Wasserwirtschaft 2030 – das Visionsbild des Gesetzgebers
Als Lebensgrundlage in allen Bereichen nimmt Wasser eine zentrale Rolle im menschlichen Dasein ein und ist als Bestandteil der Menschenrechte in besonderem Maße zu schützen. Sowohl als Lebensmittel als auch als Grundlage vieler Wirtschaftsbereiche, steht Wasser im Mittelpunkt vieler unterschiedlicher Interessen. In der westlichen Welt wird Wasser vielerorts als selbstverständlich angesehen – Qualität und Verfügbarkeit sind seit Jahrzehnten auf einem sehr hohen Level. Zwar ändert sich durch den Klimawandel bislang die Gesamtregenmenge in Deutschland kaum, jedoch werden extreme Wetterereignisse häufiger. Starkregen, Hitze- und Trockenperioden nehmen zu. Der Grundwasserspiegel sinkt vielerorts und Böden trocknen aus. Zusätzlich finden sich immer mehr Rückstände und Verunreinigungen im Wasser, wodurch Ökosysteme gefährdet werden und die Trinkwasseraufbereitung teurer wird.
Das Bundesumweltministerium (BMU) hat im Juni dieses Jahres einen Entwurf für die nationale Wasserstrategie vorgelegt, der strategische Ziele festlegt und dem Umgang mit Wasser in Deutschland einen Rahmen geben soll. In diesem Beitrag wird kurz umrissen, wie IoT- und KI-Technologien bei der Umsetzung der nationalen Wasserstrategie einen entscheidenden Beitrag leisten können. Dabei soll kurz auf die Themenfelder und Ziele der nationalen Wasserstrategie beleuchtet und einzelne Themengebiete hinsichtlich des Handlungspotentials untersucht werden. Grundsätzlich verfolgt die nationale Wasserstrategie folgende Hauptziele:
- den Status Quo in der Versorgung halten,
- die natürlichen Wasservorräte in ihrer Qualität erhalten und nicht übernutzen,
- Kosten sozial- und verursachergerecht verteilen
- die Wasserwirtschaft an Änderungen bei Klimawandel und Demographie anpassen.
Nationale Wasserstrategie: die strategischen Handlungsfelder
Bei der nationalen Wasserstrategie handelt es sich weniger um einen detaillierten Handlungsleitfaden für Wasserversorger. Vielmehr erfolgt eine Thematisierung strategischer Themen und des zukünftigen Visionsbild der Wasserwirtschaft, in welcher Form die Wasserwirtschaft und allgemein der Umgang mit Wasserressourcen im Jahr 2050 aussehen soll. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf einem naturnahen Wasserzustand und den technischen Wegen, diesen zu unterstützen. Eine Auflistung der strategischen Themen ist der nachfolgenden Abbildung zu entnehmen:
Die strategischen Themen werden durch konkrete Schwerpunkte und daraus abgeleitete Maßnahmen und Handlungen ergänzt. Der Fokus liegt auch hier auf einer gemeinsamen, vernetzten und ganzheitlichen Betrachtung des Themas Wasser
Nationale Wasserstrategie: Ressourcenengpässe und Nutzungskonflikte im Mittelpunkt
Eine der wesentlichen strategischen Handlungspunkte der nationalen Wasserstrategie liegt in der Vorbeugung der sich zunehmenden Entwicklung der Wasserknappheit und Verringerung von Nutzungskonflikten, wobei im ersten Schritt eine Analyse von Angebot und Bedarf und daraus ein Versorgungskonzept erforderlich ist.
Voraussetzung hierfür ist eine ausreichende Datenbasis, welche in der Praxis meist noch ausgebaut werden muss. Parallel muss im Dialog mit allen Beteiligten ein Konzept ausgearbeitet werden, um die Nutzung von Wasser an dessen Verfügbarkeit anzupassen. Dies kann beispielsweise durch smarte Wassertarife geschehen, die durch Monitoring und Prognose gestützt werden oder die Gestaltung neuartiger Wasserverträge, welche z. B. einzelne Kunden bei Verbrauchsspitzen vom Netz trennen können. In der Stromwirtschaft gibt es dies bereits heute mit dem System der abschaltbaren Lasten. Für den Fall anhaltender Trockenheit sind daher klare Nutzungshierarchien festzulegen, um Nutzungskonflikte zu umgehen.
Neben der Verwaltung der verfügbaren Wassermengen muss auch die Wasserinfrastruktur an den Klimawandel angepasst werden. Hier sollen die Kommunen informativ und finanziell dabei unterstützt werden, ihre Städte und Dörfer an den Klimawandel anzupassen. Ein Fokus liegt hier insbesondere auf wassersensiblen Städten mit viel Grün und unversiegelten Flächen. Ebenso soll der Bedarf überregionaler Wasserversorgungsinfrastruktur ermittelt werden, um Gemeinden mit erhöhtem Wasserbedarf und Regionen mit hohen Wasserressourcen zu verbinden.
Über die letzten Jahrzehnte hinweg gelangen immer mehr Stoffe in den Wasserkreislauf. Um die Gewässer wieder sauberer und gesünder zu gestalten, wird in der nationalen Wasserstrategie einerseits auf eine erneuerte Abwasserabgabe gesetzt, um die Belastung im Abwasser auf die Produzenten umzulegen und einen Anreiz zu schaffen, diese so gering wie möglich zu halten. Auf der anderen Seite muss ein umfassendes Monitoring von Stoffen, Stoffgruppen und Keimen aufgebaut und bundesweit gebündelt aufbereitet werden. Hier stehen insbesondere die Nitratbelastung und Kunststoffauswirkung im Vordergrund. Zusätzlich können über mikrobiologische Untersuchungen Viren frühzeitig erkannt werden, um so eine Pandemievorsorge einleiten zu können.
Nationale Wasserstrategie: Eine Datenbasis zur Umsetzung ist Pflicht
Was alle Punkte, Maßnahmen und Strategien vereint ist der Fokus auf Daten. Wasserbedarf, Wasserverbrauch, Wasservorrat, Wasser- und insbesondere Abwasserqualität müssen erfasst und überwacht werden. Je größer die Datensammlung ist und folglich auch die ableitbaren Prognosen besser werden, desto besser können die verantwortlichen Akteure auf besondere Ereignisse reagieren und bestehende Handlungsschemata adaptieren. Bei vielen potenziellen Datenpunkten liegt noch keine Infrastruktur für die Datenerhebung vor und die Messpunkte verteilen sich insbesondere in der Wassergewinnung auf weitläufige und abgelegene Gebiete. Hier ergibt sich insbesondere durch den Einsatz von LPWAN-Technologien ein entscheidender Vorteil, da die batteriebetriebene Funksensorik genutzt werden kann, um eine kontinuierliche Datenerhebung zu gestalten.
So können zum Beispiel die Grundwasserstände einzelner Gewinnungsgebiete über Pegelsensorik erfasst werden, um eine optimale Nutzung und auch Regeneration der Gebiete zu gewährleisten. Eine Überwachung des Wasserverteilnetzes hinsichtlich Durchflussmengen und Druck gibt einen Überblick über die Nachfrage und kann zusätzlich zur Erkennung von Leckagen einbezogen werden.
Vorteile für den Anbieter ergeben sich durch die bedeutend höhere Anzahl an Daten, sowohl durch mehr Messpunkte als auch durch die deutlich kleineren Messintervalle. Gesammelte Daten können sowohl für die Visualisierung genutzt werden als auch in bestehende Fachanwendungen und Leitsysteme zur weiteren Nutzung und Verarbeitung übertragen werden. Durch eine Anbindung an ERP-Systeme ist auch eine Verwendung von Zählerständen für die Abrechnung möglich. Zusätzlich verkleinert sich der Aufwand in der Datenerfassung insbesondere bei Schächten, die beim manuellen Ablesen hohe Sicherheitsvorkehrungen erfordern.
Durch den Klimawandel wird gerade im Bereich Wasser das Thema Ressourcenverteilung und -schonung weiter an Bedeutung gewinnen. Ein bewussterer Umgang zeigt sich nicht nur durch den Verbrauch, sondern äußert sich auch in einer Bedarfsorientierung in der Wasserentnahme und -aufbereitung. Durch eine breitere und detaillierte Datenbasis lässt sich mit dem Einsatz von KI eine Bedarfsplanung und darauf abgestimmte Produktionsplanung optimieren, die auch die Verfügbarkeit in den Gewinnungsgebieten und technische Bedingungen in der Aufbereitung und Verteilung mitberücksichtigt.
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Kurzfassung: https://www.bmu.de/fileadmin/Daten_BMU/Download_PDF/Binnengewaesser/kurzfassung_wasserstrategie_bf.pdf
Langfassung:
https://www.bmu.de/fileadmin/Daten_BMU/Download_PDF/Binnengewaesser/langfassung_wasserstrategie_bf.pdf
