Bier kann eine schmutzige Angelegenheit sein. In Brauereibetrieben ist der Herstellungsprozess in der Regel so schmutzig, dass sie ihr Abwasser nicht direkt in die nächste Kläranlage schicken dürfen: Es ist mit Natronlauge und Stickstoffsäuren verunreinigt, voller organischer Reststoffe und zu warm. Je nach Herstellungsmethode fallen pro Liter an verkaufsfähigem Bier bis zu 6 Liter Abwasser an, das die Firmen selbst noch einmal aufbereiten müssen.
Das Bierbrauen ist nur eines von vielen Beispielen. Seien es Winzerbetriebe, Getränkeabfüller oder Firmen, die Flüssigkeiten für die Lebensmittelindustrie herstellen: Sie alle müssen sich um ihr Abwasser kümmern. Die Aufbereitung ist teuer und energieintensiv – bislang.
Das junge Unternehmen Cambrian Innovation, eine Ausgründung von Doktoranden der Elite-Uni MIT in Boston, hat das Abwasser als Energiequelle entdeckt. Mit dem EcoVolt entwickeln die Ingenieure um Gründer Matthew Silver ein System, das aus Abwässern mithilfe eines neu entdeckten Verfahrens Strom und Methan gewinnt und die Brühe dabei gleichzeitig säubert und wirtschaftlich nutzbar macht.
Zauberwort BioelektrizitätDas Zauberwort dazu heißt Bioelektrizität, oder genauer und sperriger: Elektromethanogenese. In einer mikrobiellen Brennstoffzelle wandeln elektrisch aktive Mikroben Abfallstoffe im Wasser in Strom um, der durch eine Leitung fließt. Eine andere Gruppe Bakterien nutzt diesen Strom, um aus CO2 und aufgeladenen Wasserstoff-Ionen Methan zu produzieren. Das entstehende Gas wird abgeleitet und ist so hochwertig, dass es direkt ein Blockheizkraftwerk befeuern kann. Zurück bleibt nur noch leicht verschmutztes Wasser, aus dem die Bakterien zwischen 80 und 90 Prozent der Reststoffe entfernt haben, und das wiederverwendbar ist.
Bislang galten solche mikrobiellen Brennstoffzellen als zu teuer, um sie wirtschaftlich sinnvoll zu nutzen. Den Gründern von Cambrian Innovation zufolge steht ihr System nun aber kurz vor der Marktreife – und könnte die Abwasserkosten in großen Brauereien und Weingütern deutlich reduzieren. „Allein die Pumpen, mit denen große Winzereibetriebe Luft durch ihr Abwasser pumpen, kostet sie mehrere hunderttausend Dollar pro Jahr“, sagt Silver.
Dieses Geld will er Winzern und Brauereichefs künftig einsparen. Erster Testkunde ist die Clos Du Bois Winery in Kalifornien, ein großes Weingut mit mehr als 300 Hektar Anbaufläche. „Wir haben unser Abwasser als potenzielle Energiequelle entdeckt“, sagt deren Chef Brian Hemphill. Die Gründer von Cambrian Innovation betonen außerdem die mit ihrer Technologie verringerten Treibhausgas-Emissionen.
Zum Energiebedarf des Weinguts dürfte die Anlage nur einen geringen Teil beitragen: Je nach Abwassermenge und -zusammensetzung schafft sie zwischen 30 und 200 kW Leistung. Besser als nichts.
In diesem Video der National Science Foundation wird die Technik erklärt:
