Früh am Morgen beginnt der Betrieb in einer großen Kläranlage am Rand einer brasilianischen Metropole. Pumpen brummen, Wasser strömt durch Rohre und Becken, Ingenieurinnen überprüfen Anzeigen auf Monitoren. Was hier täglich durch die Anlage fließt, ist Abwasser von Millionen Menschen. Doch neben der Reinigung von Wasser entsteht hier inzwischen etwas anderes: Energie.

Kläranlagen gehören zu den energieintensivsten Einrichtungen kommunaler Infrastruktur. Gleichzeitig enthalten die organischen Stoffe im Abwasser große Mengen chemischer Energie. In Brasilien nutzen immer mehr Anlagen diese Ressource und verwandeln Klärschlamm in Biogas – und schließlich in Strom (IEA 2020).

Der Ansatz verbindet Abfallbehandlung, Energieproduktion und Klimaschutz in einem einzigen System.

Abwasser als Energiequelle

Bei der Abwasserreinigung entsteht Klärschlamm – eine Mischung aus organischem Material, Mikroorganismen und Wasser. Lange galt dieser Schlamm hauptsächlich als Entsorgungsproblem.

Doch im Inneren der Substanz steckt Energie. In sogenannten Faulbehältern wird der Schlamm unter Ausschluss von Sauerstoff von Mikroorganismen zersetzt. Dieser Prozess, die anaerobe Vergärung, produziert Biogas. Das Gas besteht hauptsächlich aus Methan und Kohlendioxid.

Methan ist ein energiereicher Brennstoff. Wird es in Blockheizkraftwerken verbrannt, kann daraus Strom und Wärme erzeugt werden. Viele Kläranlagen nutzen diese Energie inzwischen für ihren eigenen Betrieb.

Kläranlagen im Wandel

In mehreren brasilianischen Städten wurden Anlagen modernisiert, um Biogas effizienter zu nutzen. Besonders große Anlagen können einen beträchtlichen Teil ihres Energiebedarfs selbst decken.

Einige Anlagen erreichen sogar eine teilweise Energieautarkie. Der selbst erzeugte Strom versorgt Pumpen, Belüftungssysteme und Steuerungstechnik. Überschüssige Wärme kann zur Stabilisierung der Vergärungsprozesse genutzt werden.

Diese Umstellung reduziert nicht nur Energiekosten, sondern auch Treibhausgasemissionen. Methan, das sonst unkontrolliert entweichen könnte, wird gezielt verbrannt und in Energie umgewandelt (World Bank 2018).

Infrastruktur für wachsende Städte

Brasilien gehört zu den am stärksten urbanisierten Ländern Lateinamerikas. Große Städte produzieren enorme Mengen Abwasser, und der Ausbau der Infrastruktur gehört zu den wichtigsten Aufgaben kommunaler Planung.

Die Integration von Biogastechnologie bietet hier mehrere Vorteile. Kläranlagen können nachhaltiger betrieben werden, während gleichzeitig Energie erzeugt wird.

Neue Anlagen werden deshalb häufig so geplant, dass Energiegewinnung bereits Teil des Systems ist. Internationale Organisationen sehen darin ein Beispiel für Kreislaufwirtschaft in urbaner Infrastruktur.

Vom Abfall zum Rohstoff

Der Wandel brasilianischer Kläranlagen zeigt ein grundlegendes Prinzip moderner Umwelttechnik: Stoffströme können neu gedacht werden. Abfall ist nicht zwangsläufig wertlos, sondern kann Ausgangspunkt für neue Ressourcen sein.

Kläranlagen entwickeln sich damit zu multifunktionalen Zentren der Stadtinfrastruktur. Neben der Wasserreinigung übernehmen sie zunehmend Aufgaben in der Energieproduktion und Ressourcennutzung.

Aus Abwasser entsteht Strom – und ein Stück nachhaltiger Stadtentwicklung.

Quellen

IEA (2020): Biogas from Wastewater Treatment. https://www.iea.org

World Bank (2018): Energy Recovery from Wastewater. https://www.worldbank.org

UNEP (2019): Circular Economy in Wastewater Management. https://www.unep.org

ANEEL (2021): Biogas and Energy Production in Brazil. https://www.aneel.gov.br

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