Kategorie-Archiv: Energiegewinnung

Power-Klo: Strom aus Urin

„Pee Power“ heißt die Technologie, die Urin in Strom umwandelt. Auf dem diesjährigen Glastonbury-Festival in England wurde die neue Toilette zur Stromgewinnung zum ersten Mal ausprobiert.

Pee-Power-Anlagen können organischen Abfall mithilfe von mikrobiellen Brennstoffzellen in Energie verwandeln. Die Brennstoffzellen enthalten Bakterien, welche sich von Urin ernähren und diesen als Treibstoff nutzen. Das Nebenprodukt, das dabei entsteht, ist biochemische Energie, die in Elektrizität umgewandelt werden kann. Während des Prozesses wird der Urin gefiltert, um umweltschädliche Reststoffe unschädlich zu machen, bevor sie an den Boden abgegeben werden.

Die Universität Bristol forscht bereits seit 2011 an der Technologie. Im Juni feierte das wohl energiegeladenste Klo der Welt auf dem riesigen Glastonbury-Festival mit über 170.000 Besuchern seine Premiere. Insgesamt 40 stromerzeugende „Pee-Power“-Toiletten mit mikrobiellen Brennstoffzellen standen für die Festival-Besucher bereit. Die Klos erzeugten den Strom für Info-Displays, fürs Licht und das Laden von Smartphones.

Der Testlauf soll die Einsatzfähigkeit und Zuverlässigkeit der Urin-zu-Strom-Technologie im Massenbetrieb unter Beweis zu stellen und das Power-Dixie Klo zu mehr Bekanntheit verhelfen. Langfristiges Ziel des Projektes ist es, die Versorgung in Ländern ohne sichere Elektrizität und sanitäre Anlagen sowie soziale Einrichtungen wie Flüchtlingsunterkünfte zu verbessern.

Eine Insel für die Sonne

Einige hundert Kilometer östlich von Australien im Südpazifik liegt die kleine Insel Taʻū. Bis vor Kurzem nutzten deren knapp 800 Bewohner noch Dieselgeneratoren zur Erzeugung von Energie. Der Treibstoff wurde regelmäßig mit Schiffen angeliefert.

Aus Gründen des Umweltschutzes und für mehr Energieautarkie der Bewohner hat der kalifornische Photovoltaik-Hersteller SolarCity in Zusammenarbeit mit dem US-Unternehmen Tesla nun eine nachhaltigere Form der Energieversorgung auf der Insel in Amerikanisch-Samoa aufgebaut. Auf einer Fläche von 1,4 Hektar wurden rund 5.300 Solarpanels installiert, die 1,4 MW Leistung liefern sollen. Darüber hinaus sorgen 60 sogenannte Powerpacks dafür, dass überschüssige Sonnenenergie gespeichert wird. Sieben Stunden Sonnenlicht reichen aus, um die Speichermodule aufzuladen und die Energie bei Bedarf wieder abzugeben. Mit den Powerpacks könnten die Einheimischen drei Tage ohne Sonne überstehen. Allerdings muss sich die Pazifikinsel kaum Sorgen über schlechtes Wetter machen.

Rund ein Jahr haben die Arbeiten an dem Solarkraftwerk gedauert. Durch das neue Energiesystem sollen etwa 500.000 Liter Diesel im Jahr eingespart werden – ein Segen für die Umwelt und den Geldbeutel der Taʻū-Bewohner.

Strom aus menschlichen Abwässern

Über fünf Millionen Menschen leben im Ruhrgebiet. Und die produzieren fäkalienhaltige Abwässer, die beispielsweise im Emscherkanal, einem unterirdischen, parallel zum Fluss Emscher verlaufenden Abwasserkanal, enden. Dessen Abwasser wird von vier modernen Kläranlagen gereinigt. Diese bereiten das Wasser aber nicht nur auf, sondern sind auch Energielieferanten. Allein in den Bottroper Kläranlagen fließt das Abwasser von knapp 1,5 Mio. Menschen zusammen. Darin ist Bioabfall, der große Mengen an Energie enthält.
Was früher auf der Deponie landete, wird heute zur Energiegewinnung genutzt. In über 50 Meter hohen Faultürmen zersetzen Bakterien den menschlichen Bioabfall zu Klärgas. Das besteht zu 70 Prozent aus energiereichem Methan. Die Mikroben brauchen bis zu 25 Tage, um den Klärschlamm in Biogas umzuwandeln. Mit diesem Gas werden Blockheizkraftwerke betrieben. Ungefähr 7.000 durchschnittliche Haushalte können damit ein Jahr lang mit Strom versorgt werden.
Der „ausgefaulte“ Klärschlamm kann auch noch weiter genutzt werden. Zuerst wird feingemahlene Kohle beigemischt. Das erhöht den Brennwert und vereinfacht die Entwässerung. Mit speziellen Pressen wird der Klärschlamm dann zwei Stunden lang entwässert. Das so präparierte Produkt verfügt dann über einen hohen Energiegehalt und wird in zwei Heizöfen verbrannt. Der dabei entstehende Wasserdampf treibt eine Turbine an, die über drei Megawatt erzeugt.
Die „Energiequelle Mensch“ wird unsere globalen Versorgungsprobleme bestimmt nicht lösen. Wir verbrauchen viel mehr Energie, als wir durch noch so cleveres Energie-Ernten jemals gewinnen können. Am Ausbau von großen alternativen Energiekonzepten und am Energiesparen führt kein Weg vorbei. Doch punktuell und lokal können solche Projekte viel bewirken. Durch neue Technologien nutzen sie bislang kaum gebrauchte Ressourcen und schaffen ein Bewusstsein für die Energieproblematik der Welt.

Was versteht man unter Energy-Harvesting?

Seit einigen Jahren lassen sich kleine Mengen Energie mithilfe von „Energiewandlern“ ernten (engl.: to harvest). Energy-Harvesting vermeidet bei Drahtlostechnologien Einschränkungen, wie es zum Beispiel bei Batterien der Fall sein kann.
Die „Energy-Harvesting-Systeme“ nutzen etwa Vibrationen von Maschinen und Fahrzeugen (piezoelektrisch) oder Temperaturunterschiede (thermoelektrisch), um Strom zu erzeugen. Auch die Energiegewinnung über photoelektrische Effekte gehört dazu. Armbanduhren oder Funksender werden so mit Strom versorgt.

Aber es gibt auch schon Pilotprojekte, bei denen Gehwege mit druckempfindlichen Bodenplatten ausgerüstet werden. Dabei wird durch darüber laufende Fußgänger die Platte abgesenkt und damit Strom erzeugt. In Toulouse/ Frankreich gibt es dazu das Projekt Trott-Elec (Trott-Élec; Trottoir Électrique – elektrischer Bürgersteig).  Die damit erzeugte Energie soll zur Beleuchtung der Straße genutzt werden. Ein ähnliches Konzept wurde für Tanzböden und elektrische Kleingeräte in den Niederlanden entwickelt. (Quelle: Wikipedia). Insgesamt ist Energy-Harvesting ein interessantes Forschungsfeld, das langfristig großes Potenzial hat.

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