Wasser wird klimafreundlich

Während die Welt alles dafür tut, um die Treibhausgasemissionen zu senken, bewegt sich der CO2-Fußabdruck der Wasserindustrie in die entgegengesetzte Richtung. Denn hier geht es vor allem darum, den Zugang zu sicherem Trinkwasser und Abwasser weltweit zu gewährleisten. Das bedeutet, dass mehr Infrastruktur errichtet, mehr Wasser bereitgestellt und mehr Abwasser aufbereitet werden muss. Die Gesamtemissionen werden zwangsläufig steigen. Die Herausforderung besteht also darin, diesen Anstieg so weit wie möglich zu begrenzen.

Aktuell erzeugt die Wasser- und Abwasserindustrie rund 1,55 Milliarden Tonnen Treibhausgas pro Jahr – das sind rund 3 Prozent aller globalen Emissionen. Das Problem ist jedoch, dass jeder vierte Mensch keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser hat und 46 Prozent der Bevölkerung keinen Zugang zu sicheren Sanitäreinrichtungen haben.¹ Mit dem UN-SDG Nr. 6 „Verfügbarkeit und nachhaltige Bewirtschaftung von Wasser und Sanitärversorgung für alle gewährleisten“ soll die Lücke geschlossen und der universelle Zugang zu Wasserversorgung, Abwasserentsorgung und Hygiene gewährleistet werden.

Um diese ehrgeizigen Ziele zu erreichen, wird sich der CO2-Fußabdruck der Branche bis 2050 fast verdoppeln, nämlich auf 2,82 Milliarden, wenn die Effizienz nicht besser wird – so Untersuchungen eines Mitglieds des Thematic Advisory Board der Water Strategie.

Jedoch könnten durch die Dekarbonisierung der Wasserproduktion etwa 200 Millionen Tonnen CO2-Emissionen pro Jahr eingespart werden, wie die Untersuchungen zeigen. Dazu könnten ein besseres Management des Wasserdrucks sowie die Überwachung (und Behebung) von Leckagen gehören.

Das Pumpen von Wasser von A nach B trägt wesentlich zu den Treibhausgasemissionen des Wassersektors bei. Derzeit arbeiten nur etwa 10 Prozent der Pumpen mit optimalem Wirkungsgrad. Einige müssen komplett ausgetauscht werden, andere müssen optimiert werden (z. B. durch Anpassung des Drucks oder auch durch Verbringen der Pumpe an einen anderen Standort). Solche Änderungen wären jedoch kostspielig und könnten zu vorübergehenden Versorgungsunterbrechungen führen. 

Ein weiteres Problem ist der Sachstand bei der Infrastruktur. Der Wassersektor ist stark fragmentiert und nutzt immer noch dieselben Verteilungsmodelle wie vor einhundert Jahren. Die Effizienz könnte durch eine stärkere Zentralisierung der Struktur verbessert werden, flankiert durch eine Konsolidierung innerhalb der Branche.

Dann ist da noch die Wassermenge, die wir verbrauchen. Auf Branchenebene gibt es große Fortschritte bei der Reduzierung des Wasserverbrauchs und der Steigerung der Effizienz. In der Landwirtschaft besteht immer noch großer Handlungsbedarf. Und auf Ebene der Haushalte haben sich Wasserzähler als hochwirksam erwiesen.

Aus Abwasser wird Strom

Die Wasserindustrie könnte ihren ökologischen Fußabdruck noch weiter reduzieren, wenn sie einen Weg findet, den Abwasser- bzw. Brauchwassersektor zu dekarbonisieren. Hier könnte ein negativer CO2-Fußabdruck erreicht werden, indem Klärschlamm in saubere Energie umgewandelt wird.

Dabei wird das bei der anaeroben Zersetzung freigesetzte Methan abgeschieden und in Wärme und Strom umgewandelt. Für Kläranlagen hat dieser Ansatz nicht nur den Vorteil, dass Emissionen reduziert werden und die Umweltverträglichkeit verbessert wird, sondern auch, dass neue Einnahmequellen erschlossen werden, weil die daraus erzeugte erneuerbare Energie an das lokale Netz verkauft oder an Ort und Stelle genutzt werden kann, um die Stromkosten zu senken.

Zusätzlich kann Wasser aus dem Klärschlamm abgetrennt und als günstigere Alternative zur Entsalzung wiederverwendet werden.

Im Endergebnis zeigt die Analyse des Water Thematic Advisory Board, dass sich mit der Dekarbonisierung des Abwassersektors – und seiner Nutzung für die Erzeugung erneuerbarer Energien – bis 2050 2 Milliarden Tonnen Emissionen pro Jahr einsparen ließen.

Abfallmanagement im Fokus

Zu guter Letzt dürfen wir die Abfallwirtschaft nicht unerwähnt lassen. Auch wenn kein direkter Zusammenhang zu Wasser besteht, gibt es dennoch Berührungspunkte, weil häufig dieselben Unternehmen beteiligt sind. Wilde Abfalldeponien sind eine der Hauptursachen für unterirdische Wasserverunreinigungen, daher ist ein effizientes Abfallmanagement entscheidend für den Schutz des Wasserzyklus.

Zwei der größten Treibhausgasverursacher sind hier die Emissionen von Lkw, die für die Müllabfuhr eingesetzt werden, und die von den Deponien erzeugten Gase (sowohl durch mikrobielle Zersetzung als auch durch die Maschinen).

Der Umstieg auf Elektrofahrzeuge könnte Teil der Lösung sein, solange der Strom aus erneuerbaren Quellen stammt. Auch Fahrzeuge, die mit komprimiertem oder flüssigem Erdgas (CNG/LNG) betrieben werden, erfreuen sich zunehmender Beliebtheit, insbesondere in den USA, wo sie bereits 12 Prozent der Müllabfuhrflotte ausmachen – dieser Anteil dürfte im Zuge des Austauschs alter Lkw steigen. Selbst wenn die Lkw nicht 100% klimafreundlich sind, lässt sich dadurch die CO2-Intensität von Dieseläquivalenten halbieren und das ist ein großer Schritt in die richtige Richtung. Wasserstoff-Lkw sind eine weitere Möglichkeit, aber diese befinden sich noch in der Entwicklung. In Nordeuropa läuft gerade ein Pilotprojekt.²

Ein Problem bei Deponien ist das bei der anaeroben Zersetzung von organischen Abfällen entstehende Methan. Dies betrifft vor allem die USA, wo organische Abfälle häufig nicht für die Kompostierung getrennt werden und auf Deponien landen.

Je schneller und effizienter die Zersetzung, desto weniger Gas wird freigesetzt. Bislang konzentrierten sich die Geschäftsmodelle der Deponien nur auf den Einschluss der Abfallstoffe; es gab keinen Anreiz, den Zersetzungsprozess zu optimieren. Das ändert sich gerade.

Optimale Bedingungen für die Zersetzung sind ein hoher Feuchtegehalt, warme Temperaturen von etwa 37°C und eine nicht säurehaltige Umgebung (mit einem pH-Wert über 7). Diese Voraussetzung zu erfüllen, ist nicht ganz einfach. Eine Erhöhung des Feuchtegehalts kann den Abfall instabil machen und die Sicherheitsrisiken erhöhen. Dem kann teilweise durch die Beigabe von Holzhackschnitzeln entgegengewirkt werden. Dadurch werden jedoch zusätzliche Kosten verursacht und zusätzliche Ressourcen verbraucht, und damit ist ebenfalls ein ökologischer Fußabdruck verbunden.

Das auf den Deponien entstehende Methan kann gesammelt werden. Aber die Frage ist, was dann damit geschehen soll. Jüngste Initiativen befassen sich mit der Nutzung des gesammelten Gases für die Strom- und Wärmeerzeugung und stellen dabei ähnliche Überlegungen an wie bei Abwasser.

Vielleicht noch revolutionärer sind Pläne, Deponien als CO2-Speicher zu nutzen. Allein in den USA gibt es rund 1.400 Löcher im Boden, die als CO2-Senke in Frage kommen. Die Idee ist, CO2 mithilfe von Filtrationssystemen aus der Luft zu entfernen und es dann für die Ewigkeit zu binden (bzw. einzuschließen). Neueste Technologien wie die der Climeworks AG machen den Prozess zugänglicher und bezahlbarer.

Dass Regierungen und Konsumenten dem Schutz der Umwelt eine immer höhere Priorität einräumen, macht den Weg für Innovationen frei, um den CO2-Fußabdruck zu reduzieren und Geschäftsmodelle zukunftssicher zu machen. Unternehmen, die sich für mehr Effizienz und umweltfreundlichere Verfahren einsetzen, dürften mittelfristig sehr erfolgreich sein – die Wasser- und Abwasserindustrie ist da keine Ausnahme. Da wir überall auf der Welt die Wasser- und Abwasserversorgung verbessern, wird es auch immer wichtiger, ihren ökologischen Fußabdruck zu optimieren.

_{[1] https://www.un.org/sustainabledevelopment/water-and-sanitation/
[2] https://www.nweurope.eu/projects/project-search/hector-hydrogen-waste-collection-vehicles-in-north-west-europe/}