Danske renseanlæg er nogle af verdens mest bæredygtige. De udvinder nemlig strøm og varme fra spildevandet ligesom de udnytter næringsstofferne i slammet. Ph.d.-projekt fra DTU hjælper dem med at vurdere, hvilke teknologier er mest klimaneutrale.

De fleste ser nok slam fra et spildevandsanlæg som et stinkende affaldsprodukt. Men sådan er det ikke længere, for mange renseanlæg har kastet sig ud i et skoleeksempel på grøn omstilling, hvor slam omdannes til energi og næringsstoffer udnyttes. Faktisk producerer flere danske renseanlæg mere energi, end de bruger, og da de er den mest energitunge del af de danske forsyningsselskaber, er potentialet stort.

”Det er lidt et paradigmeskift at gå fra renseanlæg til ressourceanlæg,” siger Anders Damgaard, seniorforsker ved DTU Sustain, hvor han blandt andet har fokus på miljøvurdering af spildevand.

Slam er et organisk materiale, der bliver fjernet fra spildevandet og det består primært af afføring, madrester og papir. Ved at føre slammet ind i nogle iltfrie rådnetanke kan bakterier omdanne det til biogas, der så kan producere elektricitet og varme. Det kan gøre renseanlæggene selvforsynende, mens overskydende el og varme kan sælges tilbage til elnettet.

”Når man alligevel skal rense vandet, så kan man lige så godt udvinde energi fra processen og dermed går anlæggene fra at have en rigtig høj energipåvirkning til en nettobesparelse. Flere af dem går også i retning mod at blive klimaneutrale,” siger Anders Damgaard.

Toptunede ressourcefabrikker

Mens 10.000 branchefolk fra hele verden i disse dage mødes til IWA World Water Congress i København, så er renseanlæggene et af de områder, hvor udlandet har blikket stift rettet mod Danmark. De teknologiske løsninger kan blive en reel eksportsucces og den danske vandbranche har høje ambitioner om at fordoble den årlige eksport af vandteknologi fra omkring 20 mia. kr. til 40 mia. kr. i 2030.

Og her har DTU Danmarks største forsknings- og uddannelsesmiljø inden for vandteknologi og kan dermed assistere vandsektoren med nyttig viden og forskning.
Ifølge Det Internationale Energiagentur, IEA, står vandsektoren for omkring fire procent af verdens samlede strømforbrug, så der er store gevinster at hente klimamæssigt, hvis alle renseanlæg sadlede om.

”Dybest set er spildevand meget ens her i verden, så der et enormt potentiale i at se på renseanlæg som toptunede, moderne ressourcefabrikker fremover,” siger Peter Steen Mikkelsen, der er professor i byers vandsystemer på DTU Sustain og har været med til at få vandkonferencen til Danmark.

Strøm er ikke nok

For at blive klimaneutrale er det dog ikke nok, at renseanlæggene producerer strøm og varme – de skal også bidrage til den cirkulære økonomi ved at genanvende nogle af de næringsstoffer, som slammet indeholder.

”Flere af de danske renseanlæg er faktisk energipositive, men bare fordi de genanvender energi, er de ikke nødvendigvis bæredygtige,” siger Maria Faragò.

Hun er ph.d.-studerende ved DTU og arbejder sammen med Danmarks tre største forsyningsselskaber – Aarhus Vand, BIOFOS og VandCenter Syd – om at anvende metoder såsom CO2-fodaftryk og livcyklusvurderinger til at vurdere, hvilke teknologier har det mindste klima- og miljøaftryk. For hvis forsyningerne skal være klimaneutrale, er det vigtigt, at den indsats skal kunne måles og det kræver operationelle modeller og værktøjer, som dem Maria Faragò udvikler.

Der er nemlig ofte fordele og ulemper ved forskellige løsninger og stor forskel på de direkte og indirekte udledninger ligesom nogle af løsningerne kræver store investeringer for forsyningsselskaberne.

”Et parameter er klima og CO2, men man skal også vurdere ressourceforbrug som f.eks. de kemikalier, der bruges til at rense vandet og de påvirkninger der kommer fra materialer og infrastruktur i et renseanlæg,” siger Maria Faragò.

Der kan f.eks. være stor værdi i at udvinde fosfor, fordi det er en begrænset ressource, som landbruget importerer i stor stil og når renseanlæg brænder slam af, så indeholder den tilbageværende aske store mængder fosfor.

”80 procent af fosforen i vores fødevarer ender i spildevandet, så derfor er der ret stort fokus på at udvinde det og sende det retur til landbruget,” siger Anders Damgaard.

Lattergasfokus har størst gevinst

Skal renseanlæggene for alvor mindske deres CO2-aftryk, så viser Maria Faragòs analyser, at lattergas er et af de steder, det bedst kan betale sig at sætte ind. Under rensningen af spildevandet omdannes kvælstoffet i de biologiske processer nemlig til lattergas, som er en drivhusgas næsten 300 gange kraftigere end CO2. Lattergasudledningen fra renseanlæg står for 0,4 procent af Danmarks samlede klimabelastning ifølge tal fra Miljøstyrelsen. Men ved at monitorere, hvornår kvælstofmængden er høj i spildevandet kan renseanlæggene justere i driften, så spildevandet opholder sig længere i procestankene, koncentrationen af biomassen øges eller beluftningen justeres og dermed reducere mængden af lattergas.

”Sensorer til lattergasmålinger er ret billige. Online-målinger og styring af lattergasemissioner kan samtidig give den største gevinst klimamæssigt,” siger Maria Faragò.

En afbalancering for miljøet

Den slags konklusioner er Morten Rebsdorf begejstret for. Han er senior projektleder ved Aarhus Vand med fokus på renseanlæg, og Aarhus Vand er en af de forsyninger, der i mange år har udvundet energi fra deres renseanlæg. Det gør de nu så godt, at nogle af anlæggene producerer 150% af den energi, de bruger. Men for at forsyningen skal kunne nå deres mål om at være energi- og CO2-neutrale i 2030, så kræver det også, at de udvinder andre ressourcer fra spildevandet. Aarhus Vand skal blandet andet opføre et stort, nyt renseanlæg, der skal stå færdigt i 2028, og her skal de beslutte, hvilke teknologiske løsninger, de skal satse på.

”Det er et komplekst valg og derfor har vi brug for en systematiseret metode til at træffe disse valg,” siger Morten Rebsdorf.

”Det kan godt være, at vi så vil vælge en løsning, der reducerer lattergas- og metanudslip, der måske bruger mere energi, men så giver lavere emissioner. Det er en afbalancering af, hver der netto giver mindst påvirkning af miljøet.”

Tiden, hvor et renseanlæg ’bare’ skulle rense vandet er forbi, men fremover vil forventningerne også rykkes.

”Der kommer større og større rensekrav og hvis der for eksempel bliver lavet et krav fra myndighederne om at lægemiddelrester skal fjernes fra spildevandet, så betyder det endnu et rensetrin og det koster mere energi. Så det med at være energineutral kan blive udfordret i fremtiden,” siger Morten Rebsdorf.