KOMPETENZATLAS WASSERTECHNOLOGIE UND WASSERMANAGEMENT IN HESSEN

1. Einleitung
Zukünftig sind national und global zunehmende Innovations- und Marktpotentiale im Bereich Wassertechnologien und Wassermanagement zu erwarten. Eine für das Bundesumweltministerium durchgeführte Studie schätzt das Weltmarktwachstum im Bereich (nachhaltige) Wasserwirtschaft auf über 6% jährlich. Grund hierfür liegt auch in den nationalen und internationalen Herausforderungen im Wassersektor.
  • Hoher Investitions- und Innovationsbedarf in der Siedlungswasserwirtschaft: Zahlreiche Anlagen und Netze der Wasserversorgung und Abwasserbeseitigung sind in Industrie- und Schwellenländern zu erneuern. Dies kann durch Ersatzinvestitionen, aber ebenso auch durch Modernisierungsinvestitionen, also unter Nutzung neuer Technologien, die unter Umständen auch eine Transformation des Infrastruktursystems erfordern, geschehen.
  • Erreichung der Millennium Development Goals der Vereinten Nationen: Für einige Schwellen- und fast alle Entwicklungsländer geben die Millenniumsziele ehrgeizige Vorgaben. Denn für 1,1 Milliarden Menschen muss eine qualitativ ausreichende Trinkwasserversorgung und für 2,6 Milliarden Menschen eine Sanitärausstattung überhaupt erst aufgebaut werden.
  • Anforderungen an die Gewässerbewirtschaftung durch die EU-Wasser-Rahmenrichtlinie: Ein guter ökologischer Zustand der Gewässer, ein effektiver Ressourcenschutz und eine nachhaltige Wassernutzung können nur mit lokal angepassten Lösungen erreicht werden. Diese können nicht allein auf Basis der Optimierung bekannter Verfahren und Technologien entwickelt werden, sondern setzten auch innovative Lösungen voraus.

Für die Lösung dieser Aufgaben bietet Hessen herausragende Potenziale, die im vorliegenden Kompetenzatlas Wassertechnologien und Wassermanagement in gebündelter Form dargestellt sind. Der Kompetenzatlas wurde im Auftrag der Aktionslinie Hessen-Umwelttech des Hessischen Wirtschaftsministeriums von der COOPERATIVE Umwelt und Infrastruktur aus Darmstadt gemeinsam mit dem Frankfurter Institut für sozial-ökologische Forschung (ISOE) und dem Institut WAR der TU Darmstadt erstellt. Er gibt einen Überblick über die Wasser- und Abwasserbranche in Hessen, bietet Informationen zu Tätigkeits- und Forschungsschwerpunkten, fördert die weitere Vernetzung der Technologieunternehmen und gibt Impulse für Innovationen.
Im Kompetenzatlas Wassertechnologie und Wassermanagement sind regional, national und international tätige Unternehmen und Einrichtungen mit eigenen Profilen dargestellt. Darüber hinaus befindet sich in der Rubrik "Kompetenzen finden" eine Kompetenzmatrix, die einen schnellen Überblick erlaubt.
Der Kompetenzatlas umfasst folgende Sektoren:
  • Produzierende Unternehmen, Lieferanten und Anlagenbauer (z.B. Anlagenbau, Kanalbau, Pumpenhersteller)
  • Dienstleistungsunternehmen (Planungs- und Ingenieurbüros; Consultingunternehmen)
  • Forschung und Entwicklung (Universitäten und Hochschulen, Forschungsinstitute, F&E-Abteilungen von Unternehmen)
  • Aus- und Weiterbildung
  • Wasserdienstleiter
Dabei wurden folgende Leistungsschwerpunkte berücksichtigt::
  • Förder-, Speicher- und Transportsysteme
  • Wasser-/ Abwasserbehandlung
  • Ergänzende Technologien
  • Ressourcen-Management
  • Wassernutzungen


2. Gebündelte "Wasser-Kompetenzen" in Hessen
2.1 Wertschöpfungskette "Wassertechnologien und Wassermanagement"
Die hessischen Unternehmen und Forschungseinrichtungen im Wassersektor können sich sehen lassen: Die Branche hat einen hohen Stand erreicht und nimmt vielfach eine Spitzenposition ein. In Hessen wurden innovative Technologien, Methoden, Modelle und Umsetzungskonzepte für die Bewirtschaftung von Wasserressourcen, Wasserversorgung und Abwasserbehandlung entwickelt. Diese haben erhebliche Marktpotentiale – auch über hessische und nationale Grenzen hinweg.
Hessen als überschaubarer Wirtschaftsraum ermöglicht, dass sich die vorhandenen technischen, ökologischen, ökonomischen und betrieblichen Kompetenzen vernetzen, um so den komplexen Anforderungen sowie den sozio-ökonomischen und naturräumlichen Bedingungen gerecht zu werden. Ein stetiger Austausch zwischen Forschungseinrichtungen, Produzenten, Dienstleistungsunternehmen sowie industriellen und kommunalen Nutzern befähigt die Kompetenzträger über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg zur integrierten Entwicklung und Umsetzung angepasster und innovativer Lösungen.

Abbildung 1: Wertschöpfungskette

2.2 Integriertes Wassermanagement

Angesichts der weltweit zunehmenden Verstädterung und des demographischen Wandels, der lokalen Folgen globaler Klimaveränderungen, steigender Energiepreise und der globalen Konkurrenz um Märkte, Ressourcen und Rohstoffe kommt es verstärkt darauf an, neben technologischen Einzelkomponenten abgestimmte Systemlösungen zu entwickeln und umzusetzen. Die bislang vielfach sektororientiert und voneinander unabhängig optimierten Technologien für Trinkwasser, Abwasser, Abfall und Energie sind in integrierte und flexible Systemlösungen zu überführen. Dabei ist eine Anpassung dieser Lösungen an spezifische Nutzungsanforderungen, soziale Situationen sowie langfristige ökonomische und ökologische Bedingungen notwendig.
Die Komplexitätsanforderungen an die Modellierung des Gewässerhaushaltes und der Gewässerqualität sind gestiegen. Ging es früher vor allem um die gesicherte Deckung des gegenwärtigen und künftigen Wasserbedarfs von Städten und Regionen, so sind nun auch die folgenden Faktoren zu berücksichtigen:
  • die Vermeidung von qualitativen Beeinträchtigungen der Gewässer
  • die Erhaltung und Sanierung grundwasserabhängiger Biotope,
  • die Vermeidung einer Schäden durch Hochwasser; Grundwasserabsenkungen, Vernässungen etc.
In Hessen wurden dazu u.a. dynamische Modelle zur Simulation der Verhaltensweise von Grundwasserleitern, dynamische Niederschlags-Abfluss-Modelle und Gewässergütemodelle entwickelt. Sie werden weltweit als Grundlage für eine umweltgerechte Bewirtschaftung von Wasserressourcen eingesetzt. Aber auch Fragen des Risikomanagements und einer ökologisch orientierten Systemsteuerung werden mit diesen Modellansätzen angesprochen. Die komplexen Modellierungen wurden in Hessen als Antworten auf die spezifischen Problemlagen entwickelt und haben sich in der Praxis sehr bewährt.
Ein innovatives Element eines integrierten Wassermanagement ist die Entwicklung und Umsetzung teilräumlicher Bewirtschaftungspläne. Diese sind partizipationsorientiert und verlangen die Einbindung der Maßnahmenträger und Betroffenen.
Neben diesen Aspekten einer nachhaltigen Bewirtschaftung der Wasserressourcen ist auch der Aspekt der effizienten Ressourcennutzung von großer Bedeutung. Die Information der Wassernutzer sowie Entwicklung und Anwendungen von geeigneten Instrumenten zu Beeinflussung des Verbraucherverhaltens haben in den vergangenen Jahren in Hessen zu einem deutlichen Rückgang der gewässerbezogenen Umweltbelastungen durch eine geringere Grundwassernutzung und eine deutlich verringerte Einleitung von Schadstoffen in die Gewässer geführt.

2.3 Wasser- und Abwasserbehandlung
Für die Wassernutzer in Hessen ist es, anders als in manchen anderen Regionen der Welt, selbstverständlich, Wasser in ausreichender Menge und hervorragender Qualität zur Verfügung zu haben. In Hessen werden pro Jahr rund 5,0 Mrd. m³ Wasser gewonnen. Das Trinkwasser stammt nahezu ausschließlich aus dem Grund- und Quellwasserreservoir. Jeder Einwohner verbrauchte im Jahr 2008 täglich knapp 123 l Trinkwasser. In den letzten 15 Jahren war der Wasserverbrauch kontinuierlich auf den heutigen Wert gesunken, was vor allem auch auf die Verbraucherberatung und eine Umsetzung von Instrumenten zurück zu führen ist, die das Verbraucherverhalten beeinflussen (Demand-Side-Management).
Nahezu alle Haushalte (99 % der Bevölkerung) und Wirtschaftsunternehmen sind an Abwasserbehandlungsanlagen angeschlossen. Mithilfe leistungsfähiger Reinigungssysteme werden in Hessen derzeit über 90% der organischen Stoffe (CSB), ca. 89% der Phosphor- und 79% der Stickstofffrachten aus den kommunalen Abwässern entfernt und so von den Gewässern ferngehalten. Durch den flächendeckenden Bau von Kläranlagen mit den dazugehörigen Kanalsystemen konnte die Verschmutzung der Gewässer in den letzten Jahrzehnten deutlich reduziert werden.
Doch weltweit werden 90-95% der Abwässer aus Industrie und Haushalten ungeklärt in Gewässer eingeleitet. Die Verschmutzung der Wasserressourcen durch Haushaltsabwässer hat stark zugenommen. Hinzu kommen Düngemittel- und Pestizideinträge aus der Landwirtschaft und Industrieabwassereinleitungen. Dies führt dazu, dass in einigen Regionen in Europa und in der Welt die ohnehin knappen Wasserressourcen nur noch mit hohen und stei-genden Aufbereitungskosten nutzbar gemacht werden können. Der wichtige und dringend erforderliche Ausbau von Wasserversorgungssystemen verschärft – wenn er nicht gleichzeitig mit Abwassermanagement gekoppelt ist – durch erhöhtes Abwasseraufkommen Belastungen sowohl der Süßwasserressourcen als auch der aquatische Ökosysteme.

2.4 Forschung und Entwicklung
Hessen zeichnet sich im Bereich der Wassertechnologie und des Wassermanagements durch einen intensiven Wissenstransfer zwischen Wissenschaft und Wirtschaft aus. Dadurch entstehen Synergieeffekte, von denen beide Seiten profitieren. Dies zeigt sich in der komplexen Umsetzung innovativer Lösungen. So nimmt Hessen beispielsweise eine europaweit herausragende Position bei der Erfüllung und Umsetzung der europäischen Wasserrahmenrichtlinie ein. Dort wird ein integrierter Ansatz gefordert, bei dem in partizipativen Prozessen über die traditionellen technischen und naturwissenschaftlichen Belange hinaus auf ökologische, ökonomische und soziale Fragen eingegangen werden muss. Hessische Lösungskonzepte im Sektor Wasser beeindrucken durch eine Verknüpfung von Technologie und Management. Die gute Vernetzung kleiner spezialisierter Kompetenzträger aus der Wirtschaft untereinander und mit Institutionen aus Forschung und Wissenschaft optimiert die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen und profiliert den Wissenschafts- und Technologiestandort Hessen im internationalen Wettbewerb. Das Kompetenznetz Wasser in Hessen verbindet die Bereiche Forschung, Planung und Entwicklung mit jahrzehntelangen Betriebserfahrungen im praktischen Einsatz. Eine nachfrageorientierte Forschung und Entwicklung verbessert die Marktposition hessischer Kompetenzträger auf dem Gebiet der Wassertechnologie und dem Wassermanagement. Beispielhaft stehen hier Lösungsansätze zu aktuellen Fragestellungen wie:
  • Energieeffiziente Wasser- und Abwasserbehandlung
  • Regionale Wasserknappheit und Qualitätsbeeinträchtigungen
  • Regional und sektoral ineffiziente Wassernutzung in der Landwirtschaft und in wasserintensiven Industrien
  • Konzepte und Technologien zur Wasserwiederverwendung
  • Weiterentwicklung und Anwendung von Membranverfahren
  • Integriertes Wasser Ressourcen Management
Die Übertragung und Umsetzung der erzielten Forschungsergebnisse in die Praxis ermöglicht eine nachhaltige Entwicklung von Umwelt und Wirtschaft und bietet hochkarätige Lösungsansätze für die regionalen und globalen Herausforderungen.

2.5 Labortechnik
Hessen, insbesondere das Rhein-Main-Gebiet, ist einer der klassischen deutschen Chemiestandorte. Das hängt auch damit zusammen, dass hier Justus Liebig und Wilhelm Fresenius die chemische Analytik, eine der zentralen Voraussetzungen für eine industriell-chemische Qualitätssicherung, entwickelten und seit 1840 systematisch gelehrt haben. Bis heute sind in Hessen Unternehmen und Forschungseinrichtungen angesiedelt, die im Bereich der Neu- und Weiterentwicklung und der Qualitätssicherung chemisch- und mikrobiologisch-analytischer Verfahren führend sind, wie sie sowohl im Bereich der Analytik von Roh- und Trinkwasser, als auch der chemischen Untersuchung von Abwasser- und von Umweltproben benötigt werden.
In den letzten Jahrzehnten konnten durch den Einsatz von Computern und automatisierbarer Verfahrenstechniken in die Untersuchungslabors große Innovations- und Automatisierungspotenziale mobilisiert werden.
Durch Verfahrensinnovationen und den Einsatz von physikalischen und enzymatischen Verfahren konnte die Untersuchungsgenauigkeit für eine Vielzahl von chemischen Verbindungen in den letzten Jahrzehnten enorm gesteigert werden: Verunreinigungen können nicht mehr nur im Milligramm-Bereich, sondern bereits im Nanogramm- oder Ultraspurenbereich nachgewiesen werden. In Kombination mit Gewässer- und Umweltmodellen erlaubt das eine wirksame Kontrolle im Vorfeld der Brunnen (z.B. eine frühzeitige Entdeckung von Stoßbelastungen im Fließgewässer oder des Durchbruchs von Agrarchemikalien in den Grundwasserleiter).

2.6 Aus- und Weiterbildung
Hessen bietet im Bereich der Wassertechnologie und dem Wassermanagement neben einem starken Markt eine Vielzahl hochkarätiger Hochschulen und Forschungsinstitutionen, die wegen der interdisziplinären Ausrichtung ihrer Arbeit in einer Vielzahl von Fachgebieten angesiedelt sind. Zu den renommiertesten Einrichtungen des Landes zählen die Technische Universität Darmstadt, die Goethe Universität Frankfurt, die Justus-Liebig-Universität Gießen, die Universität Kassel, die Fachhochschule Frankfurt, die Hochschule Darmstadt, die Fachhochschule Gießen-Friedberg und die Fachhochschule Wiesbaden und. Hier wird ein breites Wissensangebot in den Fachgebieten Wasserversorgung, Grundwasserschutz, Abwassertechnik, Hydrologie, Wasserbau, Wasserwirtschaft, Hydrogeologie, Wasserchemie und vielen weitere wasserbezogenen Fachgebieten vermittelt.
Im globalen Markt sind qualifizierte Fachkräfte zu einem entscheidenden und strategischen Wettbewerbsfaktor geworden. Sowohl in den Industrieländern als auch in den Schwellenländern der dynamischen Wachstumsregionen der Welt steigt die Nachfrage an hoch qualifizierten Arbeitskräften. Als Folge des Bedarfs an kontinuierlicher Qualifizierung ist die berufliche Weiterbildung auch zu einem internationalen Dienstleistungsprodukt geworden. Auf dem Gebiet der praxisnahen beruflichen Aus- und Weiterbildung im Sektor Wasser verfügt Hessen über ausgezeichnete Kompetenzen und Kenntnisse. Die Erfahrungen aus Projekten vergangener Jahre haben gezeigt, dass über die üblichen rein technischen Investitionen hinaus auch erhebliche Anstrengungen im Bereich des Trainings und der Ausbildung notwendig sind, um einen einwandfreien Betrieb von Wasser- und Abwasseranlagen zu gewährleisten.

2.7 Netzwerke
Das Potential zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit und Kompetenz der Firmen und Institutionen liegt vor allem ihrer Kooperationsfähigkeit. Die Zeit der Alleingänge geht zu Ende. In der Wissensgesellschaft ist das Problem nicht mehr die mangelnde oder fehlende Information, sondern der zielgeleitete Informationsaustausch und die Bündelung von anwendungsfähigem Wissen. Die Vernetzung von Unternehmen und Organisationen mit gleichen Zielsetzungen, gemeinsamen Aufgaben und Ideen wird zukünftig immer entscheidender.
Entsprechende Verknüpfungen zwischen Wirtschaft, Wissenschaft und flankierenden Organisationen erweisen sich für den Technologietransfer als unverzichtbar. Netzwerke, intermediäre Institutionen und ähnliche Arrangements gelten als geeignete Instrumente zur Verbesserung des Marktzugangs. Die Einsicht, dass Wissenscluster in wirtschaftlichen Kooperationen nur durch einen hohen Vernetzungsgrad wirksam werden, hat diese Bedeutung noch verstärkt. Die wissenschaftlichen Grundlagen, die integrierten Lösungskompetenzen und die operative Umsetzung von Lösungen finden zueinander. Der Grundgedanke ist die Nutzung von Synergieeffekten, um sich gegenseitig zu fördern und voneinander zu profitieren.
Zu den Synergieeffekten gehören unter anderem die Entwicklung „integrierter Lösungskompetenzen“, die sich zusammensetzen aus verschiedenen Faktoren wie der Kompetenz zur interdisziplinären Zusammenarbeit oder der sozialen und kulturellen Kompetenz zur Entwicklung angepasster Lösungen. Diese Kompetenzen ermöglichten
  • eine effektive Ergänzung der individuellen Kompetenzen,
  • eine gemeinsame Nutzung von Vertriebswegen,
  • eine integrierte Entwicklung angepasster Verfahren und Technologien und
  • eine wirksame Kostenreduktion durch die gemeinsame Nutzung von Ressourcen.
Synergien werden zu einer wichtigsten Produktivitätsquelle der hessischen Wirtschaft. Innovative Lösungs-Kompetenzen sind gefragt.

Die Firmen und Institute der hessischen Wasserwirtschaft sind in der Regel Mitglieder in den Fach- und den einschlägigen Unternehmensverbänden sowie in den Berufsverbänden. Netzwerke in Form von Verbänden bündeln die gemeinsamen Interessen der Unternehmen bzw. Fachleute, formulieren die allgemein anerkannten Regeln der Technik und tragen zur Aus- und Weiterbildung des Fachpersonals bei. Sie dienen ihren Mitgliedern als Kommunikationsplattform und fördern die internationale Tätigkeit der Unternehmen.

3. Kompetenzmatrix und Leistungsprofile
In der Kompetenzmatrix sind die Leistungsprofile aller Unternehmen und Einrichtungen, die im Kompetenzatlas Wassertechnologien und Wassermanagement aufgenommen sind, schematisch dargestellt.
Die Leistungsprofile der Unternehmen und Einrichtungen können durch „anklicken“ des Knopfes „zeigen“ aufgerufen werden. Es ist möglich, alle Firmen und Unternehmen aus der vollständigen Liste auszuwählen oder nach sektoralen Kriterien, nach spezifischen Leistungen oder nach Stichworten zu suchen.
Die ausgewählten Firmen werden in den Kompetenzprofilen in deutscher und englischer Sprache vorgestellt. Sie enthalten Angaben zu den spezifischen Kompetenzen und angebotenen Leistungen. Abgerundet werden die Kompetenzprofile durch kurze Firmenpräsentationen. Die Unternehmensschwerpunkte werden in einer Marginalienspalte hervorgehoben.


Abbildung 2: Kompetenzmatrix