in Forchheim fließen.

Technikchef Christian Bronner weiß, wie man Abwasser noch sinnvoll nutzen kann.

 

Für die Wissenschaftlerin Joana Danzer ist das eine „zu dünne Brühe“ – für ihre Zwecke. Denn die Doktorandin am Institut für Mikrosystemtechnik der Uni Freiburg hat ein Verfahren entwickelt, bei dem durch Abwasser Strom erzeugt wird. Dafür wird das verbrauchte Wasser durch ein Rohr gepumpt, das es gleichzeitig reinigt und die herausgefilterten Bakterien als Katalysator für die Energiegewinnung nutzt. Für diese Entwicklung hat die Forscherin jetzt den f-cell award des baden-württembergischen Umweltministeriums bekommen. Die Jury zeigte sich von dem Nutzen für Umwelt und Gesellschaft überzeugt.

 

Wer nun schon eine Stadt vor Augen hat, die ihren Strombedarf allein durch ihr Abwasser deckt, muss diesen Gedanken gleich wieder aufgeben. Denn dass diese mikrobielle Brennstoffzelle einmal überschüssigen Strom erzeugt, ist Utopie: Lediglich ein Teil der Energie, die sie zur Reinigung des Abwassers braucht, könne zurückgewonnen werden, erklärt die 29-Jährige. Wie groß der Teil ist? Das kann sie noch nicht sagen – ihre Berechnungen schwanken zwischen fünf und sechzig Prozent des Verbrauchs. Bis es soweit ist, dass die Zelle außerhalb des Labors zum Einsatz kommt, können noch Jahre vergehen – vor allem, da bisher noch keine Geldgeber für die Fortsetzung ihrer Forschungen gefunden sind.

Forscherin Joana Danzer weiß, wie man Abwasser noch sinnvoll nutzen kann.

 

Einen großen Schritt weiter ist da das Thermalbad Vita Classica in Bad Krozingen. Hier wird das Abwasser jedoch nicht zur Strom-, sondern zur Wärmegewinnung genutzt. Das 38 Grad heiße Thermalwasser dampft, als Technikchef Christian Bronner den Hahn über der hölzernen Wanne im Gärtchen des indischen Bads aufdreht. Damit das Wasser seine Temperatur hält, während die Besucher hier entspannen, bleibt der Hahn während des Badens offen. Das überschüssige Wasser fließt ab. Früher wäre das immer noch zwischen 30 und 36 Grad warme Wasser direkt ins Abwassersystem geleitet worden, erklärt der Technische Leiter des Thermalbads, heute wird es in einem der Becken unter der Oberfläche des Thermalbads gesammelt. Dort hinein fließt auch ständig ein Teil des Wassers der großen Becken, der wieder durch frisches Thermalwasser ersetzt wird. Im Laufe eines Jahres werden so 150 Millionen Liter Wasser ausgetauscht.

 

Im Untergeschoss löst das dumpfe Brummen von Motoren die entspannte Musik des Besucherbereichs ab. Zwei hydrantengroße Pumpen leiten das Wasser zu Wärmetauschern und von dort zu einer großen Wärmepumpe. Aus dem Abwasser gewinnt diese Pumpe stündlich 616 Kilowatt an Wärme, mit der dann die Saunalandschaft, die Schwimmbecken oder die Duschen beheizt werden. Jedes Jahr spart Bronner dadurch Heizkosten von 74.000 Euro.

 

Das dadurch gekühlte Wasser wird dann in das Abwassersystem oder den nahen Bach geleitet – oder es wird ein weiteres Mal genutzt – zur Reinigung der Wasserfilter. Seit acht Jahren nutzt das Thermalbad die Wärme des Abwassers, in Zukunft möchte Bronner noch einen Schritt weiter gehen: Bis 2016 soll die Energie im Sommer nicht zum Heizen, sondern zum Kühlen von Büros oder Fitnessräumen genutzt werden.

Danzers Erfindung schlägt zwei Fliegen mit einer Klappe: sie reinigt Abwasser und erzeugt dabei Strom.

 

Das Heizen oder Kühlen mit Abwasser ist nicht nur in dem relativ kleinen Maßstab eines Thermalbads denkbar. Experten sprechen davon, dass theoretisch jedes dritte Gebäude in Deutschland mit Wärmeenergie versorgt werden könnte. Auch in Freiburg hat der Energieversorger Badenova vor einigen Jahren untersucht, ob die Abwärme durch Einbau von Wärmetauschern in das Kanalnetz genutzt werden könne. Theoretisch könnten dadurch bis zu zwei Prozent des Energiebedarfs der Stadt gedeckt werden – praktisch aber steht diese Technik wirtschaftlich in Konkurrenz mit Wärmeanlagen wie Blockheizkraftwerken.

 

Von Wärmetauschern ist im Kanal unter dem Komturplatz daher auch weit und breit nichts zu sehen, das Projekt wurde nie weiterverfolgt. Und so geht es gut angeseilt durch den engen Gullischacht wieder an die Oberfläche und sofort zum Händedesinfizieren. Denn soviel Energiepotenzial auch im Abwasser mitschwimmen mag, für die Gesundheit birgt es vor allem das Potenzial einer gefährlichen Infektion.

 

Text: Tanja Bruckert / Fotos: © tbr, K.D. Busch