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Bereits aus Wasser, das nur knapp zwei Meter pro Sekunde fliesst, gewinnt eine neue Turbine aus Roggwil rentabel Alternativenergie. Das sehen Leiter von Abwasserreinigungsanlagen bei der Pilotanlage in der ARA Altenrhein.

FRITZ BICHSEL, 3. Oktober 2014

Der Horner Roman Bühler erfindet Anlagen zur Gewinnung von Alternativenergie. Bekannt wurde er mit den in Horn produzierten Windturbinen als Alternative zu grossen Windrädern. Nun entwickelte er bei der RLK Engineering in Roggwil für den gleichen Zweck eine Wasserturbine mit schwenkbaren Flügeln und einer neuartigen patentierten Steuerung.

Als Partnerin für einen Probelauf fand RLK die Abwasserreinigungsanlage Altenrhein. Sie ist laufend daran, noch mehr Energie aus Wasser, Schlamm und Gärung zu gewinnen. «Gerne unterstützen wir Firmen, die auf diesem Gebiet Neues bieten», sagt Geschäftsführer Christoph Egli. Hier ging es erst darum, in einem gut zugänglichen Kanal das Erproben eines kleinen Typs von «Waterblade» zu ermöglichen. Ob es im Netz des regionalen Abwasserverbandes Altenrhein Möglichkeiten gibt, diese Turbine wirtschaftlich einzusetzen, wird noch geprüft.

«Energie zu 100 Prozent nutzen»

Nach drei Monaten Betrieb stellte RLK die Turbine und die Resultate gestern Leitern von Abwasserreinigungsanlagen im internationalen Bodenseeraum vor. «Wir konnten fast 100 Prozent der Energie aus dem Wasser nutzen und wollen noch ganz auf 100 kommen», sagt Martin Frei, der Geschäftsleiter von RLK Engineering. Einsatzmöglichkeiten für «Waterblade» sieht er von Bächen oder kleinen Kanälen bis zu grossen Flüssen und dem Meer, wo die Wasserbewegung mit Ebbe und Flut genutzt werden kann. Das Produkt sei nun bereit für den Markt und etwa ab Frühjahr 2015 lieferbar. Drei Anlagen sind inzwischen in Betrieb. Für effiziente Serienproduktion sollten etwa zwanzig Bestellungen zusammenkommen. Eine kleine Anlage ist erhältlich ab 15 000 Franken zuzüglich Montage- und Anschlusskosten. Ein solches auch für Private geeignetes Kleinkraftwerk für Alternativenergie wird von der öffentlichen Hand subventioniert.

Ein möglicher Knackpunkt war das Lager aus Kunststoff, um das sich die Turbine ständig dreht. «Doch nach drei Monaten zeigt sich keinerlei Abnützung», freut sich Martin Frei.

Altes Prinzip, neue Technik

Fliessendes Wasser trifft auf Schaufeln und setzt diese in Bewegung. Das wird schon lange genutzt, wie einst mit Wasserrädern zum Antrieb von Mühlen. Die neue Strömungsturbine Waterblade dreht sich um einen Generator, womit Wasserkraft direkt in elektrische Energie umgewandelt wird. Und sie ist so kompakt, dass sie mit geringem Platzbedarf direkt in ein Fliessgewässer oder einen Kanal eingesetzt werden kann. Zudem arbeitet sie auch ganz unter Wasser. Ganz neu ist die ausgeklügelte Steuerung – worauf RLK Engineering spezialisiert ist. Sie sorgt dafür, dass jede der beweglichen Schaufeln stets im optimalen Winkel für effiziente Energienutzung steht. «So können wir die Kraft beim Eintritt des Wassers in die Turbine und nochmals beim Wiederaustritt nutzen», erklärt Erfinder Roman Bühler. «Damit erzielen wir eine Wirkung von fast und bald einmal wohl ganz hundert Prozent.»

Im heutigen Markt sind Anlagen gefragt, die sich durch die gewonnene Energie und allfällige Beiträge innert weniger Jahre amortisieren. «Das erreichen wir mit unseren Waterblade-Turbinen bereits ab einer Fliessgeschwindigkeit von 1,7 Metern pro Sekunde», sagt Martin Frei.

Die Gemeinden Rehetobel und Speicher sind dem AVA beigetreten. Das muss in der Vereinbarung der beteiligten Gemeinden bestätigt werden. Gleichzeitig will der Verwaltungsrat weitere Punkte anpassen: die Kreditkompetenz für den Rat und die Delegierten erhöhen, den Verbandszweck erweitern – nebst Gewässerschutz auch Energieproduktion und Recycling. In Heiden und Walzenhausen stimmen die Bürger darüber an der Urne ab. In den anderen Gemeinden – von Eggersriet, Untereggen und Goldach ostwärts bis St. Margrethen – unterstanden die Änderungen dem Referendum. Die Bürger verlangten keine Abstimmung.

Stromverbrauch massiv gesenkt
In der ARA Altenrhein wird das Abwasser aus dem Verbandsgebiet gereinigt und Klärschlamm aus einem noch viel grösseren Gebiet getrocknet. Dafür ist so viel Strom und Wärme nötig, wie ein Dorf mit etwa 3000 Einwohnern verbraucht. Aus Abwasser und Klärschlamm kann aber auch Energie gewonnen werden. Zusammen mit der Vergärung von Speiseabfällen erreicht die ARA Altenrhein nach Auskunft von Geschäftsführer Christoph Egli einen hohen Selbstversorgungsgrad von gut 70 Prozent. Dafür wurde sie 2012, wie drei weitere Anlagen in der Ostschweiz, ausgezeichnet mit der «Médaille d’eau» für energieeffiziente Abwasserreinigung.

Die ARA Altenrhein ist also bereits in der Energieproduktion und im Recycling vergärbarer Stoffe tätig. In diesen neu in den Zweckartikel des Verbandes aufgenommenen Bereichen sind aber weitere Schritte geplant. Abwasser fliesst von Hängen und durch Gebiet mit geringem Gefälle zur ARA. Aber bereits auf diesem Weg durch gut 300 Kilometer Leitungen muss es Tobel und Hügel überwinden. Dafür sind gut 200 Pumpen im Einsatz. Mit viel Energie muss es dann aus dem Hauptkanal in die Anlagen und in diesen von der mechanischen über die biologische Reinigung bis zur Filtration transportiert werden. Für biologische Reinigung wird zudem viel Luft eingepresst. Schlamm wird ebenfalls über mehrere Stationen behandelt und transportiert. Für all das ist Strom nötig. Christoph Egli kann aber berichten, dass die ARA Altenrhein bei der Abwasserreinigung innert weniger Jahre einen Drittel des Stroms einsparte. Das ermöglicht Ersatz oder Umbau von Anlagen und Optimierung von Prozessen. Dabei wagte sich diese ARA auch auf Neuland.

Wärme für die ARA und das Dorf
Die für Reinigung und Trocknung nötige Wärme produziert die ARA Altenrhein zu 100 Prozent selber: Aus dem Abwasser gewinnt sie Wärme zurück mit Wärmepumpen, das Klärgas nutzt sie für ein Blockheizkraftwerk. Christoph Egli erklärt, dass durch Optimierungen auch hier die Effizienz stieg. So entstand auch Kapazität für einen von der Gemeinde in Aussicht genommenen Wärmeverbund. Sie prüft, Haushalte und Betriebe in Altenrhein mit Wärme aus der ARA zu versorgen.

Der AVA hat weitere Energieprojekte. Derzeit wird die Energie-Verteilzentrale neu gebaut und werden Gebäudedächer vorbereitet für die Nutzung von Sonnenenergie durch Photovoltaik auf 900 Quadratmetern. Das entspricht etwa dem Bedarf von 25 Einfamilienhäusern. Die Geschäftsleitung prüfte auch Abwasser in Leitungen mit einiger Höhendifferenz und Wind als Energiequellen. Die Wirkung erwies sich hier aber als gering.

Stoffe und Energie gewinnen
Energie enthält auch getrockneter Schlamm. Er dient als Brennstoff bei der Zementherstellung. Wie Christoph Egli darlegt, wird geprüft, ihn selber zu verwerten, um Phosphor zurückzugewinnen. Auch für Energie aus Vergärung gibt es ein weiteres Projekt: Grüngut aus Sammlungen in der Region verwerten. Eine Anlage in Altenrhein würde die Lücke schliessen zwischen der bestehenden im Rheintal und der für die Region Arbon in der ARA Morgental geplanten.