Einsatz eines Wasserrades zur Stromerzeugung in der Kanalisation
Der Einsatz eines Wasserrades als Kraftmaschine zur Stromerzeugung in der Abwasserableitung ist prinzipiell möglich und wird sich bei höheren Leistungen und Erträgen lohnen können. Administrative und technologische Herausforderungen sind zu meistern.
Das öffentliche Kanalnetz in Deutschland hat eine Länge von über 530.000 km. Pro Jahr fließen den Kläranlagen hierüber bundesweit ca. 10,1 Mrd m3 Abwasser, davon 5,2 Mrd m3 Schmutzwasser zu. Bisher hat diese Menge an Abwasser als Energieträger wenig Beachtung gefunden. Steigende Energiepreise führen zu einem zunehmenden Interesse an der Nutzung dieser Energieinhalte. Noch am Anfang dieses Jahrtausends wurde z. B. in vielen Kläranlagen das Faulgas nur für Heizzwecke genutzt, einen großen Teil fackelten die Betreiber ab, da die Kosten für Blockheizkraftwerke in keiner Relation zum Fremdbezug für elektrische Energie standen. In den letzten 10 Jahren kam durch die geänderten wirtschaftlichen Rahmenbedingungen in der Energieversorgung für Klaranlagen ein Paradigmenwechsel in der Nutzung unterschiedlicher Energiequellen zustande. In diesem Zusammenhang wird auch außerhalb der Kläranlage nach Möglichkeiten zur Nutzung von Energiepotenzialen gesucht.
Nach einer ersten Vorstudie am Forschungsinstitut für Wasser- und Abfallwirtschaft an der RWTH Aachen (FiW) e. V. wurde bereits 1999 festgestellt, welche potenzielle Energie in der Kanalisation ungenutzt bleibt; die kinetische Energie an Absturzbauwerken wird sogar an entsprechend konstruierten und als 'Energievernichter' bezeichneten Bauwerken so abgebaut, dass die Bestandteile der Kanalisation keinen Schaden nehmen.
Die Studie bestätigt, dass die Nutzung kinetischer und potenzieller Energien in der Kanalisation insbesondere in Mittelgebirgsregionen in Frage kommt. Zusätzlich ergab die erste Abschätzung, dass die Investitionen dann zu rechtfertigen sind, wenn ohnehin Baumaßnahmen erfolgen, während bei bestehenden Anlagen der nachträgliche Einbau von Nutzungssystemen vorläufig nicht wirtschaftlich interessant werden kann.
Da bislang keine Erfahrungen zum Einsatz eines Wasserrades zur Stromerzeugung in der Abwasserableitung vorlagen, sollten in einem Pilotprojekt die Einsatzfähigkeit unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten untersucht und weitergehende Erfahrungen zum Betrieb gesammelt werden.
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