KEStro – Kläranlagen als Energiepuffer für Stromnetze

Hintergrund

Der im Rahmen der Energiewende wachsende Anteil regenerativer Energien an der Stromversorgung erfordert Puffer-Systeme zum Ausgleich von Angebot und Nachfrage. In diesem Verbundprojekt soll ein System zur Stabilisierung von Stromnetzen entwickelt werden, das die Abwasserströme von Kläranlagen nutzt.

Projektbeschreibung

Zur Stabilisierung der Stromnetze werden eine Energiequelle und eine Energiesenke benötigt. In der Kläranlage dient eine mit Abwasser betriebene Biobrennstoffzelle als regenerative und stetig verfügbare Energiequelle. Ein neuartiges Verfahren zur Beseitigung von Spurenstoffen ist die temporäre Energiesenke, die das Stromnetz bei Überangebot stabilisiert. In diesem Verfahren werden Adsorption an Aktivkohle mit anschließender Desorption und elektrochemischem Abbau an bordotierten Diamant- (BDD-) Elektroden kombiniert.

Für die Betreiber von Kläranlagen eröffnet sich eine neue Möglichkeit zur Wertschöpfung durch die Stromerzeugung aus Abwasser und durch die Kosteneinsparungen aufgrund der verringerten Klärschlammmenge.

Die entsprechenden Laborreaktoren für die Biobrennsoffzelle und den Adsorptions-/Desorptions-Prozess wurden gebaut und befinden sich im Testbetrieb. Für den Biobrennstoffzellen-Reaktor wurde eine runde Bauform gewählt. Als Anode dient ein mit Mikroorganismen bewachsenes Kohlenstoff-Vlies, als Kathode eine Gasdiffusionselektrode. Auf eine Membran zur Trennung der Elektroden wurde verzichtet.

Die Zelle für Adsorption und Desorption der Spurenstoffe besteht aus zwei Kammern, die durch eine Membran getrennt sind. Jede der Kammern ist mit einer Aktivkohleschüttung gefüllt, die durch eine Graphitplatte kontaktiert wird. Adsorption und Desorption können abwechselnd erfolgen.

Basierend auf den Laborversuchen wurden größere Demonstratoren gebaut, die zur Zeit im Klärwerk Steinhof in Braunschweig getestet werden.

Weiter führende Informationen finden Sie unter den folgenden Links:
NaWaM-ERWAS  und  www.kestro.de