Die Zukunft der dezentralen Wiederverwendung

Waterleaf ist Pionier der nachhaltigen dezentralen Wasserwiederverwendung als Lösung gegen Dürre und Wasserknappheit. Um unser Verständnis des Wasserwiederverwendungsmarktes in den Vereinigten Staaten zu vertiefen, haben wir in den letzten Monaten über 130 (und es werden mehr) Branchenführer, Politikexperten und potenzielle Kunden interviewt.

Unsere Gespräche und Erkenntnisse weisen auf spannende Möglichkeiten für die nachhaltige dezentrale Wasserwiederverwendung in den Vereinigten Staaten und weltweit hin. Indem wir teilen, was wir gehört haben, hoffen wir, weitere Diskussionen und Unterstützung für Fortschritte in der nicht-trinkbaren Wasserwiederverwendung in den Vereinigten Staaten anzuregen.

Dieser Artikel ist Teil einer Serie. Sie können Teil 2: Dezentrale Wasserwiederverwendung für Wohnhäuser lesen oder am Anfang mit Teil 1: Wasserknappheit und der Aufstieg der Wiederverwendung beginnen.

In unseren letzten beiden Artikeln haben wir unsere Erkenntnisse des vergangenen Jahres geteilt – die Herausforderungen von Wasserknappheit und Dürre und das Versprechen der dezentralen Wasserwiederverwendung aufgedeckt. Diesen Monat schließen wir diese Serie mit einem Blick in die Zukunft und die verbleibenden Herausforderungen und Chancen ab, die auf dem Weg zu einer wirklich nachhaltigen dezentralen Wasserwiederverwendung liegen.

Zuvor erfuhr unser Team, wie Gemeinden im Südwesten der Vereinigten Staaten auf Wasserknappheit und Dürre reagierten – indem sie versuchten, ihre schrumpfenden Wasservorräte und wachsende Wassernachfrage mit einem System von Strafen und Belohnungen wie Wasserrestriktionen oder Wassereffizienz-Gutschriften zu steuern. Im Gegenzug haben Hauseigentümer und die Wohnungsbauindustrie nach Lösungen gegriffen, um ihre Wasserhaushalte auszugleichen, wobei sie oft Komfort für die Einhaltung von Vorschriften opferten.

Im Gegensatz zu früheren Lösungen kann die dezentrale Wasserwiederverwendung Komfort und Lebensstil bewahren und gleichzeitig ökologische und finanzielle Vorteile bieten. Die dezentrale Wasserwiederverwendung befindet sich jedoch noch in früheren Phasen der Übernahme und des Wachstums, und ihr aktueller Status scheint perfekt durch den Innovationsadoptionslebenszyklus modelliert zu werden – ein konzeptioneller Rahmen, der beschreibt, wie sich neue Ideen und Technologien in der Gesellschaft verbreiten. Erstmals veröffentlicht von Everett Rogers und seinen Mitarbeitern an der Iowa State University im Jahr 1957, die damals Landwirtschaft und Hauswirtschaft in ländlichen Gemeinden untersuchten, wurde er seitdem auf viele moderne technologische Innovationen wie Computer, das Internet und Smartphones angewendet.

Wenn es um die dezentrale Wasserwiederverwendung auf Haushaltsebene geht, befinden wir uns noch irgendwo zwischen den Innovatoren und den Frühen Anwendern. Der Fortschritt war zwischen zwei Ansätzen aufgeteilt: einer Bottom-up-Graswurzelbewegung, angeführt von einzelnen Hauseigentümern, Wasserbefürwortern und Nachhaltigkeitsenthusiasten, sowie einer Reihe großer Industrieprojekte unter der Leitung professioneller Ingenieure und Regierungen.

Die Innovatoren: Grauwassers Graswurzeln

Wir sind bereits einigen Hauseigentümern begegnet, die mit dezentraler Wiederverwendung experimentieren. Die meisten haben Systeme, die einfach Waschmaschinenwasser zu den Sträuchern und Bäumen rund um ihre Häuser umleiten – eine Praxis, die als „Waschmaschine-zur-Landschaft” bekannt ist. Diese Systeme bestehen normalerweise aus gängigen, handelsüblichen Teilen und waren eine Zeit lang nicht gerade legal.

Früher bildeten sie eine informelle Gemeinschaft von Hobbybastlern, die grundlegendes Wissen über persönliche Blogs und YouTube-Kanäle teilten. Im Laufe der Zeit begann eine formellere Gemeinschaft von Experten und Praktikern, ihre Best Practices zu teilen, Gemeinschaftsworkshops und Schulungsseminare zu organisieren.

Was als kleine Gemeinschaft leidenschaftlicher Einzelpersonen begann, ist zu einer größeren Gruppe von Mainstream-Umweltschützern und Laien gewachsen, die sich um den Klimawandel sorgen. Und während der Bau eines eigenen Grauwassersystems einst ein gewisses Maß an technischer Kompetenz, einen Umgang mit Werkzeugen und die Bereitschaft erforderte, Löcher in die Wand zu bohren, steht jetzt eine wachsende Zahl von Spezialisten zur Beauftragung bereit.

Neben der Vermittlung von Grauwassersystem-Design und -Bau durch praktische Workshops und Präsentationen begannen diese Gruppen, mit Politikern und Wasserbezirken zusammenzuarbeiten, um Vorschriften und Anreize für die Grauwasserwiederverwendung zu entwickeln. Heute ist die Grauwasserwiederverwendung nicht nur legal, sondern in vielen Zuständigkeitsbereichen sogar vorgeschrieben. Durch ihre Bemühungen haben Grauwasserbefürworter das öffentliche Bewusstsein für das Problem der Wasserknappheit geschärft und eine breitere Diskussion über nachhaltige Lösungen wie die Grauwasserwiederverwendung eröffnet.

Die Frühen Anwender: Schwung aufbauen mit der Grünen Baubewegung

Mit dem Wachstum der Grünen Baubewegung und der steigenden Popularität von Zertifizierungssystemen wie LEED, EnergyStar und der Living Building Challenge nehmen Bauträger diese Lösungen zur Kenntnis und beginnen tatsächlich, sie umzusetzen. Zum einen erhöhen die Zertifizierungen ihre Marke und ihre grüne Glaubwürdigkeit bei ihrer Kundschaft, der Nachhaltigkeit und Umweltfragen zunehmend wichtig sind. Außerdem, wie wir aus unseren eigenen Interviews erfahren haben, beginnen Bauträger zu sehen, wie diese Verbesserungen auch finanziell Sinn ergeben.

Während Energieeffizienzverbesserungen jedoch schnell von der Baubranche übernommen wurden, hat sich die Wassereffizienz als schwieriger erwiesen. Dezentrale Wasseraufbereitungssysteme sind viel komplizierter als Solaranlagen auf dem Dach, sodass sich Bauträger meist auf niedrig hängende Früchte wie hocheffiziente Geschirrspüler und Wasserspar-Duschköpfe konzentriert haben. Frühe Anwender echter dezentraler Wasseraufbereitung waren tendenziell wohlhabende institutionelle Kunden wie Firmencampus und Privatschulen, die sich die Ingenieurleistungen und Genehmigungsgebühren leisten können.

Viele ihrer Systeme sind im Wesentlichen konventionelle Kläranlagen, die auf die Versorgung einzelner Siedlungen oder Nachbarschaften statt einer ganzen Stadt herunterskaliert wurden. Andere Systeme nutzen innovative ökologische Systeme wie konstruierte Feuchtgebiete oder Living Machines. In jedem Fall sind diese dezentralen Aufbereitungssysteme in der Lage, Wasser zu produzieren, das sicher genug für die Wiederverwendung in Innenräumen ist. Diese Ansätze sind jedoch immer noch zu groß, komplex und kostspielig, um in Vorstadtgebieten umgesetzt zu werden. Die Technologie der dezentralen Wiederverwendung schreitet zwar voran, aber sie ist für durchschnittliche Hauseigentümer, die ihre Gärten mit Waschwasser bewässern, nach wie vor unerreichbar.

Die zentralisierte Alternative

Während die Innovatoren und Frühen Anwender dezentraler Systeme schrittweise Fortschritte machen, haben sich einige Städte entschieden, sich auf zentralisierte Lösungen zu konzentrieren. 2019 verkündete die Stadt Los Angeles das lobenswerte Ziel, bis 2035 das gesamte Abwasser der Stadt zu recyceln. Der Plan? Das gesamte Abwasser in ihrer zentralen Hyperion-Kläranlage auf Trinkwasserstandards aufzubereiten und wieder in die Wasserversorgung einzuspeisen. Es ist technisch machbar, aber wie andere darauf hingewiesen haben, wird es 2 Milliarden Dollar kosten und 16 Jahre dauern.

Leider haben die meisten Gemeinden weder so viel Geld noch so viel Zeit. Große Kapitalprojekte wie Entsalzungsanlagen und zentralisiertes Wasserrecycling sowie die erforderliche Überholung ihrer Infrastruktur sind enorme finanzielle und logistische Hindernisse für den Rest des amerikanischen Südwestens und die Welt. Die Lösung für sie liegt in dezentraler Wasseraufbereitung und -wiederverwendung vor Ort.

In Richtung Dezentralisierung

Obwohl staatliche und lokale Vorschriften für die dezentrale Wasserwiederverwendung vor Ort sich zu vermehren beginnen, haben sie eine Vielzahl von (oft inkompatiblen) Anforderungen geschaffen, die Innovationen abschrecken und die Adoptionshürde erhöhen. Zuständigkeitsbereiche müssen zusammenarbeiten, um ihre Genehmigungsanforderungen für dezentrale Wasserwiederverwendungssysteme zu standardisieren und zu vereinfachen, und während sich die Politik weiterentwickelt, müssen Wasserbezirke größere Rabatte bereitstellen, um diese zu finanzieren. Bis dahin verhindern die hohen Nachrüstungskosten, dass bestehende Hauseigentümer in dezentrale Wasserwiederverwendungssysteme investieren.

Glücklicherweise ist Kalifornien landesweit führend in Sachen Innovation bei der Wasserwiederverwendung. Mit dem größten Markt für Wassereinsparungs- und Wiederverwendungslösungen beeinflusst sein Ansatz für dieses Problem die Branche stark und damit auch den Rest der Nation. Der kürzlich veröffentlichte National Water Reuse Action Plan (2020) beschreibt 37 Maßnahmen und über 200 Umsetzungsmeilensteine und kann sofort von allen Zuständigkeitsbereichen übernommen werden, die bereit sind, die Wasserwiederverwendung zu unterstützen.

Den Abgrund überwinden

1991 veröffentlichte Geoffrey A. Moore eine überarbeitete Version von Everett Rogers’ Innovationsadoptionskurve und stellte einen Abgrund zwischen den Frühen Anwendern einer Technologie und der Frühen Mehrheit fest, die folgt. Der schwierigste Schritt für jede aufkommende Technologie ist die Überquerung dieses Abgrunds und der Übergang von den Erwartungen der frühesten Kunden hin zu den Bedürfnissen des Massenmarktes.

Während die ersten Innovatoren bereit waren, ihre eigenen Grauwassersysteme von Grund auf zu bauen, und Frühe Anwender bereit waren, teure, experimentelle Systeme zu testen, die gelegentlich verstopften, wird das nächste Kundensegment – die Frühe Mehrheit – mehr erwarten. Um die verbleibenden 84 % des Marktes entlang der Innovationsadoptionskurve zu bedienen, muss die Technologie der dezentralen Wiederverwendung diese Bedürfnisse erfüllen.

Aus unseren Gesprächen mit verschiedenen Wohnungsbauunternehmen und Hausbauern wurde deutlich, dass sie von der Fähigkeit der dezentralen Wiederverwendung angezogen werden, den Hauswert zu steigern und gleichzeitig Genehmigungsgebühren und Baukosten zu senken. Und unsere Gespräche mit einzelnen Hauseigentümern bestätigten, dass sie tatsächlich gerne größere, grünere Gärten und niedrigere Nebenkosten hätten.

Die dezentrale Wasserwiederverwendung könnte den Komfort und Lebensstil ermöglichen, den sie suchen, und gleichzeitig ökologische und finanzielle Vorteile bieten, ganz zu schweigen von der Befreiung von strengen Wasserrestriktionen und der Linderung ihres „grünen Gewissens” beim Bewässern ihrer Rasenflächen während einer Dürre.

Als wir mit Hausbauern sprachen, die dezentrale Wasserwiederverwendungssysteme verwenden (oder verwendet haben), hörten wir ähnliche Geschichten über viele frühere Grauwasser-Recyclingsysteme, die im Labor gut funktionierten, aber in realen Umgebungen trotzdem versagten und eingestellt wurden. Das gemeinsame Problem war, dass diese Systeme auf relativ konventionelle Wasseraufbereitungsverfahren setzten, die lediglich größere Feststoffe herausfilterten und den Rest mit Chlor sterilisierten. Diese Systeme verstopfen unweigerlich und erfordern häufige Wartung durch die Hauseigentümer, wobei sie oft in Verfall geraten.

Obwohl ökologische Systeme vielversprechend sind, um diese Herausforderungen zu überwinden, ist klar, dass robuste Feldtests ein vorrangiges Ziel für die Entwicklung jedes Wiederverwendungssystems sein müssen. Hausbauer werden einfachere, standardisierte Systeme benötigen, die leicht zu installieren und zu warten sind, und Hauskäufer werden nach höherer Leistung und besserer Zuverlässigkeit zu niedrigeren Kosten suchen.

Die Zukunft der Dezentralisierung

Angesichts des Klimawandels, der im amerikanischen Südwesten häufigere und schwerwiegendere Dürren verursacht, hat die begrenzte Verfügbarkeit und die hohen Kosten von Süßwasser zu einem wachsenden Interesse an Wassereinsparung und nachhaltiger Wasserwiederverwendung geführt. Dezentrale Lösungen wie die Wiederverwendung vor Ort sind entscheidende Maßnahmen für die Dürreresilienz und eine gesunde Umwelt.

Die dezentrale Wasserwiederverwendung steckt noch in den Kinderschuhen, aber es bleibt eine enorme Wachstumschance im Markt für neue Wohnungsbauvorhaben. Um jedoch eine breite Akzeptanz zu erreichen, muss die Branche bessere Technologie bereitstellen, Städte müssen bessere Richtlinien entwickeln, und Wasseragenturen müssen finanzielle Anreize für bestehende Hauseigentümer schaffen.

Um die Mängel bestehender mechanischer und chemischer Aufbereitungssysteme zu überwinden, entwickelt Waterleaf ein ökologisches Aufbereitungsverfahren, das auf lebenden Pflanzen und Mikroorganismen basiert, um Verunreinigungen aus dem Haushalts-Grauwasser auf natürliche Weise abzubauen und zu entfernen. Durch den Verzicht auf Filter und Sterilisatoren, die letztlich verstopfen und verfallen, ermöglicht unser ökologisches System einen höheren Aufbereitungsgrad, der für die Wiederverwendung im Haushalt oder Garten sicher ist. Darüber hinaus ist unser kompaktes, modulares Design im Gegensatz zu klassischen großmaßstäblichen ökologischen Systemen wie konstruierten Feuchtgebieten einfach zu installieren und zu skalieren. Unser Ziel ist es, die Kosten der dezentralen ökologischen Wasseraufbereitung dramatisch zu senken und eine wirklich nachhaltige und erschwingliche dezentrale Wasserwiederverwendung für jeden Haushalt zu ermöglichen.