Umdenken tut Not - Deutschlands Kanalnetze sind vom Verfall bedroht

Vieles deutet darauf hin, dass Deutschlands unterirdische Infrastruktur für die Abwasserableitung Jahr für Jahr an Wert verliert. Nur mit einer langfristigen Strategie kann man hier gegensteuern: Sie muss gleichzeitig bauliche, hydraulische und umweltrelevante Defizite beseitigen und auf den nachhaltigen Erhalt des Kanal-Vermögens abzielen. Wie so etwas funktionieren kann, zeigt eine durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Studie.

26.02.2006 Erneut keine frohe Botschaft für Deutschlands Betreiber von Entwässerungskanälen: Deren Sanierung wird voraussichtlich deutlich teurer als von der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall (DWA, Hennef) aktuell mit bis zu 55 Mrd. Euro veranschlagt. Der tatsächlich benötigte Investitionsbedarf dürfte - je nach baulichem Zustand und verfolgter Sanierungsstrategie - bundesweit eher zwischen 70 und 220 Mrd. Euro liegen.

Dies geht aus dem Abschlussbericht einer vom Bundesforschungsministerium geförderten Verbundstudie zur ,Entwicklung einer ganzheitlichen Kanalsanierungsstrategie für die Entwässerungsnetze Deutschlands' (KANSAS) hervor, die von der Dr.-Ing. Pecher und Partner Ingenieurgesellschaft mbH (München/Berlin) zwischen 2001 und 2005 durchgeführt wurde. Betreut wurde das Projekt durch die Forschungszentrum Karlsruhe GmbH.

Den Grund für die erheblich divergierenden Kosten-Abschätzungen sieht Nikola Milojevic, KANSAS-Projektleiter und Geschäftsführer bei Dr. Pecher und Partner, so: "Die Vermutung liegt nahe, dass die Umfragewerte der DWA lediglich bauliche Sanierungsmaßnahmen enthalten". Aber selbst dann liegen die 55 Mrd. Euro der DWA-Umfrage noch am unteren Ende der in der KANSAS-Studie ermittelten Kosten-Spanne. Die veranschlagt für die rein bauliche Sanierung einen Investitionsbedarf zwischen 40 und 145 Mrd. Euro. Dies sei ein Indiz, dass der Zustand der Kanalisation von den Betreibern häufig besser als tatsächlich gegeben eingeschätzt werde, so Milojevic.

Hinzugerechnet werden muss jedoch auf jeden Fall noch der hydraulische Sanierungsbedarf der Abwassernetze. Seit 1997 bereits markiert die deutsche und europäische Norm DIN EN 752 in ihrem Teil 5 auf dem Gebiet der Sanierung der ,Entwässerungssysteme außerhalb von Gebäuden' den Stand der Technik. Und der ist nach Wasserhaushaltsgesetz (WHG, §18b und §7a) für die Betreiber von Abwasseranlagen inklusive der öffentlichen Kanalisation bindend.

Danach sind für Maßnahmen zur Wiederherstellung oder Verbesserung von vorhandenen Entwässerungssystemen ,ganzheitliche Lösungen' zu erarbeiten. Hierzu zählen explizit neben baulichen zusätzlich auch hydraulische und umweltrelevante Aspekte des Netzbetriebes. Und zwar nicht nur nebenbei. Vielmehr gilt es, alle drei Aspekte zunächst parallel und unabhängig voneinander zu bearbeiten. Erst dann werden die Einzelergebnisse zu einem Gesamt-Konzept zusammengefügt, um schließlich in einer ganzheitlichen Sanierungsstrategie zu münden.

Diese ganzheitliche Betrachtungsweise hat nicht etwa zum Ziel, die Kosten in die Höhe zu treiben. Vielmehr schärft sie den Blick für den tatsächlichen Zustand und Sanierungsbedarf der Kanalnetze sowie das Gespür dafür, die enormen unterirdischen Vermögenswerte nachhaltig zu bewahren und funktionstüchtig zu halten. Immerhin geht es, so die Studie, um den Werterhalt eines Anlagekapitals von bundesweit schätzungsweise 330 Mrd. Euro. Darüber hinaus liefert sie eine Reihe von Hinweisen für die Nutzung von Synergien und zur Vermeidung von noch kostenträchtigeren Fehlinvestitionen.

Ziele ganzheitlicher Sanierungsstrategien sind laut Studie neben dem Einhalten der rechtlichen und technischen Anforderungen:

Erhalt der materiellen Substanz eines Kanalnetzes sowie Verstetigung der Investitionen und damit auch Verstetigung der Abwassergebühren-Entwicklung, des Kapitalbedarfs (Liquiditätsmanagement), der Bauinvestitionen (Arbeitspolitik) und des Personalbedarfs für die Instandhaltung.

Bevor jedoch Strategien entwickelt werden können, die diesen Zielvorgaben genügen, müssen umfangreiche, teils komplexe interdisziplinäre Vorarbeiten geleistet werden. Die hierfür benötigten Informationen über Lage, Zustand und Bewertung der Kanalisation, Vermögensbewertung und hydraulische Berechnungen beispielsweise dürften bei den meisten Betreibern in irgendeiner Form vorliegen. Zumindest war dies bei den drei Projekt-Partnern - Berliner Wasserbetrieben, Große Kreisstadt Neuburg a. d. Donau und Stadtentwässerung Rosenheim - der Fall. Insgesamt stand eine flächendeckende Datengrundlage für rund 430 Kilometer Kanallänge zur Verfügung.

Aus den vorliegenden Informationen lassen sich in der Regel mit herkömmlichen Methoden hydraulische und bauliche Mängel sowie unzulässige Wirkungen auf die Umwelt ermitteln und durch Abgleich mit den gesetzlichen Anforderungen auch der jeweilige Sanierungsbedarf. Zur Beurteilung des baulichen Handlungsbedarfs beispielsweise kann auf das ATV-Merkblatt 149 ,Zustandserfassung, -klassifizierung und -bewertung von Entwässerungssystemen außerhalb von Gebäuden' zurückgegriffen werden. Danach werden Kanalschäden in die Zustandsklassen 0 bis 4, also von sofortigem Handlungsbedarf über kurz-, mittel- und langfristigem bis hin zu kein Handlungsbedarf eingeteilt.

Zur Feststellung von hydraulischen Defiziten eines Kanalnetzes kann meist der ,Nachweis der Überstauhäufigkeit' herangezogen werden. Ermittelt wird hier die Häufigkeit, mit der ein Wasserspiegel eine bestimmte Rückstauebene (z.B. Geländeoberkante) erreicht. Dieser Nachweis reicht, so die KANSAS-Studie, jedoch insbesondere bei flachen und seichten Kanalnetzen nicht, um eine DIN-konforme Sicherheit vor Überflutung zu gewährleisten. Für diese Fälle wurde im Rahmen des Verbundvorhabens ein Vorgehen zur Durchführung von Überflutungsnachweisen erarbeitet.

Bei der Klärung von Umwelt-Beeinträchtigungen kommt der Beurteilung der Dichtheit der Leitungen eine große Rolle zu. Liegen keine umfassenden Dichtheitsprüfungen vor, so rät die Studie realistische Einschätzungen an, die sich möglichst auf Stichproben-Ergebnisse stützen sollten. Umweltrisiken können auch von industriellen und gewerblichen Indirekteinleitungen ausgehen. Kenntnisse über Ort, Art und Qualität dieser Einleitungen in die öffentliche Kanalisation sind daher vonnöten. Auch Zustand und Auslegung von Regenentlastungs- und -behandlungsanlagen bedürfen einer Überprüfung.

Nach diesen Vor-Arbeiten fängt die eigentliche Planung erst an. Im ersten Schritt, der so genannten generellen Sanierungsplanung, wird für das Kanalnetz ein Sanierungskonzept aufgestellt, in dem im Grundsatz über die zum Einsatz kommende Sanierungsart entschieden wird.

Für bauliche Maßnahmen kommen nach DIN EN 752 Teil 5 die Arten Reparatur (Ausbesserung, Abdichtung, Injektion), Renovierung (Beschichtung, Relining) und Erneuerung (offene und geschlossene Bauweise) in Frage. Zur Entscheidungsfindung werden für jede Haltung auch mit Hilfe von Markterhebungen Daten für alle drei Sanierungsarten ermittelt. Dies schon deshalb, um die Voraussetzungen für einen Nachweis der Wirtschaftlichkeit und Transparenz zu schaffen.

Zur Auswahl der technisch machbaren und langfristig wirtschaftlichsten Variante sind Kostenvergleichsrechnungen unerlässlich. Hierbei übt die Wahl der Nutzungsdauer der unterschiedlichen Verfahren einen erheblichen Einfluss aus. In der Studie wurden beispielsweise für Roboterverfahren 10 Jahre Haltbarkeitsdauer angesetzt, für Kurzliner-Techniken 20 Jahre sowie für Renovierungen 30 Jahre. Wegen der großen Schwankungsbreite bei den Angaben zu Nutzungsdauern wurden zusätzlich Sensitivitäts-Auswertungen durchgeführt.

Zur Prüfung der Wirtschaftlichkeit der potenziellen Verfahren können Netzbetreiber auf die ,Leitlinien zur Durchführung dynamischer Kostenvergleichsrechnungen' der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) zurückgreifen. In der Studie wurde das büroeigene Decision-Support-System namens ,kokas eingesetzt.

Die klassische Methode zur Behebung von hydraulischen Defiziten ist die Erweiterung einer Haltung. Es sollten jedoch auch Maßnahmen untersucht werden, die zu einer Verringerung des Oberflächenabflusses führen, so die Studie. Hierzu gehört beispielsweise die Abkopplung von Abfluss-Flächen durch lokale Versickerung, Entsiegelung befestigter Flächen oder direkte Einleitung von Regenwasser in ein nahe gelegenes Gewässer. Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen der Verfahrensalternativen sind auch hier vonnöten.

Die bisher getrennt erarbeiteten baulichen, hydraulischen und umweltbedingten Sanierungspläne gilt es nun im zweiten Schritt miteinander abzugleichen, der ganzheitlichen Sanierungsplanung. Hier geht es darum, Antworten auf Fragen zu finden wie: Welchem der Einzelpläne ist Priorität einzuräumen? Wie können Planungen anderer kommunaler Aufgaben-Sparten wie Straßenbau, Wasser-, Strom-, Wärme- und Gasversorgung oder Telekommunikation integriert werden? Ist es sinnvoll, die Sanierung privater Hausanschlüsse einzubeziehen?

Sinn dieser Art des ganzheitlichen Vorgehens ist jedoch nicht allein, die Dringlichkeiten und damit die zeitliche Abfolge der durchzuführenden Maßnahmen festzulegen. Vielmehr bietet sie auch die Möglichkeit, mit Hilfe von Kosten-Nutzen-Analysen kostensparende Synergien ausmachen, vor allem aber auch Risiken für gravierende Fehlinvestitionen ausschalten.

So hat die Studie beispielsweise ermittelt, dass allein die Vernachlässigung des hydraulischen Zustandes zu unnötigen Kosten in Höhe von 5 bis 12 Prozent der gesamten Sanierungskosten führen kann. Die unsachgemäßen Ausgaben können leicht einige hunderttausend Euro ausmachen.

All diese Analysen münden schließlich in einem ganzheitlichen Sanierungskonzept. Und das bietet die Basis für den letzten Planungsschritt, die Sanierungsstrategie. Da die Umsetzung der bisherigen Planung nur langfristig möglich ist, zumal die meisten Netzbetreiber erheblichen finanziellen Zwängen ausgesetzt sind, gilt es nun, konkrete Ziele zu definieren.

Hierbei geht es vor allem um die Frage: Welcher Zustand im Kanal soll zu welchem Zeitpunkt erreicht werden? Darüber hinaus wird, so die Studie, von einer Sanierungsstrategie erwartet, dass sie eine wirtschaftliche und langfristige Perspektive für das vorhandene Vermögen Kanalnetz bietet, die über eine bloße Aufrechterhaltung des Betriebes hinausgeht.

In Anlehnung an das DWA-Merkblatt M 143-14 nennt die Studie folgende mögliche Varianten von Sanierungsstrategien:

Gebietsbezogene Strategie: Im Falle von sehr großen Abwassernetzen Sanierung von abgegrenzten Stadtgebieten nach einander entsprechend der gesetzten Prioritäten, auch in Kombination mit den übrigen Strategien möglich.

Zustandsstrategie: Das Kanalnetz wird in einem definierten Zeitraum vom Ist-Zustand über Zwischenzustände in einen definierten Endzustand überführt.

Mehrsparten-Strategie: Die Maßnahmen zur Kanalsanierung werden als Teil einer infrastrukturellen Gesamt-Maßnahme verstanden.

Funktionsbedingte Strategie: Sie hat eine grundlegende Änderung des Entwässerungssystems zum Ziel.

Für die wichtigste Strategie hält die KANSAS-Studie jedoch die Substanzwert-Strategie. Ihr Ziel ist, den Verzehr des Kanal-Vermögens zu vermeiden und, wenn gewollt, auch dessen Erhöhung. Damit ist sie die der gesamten ganzheitlichen Planung übergeordnete Strategie.

Der Substanzwert ist der materielle Wert eines gebrauchten Wirtschaftsgutes, also auch eines Kanalnetzes oder einer Haltung unter Berücksichtigung des Alters und vorhandener Mängel. Er orientiert sich am Wiederbeschaffungswert, also an den Kosten, die für einen neuen Kanal an gleicher Stelle mit gleichen Eigenschaften zu bezahlen wären.

Nach der Studie sollte eine Verstetigung des Substanzwertes auf dem Niveau von mindestens 50 Prozent des Wiederbeschaffungswertes angestrebt werden. Wird dieser Soll-Substanzwert deutlich unterschritten, wird empfohlen, kurzfristig Maßnahmen zu ergreifen, die einen weiteren Werteverzehr verhindern. Dies dürfte vor allem bei noch relativ jungen Netzen mit vertretbarem Aufwand möglich sein.

Bei älteren, stark geschädigten Netzen ist eine kurzfristige Anhebung des Substanzwertes auf Soll-Niveau meist nicht durchführbar. Für diesen Fall hält sie die Festlegung eines unteren Interventionswertes in Höhe von 75 Prozent des Soll-Substanzwertes für sinnvoll. Dann würden die Netzbetreiber noch nicht vor unlösbare Aufgaben gestellt. Werde diese Grenze jedoch unterschritten, liege ein erhebliches Defizit und damit ein dringender Interventionsbedarf vor.

Oberstes Ziel der ganzheitlichen Strategie-Entwicklung ist also der langfristige und nachhaltige Werterhalt des unterirdischen Vermögens in Form von Abwasserrohren und Leitungen. Nur in den seltensten Fällen sind alle hierfür erforderlichen Maßnahmen kurzfristig umsetzbar. Deshalb gilt es, die ermittelten Prioritäten konkreten Zeiträumen zuzuordnen und den für die Umsetzung langfristigen Investitionsbedarf zu ermitteln.

Hierfür stellen die Instrumente der generellen und ganzheitlichen Sanierungsplanung die benötigten Daten zur Verfügung. Hierauf aufbauend lässt sich auch die Wirkung einer Strategie auf die langfristige Gebührenentwicklung ermitteln. Ziel einer nachhaltigen Strategie sollte es sein, die Entwicklung der Abwassergebühren zu verstetigen, vor allem aber extreme Schwankungen zu vermeiden.

Soll der ermittelte kurz- bis mittelfristige Bedarf in Höhe von 40 bis 145 Mrd. Euro allein für die Behebung baulicher Mängel innerhalb der nächsten zehn Jahre gedeckt werden, müsste ein jährliches Sanierungsbudget zwischen 4 und 14 Mrd. Euro bereitgestellt werden. Tatsächlich werden derzeit hierfür nach Angaben der DWA lediglich 1,6 Mrd. Euro pro Jahr ausgegeben.

Hierin sieht KANSAS-Projektleiter Nikola Milojevic ein deutliches Signal: "Die bundesdeutschen Netzbetreiber müssen ihre Sanierungsstrategien schnellst möglich auf Nachhaltigkeit umstellen, um ihr Vermögen unter der Erde langfristig bewahren zu können."

Ergänzung: Die KANSAS-Studie
Das Ergebnis der KANSAS-Studie wurde in einem Leitfaden als Hilfestellung für Netzbetreiber zusammenfassend dargestellt. Darin sind grundlegende Bearbeitungsschritte und Einflussgrößen bei der Erarbeitung von Sanierungsstrategien aufgezeigt. Der Leitfaden ist gegen einen Kostenbeitrag erhältlich und kann unter nikola.milojevic@pecher.de angefordert werden.
 
Ergänzung: Netze und Strategien
Drei Kanalbetreiber haben sich an der KANSAS-Studie mit insgesamt vier sanierungsbedürftigen Netzen beteiligt. Sie bringen es zusammen auf eine Länge von rund 430 Kilometern und weisen ein weit gefächertes Spektrum an Schadensbildern und typischen Kanalzuständen auf. Ausgewählt wurden sie nicht zuletzt deshalb, weil sie flächendeckend über die für ganzheitliche Planungen benötigte Informationen verfügten. Dazu gehören vollständige und aktuelle Kanalkataster, Generalentwässerungspläne inklusive Netzverknüpfungen, Daten über Sonderbauwerke sowie Angaben zu Indirekteinleitern, Niederschlagsabflussmodelle, Angaben zu Lage und Art von Spartenleitungen (Wasser, Gas, Fernwärme, Strom) und aktuelle Vermögensbewertungen sowie maßgebliche Angaben zur Gebührenkalkulation.

Die beiden durch die Berliner Wasserbetriebe betreuten Kanalnetze in den Stadtbezirken Friedrichshain und Treptow liegen im Ostteil der Stadt und repräsentieren alte - teils vor 1900 gebaute - Kanalnetze mit hohen Schadensraten. Priorität hat die Beseitigung der gravierendsten Schäden mit sofortigem und kurzfristigem Handlungsbedarf. Verfolgt wird hier daher die so genannte Zustandsstrategie, nach der ein definierter baulicher Status in festgelegten Zeiträumen erzielt werden soll.

Die Netze der Städte Neuburg an der Donau und Rosenheim stehen für Kanalsysteme jüngerer Baujahre, charakteristisch für kleine bis mittelgroße Städte. Probleme in Neuburg bereiten vor allem erhebliche Fremdwasserzuflüsse. Deren Beseitigung hat deshalb in der hier verfolgten Strategie erste Priorität. Darüber hinaus strebt die Stadt jedoch eine grundsätzliche Sanierung aller relevanten, auch der hydraulischen Mängel an. Zum Erhalt des vorhandenen Anlagevermögens wird die Substanzwert-Strategie verfolgt. In Rosenheim wird zusätzlich zu einer gebietsbezogenen Substanzwert-Strategie eine Mehrsparten-Strategie angestrebt. Aufgrund der besonderen Situation kommt in einem Teilbereich auch eine 'funktionsbedingte Strategi' zur Anwendung.


Unternehmen, Behörden und Verbände: BMBF, DWA
Autorenhinweis: Heinz-Wilhelm Simon, Berlin



Copyright: © Deutscher Fachverlag (DFV)
Quelle: Januar/Februar 2006 (Februar 2006)
Seiten: 4
Preis inkl. MwSt.: € 0,00
Autor: Heinz-Wilhelm Simon

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