Ohne Wasser ist Alles nichts

Wasser braucht man doch nur zum Trinken, Kochen und Waschen, oder? Von wegen! Wasser steckt in fast allen Dingen, die uns umgeben – vom Blatt Papier über die Kleidung bis hin zu Computern und Autos. Wissen Sie, wie viel Wasser Sie täglich in der Hand halten, ohne es zu ahnen?

Quelle: iStock/greenaperture

Unsichtbares Wasser

Morgens klingelt der Wecker, wir stehen auf, gehen unter die Dusche, putzen die Zähne und kochen Kaffee. Dafür brauchen wir Wasser. Trinkwasser. So verbraucht jeder Deutsche pro Tag ungefähr 122 Liter in seinem Haushalt – und liegt damit im weltweiten Vergleich im unteren Mittelfeld. Doch auch wenn der Wasserhahn zugedreht ist, tickt die „virtuelle Wasseruhr“ weiter.

Virtueller Verbrauch

Fast alles, was wir im täglichen Leben benutzen, braucht für den Herstellungsprozess ebenfalls Wasser – der Duschvorhang, das Handtuch, Kleidung, die Zahnbürste, das Handy. Auch unsere Lebensmittel können ohne Wasser nicht produziert werden. Zählt man dieses „virtuelle Wasser“ hinzu, liegt der Pro-Kopf-Verbrauch in Deutschland bei ca. 3.900 Litern – und das jeden Tag. Das entspricht 30 Badewannen voller Wasser, die in unserem täglichen Leben versteckt sind – im Espresso, in Jeans, dem Essen, dem Computer, dem Auto und vielem anderen mehr.

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Quelle: iStock/Simon Lehmann

Dem Wasser auf der Spur

Meistens führen wir uns nicht vor Augen, dass unser Essen, das Handy oder der Stoff für unsere Kleidung nicht fertig vom Himmel fallen. Will man Fleisch essen, muss man Tiere halten – und die brauchen Wasser und Futter. Die Futtermittel müssen angebaut, gewässert, geerntet und verarbeitet werden. Die Tierställe müssen gereinigt werden. Auch bei der Weiterverarbeitung des Fleisches im Schlachthaus sowie bei der Kühlung und der Verpackung wird Wasser zur Reinigung benötigt.

So lässt sich für fast jedes Produkt eine lange Produktionskette aufzeigen, bei der viele Glieder Wasser benötigen – auch bei Produkten, bei denen man es gar nicht vermutet. Doch wo ist das Wasser überall versteckt und wie viel ist es genau?

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Der Durst der Industrie

Die moderne Gesellschaft benötigt immense Mengen an Wasser – und das nicht nur für die Herstellung von Produkten. Im Jahr 2013 wurden beispielsweise in der deutschen Industrie über alle Produktionsbereiche hinweg mehr als 26.000 Millionen m³ Wasser eingesetzt. Diese Menge entspricht in etwa 270.000 Fußballfeldern, auf denen sich jeweils eine 10 Meter hohe Wassersäule befinden würde.

Fast die Hälfte dieser Menge (47 Prozent) wurde zur Energieversorgung verwendet. Das verarbeitende Gewerbe verbrauchte im Vergleich dazu nur 15 Prozent. Allein die Hälfte davon benötigte die chemische Industrie (8 Prozent).

Wasser ist eine kostbare Ressource und seine Wiederaufbereitung ein aufwendiger Vorgang. Deshalb versucht die Industrie kontinuierlich, ihren Wasserkonsum zurückzuschrauben. Durch den Einsatz effizienterer Technik und Technologien sowie durch die Wiederverwendung von Wasser (im besten Falle in geschlossenen Kreisläufen) konnte sie so seit dem Jahr 2000 ihren Wasserverbrauch halbieren:

  • Im verarbeitenden Gewerbe sank der Wassereinsatz um knapp 30 Prozent
  • In der chemischen Industrie wurden 36 Prozent weniger Wasser verwendet
  • Im Vergleich dazu sparten die privaten Haushalte nur 8 Prozent ein

Arm und Reich sind im Verbrauch nicht gleich

Wasser ist auf der Erde nicht gleich verteilt, deshalb wird es auch in unterschiedlichem Maße verbraucht. Doch nicht nur die Geographie ist ausschlaggebend, sondern auch die Höhe des durchschnittlichen Einkommens. In Ländern mit niedrigem bis mittlerem Durchschnittseinkommen verbraucht die Landwirtschaft beispielsweise ungefähr 85 Prozent des verfügbaren Wassers, die Industrie hingegen maximal 10 Prozent. Die Haushalte verbrauchen hier lediglich bis zu 8 Prozent.

In Ländern mit hohem durchschnittlichem Einkommen sinkt der Anteil der Landwirtschaft hingegen deutlich. So werden in Deutschland nur 0,1 Prozent des gesamten Wasserverbrauchs in die Landwirtschaft investiert, während im weltweiten Vergleich dafür rund 70 Prozent des eingesetzten Wassers aufgewendet werden.

Hohe Einkommen lassen das Wasser in die Industrie fließen

Länder mit einem hohen durchschnittlichen Einkommen setzen ihre Wasserressourcen verstärkt in der Industrie ein. Der Anteil des industriellen Verbrauchs liegt in diesen Ländern bereits bei rund 60 Prozent. Mit der Industrialisierung von Entwicklungsländern wird ein weiterer Anstieg des weltweit industriell verbrauchten Wassers erwartet (Prognose 2025: 1.170 km3).

Wasser für alle?

Laut UNESCO hat ein Großteil der Weltbevölkerung Zugang zu sauberem Wasser. Davon leben zwei Drittel in Haushalten oder auf Grundstücken mit Wasserversorgung. Allerdings haben ca. 750 Millionen Menschen nach wie vor kein sauberes Wasser dauerhaft zur Verfügung.

Weltbevölkerung und Wasserzugang

Quellen: Wikipedia, DWA 2016

96 Prozent des Wassers werden nicht getrunken

Wie das Wasser in den privaten Haushalten genutzt wird, ist eng mit dem Lebensstandard verknüpft. In deutschen Haushalten wird das meiste Trinkwasser für die Körperpflege und die Toilettenspülung verwendet. Nur 4 Prozent der 122 Liter pro Person und Tag (2015) werden getrunken und zur Essenszubereitung verwendet.

 

Verwendung von Trinkwasser in deutschen Haushalten nach Verwendungsart (in Prozent)

Quelle: BDEW 2016

„Die Versorgung mit sauberem Trinkwasser ist technologisch herausfordernd. Deutsche Hersteller von Wasseraufbereitungs- und Abwasseranlagen sind in der Lage, flexibel und schnell auf die jeweiligen regionalen Bedürfnisse zu reagieren.“

Richard ClemensGeschäftsführer VDMA Verfahrenstechnische Maschinen und Apparate

Wasser – eine kostbare Selbstverständlichkeit

Obwohl es genug Wasser auf der Welt gibt, ist der Zugang dazu nicht überall eine Selbstverständlichkeit. Damit in Zukunft überall Trink- und Prozesswasser zur Verfügung stehen, entwickelt der Maschinenbau Lösungen für die Wiederaufbereitung der flüssigen Ressource.

Abwasser – der Zwilling des Trinkwassers

Kein Wasserverbrauch ohne Abwasser. Und je mehr wir verbrauchen, desto mehr Wasser muss wiederaufbereitet werden. Mit dem Grad der Verschmutzung steigen auch die Anforderungen an die Abwasserbehandlung. Hierfür hat der Maschinenbau effektive Konzepte entwickelt.

Woher kommt das Wasser in Deutschland?

Wir müssen nur den Wasserhahn aufdrehen und schon haben wir so viel Wasser zur Verfügung, wie wir uns wünschen – denn in Deutschland hört das Wasser aus der Leitung niemals auf zu laufen.

Ein Luxus, den wir einer komplexen Infrastruktur, fortschrittlichster Technologie und jeder Menge Know-how im Bereich der Wassergewinnung, Wasseraufbereitung und Wasserverteilung verdanken.

Das Wasser wird in Deutschland aus verschiedenen Vorkommen gewonnen. 2013 waren es mehr als 5 Milliarden m3, die aus unterschiedlichsten Quellen gefördert wurden.

 

Wassergewinnung nach Wasserarten (in Prozent)

Quelle: Statistisches Bundesamt

Wasser ist das elementarste Grundlebensmittel des Menschen, seine Qualität und seine Herkunft werden strengstens überwacht. Die Trinkwasserrichtlinie der Europäischen Gemeinschaft verpflichtet die Mitgliedstaaten deshalb, der EU-Kommission alle drei Jahre einen Bericht über die Trinkwasserbeschaffenheit vorzulegen. Die jüngste Beurteilung berücksichtigt die Jahre 2011 bis 2013 und zeigt, dass die Qualität des Trinkwassers in Deutschland exzellent ist. Die in diesem Bericht zusammengestellten Daten belegen, dass mindestens 99,0 Prozent der Trinkwasserproben die Anforderungen und Grenzwerte für die mikrobiologischen und chemischen Qualitätsparameter eingehalten haben, für viele dieser Parameter waren es sogar 99,9 Prozent bis 100 Prozent der Proben.

Abwasser – der Zwilling des Trinkwassers

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Wasser ist Leben, Wasser ist Wandel

Auf der Welt befindet sich das Wasser in einem geschlossenen Kreislauf. Das bedeutet, dass die Menge an Wasser immer gleich bleibt und es nur seinen physikalischen Zustand verändert, wenn es „verschwindet“. Doch warum fehlt es plötzlich an der einen Stelle, während an der anderen viel zu viel davon auftaucht?

Wie bleiben wir auch in Zukunft „flüssig“?

Die Weltbevölkerung steigt beständig an – genauso wie sich das Klima stetig wandelt. Damit ändern sich sowohl die regionalen als auch die globalen Gegebenheiten beim Wasserangebot und bei dessen Nutzung. Die „eine“ Lösung für eine dauerhaft sichere Versorgung gibt es leider nicht.

Allerdings existieren schon heute Technologien und Konzepte, um den Zustand der natürlichen Umwelt zu erhalten und alternative Formen der Wasserversorgung zu erschließen, wie z. B. die Meerwasserentsalzung oder die Trinkwassergewinnung aus der Luft.

Diese moderne Entsalzungsanlage versorgt eine karibische Insel mit Wasser. Quelle: Shutterstock/Jo Ann Snover
Süßwasser kann auch durch Umkehrosmose (Entsalzung durch unterschiedliche Konzentrationen und Drücke) gewonnen werden. Quelle: Shutterstock/Durch Zern Liew

In der Wüste Trinkwasser aus der Luft „ernten“?

Die Idee, Wasser aus der Luft zu gewinnen, ist nicht neu. Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT), USA, haben jetzt ein mobiles Gerät entwickelt, das aus Feuchtigkeit in der Atmosphäre Wasser gewinnt und so vielleicht in Zukunft gegen die Wasserknappheit in vielen Regionen, u. a. Wüsten, helfen kann. Das System arbeitet selbst bei sehr trockener Luft mit nur 20 Prozent Luftfeuchtigkeit. Als Energiequelle genügt Sonnenlicht.

Herzstück eines vorgestellten Prototyps ist eine metallorganische Verbindung, kurz MOF (Metal-Organic Framework), die aus Zirkonium, einer Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung und dem Salz der Fumarsäure besteht. Das mikrokristalline Pulver bietet extrem viele Poren und damit eine sehr große Oberfläche, an der Feuchtigkeit aus der Luft gebunden werden kann. Die Wärme des Sonnenlichts sorgt dafür, dass das Wasser den metallorganischen Schwamm als Dampf verlässt und sich schließlich an einer Kondensatoroberfläche sammelt, von wo es in einen Behälter rinnt. Im Test konnten die Forscher mit einem Kilogramm MOF innerhalb von zwölf Stunden 2,8 Liter Wasser gewinnen.

Zirkonium ist ein ungiftiges Schwermetall, das extrem unempfindlich gegenüber Korrosion ist. Quelle: Shutterstock/beejung

Insbesondere im industriellen Sektor stehen die Themen Kreislaufschließung und Water Reuse (Wasserwiederverwertung) im Fokus. Auch die Rückgewinnung von Energie und Wertstoffen aus Prozess- und Abwasser ist eine wesentliche Zukunftsaufgabe – denn die Bedeutung von Wasser wird immer größer werden.

Die Zurückgewinnung von Wasser birgt darüber hinaus Chancen für eine nachhaltige und zuverlässige Wasserversorgung von Industrie und Kommunen. Dies gilt insbesondere im Fall von Städten, die zunehmend auf Wasser aus entfernteren Regionen und/oder auf alternative Wasserquellen angewiesen sind, um der steigenden Nachfrage nachzukommen.

In Verbindung mit entsprechenden Infrastrukturen stellt der Maschinen- und Anlagenbau die Technik und Technologien bereit, um die ganze Bandbreite der Möglichkeiten für eine Zukunft mit ausreichend Wasser für alle auszuschöpfen – von der noch effizienteren Aufbereitung über eine verlustfreie Verteilung bis hin zur Erschließung neuer Wasserquellen.

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Die Wasserressourcen der Welt

Das Wasser befindet sich auf der Erde in einem geschlossenen System. Das bedeutet, dass die Wassermenge immer gleich bleibt, der Aggregatzustand sich jedoch verändern kann. Nur ein geringer Anteil der Wassermenge ist Süßwasser, wovon wiederum ungefähr zwei Drittel für den Menschen nicht direkt nutzbar sind.

1,4

Milliarden

Kubikkilometer Wasser gibt es in etwa auf der Welt.

30

Prozent

des Süßwassers sind als Grundwasser verfügbar.

2,5

Prozent

des Wassers sind Süßwasser (35 Millionen Kubikkilometer).

97,5

Prozent

des Wassers sind Salzwasser. Folglich ist nur ein kleiner Teil der weltweiten Wasserressourcen Süßwasser.

0,3

Prozent

der Süßwasservorräte sind für Menschen aus Seen, Feuchtgebieten und Flüssen verfügbar.

70

Prozent

des Süßwassers sind in Gletschern, als ständige Eis- oder Schneedecke oder im Dauerfrostboden gebunden.

„Das Wasser ist ein freundliches Element für den, der damit bekannt ist und es zu behandeln weiß.“

J. W. von Goethe

Die Autoren

Peter Gebhart

Referent, VDMA Verfahrenstechnische Maschinen und Apparate

Der Diplom-Kaufmann hatte seine erste berufliche Station bei der DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e. V. Peter Gebhart ist seit 2009 Referent beim VDMA und betreut seit 2013 die Fachabteilungen Rückkühltechnik sowie Wasser- und Abwassertechnik im Fachverband Verfahrenstechnische Maschinen und Apparate.

Monika Mages

Referentin, VDMA Verfahrenstechnische Maschinen und Apparate

Monika Mages ist seit 1994 im VDMA Verfahrenstechnische Maschinen und Apparate Referentin für Marketing. Sie betreut innerhalb des Fachverbandes den Bereich Mechanische Verfahrenstechnik.

Wasser und mehr

Hier erfahren Sie mehr zu den vielfältigen Facetten des Themas Wasser – vom Wasserdargebot über Gewinnung, Aufbereitung, Verteilung und Gebrauch bis hin zur Abwasserbehandlung. Sind Sie neugierig geworden? Dann lesen Sie weiter …

„Wasser 2050. Mehr Nachhaltigkeit durch Systemlösungen“

Basierend auf realisierten Innovationen, zeigt das Buch u. a. auf, wie die Wirtschaft Herausforderungen der Wasserversorgung und -entsorgung begegnen und gleichzeitig ökonomisch profitieren kann.

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Der Wasseratlas

Die deutsche Ausgabe des „Weltatlas zur wichtigsten Ressource des Lebens“ informiert und macht nachdenklich zugleich. Der Wasseratlas zeichnet ein umfassendes Bild vom Zustand der Ressource Wasser auf unserem Planeten.

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Rund ums Trinkwasser

Die Broschüre des Umweltbundesamtes enthält Informationen zu Herkunft und Schutz des Trinkwassers sowie Ratschläge für einen sinnvollen Gebrauch.

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Portal waterwastewatertechnology.info

Hier finden Sie Informationen zu wichtigen Themen der Anbieter von wassertechnischer Ausrüstung, die Anbieter selbst sowie die Nomenklatur ihrer Produkte.

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Wasserflüsse

Wer schon immer wissen wollte, wie viel Wasser nach Deutschland hineinfließt, wie und von wem dieses Wasser hier genutzt wird und wie es das Land wieder verlässt, der findet hier die Antwort.

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