Wie entsteht aus Klärgas Strom? Die HWS erklärt Energiegewinnung im Klärwerk
Kläranlagen reinigen Abwasser – und können unter bestimmten Voraussetzungen einen Teil ihres Energiebedarfs selbst decken
Bei der anaeroben Behandlung von Klärschlamm entsteht Faulgas, das auch als Klärgas bezeichnet wird. Es enthält vor allem Methan und Kohlendioxid. Der energiereiche Methananteil wird in einem Blockheizkraftwerk genutzt, um gleichzeitig Strom und Wärme zu erzeugen.
Wie dieser Prozess funktioniert und welchen Beitrag Kläranlagen zur Energieeffizienz leisten können, zeigte ein Besuch des Mitteldeutschen Rundfunks (MDR) auf der Kläranlage Halle-Nord der Halleschen Wasser und Stadtwirtschaft GmbH (HWS). Im Interview erläuterte Dankert Richter, Abteilungsleiter Abwasser der HWS, die Stromerzeugung aus Klärgas und die Maßnahmen des Projekts „Energieautarkes Klärwerk“.
Wie wird aus Klärgas Strom?
Die Stromerzeugung aus Klärgas erfolgt in mehreren Schritten:
- Schlammbehandlung: Bei der Reinigung des Abwassers entstehen Primär- und Überschussschlamm.
- Anaerobe Faulung: Der Schlamm wird in Faultürmen unter Ausschluss von Sauerstoff von Mikroorganismen abgebaut. Dabei entsteht Faulgas.
- Gasaufbereitung: Das Faulgas wird gesammelt, gespeichert und gereinigt.
- Kraft-Wärme-Kopplung: Anschließend wird das Gas in einem Blockheizkraftwerk verbrannt. Ein Verbrennungsmotor treibt einen Generator an, der Strom erzeugt. Die dabei entstehende Wärme kann ebenfalls auf der Kläranlage genutzt werden.
Auf der Kläranlage Halle-Nord wird das Faulgas über Gasspeicher und eine Gasreinigung den Blockheizkraftwerken zugeführt. Dort wird die im Gas enthaltene Energie in Strom und Wärme umgewandelt.
Welchen Beitrag leisten Kläranlagen zur Energieeffizienz?
Kläranlagen zählen zu den energieintensiven kommunalen Infrastrukturen. Ihr Energiebedarf lässt sich deshalb an mehreren Stellen senken:
- durch energieeffiziente Rührwerke und Gebläse
- durch optimierte Steuerungs- und Regelungsprozesse
- durch eine effizientere Schlammfaulung
- durch eine bessere Wärmeverteilung
- durch einen höheren Wirkungsgrad der Blockheizkraftwerke
- durch die Nutzung erneuerbarer Energien, zum Beispiel Photovoltaik
Dabei sind zwei Ziele zu unterscheiden: Energieeffizienz bedeutet, dass für die gleiche Reinigungsleistung weniger Energie benötigt wird. Energieautarkie beziehungsweise Energieneutralität bedeutet, dass eine Anlage bilanziell mindestens so viel Energie erzeugt, wie sie selbst verbraucht.
Das Projekt „Energieautarkes Klärwerk“ der HWS
Die HWS startete die Umsetzung des Projektes „Energieautarkes Klärwerk“ im Jahr 2021. Grundlage war eine Potenzialstudie aus dem Jahr 2020, in welcher Maßnahmen zur Senkung des Energiebedarfs, zur Verringerung des CO₂-Ausstoßes und zur Reduzierung der Betriebskosten untersucht wurden.
Die Kläranlage Halle-Nord ist das größte energieverbrauchende Objekt der HWS. Dort werden pro Jahr rund 18 Millionen Kubikmeter Abwasser gereinigt. Vor der Modernisierung waren dafür 10,5 Gigawattstunden Strom pro Jahr erforderlich. Mit den ersten beiden Energieeffizienzmaßnahmen wurden mit Förderung des Landes Sachsen-Anhalt bereits die neuralgischen Punkte angegangen. Der größte Stromverbraucher einer Kläranlage ist die Belüftung. Die vorhandenen Gebläse wurden gegen hocheffiziente magnetgelagerte Turboverdichter ausgetauscht. Für eine optimierte Stromerzeugung aus Faulgas wurden die alten Blockheizkraftwerke gegen effizientere Maschinen ausgetauscht.
Auf der Anlage gibt es zwei Faultürme mit jeweils 5.750 Kubikmetern Volumen. Aus dem dort behandelten Schlamm entstehen jährlich bis zu drei Millionen Kubikmeter Faulgas. Nach Angaben der HWS konnte die Eigenstromversorgung durch bereits umgesetzte Maßnahmen von 48 Prozent auf bis zu 70 Prozent gesteigert werden.
Im April 2025 erhielt die Stadt Halle (Saale) zwei EFRE-Fördermittelbescheide für weitere Energieeffizienzmaßnahmen auf der Kläranlage Halle-Nord. Gefördert werden die Optimierung der Rührwerke in den Belebungsbecken mit 234.000 Euro sowie die Verbesserung der Faulung mit 1,072 Millionen Euro.
Ziel der HWS ist es, die Kläranlage Halle-Nord schnellstmöglich, spätestens bis 2030 im Jahresmittel bilanziell ohne externen Netzbezug zu betreiben. Entscheidend hierfür wird die Schließung der Bilanzlücke durch regenerative Energien sein. Hier ist der Bau einer Freiflächenphotovoltaik geplant. Insgesamt sind Einsparungen von rund 700.000 Euro Betriebskosten und etwa 2.100 Tonnen CO2-Äquivalente pro Jahr (Zielwert gemäß interner Projektplanung der HWS, Stand: April 2025) eingeplant.
Klärgas-Stromerzeugung in Sachsen-Anhalt wächst: 35,7 Millionen Kilowattstunden im Jahr 2025 – 5,5 Prozent mehr als im Vorjahr
Auch landesweit gewinnt Klärgas an Bedeutung. Nach Angaben des Statistischen Landesamtes Sachsen-Anhalt wurden im Berichtsjahr 2025 in den Kläranlagen des Landes 35,7 Millionen Kilowattstunden Strom aus Klärgas erzeugt. Das waren 5,5 Prozent mehr als im Vorjahr. 2024 waren es 33,8 Millionen Kilowattstunden.
Zusätzlich wurden 2025 insgesamt 39,2 Millionen Kilowattstunden Wärme aus Klärgas erzeugt. Damit erreichte auch die Wärmeerzeugung einen neuen Höchststand.
Die Zahlen zeigen: Kläranlagen sind nicht nur für die Reinigung von Abwasser wichtig. Sie können einen Teil ihres Energiebedarfs aus einem eigenen Nebenprodukt decken und dadurch den externen Strombezug, Kosten und CO₂-Emissionen reduzieren.
MDR zu Gast auf der Kläranlage Halle-Nord
Wie aus einem Nebenprodukt der Abwasserbehandlung nutzbare Energie wird und welche Rolle die Klärgasverstromung bei der HWS spielt, war Thema des MDR-Fernsehens. Der Beitrag mit Dankert Richter ist in der MDR-Mediathek verfügbar.
Was ist Klärgas?
Klärgas – technisch meist als Faulgas bezeichnet – entsteht beim anaeroben Abbau von Klärschlamm in Faultürmen. Es besteht vor allem aus Methan und Kohlendioxid. Der Methananteil ist brennbar und kann energetisch genutzt werden.
Wie erzeugt ein Klärwerk aus Klärgas Strom?
Das gereinigte Faulgas wird in einem Blockheizkraftwerk verbrannt. Ein Verbrennungsmotor treibt einen Generator an. Der Generator wandelt die Bewegungsenergie in elektrische Energie um.
Was passiert mit der entstehenden Wärme?
Bei der Stromerzeugung im Blockheizkraftwerk entsteht gleichzeitig Wärme. Sie kann unter anderem für die Beheizung der Faultürme und weitere Prozesse auf der Kläranlage eingesetzt werden. Die gleichzeitige Erzeugung von Strom und Wärme wird Kraft-Wärme-Kopplung genannt.
Warum ist Klärgas für die Energieeffizienz wichtig?
Die Nutzung von Klärgas reduziert den Bedarf an extern bezogenem Strom und Wärme. Zusammen mit effizienteren Aggregaten, optimierten Betriebsabläufen und erneuerbaren Energien kann sie dazu beitragen, den Energieverbrauch, die Betriebskosten und die CO₂-Emissionen einer Kläranlage zu senken.
Mehr zum Thema Trink- & Abwasser finden Sie in der „Wissenswelt Wasser“ auf der Webseite der HWS.
Übrigens: Das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung kommt auch in den EVH Energieparks Dieselstraße und Trotha zum Einsatz, mehr dazu auf der Webseite der EVH.