Gerade in Zeiten wachsender Umweltprobleme rückt die Effizienz der Abwasserbehandlung immer mehr in den Fokus internationaler Forschung. Ein aktueller Bericht der Universität Greifswald beleuchtet die innovativen mikrobiellen elektrochemischen Technologien (METs), die großes Potenzial bieten. Jährlich fallen rund 359 Milliarden Kubikmeter Abwasser an, und das steckt voller Energie: allein die chemische Energie könnte über 800.000 GWh betragen, was der jährlichen Stromproduktion von etwa 100 Kernkraftwerken entspricht. Doch wie kann diese Energie genutzt werden?

METs setzen spezielle Mikroorganismen ein, um die chemische Energie im Abwasser in elektrische Energie umzuwandeln und damit zugleich das Wasser zu reinigen. Im Labor haben Forscher bereits erfolgreich bis zu 35 % der im Abwasser gebundenen Energie in Strom verwandelt. Projekte wie Pee Power® zeigen, dass diese Technologie auch im praktischen Einsatz funktioniert. Langzeitstudien in Ländern wie Uganda, Kenia und Südafrika belegen die Zuverlässigkeit von METs, besonders bei der Verarbeitung größerer Mengen Urin.

Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung

Berücksichtigt man die dringende Notwendigkeit, den Zugang zu angemessenen sanitären Einrichtungen zu verbessern – rund 3,5 Milliarden Menschen weltweit haben keinen Zugang dazu – wird deutlich, wie wichtig die Anwendungen der METs sind. Diese Technologien könnten helfen, das sechste UN-Nachhaltigkeitsziel zu erreichen, das eine nachhaltige Wasser- und Sanitärversorgung anstrebt. Darüber hinaus ermöglichen METs die Rückgewinnung von Nährstoffen wie Stickstoff und Phosphor, was für die Landwirtschaft von Bedeutung ist. Schätzungen zufolge könnten bis zu 7 % des Phosphatbedarfs und 11 % des globalen Bedarfs an Ammoniumstickstoff aus Abwasser gedeckt werden.

Falk Harnisch, ein Biotechnologe, hebt hervor, dass MET-Systeme nicht nur Energie erzeugen, sondern auch zur Nährstoffrückgewinnung und Wasseraufbereitung beitragen können – ideal für die Bewässerung oder industrielle Prozesse. Diese Systeme sind modular und können sowohl in Kleinanlagen für abgelegene Regionen als auch als Ergänzungen für größere Klärwerke eingesetzt werden. Doch der breite Einsatz stößt noch auf einige Herausforderungen.

Herausforderungen und Perspektiven

Regulatorische Hürden stehen der Nutzung von aus Urin gewonnenem Dünger in vielen Ländern, darunter Deutschland, hinderlich im Weg, insbesondere wenn es um den Lebensmittelanbau geht. Weiterhin sind technische Fragen zu klären: Die Materialien müssen langlebig sein, und die Systeme sollten wartungsarm sowie kostengünstig sein. Um das volle Potenzial dieser Technologien auszuschöpfen, ist es unabdingbar, METs robuster, energieeffizienter und wirtschaftlich interessanter zu gestalten.

Uwe Schröder fordert, Abwasser als Ressource zu betrachten und Mikroorganismen für eine nachhaltige Nutzung einzusetzen. In vielen modernen Kläranlagen ist man bereits auf dem richtigen Weg, indem man Gas in Faultürmen nutzt, um Strom zu erzeugen. Ein weiterer Schritt in Richtung Kreislaufwirtschaft könnte darin bestehen, Abwasser nicht mehr als „Abfall“, sondern als wertvolle Ressource zu sehen. Doch dafür braucht es weitere Pilotprojekte, Investitionen und einen klaren gesetzlichen Rahmen.

Die Forschung zu mikrobiellen elektrochemischen Technologien ist ein vielversprechendes Feld, das nicht nur die Energieeffizienz steigern, sondern auch zur Verbesserung der globalen Wasserversorgung beitragen könnte. Es gilt, die Erkenntnisse aus den Laboren und Pilotanlagen in die Praxis umzusetzen und die Technologien in der Abwasserbranche zu etablieren. Nur so kann die Wende in der Abwasserbehandlung gelingen, und Abwasser zu einem wertvollen Rohstoff für die Zukunft werden.