L'Eawag vuole applicare in Svizzera i risultati di paesi come il Senegal e l'Uganda. Perché? L'istituto di ricerca sulle acque parla di una svolta sanitaria e nutrizionale. Foto: Jan Antonin Kolar
Die Eawag will Erkenntnisse aus Ländern wie Senegal oder Uganda auch in der Schweiz anwenden. Weshalb? Das Wasserforschungsinstitut spricht von einer Sanitär- und Nährstoffwende. Foto: Jan Antonin Kolar
L’Eawag, l'Institut de recherche sur l’eau, souhaite utiliser en Suisse les connaissances qu’il a acquises dans des pays comme le Sénégal ou l’Ouganda. Pour quelle raison? Selon lui, nous sommes à un tournant en matière d’assainissement et de nutriments. Photo: Jan Antonin Kolar
La Eawag mira a utilizzare i risultati ottenuti in Paesi come il Senegal e l’Uganda anche in Svizzera. Come mai? L’istituto di ricerca delle acque parla di una svolta per la sanità e la protezione delle risorse. Foto: Jan Antonin Kolar
Die ETH will unsere Fäkalien in Energie verwandeln
Bill Gates et l’Ecole polytechnique fédérale veulent transformer les selles en énergie
Bill Gates e il Politecnico di Zurigo vogliono trasformare le feci in energia
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L'Eawag, l'istituto di ricerca sulle acque dell'ETH, afferma: "Le acque reflue non sono rifiuti, ma una risorsa preziosa". Vuole produrre fertilizzanti dall'urina e convertire le feci in pellet o biogas.
Die Eawag, das Wasserforschungsinstitut der ETH, sagt: «Abwasser ist kein Abfall, sondern eine wertvolle Ressource.» Sie will aus Urin Dünger gewinnen und Fäkalien zu Pellets oder Biogas umwandeln.
L’Eawag, l’Institut de recherche sur l’eau des EPF, affirme que «les eaux usées ne sont pas des déchets, mais de précieuses ressources». Il souhaite en effet produire de l’engrais à partir de l’urine et transformer les matières fécales en pellets ou en biogaz.
La Eawag, l’istituto di ricerca dell’acqua del Politecnico di Zurigo, spiega: «le acque di scarico non sono rifiuti bensì una risorsa di grande valore» e mira a trasformare l’urina in concime e le feci in pellet o biogas.
Il primo episodio della serie di documentari di Netflix "Bill Gates the Man" è dedicato alla lotta del fondatore di Microsoft contro la mortalità infantile. Il punto di partenza: il dodici per cento dei bambini muore prima di compiere cinque anni. Tre milioni di loro per diarrea. In tutto il mondo, circa tre miliardi di persone nel mondo non hanno un allacciamento alla rete fognaria..
Elettricità e acqua dall'impianto di trattamento delle acque reflue
Gates ha deciso di smettere di morire. Insieme agli ingegneri, ha sviluppato un impianto che converte le acque reflue in elettricità, cenere e acqua. A tal fine, le acque reflue vengono vaporizzate in un processo industriale. L'impianto funziona senza bisogno di elettricità o acqua: è alimentato dal vapore prodotto dall'incenerimento delle feci disidratate.
Gli sviluppatori della serie Netflix affermano che l'acqua prodotta durante la vaporizzazione è pulita e potabile. Alla fine dell'episodio, Bill Gates si versa un bicchiere, lo beve e dice: "Ha il sapore dell'acqua". L'impianto è ora destinato a convertire un terzo dei fanghi di depurazione della città di Dakar, in Senegal, in energia e acqua potabile.
Anche la Svizzera sta conducendo ricerche sull'utilizzo delle acque reflue
Bill Gates non è l'unico a credere nel potere delle acque reflue: anche in Svizzera si stanno conducendo ricerche su come le acque reflue possano essere riutilizzate. "Le acque reflue non sono rifiuti, ma una risorsa preziosa", scrive l'Eawag, l'istituto di ricerca sulle acque del settore ETH. Da quasi 30 anni, gli scienziati ricercano come le acque reflue possano essere parte di un'economia circolare possono diventare parte di un'economia circolare. In altre parole, un'economia che mira a ridurre al minimo il consumo di risorse e a utilizzare i materiali il più a lungo e nel modo più efficiente possibile in un ciclo chiuso.
Per esempio, un gruppo di ricerca dell'Eawag nei paesi africani dell'Uganda e del Senegal ha studiatocome si possano produrre combustibili solidi dalle feci. I combustibili ottenuti dalla disidratazione possono essere utilizzati principalmente dall'industria: La domanda è elevata e il rischio di trasmissione di agenti patogeni è basso.
"Trasformazione sanitaria e nutrizionale".
A differenza di molti Paesi a basso reddito, in Svizzera il 97% delle famiglie è collegato a un impianto di trattamento delle acque reflue. Tuttavia, l'Eawag vuole applicare in Svizzera i risultati di Paesi come il Senegal e l'Uganda. Perché? L'Eawag parla di una svolta igienico-sanitaria e nutrizionale.
Oggi le acque reflue provenienti da bagni, docce e lavastoviglie delle famiglie vengono convogliate in un impianto di trattamento delle acque reflue centrale. Lì vengono depurate e trattate. L'idea di base di Eawag è quella di dividere le acque reflue domestiche in tre categorie quando sono ancora in casa: Urina, acque nere e acque grigie. Le acque nere sono quelle che contengono feci. Le acque grigie sono quelle leggermente contaminate che si producono, ad esempio, quando si fa la doccia. "Le tecnologie per questo sono state studiate solo di recente in Svizzera", spiega Michael Vogel di Eawag.
Pellet e biogas dalle feci
Carina Doll di Eawag aggiunge in un comunicato stampa: "Le acque reflue contengono molte risorse preziose. L'urina, ad esempio, contiene grandi quantità di azoto e fosforo, che possono essere riciclati come fertilizzanti per le piante". L'acqua grigia può essere utilizzata per produrre acqua per le piante, i servizi igienici o le docce. E le feci delle acque nere possono essere trasformate in pellet e bruciate, proprio come fa Bill Gates. Ecco come le acque reflue diventano energia.
Oltre ai pellet, dalle acque reflue si può ottenere biogas, compost o mangime per animali. Il potenziale per la generazione di energia con il biogas è disponibile, ma limitato: "A livello di quartiere, è possibile generare energia dalle acque reflue", afferma Michael Vogel di Eawag, "che, sebbene non copra di gran lunga il fabbisogno energetico delle famiglie, può forse dare un contributo per cucinare o riscaldare".
Il mangime animale ricavato dalle feci viene utilizzato, ad esempio utilizzato per l'allevamento di mosche soldato. Le loro larve vengono nutrite, essiccate e poi trasformate in farina, grasso e fertilizzante. Secondo gli scienziati, la farina di insetti può ridurre la domanda di pesce e di soia, contrastando così il sovrasfruttamento degli oceani e la dilagante coltivazione della soia.
"Mostrare soluzioni fattibili"
Le acque reflue svizzere faranno presto parte dell'economia circolare? Secondo Eawag, devono ancora essere superati ostacoli tecnici e legali prima che le acque reflue possano essere utilizzate come risorsa. Ad esempio, i fanghi di depurazione provenienti dagli impianti di trattamento delle acque reflue possono attualmente essere inceneriti solo negli impianti di incenerimento dei rifiuti e nei cementifici. "Il nostro compito di ricercatori", afferma Michael Vogel, "è quello di dimostrare all'industria che le soluzioni sono fattibili e che esiste un mercato per esse".
Bill Gates stellt sich mit einem Glas voll brauner Masse auf eine Bühne: «Das sind menschliche Fäkalien», lässt er das chinesische Publikum wissen. Es ist nicht das erste Mal, dass der Multimilliardär öffentlich über Kot spricht.
Die Netflix-Doku-Serie «Der Mensch Bill Gates» widmet sich in der ersten Folge dem Kampf des Microsoft-Gründers gegen die Kindersterblichkeit. Seine Ausgangslage: Zwölf Prozent aller Kinder würden sterben, bevor sie fünf Jahre alt sind. Drei Millionen davon an Durchfall. Weltweit haben rund drei Milliarden Menschen keinen Anschluss an eine Kanalisation.
Elektrizität und Wasser aus Kläranlage
Gates machte es sich zur Aufgabe, das Sterben zu stoppen. Gemeinsam mit Ingenieuren entwickelte er eine Anlage, die Abwasser in Strom, Asche und Wasser umwandelt. Dazu wird das Abwasser in einem industriellen Verfahren verdampft. Die Anlage funktioniert ohne Strom- und Wasserzufuhr: Sie wird mit dem Dampf betrieben, der bei der Verbrennung der entwässerten Fäkalien entsteht.
Das Wasser, das beim Verdampfen entstehe, sei sauber und trinkbar, sagen die Entwickler in der Netflix-Serie. Am Ende der Folge schenkt sich Bill Gates ein Glas ein, trinkt und sagt: «Schmeckt wie Wasser.» Inzwischen soll die Anlage ein Drittel des Klärschlamms der Millionenstadt Dakar im Senegal in Energie und Trinkwasser umwandeln.
Auch Schweiz forscht an Abwasser-Nutzung
Nicht nur Bill Gates glaubt an die Kraft des Abwassers: Auch in der Schweiz wird daran geforscht, wie Abwasser wiederverwendet werden kann. «Abwasser ist kein Abfall, sondern eine wertvolle Ressource», schreibt die Eawag, das Wasserforschungsinstitut des ETH-Bereichs. Seit bald 30 Jahren erforschen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, wie Abwasser Teil einer Kreislaufwirtschaft werden kann. Das heisst, einer Wirtschaft, die zum Ziel hat, den Verbrauch von Ressourcen auf ein Minimum zu reduzieren und die Materialien so lange und so effizient wie möglich in einem geschlossenen Kreislauf zu nutzen.
Eine Forschungsgruppe der Eawag hat zum Beispiel in den afrikanischen Ländern Uganda und Senegal untersucht, wie aus Fäkalien feste Brennstoffe hergestellt werden können. Die durch Entwässerung gewonnenen Brennstoffe können vor allem von der Industrie genutzt werden: Dort ist der Bedarf hoch und die Gefahr der Übertragung von Krankheitserregern gering.
«Sanitär- und Nährstoffwende»
Im Gegensatz zu vielen einkommensschwachen Ländern sind in der Schweiz 97 Prozent der Haushalte an eine Kläranlage angeschlossen. Trotzdem will die Eawag Erkenntnisse aus Ländern wie Senegal oder Uganda auch in der Schweiz anwenden. Weshalb? Die Eawag spricht von einer Sanitär- und Nährstoffwende.
Heute wird das Abwasser aus Toiletten, Duschen und Spülmaschinen aus den Haushalten in eine zentrale Kläranlage geleitet. Dort wird es gereinigt und aufbereitet. Die Grundidee der Eawag ist es, das häusliche Abwasser noch im Haus in drei Kategorien zu unterteilen: Urin, Schwarz- und Grauwasser. Schwarzwasser ist Wasser, das Fäkalien enthält. Grauwasser ist leicht verschmutztes Wasser, das zum Beispiel beim Duschen anfällt. «Die Technologien dafür werden in der Schweiz erst seit kurzem erforscht», sagt Michael Vogel von der Eawag.
Pellets und Biogas aus Fäkalien
Carina Doll von der Eawag ergänzt in einer Mitteilung: «Abwasser enthält viele wertvolle Ressourcen. Im Urin findet man beispielsweise grosse Mengen an Stickstoff und Phosphor, die als Pflanzendünger wiederverwertet werden können.» Aus Grauwasser könne wieder Wasser für Pflanzen, Toiletten oder auch Duschen gewonnen werden. Und die Fäkalien aus dem Schwarzwasser können – wie bei Bill Gates – zu Pellets verarbeitet und verbrannt werden. So wird aus Abwasser Energie.
Neben Pellets kann aus dem Abwasser auch Biogas, Kompost oder Tierfutter gewonnen werden. Das Potenzial für die Energiegewinnung mit Biogas ist dabei vorhanden, aber begrenzt: «Auf Quartierebene lässt sich so aus dem Abwasser Energie gewinnen», sagt Michael Vogel von der Eawag, «die zwar bei weitem nicht den Energiebedarf der Haushalte deckt, aber vielleicht einen Beitrag zum Kochen oder Heizen leisten kann.»
Das Tierfutter aus Fäkalien wird zum Beispiel für die Zucht von Soldatenfliegen verwendet. Deren Larven werden gefüttert, getrocknet und anschliessend zu Mehl, Fett und Dünger verarbeitet. Das Insektenmehl kann gemäss Wissenschaftlern den Bedarf an Fisch- und Sojamehl senken und so der Überfischung der Meere und dem ausufernden Sojaanbau entgegenwirken.
«Machbare Lösungen aufzeigen»
Wird das Schweizer Abwasser bald Teil der Kreislaufwirtschaft? Bevor Abwasser als Ressource genutzt werden kann, müssen laut Eawag noch technische und rechtliche Hürden überwunden werden. So darf Klärschlamm aus Abwasserreinigungsanlagen heute beispielsweise nur in Kehrichtverbrennungsanlagen und Zementwerken verbrannt werden. «Unsere Aufgabe als Forscher ist es», sagt Michael Vogel, «der Industrie aufzuzeigen, dass Lösungen machbar sind und dass dafür auch ein Markt besteht.»
Bill Gates avance sur la scène avec, à la main, un verre rempli de matière brune: «Ce sont des excréments humains», lance-t-il au public chinois. Ce n’est pas la première fois que le multimilliardaire aborde publiquement ce sujet.
Le premier épisode de la série documentaire de Netflix «Dans le cerveau de Bill Gates» est consacré au combat du fondateur de Microsoft contre la mortalité infantile. Son point de départ: 12% de tous les enfants mourraient avant l’âge de 5 ans. Trois millions d’entre eux seraient victimes de diarrhées. Dans le monde, trois milliards de personnes ne sont d’ailleurs pas raccordées à un réseau d’égouts.
De l’électricité et de l’eau provenant d’une station d’épuration
Bill Gates a décidé de s’attaquer à cette cause de mortalité. En collaboration avec des ingénieurs, il a développé une installation qui transforme les eaux usées en électricité, en cendres et en eau réutilisable. Grâce à un procédé industriel, les eaux usées s’évaporent, sans même avoir besoin d’eau ni d’électricité, car l’alimentation se fait par le biais de la vapeur produite par la combustion des matières fécales déshydratées.
L’eau issue de l’évaporation est propre et potable, affirment ses concepteurs dans la série Netflix. À la fin de l’épisode, Bill Gates se sert un verre, le boit et dit: «Ça a le même goût que l’eau.» Depuis, l’installation transforme un tiers des boues d’épuration de la mégapole de Dakar, au Sénégal, en énergie et en eau potable.
La Suisse aussi fait de la recherche sur la réutilisation des eaux usées
Bill Gates n’est pas le seul à croire au potentiel des eaux usées. En Suisse, aussi, des recherches sont menées sur la manière dont les eaux usagées peuvent être réutilisées. «Les eaux usées ne sont pas des déchets, mais une ressource précieuse», écrit l’Eawag, l’Institut de recherche sur l’eau des EPF. Depuis bientôt 30 ans, les scientifiques étudient comment les eaux usées peuvent faire partie d’une économie circulaire, c’est-à-dire une économie dont l’objectif est de réduire au minimum la consommation des ressources et d’utiliser les matériaux le plus longtemps et le plus efficacement possible dans un circuit fermé.
Un groupe de recherche de l’Eawag a, par exemple, étudié en Ouganda et au Sénégal comment produire des combustibles solides à partir de matières fécales. Ces derniers, obtenus par déshydratation, pourraient avant tout être utilisés par l’industrie. Dans ces pays d’Afrique, les besoins sont élevés et le risque de transmission d’agents pathogènes est faible.
«Tournant sanitaire et nutritionnel»
Contrairement à de nombreux pays à faible revenu, 97% des ménages helvétiques sont raccordés à une station d’épuration. Malgré cela, l’Eawag veut appliquer en Suisse les connaissances acquises au Sénégal ou en Ouganda. Pour quelle raison? L’Eawag évoque un tournant en matière d’assainissement et de nutriments.
Aujourd’hui, les eaux usées provenant des toilettes, des douches et des lave-vaisselle des ménages sont acheminées vers une station d’épuration centrale. Elles y sont nettoyées et traitées. L’idée de base de l’Eawag est de diviser, au sein même de la maison, les eaux usées domestiques en trois catégories, à savoir les urines, les eaux noires (qui contiennent des matières fécales) et les eaux grises (légèrement polluées, qui proviennent, par exemple, des douches). «En Suisse, les technologies dédiées ne font l’objet de recherches que depuis peu», explique Michael Vogel, de l’Eawag.
Pellets et biogaz à partir de matières fécales
Dans un communiqué, Carina Doll, de l’Eawag, ajoute: «Les eaux usées contiennent de nombreuses ressources précieuses. Dans l’urine, on trouve notamment de grandes quantités d’azote et de phosphore, qui peuvent être réutilisées comme engrais pour les plantes.» Les eaux grises, elles, peuvent aussi être reprises pour les végétaux, ainsi que pour les toilettes ou même les douches. Enfin, les matières fécales issues des eaux noires peuvent être transformées en pellets et brûlées – comme dans le projet de Bill Gates. Les eaux usées sont ainsi converties en énergie.
Outre les pellets, les eaux usées pourraient également être converties en biogaz, en compost ou en aliments pour animaux. Le potentiel de production d’énergie à partir de biogaz existe, même s’il est limité: «À l’échelle d’un quartier, il est possible de produire de l’énergie à partir des eaux usées, mais cela ne couvrira de loin pas les besoins énergétiques des ménages, explique Michael Vogel, de l’Eawag. En revanche, l’énergie produite peut éventuellement servir en cuisine ou pour se chauffer.»
La nourriture pour animaux à base de matières fécales est, par exemple, utilisée pour l’élevage de mouches soldats. Leurs larves sont nourries, séchées et ensuite transformées en farine, en graisse et en engrais. Selon les scientifiques, la farine d’insectes peut réduire les besoins en farine de poisson et de soja, et ainsi lutter contre la surpêche des océans et la culture galopante de cette légumineuse.
«Montrer qu’il existe des solutions réalisables»
Les eaux usées suisses intègreront-elles bientôt l’économie circulaire? Selon l’Eawag, avant qu’elles puissent être utilisées comme ressource, des obstacles techniques et juridiques doivent encore être surmontés. Ainsi, les boues d’épuration issues des stations d’eaux usées ne peuvent aujourd’hui être brûlées que dans des usines d’incinération d’ordures ménagères et des cimenteries. «En tant que chercheurs, notre tâche est de montrer à l’industrie que des solutions sont réalisables et qu’il existe un marché pour cela», conclut Michael Vogel.
Bill Gates si è presentato sul palco con un bicchiere pieno di melma marrone: «queste sono feci umane», ha spiegato di fronte al pubblico cinese. Non è la prima volta che il miliardario parla di deiezioni in pubblico.
Il primo episodio della docu-serie di Netflix «Dentro la mente di Bill Gates» tratta della lotta del fondatore di Microsoft contro la mortalità infantile. La motivazione principale: il dodici per cento di tutti i bambini muore prima di compiere i cinque anni. Tre milioni muoiono di dissenteria. A livello mondiale, tre miliardi di persone non dispongono di un collegamento al sistema fognario.
Elettricità e acqua dagli impianti di depurazione
Gates si è assunto il compito di fermare questa mortalità. Insieme ai suoi ingegneri ha sviluppato un impianto che permette di trasformare le acque di scarico in elettricità, cenere e acqua. Per riuscirci, l’acqua di scarico viene fatta evaporare tramite un processo industriale. L’impianto funziona senza allacciamento alla rete elettrica o idrica: viene alimentato dal vapore che deriva dalla combustione delle feci disidratate.
L‘acqua ottenuta con l’evaporazione è pulita e potabile, spiegano gli sviluppatori nella serie Netflix. Alla fine dell’episodio, Bill Gates si versa un bicchiere, lo beve e dice: «sa di acqua». L’impianto è installato nella città di Dakar in Senegal, che conta un milione di abitanti, e purifica circa un terzo delle acque di scarico della città trasformandole in energia e acqua potabile.
Anche la Svizzera studia lo sfruttamento delle acque di scarico
Non è solo Bill Gates a credere nelle potenzialità delle acque di scarico: anche in Svizzera viene portata avanti la ricerca sulla rivalorizzazione delle acque di scarico. «Le acque reflue non sono un rifiuto bensì una preziosa risorsa», scrive la Eawag, l’istituto di ricerca dell’acqua del Politecnico federale. Da quasi trent’anni i ricercatori studiano come sfruttare le acque di scarico nel quadro di un’economia circolare. L’obiettivo di questo sistema è ridurre al minimo il consumo di risorse e di sfruttare i materiali nel modo più duraturo ed efficiente possibile in un sistema circolare chiuso.
Un gruppo di ricerca della Eawag ha ad esempio avviato un progetto in Uganda e Senegal per studiare come ottenere combustibile solido a partire dalle feci. Il combustibile ottenuto tramite disidratazione può essere sfruttato innanzitutto dall’industria: in questo settore la domanda è elevata e il pericolo di trasmissione di agenti patogeni è ridotto.
«Una svolta per la sanità e la protezione delle risorse»
Al contrario di quanto accade nei Paesi in via di sviluppo, in Svizzera il 97 per cento delle economie domestiche è collegato alla rete fognaria. La Eawag mira tuttavia a impiegare anche in Svizzera le conoscenze ottenute in Paesi come il Senegal e l’Uganda. Come mai? La Eawag parla di una svolta per la sanità e la protezione delle risorse.
Oggi le acque di scarico provenienti da gabinetti, docce e lavastoviglie vengono convogliate in un impianto centrale di depurazione dove vengono pulite e rimesse in circolo. L’idea di base della Eawag è suddividere le acque di scarico domestiche già in casa in tre categorie: urina, acque nere e acque grigie. Le acque nere sono le acque che contengono feci. Le acque grigie sono acque meno sporche come quelle che provengono ad esempio dalle docce. «Le tecnologie necessarie sono oggetto di studio in Svizzera solo da poco tempo», spiega Michael Vogel della Eawag.
Pellet e biogas dalle feci
Carina Doll della Eawag aggiunge in un comunicato stampa: «le acque di scarico contengono molte risorse preziose. Nell’urina si trovano ad esempio importanti quantità di azoto e fosforo che possono essere riutilizzate come concime per le piante.» Dalle acque grigie può essere ottenuta acqua per le piante, per i gabinetti o per le docce. E le feci contenute nelle acque nere, proprio come per il progetto di Bill Gates, possono essere trasformate in pellet e bruciate. In questo modo le acque di scarico diventano energia.
Oltre al pellet, dalle acque di scarico si possono ottenere biogas, compost o mangime per animali. Il potenziale di sfruttamento energetico tramite biogas è ben conosciuto ma limitato: «a livello di quartiere è possibile ottenere energia dalle acque di scarico anche in questo modo», spiega Michael Vogel della Eawag, «non basta nemmeno lontanamente a coprire il fabbisogno di energia di un’economia domestica ma può dare un contributo per la cucina o il riscaldamento».
Per quanto riguarda il mangime, le feci vengono ad esempio sfruttate per l’allevamento delle mosche soldato. Le larve vengono nutrite, essiccate e macinate per ottenere farina, grasso e concime. La farina di insetti, secondo i ricercatori, può contribuire a diminuire la domanda di farina di pesce e di soia riducendo quindi la sovrapesca e la smisurata coltivazione di soia.
«Mostrare soluzioni applicabili»
Le acque di scarico svizzere diventeranno presto parte dell’economia circolare? Secondo la Eawag, prima di vedere le acque reflue sfruttate come risorsa occorre superare ancora numerosi ostacoli di natura tecnica e giudiziaria. Ad esempio, al giorno d’oggi il fango da depurazione proveniente dagli impianti di depurazione può essere bruciato solo negli impianti di incenerimento o nelle fabbriche di cemento. «Il nostro compito come ricercatori», spiega Michael Vogel, «è mostrare all’industria che le soluzioni sono applicabili e che esiste un mercato.»