Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Forskere vil lagre energi i spildevand

Sæt strøm til spildevandet og forvandl affaldsstofferne til biogas, der kan lagres og bruges, når elektriciteten er dyrest. Det er et realistisk fremtidsscenarium, mener en gruppe ingeniører fra Aarhus Universitet, der fredag vandt årets PHD CHALLENGE.

19.08.2013 | Kim Harel

Forskere vil erstatte den nuværende, energislugende metode til spildevandsrensning med en energiproducerende og energilagrende proces. (FOTO: Colourbox)

Sæt strøm til affaldsstofferne i vandet og omdan dem til biogas. Idéen er simpel, men har et vidtrækkende potentiale. For måske kan spildevandsanlæg blive fremtidens lagerpladser for den overskudsenergi, vi får fra for eksempel vindmøller. (FOTO: Mette Freisner)

Her forklarer lektor Rune Hylsberg Jacobsen, hvordan man kan udnytte spildevandsrensning til både produktion og lagring af energi og samtidig reducere den meget store udledning af kuldioxid, der er forbundet med den metode, vandværkerne bruger i dag. (FOTO: Mette Freisner)

PHD CHALLENGE er et intensivt innovationsforløb. På 24 timer skal forskerne være klar med en idé til fremtidens spildevandshåndtering. På billedet ses Rune Hylsberg Jacobsen (th) og ph.d.-studerende Thomas Jensen. FOTO: Henrik Olsen)

Hver gang vi vasker op, tager bad eller skyller ud i toilettet, udleder vi spildevand, som skal renses for affaldsstoffer, kemikalier og miljøfremmede stoffer, før det ledes ud i åer og søer. Det er en proces, der er så energitung, at den forbruger mange millioner kilowatttimer om året og dermed udgør en ikke uvæsentlig del af Danmarks samlede CO2-udledning.

Tung post i CO2-regnskabet
Når spildevandet i dag når frem til rensningsanlægget bliver det først ledt igennem en stor si, hvor de faste partikler af det organiske materiale bundfælles som slam. Det kan efterfølgende anvendes som råmateriale til biogasproduktion.

Restvandet indeholder dog stadig en stor mængde organisk materiale – primært i form af syrer. I konventionelle anlæg bliver det derfor via store turbiner pumpet igennem en biologisk rensningsproces, hvor bakterier omsætter de sidste affaldsstoffer til næringssalte. Denne proces kaldes beluftning og kræver en meget stor tilførsel af ilt.

Ulempen ved metoden er, at det koster en masse energi at pumpe luft ind i bassinnet, og at bakterierne, når de nedbryder syrer, producerer CO2, som udledes gennem luften, forklarer Thomas Jensen, ph.d.-studernede, Aarhus Universitet:

”Beluftning er en af de helt store CO2-syndere hos vandværkerne, og kan man derfor finde en alternativ metode til at rense spildevandet, vil det være et stort skridt i en bæredygtig retning,” siger han.

Sæt strøm til affaldsstofferne
Sammen med sit forskerteam blev han kåret som vinder af innovationskonkurrencen PHD CHALLENGE for et nyt koncept for spildevandshåndtering, hvor den energislugende beluftning af vand erstattes med elektrokemisk rensning baseret på strøm fra overskudsenergi.

”Helt konkret vil vi bruge en elektrokemisk celle som alternativ til beluftning. Den påfører spildevandet en spænding og sætter dermed gang i en kemisk proces, som nedbryder de forurenende stoffer til gasser,” forklarer Thomas Jensen.

Spildevandsanlægget som energibuffer
Idéen om at sætte strøm til affaldsstofferne i spildevand er ikke ny. Den er allerede testet, og erfaringerne er gode.

Derimod er det nyt, at forskerne vil koble spildevandsanlæggene på elnettet og bruge dem som store lagerpladser i fremtidens energiinfrastruktur.

”Hvis vi kobler spildevandsanlægget på elnettet, kan vi udnytte energiresurserne mere effektivt. Vi kan sørge for, at den elektrokemiske rensning for eksempel kun foregår om natten, når vi sover og typisk har en masse overskudsenergi fra vindmøllerne til rådighed. De biogasser, der opstår i den elektrokemiske reaktion, kan vi samtidig lagre og udnytte som alternativ til fossile brændsler på et senere tidspunkt,” forklarer Thomas Jensen.

Kan blive en realitet
Vinderkonceptet vakte begejstring hos et enigt dommerpanel, som bestod af repræsentanter for Aarhus Kommune, Grundfos, Herning Vand og Aarhus Vand.

”Den måde, vi renser vores spildevand på i dag, er ikke fremtidssikret. Vi har brug for nye og mere bæredygtige metoder, og det er i høj grad interdisciplinær forskning, der skal hjælpe os på vej. Vinderkonceptet er både nyskabende og realistisk. Det forvandler en energiforbrugende proces til en energiproducerende og –lagrende proces. Det er meget interessant både miljømæssigt og kommercielt,  siger Per Overgaard, projektleder i Aarhus Vand.

 

BAGGRUND

Temaet for årets PHD CHALLENGE var bæredygtig spildevandshåndtering.

Forskerne dystede i 24 timer om at finde de mest innovative måder til mere miljøvenlig og energieffektiv rensning af vand.

Læs mere om PHD CHALLENGE 

KONTAKT


Thomas Jensen, ph.d.-studerende, institut for Ingeniørvidenskab: 6168 3168; thje@iha.dk

 

 

 

Institut for Ingeniørvidenskab