Wasserreiniger

Die Mikrobe des Jahres 2021 trägt zu unserem sauberen Trinkwasser bei. In einer Kläranlage fanden Forscher 1972 diesen überraschenden Organismus, der heiße Temperaturen um 65° Celsius bevorzugt und keinen Sauerstoff verträgt.

Methanothermobacter gehört zu den Archaeen – einzelligen, sehr ursprünglichen Lebewesen mit außergewöhnlichen Stoffwechselformen. Dabei ist Methanothermo­bacter äußerst genügsam: Er lebt nur von Wasserstoff (H₂), Kohlenstoffdioxid (CO₂) und wenigen Spurenelementen. Doch damit leistet er seinen Beitrag in der Endstufe der Abwasserreinigung. Im Faulschlamm und im Faulturm von Kläranlagen produziert er aus CO₂ und H₂ das Biogas Methan (CH₄), das chemisch nichts anderes ist als Erdgas. Methanogene Mikroben leben auch in Böden, in Feuchtgebieten und im Darmmikrobiom von Menschen und Tieren.

Biogas-Produzent

Methanothermobacter wächst zu erstaunlich hohen Zellkonzentrationen. Die Mikrobe des Jahres 2021 kann daher helfen, „grünes“ Methan im industriellen Maßstab herzustellen. Grundlage sind dabei Wasserstoff, der bei der elektrolytischen Spaltung von Wasser gewonnen wird, und im Überfluss vorhandenes CO₂ aus Verbrennungs- und Industrieprozessen.

Das bereits in ersten Produktionsanlagen angewandte Verfahren wird als „Power-to-Gas“ bezeichnet. Das gut speicherbare mikrobiell hergestellte Methan könnte einen wichtigen Schritt zu einer Energiewende darstellen, um von fossilen Rohstoffen unabhängig zu werden.

Auch das in Kläranlagen entstehende Faulgas wird direkt zur Stromerzeugung genutzt oder kann gereinigt in das Erdgasnetz eingespeist werden.

Warner des Klimawandels

Dauerfrostböden speichern gewaltige Mengen organischen Kohlenstoffs. In den Polargebieten und im Hochgebirge dürfte mehr Kohlenstoff gebunden sein als in der Erdatmosphäre. Durch steigende Temperaturen tauen die Böden auf, und methanogene Mikroorganismen beginnen sich zu vermehren. Dabei setzen sie CO₂ und CH₄ frei. Methan wirkt in der Atmosphäre als starkes Klimagas, das die Klimaerwärmung beschleunigt. Noch verharrt etwa ein Viertel der Landfläche der Nordhalbkugel im Jahrtausende alten Permafrost, doch die natürliche Aktivität von methanbildenden Archaeen ist ein Warnsignal für unser Klima.

Die zunehmende Freisetzung von Methan geht wesentlich auf menschliche Einflüsse zurück: So wird Methan nicht nur aus tauenden Permafrostböden frei, sondern auch aus Reisfeldern, Müllhalden sowie Magen und Darm massenhaft gehaltener Kühe, Ziegen und Schafe.

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