Nachhaltige urbane Kulturlandschaft in der Metropole Ruhr

Im Mai 2011 startete das vom BMBF mit 4,5 Millionen Euro geförderte Projekt zur „Nachhaltigen urbanen Kulturlandschaft in der Metropole Ruhr (KuLaRuhr). Ziel dieses Projektes ist die Untersuchung des Potentials zur Mehrfachnutzung von Flächen und Infrastruktur im Ruhrgebiet. In den kommenden drei Jahren werden Methoden und Konzepte entwickelt, um Ressourcen intelligent, nachhaltig und kostensparend einzusetzen. Neben der Universität Duisburg-Essen sind weiter die Universitäten Darmstadt, Bochum und Kassel, sowie der RVR, die Wirtschaftsförderung metropoleruhr GmbH, die Landwirtschaftskammer NRW, die Stadt Bottrop, das Ruhr Institut sowie die Rechtsanwaltskanzlei Heinemann & Partner an der Ausarbeitung des Projektes beteiligt.
Der Lehrstuhl für Siedlungswasser- und Abfallwirtschaft der Universität Duisburg-Essen wird sich im Rahmen des Projektes die folgenden Forschungsschwerpunkte bearbeiten:

Potentiale nutzen: Sowohl in der Fertigungsindustrie als auch bei der Stromerzeugung durch BHKW’s fällt Wärme bzw. aufgeheiztes Abwasser als Abfallprodukt an, das ungenutzt entsorgt wird. Der Grund dafür, dass diese Energie nicht genutzt wird, ist oftmals, dass der Entstehungsort der Abwärme und potentielle Nutzer (z.B. gewerbliche oder öffentliche Einrichtungen) geografisch weit auseinander liegen. Ziel dieses Arbeitspaketes ist es, das Abwassersystem als potentielles Verteilungssystem für Wärmeenergie zu untersuchen. Das Abwassersystem ist in deutschen Städten sehr gut ausgebaut und nahezu jedes Gebäude ist daran angeschlossen. Nun gilt es zu untersuchen, in wieweit dieses Netzwerk zum Transport überschüssiger Abwärme geeignet ist und welche Randbedingungen die Nutzung maßgeblich beeinflussen.

Stauraum schaffen: Prognosen gehen davon aus, dass bedingt durch den Klimawandel die Starkregenereignisse bei gleichzeitig länger anhaltenden Trockenperioden zunehmen werden. Es gilt nun, für diese erschwerten Anforderungen an die Stadtentwässerung, Maßnahmen zu finden, mit denen eine ausreichende Entwässerung der Stadtgebiete auch bei Starkregenereignissen gewährleistet werden kann. Das Handlungsbedürfnis bei der Entwässerung von städtischen Gebieten wird nicht zuletzt durch die Unterzeichnung der „Zukunftsvereinbarung Regenwasser“, die für die Emscherregion vereinbart wurde, deutlich. Die Emscherregion fungiert hierbei als Vorreiter für die Bundesrepublik. Sie hat sich zum Ziel gesetzt, in den nächsten 15 Jahren den Regenabfluss über die Kanalisation um 15 % zu reduzieren. Im Anbetracht begrenzter Retentionsflächen können technische Lösungen, wie die „intelligente“ Abflusssteuerung von Zisternen, bei der Erreichung dieser wasserwirtschaftlichen Ziele, eine bedeutende Rolle spielen.
Im zweiten Arbeitspaket dieses Projektes wird deshalb untersucht, in wie fern, ein Netz aus dezentralen Zisternen, das beispielsweise vom Netzbetreiber auf Basis von Wetterprognosen gesteuert wird unter ökonomischen, ökologischen und Gesichtspunkten der Akzeptanz eine Alternative zu zentralen Regenrückhaltebecken darstellt.
Im Rahmen dieses Projektes wird zunächst eine durch Wetterprognosen gesteuerte Zisterne simuliert. Hierbei wird mit realen Wetterprognosen (Meteoblue), sowie mit realen Niederschlagsdaten gearbeitet. Mit Hilfe der Simulation werden die optimale Zisternengröße für unterschiedliche Anforderungen und die anfallenden Entlastungsraten und –häufigkeiten untersucht. Dieser Simulation folgt der Aufbau eines Prototyps, der unter realen Bedingungen betrieben und gesteuert wird. Nach einer Betriebszeit von einem Jahr werden fünf weitere Zisternen aufgebaut um das Zusammenwirken und die kumulierte Speicherleistung der Zisternen unter realen Bedingungen zu untersuchen. Beim Aufbau der Zisternen arbeitet das Fachgebiet Siedlungswasser- und Abfallwirtschaft mit dem Unternehmen mall Umweltsysteme zusammen.  Außerdem werden die rechtlichen Anforderungen an die geänderte Nutzung von Zisternen untersucht und geprüft, ob und ich welchem Umfang Anreizsysteme für einen umfangreichen Ausbau der gesteuerten Zisternen sinnvoll ist. Für die rechtlichen Fragestellungen arbeitet das Fachgebiet für Siedlungswasser- und Abfallwirtschaft mit der Kanzlei Heinemann & Partner aus Essen zusammen. Abschließend wird im Rahmen einer Simulation ein gesamtes Einzugsgebiet mit mehreren Zisternen unter realen Randbedingungen (reale Wetterprognosen und Wetterdaten) untersucht und das Einsparpotential konventioneller Retentionsflächen eingehend überprüft.

Gewässer schützen: Nicht zuletzt aufgrund steigender Energiepreise entscheiden sich immer mehr Haushalte dafür, ihre Gebäude mit Wärmedämmfassaden aus polymeren Werkstoffen zu verkleiden. Energetisch ist dies eine sinnvolle Maßnahme, jedoch besteht bei der Ausführung dieser Wärmedämmmaßnahme die Gefahr, dass die Bioziden, mit denen die polymeren Werkstoffe behandelt werden, durch Regenwasser ausgewaschen werden und so ins Oberflächen- und Grundwasser gelangen können. Das Ziel des dritten Arbeitspaketes ist, diese Emissionen zu quantifizieren, die Mechanismen der Mobilisierung zu beschreiben und geeignete Maßnahmen zu finden, mit denen diese Einträge vermindert oder gar vermieden werden können.

Projektbearbeiter

Dipl.-Ing. Benjamin Keser

Dr.-Ing. Thorsten Mietzel

Dr.-Ing. Sebastian Schmuck

Laufzeit

Mai 2011 - Ende 2013