Überflutete Straße, über die ein Auto fährt.

Über Flexitility

FLEXITILITY Umsetzungs- und Verstetigungsphase: Wasserwiederverwendung und Trinkwasser-Zwischenspeicher

Verbundpartner aus Praxis und Forschung erproben in der kürzlich gestarteten Flexitility-Umsetzungs- und Verstetigungsphase bis September 2024 Konzepte der dezentralen Trinkwasser-Zwischenspeicherung und der Wasserwiederverwendung zur landwirtschaftlichen Bewässerung.

Dazu werden Pilotanlagen installiert, Testreihen mit den Anlagen durchgeführt, die Ergebnisse bewertet und Handlungsempfehlungen erarbeitet. Zudem startet ein Modell zur Bewertung kommunaler Klimaresilienz in die praktische Anwendung.

Mit dem Ziel, Lastspitzen im Trinkwassernetz abzufedern, werden ausgewählte Wassergroßkunden mit Zwischenspeichern für Trinkwasser ausgestattet und deren Wirkung auf die Glättung der Verbrauchsspitzen ausgewertet.

Die Wirksamkeit der Speicher im Kontext von Extremwetter-Folgen wird für den Betrieb des gesamten Trinkwassernetzes hochskaliert und modelliert. Die hygienische und die technische Sicherheit des Speicherbetriebs werden durch ein intensives begleitendes Monitoring gewährleistet.

Für die Wasserwiederverwendung wird das gereinigte Wasser der Kläranlage Uebigau entsprechend EU-Verordnung 2020/741 desinfiziert und zur Bewässerung von Tierfutter- und Energiepflanzen verwendet. Eine landwirtschaftliche Fläche von insgesamt 12ha wird zu Vergleichszwecken teils voll, teils defizitär und teils gar nicht bewässert. Wichtige Voraussetzung der Bewässerung ist ein Risikomanagementplan, der in enger Zusammenarbeit mit den zuständigen Stakeholdern aufgestellt wird.

Ebenfalls wird ein im Projekt bereits konzipiertes, Indikator-basiertes „Bewertungstool Klimaresilienz“ weiterentwickelt und praktisch umfassend erprobt. Es dient dazu, kommunale Versorgungsinfrastrukturen im Hinblick auf ihre Widerstandsfähigkeit beziehungsweise Bewältigungsfähigkeit bei Extremwetterereignissen zu bewerten.

Forschungspartner der Flexitility-Umsetzungsphase sind:

Dr. Sharooz Mohajeri, inter 3, Institut für Ressourcenmanagement, www.inter3.de

Prof. Dr.-Ing. Matthias Koziol, BTU Cottbus-Senftenberg (BTU), Lehrstuhl Stadttechnik www.b-tu.de

Dr. Heike Petzoldt, DVGW-Technologiezentrum Wasser, Abteilung Verteilungsnetze (TZW), tzw.de

Prof. Dr. Aki Sebastian Ruhl, Umweltbundesamt (UBA), Fachgebiete II 3.1, II 2.1 und II 2.5 www.umweltbundesamt.de

Als Praxispartner sind involviert:

Stadt Herzberg (Elster) www.herzberg-elster.de

Herzberger Wasser- und Abwasser-Zweckverband (HWAZ) www.hwaz.de

Agrargenossenschaft Gräfendorf eG www.agrar-graefendorf.com

FLEXITILITY: Forschungsphase

Die Herausforderung

Trockenes Flussbett bei Köln(c) istockphoto.com / AL-Travelpicture

Der Klimawandel ist bereits jetzt in Form vermehrt auftretender oder stärkerer Extremwetterereignisse spürbar. Starker Regen oder lange Phasen von Trockenheit und Hitze sind nur zwei Beispiele dafür. Von diesen Extremwetterereignissen sind auch die städtischen Infrastrukturen wie z.B. die Wasser- und Energieversorgung betroffen. Mit hohen, kurzzeitigen Leistungsnachfragen werden sie immer häufiger an ihre Kapazitätsgrenzen gebracht. Ein höherer Wasserverbrauch in Trockenperioden zum Bewässern von Äckern und Gärten, ein steigender Stromverbrauch durch Klimaanlagen bei Hitze oder überflutete Abwassersysteme bei Starkregen – dies sind Herausforderungen, die die Versorgungsinfrastrukturen in Städten und Gemeinden in Zukunft bewältigen müssen.
Um diesen Veränderungen Rechnung zu tragen, stehen Kommunen zunehmend vor der Entscheidung: Infrastrukturen erweitern und teuer ausbauen oder mit erheblichem technischem und organisatorischem Aufwand die Ver- und Entsorgungssysteme dezentralisieren? Im Projekt Flexitility wurde hingegen eine weitere Möglichkeit als potentielle Alternative zum Aus- und Umbau betrachtet: die Flexibilisierung des Infrastruktur- und Ressourceneinsatzes durch das Erkennen von Potenzialen im bestehenden System.

Das Ziel

Bewässerung einer Parkanlage(c) istockphoto.com / LordRunar

Flexitility hat zum Ziel, auf kommunaler Ebene Infrastrukturbetreiber und städtische Entscheidungsträger dabei zu unterstützen, mit den Risiken des Klimawandels sicherer umzugehen.

Ihre Resilienz, also ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber den Folgen des Klimawandels, soll durch die Verringerung kurzzeitiger, hoher Leistungsnachfragen erhöht werden. Über technische Eingriffe und ein angepasstes Verbraucherverhalten gilt es, im bestehenden Versorgungssystem Potenziale für den Umgang mit Extremwetterereignissen herauszuarbeiten. Dies leistet zugleich auch einen Beitrag für eine sichere Versorgung für die Zukunft und eine klimaresiliente Stadtentwicklung.

Die Herangehensweise

(c) istockphoto.com / metamorworksIngenieur vor einer PV-Anlage

Angelehnt an reale Bedingungen wurde im Projekt Flexitility analysiert und experimentiert, wie die Umgestaltung, d.h. eine Flexibilisierung des Infrastruktur- und Ressourceneinsatzes insbesondere in den Versorgungssystemen Strom und Wasser, aussehen kann. Ein wichtiger Punkt war hierbei die aktive Beteiligung von Bürger*innen sowie die Einbindung von Städten und Infrastrukturbetreibern speziell in der Region Anhalt. Im „Reallabor Anhalt“ wurde modellhaft erprobt, wie Flexibilisierungen technisch bei der Ver- und Entsorgung und beim Nutzungsverhalten den Kund*innen der Versorger vonstattengehen können. Darüber hinaus wurden in einem bundesweiten „digitalen Reallabor“ umfangreiche Verbraucherbefragungen durchgeführt.

Das Projekt wurde von 2019 bis September 2022 im Rahmen der "Umsetzung der Leitinitiative Zukunftsstadt" vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert und vom Projektträger Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) betreut. Eine erste Definitionsphase fand ab April 2017 für rund ein Jahr statt.