Wenn Wasser knapp wird, zählt jeder Liter. Eine neue Filtertechnik soll Abwasser effizienter reinigen und dabei bis zu 90 Prozent der Energie für die Filterspülung einsparen. Ihr Erfinder Klaus Vossenkaul wird dafür mit dem Deutschen Umweltpreis ausgezeichnet.
Deutschland erlebt immer wieder Phasen des Wasserstress - wenn Wasser zu einer knappen Ressource wird. Eine Erfindung, die Abwasser besser reinigen soll, gewinnt jetzt den Deutschen Umweltpreis und könnte so entgegenwirken.
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Die Membrantechnologie von Ingenieur Klaus Vossenkaul verbessert Kläranlagen: die Membranen filtern kleinste Partikel und Krankheitserreger aus dem Abwasser und könnte helfen, Wasser nachhaltiger als Ressource besser zu nutzen.
"Kein Trinkwasser zwar, aber geeignet etwa für Bewässerung in der Landwirtschaft", heißt es in der Mitteilung des Deutschen Umweltpreises. Das schone die Grundwasserreserven, die für die Trinkwasseraufbereitung unerlässlich sind. Die Hitze 2026 hat gezeigt, warum dieser Schutz immer wichtiger wird.
Sommer 2026: Keine Pools, keine Autos waschen, keine Gärten bewässern
Denn der vergangene Sommer hat deutlich gemacht, dass auch Deutschland nicht vor Wasserknappheit geschützt ist. Städte und Gemeinden schränkten zeitweise die Bewässerung von Grünflächen und andere wasserintensive Tätigkeiten ein. Neben dem sparsamen Verbrauch wird deshalb auch die Frage wichtiger, wie Abwasser besser aufbereitet und als Nutzwasser wiederverwendet werden kann.
Der vergangene Sommer hat mit seinen Hitzewellen deutlich gemacht, dass auch Deutschland nicht vor Wassermangel geschützt ist. Städte und Gemeinden verhängten Verbote für das Bewässern und Auto waschen.
Die Trinkwasserversorgung bleibe laut Umweltbundesministerium grundsätzlich gesichert, das habe auch die Erfahrung des vergangenen Dürresommers belegt. Doch für die Zukunft brauche es ein "modernes, klimafit orientiertes Wassermanagement", heißt es weiter.
Wasser sparen allein könnte also nicht ausreichen. Deutschland behandelt innerhalb Europas zusätzlich die größte Wassermenge mit Kläranlagen. Diese produzieren zwar nicht direkt wieder Trinkwasser, tragen aber dazu bei, dass deutlich mehr Nutzwasser zur Verfügung steht und der Grundwasserspiegel sich damit immer wieder erholen kann.
Wasser ist knapp
Denn Wasser kann durchaus knapp werden. Als der Rheinpegel auf nur wenige Zentimeter sank, haben mehrere Städte Maßnahmen gegen den Wasserverbrauch verhängt: So durften Münchner zwei Wochen lang ihre Grünflächen nicht bewässern und keine Autos waschen. Die Wasserentnahme aus Seen oder Flüssen war auch in Brandenburg an der Havel, Potsdam oder Beilstein in Baden-Württemberg.
Im Kreis Siegen-Wittgenstein wurde von Ende August bis Anfang Oktober sogar das Befüllen privater Pools und der Betrieb von Springbrunnen verboten, um Wasser zu sparen. Manche Behörden beschränkten ausschließlich die Entnahme aus natürlichen Gewässern, andere untersagten bestimmte Nutzungen von Trinkwasser oder Grundwasser.
In Kläranlagen aufbereitetes Abwasser kann in Flüsse, Bäche und Gewässer geleitet werden. Dort vermischt es sich und durchläuft den natürlichen Wasserkreislauf, wie die Berliner Wasserwerke erklären. Dieses Wasser versickert durch verschiedene Bodenschichten und wird zu Grundwasser.
Erst dieses Grundwasser oder Oberflächenwasser wird von Wasserwerken entnommen, streng nach der Trinkwasserverordnung aufbereitet und als Trinkwasser in die Häuser geliefert. Vom Wasser aus der Leitung benötigt der Deutsche im Schnitt 130 Liter am Tag. Landen diese wieder in der Abwasserleitung, geht es in die Kläranlage und wird aufbereitet.
Reinigen statt nur Wasser sparen
"Es gibt riesigen Handlungsbedarf beim Abwasser", erklärt Alexander Bonde, Generalsekretär der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU). Die hocheffiziente Reinigung sei zunehmend "die Lebensversicherung von Mensch und Umwelt", erklärt Bonde weiter.
Nur rund 0,3 Prozent des weltweiten Wasservolumens sind ihm zufolge für den Menschen verfügbares Trinkwasser: 120.000 Kubikkilometer von 1,4 Milliarden Kubikkilometern weltweit, das wären 2.500 Bodenseen voller Trinkwasser. "Der Rest ist größtenteils das Salzwasser der Ozeane oder als Süßwasser unter anderem im Eis von Arktis und Antarktis gebunden", sagt Bonde.
Eine neue Abwasserreinigung durch Kläranlagen sei unentbehrlich, so Bonde. "Sie schützt die wichtigste Ressource des Menschen. Ohne Wasser kein Wir. Das ist bestes Wasserrecycling und Grundlage, dass unter anderem in Talsperren superklares Wasser ankommt, aus dem wiederum lebenswichtiges Trinkwasser gewonnen werden kann", macht er deutlich.
Schlüssel eines deutschen Erfinders
Das Problem mit den Kläranlagen? Sie benötigen große Mengen Energie und können Schadstoffe bisher nicht vollkommen aus dem Abwasser filtern. Eine bestimmte Membran, die der Ingenieur Dr. Klaus Vossenkaul erfunden hat, soll das ändern. Dafür gewinnt er den Deutschen Umweltpreis der DBU-Stiftung. Der Preis in Höhe von 500.000 Euro gilt als einer der höchstdotierten Umweltauszeichnungen.
Vossenkauls Leistung sei "von enormer Tragweite", erklärte Generalsekretär Bonde. In der Mitteilung der DBU spricht man sogar von einer "neuen Ära für die Abwasserreinigung".
Seit fast fünf Jahren zeigt eine Pilot-Kläranlage im Eifeldorf Konzen bei Monschau, wie die Technologie mit den Membranen von Dr. Vossenkaul funktioniert. Er hat 2012 die Firma Membion gegründet. Gemeinsam mit Verfahrenstechnik-Ingenieur Dirk Volmering hat Vossenkaul jahrelang an der Weiterentwicklung der sogenannten Membranbioreaktor-Technologie (MBR) getüftelt. Herausgekommen sind Hohlfasermembranfilter, wie sie aktuell in der Pilot-Kläranlage eingebaut sind.
"Dünne Röhrchen, die aus Klärschlamm kristallklares Wasser filtrieren. Sie sehen aus wie Spaghetti, sind hohl wie Makkaroni und etwa 1,60 Meter lang", beschreibt Vossenkaul seine Erfindung. Die Kunststoffröhrchen haben winzige feine Poren, die kleinste Stoffe wie etwa Mikroplastik, Krankheitserreger oder multiresistente Keime aus dem Abwasser herausfiltern. Mit Aktivkohle können die Hohlfasermembranen auch Arznei- und Kosmetikrückstände herausfiltern.
Mehr als 1.600 "Makkaroni"-Membranen sind in einem Fußelement verankert und schweben frei wie Seegras in geschlossenen mannshohen Gehäusen, die im Schlamm der Kläranlagen eingetaucht sind. In Deutschlands größter Membran-Kläranlage in Wolfsburg-Stahlberg werden 3.000 dieser Fußelemente eingesetzt.
Wasserspritzer, die Vossenkaul selbst "JetSplashs" nennt, reinigen die Membranporen wie ein Geysir - indem sie von unten immer wieder mit sekundenschnellen Luftpulsen Schlamm nach oben schleudern. Das gereinigte Wasser könne dann "für Bewässerung, für Stadtbegrünung oder auch zum Schließen von Wasserkreisläufen in Industriebetrieben" genutzt werden, wie Vossenkaul erklärt.
Energieverbrauch um 90 Prozent gesenkt
Der Durchbruch: Die Filteranlage ist kleiner als herkömmliche in klassischen Kläranlagen, sie nimmt 75 Prozent weniger Platz ein. "Die größte Herausforderung bisher war der hohe Energiebedarf für die Spülung dieser Filter. Und diesen senken wir um bis zu mehr als 90 Prozent", erklärt Vossenkaul weiter. "Der Kläranlagenbetreiber hat ein sechsstelliges Einsparpotenzial an Stromkosten pro Jahr".
Denn zu hoher Energieverbrauch für die Spülung der Membranen, um Schlamm-Verstopfung zu vermeiden, hielt Kläranlagen-Betreiber nach Angaben der DBU oft von einer Installation ab.
Vossenkauls Innovationen machen laut Bonde die technisch und ökologisch überlegene Membrantechnologie auch kostenmäßig konkurrenzfähig zur klassischen Klärtechnik. Die Membranen haben also das Potenzial, wettbewerbsfähig zu sein und die 8.700 öffentlichen Kläranlagen in Deutschland zu verbessern.
Dieser Schritt ist dringend notwendig, denn die EU hat neue Richtlinien festgelegt, die bis Ende Juli 2027 in den Mitgliedsstaaten umgesetzt werden müssen. Die EU-Kommunalabwasser-Richtlinie, kurz KARL, ist 2025 in Kraft getreten. Zum besseren Schutz von Gewässern vor Mikroschadstoffen verlangt die EU eine vierte Reinigungsstufe. Bisher gab es drei Schritte: mechanische, biologische und chemische Reinigung.
"Vossenkauls Membran-Technologie ist ein flexibles Modulsystem – und eine elegante Lösung im neuen KARL-Zeitalter, besonders bei begrenztem Platz", erklärt DBU-Generalsekretär Bonde.
In der Industrie ist die Membion-Technik bereits im Einsatz. Beispielsweise beim weltgrößten Pommes-Produzenten McCain für das Kartoffel-Abwasser sowie bei dem Unternehmen Collini für Oberflächenbeschichtung.