So sieht die Wasserinfrastruktur der Zukunft aus
Starkregen, langanhaltende Hitzeperioden und Stürme – Trinkwasser könnte knapp werden. Die Auswirkungen des Klimawandels erfordern langfristig eine Anpassung überlebenswichtiger Ver- und Entsorgungsstrukturen. Mit dem Pilotprojekt FLEXITILITY soll klarer werden, wie sich Trinkwasser wiederverwenden und zwischenspeichern lässt.
Für eine zuverlässige Wasserversorgung bedarf die Infrastruktur klimaresilienter Systeme.
Foto: PantherMedia/carloscastilla
Wasser ist eine unverzichtbare Lebensgrundlage für Mensch und Natur. Zwei Drittel der Erde sind von Wasser bedeckt, doch gerade mal 3% davon sind trinkbar. Dazu kommt, dass ein Großteil des Süßwassers in Eis, Schnee und Permafrostböden gebunden ist und die verbleibenden Vorräte global ungleich verteilt sind. Außerdem ist Wasser wohl die gefragteste Ressource der Erde, denn es gibt keine Produktkette ohne Wasser.
Neben dem steigenden Wasserbedarf von Industrie, Landwirtschaft und Städten, verändert nun auch der Klimawandel die Verfügbarkeit von Wasser in Qualität und Menge. Lange Phasen von Trockenheit und Hitze sowie Starkregen und Überschwemmungen werden die Versorgungsinfrastrukturen in Städten und Gemeinden vor neue Herausforderungen stellen. Und nicht nur das: In heißen, trockenen Sommermonaten kommt es schnell zu einem erhöhten Wasserverbrauch durch das Bewässern von Gärten oder dem Befüllen von Pools. Bis hier ein Umdenken einsetzt, wird es noch dauern.
Die Lösung ist klar: Versorgungsstrukturen müssen ausgebaut werden. Gleichzeitig ist mehr Flexibilität bei der Infrastruktur und dem Einsatz von Ressourcen gefragt. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat daher damit begonnen, das Projekt „FLEXITILITY“ in der Praxis zu testen.
Kritische Infrastruktur: Wie lässt sie sich schützen?
FLEXITILITY: Wasserverwendung im Praxistest
Im Fokus des Forschungsprojekts „FLEXITILITY: Flexible Utility – Mit soziotechnischer Flexibilisierung zu mehr Klimaresilienz und Effizienz in der städtischen Infrastruktur“ stehen technologische und betriebliche Flexibilisierungsansätze in den Bereichen Wasser- und Energieversorgung. In der kürzlich gestarteten Umsetzungsphase erproben nun Verbundspartner aus Praxis und Forschung in Südbrandenburg, welche Möglichkeiten es gibt, um einerseits Trinkwasser denzentral zwischenzuspeichern und andererseits Wasser für die landwirtschaftlichen Bewässerung wiederzuverwenden.
„Zum Ende des Projekts in 2024 wollen wir Kommunen und Versorgungsbetrieben konkrete Empfehlungen an die Hand geben, wie sie auf diese Weise ihre Infrastrukturen flexibilisieren können“, sagt Prjektleiter Shahrooz Mohajeri. Übergeordnetes Ziel des Pilotprojekts ist somit, die Infrastruktur klimaresilient zu gestalten und Kommunen sowie städtische Entscheidungsträger dabei zu unterstützen, mit den Risiken des Klimawandels sicherer umzugehen.
Versuchsfläche für Wasserwiederverwendungin der Landwirtschaft
Ein wichtiger Ansatz, um die Wasserinfrastruktur flexibler zu machen, ist die Wiederverwendung von Wasser in der Landwirtschaft. Besonders im Hinblick auf abnehmende Niederschläge und lange Dürreperioden kann der Wiedereinsatz von Wasser eine mögliche Strategie darstellen, um die Resilienz zu steigern. Zur Erprobung dieser Möglichkeit wird im Rahmen des FLEXITILITY-Projekts das gereinigte und desinfizierte Wasser der Kläranlage Uebigau zur Bewässerung von Tierfutter- und Energiepflanzen eingesetzt.
Für Vergleichszwecke wird dabei eine insgesamt zwölf Hektar große landwirtschaftliche Fläche teils voll, teils defizitär und teils gar nicht mit dem aus der Kläranlage stammenden Wasser bewässert. Um mögliche Risiken für Menschen, Tiere und Umwelt einschätzen zu können, messen und analysieren die Forschenden alle relevanten Parameter im Wasser, im Boden, auf den Pflanzen, im Grundwasser und dem bewässerten Grünland. Die Wasserwiederverwendung für die Kläranlage Uebigau und eine angrenzende Ackerfläche wollen sie in den nächsten zwei Jahren praktisch testen.
Reallabore proben die Energiewende
Zwischenspeicher für mehr Flexibilität in der Wasserversorgung
Im Sommer könnten Zwischenspeicher dabei helfen, die Wasserversorgung zu verbessern und dabei helfen, Lastspitzen zu umgehen. Um diesen Flexibilisierungsansatz zu testen, haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ausgewählte Großkunden mit trinkwasserkonformen Behältern ausgestattet, die den schwankenden Trinkwasserbedarf decken sollen. Die Zwischenspeicher werden jedoch nur mit einem geringem, kontinuierlichem Volumenstrom befüllt. Diese Methode verhindert, dass sie Spitzenbedarfe an das Netz weitergeben. In der nun angelaufenen Umsetzungsphase sollen technische Modalitäten und Betriebsvarianten erprobt sowie hygienische Sicherheitsaspekte geklärt werden. Zudem wird die Wirksamkeit und der Nutzen der Zwischenspeicher im Hinblick auf Extremwetter-Folgen und das Trinkwassernetz hochskaliert.
Das FLEXITILITY Forschungsprojekt wird noch bis September 2024 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Leitinitiative Zukunftsstadt gefördert. Die Auswertungen der praktischen Erprobungsphase liefert dann womöglich neue Erkenntnisse wie eine klimaresiliente Wasserinfrastruktur der Zukunft aussehen könnte. Recycling von Wasser und das Einsetzen von Speichern ist bereits ein vielversprechender Ansatz.
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