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Eine Abwasserreinigungsanlage (ARA), auch Kläranlage genannt, hat verschiedene Reinigungs- und Verfahrensstufen mit unterschiedlichen Durchlaufzeiten. Was die Natur im Grossen vollbringt, macht eine ARA im Kleinen. Durch Sieben, Absetzen und Filtern werden die ungelösten Stoffe vom Abwasser getrennt. In der biologischen Reinigungsstufe entziehen Mikroorganismen dem Abwasser die gelösten organischen Verbindungen. Nach diesem Prinzip säubern sich Bäche, Flüsse und Seen. Die natürliche Selbstreinigung von Gewässern kann Monate dauern – die ARA von Limeco benötigt knapp vier Stunden.

Archaeen sind einzellige Lebewesen (Mikroorganismen), die unter anderem in vulkanischen Gebieten vorkommen. Als Teil ihres Stoffwechsels produzieren sie aus Kohlendioxid Methan. Deshalb sind sie willkommene Helfer für die Methanisierung.

Biogas entsteht bei der Vergärung biogener Stoffe wie Nahrungsabfälle, Klärschlamm oder Gülle. Weil das bei der Verbrennung von Biogas freigesetzte Kohlendioxid Teil des natürlichen Stoffkreislaufs ist, ist Biogas eine klimafreundliche Energiequelle.

Bei der Elektrolyse wird Strom genutzt, um Wassermoleküle in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten. Die im Strom enthaltene elektrische Energie wird so zu chemischer Energie, die im Wasserstoff gespeichert ist.

Oberbegriffe für Biogas und Synthesegas aus erneuerbaren Quellen.

Ein Hybridkraftwerk gewinnt Energie in Form von Strom, Gas und/oder Wärme aus unterschiedlichen Energieträgern.

In einer KVA wird Abfall verbrannt. Weil dabei Strom und Wärme produziert werden, spricht man von Kehrichtverwertung.

Bei der Reinigung des Abwassers in der ARA entsteht Klärschlamm. Nach einer Vorbehandlung wird er in Faultürmen über 20 Tage lang umgewälzt, erwärmt und gefault. Beim Faulungsprozess wird der organische Klärschlammanteil abgebaut, wobei Klärgas entsteht. Das biogene Klärgas setzt sich zu circa zwei Dritteln aus Methan und circa einem Drittel aus Kohlenstoffdioxid sowie Spuren von anderen Gasen wie Stickstoff, Wasserstoff und Schwefelwasserstoff zusammen.

Kohlenstoffdioxid oder kurz Kohlendioxid ist Teil eines natürlichen Stoffkreislaufs: Wir atmen Sauerstoff ein und Kohlendioxid aus. Pflanzen nutzen Kohlendioxid in der Luft, um Photosynthese zu betreiben, und setzen dabei wiederum Sauerstoff frei. Bei der Verbrennung fossiler Energieträger wie Erdgas, Kohle oder Erdöl gelangen aber grosse Mengen zusätzliches Kohlendioxid in die Atmosphäre. Dies ist ein massgeblicher Treiber des Klimawandels.

Methan ist der Hauptbestandteil von fossilem Erdgas und Biogas. Mit Power-to-Gas kann auch methanförmiges Synthesegas hergestellt werden. Bei der Verbrennung von Methan wird Kohlendioxid freigesetzt. Wenn das Gas fossil ist, treibt dies den Klimawandel an. Handelt es sich hingegen um erneuerbares Gas, ist das freigesetzte Kohlendioxid Teil des natürlichen Kreislaufs und somit klimaneutral.

Die Methanisierung ist die zweite Stufe des Power-to-Gas-Prozesses: die Umwandlung von Wasserstoff und Kohlendioxid zu Methan. Bei der biologischen Methanisierung geschieht diese Umwandlung mithilfe von Archaeen.

Der ökologische Mehrwert bezeichnet den Unterschied eines erneuerbaren gegenüber einem alternativen Energieträger; für erneuerbares Gas etwa gegenüber fossilem Erdgas. Er kann beispielswiese in Form von Ökobilanzen der verschiedenen Energieträger berechnet werden. Der ökologische Mehrwert – oder ein Teil davon – wird oft mit sogenannten Herkunftsnachweisen (HKN) oder Zertifikaten gehandelt.

Power-to-Gas bezeichnet den Vorgang der Umwandlung von Strom zu Gas mittels Elektrolyse und teilweise Methanisierung. Power-to-Gas ist eine Schlüsseltechnologie für die saisonale Speicherung von überschüssigem erneuerbarem Strom und für die Sektorkopplung.

Als Sektorkopplung bezeichnet man die Vernetzung der Energiesektoren Strom, Wärme und Mobilität. Dies beinhaltet teilweise die Umwandlung von einer Energieform in eine andere, beispielsweise von Strom zu Gas durch Power-to-Gas.

Synthesegas (SNG) bezeichnet Gas, das mit der Power-to-Gas-Technologie hergestellt wird. Es besteht entweder aus Wasserstoff oder Methan. Wenn das SNG aus erneuerbaren Quellen (Strom und Kohlendioxid) produziert wird, handelt es sich um grünes Gas oder erneuerbares Gas.

Wasserstoff ist ein geruchloses Gas, das unter anderem durch Elektrolyse hergestellt wird. In einer Brennstoffzelle kann damit wiederum elektrische Energie erzeugt werden. Weil dabei lediglich Wasserdampf entsteht, ist Wasserstoff aus erneuerbaren Quellen eine klimafreundliche Alternative zu fossilen Energieträgern, etwa im Verkehr.

In einem Zertifikat werden die Herkunft und die exakte Lieferkette einer bestimmten Energiemenge sowie weitere Eigenschaften festgehalten. Dazu gehören der Ort und die Art der Produktionsanlage und die verwendeten Rohstoffe. Damit kann der ökologische Mehrwert ausgewiesen werden. Zertifikate sind auch die Voraussetzung, damit der ökologische Mehrwert gehandelt werden kann (beispielsweise im Rahmen des europäischen Emissionshandels).