Die Forschung zu mikrobiellen elektrochemischen Technologien (METs) unter der Leitung der Universität Greifswald bietet eine innovative Lösung für die Herausforderungen der Abwasserbehandlung. Laut aktuellen Berichten von der Universität Greifswald wird jährlich weltweit rund 359 Milliarden Kubikmeter Abwasser produziert, das eine erstaunliche chemische Energie von über 800.000 GWh enthält. Diese Energiemenge steckt in Abwasser, das der Menge an Energie entspricht, die von etwa 100 Kernkraftwerken erzeugt wird.

METs nutzen spezifische Mikroorganismen, um die chemische Energie aus dem Abwasser in elektrische Energie umzuwandeln, während sie gleichzeitig das Wasser selbst reinigen. Im Labor wurde festgestellt, dass bis zu 35% der im Abwasser gebundenen Energie in Strom umgewandelt werden können. Pilotprojekte, wie das innovative Konzept „Pee Power®“, haben bereits gezeigt, dass diese Technologie in der Praxis umsetzbar ist.

Weltweiter Bedarf an verbesserten sanitären Einrichtungen

Die Notwendigkeit effektiver Abwasserbehandlung wird immer dringlicher, insbesondere im Hinblick auf wachsendes Umweltbewusstsein. Laut den Studien der Universität haben rund 3,5 Milliarden Menschen weltweit keinen Zugang zu angemessenen sanitären Einrichtungen. METs könnten einen entscheidenden Beitrag zur Erreichung des sechsten UN-Nachhaltigkeitsziels leisten, das sich für die nachhaltige Bereitstellung von Wasser und Sanitäranlagen einsetzt.

Diese Technologien gehen jedoch über die Energieproduktion hinaus. METs ermöglichen auch die Rückgewinnung wichtiger Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphor aus dem Abwasser, was für die Landwirtschaft von großer Bedeutung ist. Schätzungen zufolge können bis zu 7% des globalen Phosphatbedarfs sowie 11% des Bedarfs an Ammoniumstickstoff aus Abwasser gedeckt werden, betont Falk Harnisch, ein führender Wissenschaftler auf diesem Gebiet.

Herausforderungen und Perspektiven

Trotz der Fortschritte stehen die Forscher jedoch vor Herausforderungen. Es bedarf robuster, kostengünstiger und energieeffizienter Systeme, um METs breiter anzuwenden. Uwe Schröder hebt hervor, dass Abwasser nicht als Abfall, sondern als wertvolle Ressource betrachtet werden sollte. Der anspruchsvolle regulatorische Rahmen, insbesondere die Nutzung von Urin als Dünger, stellt eine weitere Hürde dar.

Langzeitstudien in Uganda, Kenia und Südafrika zeigen jedoch, dass die Systeme zur Aufbereitung von Urin zuverlässig funktionieren, was die Anwendbarkeit von METs unterstreicht. Mit modularen Systemen, die sowohl für Kleinanlagen als auch für größere Klärwerke ausgelegt sind, könnten diese Technologien helfen, Energie zu erzeugen, Nährstoffe zurückzugewinnen und die Wasseraufbereitung zu verbessern.

Um die Erkenntnisse aus Laboren und Pilotanlagen in die Praxis umzusetzen, sind weitere Pilotprojekte, Investitionen und ein klarer gesetzlicher Rahmen erforderlich. Die Forschung in Greifswald wird weiterhin die biochemischen und elektrochemischen Grundlagen für Reaktoren und Elektronenübertragung optimieren, um die Technologie nachhaltig zu gestalten. Auch die Berichterstattung auf Uni Heute zeigt die Bedeutung dieser Entwicklungen zur Verbesserung der globalen Wasserversorgung und Energieeffizienz auf.