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Praxismagazin für Trink- und Abwassermanagement Klimaschutz aus dem Klärwerk: Das Potenzial der Abwasserwirtschaft im Energiesystem Mit 21 Seiten Special: Wasser & Energie 6 Juni 2022 Membrantechnologie: Ammoniumabtrennung aus kommunalem Abwasser wasserwirtschaft wassertechnik

Our vision: Improving life with clean air and water Alpine Landschaften Offshore Polarstationen Kreuzfahrtschiffe Forschungs- & Spezialschiffe Marineschiffe Yachten Yachten & Superyachten Hochwasserschutz Schwammstadt Konzept Baugewerbe und verarb. Industrie Gastronomie Kanalsteuerungssysteme DachterassenWasseraufbereitung Küstenwachtschiffe Service & techn. Support 24 7 Flusskreuzfahrtschiffe Katastrophenschutz Trinkwasseraufbereitung Automobilindustrie Abwasserbehandlung Überflutungsschutz Lebensmittelindustrie Sturmwasser Management ABIONIK Group GmbH Friedrichstr. 95 10117 Berlin Tel.: +49 30 2005 970 0 WWW.ABIONIK.COM donnerandfriends.de KOMMUNALE CLEANTECH LÖSUNGEN INDUSTRIELLE CLEANTECH LÖSUNGEN MARITIME CLEANTECH LÖSUNGEN WASSER- UND ABWASSERAUFBEREITUNG INDIVIDUAL- & SPEZIALLÖSUNGEN

1 6/2022 Unter diesem Motto wirkte die Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V. (DWA) im Jahr 2012 an der Woche der Umwelt des Bundespräsidenten mit. Angeregt war dieser Leitsatz durch den im Jahr 2010 erschienenen Themenband „Energiepotenziale der deutschen Wasserwirtschaft“ der DWA. Die Möglichkeiten zur Verbesserung der Energieeffizienz auf Kläranlagen wurden noch früher, zum Beispiel im September 1999 im Handbuch „Energie in Kläranlagen“ des Landes Nordrhein-Westfalen aufgezeigt. In der Forschung wurde, ausgelöst durch die zweite Ölkrise, das Thema Abwasser und Energie bereits Anfang der 1980er-Jahre behandelt, so zum Beispiel im Heft 4 der Oswald Schulze Stiftung „Aspekte der Klärgasverwertung auf Kläranlagen im Zusammenwirken von Abwasserreinigung und Energieautarkie“. In den Jahren 2014 bis 2017 wurde die Forschung im Rahmen der BMBF-Fördermaßnahme ERWAS „Wasser und Energie“ intensiviert. Hier erarbeiteten rund 80 Projektpartner innovative Konzepte für die Wasser- und Energiewirtschaft. Im Abschlussbericht des F&E-Projektes „Keine Energie ohne Wasser“, gefördert von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU), erschienen bei der DWA/GFA im Jahr 2019, wurden die Abhängigkeiten der Energieversorgung vom Wasser aufgezeigt, aber auch die Chancen und Potenziale des Wasser-Energie-Nexus. Wasserstoff auf Kläranlagen war bereits in den 1990er-Jahren Thema von F&E-Projekten. Nach der Jahrtausendwende wurde auf der Kläranlage Barth aus einem Elektrolyseur Sauerstoff für die Belüftung der biologischen Stufe und Wasserstoff für den Betrieb eines Busses gewonnen. Auf den Kläranlagen Köln- Rodenkirchen und Ahlen waren Brennstoffzellen-BHKW in Betrieb. Im Projekt EuWaK wurden ab 2007 auf der Kläranlage Bottrop Wasserstoff und Biomethan aus Klärgas gewonnen. Ebenfalls Gegenstand der Forschung in einem halbtechnischen Pilotprojekt WaStraK war die Erzeugung von Methanol aus Wasserstoff und CO2 auf der Kläranlage Emschermündung im Jahr 2018. Warum dieser ausführliche Blick in die Vergangenheit? Beispielhaft sei hier nur das in der Studie der DWA aus dem Jahr 2010 ausgewiesene Potenzial zur Senkung des Stromverbrauchs von kommunalen Kläranlagen von 4,2 auf 3,2 TWh/a genannt. Von diesem und anderen Zielen sind wir noch immer weit entfernt. Die Gründe sind vielfältig, liegen aber unter anderem in einer rückläufigen Fördermittelvergabe für entsprechende Projekte. Leider – wie so oft – kommt erst durch Bedrohungen wie den Krieg gegen die Ukraine und den Klimawandel eine neue Dynamik in das Thema Wasser-Energie-Nexus. Es heißt jetzt vorhandenes Wissen aufzugreifen und weiterzuentwickeln. In diesem Sinne sind auch die Beiträge der vorliegenden Ausgabe zu bewerten. Ich hoffe, dass wir mit großer Innovationskraft Neues schaffen werden, mit dem Ziel, unseren nachfolgenden Generationen eine lebenswerte Welt zu übergeben. Keine Energie ohne Wasser – kein Wasser ohne Energie In der Summe wurde in Sachen Energie in der Wasserwirtschaft deutlich weniger umgesetzt, als möglich war und nötig gewesen wäre, trotz der bereits Jahrzehnte andauernden Auseinandersetzung mit der Thematik und den vorliegenden Erfahrungen. Kommentar Prof. Dr.-Ing. Markus Schröder, Geschäftsführer der Tuttahs & Meyer Ingenieur- gesellschaft mbH und Vizepräsident der DWA Quelle: Tuttahs & Meyer

2 www.umweltwirtschaft.com Inhalt Kommentar 1 Keine Energie ohne Wasser – kein Wasser ohne Energie Prof. Dr.-Ing. Markus Schröder Wasserszene 4 Runde Tische zur Spurenstoff- strategie – Präsentation der Ergebnisse Umweltbundesamt 5 Maßgebliche Stressoren für Fließgewässer Helmholz-Zentrum für Umwelt- forschung 6 Positive Bilanz 2021 LMBV Alles für die Umwelt: Der IFAT-Rückblick Quelle: Andritschke Special: Wasser & Energie Projekte und Technologien 12 Die Abwasserwirtschaft im Energiesystem Dr.-Ing. Jutta Niederste-Hollenberg; Lin Zheng 16 Klimaschutz aus dem Klärwerk Dr.-Ing. Christian Remy; Sylvia Greulich; Richard Günsch 21 Gut für das Klima: Heizen und Kühlen mit Abwasserwärme Hakan Kurc; Michel Gunkel; Heinrich Gürtler 29 Ohne Komfortverzicht Energie und Wasser sparen Klaus W. König Energieanalysen 24 Transparente Energiebilanz durch Online-Energieanalyse Norbert Meyer Titelbild: Im Juni 2022 wurde das BMBF-Verbundvorhaben eloise unter Projektträgerschaft der Wupperverbandsgesellschaft für integrale Wasserwirtschaft mbH abgeschlossen. Mit dem Projekt wurde eine neuartige Verfahrenskombination erprobt, bei der es um die Erzeugung von Wasserstoff mittels Elektrolyse und die ozonbasierte Entfernung von Spurenstoffen wie Arzneimitteln und Industriechemikalien aus Abwasser ging. Die Realisierung der Verfahrenskette erfolgte in einer Pilotanlage auf der Zentralkläranlage Kaiserslautern. Quelle: Stadtentwässerung Kaiserslautern AöR 6 Hauptpumpwerk Charlottenburg fertiggestellt Berliner Wasserbetriebe 7 Natürliche Klimaanlage gegen Klimawandelfolgen Emschergenossenschaft/ Lippeverband 8 Eine sichere Ressource für alle! Im Gespräch mit Dr. Wolf Merkel 11 Forschungsprojekt TrinkXtrem gestartet DVGW-Technologiezentrum Wasser 52 Ukraine: Wasserverband Siegen- Wittgenstein unterstützt Dirk Müller Energiegeladene Kläranlagen: Jetzt kommt es darauf an, das Potenzial zu nutzen. Quelle: Berliner Wasserbetriebe ab S. 12 S. 33

3 6/2022 Wasser & Abwasser innovativ IFAT 2022 33 Starker Neustart der IFAT-Munich Uwe Manzke; Nico Andritschke 36 Projekt eloise: Energie und Abwasser Bundesministerium für Bildung und Forschung 36 Neuartige Phosphor-Rück- gewinnungstechnologie Veolia Wasser Deutschland Membrantechnologie Projekte und Technologien 37 Ammoniumabtrennung mit Membrandestillation Rebecca Schwantes; Daniel Pfeifle 42 Einsatz von Membrantechnologie bei der Trinkwasseraufbereitung Monika Trinh Interview 40 Trends und neueste Entwicklungen in der Entsalzung Im Gespräch mit Guillem Gilabert-Oriol Trinkwasser Veranstaltungen 46 Wir müssen handeln: Trinkwasser- versorgung nachhaltig voranbringen Uwe Manzke Abwasser Veranstaltungen 48 Wir haben geholfen: Kanal- Nothelfer vom IKT ausgezeichnet Stefan Laurin Wasser & Abwasser 4.0 Veranstaltungen 50 Rückblick: Erste Z.WAN – Zukunft.Wasser-Agil-Netzwerken Dr. Ulrike Düwel Umwelt Gewässerschutz 54 Ströme der Erde: Teil 9: Die Loire Dr. Wolfgang Berger 60 20 Jahre BDZ – Netzwerk Zukunft Dr. Gabriele Stich Markt & Trends Produkte und Projekte 62 Abwasserbehandlung und Energiegewinnung Veolia Water Technologies 62 Schweizer Solarfaltdach Horizon dhp technology AG 63 Stärkung der Wasserinfrastruktur Gelsenwasser AG 63 Drahtloses Messsystem für Gaskonzentrationen Dräger Safety AG & Co. KGaA 64 Großprojekt für bessere Versorgungssicherheit Oldenburgisch-Ostfriesischer Wasser- verband 64 Bewertung langfristiger Hoch- wasserrisiken Fugro Germany Land GmbH Rubriken 51 Adressen für Fachleute 59 Impressum

4 www.umweltwirtschaft.com „Wischen statt Waschen“ Der Runde Tisch zu Diclofenac verabschiedete eine einvernehmliche Abschlusserklärung. Darin wurde eine Reihe kurz- bis mittelfristig umsetzbarer Kommunikationsmaßnahmen zusammengestellt, die die Hersteller auf den Weg bringen wollen. Da die primäre Eintragsquelle von Diclofenac in die Gewässer dessen Anwendung in Form von Cremes und Salben ist, haben die Hersteller umfassende Informationsmaterialien zur Aufklärung von Ärzten, Apothekern und über Sportverbände erarbeitet, verbunden mit dem eingängigen Slogan „Wischen statt Waschen“. Dies umfasst die Empfehlung an Patienten, nach dem Auftragen von Diclofenac-haltigen Schmerzsalben die Hände mit einem Papiertuch abzuwischen und dieses über den Restmüll zu entsorgen. Die Effekte dieser Arbeit sollen nun in bis zu drei Regionen Deutschlands evaluiert werden. Pilotstudien und Umsetzungsprojekte Auch bei den Runden Tischen zu Röntgenkontrastmitteln und Benzotriazol konnten erste gemeinsame Maßnahmen erreicht werden. Für den Rückhalt von Röntgenkontrastmitteln, etwa durch die Einführung von Urinbeuteln und Trenntoiletten, werden nun drei bis vier große Umsetzungsprojekte, verteilt auf das gesamte Bundesgebiet, entwickelt. Neue Pilotstudien werden eine spätere Bilanzierung des Erfolgs ermöglichen.  Umweltbundesamt www.uba.de nahmen entlang des Lebenszyklus von Spurenstoffen übergreifend zu betrachten. Es muss bereits bei der Herstellung und der Anwendung von Produkten auf Minimierung, Ersatz oder Vermeidung des Einsatzes von Stoffen mit problematischen Umwelteigenschaften geachtet werden.“ Das Problem liegt in der großen Anzahl dieser Stoffe im täglichen Gebrauch und darin, dass sie bereits in geringen Konzentrationen Schädigungen bei Wasserlebewesen hervorrufen können. Wesentliches Element der 2016 von BMUV und UBA initiierten Spurenstoffstrategie ist der intensive Dialog mit Stakeholdern aus Industrie, Wasserwirtschaft, Umweltorganisationen und den Bundesländern. Auf Grundlage von freiwilligen Vereinbarungen und Regeln sollen die Einträge von Spurenstoffen in Gewässer verringert werden. Einträge vermeiden oder verringern Bereits seit Ende 2019 wurden insgesamt drei stoffspezifische Runde Tische einberufen, die sich an den wichtigsten Spurenstoffen in deutschen Gewässern orientieren: Benzotriazol (Anti-Korrosionsmittel für Metalle), Diclofenac (Schmerzmedikament) sowie Röntgenkontrastmittel. Schad- stoffeinträge in Gewässer lassen sich am effizientesten mindern, wenn die entsprechenden Substanzen nicht bzw. weniger eingesetzt werden. Daher werden im Rahmen der Runden Tische auf Herstellerseite Maßnahmen entwickelt, die die Einträge spezifischer Chemikalien in die Gewässer deutlich verringern. Wasserszene Umweltbundesamt: Runde Tische zur Spurenstoffstrategie – Präsentation der Ergebnisse Bettina Hoffmann, Parlamentarische Staatssekretärin beim BMUV, und das Spurenstoffzentrum des Bundes (SZB) nahmen im März erste Ergebnisse von drei „Runden Tischen“ zur Spurenstoffstrategie entgegen. Die Rückstände von Arzneimitteln, Pflanzenschutzmitteln, Bioziden und anderen Chemikalien können schon in geringen Konzen- trationen negative Auswirkungen auf Gewässer und die Qualität des Trinkwassers haben. Als Teil der Spurenstoffstrategie des Bundes entwickeln derzeit Interessenverbände an „Runden Tischen“ freiwillige Maßnahmen zur Entlastung der Umwelt. Auf der virtuellen Bilanzveranstaltung hat Bettina Hoffmann außerdem die strategischen Eckpunkte und Perspektiven für die aktuelle Legislaturperiode vorgestellt. „Grundwasser sauber und verfügbar zu halten, ist aktiver Umwelt- und Gesundheitsschutz“, betonte Bettina Hoffmann zum Auftakt der Veranstaltung. Denn 70 % unseres Trinkwassers besteht aus Grundwasser. Über das Abwasser gelangen zunehmend Stoffe in unsere Gewässer, die dort nicht hingehören. Chemikalien aus der Industrie sowie Arzneimittel, die sich teilweise nicht natürlich abbauen, belasten zusehends die Ökosysteme in Flüssen, Seen und zusehends auch das Grundwasser. Dass diese Umweltbelastung ein Ende findet, liegt in der Verantwortung der ganzen Gesellschaft. Das SZB im Umweltbundesamt (UBA), das seit 2021 aufgebaut wird, soll schon bald zentrale Informationsquelle und Treiberin der Maßnahmen für den Schutz unserer Gewässer werden. UBA-Präsident Dirk Messner umriss die Aufgaben: „Hauptziel des Spurenstoffzentrums ist es, in Zusammenarbeit mit allen Akteuren und Betroffenen Oberflächengewässer und das Rohwasser für die Trinkwassergewinnung in Deutschland umfassend und vorsorgend zu schützen. Hierzu sind alle MaßPräzisere Analyseverfahren weisen zunehmend Mikroverunreinigungen in Gewässern nach. Quelle: Vasily Merkushev / Fotolia.com

5 6/2022 Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung: Maßgebliche Stressoren für Fließgewässer Landwirtschaft, Habitatverlust oder Abwässer – menschgemachte Stressoren wirken sich negativ auf die biologische Vielfalt in Bächen und Flüssen aus. In welchem Maße dabei auch ihr Vermögen zur Selbstreinigung und andere wichtige Ökosystemleistungen in Mitleidenschaft gezogen werden, weiß man noch sehr wenig. Mit einer kürzlich im Fachjournal Global Change Biology veröffentlichten Metastudie hat ein internationales Forschungsteam unter Leitung des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) den weltweiten Stand der Forschung dazu erfasst – und gibt damit neue Impulse für ein verbessertes Gewässermanagement. Fließgewässer sind die Lebensadern unserer Erde, Hotspots der Biodiversität und für den Menschen unverzichtbare Lebensgrundlage: Sie stellen Trink- wasser bereit, dienen dem Hochwasserschutz und werden zur Bewässerung landwirtschaftlicher Flächen genutzt. Doch der Mensch nimmt Einfluss auf Gewässersysteme und deren ökologische Funktionen – unter anderem durch Veränderung der natürlichen Gewässerstruktur, Landwirtschaft oder Einleitung von Abwässern. „Das alles geht natürlich nicht spurlos an den Fließgewässern vorüber“, sagt Dr. Mario Brauns, Wissenschaftler am UFZ-Department Fließgewässerökologie. „Die allermeisten Studien dazu befassen sich mit den Auswirkungen auf die Biodiversität – was aus unserer Sicht aber nur einen Teil des Problems erfasst. Denn ein Verlust der biologischen Vielfalt kann zwar anzeigen, dass in einem Gewässer etwas nicht stimmt, doch ob und inwieweit seine ökologischen Funktionen in Mitleidenschaft gezogen sind, bleibt unbeantwortet.“ Eine der wichtigsten Ökosystemleistungen von Fließgewässern ist ihre natürliche Reinigungsleistung. Sie kann über verschiedene ökologische Funktionen wie etwa die Nährstoffaufnahme oder die Zersetzung von Laub bewertet werden. Doch wie genau wirken sich menschliche Stressoren auf diese ökologischen Funktionen aus, die für die natürliche Selbstreinigungskraft eines Fließgewässers essenziell sind? „Für unsere Metastudie haben wir gemeinsam mit internationalen Kollegen den aktuellen Stand der Forschung zu dieser Frage zusammengetragen“, sagt Brauns. Das Forschungsteam wertete die Fachliteratur nach Studien Projekte aus, in denen die Auswirkungen menschlicher Stressoren auf die ökologischen Funktionen von Fließgewässern untersucht wurden. „Wir haben sämtliche weltweit verfügbaren Forschungsarbeiten recherchiert und fanden insgesamt 125 Studien – was im globalen Maßstab wirklich eine sehr geringe Ausbeute ist“, sagt Brauns. „Das hat noch einmal verdeutlicht, wie wenig hierzu bislang geforscht wurde. Und: Die gefundenen Studien wurden vor allem in Europa, Nordamerika oder Kanada durchgeführt. Über die Regionen Asien oder Afrika ist bislang fast nichts bekannt. Hier besteht aus unserer Sicht höchster Forschungs- und Handlungsbedarf.“ Die Auswertung der Studiendaten ergab, dass die Effizienz, mit der Fließgewässer Nitrat zurückhalten können, in Bächen, die durch landwirtschaftlich genutzte Gebiete fließen, fast fünfmal geringer ist als in Bächen mit natürlicher Umgebung. „Das ist wirklich enorm“, sagt Brauns und erklärt: „Landwirtschaftlich geprägte Fließgewässer sind durch hohe Nährstoffkonzentrationen und eine geschädigte Gewässerstruktur so stark belastet, dass sie ihre natürliche ökologische Rückhaltefunktion nicht mehr ausreichend erfüllen können und dadurch einen Großteil ihrer Reinigungsleistung einbüßen.“ Ein weiteres wichtiges Ergebnis der Studie ist die vergleichende Bewertung der Stressoren: Welcher Stressor hat über alle ökologischen Funktionen hinweg die stärksten Auswirkungen? Die Einleitung von Abwässern liegt deutlich auf Platz eins. Auf dem unrühmlichen zweiten Platz folgt die Landwirtschaft und auf Platz drei die Urbanisierung. „Das sind alles Bereiche, in denen wir dringend tätig werden müssen“, weist Brauns eindrücklich hin.  Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung www.ufz.de Originalpublikation Brauns, M.; Allen, D. C.; Boëchat, I. G.; Cross, W. F.; Ferreira,V.; Graeber, D.; Patrick, Ch. J.; Peipoch, M.; Schiller, D. V.; Gücker, B.: A global synthesis of human impacts on the multifunctionality of streams and rivers. Online unter Whiley Online Library, Global Change Biology, doi: 10.1111/gcb.16210, https://doi.org/10.1111/gcb. 16210 SediPipe® 800 Neue Dimensionen in der Niederschlagswasserbehandlung Wir erweitern unsere bewährte SediPipe-Familie: mit der SediPipe 800 reagieren wir auf die gestiegenen Leistungsanforderungen an Anlagen zur Niederschlagswasserbehandlung gemäß DWA-A 102-2 /BWK-A 3-2. n Mehr anschließbare Fläche n Baulängen von 12 bis 48 Metern n Mehr Reinigungsperformance DN 800 DWA-A 102 konform

6 www.umweltwirtschaft.com Landschaften wird in allen Revieren, ob in Nachterstedt, am Senftenberger See und Knappensee oder in Borna sehr ernst genommen. Böschungsabbrüche und Rutschungen waren in der Vergangenheit immer wieder ein Thema. Umfangreiche und langwierige Sanierungen sind und waren die Folge, die auch in den nächsten Jahren fortgeführt werden müssen. Beim Wassermanagement der Spree konnte, unter Einbeziehung der vorhandenen Wasserspeicher, Talsperren und Tagebauseen, ein gezielter Mindestabfluss gewährleistet werden. Die Sulfatimmissionswerte wurden reduziert und unterhalb des Jahresmittelwertes gehalten. R. Lang  LMBV mbH www.lmbv.de Kalihalde Bischofferode im Mittelpunkt. Hierbei wurden Leistungen in einem Gesamtumfang von etwa 246 Mio. € erbracht. In der Lausitz wurde die geotechnische Sicherheit von Teilkippen der Tagebaufelder Seese und von Spreetal mittels schonender Sprengverdichtung erhöht. Die Tagebaurestlöcher in der Lausitz wurden mit 136 Mio. m3 Wasser und im Mitteldeutschen Revier mit 35 Mio. m3 geflutet. Leider reichten diese Mengen nicht aus, um die Defizite der drei vorangegangenen niederschlags- armen Jahre zu kompensieren. Das LMBV-Wasserbehandlungsschiff „Klara“ bewährte sich bei der schrittweisen Anhebung des pH-Wertes in den gefluteten Seen. Die geotechnische Sicherung ehemals bergbaulich genutzter LMBV: Positive Bilanz 2021 Klimakrise und Corona-Pandemie – zwei Themen, die auch im Sanierungsbericht der Lausitzer und Mitteldeutschen Berg- bau-Verwaltungsgesellschaft (LMBV) nicht ausgespart blieben. Am 1. Juni 2022 zog der Sprecher der LMBV-Geschäftsleitung Bernd Sablotny auf einer Pressekonferenz in Großräschen eine positive Leistungsbilanz des Bundesunternehmens. Trotz der erwähnten Erschwernisse wurden in der Bergbausanierung gute Ergebnisse erreicht. Auch im Jahr 2021 lagen die Arbeitsschwerpunkte in der Herstellung der geotechnischen Sicherheit der Tagebaukippen, den wasser- wirtschaftlichen Maßnahmen in den Tagebaufolgeseen sowie den Begleitkonzepten bergbaulich beeinflusster Fließgewässer. Konkret standen in der Lausitz die Sanierungsarbeiten im Einflussbereich des Sedlitzer Sees im Mittelpunkt. Während sich im Mitteldeutschen Revier die Arbeiten auf geotechnische Sicherung des Tagebaus Nachterstedt, den Speicher Borna und die Hochkippe Borna konzentrierten, stand im Südharzrevier die Reduzierung der Salzlasten rund um die der Abwasserzulauf im freien Gefälle. Für den Neuanschluss des Pumpwerks mussten im Vorfeld eine ganze Reihe von Gas- und Trinkwasserleitungen um- bzw. neu verlegt werden. Auch der Abwasserkanal mit 2,40 m Durchmesser wurde erneuert. Durch die Verlängerung um 45 m kann er nun auch als Stauraumkanal genutzt werden. Die Baukosten beliefen sich auf ca. 60 Mio. € R. Lang www.bwb.de ser hauptsächlich zum Klärwerk Ruhleben. Technisch mussten in der Bauphase einige Hürden gemeistert werden. Der Saugraum des Werks, in dem Schmutz- und Regenwasser aus der Kanalisation zusammenfließen, liegt 14 m unter dem Straßenniveau und damit tief im Grundwasserbereich. Hier wurde ein Technologiewechsel vollzogen, denn vormals arbeitete das Pumpwerk im Ansaugbetrieb. Jetzt erfolgt Berliner Wasserbetriebe: Hauptpumpwerk Charlotten- burg fertiggestellt Ein neues Hauptpumpwerk der Berliner Wasserbetriebe (BWB) hat Ende Mai in der Sophie-Charlotten-Straße (Berlin-Charlottenburg) den Betrieb aufgenommen. Die Anlage beendet die 146 Jahre währende Ära der personell besetzten Berliner Pumpwerke. Das Charlottenburger Werk ist das zweitgrößte aller 163 Berliner Abwasserpumpwerke. In seinem Einzugsgebiet werden die Abwässer von etwa 130.000 Berlinern erfasst. Gegenüber dem alten, beinahe 132 Jahre alten Pumpwerk gelegen, übernimmt nun ein vollautomatischer Neubau dessen Funktionen. Zusätzlich wurde ein 7.000 m3 fassender Abwasser-Zwischenspeicher errichtet. Dieser verhindert bei Stark- regenereignissen unerwünschte Stoffeinträge in die Spree. Die neue Pumpanlage liegt auf einem Teil des stillgelegten Geländes des ehemaligen Güterbahnhofs Charlottenburg. Nach dreieinhalbjähriger Bauzeit und einer Test- und Übergangsphase, in der beide Pumpwerke parallel liefen, ging das Pumpwerk nun ans Netz und komplettiert das Abwasser-Steuerungssystem LISA. Mit einer Leistung von 900 l/s leiten seine sechs Pumpen die AbwäsDr. Ulrich Teichmann (Vorsitzender des Aufsichtsrats der LMBV), Bernd Sablotny (Technischer Geschäftsführer der LMBV und Sprecher der Geschäftsführung) sowie Dr. Uwe Steinhuber (Pressesprecher) bei der Bilanz-Pressekonferenz (v. l. n. r.) Quelle: EGLV Der Pumpenraum im neu gebauten Pumpwerk Charlottenburg. Quelle: R. Lang

7 6/2022 Emschergenossenschaft/Lippeverband: Natürliche Klimaanlage gegen Klimawandelfolgen Wo vorher eine graue Betonwand war, schmückt seit Kurzem ein grüner Pflanzenteppich die Südfassade des Parkhauses am Hauptbahnhof in Bottrop. Das Grün ist aber nicht nur ein ästhetischer Blickfang, es hat auch einen ganz konkreten Nutzen für das Mikroklima vor Ort: Die vertikale Vegetation sorgt über die Verdunstung ihrer Blätter für eine Kühlung der Umgebung und bindet Feinstaub. Städte brauchen mehr Grün, um den Folgen des Klimawandels zu begegnen. Wetterextreme mit Starkregenereignissen, Dürrephasen und Hitzesommern nehmen auch in unseren Breitengraden zu. Schon heute sind die Jahresdurchschnittstemperaturen in Nordrhein-Westfalen seit Beginn der Wetteraufzeichnungen um 1,6 Grad gestiegen. Wo viel Asphalt und Beton ist, wird es richtig heiß, weil die versiegelten Flächen die Hitze des Tages speichern. Im Hochsommer heizen sich Innenstädte schon jetzt um bis zu 10 Grad mehr auf als weniger dicht bebaute Quartiere. Das Parkhaus am Hauptbahnhof in Bottrop steht laut aktueller Klimaanalyse in einem solcherart belasteten Raum mit ungünstigen bioklimatischen Verhältnissen (hoher Versiegelungsgrad, ge- ringer Grünflächenanteil, Lärm- und Staub). Eine Fassadenbegrünung wie die an der Stirnseite zum Bahnhofseingang hin mildert diese Belastungen. Klimaangepasste Stadtquartiere mit Dickmännchen und Co. „Zu den zentralen Herausforderungen unserer Zeit gehört die Entwicklung städtischer Quartiere mit Blick auf die Anforderungen des Klimaschutzes und der Klimaanpassung“, sagte der Bottroper Oberbürgermeister Bernd Tischler bei der Vorstellung der „Lebenden Wand“. Die Städte im Ruhrgebiet müssen klimarobust umgebaut werden – mit dem städtebaulichen Konzept der Schwammstadt. „Durch verschiedene Maßnahmen wie zum Beispiel Dach- und Fassadenbegrünungen oder Flächenentsiegelungen müssen wir dafür sorgen, dass Regenwasser lokal aufgenommen und gespeichert wird, um vor Ort positiv fürs Mikroklima zu wirken“, erläutert Uli Paetzel, Vorstandsvorsitzender Emschergenossenschaft und Lippeverband. „Je mehr Speicherkapazitäten und Ablaufflächen es für Niederschlag gibt, desto geringer ist auch das Gefährdungspotenzial von Starkregen. Je mehr Grün und damit Verdunstungsflächen es gibt, desto besser funktionieren Kühlung und Frischluftzufuhr“, so Uli Paetzel weiter. Finanziert wurde die Fassadenbegrünung aus dem Fördertopf des Ruhrkonferenz-Projektes „Klima- resiliente Region mit internationaler Strahlkraft“ des Landes Nordrhein-Westfalen und von der Emschergenossenschaft. Von den 150.000 € Gesamtkosten hat das Land rund 80 Prozent übernommen. Der Wasserverband und die Städte (darunter auch Bottrop) setzen unter dem Dach der Zukunftsinitiative Klima.Werk, einem städteübergreifendenNetzwerk von Städten und der Emschergenossenschaft, das Projekt zur Anpassung an die Folgen des Klimawandels des NRW-Umweltministeriums um. Vertikale Bepflanzung stärkt Artenvielfalt Auf einer Fläche von 80 m2 ist die wandgebundene Fassadenbegrünung am Parkhaus angebracht. Im Gegensatz zu einer bodengebundenen Fassadenbegrünung, bei der Kletterpflanzen am Fuß der Wand eingesetzt werden und die Pflanzen Zeit zum Hochwachsen brauchen, werden beim „Living Wall“-System vorgezogene Stauden in Paneelen an der Unterkonstruktion befestigt. Das Fassaden-Modul ist hinterlüftet und mit einer sensorgesteuerten Technik zur Bewässerung der Pflanzen ausgestattet. In der Fassade befinden sich Pflanzen wie die Herzblättrige Bergenie, Efeu oder Dickmännchen, eine Pflanzenart aus der Familie der Buchsbaumgewächse. Nun kann die Begrünung direkt ihre positive Wirkung entfalten – auch für die Biodiversität an dieser Stelle.  EGLV www.klima-werk.de Projekte Begrünte Fassaden sind ein wichtiger Baustein der Klimaanpassungsstrategie, davon sind die Verantwortlichen der Stadt Bottrop sowie von Klima.Werk und EGLV überzeugt. Quelle: EGLV BESTEHENDE LEITUNG BESTEHENDE LEITUNG Flexible Hochdruckleitung Bögen von bis zu 45° STARTGRUBE ZIELGRUBE Grabenlose Sanierung von Druckrohrleitungen • Große Einzugslängen von bis zu 2.500 m • Verlängerung der Nutzungsdauer um mindestens 50 Jahre • Produktion, Engineering und Montage aus einer Hand • Geringer Eingriff in die Landschaft Jetzt unverbindlich Sanierungskonzept anfordern! www.primusline.com Rädlinger primus line GmbH D-93413 Cham info@primusline.com

8 www.umweltwirtschaft.com Im Gespräch mit Dr. Wolf Merkel Eine sichere Ressource für alle! Die Wasserwirtschaft in Deutschland unterliegt einem komplexen Anpassungsprozess. Klimaschutz und -wandel, Erhalt der Infrastruktur oder die Sicherung der Wasserqualität sind große Herausforderungen. Sie zu lösen, bedarf gemeinsamer Anstrengungen. Zahlreiche Extremwetterereignisse in Deutschland zeigten in den letzten Jahren die Verletzbarkeit der Infrastruktur. Die Beseitigung der Folgen verursacht immense Kosten, vom Leid der Betroffenen einmal abgesehen. Seit Jahren wird unter dem Eindruck dieser Ereignisse, auch angestoßen durch die Wasserwirtschaft, auf verschiedenen Ebenen immer wieder auf die wasserseitigen Folgen des Klimawandels aufmerksam gemacht und intensiv an Anpassungskonzepten gearbeitet. Wo steht die Wasserwirtschaft aktuell und was ist in den kommenden Jahren zu tun, damit Wasser auch künftig als Trinkwasser, für den industriellen Gebrauch sowie die Landwirtschaft in ausreichender Quantität und Qualität zur Verfügung steht? wwt befragte Dr. Wolf Merkel während der Umwelttechnologiemesse IFAT Munich. wwt: Wie bewerten Sie die Herausforderungen, vor denen die Wasserwirtschaft und die Kommunen aktuell stehen, und was sind Ihre Kernforderungen? Merkel: Die Folgen des Klimawandels werden offensichtlich und der Anpassungsdruck steigt. Die Wasserversorgung befindet sich bereits mitten in einem Anpassungsprozess, auch wenn die Konsequenzen in Bezug auf den Klimaschutz noch nicht überall gezogen werden. Wichtig ist, die Situation differenziert zu betrachten. Anders als 2018/19 sind die Talsperren derzeit gut gefüllt und wir haben eine gewisse Erholung der Grundwasserspiegel. Bewusstsein und Sensibilität in den Kommunen und in der Bevölkerung sind deutlich gewachsen. Unsere vorläufige Einschätzung ist, dass das Wasserdargebot ausreichend vorhanden ist und aller Voraussicht nach auch künftig gesichert sein wird. Hierbei wird es allerdings starke Schwankungen geben, wobei Extremereignisse wie Starkregen zunehmen. Der Wasserbedarf in Ballungsräumen wächst. Saisonale Nutzungskonkurrenzen zwischen Trinkwasserversorgung und Landwirtschaft werden mit Sicherheit zunehmen. Die Infra- struktur muss erhalten, weiterentwickelt und an den Klimawandel angepasst werden. Hier besteht ein hoher Analyse- und Handlungsbedarf. Hinzu kommt aber, dass vorhandene Problemlagen in Bezug auf die Sicherung der Wasserqualität durch den Klimawandel verschärft werden. Bei der Lösung der Herausforderungen sind alle Akteure wie Wasserversorger, Abwasserentsorger, Kommunen, Länder, Landwirte sowie die Industrie gefragt, was die Prozesse schwieriger gestaltet. Wasser wird wieder zu einem wichtigen Standortfaktor – das kann man bei aktuellen Diskussionen über Industrieansiedlungen und an den sensiblen Reaktionen der Öffentlichkeit auf Berichte zur Wasserknappheit sehen. Vom Bund liegt der Entwurf einer nationalen Wasserstrategie vor. Die Wasserwirtschaft macht sich mit neu entwickelten Versorgungskonzepten und Masterplänen in fast allen Bundesländern auf den Weg. Der DVGW arbeitet gemeinsam mit den Versorgern am Zukunftsprogramm Wasser und an entsprechenden Resilienzstrategien. Wir benötigen überregionale Wasserstrategien, wobei erstens ein Vorrang für Wasser für den menschlichen Gebrauch bestehen muss. Zweitens benötigen wir Resilienzstrategien für jeden einzelnen Versorger. Und wir brauchen drittens Unterstützung bei der Umsetzung. Das betrifft die Infrastruktur genauso wie die Finanzierung, aber auch was die Befähigung zum Wandel für einzelne Unternehmen angeht. wwt: Die zerstörte Infrastruktur in hochwassergefährdeten Gebieten wie im Ahrtal wird weitestgehend ursprünglich wiederhergestellt. Großstädte verschreiben sich dem Schwammstadtkonzept, gleichzeitig nimmt die Flächenversiegelung stark zu. Zwischen Erkenntnis und Handeln besteht immer noch eine große Diskrepanz, oder? Merkel: Ja, zwischen Erkenntnis, Akzeptanz und Handeln ist es ein weiter Weg – vor allen Dingen, wenn es um das kollektive Handeln einer ganzen Gesellschaft geht. Der Umbau einer vorhandenen Struktur ist eine Generationenaufgabe. Der Umbau muss dazu zunächst einmal im Kopf erfolgen. Hinzu kommt, dass unsere Kulturlandschaft über Jahrhunderte entstanden ist und Wasser häufig einer Entwicklung im Weg war: Moorentwässerung, Polderung oder Flussbegradigung sind Beispiele dafür. Im Grunde genommen war die Maxime immer: „Zu viel Wasser musste weg.“ Heute sind wir völlig anderer Ansicht. Wasser gehört in die Landschaft und in die Städte. Wir brauchen eine positive Vision, überzeugende und geBild 1 Dr. Wolf Merkel, Vorstand Ressort Wasser beim DVGW Quelle: DVGW Wasserszene

9 6/2022 meinschaftlich entwickelte Konzepte. Wir müssen ein gesellschaftliches Abwägen voranbringen, dabei alte Gewohnheiten ablegen und Neues wagen. Und das ist im Übrigen auch einer der Punkte, die wir in der Vision und Roadmap 2030 von DVGW und DWA gerade unter Beteiligung der Wasserwirtschaft entwickeln. wwt: Die Herausforderungen sind vielschichtiger Natur und können nicht allein durch die Wasserwirtschaft bewältigt werden. Der DVGW hat mit dem Wasser-Impuls eine Dialogplattform geschaffen. Was hat sich im Verständnis bei den Akteuren aus Politik, Wirtschaft und Öffentlichkeit getan und wie schlägt sich das positiv in der Praxis nieder? Merkel: Wir können mit einigem Stolz sagen, dass der DVGW Wasser-Impuls, den Wert des Wassers in der Gesellschaft zu steigern, sehr positiv aufgenommen wurde und mittlerweile häufig zitiert wird, u. a. im Entwurf zur nationalen Wasserstrategie. Ein weiteres Beispiel ist die europäische R2Water-Initiative, die sich in der europäischen Trinkwasserrichtlinie niederschlägt und bald in der Trinkwasserverordnung umgesetzt wird. Wasserfragen werden in der Öffentlichkeit diskutiert, wir haben eine hohe Wertschätzung, Aufmerksamkeit bis hin zur Sorge um unser Wasser. Insgesamt ist ein viel höheres Interesse der Öffentlichkeit und der Medien an Wasserfragen feststellbar. Auch dass die erwähnten Länderwasserkonzepte in der Entwicklung sind, ist ein Erfolg. Viele Wasserversorger beschäftigen sich mit Resilienzstrategien. Das DVGWArbeitsblatt W 1003 zur Resilienz der Wasserversorgung ist ein deutlicher Beleg dafür, dass wir Lücken schließen, die jetzt im Zusammenhang mit der Anpassung eine große Rolle spielen. Letztlich könnte daraus ein Aufbruch in eine Wasserwende werden. Wir müssen alles tun, um sie zu realisieren! wwt: In einigen Regionen spitzen sich Nutzungskonflikte bei der Trinkwasserversorgung zu. Wo liegt die Verantwortung von Industrie und Landwirtschaft? Merkel: Wasser ist die eine Ressource für alle und sie lässt sich nicht vermehren. Wie bereits erwähnt, müssen wir zunächst über alle Sektoren das Dargebot, den Bedarf und die dafür erforderlichen Infrastrukturen analysieren. Hieraus resultiert ein integriertes Bewirtschaftungskonzept mit dem Monitoring aller Entnahmen. Dafür sind die Bundesländer zuständig. In jedem Fall muss das Wasser für den menschlichen Gebrauch Vorrang haben. Die Landwirtschaft hat ihren hohen saisonalen Beregnungsbedarf zu decken, wobei hierfür eigene Speicher- und Infrastrukturkonzepte zu entwickeln sind. Hier kann die Wasserversorgung mit ihrer langjährigen Erfahrung im Betrieb von Infrastrukturen sicherlich helfen. In der Industrie sehen wir die Möglichkeit, ReUse- Ansätze und das Thema Wassersparen weiterzuentwickeln. Während der IFAT bin ich auf viele Technologieanbieter aufmerksam geworden, die Lösungen zum Schließen von Kreisläufen ebenso wie intelligente Konzepte und Verfahrenskombinationen entwickeln. Wichtig ist mir aber die Botschaft, dass die konzeptionelle Entwicklung nicht individuell erfolgen sollte. Ein integrierter Masterplan und die Infrastrukturentwicklung sind Aufgaben, die der Staat zu erledigen hat. Ein ReUse in der Landwirtschaft ist ein komplexes Thema. Meine Erwartung ist, dass wir grundsätzlich genug Wasser für die Landwirtschaft in Deutschland haben. Insofern tue ich mich schwer damit, dass wir, nachdem die Klärschlammverwertung in der Landwirtschaft aus gutem Grund abgeschafft wurde, das gereinigte Abwasser zur Bewässerung von Gemüse verwenden. Ich befürchte, dass die Akzeptanz bei Landwirten und Konsumenten dafür nicht vorhanden ist. Ich glaube auch nicht, dass wir das tatsächlich brauchen. wwt: Seit Juni 2021 liegt der BMUV-Entwurf einer nationalen Wasserstrategie vor. Darin geht es um Maßnahmen zur Minderung der Folgen des Klimawandels, eine gewässerverträgliche Agrarpolitik und die Umsetzung des Vorsorge- und Verursacherprinzips. Können Sie mit dem Ergebnis und den bislang erzielten Fortschritten zufrieden sein? Erachten Sie wasserpolitische Zielsetzungen sowie rechtliche und finanzielle Regelungen als ausreichend? Merkel: Der BMUV-Entwurf aus 2021 enthält die Grundforderung für eine nachhaltige Wasserwirtschaft. Es sind viele sinnvolle und zukunftsweisende Positionen enthalten, die wir über viele Jahre angemahnt oder eingefordert haben. Zur Eröffnung der IFAT am 30. Mai gab es von Bundesministerin Lemke die Bekräftigung, die nationale Wasserstrategie als Regierungsstrategie umzusetzen. Mit den Inhalten sind wir sehr weitgehend einverstanden. Die rechtliche und finanzielle Ausgestaltung ist allerdings noch weitgehend offen. Sie muss zum Anspruch einer nationalen Strategie passen. Wer hoch fliegt, der muss am Ende dafür sorgen, dass er entsprechend hochkommt. Die technisch-wissenschaftlichen Branchenverbände sind hier nur begrenzt auskunftsfähig, versuchen aber, bei der Ableitung von notwendigen Größenordnungen zu unterstützen. Nicht zu vergessen ist, dass in Wasserfragen meist die Bundesländer in der vorrangigen Verpflichtung sind. Der Bund setzt den Rahmen und unterstützt, die Länder konkretisieren und müssen Wasserprogramme am Ende auch entsprechend rechtlich und finanziell unterfüttern. Gemeinsam arbeiten der DVGW und die DWA an der Roadmap 2030, die eine Detaillierung der nationalen Wasserstrategie darstellt. Die Wasserwirtschaft ist bereit, an der Konkretisierung mitzuarbeiten, und bietet auch Lösungen an. Dazu zählen konkrete Beiträge zum Vorsorgeprinzip wie die Initiative zum Verbot von PMT-Stoffen. Diese persistenten, mobilen und toxischen Stoffe tatsächlich aus der Umwelt fernzuhalten, gehört unmittelbar zum Nachhaltigkeitshandeln. Interview Bild 2 Extremwetterereignisse wie zuletzt imAhrtal 2021 haben zunehmend verheerende Auswirkungen für die Menschen und die Infrastruktur. Quelle: Imago/Bonnfilm

10 www.umweltwirtschaft.com meiner Überzeugung sollten wir aktiv an diese Aufgabe herangehen und unser Konzept für einen Net-Zero-Ansatz vorlegen. Wenn wir frühzeitig agieren, erwarte ich einen großen Rückhalt in der Gesellschaft. Klimaneutralität passt sehr gut zum Nachhaltigkeitsanspruch der Wasserwirtschaft, und wir haben zusätzlich die Chance auf Unterstützung in der notwendigen Infrastrukturentwicklung. Hier kommen mehrere Vorteile zusammen. wwt: Der DVGW hat Ende 2021 ein „Zukunftsprogramm Wasser“ für den Zeitraum bis 2030 gestartet. Was ist das Anliegen dieses Programms? Merkel: Die Grundmotivation ist, dass wir wichtige Kernanliegen der Wasserwirtschaft vordenken und Umsetzungen anstoßen. Die Themen sind Klimaneutralität, Klimawandel, Infrastruktur, Wasserqualität und Roadmap 2030. Der DVGW versteht sich hier als Motor, Thinktank, Unterstützer durch Innovationen und durch ein Regelwerk, mit dem wir dann die Standards setzen, sowie als Sprachrohr in Politik und Öffentlichkeit. Das Gespräch führte Nico Andritschke.  Dr. Wolf Merkel Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e. V. (DVGW), Vorstand Ressort Wasser presse@dvgw.de www.dvgw.de wwt: Braucht es ein „Beschleunigungsgesetz Wasser“, damit die Wasserwirtschaft mittelfristig handlungsfähig bleibt? Merkel: Das wäre mir jetzt zu schnell gesprungen. Erstmal muss klar sein, was wir wollen. Liegt das Konzept vor, dann gehen wir in die Umsetzung. Gegebenenfalls muss beschleunigt werden, sofern wir sehen, dass Hürden die Entwicklung behindern. wwt: Wie sind die Herausforderungen mit einem zunehmenden Fachkräftemangel zu bewältigen? Merkel: Gut, dass Sie das ansprechen. Dieses wichtige Thema hat zwei Facetten. Auf der einen Seite sollten wir alles dafür tun, den Nachwuchs tatsächlich auch anzuziehen. Es sind fundamentale Wasser- und Umweltfragen zu lösen, die sinnstiftend und positiv sind. Insofern werben wir um Nachwuchs. Mit guten Argumenten können wir junge Leute zu dieser Aufgabe motivieren. Auf der IFAT fand das Young Water Professional Event mit 40+ Teilnehmern statt. Erfreulicherweise zeigten sich hier eine hohe Nachfrage und ein hohes Interesse. Ich glaube, dass wir als Verbände auf einem guten Weg sind, die jungen Leute für die Lösung unserer Aufgaben zu gewinnen. Aber das muss sich fortsetzen und auch die Unternehmen müssen hier entsprechend mit Maßnahmen und Programmen einsteigen. Die zweite Facette ist: Wir müssen tatsächlich alle Potenziale der Digitalisierung und Roboterisierung nutzen, um die knappen Arbeitskräfte für wirklich notwendige Aufgaben einzusetzen. Mit Sensorik und Fernüberwachung kann viel manuelle, händische Arbeit vor Ort ersetzt werden. Datenaufbereitung und Reporting sind Themen, die weitestgehend auch automatisierbar sind. An allen Stellen in der Wasserwirtschaft, den Unternehmen und Behörden haben wir ein hohes Effizienzpotenzial, womit wir drohende Personalengpässe abwenden oder mildern können. wwt: Aufgrund des Kriegs in der Ukraine hat die Debatte um die künftige Energieversorgung einen höheren politischen Stellenwert bekommen. Alte Lieferabhängigkeiten werden durch neue abgelöst, der Ausbau regenerativer Energien stockt. Wie entwickelt sich die Wasserwirtschaft in Richtung Energieneutralität? Merkel: Wir sehen, dass eine Reihe von größeren Unternehmen bereits eine NetZero-Strategie entwickelt und die Umsetzung vorantreibt. Das ist unterschiedlich ausgeprägt und passiert mit unterschiedlicher Intensität. Es fehlt noch an einer übergreifenden Sektorstrategie und an einer möglichen Selbstverpflichtung, wenn wir tatsächlich so weit gehen wollen. Ich bin überzeugt, dass jeder Wirtschaftssektor früher oder später seine Klimaneutralitätsstrategie vorlegen muss. Und die Wasserwirtschaft kann und muss das früher oder später ebenfalls abliefern. Nach Bild 3 Der DVGW arbeitet gemeinsammit den Trinkwasserversorgern am ZukunftsprogrammWasser und an entsprechenden Resilienzstrategien. Quelle: Imago/Steve Bauerschmidt

11 6/2022 Projekte DVGW-TechnologiezentrumWasser: Forschungsprojekt TrinkXtrem gestartet Mit einem Kick-off-Meeting am 12. und 13. April 2022 in Karlsruhe hat das Projekt „Trink- Xtrem – Anpassungsstrategien der öffentlichen Trinkwasserversorgung an Extremereignisse“ seine Arbeit aufgenommen. Das Verbundprojekt erhält im Rahmen der Fördermaßnahme „WaX Wasser- Extremereignisse“ vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Fördermittel in Höhe von ca. 2,7 Mio. €. Zusätzlich steuern die beteiligten Unternehmen aus Wasserversorgung und Mittelstand rund 20 % der Gesamtkosten an Eigenleistung bei. In dem Forschungsprojekt kooperieren Wasserversorgungsunternehmen aus unterschiedlichen Regionen Deutschlands mit Forschungseinrichtungen, um das Management der Trinkwasserversorgung in Deutschland an klimatische Extremereignisse anzupassen. Ziel ist es, wissenschaftlich fundiert und vorausschauend auf hydrologische Sondersituationen zu reagieren. Entwickelt werden Vorsorgekonzepte sowie methodische und digitale Werkzeuge. Deren exemplarische Umsetzung erfolgt anschließend in repräsentativen Modellregionen. Das Projektkonsortium besteht aus zehn Partnern und fünf assoziierten Partnern. Die am Projekt beteiligten Wasserversorger stellen für etwa 10 % der Bevölkerung Deutschlands Trinkwasser zur Verfügung. Fachübergreifender Ansatz Bisher stand der deutschen Wasserversorgung ein ausreichendes Wasserdargebot zur Verfügung, sodass die Praxis von einem gleichbleibenden Betrieb der Anlagen geprägt war. Längere Trockenperioden und Starkregenereignisse wie in den vergangenen Jahren stellen die deutsche Trinkwasserversorgung jedoch zunehmend vor neue Herausforderungen. Durch den regionalen Charakter der deutschen Wasserbranche wirken sich klimabedingte hydrologische Extremwetter- ereignisse auf die einzelnen Rohwasserressourcen unterschiedlich aus. Dies betrifft ebenfalls die unterschiedlich organisierten Versorgungsgebietsstrukturen. Häufiger auftretende Extremereignisse zwingen dazu, lokal angepasste Gegenmaßnahmen zu ergreifen. Das neue Forschungsprojekt setzt auf einen ganzheitlichen Ansatz und konzentriert sich auf vier Themenfelder: • Das Themenfeld Wasser- ressourcen konzentriert sich auf quantitative und qualitative Auswirkungen von Extremereignissen auf die Rohwasserressourcen der Wasserwerke. • Das Themenfeld Betrieb bearbeitet Fragestellungen zum Betrieb der Rohwasserfassungs-, Aufbereitungs- und Verteilungsanlagen. • Das Themenfeld Wasserbe- darf befasst sich mit der Wasserbedarfserfassung und dessen Prognose. • Das Themenfeld Neue Konzepte entwickelt neue Konzepte zum Preismanagement, Risikomanagement sowie zur Notfallvorsorge. Interdisziplinäre Teams aus Trinkwasserversorgung und Forschung Die Projektakteure bringen die Perspektiven unterschiedlicher Sektoren der Wasserbranche ein. Partner aus der öffentlichen Wasserversorgung sind die Fernwasserversorgung Elbaue-Ostharz GmbH, die Harzwasserwerke GmbH, die Rheinisch-Westfälische Wasser- werksgesellschaft mbH, die Wasserversorgung Rheinhes- sen-Pfalz GmbH und der Zweckverband Landeswasserversorgung. Partner aus kleinen und mittleren Unternehmen sind die Ingenieurgesellschaft Prof. Kobus und Partner GmbH sowie die MOcons GmbH & Co. KG. Partner aus Forschung und Bildung sind das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, IWW Rheinisch-Westfälisches Institut für Wasserforschung gGmbH, die Technische Universität Clausthal, das TZW: DVGW-Technologiezentrum Wasser und die Universität Stuttgart. Beteiligt sind zudem Einrichtungen des Bundes und der Länder wie das Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe, die Landestalsperrenverwaltung des Freistaates Sachsen und das Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie und Mobilität Rheinland-Pfalz. Die Forschungsaufgaben werden in thematisch getrennten Arbeitspaketen und Gruppen mit zwei bis fünf Partnern bearbeitet. Dadurch entstehen flexible Teams mit Experten aus Wasserwirtschaft, Naturwissenschaft, Technik, IT und Ökonomie.  TZW: DVGW-Technologie- zentrum Wasser www.trinkxtrem.de/ Forschung und Wasserversorgung entwickeln gemeinsam innovative Konzepte und Tools, um die Versorgung mit Trinkwasser auch in langen Trockenperioden und bei Starkregen zu gewährleisten. Quelle: Harzwasserwerke

12 www.umweltwirtschaft.com Special: Wasser & Energie Die Abwasserwirtschaft ist in der Regel der größte kommunale Energie-Einzelverbraucher. Mit steigenden Anforderungen beispielsweise an die Spurenstoffelimination oder Phosphorrückgewinnung erhöht sich der Energiebedarf. Gleichzeitig ist die Kläranlage ein Standort für Energieproduktion und Ressourcenrückgewinnung. Ziel von Optimierungen muss es sein, durch herkömmliche sowie innovative Maßnahmen den Energieverbrauch zu senken und die Energieproduktion zu steigern. Die nachfolgenden Ausführungen wurden im Rahmen eines Forschungsprojekts für das Umweltbundesamt erarbeitet /1, 2/ und für diesen Artikel aktualisiert. Energieeffizienzpotenzial auf Kläranlagen Der im Leistungsvergleich der DWA /3/ erfasste einwohnerspezifische Gesamtstromverbrauch von Kläranlagen sank von mittleren 34 kWh/(E*a) im Jahr 2011 auf 31,2 kWh/(E*a) im Jahr 2020. Weitergehende Anforderungen wie die Spurenstoff- elimination sind in diesen Zahlen bisher kaum abgebildet. Die bisherigen Erfahrungen mit der vierten Reinigungsstufe lassen eine Steigerung des Energiebedarfs um etwa 15 % erwarten /2/. In einer Studie /4/ wurden aus Energieanalysen Quartilswerte ermittelt und daraus der Energieverbrauch einer in allen bisher üblichen Verfahrensbereichen optimierten kommunalen Kläranlage mit einem Wert von knapp 25 kWh/(E*a) als Benchmark ermittelt. Das größte Einsparpotenzial liegt dabei in der Belüftung der biologischen Stufe. Inzwischen gehen viele Betreiber in der Ausschöpfung der Standortpotenziale weiter. Die Kläranlage ist ein Standort für Dr.-Ing. Jutta Niederste-Hollenberg; Lin Zheng Die Abwasserwirtschaft im Energiesystem Eine weitgehende Dekarbonisierung des Energiesystems muss zügig vorangetrieben werden. Die Abwasserwirtschaft kann diese Prozesse unterstützen. Die Integration in das Energiesystem mit seinen spezifischen Randbedingungen ist mit Fragestellungen verbunden. Bild 1 Die 100-kWp-Freiflächen-Photovoltaikanlage mit einem Batteriespeicher deckt ein Drittel des Stromverbrauchs der Kläranlage Liebenwalde (Brandenburg). Quelle: Aerzen

13 6/2022 Projekte und Technologien 5 Windkraft- und Photovoltaikanlagen (PV). Auch innovative Ansätze wie die Wasserstoffproduktion werden bereits für erste Anlagen konzeptioniert. Flexibilisierung Kläranlagen können sowohl die Stromerzeugung als auch ihren Stromverbrauch bis zu einem gewissen Grad flexibilisieren und damit zur Effizienz des Energiesystems beitragen. Optionen sind die flexible Vermarktung und der Einkauf von Strom auf dem Stromgroßhandelsmarkt, die Teilnahme am Markt für Regelenergie sowie die Bereitstellung von Flexibilität als Beitrag zur Stabilität im lokalen Verteilnetz. Für die beiden zuerst genannten Ansätze sind für die meisten Kläranlagen aufgrund ihrer geringen Größe im Gesamtsystem und fehlender Energiemarkt-Kompetenzen Zwischenhändler (Aggregatoren) notwendig. Demgegenüber stehen zahlreiche Privilegierungen für die Eigenversorgung mit Strom. Liegen die Voraussetzungen einer Kundenanlage* vor oder ist aus sonstigen Gründen keine Netzdurchleitung erforderlich, können Netzentgelte und daran gekoppelte Abgaben sogar vollständig entfallen. Bei wirtschaftlichen Betätigungen, die nicht unter die klassische Abwasserentsorgung fallen, ist die Frage nach ihrer rechtlichen Zulässigkeit nicht nur von dem jeweiligen Handlungsfeld, sondern auch von der kommunalrechtlichen Ausgestaltung der jeweiligen Bundesländer abhängig. Während die Bereitstellung von Energie in Form von Strom, Gas oder Wärme mit vergleichsweise geringen Hürden verbunden ist, bedarf die Betätigung außerhalb dieser Handlungsfelder im Einzelfall tiefergehender juristischer Prüfungen. Auch die Umlegung der Kosten ist auf Grundlage kommunaler Gebührensatzungen nicht ohne Weiteres möglich. Gaserzeugung mit erneuerbarem Strom Kläranlagen können als Standort für Powerto-X(PtX)-Technologien die Kopplung von Strom- und Gassektor ermöglichen. Im Folgenden werden beispielhaft die Produktion von BioCH4 über Aminwäsche oder Membranverfahren sowie PtH2 über die alkalische Elektrolyse auf ihre Rentabilität hin analysiert. Für die Berechnung der Gasgestehungskosten werden Annahmen zu Verfügbarkeit und Preisen von Netzstrom sowie unterschiedliche Standortgüten für die Stromerzeugung aus PV-Anlagen berücksichtigt /1, 2, 5, 6, 7/. Für die Berechnung wird Solar- energie gemäß ihrem Potenzial und ein darüber hinaus notwendiger Bezug von Netzstrom herangezogen. Unter den getroffenen Annahmen liegen die Methangestehungskosten beim günstigeren Membranverfahren zwischen 3,1 €ct/kWh bei aktuell erreichbaren 5.000 Volllaststunden pro Jahr und 2,8 €ct/kWh, wenn die Volllaststunden auf 7.000 h/a gesteigert werden könnten. Darin enthalten sind bereits die Gestehungskosten von Klärgas in Höhe von ca. 2,6 €ct/kWh /7/. Die Wasserstoffgestehungskosten (Bild 3) sind in Süddeutschland aufgrund der höheren Stromerzeugung aus PV-Anlagen am günstigsten. Die berechneten Kosten bei 5.000 Volllaststunden pro Jahr liegen hier zwischen 5,5 und 7,7 €/kg (Strompreis 2021). Unter Berücksichtigung des aktuellen Strompreisniveaus (BDEW-Strompreisanalyse April 2022) steigen die Wasserstoffgestehungskosten auf 8,0 bis 10,2 €/kg. Aufgrund der Gasknappheit kostet Wasserstoff aus Erdgas aktuell 6,25 €/kg /8/. Haushalte (83,1 Mio. E) 4,6 PJel 4,6 PJel Indirekte Energie 340 PJp Warmwasser 2 PJel 15 PJel -1,5 PJel -1,9 PJp Nutzung: Trinkwasser, Kochen 4% Körperpflege 36% Toilette 27% Wäsche waschen 12 % Stoffstrom Abwasser: ~ 2 Mio. t BSB ~ 0,07 Mio. t P, ~ 0,3 Mio. t N Lebensmittel TW Aufbereitung Grundwasser Oberflächenwasser TW Transport ~ 5.000 Mio. m3 AW Behandlung 4. Reinigungsstufe Regenwasser Fremdwasser Industrie Indirekteinleiter + 520 Mio. m3 AW Transport ~ 9.600 Mio. m3 Klärschlamm Entsorgung zusätzlicher Energiebedarf 5 – 15% Regenwasser Entlastung Ablauf N, P Biogas (Heiz-, Antriebszwecke) BiogasVerstromung Systemkomponenten, Stoffflüsse Energie und Output Bild 2 Schematische Darstellung der Energie- und wichtiger Stoffflüsse in der Siedlungswasserwirtschaft in Deutschland pro Jahr (Stand 2020) Quelle: Fraunhofer ISI Energieeffizienz auf Kläranlagen ist ein Gebot der Abwasserverordnung, womit auch Maßnahmen im Sinne der Erreichung des Benchmarks abgedeckt sind. Anreizstrukturen können die Ausschöpfung der Klimaschutzpotenziale der Abwasserwirtschaft unterstützen. Energiepotenzialstudien, die aktuell im Rahmen der Kommunalrichtlinie gefördert werden, können hierzu Wege aufzeigen. Perspektivisch können sich Kläranlagen mit den angeschlossenen Kanalnetzen weiter in Richtung „regionaler Ressourcenzentralen“ entwickeln, die neben ihrem Kerngeschäft einen wichtigen Beitrag zum Wasserrecycling, zur Bereitstellung erneuerbarer Energien und Systemflexibilität oder zur Rückgewinnung elementarer Wertstoffe leisten. Dazu bedarf es teilweise einer Anpassung des Rechtsrahmens und einer Technologieweiterentwicklung. Einiges lässt sich aber auch jetzt bereits realisieren. * i. S. v. § 3 Nr. 24 EnWG - Energiewirtschaftsgesetz vom 7. Juli 2005 (BGBl. I S. 1970, 3621), zuletzt geändert durch Art. 1 des Gesetzes vom 23. Mai 2022 (BGBl. I S. 747) Gewässer

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