Deutschlands Wasserwirtschaft Warum Infrastrukturen schneller erneuert und modernisiert werden sollten

Autor / Redakteur: Hans-Jürgen Bittermann / Dr. Jörg Kempf

Die Versorgung mit Trinkwasser? Das Aufbereiten der Abwässer? Deutschland ist hier bestens aufgestellt. Für den Erhalt unserer leistungsfähigen Infrastrukturen muss natürlich investiert werden. Was raten die Experten? Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat dazu eine Studie mit interessanten Ergebnissen gefördert.

Firmen zum Thema

Was ist zu tun, damit die Wasserversorgung zukunftsfähig bleibt?
Was ist zu tun, damit die Wasserversorgung zukunftsfähig bleibt?

Deutschland ist geprägt von der lokalen und regionalen Struktur seiner wasserwirtschaftlichen Anlagen: Nicht weniger als rund 6000 Wasserversorgungsunternehmen mit ihren jeweiligen Wasserversorgungsanlagen sowie geschätzt 10 000 Kläranlagen machen dies mehr als deutlich. Für einen zukunftssicheren Betrieb dieser Anlagen sind insbesondere die Aspekte Verfahrenstechnik, Automatisierung, Betriebs- und Instandhaltungsstrategie sowie Energieeffizienz von entscheidender Bedeutung. Gerade durch neue Anforderungen aus Umwelt, Gesellschaft und Politik kommt der Neu- bzw. Weiterentwicklung innovativer Verfahren und deren Markteinführung eine entscheidende Rolle zu.

Hoher Veränderungsdruck

Um den Handlungsbedarf zu erkennen und darauf frühzeitig reagieren zu können, hat das BMBF die Fördermaßnahme „Intelligente und multifunktionelle Infrastruktursysteme für eine zukunftsfähige Wasserversorgung und Abwasser­entsorgung“ (INIS) mit insgesamt 33 Millionen Euro finanziert. Die Botschaften daraus lassen sich so zusammenfassen: Es besteht ein hoher Investitionsbedarf verbunden mit einem deutlichen Veränderungsdruck!

Das liegt zum einen am immensen Anlagenvermögen der Infrastrukturen, deren Erhalt und Erneuerung großer Aufwendungen bedarf. Die Fachverbände der Wasserwirtschaft schätzen, dass derzeit jährlich sechs bis sieben Milliarden Euro in Anlagen und Netze investiert werden. Das ist viel Geld, ist aber nicht ausreichend: Mit Blick auf die aktuellen Netz­erneuerungsraten müssten nämlich die Investitionen doppelt so hoch sein. Man sieht das aber nicht, weil diese Infrastrukturen größtenteils unsichtbar im Boden verborgen sind.

Worin besteht nun der erkannte Veränderungsdruck? Stichworte hier sind der Klimawandel, thematisch verbunden mit der Energiewende; hinzu kommen die demografischen Veränderungen und das wachsende Problem der unerwünschten Spurenstoffe wie Arzneimittel, Industriechemikalien oder Pflanzenschutzmittel.

Zentrale Botschaften der Experten

Man kann die bestehenden In­frastrukturen natürlich nicht einfach ersetzen – aber eine Optimierung des Bestands ist erforderlich. Dazu müssen die Planer aber auf neue Wege setzen. Herkömmliche Planungsprozesse mit langen Zeit­horizonten haben statische Lösungen und vielfach überdimensionierte Anlagen hervorgebracht. Diese Lösungen sind verantwortlich für die gegenwärtig hohen Fixkosten für Unterhalt und Betrieb unserer Infrastrukturen, und genau hier verbergen sich große Optimierungspotenziale. Die Herausforderung liegt darin, die Leistungsfähigkeit des Systems unter verschiedenen Belastungssituationen zu sichern.

Vor dem Hintergrund vieler Prognoseunsicherheiten werden robuste Systeme benötigt, die auch bei unerwarteten Extremereignissen nicht vollständig versagen und zugleich kosteneffizient sowie sowohl rückbaufähig als auch erweiterungsfähig konstruiert sind – Forderungen, die natürlich schneller hingeschrieben als praktisch umgesetzt sind. Teil der Lösung sind dezentrale Komponenten, sie erhöhen die Anpassungsfähigkeit der Systeme.

Beispielsweise zieht die Stadt Lünen in Erwägung, als Ergebnis einer Bedarfs- und Kapazitätsanalyse „unwirtschaftliche“ Kanalabschnitte aus dem Netz zu nehmen und neue, kleine Kläranlagen für kleine Einzugsgebiete zu bauen und große Kläranlagen zu schließen. Andere Lösungen befassen sich mit einer Optimierung von Speicherbecken, Kanalstauräumen und Kläranlagenzuläufen durch bessere Datenauswertung.

Hohes Optimierungspotenzial dank moderner Mess-, Steuer- und Datentechnik

Wichtig sind auch flexible Planungsprozesse und Betriebsweisen, um kurz- und mittelfristig bzw. stufenweise auf unerwartete Entwicklungen reagieren zu können.

Ein Schlüssel dazu liegt sicher im intelligenten Betrieb. Während in der Industrie und beim Facility Management von Gebäuden IT-basierte Steuerungen bereits vielfach Standard sind, arbeiten die städtischen Wasserinfrastrukturen größtenteils immer noch mit dem Stand der Technik des 19. und 20. Jahrhunderts. Das bietet hohes Optimierungspotenzial: Durch den Einsatz moderner Mess-, Steuer- und Datentechnik lassen sich Abweichungen vom Soll-Zustand schneller erkennen und bietet sich beispielsweise die Chance, erhebliche Reserven in den bestehenden Entwässerungssystemen zu aktivieren.

Dabei sollte Abwasser nicht als Abfall, sondern vielmehr als Ressource angesehen werden. Entsprechende Technologien und Konzepte zur energetischen und stofflichen Wiederverwendung bzw. Nutzung von Abwasser wurden erarbeitet und erprobt; sie sollten flächendeckend umgesetzt werden.

Energieeffizienz weitergedacht

Nicht zuletzt müsse das Thema Energieeffizienz mit Blick auf die Wasserinfrastrukturen begrifflich weiterentwickelt werden. Die Erweiterung der Infrastrukturen um Funktionen der Energieerzeugung als Beitrag zur Energiewende schlage sich bislang nicht in der Bewertung der Energieeffizienz solcher Anlagen nieder. Eine alleinige Quantifizierung über den Bedarf an Jahreskilowattstunden (kWh/a) pro Leistungseinheit (Kubikmeter Trinkwasser bzw. gereinigtes Abwasser) erfasse den Beitrag der Wasserinfrastrukturen zur Energiewende nicht sachgerecht, so ein weiteres Ergebnis der Studie.

(ID:44473661)