Neues Verfahren macht erneuerbares Erdgas aus Klärschlamm ^{CEFR B2}

In einer Pilotstudie im Chemical Engineering Journal beschreiben Forschende ein Vorbehandlungsverfahren, das Klärschlamm aus kommunalen Abwasseranlagen energetisch besser nutzbar macht. Der Schlamm wurde vor der anaeroben Vergärung bei hoher Temperatur und hohem Druck vorbehandelt; dabei wurde eine kleine Menge Sauerstoff zugegeben. Nach Angaben des Teams wirkt der unter Druck hinzugefügte Sauerstoff wie ein Katalysator und bricht lange Polymerketten im Material auf.

Die Vorbehandlung erzeugte laut Studie 200% mehr erneuerbares Erdgas als gängige Praktiken und reduzierte die Endentsorgungskosten um fast 50%. Konkret berichtete das Team von einer Senkung der Behandlungskosten von $494 auf $253 pro Tonne Trockensubstanz. Anschliessend verwendeten die Forschenden einen neu entdeckten und isolierten Bakterienstamm, der Kohlendioxid zusammen mit Wasserstoff zu Methan wandelt; das produzierte Gas bestand zu 99% aus Methan.

Die Korrespondenzautorin Birgitte Ahring ist Professorin am Bioproducts, Sciences, and Engineering Laboratory der Washington State University und an der Gene and Linda Voiland School of Chemical Engineering and Bioengineering. Die Forschenden haben den Bakterienstamm patentiert und arbeiten mit dem Office of Innovation and Entrepreneurship der WSU sowie einem Industriepartner an der Skalierung. Weitere Beteiligte sind das Pacific Northwest National Laboratory und Clean-Vantage LLC; finanziert wurde die Arbeit vom US Department of Energy Bioenergy Technologies Office.

Die Studie betont die Bedeutung, weil Abwasserreinigungsanlagen in den USA zwischen 3% und 4% des Strombedarfs verbrauchen und jährlich etwa 21 million metric tons Treibhausgase ausstoßen. Etwa die Hälfte der rund 15,000 Anlagen nutzt anaerobe Vergärung, die oft ineffizient bleibt und komplexe Moleküle im Schlamm zurücklässt. Die neue Vorbehandlung und der Bakterienstamm könnten deshalb sowohl Emissionen verringern als auch einen nutzbaren Brennstoff liefern.