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Die energieautarke wasserstoffbasierte Kläranlage
Es ist davon auszugehen, dass die Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie in der Energie-Infrastruktur der Zukunft eine herausragende Rolle spielen wird. Als Wasserstofflieferant können Kläranlagen in der zukünftigen Energieversorgung sowohl im stationären Bereich als auch im mobilen Bereich von Bedeutung sein und sich so vom reinen Entsorgungsbetrieb zu einem Produktionsunternehmen entwickeln. Kläranlagen mit getrennter anaerober Schlammbehandlung besitzen mit dem bei diesem Prozess anfallenden Faulgas eine eigene, erneuerbare Energiequelle. Da Faulgas zu etwa einem Drittel aus CO2 und aus geringeren Mengen weiterer Komponenten besteht, muss es allerdings für die Wasserstofferzeugung gereinigt und reformiert werden. Dieser Wasserstoff könnte in Brennstoffzellen und Wasserstoffmotoren zum Einsatz kommen. Um unterschiedlichen Qualitätsanforderungen gerecht zu werden, sind Aufbereitungsanlagen zu installieren, die an die jeweilige Kläranlage bzw. an die jeweilige Faulgasbeschaffenheit und an die geplante Verwendung des Wasserstoffs angepasst sind. Die Verknüpfung von Wasserstofferzeugung (aus Elektrolyse und Faulgas) und Abwasserreinigung bietet erhebliche technische und wirtschaftliche Vorteile, die an anderen Standorten nicht gegeben sind. Möglich wird dadurch der Betrieb einer weitgehend von Fremdenergiebezug unabhängigen 'energieautarken' Kläranlage unter überwiegender Nutzung erneuerbarer Energieträger. Wird ein Elektrolyseur auf diese Aufgabenstellung ausgelegt, ist die Menge des anstehenden Sauerstoffs allerdings nicht ausreichend, um mittlere und große Kläranlagen komplett zu versorgen. Es muss daher über eine zusätzliche Wasserstoffproduktion für den Verkauf nachgedacht werden. Durch eine derartige Produktionssteigerung nimmt der Reinsauerstoffanteil ebenfalls in der notwendigen Größenordnung zu. Als kläranlageninterner Verbraucher bietet sich die stationäre Brennstoffzelle an. Möglicherweise ist aber der wirtschaftliche Nutzungsweg der Zukunft gar nicht die Verbrennung von Klärgas oder daraus gewonnenem Wasserstoff in stationären BHKW, sondern der Verkauf von Wasserstoff für den externen Verbraucher.
Die energieautarke wasserstoffbasierte Kläranlage
Es ist davon auszugehen, dass die Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie in der Energie-Infrastruktur der Zukunft eine herausragende Rolle spielen wird. Als Wasserstofflieferant können Kläranlagen in der zukünftigen Energieversorgung sowohl im stationären Bereich als auch im mobilen Bereich von Bedeutung sein und sich so vom reinen Entsorgungsbetrieb zu einem Produktionsunternehmen entwickeln. Kläranlagen mit getrennter anaerober Schlammbehandlung besitzen mit dem bei diesem Prozess anfallenden Faulgas eine eigene, erneuerbare Energiequelle. Da Faulgas zu etwa einem Drittel aus CO2 und aus geringeren Mengen weiterer Komponenten besteht, muss es allerdings für die Wasserstofferzeugung gereinigt und reformiert werden. Dieser Wasserstoff könnte in Brennstoffzellen und Wasserstoffmotoren zum Einsatz kommen. Um unterschiedlichen Qualitätsanforderungen gerecht zu werden, sind Aufbereitungsanlagen zu installieren, die an die jeweilige Kläranlage bzw. an die jeweilige Faulgasbeschaffenheit und an die geplante Verwendung des Wasserstoffs angepasst sind. Die Verknüpfung von Wasserstofferzeugung (aus Elektrolyse und Faulgas) und Abwasserreinigung bietet erhebliche technische und wirtschaftliche Vorteile, die an anderen Standorten nicht gegeben sind. Möglich wird dadurch der Betrieb einer weitgehend von Fremdenergiebezug unabhängigen 'energieautarken' Kläranlage unter überwiegender Nutzung erneuerbarer Energieträger. Wird ein Elektrolyseur auf diese Aufgabenstellung ausgelegt, ist die Menge des anstehenden Sauerstoffs allerdings nicht ausreichend, um mittlere und große Kläranlagen komplett zu versorgen. Es muss daher über eine zusätzliche Wasserstoffproduktion für den Verkauf nachgedacht werden. Durch eine derartige Produktionssteigerung nimmt der Reinsauerstoffanteil ebenfalls in der notwendigen Größenordnung zu. Als kläranlageninterner Verbraucher bietet sich die stationäre Brennstoffzelle an. Möglicherweise ist aber der wirtschaftliche Nutzungsweg der Zukunft gar nicht die Verbrennung von Klärgas oder daraus gewonnenem Wasserstoff in stationären BHKW, sondern der Verkauf von Wasserstoff für den externen Verbraucher.
Die energieautarke wasserstoffbasierte Kläranlage
Schröder, Markus (Autor:in)
2006
9 Seiten, 4 Bilder, 6 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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