
E-MetO
Elektrolyse mit Nutzung von Brauchwasser als Schnittstelle zur biologischen Methanisierung und Ozonierung
In Klärwerken mit selbsterzeugtem Energieüberschuss gibt es alles, was zur Herstellung von Wasserstoff sowie dessen Umwandlung zu Methan notwendig ist: Wasser, erneuerbaren Strom und CO2. Ob und wie sich eine solche Sektorkopplung in der Energiewende effizient in die Praxis umsetzen lässt, wird im Forschungsprojekt E-MetO im Berliner Klärwerk Schönerlinde untersucht.
Das vom BMWK geförderte Projekt E-MetO ("Elektrolyse mit Nutzung von Brauchwasser als Schnittstelle zwischen biologischer Methanisierung und Ozonierung“) stellt eine energetische Innovation dar, da es verschiedene nachhaltige Technologien miteinander kombiniert. Der Hauptfokus liegt auf der Wasserelektrolyse, bei der behandeltes Abwasser genutzt wird, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten. Der erzeugte Wasserstoff wird dann mit CO2 aus dem Faulgas mittels biologischer Methanisierung zu Methan umgewandelt, welches dann für die Energieversorgung zur Verfügung steht. Die Sauerstoff-Byprodukte aus diesem Prozess finden Verwendung in der Ozonierung, einem Verfahren zur Spurenstoffentfernung und Desinfektion von Abwasser. Diese Kombination von Verfahren ermöglicht eine effiziente Nutzung von Überschussstrom, Abwasser und CO2, was zur Energiewende beiträgt.
Das Projekt spart sowohl CO2-Emissionen als auch Energie ein. Durch die Zugabe von katalytisch hergestelltem Wasserstoff wird CO2 aus dem Faulgas in Methan umgewandelt. Somit wird das Abfallprodukt CO2 sinnvoll genutzt und weniger fossiles Methan benötigt. Zudem wird der Wasserstoff mit Windstrom aus den Windkraftanlagen des Klärwerks sowie der Energie aus Klärschlamm erzeugt, was die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen reduziert. Insgesamt trägt das Projekt zur Dekarbonisierung der Energieversorgung und zur Erhöhung der Energieeffizienz des Klärwerks bei. Die Einspeisung von Biomethan oder Wasserstoff ins Gasnetz könnte langfristig fossile Brennstoffe ersetzen.
Das Projekt zeichnet sich durch seine Innovationskraft und Interdisziplinarität aus. Die Synergie zwischen Abwasserbehandlung, Wasserstofftechnologie und Methanproduktion ist einzigartig und bietet eine Lösung für gleich mehrere Herausforderungen der Energiewende und Abwasserbehandlung. Besonders hervorzuheben ist die Integration von erneuerbarer Energie in das bestehende Energie-Managementsystem des Klärwerks, wodurch die erzeugte Energie für die Elektrolyse- und Methanisierungstechnologien genutzt wird. Ein weiteres Alleinstellungsmerkmal ist die Pilotphase, die realitätsnahe Tests unter praktischen Bedingungen ermöglicht und wertvolle Erkenntnisse für eine großtechnische Umsetzung liefert.
Die Ausgangslage des Projekts war, dass das Berliner Klärwerk Schönerlinde bereits über eigene Windkraftanlagen und Klärschlammverwertung zur Energieproduktion verfügte. Das Projekt plant nun den Aufbau zweier Pilotanlagen: eine für Wasserstoffelektrolyse und eine für die biologische Methanisierung. Diese Anlagen sollen den Betrieb des Klärwerks weiter optimieren und gleichzeitig die Möglichkeit schaffen, Biomethan oder Wasserstoff ins öffentliche Gasnetz einzuspeisen. Langfristig wird das Klärwerk als Standort für Energiewende-Technologien etabliert.
Besonders interessante Kenndaten des Projekts umfassen die Förderung von rund 3,2 Millionen Euro durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Das Klärwerk wird mit 3 x 2-MW-Windkraftanlagen versorgt, die zusammen mehr regenerative Energie produzieren, als das Klärwerk selbst verbraucht. Die beiden Pilotanlagen sollen die technischen Grundlagen liefern, um möglicherweise in der Zukunft Methan in das öffentliche Gasnetz einzuspeisen und somit fossile Brennstoffe zu ersetzen.
Beteiligte Partner:
- TUTTAHS und MEYER Ingenieurgesellschaft mbH (Konsortialführer)
- Fachgebiet „Dynamik und Betrieb technischer Anlagen“ der Technischen Universität Berlin
- Forschungsinstitut für Wasserwirtschaft und Klimazukunft an der RWTH Aachen (FiW)
- Elektrolyseanlagen-Experten der Aspens GmbH aus Hannover
- Berliner Wasserbetriebe
Technische Universität Berlin
Straße des 17. Juni 135
10623 Berlin
Mitte
Ansprechpartner*innen
Technische Universität Berlin, FG Dynamik und Betrieb technischer Anlagen
Jens-Uwe Repke
sekr@dbta.tu-berlin.de
Themenverwandte Projekte