So lässt sich der Wasser-Energie-Nexus für Klima und Wirtschaft nutzen

Ohne Wasser keine Energie, und ohne Energie kein Wasser – diese enge Verbindung ist ein wichtiges Thema der globalen Nachhaltigkeitsagenda. Eine jetzt veröffentlichte Studie des Unternehmens Danfoss zeigt, welches Potenzial in einer besseren Verzahnung der Wasser- und Energieinfrastrukturen stecken könnte.

Grafik: Smarterpix/sellingpix

Die Studie „The Potential of the Water-Energy Nexus: Tapping into Efficiency“ zeigt: Durch gezielte Effizienzmaßnahmen im Wassersektor könnten weltweit bis zu 8 % des gesamten Energieverbrauchs eingespart werden. Das entspräche rund 1 300 TWh/a – mehr, als ganz Japan verbraucht. Der sogenannte Wasser-Energie-Nexus beschreibt die gegenseitige Abhängigkeit beider Systeme. Wasser wird für Energieerzeugung, Kühlung und Transport benötigt; Energie wiederum treibt Pumpen, Aufbereitungsanlagen und Verteilungssysteme an. Laut der Studie entfällt heute bis zu 4 % des weltweiten Stromverbrauchs auf die Wasserversorgung und Abwasserbehandlung – Tendenz steigend. Mit wachsender Urbanisierung und steigenden Temperaturen könnte dieser Anteil bis 2040 auf fast das Doppelte klettern. Dem Bericht zufolge ermöglichen bereits verfügbare Technologien – von drehzahlgeregelten Pumpen über Wärmerückgewinnung bis zu intelligentem Monitoring – enorme Einsparungen. „Wasser und Energie werden oft getrennt behandelt, dabei ist ihre Verbindung der Schlüssel zur Klimaneutralität“, heißt es im Vorwort des Reports. Die Autorinnen und Autoren fordern, das Thema in nationale Energie- und Klimastrategien zu integrieren und Kommunen, Versorger sowie Industrie enger zu vernetzen.

Abwasser als Energiequelle

Das Potenzial liegt nicht nur in der Energieeinsparung, sondern auch in der Energierückgewinnung. Laut Danfoss könnten Kläranlagen weltweit zu lokalen Energiehubs werden. Abwasser enthält Wärme, chemische Energie und organische Stoffe, die in Strom oder Fernwärme umgewandelt werden können. In Kopenhagen, Dänemark, deckt eine kommunale Anlage bereits rund 15 % ihres eigenen Energiebedarfs durch die Rückgewinnung von Abwärme und Biogas. Auch die Modernisierung von Pump- und Rohrleitungsnetzen verspricht enorme Einsparungen. Veraltete Systeme verlieren einen nicht unerheblichen Teil der Förderenergie durch Reibung und ineffiziente Steuerung. Der Einsatz elektronisch geregelter Antriebe kann den Stromverbrauch um bis zu 40 % senken – mit kurzer Amortisationszeit.

Ein weiterer Hebel ist die Abwasserwärmenutzung. Durch Wärmeübertrager können Abwässer aus Haushalten, Gewerbe oder Industrie direkt in Wärmenetze eingespeist werden. Danfoss schätzt, dass allein in Europa auf diese Weise jährlich bis zu 90 Mio. t CO₂ vermieden werden könnten – ein Beitrag, der dem kompletten Jahresausstoß der Niederlande entspricht. Die Studie verweist zudem auf das steigende Risiko durch Klimawandel und Trockenperioden. Energieintensive Wassergewinnung, etwa durch Entsalzungsanlagen, nimmt weltweit zu. Durch verbesserte Energieeffizienz in diesen Prozessen ließen sich Kosten und Emissionen zugleich reduzieren. In Regionen mit Wasserknappheit könne eine integrierte Wasser-Energie-Planung nicht nur die Versorgung sichern, sondern auch zur lokalen Wertschöpfung beitragen.

Wasser-Energie-Nexus: Politik und Wirtschaft gefordert

Danfoss plädiert dafür, den Wasser-Energie-Nexus als festen Bestandteil der Klimapolitik zu verankern. Die Studie zeigt, dass Investitionen in Energieeffizienzlösungen im Wassersektor zehnmal günstiger sind als die Kompensation von CO₂-Emissionen durch nachgelagerte Maßnahmen. Dennoch würden diese Potenziale bislang kaum berücksichtigt. Konkret schlägt der Bericht drei Handlungsebenen vor: Erstens sollten Kommunen und Wasserversorger verpflichtet werden, Energieeffizienzmaßnahmen systematisch in die Planung ihrer Anlagen aufzunehmen. Zweitens brauche es Anreizprogramme und Investitionshilfen, um bestehende Infrastruktur schneller zu modernisieren. Drittens sei ein Wissens- und Datenaustausch zwischen Wasser- und Energieakteuren notwendig, um Synergien sichtbar zu machen.

Danfoss-CEO Kim Fausing betont, dass die Lösung längst vorhanden sei: Technologien für effiziente Pumpen, Wärmerückgewinnung und intelligente Steuerung existierten, müssten aber konsequenter eingesetzt werden. „Wenn wir Wasser- und Energiesysteme zusammen denken, können wir gleichzeitig Emissionen senken, Betriebskosten reduzieren und die Versorgungssicherheit stärken“, so Fausing. Die Studie versteht sich auch als Weckruf an politische Entscheidungsträgerinnen und -träger. Während Themen wie Mobilität oder Gebäudewärme viel Aufmerksamkeit erhalten, fristet der Wassersektor in Energie- und Klimastrategien bislang ein Nischendasein. Dabei ist gerade hier das Einsparpotenzial besonders groß – und die Umsetzung vergleichsweise einfach. Danfoss appelliert daher an Regierungen, Kommunen und Versorgungsunternehmen, den Wasser-Energie-Nexus als eigenständige Säule nachhaltiger Entwicklung zu begreifen. Eine optimierte Wasserwirtschaft könne nicht nur Strom sparen, sondern auch Städte widerstandsfähiger gegen Dürren und Extremwetter machen.