Neue Trends in der Solarthermie

Wassermanagement

Abbildung 1: Frisches Wasser wünscht sich jeder (Quelle: Denis Barthel)

Die neue WWF-Studie zur „Dürre im Mittelmeerraum“ kommt zu dem Schluss, dass die zunehmende Wasserknappheit, beschleunigt durch die Auswirkungen des Klimawandels, zu einer ernsthaften Bedrohung für den ökonomischen Wohlstand und die ökologische Vielfalt der Mittelmeerregion wird. „Wenn nicht bald ein radikales Umdenken im Wassermanagement der betroffenen Staaten einsetzt, droht der Mittelmeerraum auszutrocknen“, warnt Dorothea August, WWF-Expertin und Autorin der Studie (WWF 2008).

Nachhaltige Wasserwirtschaft – Ein Umdenken im Mittelmeerraum?

Von Von Martin Regelsberger *

Die Studie (WWF 2006) sagt weiter, dass Touristen zwischen 300 und 800 Liter Wasser pro Tag verbrauchen, Schwimmbäder und Golfplätze nicht eingeschlossen (Österreicher brauchen zu Hause im Schnitt 145 l/d). Tourismus ist in den Mittelmeerländern ein entscheidender Wirtschaftszweig. Neben der Landwirtschaft wird der Tourismus damit einer der stärksten Konkurrenten um die knappen Wasserressourcen.
In diesem Rahmen hat es sich das Projekt Sustainable Concepts towards a Zero Outflow Municipality, kurz Zer0-M, zum Ziel gesetzt, einen neuen Zugang zum Umgang mit Wasser in vier Mittelmeerländern, Ägypten, Marokko, Tunesien und Türkei, einzuführen.

Wasserwirtschaft alt und neu

Wir betrachten es als Selbstverständlichkeit, dass wir soviel Wasser in unseren Haushalten haben, wie wir benötigen. Das einmal genutzte Wasser wird als Abwasser entsorgt. Die Versorgung mit im allgemeinen Trinkwasser und die Entsorgung von Abwasser werden von Organisationen übernommen, mit denen ein Haushalt nur über die Bezahlung von zumindest einem Teil der Leistung zu tun hat. Wir haben uns so daran gewöhnt, gewisse Einrichtungen im Haushalt mit Trinkwasser zu betreiben, dass wir uns kaum mehr fragen, wie sinnvoll das ist.
Dieser Ansatz führt in Österreich dazu, dass wir pro Einwohner und Tag knapp 150 Liter Trinkwasser verbrauchen, in den bearbeiteten Mittelmeerländern sind es etwa 100 Liter. In anderen Ländern, wie zum Beispiel Israel, kann der Trinkwasserverbrauch einer Person über 200 Liter pro Tag erreichen. Dies obwohl nicht nur Trinkwasser, sondern Wasser ganz allgemein ein knappes Gut ist.
Aus anderen Bereichen, die Rohstoffe nutzen, kennen wir mittlerweile schon neue Denkansätze, die sich zunehmend verbreiten. So ist es im Energiebereich immer üblicher, nicht einfach Energie zu liefern, sondern zu hinterfragen, wofür diese Energie gebraucht wird, und zu suchen ob es dazu nicht Alternativen gibt. Im Wohnbereich wird zum Beispiel viel Energie für Heizung verwendet. Das eigentliche Ziel ist aber ein angenehmes Raumklima. Nun lässt sich ein Raum nicht nur durch Heizen, sondern auch mit einer guten Dämmung und passiver Sonnenenergie wärmen. Mit solchen Überlegungen kann Energie gespart werden, ohne Verzicht auf die gewünschte Leistung. Auch in der Industrie gibt es unter dem Stichwort „Cleaner Production“ ein langsames Umdenken im Umgang mit Rohstoffen. Dabei werden Prozesse eines Betriebes oder einer Gruppe von Betrieben so optimiert, dass möglichst kein Teilprozess etwas abgibt, was nicht weiterverwendet werden kann, sei es ein Stoff oder Energie in irgend einer Form. Dieser Ansatz setzt sich zögerlich auch im Stoffmanagement von Haushalten durch: es werden langsam nicht rezyklierbare Stoffe durch rezyklierbare ersetzt und Sammelsysteme, vor allem durch Trennung im Haushalt, eingerichtet, die ein Rezyklieren ermöglichen.
Der Druck auf die Wasserressourcen im Mittelmeerraum schien es nahe zu legen, aber auch möglich zu machen, diese Ansätze auch auf den häuslichen Wasserbereich auszudehnen. Die bekannten neuen Ansätze aus anderen Bereichen legten eine Reihe von Fragen im Umgang mit Wasser im Haushalt nahe:

• Wofür verwenden wir derzeit Trinkwasser, und ist das unumgänglich?
• Lässt sich das Wasser einsparen, durch eine andere Technologie ersetzen (wie beim Dämmen)?
• Kann eine andere Qualität als Trinkwasser den gleichen Dienst leisten?
• Wie, oder wo, lassen sich die vom Haushalt abgegebenen Stoffe wiederverwenden?
• Welche Sammelsysteme erlauben eine optimale Wiederverwendung?

Auf einige dieser Fragen gibt es schon jetzt Antworten. Ein ganz einfaches Beispiel: Wir sind gewohnt, Urinale zu spülen, im Wesentlichen, um Urin im Siphon, dem Geruchsverschluss gegen den Kanal, durch Frischwasser zu ersetzen. Nun gibt es seit etwa 1900 eine Wiener Erfindung, die den Siphon durch einen Geruchsverschluss ersetzt, der keine Wasserspülung benötigt. Ein ganz einfaches Verfahren zum Wassersparen. Ähnlich wirksam wäre der Ersatz von Spültoilette und Schwemmkanalisation, die im allgemeinen Trinkwasser zum Fäkalientransport verwenden, durch Trockentoiletten, wie sie Friedensreich Hundertwasser schon propagiert hat.
Die Fragen oben wurden im Projekt Zer0-M von 10 Partnern aus den beteiligten Mittelmeerländern und Europa speziell für die vier Mittelmeerländer gestellt und passende Antworten gesucht, getestet, weiterentwickelt und verbreitet, um Wasser und die Stoffe die ein Haushalt abgibt möglichst effizient zu verwenden.

Projektkonzept

Das Projekt hat von Anfang an eine systematische Strategie verfolgt um dieses Ziel zu erreichen. Da es sich dabei um die Einführung eines neuen Paradigmas handelte, sei die Strategie hier kurz skizziert.
Einführung nachhaltiger Wassersysteme in Forschung und Lehre an Universitäten
Die Fragen wurden auf höchster Ebene in den vier Ländern untersucht, an je einer Universität oder einem Forschungsinstitut pro Land. Einerseits war dies eine wertvolle Plattform für Entwicklungsarbeit, hier konnte aber auch gleich die Verbreitung einsetzen.
Bei jeder Partnerinstitution wurde ein „Versuchs- und Demonstrationszentrum“ eingerichtet, in dem verschiedene nachhaltige Wassersysteme betrieben werden und damit der Forschung und für Kurse und Demonstrationszwecke zur Verfügung stehen (siehe Abbildung 2).

Abbildung 2: Blick auf die Trainings- und Demonstrationsanlage am Marmara Research Center MRC, Türkei

Information aller Akteure
Mehrere Werkzeuge wurden für die Verbreitung vor allem von Fachwissen genutzt: eine Webseite mit Information über das Projekt, seine Ergebnisse und allgemein zum Thema, eine Zeitschrift zum Thema Nachhaltige Wasserwirtschaft, die das Projekt herausgibt und an Wasserfachleute und Entscheidungsträger verteilt, drei vom Projekt organisierte Konferenzen, und Vorträge bei anderen Konferenzen.

Schulung von Fachleuten
Zu den bearbeiteten Aspekten des Wassermanagements wurden Kursunterlagen ausgearbeitet, die auch auf der Webseite erhältlich sind, und Kurse für unterschiedliche Zielgruppen, Wasserfachleute, gemeinnützige Vereine, Lehrer, Journalisten, etc. in den 4 Ländern abgehalten.

Erstellung eines Planungswerkzeugs für Ingenieure
Die AEE INTEC und ihre Partner arbeiten schon länger an nachhaltigen Wassersystemen. Bei unserer eigenen Arbeit stellen wir immer wieder fest, wie schwierig es ist, von den einmal eingeübten Mechanismen bei der Planung von Wasser- und Abwasserinfrastruktur Abstand zu nehmen und etwas wirklich Neues konkret umzusetzen. Zer0-M hat deshalb begonnen, ein computergestütztes Werkzeug zu erstellen, das Planer dabei unterstützt, an nachhaltige Lösungen zu denken und deren Auswirkungen auf Kosten, Umwelt und Gesellschaft für jene, die letztlich über die Investition entscheiden müssen, anschaulich darzustellen.

Sensibilisierung der Öffentlichkeit
Ziel ist es letztlich, die Entwicklungen des Projektes breit anzuwenden. Dazu bedarf es der Information und Sensibilisierung der breiten Öffentlichkeit. Es ging darum, die Motive für einen neuen Ansatz der Siedlungswasserwirtschaft darzustellen und dann Lösungen anschaulich anzubieten. Dafür wurden einerseits Pilotanlagen errichtet, die zumindest einige der bearbeiteten Ansätze unter normalen Bedingungen präsentieren, und mehrere Kurzfilme hergestellt, die beides, Problemstellung und Lösung, auf ansprechend Weise vorführen.
Die Darstellung oben ist deshalb so ausführlich, weil die Einführung eines neuen Paradigmas eine schwierige Aufgabe ist, die ein sehr umfassendes und systematisches Vorgehen verlangt. Der Ansatz des Projektes war recht erfolgreich, eine weitere Systematisierung unter dem Stichwort „Change Management“ und eine breite Diskussion des Ansatzes sind aber sicher wünschenswert. Auch eine Weiterführung der Arbeit in nächsten Phasen ist anzustreben. Der so verbesserte Ansatz könnte auch in anderen Ländern angewandt werden.

Ein neuer Planungsansatz

Ein vorrangiges, konkretes Ziel des Projektes war es, den Planungsvorgang im Siedlungswasserbau zu verändern. Es geht nicht mehr primär um die gewohnte Wasserinfrastruktur, sondern um die Identifikation der tatsächlichen Bedürfnisse und Planung deren Befriedigung einerseits, und die Wiederverwendung aller eingesetzten Rohstoffe unter möglichst geringem Energie- und Rohstoffverbrauch andererseits.
Erste Schritte, diesen Planungsansatz einzuführen, sind sicher gelungen. Erst jetzt, gegen Ende des Projektes allerdings, kommen Anfragen der Länder an die Projektpartner oder das Projekt, auch bei der Gestaltung der rechtlichen Basis mitzuarbeiten, um diesen Ansatz überhaupt zu ermöglichen. Das ist verständlich, denn der größte Teil der Projektdauer musste darauf verwendet werden, die Probleme erst einmal genau zu erkennen, erste Lösungen auszuarbeiten und dann in zunehmend größeren Einheiten umzusetzen und zu testen.
Jetzt ist es aber so weit, dass zum Beispiel das Unterrichtsministerium in Tunesien mit Hilfe des tunesischen Partners eine Strategie für nachhaltige Wassersysteme von Schuleinrichtungen ausarbeitet. Die marokkanische Regierung schreibt mit deutscher Unterstützung ein Projekt zur Erstellung eines Standards für die nachhaltige Siedlungswasserwirtschaft im ländlichen Raum aus. Der Wasserversorger von Istanbul möchte mit dem Projektpartner einen Standard für nachhaltige Wassersysteme in Neubaugebieten ausarbeiten und umsetzen.

Neue Wassersysteme

Natürlich wurde auch an passenden technischen Systemen gearbeitet. Dabei geht es nicht darum, zu verwerfen, was bisher bekannt ist, sondern Bekanntes so zu ergänzen, dass es sich für die Wiederverwendung der Rohstoffe aus Haushalten möglichst gut eignet (siehe Abbildung 3).

Abbildung 3: Bau einer Pflanzenkläranlage auf SEKEM, Ägypten, deren Ablauf Bäume bewässert

Dabei hat sich herausgestellt, dass Wassersparmaßnahmen nicht ganz einfach umzusetzen sind. Einerseits gibt es in den Haushalten kaum technische Geräte. Es kann also auch nicht der Einsatz besonders wassersparender Geräte empfohlen werden. Andererseits wird zumal im ländlichen Bereich ziemlich wenig Wasser verwendet, um die 60 Liter pro Person und Tag, sodass ein weiteres Sparen kaum mehr in Frage kommt. Wichtig ist sicher die Sensibilisierung der Bevölkerung für defekte Armaturen und die Ausbildung ausreichend qualifizierter Installateure, um sicher zu stellen, dass Hausinstallationen einem zufriedenstellenden Standard entsprechen. Weiters wäre es wünschenswert, die Anforderungen an die Qualität von Installationsmaterial, Spülkästen, Armaturen, Brausenköpfe, zu erhöhen.
Mehr erreicht kann in speziellen Bereichen werden, zum Beispiel im Tourismus, einem wichtigen und großen Wasserkonsumenten, in öffentlichen Einrichtungen und in städtischen Siedlungsgebieten der Ober- und Mittelschicht.
Relativ gut angekommen sind dezentrale Grauwassersysteme, die eine Produktion und Wiederverwendung von Brauchwasser vor Ort möglich machen. In den Trainings- und Demonstrationszentren wurde mit unterschiedlichen Verfahren experimentiert: Biomembrananlagen der Firma Busse GmbH, dem SBR-Verfahren der Firma Pontos GmbH, mit Pflanzenkläranlagen und Scheibentauchtropfkörpern. Das produzierte Brauchwasser wird jeweils gleich vor Ort verwendet, zur Toilettenspülung und zur Bewässerung.

Pilotanlagen

Pilotanlagen mit Grauwassertrennung konnten in Marokko umgesetzt werden. Eine Anlage reinigt das Grauwasser eines mehrstöckigen Wohnbaus und erzeugt Brauchwasser zur Toilettenspülung. Sehr viel Aufmerksamkeit hat ein Grauwassersystem für ein öffentliches Bad, oder Hammam, erhalten. Der Großteil des Abwassers eines Hammams ist nur schwach verunreinigt. Etwa 60 m³ Wasser pro Tag von im Schnitt 400 Besuchern, werden getrennt gesammelt, in einer Pflanzenkläranlage gereinigt und für die Bewässerung der Grünanlagen des Orts verwendet. Das fäkalienbelastete Schwarzwasser wird weiter über den öffentlichen Abwasserkanal abgeleitet. Um Holz, das in Marokko Mangelware ist, bei der Warmwasserbereitung des Hammams zu sparen, wurde auch eine 400 m² große Solaranlage gebaut (siehe Abbildung 4). Vermutlich ist dies die erste „Großanlage“ in einem südlichen Mittelmeerland.

Abbildung 4: 400 m² Kollektorfeld auf einem Hammam in Marokko

Relativ leicht war an die Tradition des Regenwassersammelns anzuknüpfen, das im ganzen Mittelmeerraum über Jahrtausende praktiziert und erst im letzten Jahrhundert weitgehend aufgegeben wurde. Trotzdem sind noch überall traditionelle und auch schon moderne System vorhanden, die verbessert und in neue Wassersysteme als eine mögliche Ergänzung der vorhandenen Wasserressourcen eingebunden werden können. Das damit gewonnene Wasser ist für viele Anwendungen besser geeignet, als das vorhandene Leitungswasser. Eine Schule in Tunesien wird mit einem neuen Regenwassersystem ausgestattet, um über das Brauchwasser hinaus Wasser für die Bewässerung von Pflanzungen am Schulgelände zu sammeln.
Am schwierigsten gestaltete sich die Wiederverwendung der Nährstoffe. Dazu wurden mögliche System vorgestellt, Trockentoiletten, Urintrenntoiletten, die die direkte Verwendung der im Urin enthaltenen Nährstoffe ermöglichen (80% des Stickstoffs, 50% von Phosphor und Kalium), die Kompostierung von Primär- oder Sekundärschlamm, die Beregnung mit nähstoffhaltigem Abwasser (siehe auch Abbildung 5). Die Akzeptanz zumal der dezentralen Systeme aber auch der Wiederverwendung von Rohstoffen aus zentralen Systemen ist jedoch unter dem Einfluss der Diskussion über hygienische Probleme und auf Grund religiöser Vorbehalte noch relativ gering. Ein Umdenken könnte hier durch die neuen Richtlinien der WHO zur Wiederverwendung von Produkten aus der Abwasserreinigung und auf Grund der zunehmenden Knappheit und steigender Kosten von Mineraldünger einsetzen. Es wird aber sicher auch noch einiger Arbeit mit der Landwirtschaft benötigen, um solche Wiederverwendungszyklen zu optimieren.

Abbildung 5: Urinsammlung am MRC, Türkei

Ausblick

Das Projekt hat in fünf Jahren einen Ansatz entwickeln und bekannt machen können. Es hat auch passend zu diesem Ansatz Techniken entwickelt und das Wissen über diese Techniken verbreitet. Die Partner haben begonnen, innerhalb ihrer staatlichen Strukturen an Regelungen und Gesetzen zu arbeiten, die den neuen Ansatz in breiter Anwendung ermöglichen.
Alle diese Arbeiten sollten aber jetzt fortgesetzt werden. Die Techniken müssen von Prototypen zu einer breiten Anwendung reifen. Der Planungsansatz ist Planern und Wasserbehörden so zu vermitteln, dass er breit angewandt und zum Standard wird.
Es müssen vor allem die rechtlichen Grundlagen geschaffen werden, um den neuen Ansatz und die Techniken zu ermöglichen.
Leider gibt es im Rahmen von EU-Projekten und Programmen keine Möglichkeit, auch sehr spannende Aktivitäten in einer nächsten Phase weiterzuführen. Allerdings arbeitet die EU derzeit an einem neuen Wasserprogramm für den Raum, da inzwischen erkannt wurde, dass Wasser in der nahen Zukunft eine Schlüsselrolle einnehmen wird.
Das Projekt und einzelne Partner sind dabei, mit anderen Finanzierungen, einen Fortbestand der begonnenen Anstrengungen zu sichern. So werden die Trainings- und Demonstrationszentren jeweils mit nationalen Mitteln weitergeführt. Es wäre jedoch die weitere Vernetzung dieser Zentren untereinander und mit anderen ähnlichen Einrichtungen wünschenswert. Möglichkeiten in diese Richtung werden noch gesucht.
Ein Fortbestand der Zeitschrift, der derzeit einzigen zu diesem Thema, wird ebenfalls angestrebt.
Mittlerweile gibt es auch mehrere nationale Bestrebungen, die Ergebnisse mit Hilfe der Projektpartner aus dem jeweiligen Land und teilweise weiterer Unterstützung anderer Projektpartner auf eine breite Basis zu stellen.
Es kann somit gehofft werden, dass das Projekt Zer0-M tatsächlich zum Umdenken im Umgang mit Wasser in den betroffenen Mittelmeerländern angeregt hat und die Ergebnisse in Zukunft auch im Großen angewendet werden. Während dieses Umdenken die betroffenen Länder natürlich nicht vor einem eventuellen Austrocknen schützen kann, ist es doch dazu geeignet, eine bessere Verwendung knapper Ressourcen zu garantieren.

*)Dipl.-Ing. Martin Regelsberger ist Leiter der Abteilung für Wasser- und Abwassermanagement bei der AEE INTEC in Gleisdorf, m.regelsberger@aee.at, www.aee-intec.at, www.susana.org, www.zer0-m.org [^]