Bedarfe der Wassernutzung - Bedeutende wasserwirtschaftliche Einflussgrößen

Die Projektionen des IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change, auch „Weltklimarat“) sehen für Deutschland langfristig einen Anstieg der sommerlichen Temperaturen bei gleichzeitiger Verschiebung von Regenwassermengen in die Wintermonate (IPCC 2018, UBA 2019). Die Niederschläge wandern also in die Jahreszeit, in der sie weniger von den Pflanzen und den Haushalten (Dusche, Pools, Gartenwasser) benötigt werden, in eine Zeit, in welcher der Boden durch lange Trockenperioden bzw. durch Frost nicht in der Lage ist, das Regenwasser aufzunehmen. In Folge können sich vermehrt Niederschläge im jeweiligen Flusseinzugsgebiet sammeln und so das Hochwasserrisiko  erhöhen. Langfristig verschärft sich diese Situation zusätzlich durch die noch stetig weitergehende Bodenversieglung in den deutschen Städten. Mit steigenden Sommertemperaturen (je nach IPCC Klima-Szenario bis zu 8.5°C bis 2100) verschlechtert sich die wasserwirtschaftliche Situation weiterhin durch das gleichzeitige Absinken der Grundwasserspiegel (Wunsch u.a., 2022). Diese Berechnungen berücksichtigen dabei noch nicht, den steigenden Wasserbedarf, der sich im Sommer einstellen wird (Fliß u.a., 2021).

Sicherung der Wasserqualität: Hinsichtlich der Stoffeinträge muss aufgrund der demo­graphischen Entwicklung in Deutschland mit zunehmenden, anthropogenen Stoff­einträgen in die Oberflächengewässer gerechnet werden. Möglicherweise gelingt es die Frachten von Industrie- und Haushalts­chemikalien, von Waschmitteln, von  Pflanzen­schutz­mitteln und von belasteten Niederschlagswässern weiter zu reduzieren, um die Wasserqualität zu verbessern. Der Eintrag von Arzneimitteln und deren Abbauprodukten (Metaboliten)  aufgrund der alternden Gesellschaft wird aber weiter steigen. Die deutschen Klärwerke sind derzeit technisch nicht in der Lage, diese Spurenstoffeinträge maßgeblich zu reduzieren. Die Bundesregierung begegnet dieser bedrohlichen Entwicklung mit der „nationalen Wasserstrategie“, die dafür sorgen soll, dass Wasser überall in Deutschland qualitativ hochwertiges und bezahlbares Trinkwasser zur Verfügung steht. Auch deshalb werden in vielen Ballungszentren derzeit Maßnahmen der weitergehenden Abwasserbehandlung (Stichwort 4. Reinigungsstufe) diskutiert, geplant bzw. umgesetzt.

Zukünftige Wasserbedarfe

Der spezifische Wasserbedarf der bundesdeutschen Haushalte ist mit etwa 129 L/EW/Tag im internationalen Vergleich gering und wird sich kaum weiter reduzieren lassen. Im produzierenden Gewerbe sind noch Optionen zur Optimierung bzw. Reduktion des Wasserbedarfs gegeben. Parallel zu aktuellen Energieaudits wird derzeit das Wassermanagement vieler Betriebe auf den Prüfstand gestellt und weitere Anstrengungen zur Kreislaufführung werden hier den spezifischen Produktwasserbedarf sinken lassen. Mit der Entscheidung Deutschlands aus den fossilen und nuklearen Energieträgern auszusteigen, wird der nationale Wasserbedarf weiter sinken. Kohle- und Atomkraftwerke benötigen dann keine großen Kühlwassermengen mehr, Flüsse und deren Ökosysteme werden langfristig entlastet. Auch wenn die geplante Umstellung auf grünen Wasserstoff ebenfalls Wasser für die Elektrolyse benötigt (etwa 10L Wasser je kg H2), werden diese Mengen im Vergleich mit den aktuell in der Energiewirtschaft benötigten eher gering sein. Allerdings ist im Norden Deutschlands, wo der Wind stark weht und somit ein hohes Potential für die Herstellung von grünem Wasserstoff besteht, das verfügbare Süßwasserdargebot im Vergleich zu anderen Standorten gering. Gleiches gilt für Regionen, die eine hohe Sonnenstunden-Ausbeute versprechen.

Das Wassermanagement wird daher seinen hohen Stellenwert zur Auflösung von Nutzungskonflikten behalten. Dies gilt besonders, wenn erneuerbare Energie zunehmend aus Biomasse gewonnen werden soll. Der Wasserbedarf der Landwirtschaft wird ohnehin aufgrund der oben skizzierten klimatischen Veränderungen langfristig steigen. Bei besserer Qualität von Klärwerksabläufen, könnte kommunales Abwasser gut für Bewässerungszwecke eingesetzt werden. Die europäische Abwasser-Verordnung hat kürzlich die rechtlichen Rahmen­bedingungen für einen Green-Deal in der Landwirtschaft geschaffen (BDEW 2022). In urbanen Räumen werden langfristig auch höhere Wassermengen zur Kühlung benötigt. Große städtische Wasserver- und Entsorger wie Hamburg Wasser u.a. bemühen sich langfristig das Konzept der „Schwammstadt“ stärker umzusetzen. Wasser soll dabei im jeweiligen Quartier durch unterschiedliche Maßnahmen zurückgehalten werden. Dazu gehört die Begrünung von Dächern, der Bau von Retentionsbecken/-flächen, dezentralen Versickerungsoptionen und die planerische Gestaltung von Multi-Funktionsräumen. Bspw. können Teile von öffentlichen Parkanlagen, Spielstädten und städtische Plätze bei Regen zum Aufstauen des Wassers genutzt werden. Durch entsprechende Versickerungs­systeme wird das Wasser in den Untergrund geschafft. Auf diese Weise können erhebliche Wassermengen, die für die Kühlung betroffener Stadtteile nötig sind, bereitgestellt werden.

Ausblick

Die zukünftigen Herausforderungen für die deutsche Wasserwirtschaft sind enorm. In die Jahre gekommene Infrastruktur muss kosteneffizient instand bzw. angepasst gesetzt werden. Wasser wird zukünftig in einigen Bereichen weniger benötigt; parallel steigen die saisonalen Wasserbedarfe der Landwirtschaft und der Städte aufgrund des Klimawandels. Der Logistik und Verteilung von Mengen bzw. –strömen in der Wasserwirtschaft kommt somit stärkere Bedeutung zu. Die Wieder­verwendung von Wasser (wie zur Bewässerung, Toilettenspülung, Kühlung) und die dynamische Steuerung/Speicherung von Mengen und Qualitäten werden zunehmend wichtiger. Die technischen Voraussetzungen für diese Transformation sind gegeben. So ermöglichen etwa neue Materialien die intelligente Instandsetzung von Rohleitungssystemen sowie die Anpassung von Speicher- und Aufbereitungsoptionen. Die technischen Möglichkeiten der Digitalisierung des Wassersektors (Wasser 4.0) stecken aktuell noch in den Kinderschuhen. Eine besonnene Anpassung in Richtung IOT (Internet of Things) ist geboten, denn Wassersysteme gehören zur kritischen Infrastruktur und Ihre Robustheit ist für alle wirtschaftlichen, sozialen und gesellschaftlichen Prozesse elementar. Derzeit setzt der aktuell geringe Grad der Digitalisierung in der Wasserwirtschaft, auch der Vorher­sagegenauigkeit Grenzen. Langfristig kann hier noch großes Potential gehoben werden.

Autor: Prof. Dr. Mathias Ernst, TUHH

>>Hier finden Sie ein Literaturverzeichnis zum Thema.