Praxiserfahrungen in der Wärme- und Wasserwiederverwendung

Ein Forschungs- und Demonstrationsprojekt in einem Wohnviertel in Deutschland zeigt, dass Abwasserströme gewinnbringend genutzt werden können. Damit lässt sich nicht nur Frischwasser, sondern durch Wärmerückgewinnung auch Energie sparen und die Risiken von Starkregenereignissen abmildern. Das Fraunhofer ISI hat die Ergebnisse des Pilotprojekts in einem Abschlussbericht vorgestellt.

Städtische Wassersysteme müssen in Zukunft die Versorgungssicherheit in Zeiten von Wasserknappheit sicherstellen und gleichzeitig resilient gegenüber grossen Regenmengen sein. Das Projekt i.Wet («integriertes Wasser-Energie-Transitionskonzept») des Fraunhofer ISI möchte zur Bewältigung dieser Herausforderungen beitragen. Die Grundidee von i.WET besteht einerseits darin, Regenwasser und leicht verschmutztes Grauwasser getrennt aufzufangen und es zu nützen, und andererseits sollen Zisternen, in denen Regenwasser zwischengespeichert wird, bei Starkregen als Puffer dienen. Nicht zuletzt wird Wärme aus dem Abwasser zurückgewonnen und kann zur Vorwärmung von Trinkwasser oder für die Heizung der Wohngebäude genutzt werden.

Um dieses Konzept in der Praxis zu testen, wurde es in einem neu gebauten Wohnquartier in Lünen (Nordrhein-Westfalen) als Pilotprojekt umgesetzt. Die entsprechenden Komponenten wurden 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 in einem Abschlussbericht vor.

i.WET kann Frischwasser und Energie einsparen

Laut dem Bericht belegen die erstellten Modellrechnungen, dass bei vollständiger Umsetzung rund 30 bis 40 Prozent des im Haus benötigten Trinkwassers durch aufbereitetes Grau- und Regenwasser ersetzt werden könnten. In einem der Häuser wird Grauwasser aus der Dusche gefiltert, desinfiziert und zu Betriebswasser für die Toilettenspülung aufbereitet. Laut den Forschern kann das aufbereitete Wasser 80 bis 90 Prozent der benötigten Menge Frischwasser für die Toilettenspülung einsparen.

In einem anderen Haus wird das Duschgrauwasser mit einer Temperatur von ca. 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 laut einer Medienmitteilung 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 bestätige das Demonstrationsprojekt, das von den Forschern erhoffte Effizienz- und Klimaschutzpotenzial, so die Mitteilung zum Abschlussbericht. Im Aussenbereich können rund 6400 Quadratmeter Grünfläche mit dem aufbereiteten Wasser aus den Zisternen bewässert werden. Messungen von Wasserproben am Austrittspunkt der i.WET-Allee zeigen, dass sie Schad- und Nährstoffe aus dem Wasser filtert, welches von der Strasse, von Dächern und aus den Zisternen in die Anlage fliesst.

Reduzierte Kosten und schrittweise Implementierung

Das Konzept bringe auch wirtschaftliche Vorteile mit sich: Die benötigten Ausgaben für Frischwasser sinken ebenso wie die Abwassergebühren. Laut den Forscherinnen und Forschern zeigt eine dynamische Kostenvergleichsrechnung, dass i.WET-Alleen über Lebenszyklen von 60–120 Jahren mindestens kostenneutral und häufig günstiger als konventionelle Trennkanalisationslösungen sein können. Nicht zuletzt kann die Implementierung der einzelnen Elemente schrittweise erfolgen und sich dabei an die langen Sanierungszyklen der bestehenden Wassersysteme in Städten anpassen, so die Medienmitteilung.