Regenerative Energie
Am Labor für Wasser und Umwelt (LWU) der TH Köln wurde ein Prototyp zur Entsedimentation von Stauseen entwickelt, mit dessen Einsatz die Sedimentdurchgängigkeit von Gewässern wiederhergestellt und die Emission klimaschädlicher Treibhausgase deutlich reduziert oder sogar vermieden werden kann. Der entwickelte Prototyp stellt das weltweit erste Verfahren seiner Art zur Reduzierung klimaschädlicher Treibhausgasemissionen dar. Die aus Stauseen entweichenden Treibhausgase (im Wesentlichen Methan) entstehen bei den Abbauprozessen von organischen Stoffen, die kontinuierlich aus dem Einzugsgebiet in das Reservoir eingetragen und dort abgelagert werden. Die Stauraumverlandung führt zur Reduktion des Speichervolumens und schränkt somit die Nutzung der Anlage (z. B. Erzeugung von Wasserkraft, Trinkwasserversorgung, Hochwasserschutz) erheblich ein und gefährdet so die Daseinsvorsorge. Herkömmliche Methoden, Stauräume wieder
zu entsedimentieren, sind oftmals kostspielig und belastend für die Ökologie des Stausees. Das innovative Verfahren erodiert mittels einer kontinuierliche arbeitenden Lösungs- und Aufnahmeeinheit die Sedimente vom Grund des Stausees und transportiert diese über eine Transportleitung über den Stausee, wo es anschließend kontrolliert ins Unterwasser abgegeben wird. Technischer Kern des Verfahrens, die Lösungs- und Aufnahmeeinheit, wurde mittels Laser-Doppler-Anemometrie (LDA) untersucht und optimiert.
Jedes Fließgewässer trägt anorganische und organische Feststoffe mit sich, welche aus dem Einzugsgebiet in das Gewässer eingetragen werden. Diese Feststoffe (Sedimente) werden in einem kontinuierlichen Erosions- und Sedimentationsprozess flussabwärts transportiert, wobei sich unter natürlichen Umständen im Laufe der Zeit ein Gleichgewicht einstellt, dass die Morphologie eines Flusses auf natürliche Art und Weise prägt. Das Stauen eines Fließgewässers stört dieses Gleichgewicht aus Erosion und Sedimentation und führt aufgrund der reduzierten Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des Stauraums zu einem verstärkten Sedimentationsprozess. Dies wiederum führt zum Verlust von Speichervolumen und zur Verlandung der Anlage mit der Folge, dass dessen Funktion eingeschränkt oder sogar komplett verloren geht. Der Sedimentmangel im Unterwasser beeinträchtigt die Gewässerökologie (Veränderung des Interstitials, Nahrungsmangel etc.) und führt zu verstärkten Erosionsprozessen, welche strukturelle Schäden am Gewässer und auch an Bauwerken zur Folge haben können. Für die Instandhaltung von Stauräumen und Wiederherstellung des ökologischen Gleichgewichtes der Gewässer ist es unausweichlich, die Sedimentablagerungen im Stausee zu reduzieren und, soweit wie möglich, die natürliche Sedimentdurchgängigkeit wiederherzustellen. Zunehmende und häufigere und intensivere Starkregenereignisse, Nutzungsänderungen im Gewässerumfeld etc., verstärken den Sedimenteintrag aus den Einzugsgebieten in die Gewässer und somit die oben beschriebene Problematik. Dieser Handlungsbedarf wird unter Aspekten des Klimaschutzes noch deutlich verstärkt. Die in Stauräumen akkumulierten organischen Sedimente werden unter anaeroben Bedingungen abgebaut, wodurch das Treibhausgas Methan (CH4) entsteht, welches zum größten Teil über die Wasseroberfläche (Haupttransportpfad) in die Atmosphäre emittiert wird. Mit einem um den Faktor 34 (bezogen auf einen 100-Jahres-Zeitraum) höheren Treibhausgaseffekt als CO2 haben die Methangasemissionen aus Stauräumen ein erhebliches Klimaschadenspotenzial und Forschungsergebnisse belegen dessen globale hohe Relevanz [1]. So wurden in einem Schweizer Stausee (Wohlensee) durchschnittliche Methanemissionen von 150 mg/(m²·d) gemessen. Hochgerechnet entspricht dies einer jährlichen Emission von etwa 150 t Methan, was einem CO2-Ausstoß von 25 Mio. gefahrenen Autokilometern gleichkommt [2].
| Copyright: | © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH |
| Quelle: | Wasserwirtschaft - Heft 06 (Juni 2020) |
| Seiten: | 7 |
| Preis: | € 10,90 |
| Autor: | Lukas Glaremin M.Sc. Yannick Dück Prof. Dr.-Ing. Christian Jokiel |
| Diesen Fachartikel kaufen... (nach Kauf erscheint Ihr Warenkorb oben links) | |
| Artikel weiterempfehlen | |
| Artikel nach Login kommentieren | |
carboliq® - Direktverölung gemischter Kunststoffabfälle
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (4/2025)
Die Forderung nach Klimaneutralität dominiert die globale Diskussion über die Zukunft der Industriegesellschaft. Damit einher geht auch die Frage, wie der
Umgang mit Kunststoffen in Zukunft erfolgen wird.
Nutzungskonflikt zwischen Carbon-Capture-Anlagen und Fernwärme?
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (4/2025)
Die EEW Energy from Waste GmbH (EEW) hat sich das Ziel gesetzt, bis 2045 klimaneutral zu werden. Mit 17 Standorten verfügt EEW über eine Verbrennungskapazität von ca. 5 Millionen Tonnen Abfall pro Jahr.
Abfall- und Kreislaufwirtschaft in Deutschland im internationalen Vergleich - Spitzenplatz oder nur noch Mittelmaß?
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (4/2025)
Neben der Umstellung der künftigen Energieversorgung auf ein zu 100 % erneuerbares Energiesystem ist die Abfall- und Kreislaufwirtschaft die zweite zentrale Säule im Rahmen der globalen Transformation in eine klimaneutrale Wirtschaft und Gesellschaft.