Pressemitteilung vom 04. März 2026

Technologien mit Mikroben machen es möglich: Abwasser als Energie- und Rohstoffquelle

Aus Abwasser nicht nur sauberes Wasser, sondern auch Strom und Nährstoffe gewinnen –Technologien, die elektrochemisch aktive Mikroorganismen nutzen, machen das möglich. Forschende der Universität Greifswald und des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) zeigen mit internationalen Kolleg:innen nun in ihrem im Fachjournal Frontiers in Science veröffentlichten Forschungsreview das große umwelt- und ressourcenschonende Potenzial dieser mikrobiellen elektrochemischen Technologien (MET).

Weltweit werden jährlich rund 359 Milliarden Kubikmeter Abwasser produziert – viermal so viel wie der Genfersee fasst. „Darin stecken über 800.000 GWh chemische Energie, vergleichbar mit der Jahresproduktion von 100 Kernkraftwerken“, erklärt Studienleiter Prof. Dr. Uwe Schröder von der Universität Greifswald. „Abwasser enthält außerdem reichlich Nährstoffe, die wir bislang verkommen lassen.“

Die richtigen Mikroben machen’s: Elektrizität aus Abwasser
Mikrobielle elektrochemische Technologien (MET) setzen genau hier an: Spezielle Mikroorganismen, die natürlich im Abwasser vorkommen, wandeln die darin enthaltene chemische Energie in elektrische Energie um, während gleichzeitig das Wasser gereinigt wird. Im Labor konnten bereits bis zu 35 Prozent der im Abwasser gebundenen Energie in Strom umgewandelt werden. Dass die Technologie auch in der Anwendung funktioniert, beweisen Pilotanlagen wie „Pee Power®“: Im Jahr 2015 versorgte sie beispielsweise die Toilettenbeleuchtung auf dem Glastonbury Festival, einem großen Open-Air Musikfestival in Südengland, mit Strom aus Urin. Langzeitstudien in Uganda, Kenia und Südafrika zeigen zudem, dass solche Systeme auch größere Urinmengen zuverlässig aufbereiten und durch beleuchtete Sanitäranlagen einen Beitrag zu mehr Sicherheit leisten.

Weltweit haben rund 3,5 Milliarden Menschen keinen Zugang zu angemessenen sanitären Einrichtungen. In METs sehen die Forschenden einen wichtigen Beitrag, dem sechsten UN-Nachhaltigkeitsziel näher zu kommen: der nachhaltigen Bereitstellung von Wasser und Sanitäranlagen für alle. „Der breite Einsatz dieser Technologien bietet viele Vorteile, besonders für Regionen mit stark belastetem Abwasser, in denen bestehende Technologien zur Aufbereitung zu teuer sind oder nicht alle erreichen“, betont Co-Autor Prof. Dr. Falk Harnisch vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Leipzig.

Nährstoffe aus dem Wasser schöpfen
Auch kostbare Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphor lassen sich mit METs aus Abwasser rückgewinnen. Obwohl diese reichlich im Abwasser vorhanden sind, werden sie derzeit andernorts extrem energieintensiv und wenig nachhaltig gewonnen, inklusive steigender Preise – ein Kontrast, den METs im Sinne einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft revolutionieren könnten: „Bis etwa 7 Prozent des Phosphatbedarfs und 11 Prozent des globalen Bedarfs an Ammoniumstickstoff ließen sich aus Abwasser gewinnen“, erläutert Uwe Schröder.

Vom Labor auf den Markt
Damit METs den Schritt in die breite Anwendung schaffen, müssen die Systeme robuster, kostengünstiger und energieeffizienter werden. Das Team um Uwe Schröder erforscht dazu in Greifswald die biochemischen und elektrochemischen Grundlagen. Diese schließen teilweise an die Arbeiten der Gruppe um Falk Harnisch in Leipzig an, die zum Beispiel neuartige Reaktoren entwickelt und dabei auch Anwendungen im Auge hat, welche über die Nutzung von Abwasser hinausgehen, um auch andere Abfallstoffe zum Beispiel aus der Lebensmittelverarbeitung oder der Papierherstellung zu nutzen. In jedem Falle braucht es Überzeugungsarbeit – etwa durch Förderprogramme, Pilotanlagen und ökonomische Anreize –, um auch die etablierte Abwasserbranche sowie andere relevante Industriezweige in Mitteleuropa für die neue Technologie zu gewinnen.

Publikation:
Schröder, U., Harnisch F., Heidrich E., Ieropoulos I. A., Logan, B.E., Nath, D., Pant D., Patil, S.A., Puig S., Ren J., Rossi R., Rotaru A.-E., ter Heijne, A (2026). Waste to value: microbial electrochemical technologies for sustainable water, material and energy cycles. Frontiers in Science. https://doi.org/10.3389/fsci.2026.1688727.

Weitere Informationen

Prof. Dr. Falk Harnisch
Co-Leiter UFZ-Department Mikrobielle Biotechnologie
falk.harnisch@ufz.de

Prof. Dr. Uwe Schröder
Universität Greifswald
uwe.schroeder@uni-greifswald.de

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Susanne Hufe
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