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Wasser Quell der Zuversicht

Neue Technologien helfen gegen die weltweite Knappheit der wichtigsten Ressource. Deutsche Unternehmen gehören zu den Pionieren.
aus manager magazin 11/2008

Am 31. März geschah etwas Unerwartetes vor der Kathedrale Sagrada Familia in Barcelona: Der künstliche Teich lief leer, der den Platz vor Antoni Gaudís architektonischem Weltwunder schmückt. Die Stadtwerke hatten die Wasserzufuhr abgestellt und den Abfluss geöffnet. Ein neues Gesetz fordert drastisches Wassersparen in ganz Katalonien.

Die Wasserknappheit, bisher nur eine der vielen Horrorgeschichten aus der Sahelzone oder den Wellblechhütten von Kinshasa oder Jakarta, ist in den modernen europäischen Metropolen angekommen.

Das Problem wird sich nicht auf leere Zierteiche beschränken. Bis zum Jahr 2025, so schätzt die UN, werden zwei Drittel der Weltbevölkerung Einschränkungen in der Wasserversorgung hinnehmen müssen. Rund 1,8 Milliarden Menschen werden dann unter lebensbedrohlichem Wassermangel leiden.

Auf dem diesjährigen World Economic Forum in Davos forderte deshalb UN-Generalsekretär Ban Ki Moon, die Wasserknappheit an die Spitze der weltweiten Agenda zu stellen. Andernfalls drohten lang anhaltende politische Konflikte oder gar Kriege um die Wasserversorgung einzelner Nationen.

Denn der Mangel stellt nicht nur ein humanitäres Problem dar: Wasser ist auch einer der wichtigsten Rohstoffe, Produktionsmittel für nahezu alle Industriezweige. Rund 150 000 Liter Wasser werden zum Beispiel bei der Herstellung eines Pkw verbraucht.

Eine wachsende Weltbevölkerung steuert auf eine große Wasserknappheit zu. "Mit der weltweiten Wirtschaft wächst auch ihr Durst", so Ban Ki Moon.

Doch bei all den düsteren Prognosen gibt es auch Aspekte, die Hoffnung machen: "Die drohende Wasserkrise ist vor allem ein Problem der Verteilung und des Managements, weniger des Nachschubs", sagt Jonathan Chenoweth. Der Experte vom Zentrum für Umweltstrategien an der britischen Universität von Surrey ist sicher: "Wir können das Wasserproblem lösen mit bereits vorhandenen Technologien, mit verstärkten Investitionen und politischem Willen."

Vorn dabei in dieser Entwicklung sind deutsche Unternehmen. Sie beliefern internationale Wasserkonzerne wie Veolia mit innovativen Ansätzen zur Trinkwassergewinnung, zur Abwasserreinigung und zum -recycling.

Zum Beispiel die hessische Envirochemie. In ihren Entwicklungslabors dringt leises Blubbern aus meterhohen Bioreaktoren: In einer trüben Flüssigkeit zerlegen Bakterienstämme die schwärzlichen Rückstände aus den Filteranlagen eines Limonadenkonzerns.

Oben, am Auslass der durchsichtigen Glasröhren, wird der Methangehalt im Gasabfluss gemessen. Den gilt es zu optimieren. Denn das Biogas lässt sich entweder als Energieträger direkt nutzen oder gewinnbringend verkaufen. Die Methode könnte eines der größten Probleme der Wasseraufbereitung lösen: ihren hohen Energiebedarf.

"Mit diesem Verfahren hält gerade die Biotech Einzug in die Wasserbranche", sagt Gottlieb Hupfer. Der CEO der mittelständischen Envirochemie, ein stämmiger Schnauzbartträger, neigt nicht zu visionärem Übermut. Aber mit den neuen Technologien, wie sie in seiner Firma und von anderen deutschen Wasseraufbereitern vorangetrieben werden, "haben wir einen Entwicklungsvorsprung zum Wettbewerber aus den USA von 15 Jahren", glaubt Hupfer, der auch beim VDMA für die Fachabteilung Wasser- und Abwassertechnik spricht.

Auch Jens Papperitz, Vice President für Marketing und Strategie bei Siemens Water Technologies, sieht die gesamte Branche im Aufwind - und ein sich radikal veränderndes Geschäftsmodell: "Durch die Biogasproduktion kann die Wasserwirtschaft vom Energieverbraucher zum -lieferanten werden."

Dies ist eine frohe Botschaft für all die Dürstenden in der Dritten Welt, für die Nahrungsmittel-, die Papier- und alle übrigen wasserintensiven Industrien in trockenen Ländern wie Israel, Australien oder den Golfstaaten. Denn aufwendige, aber ergiebige Verfahren zur Wassergewinnung wie etwa die Meerwasserentsalzung - bisher wegen des hohen Energiebedarfs oft zu teuer - könnten sich künftig rentieren. Vorausgesetzt, die Desalinierung wird mit der Abwasseraufbereitung, bei der Biogas anfällt, gekoppelt.

Auch die Effizienz der Entsalzungsanlagen selbst hat sich durch neue Technologien sprunghaft verbessert. Das Entsalzen von 1000 Litern Meerwasser kostet nur noch zwischen 60 und 80 Cent.

Das neue Verfahren heißt "Reverse Osmose": Pumpen pressen Salzwasser gegen eine nahezu undurchlässige Membran - die Poren dieser Kunststofffolie messen maximal einen Nanometer (erst zehn Milliarden Poren ergeben ein Loch von der Größe dieses i-Punktes). Diese Membran hält die Salzionen zurück, lässt jedoch die kleineren Wassermoleküle passieren (siehe Grafik Seite 110 oben rechts).

Die Energie für die Pumpen, so das Kalkül, könnte künftig aus dem Biogas gewonnen werden, das bei der biotechnischen Abwasserzersetzung entsteht.

Auch ohne diese Energiesparoption wächst der globale Markt für das Reverse-Osmose-Verfahren. Im März dieses Jahres ging die bislang weltgrößte Anlage in Algier in Betrieb, errichtet von General Electric für 250 Millionen Dollar. Täglich liefert sie bis zu 200 Millionen Liter Trinkwasser für die zwei Millionen Einwohner der Hauptstadt.

Das schwerreiche Wüstenemirat Abu Dhabi am Persischen Golf baut derzeit eine mehr als doppelt so große Anlage. Die soll täglich 560 Millionen Liter Meerwasser für die 1,5 Millionen Einwohner entsalzen und im Jahr 2010 den Betrieb aufnehmen.

Die Nachfrage nach diesen neuen Systemen und ihren robusten Komponenten wächst. Schließlich können die Menschen auf nichts so wenig verzichten wie auf sauberes Wasser. Die Fraunhofer- Gesellschaft bringt deshalb Schicht- und Oberflächentechniker, Informatiker, Bio- technologen und Solarspezialisten zusammen, um neue Anwendungen für Wassertechnologien in einer Allianz von insgesamt 13 Instituten zu erforschen.

Die internationalen Technologiekonzerne investieren kräftig: GE kaufte zum Beispiel die nordamerikanischen Wasserbereiter Osmonics und Zenon. Siemens übernahm im Jahr 2004 die US-Filter-Gruppe, einen Firmenverbund mit 5800 Mitarbeitern, 1900 Patenten und 900 Technologieangeboten für die Wasseraufbereitung. Der Siemens-Geschäftsbereich Water Technologies (WT) machte im vergangenen Jahr knapp zwei Milliarden Dollar Umsatz. Insgesamt hat der Weltmarkt für Wassertechnologien ein Volumen von gut einer Drittel Billion Dollar pro Jahr.

Vor allem Membran-Filtersysteme werden immer häufiger gebraucht. Schon heute, sagt Günter Führer, Geschäftsführer beim deutsch-amerikanischen Anlagenbauer Wallace & Tiernan im schwäbischen Günzburg, lasse sich absehen, dass die Nachfrage für sogenannte Ultrafiltration (siehe Grafik oben) über die Jahre kräftig zunehmen werde.

Der Grund: Immer öfter gibt es alarmierende Meldungen über Rückstände von Medikamenten oder Antibabypillen, die im Klärschlamm verborgen auf Äckern ausgebracht wurden und nun im Trinkwasser auftauchen.

Wer die Konsumenten wie die Umwelt davor schützen will, braucht Ultrafiltrationsanlagen. "Die halten die Hormone und Arzneisubstanzen verlässlich zurück", sagt Führer, der solche Systeme baut und verkauft. Freilich dürfen deren Rückstände dann nicht wieder ausgebracht werden.

Etwas gröber sind die Mikrofiltrationssysteme zur Aufbereitung von Regen- und Oberflächenwasser. Siemens hat eine einfache Anlage für Entwicklungsländer entwickelt, die Trinkwasser für bis zu 2500 Dorfeinwohner liefert - für weniger als 30 Cent Betriebskosten pro Kopf und Jahr. Die Technik kommt ohne Chemikalien und ohne Pumpen aus, weil die Mikrofiltration nur wenig Druck braucht. Oft reicht es, wenn die Schwerkraft das zu reinigende Wasser aus ein paar Metern Höhe durch die Membran drückt, etwa aus einem Regensammelbottich.

Die Anlagen, die zur Aufbereitung von Regen- und Oberflächenwasser genutzt werden, halten jene Keime zurück, die Cholera, Ruhr, Typhus und andere Krankheiten auslösen, an denen jährlich Millionen unterernährte Säuglinge und Kleinkinder sterben. Über 300 dieser Systeme sind weltweit bereits fest installiert.

Mikro- und Ultrafiltration liefern auch Lösungen für moderne Abwasserreinigung und -recyclingverfahren. Serono, die Biotech-Tochter des Darmstädter Merck-Konzerns, gewinnt in der Kläranlage ihres Werks in Genf damit jährlich Wirkstoffe im Wert von mehreren hunderttausend Euro zurück.

Einige Gemeinden in der kalifornischen Wüste haben inzwischen so raffinierte Filtrationskläranlagen, dass sie das damit gewonnene Produkt theoretisch sofort wieder in die Trinkwasserleitungen einspeisen könnten. Die Abnehmer, erzählt Siemens-Manager Papperitz, ekeln sich aber vor diesem Toilet-to-Tap-Kreislauf und schieben hygienische Bedenken vor.

Die kalifornischen Klärwerker leiten ihr sauberes Nass deshalb vorerst in tiefere Schichten des Wüstensandes. Dort kann es noch ein paar Monate lang ein paar Meter tief absacken - bevor es von den Pumpen der Wasserwerker wieder hochgesaugt wird und abermals aus dem Hahn fließt.

Wer es sich leisten kann, für den ist der Einsatz moderner Wassertechnologien ohnedies nur eine Geschmacksfrage: In der Internationalen Raumstation ISS gab es in den acht Jahren des bemannten Betriebs weder Gesundheitsprobleme, noch erhoben die Besatzungen Einwände gegen das Toilet-to-Tap-Prinzip. Michael O.R. Kröher

Michael O.R. Kröher
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