Strom lässt sich aus vielem gewinnen: Kohle, Holz, Biomasse, Salzwasser, Müll. Beim Abwasser aber scheitern die Forscher bislang. Was da Unappetitliches aus Toiletten, Fabriken oder Agraranlegen rauscht, enthält zwar viel Energie. Genutzt werden kann diese aber noch kaum. An der Technischen Universität Clausthal-Zellerfeld haben Wissenschaftler nun einen Weg gefunden, wie sich das ändern könnte. Mit ihrer Erfindung könnte die stinkende Brühe in Kläranlagen künftig tatsächlich Strom produzieren.

Bislang gelingt das nur indirekt. So vergärt man zum Beispiel Klärschlamm in Faultürmen und gewinnt dabei Methan. Mit diesem Gas wird Wärme und Strom produziert. Allerdings ist der Wirkungsgrad gering. „Nur etwa zehn Prozent der vorhandenen Energie wird so genutzt“, sagt Michael Sievers. Der Forschungsleiter in Clausthal-Zellerfeld hat mit seinem Team ein Verfahren entwickelt, das bereits heute diesen Wirkungsgrad erfüllt. „Wir hoffen aber, dass wir bald noch besser werden. Wir stehen schließlich erst am Anfang der Möglichkeiten“, sagt Sievers.

Bakterien im Abwasser produzieren Strom

Für die Forscher arbeiten Bakterien, die im Abwasser vorhanden sind. Über chemische und biologische Prozesse produzieren sie Strom, die Funktionsweise ähnelt der einer Brennstoffzelle. Die Bakterien geben Elektronen ab, übrig bleiben Nährstoffe wie Phosphat und Stickstoff. Elektrische Energie entsteht also, indem der organische Inhalt des Abwassers ganz oder teilweise abgebaut wird. Die Kläranlage wird damit zur Energiequelle.

Die Idee ist nicht neu und beschäftigt Fachleute auf der ganzen Welt. Die Clausthaler Forscher haben nun aber erstmals gezeigt, dass der Effekt auch im größeren Rahmen erzeugt werden kann. Bisherige Projekte funktionierten mit nur wenigen Litern Abwasser. „Wir haben uns innerhalb von drei Jahren auf eine Arbeitsfläche von mehreren tausend Quadratmetern verbessert“, berichtet Sievers. Angesichts dieser Fortschritte rechne er damit, mittelfristig eine funktionierende Brennstoffzelle zumindest in kleine Kläranlagen einbauen zu können.

Die Clausthaler Forscher hoffen nun auf Unterstützung durch die öffentliche Hand. Bislang ist das spannende Projekt von der Bundesregierung gefördert worden. „Wir wollen nun auch die Anschlussfinanzierung erreichen und sind dafür ziemlich optimistisch“, sagt Sievers. Das Projekt liegt schließlich in einem breiten öffentlichen Interesse: Eine solche Brennstoffzelle könnte einfach in das sogenannte „Belebungsbecken“ einer Kläranlage versenkt werden. Größere Umbauten wären nicht nötig.

Kosten sparen durch weniger Klärschlämme

Der Anwendungsbereich dafür ist riesig. Je nach Zusammensetzung des Abwassers könnten eigene Brennstoffzellen mit speziellen Bakterien entwickelt werden. Von solchen nützlichen Mikroorganismen kennen die Forscher heute schon Dutzende. In den vergangenen Jahren hat sich das Wissenschaftsgebiet rasant entwickelt, weitere Sprünge sind zu erwarten.

Für Laien klingt vor allem die Vorstellung verlockend, Energie aus Fäkalien zu gewinnen. Tatsächlich ist aber für die Abwasserbehandlung ein weiterer Effekt wertvoller: „Unsere Technik reduziert das Aufkommen von Klärschlamm beträchtlich“, sagt Sievers. Die Entsorgung dieser Reststoffe ist heute der größte Kostenblock für die Anlagen.

Die Brennstoffzelle könnte also den Betrieb von Kläranlagen künftig deutlich günstiger machen. Und zugleich einen Beitrag zur Energiewende leisten. Denn Kläranlagen gehören bislang zu den größten kommunalen Stromverbrauchern.