Wassersicherheit für Mensch und Umwelt: Forschung zu einer Schlüsselressource des 21. Jahrhunderts
Dürre und Hitzestress, Überschwemmungen und Starkregen: Der Klimawandel wirkt sich erheblich auf den Wasserkreislauf aus. Sowohl plötzlich auftretendes Überangebot als auch lange Phasen des Mangels sind möglich. In Ländern des Globalen Südens zeigt sich bereits heute, dass diese unsichere Versorgung die gesellschaftliche und ökonomische Entwicklung hemmen kann. Künftig müssen sich aber auch Industrieländer auf eine schwankende Verfügbarkeit von Wasser einstellen – und damit auf Konkurrenzsituationen zwischen dem Bedarf von Menschen und Natur, Industrie und Landwirtschaft.
Weltweit wird Wasser immer mehr zu einer knappen Ressource: Es dient nicht nur als Trinkwasser, sondern versorgt auch Äcker und Fabriken, Kraftwerke und Grünanlagen. Mit der Energiewende wird der Bedarf danach sogar noch steigen – etwa durch die thermische Nutzung von Wasser als Wärme- und Kältespeicher oder bei der Produktion von Wasserstoff. Gleichzeitig beeinflusst der Klimawandel den Wasserhaushalt erheblich und führt zu Engpässen, bei denen zu klären ist, welche Interessenten vorrangig versorgt werden: Siedlungen? Landwirte? Fabriken? Zudem muss genug Wasser in der Natur verbleiben, damit die ökologischen Systeme intakt bleiben.
Um Mensch und Natur nachhaltig zu versorgen, muss Wasser aber nicht nur in ausreichender Menge, sondern auch in der erforderlichen Qualität zur Verfügung stehen. Hier hat Deutschland erheblichen Nachholbedarf: Noch immer ist die Belastung von Gewässern und Grundwasser mit problematischen Stoffen zu hoch. Auch als Lebensraum befinden sich unsere Flüsse und Seen in einem überwiegend schlechten ökologischen Zustand, was zu einem überproportional hohen Verlust der Artenvielfalt führt.
Nationale und internationale Bemühungen
Angesichts immer knapper werdender Wasserressourcen hat das Bundeskabinett im März 2023 erstmals eine Nationale Wasserstrategie verabschiedet. Diese identifiziert zehn Themenfelder, in denen derzeit erheblicher Forschungsbedarf besteht. Die Helmholtz- Forschungskampagne „Wassersicherheit für Mensch und Umwelt“ adressiert sieben davon:
- Schutz und Wiederherstellung des natürlichen Wasserhaushalts
- Förderung klimaangepasster, gewässerschonender Landnutzung
- Minimierung von Schadstoffeinträgen in Gewässer
- Klimafester Ausbau der Wasserinfrastruktur
- Verknüpfung von Wasser-, Energie- und Materialkreisläufen
- Verbesserter Schutz der Meere vor Landverschmutzung
- Nachhaltige Sicherung globaler Wasserressourcen
Die Dringlichkeit, die Wasserressourcen zu schützen und zu schonen, wurde auch vom Europäischen Parlament und den Vereinten Nationen erkannt. Die kürzlich veröffentlichte Studie „Closing the loops“ des Wissenschaftlichen Dienstes des Europäischen Parlaments (EPRS) unterstreicht die Notwendigkeit, Wasserkreisläufe zu schließen und die Ressource Wasser nachhaltiger und umweltverträglicher zu nutzen. Auch das Sustainable Development Goal (SDG) 6 der Vereinten Nationen betont die Bedeutung des flächendeckenden Zugangs zu sauberem Wasser und sanitärer Grundversorgung.
„Wasser berührt nahezu jeden Bereich unseres Lebens – von unserer Gesundheit über die sichere Versorgung bis hin zu der Frage, wie und wo wir künftig leben werden. Die Forschung dazu bedeutet, Verantwortung für die Zukunft zu übernehmen: für stabile Ökosysteme, eine resiliente Wirtschaft und eine lebenswerte Gesellschaft. Um dieses komplexe Thema ganzheitlich anzugehen, vereinen wir bei Helmholtz interdisziplinäre Expertise, umfassende Daten und innovative Technologien.“
Martin Keller
Präsident der Helmholtz-Gemeinschaft
"Wir werden drei ,Lösungslabore′ in ausgewählten deutschen Modellregionen mit typischen Herausforderungen der Wassersicherheit für Mensch und Umwelt einrichten. Damit gehen wir neue Wege, um die Ergebnisse exzellenter Forschung gemeinsam mit Entscheidungsträgern aus Politik, Wirtschaft und Zivilgesellschaft schneller als bislang in dringend benötigte, umsetzbare Lösungen zu überführen.“
Dietrich Borchardt
Hydrobiologe am UFZ und Sprecher der Initiative
Welchen Beitrag leistet Helmholtz?
Helmholtz entwickelt Lösungen für ein verbessertes Wassermanagement und sorgt gleichzeitig dafür, dass die wertvolle Ressource in wichtigen Lebens- und Wirtschaftsbereichen nachhaltiger genutzt werden kann. Die entstandenen Lösungen lassen sich zudem nicht nur in hoch entwickelten Ländern wie Deutschland einsetzen, sondern eignen sich auch für Länder des Globalen Südens, in denen Engpässe in der Wasserversorgung schon heute eine große Rolle spielen. Damit diese Lösungen optimal funktionieren, müssen wir den Wasserkreislauf als Ganzes allerdings noch besser verstehen.
In verschiedenen Modellregionen erforschen die Helmholtz-Expert:innen daher sowohl naturnahe als auch belastete Wasserkreisläufe. Mit diesem Wissen werden intelligente Informationssysteme, Steuerungskonzepte, Reinigungstechnologien und Frühwarnsysteme entwickelt. Dafür werden zahlreiche innovative Forschungsansätze genutzt, zum Beispiel neuartige digitale Simulationen, vernetztes Monitoring, auch per Satellit, und KI-gestützte Hochdurchsatzverfahren, etwa für Wasserproben.
Helmholtz möchte mit der Forschung dazu beitragen, auch den ökologischen Zustand von Flüssen, Seen und des Grundwassers grundlegend zu verbessern. Dafür finden Abstimmungen mit wichtigen Akteuren statt, die Forscher:innen stehen außerdem in engem Austausch mit Vertreter:innen des Naturschutzes, der Landwirtschaft, der Industrie, der Wasserversorgung, der Stadtentwicklung und beteiligen Bürger:innen über Citizen-Science-Projekte.
All diese Aktivitäten vereint Helmholtz in der Initiative „Wassersicherheit für Mensch und Umwelt im 21. Jahrhundert“. In ihr werden das Wissen, die Daten und die Hochleistungsgeräte der 13 beteiligenten Helmholtz-Zentren zusammengeführt – somit entsteht eine bundesweit einmalige Expertise.
Text: Helmholtz Wasserinitiative
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