Pilotprojekt zeigt Einspar- und Klimaschutz-Potenzial
Regenwasser und Grauwasser aus Duschen oder Waschbecken geht bisher oft ungenutzt verloren. Ein Forschungs- und Demonstrationsprojekt in einem Wohnviertel in Lünen (Nordrhein-Westfalen) zeigt, dass diese Abwasserströme gewinnbringend genutzt werden können. Das „i.WET-Konzept“ kann nicht nur Frischwasser, sondern durch Wärmerückgewinnung auch Energie sparen und die Risiken von Starkregenereignissen abmildern. Das Fraunhofer ISI hat das Konzept entwickelt und stellt nun die Ergebnisse aus dem Pilotprojekt vor.
Der Klimawandel stellt den Wasserhaushalt in Städten vor Herausforderungen: Einerseits nehmen Trockenphasen und Hitzewellen zu, andererseits kommt es häufiger zu Starkregenereignissen. Städtische Wassersysteme müssen in Zukunft beiden Extremen gerecht werden – also die Versorgungssicherheit in Zeiten von Wasserknappheit sicherstellen und gleichzeitig resilient gegenüber großen Regenmengen sein, um Überflutungen zu vermeiden.
Die bestehende Infrastruktur in Deutschland muss umfassend modernisiert und an die neuen Bedingungen angepasst werden. Da Wasserleitungen, Kanalnetze, Kläranlagen und Gebäudetechnik für eine jahrzehntelange Nutzung ausgelegt sind, sind Anpassungen oft träge und teuer. An dieser Stelle setzt das Konzept i.WET an, das vom Fraunhofer ISI entwickelt und in einem Pilotprojekt erfolgreich getestet wurde.
Zwei Wiederverwertungswege für Wasser in i.WET
Die Grundidee von i.WET (integriertes Wasser-Energie-Transitionskonzept) besteht darin, Regenwasser und leicht verschmutztes Grauwasser – etwa aus Duschen und Waschbecken – getrennt vom kommunalen Abwasser aufzufangen. Dieses gering belastete Wasser wird auf dem sogenannten „blauen“ Wiederverwertungsweg aufbereitet und kann anschließend zum Beispiel für die Toilettenspülung genutzt werden.
Zisternen, in denen Regenwasser zwischengespeichert wird, dienen bei Starkregen als Puffer. Außerdem wird Wärme aus dem Abwasser zurückgewonnen und kann zur Vorwärmung von Trinkwasser oder für die Heizung der Wohngebäude genutzt werden.
Diese Technologien kombiniert das i.WET-Konzept mit dem „grünen“ Wiederverwertungsweg. Dabei wird die Umgebung der Wohngebäude mit naturnahen Anlagen zur „grünen Infrastruktur“. In der sogenannten i.WET-Allee wird überschüssiges Grau- und Regenwasser gesammelt und unterirdisch gefiltert. Ein bepflanzter Bodenfilter entfernt Schadstoffe, sodass das Wasser anschließend direkt in Oberflächengewässer abgeleitet oder unter Umständen zur Bewässerung genutzt werden kann.
Um das Konzept in der Praxis zu testen, wurde i.WET im neu gebauten Wohnquartier an der Preußenstraße in Lünen mit Förderung der Stiftung Zukunft NRW ab 2018 als Pilotprojekt umgesetzt. Gemeinsam mit dem Bauverein zu Lünen (BVzL) und dem Stadtbetrieb Abwasserbeseitigung (SAL) wurden die i.WET-Komponenten von Anfang an in die Planung und den Bau von sieben Mehrfamilienhäusern samt Außenanlagen integriert. Die ersten Gebäude wurden 2022 bezogen. Das Fraunhofer ISI begleitete das Projekt wissenschaftlich und stellt nun die Ergebnisse seiner Auswertungen vor.
i.WET kann viel Frischwasser und Energie einsparen
Der Abschlussbericht der Forschenden zeigt die erheblichen Potenziale des i.WET-Konzepts zur Trinkwassereinsparung und Abwasserreduktion: Modellrechnungen belegen, dass bei vollständiger Umsetzung rund 30 bis 40 Prozent des im Haus benötigten Trinkwassers durch aufbereitetes Grau- und Regenwasser ersetzt werden können.
In einem der Häuser an der Preußenstraße wird Grauwasser aus der Dusche gefiltert, desinfiziert und zu Betriebswasser für die Toilettenspülung aufbereitet. Das aufbereitete Wasser kann 80 bis 90 Prozent der benötigten Menge Frischwasser für die Toilettenspülung einsparen.
In einem anderen Haus wird das Duschgrauwasser mit circa 25–30 °C gesammelt und einer Wärmepumpe zugeführt. Diese speist das Heiz- und Warmwassernetz des Gebäudes und erschließt so ein bisher ungenutztes Wärmepotenzial. Derzeit deckt diese Wärmepumpe rund sechs Prozent des jährlichen Wärmebedarfs des Gebäudes ab. Bei optimierter Betriebsweise und Ausbau auf alle Gebäude des Quartiers könnte der Primärenergiebedarf für die Warmwasserbereitung um 20 bis 50 Prozent sinken.
Insgesamt bestätigt das Demonstrationsprojekt das erhebliche Effizienz- und Klimaschutzpotenzial des i.WET-Konzepts. Im Außenbereich können rund 6.400 Quadratmeter Grünfläche mit dem aufbereiteten Wasser aus den Zisternen bewässert werden. Messungen von Wasserproben am Austrittspunkt der i.WET-Allee in Lünen zeigen, dass sie verlässlich Schad- und Nährstoffe aus dem Wasser filtert, welches von der Straße, von Dächern und aus den Zisternen in die Anlage fließt.
Das Konzept bringt auch wirtschaftliche Vorteile mit sich: Die benötigten Ausgaben für Frischwasser sinken ebenso wie die Abwassergebühren. Eine dynamische Kostenvergleichsrechnung zeigt, dass i.WET-Alleen über Nutzungszyklen von 60 bis 120 Jahren mindestens kostenneutral und häufig günstiger als konventionelle Trennkanalisationslösungen sind.
i.WET-Konzept kann schrittweise in bestehende Wasserinfrastruktur implementiert werden
In ihrem Bericht betonen die Fraunhofer-Forschenden einen großen Vorteil bei der Implementierung des i.WET-Konzepts: Die Umsetzung kann schrittweise erfolgen und sich dabei an die langen Sanierungszyklen der bestehenden Wassersysteme in Städten anpassen. Das Konzept verknüpft mit seinem dezentralen, multifunktionalen Ansatz Wasser-, Energie- und Stoffkreisläufe miteinander. Außerdem fördert die Energieallee die Biodiversität, das Mikroklima und damit auch die Lebensqualität der Anwohner.
„Die Stärke des i.WET-Konzepts liegt in der intelligenten Verknüpfung mehrerer Technologien: Wasseraufbereitung, Betriebswasserversorgung, Wärmerückgewinnung und die Gestaltung eines grünen Umfelds wirken gemeinsam, um die vielschichtigen Herausforderungen an unsere Wasserinfrastruktur anzugehen“, sagt Dr.-Ing. Thomas Hillenbrand, Leiter des Geschäftsfelds Wasserwirtschaft am Fraunhofer ISI. „In der Gesamtschau verdeutlicht i.WET, dass integrierte blau‑grüne Infrastrukturen nicht als experimentelle Sonderlösungen zu verstehen sind, sondern als realistische Bausteine einer schrittweisen Transformation urbaner Wasser‑ und Energieinfrastrukturen.“
Quelle: Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI
