Reallabor auf einer Konversionsfläche

Das Fraunhofer ISI hat das integrierte Wasser-Energie-Transitionskonzept i.WET im BMBF-Verbundprojekt TWIST++ entwickelt. Das Konzept soll Trinkwasserverbrauch, Abwassermengen, Energiebedarf und Stoffeinträge in Gewässer reduzieren und zugleich die Klimaresilienz von Stadtquartieren stärken. Die 2023 verabschiedete Nationale Wasserstrategie fordert eine klimaangepasste Weiterentwicklung der Wasserinfrastruktur und eine stärkere Verbindung von Wasser-, Energie- und Stoffkreisläufen.

Seit 2018 wird das Konzept im Wohnquartier an der Preußenstraße in Lünen erprobt, gefördert von der Stiftung Zukunft NRW. Projektpartner sind der Bauverein zu Lünen (BVzL) und der Stadtbetrieb Abwasserbeseitigung Lünen AöR (SAL). Das Quartier liegt auf einer Konversionsfläche mit Altlasten; eine Versickerung von Regenwasser ist dort nicht möglich. Die ersten der insgesamt sieben Mehrfamilienhäuser wurden 2022 bezogen.

Wärmerückgewinnung aus Duschgrauwasser

In einem der Gebäude wird 25 bis 30 °C warmes Duschgrauwasser gesammelt und einer Wärmepumpe zugeführt, die das Heiz- und Warmwassernetz speist. Derzeit deckt die Anlage rund sechs Prozent des jährlichen Wärmebedarfs des Gebäudes. Bei optimierter Betriebsweise und einer Ausweitung auf alle sieben Gebäude des Quartiers könnte der Primärenergiebedarf für die Warmwasserbereitung nach Berechnungen der Forschenden um 20 bis 50 Prozent sinken.

Betriebswasser aus Grauwasser, Puffer aus Regenwasser

In einem anderen Gebäude wird Duschgrauwasser gefiltert, desinfiziert und als Betriebswasser für die Toilettenspülung genutzt. Das spart nach Angaben der Forschenden 80 bis 90 Prozent des dafür sonst benötigten Frischwassers. Bei vollständiger Umsetzung des Konzepts könnten aufbereitetes Grau- und Regenwasser laut Modellrechnungen 30 bis 40 Prozent des in den Gebäuden benötigten Trinkwassers ersetzen. Regenwasser wird zusätzlich in Zisternen gespeichert; sie dienen bei Starkregen als Puffer und liefern Wasser für rund 6.400 Quadratmeter Grünfläche im Quartier.

Bodenfilter reinigt überschüssiges Wasser

Wasser, das nicht in den Gebäuden wiederverwendet wird, fließt in die sogenannte i.WET-Allee, einen bepflanzten Bodenfilter mit Retentionsfunktion. Er nimmt neben überschüssigem Grau- und Regenwasser auch Straßen- und Dachwasser auf. Laut Fraunhofer ISI zeigen Messungen am Austrittspunkt der Anlage, dass der Filter Schad- und Nährstoffe aus dem Wasser zurückhält. Das gereinigte Wasser lässt sich in Oberflächengewässer ableiten oder unter bestimmten Voraussetzungen zur Bewässerung nutzen. Die Forschenden verweisen zudem auf zusätzliche Effekte für Biodiversität und Mikroklima im Quartier.

„Die Stärke des i.WET-Konzepts liegt in der intelligenten Verknüpfung mehrerer Technologien”, sagt Thomas Hillenbrand, Leiter des Geschäftsfelds Wasserwirtschaft am Fraunhofer ISI.

Wirtschaftlich tragfähig, schrittweise umsetzbar

Nach einer dynamischen Kostenvergleichsrechnung sind i.WET-Alleen über Lebenszyklen von 60 bis 120 Jahren mindestens kostenneutral und häufig günstiger als konventionelle Trennkanalisationslösungen. Hinzu kommen geringere Ausgaben für Frischwasser und Abwasser. Das Fraunhofer ISI sieht einen Vorteil darin, dass sich einzelne Komponenten schrittweise entlang der langen Sanierungszyklen bestehender Wassersysteme einführen lassen.

Im Projekt untersuchten die Forschenden zudem neue Rollen- und Geschäftsmodelle zwischen Wohnungswirtschaft, kommunaler Wasserwirtschaft, Energieversorgung und Stadtplanung.

Pilotprojekt zeigt Potenzial für weitere Stadtquartiere

Das Demonstrationsprojekt in Lünen liefert nach Angaben des Fraunhofer ISI Praxiserfahrungen für die Verbindung dezentraler Wasseraufbereitung mit Wärmerückgewinnung. Die Ergebnisse sollen sich auf weitere Quartiere und Kommunen übertragen lassen und zeigen, welches Energie- und Wassereinsparpotenzial die getrennte Nutzung von Grau- und Regenwasser in Wohnquartieren bieten kann.

Der Abschlussbericht des Fraunhofer-ISI kann auf der Webseite des Instituts heruntergeladen werden.

Quelle: Fraunhofer-ISI | www.solarserver.de © Solarthemen Media GmbH