Regenwasser und Grauwasser aus Duschen oder Waschbecken gehen in deutschen Haushalten bisher meist ungenutzt verloren. Ein Forschungs- und Demonstrationsprojekt in einem Wohnviertel in Lünen (Nordrhein-Westfalen) zeigt nun, dass sich diese Abwasserströme gewinnbringend nutzen lassen. Das vom Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI) entwickelte i.WET-Konzept („integriertes Wasser-Energie-Transitionskonzept“) kann nicht nur Frischwasser einsparen, sondern durch Wärmerückgewinnung auch Energie sparen und die Risiken von Starkregenereignissen abmildern.

Der Klimawandel stellt den urbanen Wasserhaushalt vor wachsende Herausforderungen: Trockenphasen und Hitzewellen nehmen zu, gleichzeitig häufen sich Starkregenereignisse. Städtische Wassersysteme müssen künftig beiden Extremen gerecht werden – Versorgungssicherheit bei Knappheit gewährleisten und zugleich Überflutungen vermeiden.

Zwei Kreisläufe für Wasser und Wärme

Die Grundidee von i.WET besteht darin, Regenwasser und leicht verschmutztes Grauwasser, etwa aus Duschen und Waschbecken, getrennt vom kommunalen Abwasser aufzufangen. Dieses gering belastete Wasser wird auf dem sogenannten „blauen“ Wiederverwertungsweg aufbereitet und kann anschließend beispielsweise für die Toilettenspülung genutzt werden. Zisternen dienen dabei als Puffer bei Starkregen. Zusätzlich wird Wärme aus dem Abwasser zurückgewonnen und zur Vorwärmung von Trinkwasser oder für die Heizung der Wohngebäude eingesetzt.

Ergänzt wird dieses System durch den „grünen“ Wiederverwertungsweg: In der sogenannten i.WET-Allee wird überschüssiges Grau- und Regenwasser gesammelt und unterirdisch gefiltert. Ein bepflanzter Bodenfilter entfernt Schad- und Nährstoffe, sodass das Wasser anschließend direkt in Oberflächengewässer abgeleitet oder zur Bewässerung genutzt werden kann.

Schrittweise Umsetzung in bestehender Infrastruktur

In ihrem Bericht betonen die Fraunhofer-Forschenden einen großen Vorteil bei der Implementierung des i.WET-Konzepts: Die Umsetzung kann schrittweise erfolgen und sich dabei an die langen Sanierungszyklen der bestehenden Wassersysteme in Städten anpassen. Das Konzept verknüpft mit seinem dezentralen, multifunktionalen Ansatz Wasser-, Energie- und Stoffkreisläufe miteinander. Außerdem fördert die Energieallee die Biodiversität, das Mikroklima und damit auch die Lebensqualität der Anwohner:innen.

„Die Stärke des i.WET-Konzepts liegt in der intelligenten Verknüpfung mehrerer Technologien: Wasseraufbereitung, Betriebswasserversorgung, Wärmerückgewinnung und die Gestaltung eines grünen Umfelds wirken gemeinsam, um die vielschichtigen Herausforderungen an unsere Wasserinfrastruktur anzugehen“, sagt Dr.-Ing. Thomas Hillenbrand, Leiter des Geschäftsfelds Wasserwirtschaft am Fraunhofer ISI. „In der Gesamtschau verdeutlicht i.WET, dass integrierte blau‑grüne Infrastrukturen nicht als experimentelle Sonderlösungen zu verstehen sind, sondern als realistische Bausteine einer schrittweisen Transformation urbaner Wasser‑ und Energieinfrastrukturen.“

Pilotprojekt in Lünen: Erste Ergebnisse überzeugen

Um das Konzept in der Praxis zu erproben, wurde i.WET im neu gebauten Wohnquartier an der Preußenstraße in Lünen mit Förderung der Stiftung Zukunft NRW ab 2018 als Pilotprojekt umgesetzt. Gemeinsam mit dem Bauverein zu Lünen (BVzL) und dem Stadtbetrieb Abwasserbeseitigung (SAL) integrierten die Projektbeteiligten die i.WET-Komponenten von Anfang an in die Planung und den Bau von sieben Mehrfamilienhäusern samt Außenanlagen. Die ersten Gebäude wurden 2022 bezogen. Das Fraunhofer ISI begleitete das Projekt wissenschaftlich und stellt nun die Ergebnisse vor.

Bis zu 40 % weniger Trinkwasserverbrauch

Der Abschlussbericht der Forschenden belegt erhebliche Potenziale des i.WET-Konzepts zur Trinkwassereinsparung und Abwasserreduktion: Modellrechnungen zeigen, dass bei vollständiger Umsetzung rund 30 bis 40 % des im Haus benötigten Trinkwassers durch aufbereitetes Grau- und Regenwasser ersetzt werden können.

In einem der Häuser an der Preußenstraße wird Grauwasser aus der Dusche gefiltert, desinfiziert und zu Betriebswasser für die Toilettenspülung aufbereitet. Das aufbereitete Wasser kann 80 bis 90 % der benötigten Menge Frischwasser für die Toilettenspülung einsparen.

Grünflächen bewässern, Kosten senken

Im Außenbereich können rund 6.400 Quadratmeter Grünfläche mit dem aufbereiteten Wasser aus den Zisternen bewässert werden. Messungen von Wasserproben am Austrittspunkt der i.WET-Allee in Lünen zeigen, dass sie verlässlich Schad- und Nährstoffe aus dem Wasser filtert, welches von der Straße, von Dächern und aus den Zisternen in die Anlage fließt.

Auch wirtschaftlich rechnet sich das Konzept: Die benötigten Ausgaben für Frischwasser sinken ebenso wie die Abwassergebühren. Eine dynamische Kostenvergleichsrechnung zeigt, dass i.WET-Alleen über Lebenszyklen von 60–120 Jahren mindestens kostenneutral und häufig günstiger als konventionelle Trennkanalisationslösungen sind.

Mehr Infos: Fraunhofer ISI