i.WET: Wie Städte Wasser sparen und zugleich Starkregen abfedern

Trockenperioden, Hitzewellen und Starkregen stellen Städte vor gegensätzliche Anforderungen: Wasser muss in trockenen Phasen verfügbar bleiben, zugleich müssen große Niederschlagsmengen sicher abgeführt oder gespeichert werden. Das vom Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI entwickelte integrierte Wasser-Energie-Transitionskonzept (i.WET) verbindet dafür Wasserwiederverwendung, Wärmerückgewinnung und grüne Infrastruktur. Ein Wohnquartier in Lünen dient seit 2018 als Demonstrationsprojekt.

Zwei Wege für die Wiederverwertung

i.WET trennt Regenwasser und gering belastetes Grauwasser aus Duschen und Waschbecken vom übrigen Abwasser. Im „blauen“ Wiederverwertungsweg wird dieses Wasser aufbereitet und etwa für Toilettenspülungen genutzt. Zisternen speichern zusätzlich Regenwasser und können bei Starkregen als Puffer dienen.

Parallel gewinnt das System Wärme aus dem Abwasser zurück. Das etwa 25 bis 30 Grad warme Duschwasser kann über eine Wärmepumpe zur Heizungs- und Warmwasserversorgung beitragen. Der „grüne“ Weg ergänzt diese Technik um naturnahe Außenanlagen. In der sogenannten i.WET-Allee sammeln bepflanzte Bodenfilter überschüssiges Grau- und Regenwasser und entfernen Schad- und Nährstoffe. Das gereinigte Wasser lässt sich anschließend in Oberflächengewässer ableiten oder für die Bewässerung verwenden.

Bis zu 40 Prozent weniger Trinkwasser

Im Neubauquartier an der Preußenstraße wurden die Komponenten gemeinsam mit dem Bauverein zu Lünen (BVzL) und dem Stadtbetrieb Abwasserbeseitigung Lünen (SAL) in sieben Mehrfamilienhäuser integriert. Die Auswertungen zeigen ein erhebliches Einsparpotenzial.

Bei vollständiger Umsetzung können laut Modellrechnungen 30 bis 40 Prozent des Trinkwasserbedarfs eines Haushalts durch aufbereitetes Grau- und Regenwasser ersetzt werden. In einem Pilotgebäude deckt aufbereitetes Duschwasser bereits 80 bis 90 Prozent des Wasserbedarfs für die Toilettenspülung.

Auch energetisch liefert das Konzept messbare Effekte. Eine Wärmepumpe nutzt Duschgrauwasser und deckt derzeit rund sechs Prozent des jährlichen Wärmebedarfs eines Gebäudes. Bei optimiertem Betrieb und einer Ausweitung auf das gesamte Quartier könnte der Primärenergiebedarf der Warmwasserbereitung um 20 bis 50 Prozent sinken.

Nutzen auch außerhalb der Gebäude

Rund 6.400 Quadratmeter Grünfläche können mit gespeichertem und aufbereitetem Wasser bewässert werden. Messungen zeigen zudem, dass die i.WET-Allee Schad- und Nährstoffe aus dem zufließenden Wasser zuverlässig herausfiltert.

Auch wirtschaftlich kann sich der Ansatz rechnen. Neben geringeren Kosten für Trink- und Abwasser zeigt eine Lebenszyklusbetrachtung über 60 bis 120 Jahre, dass i.WET-Alleen mindestens kostenneutral und häufig günstiger als konventionelle Trennkanalisationssysteme ausfallen.

Umbau ohne kompletten Systemwechsel

Ein Vorteil liegt in der schrittweisen Umsetzung. i.WET kann an bestehende Sanierungszyklen von Leitungen, Gebäudetechnik und Kanalisation angepasst werden. Damit lässt sich die vorhandene Infrastruktur nach und nach erweitern, statt sie vollständig zu ersetzen.

Thomas Hillenbrand vom Fraunhofer ISI sieht die Stärke in der Verbindung mehrerer Funktionen: „Wasseraufbereitung, Betriebswasserversorgung, Wärmerückgewinnung und die Gestaltung eines grünen Umfelds wirken gemeinsam.“ Integrierte blau-grüne Infrastruktur sei damit keine experimentelle Sonderlösung, sondern ein realistischer Baustein für den langfristigen Umbau urbaner Wasser- und Energiesysteme.