Fraunhofer-Experten haben TWIST++ im Blick

Fraunhofer-Experten haben TWIST++ im Blick

aus der Ausgabe 
Oktober, 2014

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Dr. Harald Hiessl

Im Gespräch mit Dr. Harald Hiessl und Dr. Thomas Hillenbrand:
Den Strukturwandel begleiten: Konzepte zur Anpassung und Weiterentwicklung der wasserwirtschaftlichen Systeme.
Mit dem Projekt TWIST++, Transitionswege WasserInfraSTruktursysteme, entwickelt ein großer Projektverbund unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung ISI, Karlsruhe, neue Konzepte und ein Planungsunterstützungs-System. wwt erkundigte sich nach Einzelheiten des Vorhabens bei den Projektleitern Dr.-Ing. Harald Hiessl und Dr.-Ing. Thomas Hillenbrand.

wwt: Noch bis 2016 läuft unter Führung ihres Instituts das Projekt TWIST++. Welche Ziele sollen mit diesem Vorhaben erreicht werden?

Hiessl: Die langen Nutzungsdauern unserer Wasserinfrastruktursysteme, ihre geringe Flexibilität, die Veränderungen wichtiger Rahmenbedingungen und der demografische und klimatische Wandel machen eine Anpassung und Weiterentwicklung der Systeme erforderlich. Zielsetzungen des Projekts sind die Erarbeitung von integrierten Konzepten zur Umwandlung bzw. Weiterentwicklung von Wasserversorgungs-und Abwasserentsorgungssystemen sowie die Entwicklung und Integration von dazu notwendigen technischen Teilkomponenten. Zu den Zielsetzungen gehören weiter die Entwicklung der für eine Umsetzung erforderlichen Planungs- und Bewertungsinstrumente bis hin zu einem Serious Game. Auch die Demonstration und Verifizierung der Ergebnisse an drei repräsentativen Modellgebieten sowie . die Identifizierung von Treibern und Hemmnissen sowie erforderlicher institutioneller Rahmenbedingungen zur Übertragung der Ergebnisse stehen auf der Tagesordnung. Schließlich gehört zu den Zielsetzungen die Berücksichtigung der Transitionsphase durch Untersuchungen zum Übergang von der jetzigen Ausgangssituation hin zu den neuen Systemen.

wwt: Für die Realisierung des Vorhabens wurde ein Projektverbund gegründet Wie schätzen Sie die ersten Ergebnisse der Tätigkeit dieser Kooperation ein?

Hillenbrand: Im Projekt sind tatsächlich sehr unterschiedliche Akteure beteiligt: Forschungseinrichtungen, Betreiber von Wasserinfrastruktursystemen und Verbände sowohl aus dem Trinkwasser- als auch aus dem Abwasserbereich, Unternehmen aus den Bereichen Software und Anlagentechnik sowie das hessische Umweltministerium als assoziiertes Mitglied. Die engagierten Partner mit ihren unterschiedlichen Perspektiven arbeiten eng zusammen und schaffen so wichtige Synergien. Die Kommunikation über den Projektverbund wird durch Integrationsworkshops für das gesamte Projektteam sowie thematische Arbeitsgruppen, die in einem intensiven und regelmäßigen Austausch stehen, realisiert.

wwt: Bitte nennen Sie unseren Lesern technische Komponenten, an denen im Rahmen des Projekts gearbeitet wird.

Hiessl: Im Vorfeld des Projektes wurden aufbauend auf den Erfahrungen der beteiligten Projektpartner wichtige Technikkomponenten identifiziert, die für die Realisierung integrierter, ressourceneffizienter Wasserinfrastruktursysteme noch nicht so wie benötigt zur Verfügung stehen. Für diese Komponenten wurden dann Forschungsarbeiten in TWIST++ aufgenommen: dies bezieht sich beispielsweise auf kompakte Anlagen zur Energie- und Nährstoffrückgewinnung aus Abwasserteilströmen, robuste, dezentral einsetzbare Grauwasserrecycling-Anlagen sowie die Fit-for-Purpose-Aufbereitung bei unterschiedlichen Ausgangsqualitäten. Außerdem laufen Arbeiten zur Konzeption selbstreinigender Trinkwasser-Teilnetze, zur Umnutzung vorhandener Abwassernetze in Abhängigkeit von Sanierungsbedarf und Auslastungsgrad, zur Integration von Abwässern gewerblicher und industrieller Indirekteinleiter in Transitionskonzepte sowie zu dezentralen  Lösungen zur Minimierung oder alternativen Bereitstellung von Löschwasser.

wwt: …und welche Bedeutung hat in diesem Zusammenhang die Entwicklung eines Planungsunterstützungssystem?

Hillenbrand: Das Planungsunterstützungssystem ist Teil der Software-Produkte, die im Rahmen des Projekts entwickelt werden. Es wird von und für Ingenieurbüros entwickelt mit der klaren Zielsetzung, Planungsarbeiten für die innovativen Systeme zu unterstützen. So wird ein starkes Hemmnis für die Umsetzung neuer Konzepte überwunden. In den Ingenieurbüros sind in der Regel Software-Produkte im Einsatz, die nur konventionelle Ansätze abdecken. Werden keine neuen, weiterentwickelten Software-Lösungen angeboten, ist es verständlich, dass die Planungsarbeiten sich überwiegend an diesen konventionellen Lösungen orientieren. Neben der Integration wichtiger Komponenten der neuen Systeme wie z. B. Berücksichtigung von Abwasserteilströmen und semizentralen Abwasserbehandlungstechnologien ist die Zusammenführung der Planungstools aus dem Trink- und Abwasserinfrastrukturbereich ein zentraler Punkt der Entwicklungsarbeiten.

wwt: Zum Einsatz kommt ein so genanntes Serious Game als zusätzliches Tool. Welcher Nutzen ist von diesem Tool zu erwarten?

Hiessl: Die Komplexität bei der Planung und Umsetzung von Wasserinfrastruktursystemen ist sehr hoch: Dies betrifft die Zahl der Akteure, die Verbindungen zu anderen Infrastruktursystemen, zur Stadtplanung und Stadtentwicklung sowie unterschiedlicher Einwirkungen der Veränderungen im Umfeld. Mit dem Spiel sollen diese Abhängigkeiten und Wechselwirkungen spielerisch und auf leicht verständliche Art erklärt werden. Das spielbasierte Planen erleichtert den Zugang zu alternativen Infrastrukturlösungen und macht die unterschiedlichen möglichen Szenarien begreifbar und anschaulich. Das Serious Game soll insbesondere Entscheidern auf der kommunalen Ebene dabei helfen, ein grundlegendes Verständnis für die zahlreichen interdisziplinären Zusammenhänge, Abhängigkeiten und Wechselwirkungen zu entwickeln. So wird die Hemmschwelle abgebaut, innovative und integrierte Infrastrukturkonzepte bei Umbau und Erneuerungsplanung zu berücksichtigen. Beide Softwaretools, Planungsunterstützungssystem und Serious Game, sind mit entscheidend, um neue, nachhaltige Konzepte zu etablieren.

wwt: Welche Erfahrungen brachte die bisherige Tätigkeit in den ausgewählten Modellgebieten?

Hillenbrand: Für das Verbundprojekt haben die  bereits angesprochenen Modellgebiete eine zentrale Bedeutung, da wir uns als Zielsetzung die Erarbeitung praxisnaher Lösungen vorgenommen haben. Und diese Gebiete wurden gezielt so ausgewählt, dass wir sehr unterschiedliche, für Deutschland jedoch auch repräsentative Randbedingungen abdecken: Das Modellgebiet Wohlsborn-Rohrbach (Thüringen) besteht aus zwei Dörfern im ländlichen Raum mit sehr niedrigen und weiter abnehmenden Bevölkerungszahlen, in denen das vorhandene Abwassersystem nicht dem Stand der Technik entspricht. Das 2. Modellgebiet, Lünen in Nordrhein-Westfalen, ist dagegen städtisch geprägt,  mit Gewerbe und Industrie und gekennzeichnet von einem moderaten  Bevölkerungsrückgang, sinkendem Trinkwasserbedarf und räumlich getrennten Abwasserteilnetzen, die mittel- bis langfristig an sich ändernde Umfeldbedingungen anzupassen sind. Völlig andere Bedingungen zeichnen das 3. Modellgebiet aus: die Zeche Lippe-Westerhold (NRW) ist eine Erschließungs- und Konversionsfläche einer ehemaligen Zeche, für das Trinkwasserversorgung und Abwasserentsorgung neu konzipiert werden müssen.

Das Gespräch führte Manfred Radloff

KONTAKT
Projektleiter Dr.-Ing. Thomas Hillenbrand
Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI
Breslauer Straße 48
76139 Karlsruhe
Tel.: 0721/6809-119
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