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kompetenz wasser DAS KÖLNER FACHJOURNAL FÜR DIE WASSERWIRTSCHAFT Dezember 2025 | ISSN 1863-7035 KLIMANEUTRALITÄT Netto-Null-Ziel 2030: Vom Klär- werk zum Kraftwerk der Zukunft WEITERE THEMEN: › INNOVATIVE WÄRMEAUSKOPPLUNG › MIT „SUNNESCHING“ ZU MEHR RESILIENZ › ABWASSER LESEN LERNEN › DAS UNSICHTBARE SICHTBAR MACHEN: STRATEGISCHE KOMMUNIKATION ZUM RHEINDÜKER-PROJEKT 1
S. 16 Abwasserwärme aus dem Kanal Um die lokale Wärmeer zeugung in die Zukunft zu führen, nutzen die StEB Köln das Kölner Kanalnetz zur innovati ven Wärmeauskopplung vor Ort. © StEB Köln © StEB Köln S. 44 Das Projekt Rheindüker Ein komplexes Jahrhundertprojekt wie der Neubau des Rhein dükers – eines der bedeutendsten Infrastrukturprojekte für die Stadt Köln – erfordert Fingerspitzengefühl und Ideen für eine transparente, nahbare Kommunikation. J. Bauer / © Stadt Köln (2022) S. 20 Mit Wasser planen Für einen lokal orientierten, praxisnahen und nachhaltig ökologischen Umgang mit Regenwasser testet Köln erst mals ein digitales, webbasiertes Planungstool. S. 28 Letzter Baustein Hochwasserschutz Solidarisch und sicher: Die StEB Köln gehen in KölnWor ringen in die letzte Phase ihres mehrstu figen Hochwasser schutzprogramms. © StEB Köln S. 36 Abwasser lesen lernen Die StEB Köln haben das Abwas sermonitoring auf die nächste Stufe gehoben und die „Abwassersurveill ance“ deutschland weit als unverzicht bares Instrument im Gesundheitsmonito ring etabliert. © StEB Köln 2
kompetenz wasser | Dezember 2025 | Inhalt Inhalt VORWORT Nachhaltigkeit & Klimaneutralität Hochwasserschutz & Extremwettervorsorge Unternehmensprojekte & Kommunikation HOCHWASSERSCHUTZ AM RHEIN Retentionsraum KölnWorringen Seite 28 VON DER HANDKARTE ZUR DIGITALEN 3D-ANSICHT Kölner Überflutungsgefahren- karten im Lauf der Zeit Seite 32 Abwasser & Klärtechnik ABWASSER LESEN LERNEN Von der Pandemie zur präventiven Gesundheitsvorsorge Seite 36 UMSETZUNG DER NEUEN EU-KARL Anforderungen für die Anpas sung der Drittbehandlung Seite 40 SIMULATIONEN FÜR DAS NETTO-NULL-ZIEL 2030 Wie wird ein Klärwerk zum Kraftwerk der Zukunft? Seite 6 MEHR „SUNNESCHING“ AUF KÖLNER KLÄRWERKEN PVStromproduktion als Schlüssel zur Resilienz Seite 12 ABWASSERWÄRME AUS DEM KANAL Nachhaltige Energie vor der eigenen Haustür Seite 16 Klimaanpassung & Stadtentwicklung MIT WASSER PLANEN Urbane Strategien gegen Hitze und Starkregen (AMAREX) Seite 20 KREATIV DURCH STARKRE- GENEREIGNISSE NAVIGIEREN Der RegenKompass als Wegwei ser zur Schwammstadt Seite 24 DAS UNSICHTBARE SICHTBAR MACHEN Strategische Kommunikation beim Neubau des Kölner Rheindükers Seite 44 IMPRESSUM Seite 47 3
Vielen Dank an alle Autor*innen dieser Ausgabe! Andreas Ammann, Abteilungsleiter Abwasserlabor, StEB Köln | Jonas Bachnick, Sachgebietsleiter Be triebsentwicklung GKW, StEB Köln | Gregor Bergrath, Sachgebiet Generalentwässerungsplanung, StEB Köln | Dr. Maria Ceylan, Sachgebietsleiterin Erschließung und Klimafolgenanpassung, StEB Köln | Meike Helms, Unter nehmenskommunikation, StEB Köln | Birgit Konopatzki, Abteilungsleiterin Unternehmenskommunikation, StEB Köln | Simone Kraus, Sachgebiet Energie, Klima und Nach haltigkeit, StEB Köln | Christine Linnartz, RegenKompass, StEB Köln | Christian Mörchen, Sachgebietsleiter Ge wässerausbau und Hochwasserschutzanlagen, StEB Köln | Silvana Rauer-Zechmeister, Researcher, VRVis GmbH | Luisa Riegel, Abteilungsleiterin Grundlagen, Energie und Ressourcen, StEB Köln | Frank Rüsing, Sachgebietsleiter Generalentwässerungs planung, StEB Köln | Luisa Schwab, Abteilung Grundlagen und Klimafolgenanpassung, StEB Köln | Ingo Schwerdorf, Abteilungsleiter Grundlagen und Klimafolgenanpassung, StEB Köln | Sabine Siegmund, Hochwasserzentrale, StEB Köln | Jörn Sistig, Sach gebietsleiter Ingenieurbau Außenklärwerke, StEB Köln | Mona Steinhauer, RegenKompass, StEB Köln | Leonie Wacker, Sachgebiet Verfahrenstechnik und Abfallwirtschaft, StEB Köln | Dr. Jürgen Waser, Head of Integrated Simulations Group, VRVis GmbH | Dr. Marlene Willkomm, stellvertretende Leiterin der Hochwasserzentrale, StEB Köln 4
kompetenz wasser | Dezember 2025 | Vorwort Vorwort Liebe Leserinnen und Leser, Klimaanpassung, Energiewende und Digitalisierung verändern die Wasserwirtschaft grundlegend. Was früher getrennte Aufgaben waren, wächst heute zu einem gemeinsamen Ziel zusammen. Köln soll klima resilient, nachhaltig und lebenswert gestaltet werden – über alle Fach disziplinen hinweg. In dieser Ausgabe von kompetenz wasser zeigen wir, wie die StEB Köln diesen Wandel aktiv gestalten. Wir berichten über Simulationen für das NettonullZiel 2030, über die Nutzung von Abwasserwärme als neue Energiequelle, über Hochwasserschutzstrategien am Rhein und digitale Werkzeuge, die das Unsichtbare sichtbar machen – von Überflutungsge fahrenkarten bis zum Neubau des Rheindükers. All diese Projekte stehen für eines: den Mut, neue Wege zu gehen. Sie zeigen, dass Klimaschutz und Daseinsvorsorge kein Widerspruch sind, sondern sich gegenseitig stärken. Nachhaltige Stadtentwicklung gelingt, wenn Technik, Forschung, Kommunikation und gesellschaftlicher Dialog zusammenfinden. Hinter diesen Ideen stehen Menschen – Kolleginnen und Kollegen, die ihr Fachwissen einbringen, Grenzen hinterfragen und Innovation in die Praxis umsetzen. Sie sind es, die die Zukunft gestalten: Tag für Tag, Tropfen für Tropfen. Ich wünsche Ihnen eine inspirierende Lektüre und viele Im- pulse aus unserer Arbeit für Köln – und weit darüber hinaus. Ihre Ulrike Franzke Vorständin der StEB Köln 5
kompetenz wasser | Dezember 2025 | Simulationen für das Netto-Null-Ziel 2030 NACHHALTIGKEIT & KLIMANEUTRALITÄT Simulationen für das Netto-Null-Ziel 2030 Wie wird ein Klärwerk zum Kraftwerk der Zukunft? AUTOR*INNEN: SIMONE KRAUS, LUISA RIEGEL, JONAS BACHNICK CO-AUTOREN: FABIO VOIT, KRISTOFFER OOMS (FIW E. V.), LASZLO HARTUNG, JAKOB GROHS, LUKAS SCHUFFELEN (BET) es, die Eigennutzung erneuerbarer Energie zu maximieren, fossile Fremdenergie zu minimieren und Emissionen gezielt zu senken. Um ihre Kläranlagen fit für die Zukunft zu machen, beauf tragten die StEB Köln die BET Consulting GmbH (BET) sowie das Forschungsinstitut für Wasserwirtschaft und Klimazukunft an der RWTH Aachen e. V. (FiW) mit der Entwicklung von Szenarien im Rahmen eines Energiekonzeptes. Herzstück ist ein neu ent wickeltes Simulationstool, das in der Modellierungsumgebung SIMBA# die Betriebsdynamik künftiger Energiesysteme reali tätsnah abbildet. Ziel des Projektes ist, für das Großklärwerk (GKW) Köln Stammheim und das Klärwerk Langel (KLA) belastbare Entscheidungsgrundlagen zu schaffen – etwa zur optimalen Dimensionierung der Aggregate im Energiesystem oder zur Ent wicklung angepasster Betriebs und Regelstrategien. › Hinweis: Dieser Beitrag stellt die methodische Vorgehensweise bei der Entwicklung des Simulationstools am Beispiel des GKW KölnStammheim vor. Das Großklärwerk Köln-Stammheim produziert längst nicht mehr nur sauberes Wasser, sondern auch Strom, Wärme und Biomethan. Mithilfe von Blockheizkraft- werken, Photovoltaikanlagen und der geplanten Windenergieanlage entsteht ein vernetztes, flexibles Energiesystem mit wachsendem Anteil erneuerbarer Quellen. Simulationsgestützte Szenarien zeigen: Die Wahl der Energiestrategie entscheidet über CO2-Bilanz, Effizienz und Wirtschaftlichkeit – zwischen Eigen- stromnutzung und Marktorientierung. Dekarbonisierung ist ein strategisches Ziel der StEB Köln: Bis 2030 soll im Sinne einer NettoNull der TreibhausgasEmissio nen klimaneutral agiert werden. Der Fokus liegt dabei auf dem Ausbau der Erzeugung erneuerbarer Energien – angefangen mit der Reduzierung der Emissionen im Bereich Energie. HINTERGRUND UND HERAUSFORDERUNGEN Die Integration erneuerbarer Energien in bestehende Energie systeme von Klärwerken mit Blockheizkraftwerken (BHKWs) führt zunehmend zu einer dynamischen Strom und Wärme bilanz. Schwankungen im Energieangebot und verbrauch ver ursachen zeitweise Über oder Unterdeckungen. Gleichzeitig steigen die externen Anforderungen: Die vierte Reinigungs stufe zur Spurenstoffelimination und die EUKommunalab wasserrichtlinie (KARL) setzen ehrgeizige Ziele – etwa die Energieneutralität im Betrieb. Vor diesem Hintergrund verstehen die StEB Köln das Ener giemanagement als kontinuierliche Planungsaufgabe: Ziel ist Bild linke Seite: © StEB Köln 7
ENERGIESTROM GKW KÖLN-STAMMHEIM: STATUS QUO MIT PERSPEKTIVE Auf dem Großklärwerk (GKW) Stammheim setzen die StEB Köln auf die anaerobe Schlammbehandlung: Der im Abwasserpro zess anfallende Klärschlamm wird in Faulbehältern vergoren. Das entstehende Faulgas wird in Gasspeichern zwischenge speichert und anschließend in BHKWs zur Strom- und Wärme erzeugung genutzt. Der so erzeugte Strom deckt größtenteils den Eigenbedarf der Abwasserreinigung; Überschüsse werden ins öffentliche Stromnetz eingespeist. Außerdem wird Strom aus dem Netz bezogen. Die BHKW-Abwärme dient primär zur Beheizung der Faulbehälter und Betriebsgebäude. Ein Teil wird ins lokale Nahwärmenetz eingespeist, ungenutzte Überschüsse werden über Notkühlung abgeführt. Zusätzlich wird erneuerbarer Strom über PVAnlagen er zeugt – bislang in geringem Umfang, jedoch mit geplanter Anlagenerweiterung. Die Genehmigungsplanung für eine Wind energieanlage (WEA) auf dem GKW KölnStammheim läuft. Netzstromersatzanlagen dienen der Versorgungssicherheit. Ein weiterer Baustein: die Annahme von CoSubstraten (Ab fällen), die zusätzliches Faulgas erzeugen. Seit Frühjahr 2024 ist außerdem eine Biogasaufbereitungsanlage (BGAA) in Betrieb. Sie wandelt Faulgas in Biomethan, das ins Erdgasnetz einge speist wird – für die zeitversetzte Nutzung auf dem Großklärwerk und anderen Kläranlagen im Biogasbilanzkreis. Überschüsse gehen in die städtische Wärmeversorgung. HEUTIGES UND ZUKÜNFTIGES ENERGIESYSTEM (GKW) Erdgas Klärgas Klärgas CH4 Nahwärmenetz (GAG-Siedlung) BHKW Gasspeicher Klärgasaufbereitung Erdgasnetz Klärschlamm H Stromnetz Abwasserprozess GKW Faulbehälter Notfackel CO- Nutzung Fernwärmenetz Wärmepumpe PV-Anlage Erweiterung WEA Co-Substrate Erweiterung Schlamm / Co-Substrat Wärme Strom Klärgas / Erdgas CO2 Abbildung 1: Komponenten derzeitiges (durchgängige Linien) u. Optionen zukünftiges (gestrichelte Linien) Energiesystem, Bsp. Großklärwerk (GKW) Stammheim 8
kompetenz wasser | Dezember 2025 | Simulationen für das Netto-Null-Ziel 2030 ANFORDERUNGEN AN DIE SYSTEMANPASSUNGEN Für das künftige Energiesystem sind zwei Entwicklungen besonders relevant: die Integration zusätzlicher erneuerbarer Erzeuger – insbesondere Photovoltaik und Windkraft – sowie der geplante Ausbau einer vierten Reinigungsstufe, die den Energiebedarf spürbar erhöht. Zur wirtschaftlichen Bewertung der verschiedenen Maß nahmen wurde das Strommarktmodell „EuroMod“ der BET herangezogen. Es analysiert die langfristige Entwicklung der Energiemärkte auf Basis unterschiedlicher Zukunftsszenarien. Im Projekt diente das Szenario „Klimaneutralität 2045 Elekt ronen“ als Grundlage, ausgerichtet am aktuellen politischen Kurs. Ergänzend zu den ökonomischen Aspekten fließt auch der TreibhausgasFußabdruck in die Bewertung mit ein. So entsteht eine belastbare Entscheidungsgrundlage für ein zukunfts gerichtetes, klimafreundliches Energiesystem. Um mögliche Handlungsoptionen in ihrer Komplexität abzudecken, wurden vier Zukunftsszenarien definiert: DEFINITION VON ZUKUNFTSSZENARIEN UND AUSGEWÄHLTE MODELLERGEBNISSE 2023/2024 Ist-Zustand 2028 EE-Ausbau „Transformation“ 2030 bis 2045 Perspektive „BHKW-Optimiert“ 2030 bis 2045 Perspektive „BHKW-Flex“ 2030 bis 2045 Perspektive „All-Electric“ 3x 2 MWel 3x 2 MWel 4x 1,5 MWel 4x 1,5 MWel 370 kWp 4,1 MWp 4,2 MWp 4,1 MWp 4,2 MWp 4,1 MWp 4,2 MWp 4,1 MWp 4,2 MWp 3x 2 MWth 3x 2 MWth 4x 1,5 MWth 4x 1,5 MWth 4 MW 4 MW CH 4 800 Nm3/h 800 Nm3/h 800 Nm3/h 1.600 Nm3/h 2.000 Nm3/h 4. Reinigungsstufe Nein 4. Reinigungsstufe Ja 4. Reinigungsstufe Ja 4. Reinigungsstufe Ja 4. Reinigungsstufe Ja Abbildung 2: Definition von Zukunftsszenarien, Bsp. GKW-Untersuchung zukünftiger Energieversorgungskonzepte unter Neudimensionierung relevanter Aggregate und Anpassung der Betriebsstrategien 9
3. CO2-FUSSABDRUCK Der Bedarf an Netzstrom hat einen entscheidenden Einfluss auf den THG-Fußabdruck: Aktuell verursacht der Strommix deutlich höhere Emissionen als die im BHKW selbsterzeugte Energie. Langfristig wird jedoch mit sinkenden THG-Emis sionen gerechnet, denn ein Energiesystem, das flexibel auf Marktsignale reagiert, kann perspektivisch auch klimapolitisch sinnvoll sein. FAZIT UND AUSBLICK Simulationsmodelle ermöglichen eine präzise Darstellung der Betriebsdynamik fluktuierender Energiesysteme. Durch die In tegration von Energiemarktprognosen kann ihre Aussagekraft erweitert werden, um Energiesysteme an zukünftige Rahmen bedingungen anzupassen. Für das vorliegende Projekt – die Transformation des Energiesystems auf dem Gelände einer Kläranlage – konnte ein dynamisches Simulationstool passende Handlungsoptionen aufzeigen: › Die simulationsgestützte Szenarienanalyse ermöglichte die Dimensionierung von Aggregaten und die Anpassung von Betriebsstrategien an sich wandelnde Rahmenbedingungen. Die Bewertung der Szenarien zeigte, dass technische, ökono mische und ökologische Kenngrößen gemeinsam betrachtet werden müssen. Zukünftig sollte auch das Flexibilisierungspotenzial auf Verbraucherseite (Abwasserreinigung und Schlammbehand lung) untersucht werden, um den Eigenverbrauch erneuer barer Energien zeitlich besser abzustimmen. › › KERNASPEKTE ZUR BEWERTUNG DER SZENARIEN 1. JAHRESENERGIEBILANZEN Die Jahresbilanzen der Szenarien unterscheiden sich vor allem in der Höhe des Fremdenergiebezugs (Defizit) und der Netzein speisung (Überschuss). Im Fokus der Analyse stehen dabei drei zentrale Varianten: › Im Szenario „BHKW-Optimiert“ sinkt der Fremdstrombezug im Vergleich zum Szenario „Transformation“ (hier nicht aus geführt, Anm. d. Red.) um rund 60 Prozent, der Erdgas bzw. Biomethanbezug um 24 Prozent. Möglich wird dies durch eine effizientere Nutzung der Eigenenergien aus Windenergie anlage (WEA), Photovoltaik (PV) und Blockheizkraftwerken (BHKWs). Letztere erzeugen etwa fünf Prozent mehr Strom – bei unveränderter Leistung von WEA und PV. › Für das Szenario „BHKW-Flex“ erfolgt die Wahl zwischen faulgas- und strombasierter Energieversorgung flexibel – ab hängig vom aktuellen Strombezugspreis und den möglichen Erlösen aus der Biomethaneinspeisung. Dies führt zu einem deutlich erhöhten Fremdstrombedarf. Gleichzeitig sinken die Energieverluste, da die BHKWs weniger laufen und die Wär meversorgung effizienter über eine Abwasserwärmepumpe erfolgt. Ferner kann etwa doppelt so viel Biomethan wie bei „BHKW-Optimiert“ ins Erdgasnetz eingespeist werden – ein Plus an Flexibilität im BiogasmethanBilanzkreis. › Im idealisierten Szenario „AllElectric“ wird komplett auf BHKWs verzichtet – die gesamte Energie stammt aus dem Stromnetz. Das steigert die Energieeffizienz für das GKW Köln- Stammheim maßgeblich: Es entstehen weder Umwandlungs verluste (im BHKW) noch ungenutzte Wärme (im Notkühler). Allerdings rücken in diesem Szenario der THG-Fußabdruck sowie die wirtschaftliche Bewertung der Energiemarktinter aktion ins Zentrum der Betrachtung. Zudem ist zu prüfen, inwieweit die energiemarktgetriebenen Szenarien „BHKW-Flex“ und „All-Electric“ mit den Anforde rungen der novellierten Kommunalabwasserrichtlinie an die Energieneutralität der Abwasserwirtschaft vereinbar sind. 2. WIRTSCHAFTLICHKEIT Aus rein ökonomischer Sicht sind jene Szenarien von Vorteil, die eine Biomethaneinspeisung ermöglichen, da sich hier relevante Erlöse generieren lassen – dafür steigt der Bedarf an Fremdstrom. Letztlich erfordert die Bewertung eine sorgfältige Abwägung der Prioritäten. Noch nicht berücksichtigt sind et waige Mehrkosten, zum Beispiel durch erhöhten Wartungsauf wand bei einer intermittierenden Betriebsweise der BHKWs. 10
kompetenz wasser | Dezember 2025 | Simulationen für das Netto-Null-Ziel 2030 JAHRESENERGIEBILANZEN Erhöhte FaulgasEigen nutzung, Minimierung Stromnetzbezug System steuerbar zwischen FG und netzstrombasier ter Betriebsweise Niedrigster Eigen versorgungsgrad ) h W G ( r h a J o r p e i g r e n E 80 60 40 20 0 –20 –40 –60 Ist-Zustand (3 × 2 MW) Transformation (3 × 2 MW) BHKW-Opt. (4 × 1,5 MW) BHKW-Flex. (4 × 1,5 MW) All-Electric Gasnetz Bezug Strom aus BHKW Einspeisung Biomethan Stromverbrauch StromRückeinspeisung Strombezug Strom aus EE Notkühler Abbildung 3: Jahresenergiebilanzen Bsp. GKW: Neuauslegung der BHKWs ermöglicht effizientere Energienutzung und verringerten Energiebezug THG-FUSSABDRUCK ) q ä , O C e 2 t ( n e n o i s s i m E - G H T 15.000 10.000 5.000 –5.000 –10.000 –15.000 –20.000 Fußabdruck Nur direkte Emissionen durch BHKW-Methanschlupf & Stromemissionen ohne Vor ketten berücksichtigt (UBA) Handabdruck Ist-Zustand EE-Ausbau „Transformation“ BHKW-Opt. 4 × 1,5 MW BHKW-Flex 4 × 1,5 MW All-Electric Strombezug FG-BHKW Substitution Netzstrom Substitution Erdgas Verkauf Abwärme Summe Abbildung 4: Vereinfachte THG-Bilanz (Jahr 2025; Fuß- vs. Handabdruck) Bsp. GKW, Priorisierung des THG-Fußabdrucks favorisiert zum jetzigen Zeitpunkt die Mini mierung von Netzstrombezug Ausblick auf THG-Intensität des Netzstroms notwendig 11
NACHHALTIGKEIT & KLIMANEUTRALITÄT Mehr „Sunnesching“ auf Kölner Klärwerken Mit PV-Stromproduktion auf dem Weg zu Klimaneutralität und Resilienz AUTOR: JÖRN SISTIG Klimaneutral und resilient wirtschaften? Der Ausbau und die Nutzung von Photovoltaik auf Kläranlagen ist ein zentraler Baustein zur Erreichung unserer Klima- ziele in der Abwasserwirtschaft. Mit einem Anteil von 94 Prozent erneuerbarer Eigenerzeugung am Strombe- darf der Kölner Klärwerke im Jahr 2024 zeigt sich: Die Strategie geht auf. Seit Jahren ist die kontinuierliche Reduktion von Treibhausgas emissionen fester Bestandteil der strategischen Ausrichtung der StEB Köln. Im Stromsektor konnten die Emissionen seit 1990 um über 85 Prozent gesenkt werden. Wesentliche Hebel dafür sind die Steigerung der Energieeffizienz der Anlagentechnik sowie der Ausbau von KraftWärmeKopplung und erneuer baren Energien. Im Jahr 2024 wurden bereits 83 Prozent des Strombedarfs der StEB Köln bzw. 94 Prozent des Strombedarfs der fünf Kölner Klärwerke durch eigene, erneuerbare Strom erzeugung gedeckt. ZUM HINTERGRUND: WIR HABEN ZIELE Unser Ziel ist es, die Abwasserableitung sowie die Abwasser und Schlammbehandlung bis 2030 klimaneutral zu betreiben – also mit einer NettoNull der Treibhausgasemissionen. Der Fokus liegt dabei auf der weiteren Emissionsreduktion, dem Ausbau regenerativer Eigenstromerzeugung sowie nachhalti gen Lösungen im Bauwesen und bei der Beschaffung. Ein weiterer zentraler Aspekt ist die Erhöhung der Resilienz der Abwasserinfrastruktur. Diese soll durch den kombinierten Ausbau von Photovoltaik, Windkraft und KraftWärmeKopp lung gestärkt werden. Die Diversifizierung der Energiequellen trägt zur Versorgungssicherheit bei und ermöglicht darüber hinaus wirtschaftliche Synergien – etwa durch die Einspeisung oder Vermarktung selbsterzeugten Biogases. Der prioritäre Ausbau von Photovoltaikanlagen auf sämt lichen Klärwerks und Pumpwerksstandorten ist dabei ein wesentliches Handlungsfeld – mit hoher Bedeutung sowohl für die Zielerreichung im Klimaschutz als auch für die energieautar ke Weiterentwicklung der Abwasserbehandlung. ZUR VORGEHENSWEISE: WIR HABEN IDEEN Für alle Klärwerksstandorte sowie ausgewählte Pumpwerke wurden Machbarkeitsstudien zum Zubau und zur Erweiterung bestehender Photovoltaikanlagen durchgeführt. Ziel der Unter suchungen war es, den Eigenversorgungsgrad der Betriebs stellen mit elektrischer Energie zu erhöhen, Strombezugskosten zu senken und vor allem die Treibhausgasemissionen durch Reduzierung des Fremdbezugs deutlich zu minimieren. Im Mittelpunkt der Analysen stand die Entwicklung energe tisch, wirtschaftlich und – wo möglich – auch technologisch in novativer Lösungen zur Nutzung vorhandener Potenzialflächen. Eine der untersuchten Optionen war die Doppelnutzung von Beckenflächen sowohl für die Abwasserbehandlung als auch für die PVStromerzeugung. Den Auftakt bildete die Potenzialanalyse am GKW Köln Stammheim – aufgrund des dort besonders hohen Energie bedarfs – sowie am AKW KölnWahn, an dem bislang keine PVAnlagen betrieben wurden. Darauf aufbauend folgten Untersuchungen an den Standorten AKW KölnLangel, Köln Weiden und KölnRodenkirchen sowie an drei ausgewählten Pumpwerken. Auf Grundlage der Studienergebnisse zum energetischen und wirtschaftlichen Nutzen durch den Ausbau der Potenzial flächen wurde festgelegt, welche planerisch weiterverfolgt und möglicherweise umgesetzt werden sollen. 12
kompetenz wasser | Dezember 2025 | Mehr „Sunnesching“ auf Kölner Klärwerken FÜNF AUF EINEN BLICK: AUSBAUPOTEN- ZIALE UND STAND DER UMSETZUNG 1. GKW KÖLN-STAMMHEIM Auf dem GKW KölnStammheim wird bereits seit 2014 Photo voltaikstrom erzeugt. Derzeit sind sechs Dachanlagen mit einer Gesamtleistung von 350 kWp in Betrieb. Im Rahmen der Machbarkeitsstudie wurde ein zusätzliches Ausbaupotenzial von insgesamt 3.800 kWp identifiziert, das in mehreren Bau abschnitten (BA) realisiert werden kann: BA 1 – Dachanlagen Teil 1: rund 400 kWp BA 2 – Freiflächenanlage auf SL 07 – 14: rund 1.500 kWp BA 3 – BeckenPV auf der Zwischenklärung: rund 950 kWp BA 4 – Dachanlagen Teil 2: rund 200 kWp BA 5 – Becken-PV auf SL 01 – 06: rund 750 kWp Abbildung 1: Lageplan mit Potenzialflächen GKW / © StEB Köln 13
Der erste Bauabschnitt mit rund 400 kWp befindet sich derzeit in der Umsetzung. Dachanlagen wurden auf dem Filtrationsgebäude, dem Sandfanggebäude sowie weiteren Gebäuden der Filtration errichtet und sind aktuell in Betrieb genommen worden. >> DIE INSTALLIERTE PV-LEISTUNG AM GKW WIRD SICH DAMIT AUF ETWA 800 KWP NAHEZU VERDOPPELN. Die Bauabschnitte BA 03 und BA 04, die die Installation von PVAnlagen auf Klärbecken vorsehen, sowie BA 05 mit weite ren Dachanlagen sind bereits konzeptionell ausgearbeitet. Mit der Umsetzung der Freiflächenanlage im Rahmen von BA 02 wird das Großklärwerk sukzessive zum Energiewerk: >> ZEITWEISE ERZEUGTE STROMÜBERSCHÜSSE KÖN- NEN IN DAS NETZ DES ÖRTLICHEN ENERGIEVERSOR- GERS EINGESPEIST UND VERMARKTET WERDEN. 2. AKW KÖLN-WAHN Das AKW KölnWahn ist das einzige von den StEB Köln be triebene Klärwerk, auf dem bislang noch keine elektrische Energie durch Photovoltaik erzeugt wird. Künftig sollen dort PV-Anlagen mit einer Gesamtleistung von rund 700 kWp zur Stromproduktion beitragen. Die Umsetzung war zunächst in drei Bauabschnitten vorgesehen: BA 1 – Dachanlagen Einlaufpumpwerk: rund 200 kWp BA 2 – Freiflächenanlage 1 und 2: rund 400 kWp BA 3 – Dachanlagen Betriebsgebäude: rund 200 kWp Abbildung 4: Lageplan AKW Wahn / © StEB Köln Nach einer ersten, wirtschaftlich nicht tragfähigen Aus schreibung konnten die Leistungen für PVAnlagen mit einer Gesamtleistung von 694 kWp schließlich vergeben werden – bei einem Auftragsvolumen von rund 2,56 Millionen Euro. Die Fertigstellung der Anlagen ist für Ende Mai 2026 vorgesehen. Abbildung 2: Foto von denneuen Anlagen GKW / © StEB Köln Die für die Umsetzung des zweiten Bauabschnitts erforder lichen Leistungen wurden im Jahr 2024 vergeben. Aufgrund der Insolvenz der ursprünglich beauftragten Errichterfirma verzö gerte sich das Projekt um elf Monate. Nach erfolgter Neuaus schreibung soll nun eine Freiflächenanlage mit rund 1.500 kWp Leistung auf den als abgedeckte Erdbecken ausgeführten Schwachlastbelebungsbecken SL 07 bis SL 14 voraussichtlich bis zum 1. Dezember 2025 realisiert werden. >> DIE GEWÄHLTE BAUWEISE ERMÖGLICHT EINE DOPPELNUTZUNG DER BEGRENZTEN FLÄCHE – SOWOHL FÜR DIE KLÄRTECHNIK ALS AUCH FÜR DIE ERZEUGUNG ERNEUERBARER ENERGIEN. Abbildung 3: © StEB Köln 14
kompetenz wasser | Dezember 2025 | Mehr „Sunnesching“ auf Kölner Klärwerken 3. AKW KÖLN-LANGEL Auf dem AKW KölnLangel wird bereits seit 2014 PVStrom erzeugt, wodurch der externe Strombezug der Betriebsstelle reduziert werden konnte. Aktuell sind sieben Dachanlagen mit Einzelleistungen zwischen 16 kWp und rund 100 kWp instal liert. Die derzeit verfügbare Gesamtleistung beträgt 270 kWp. Im Rahmen der bisherigen Planungen wurde ein zusätzliches Ausbaupotenzial von 1.750 kWp identifiziert. Es zeigt sich: Rund 80 Prozent des PVPotenzials der Betriebsstelle liegen im Ausbau einer Freiflächenanlage. Der erwartete Energieertrag übersteigt den Eigenbedarf des Stand orts deutlich. Nach Umsetzung der zusätzlichen Photovoltaik anlagen wird auch das Klärwerk KölnLangel zum Energiewerk: Die überschüssige elektrische Energie soll über das Netz des Energieversorgers weitergeleitet und zur Versorgung weiterer Betriebsstellen der StEB Köln genutzt werden. Darüber hinaus gehende Strommengen werden vermarktet. Zusätzliche Potenziale bestehen in der optionalen Errich tung von Freiflächenanlagen auf den Erdbecken der Belebungs kaskade 2 (ca. 210 kWp) sowie in einer weiteren Dachanlage auf einem bislang ungenutzten Betriebsgebäude (ca. 90 kWp). 4. AKW KÖLN-WEIDEN Das AKW KölnWeiden verfügt derzeit über fünf PVDach anlagen mit Einzelleistungen zwischen 16 kWp und 27 kWp. Insgesamt steht über die bestehenden Anlagen eine installierte Leistung von rund 110 kWp zur Verfügung. Die Machbarkeitsstudie weist für das AKW KölnWeiden ein zusätzliches Ausbaupotenzial von rund 1.100 kWp aus. Diese Leistung kann über insgesamt vier Freiflächenanlagen bereit gestellt werden. Die dafür vorgesehenen Flächen umfassen bislang ungenutzte bzw. nicht mehr genutzte Areale des Stand orts. Auch am Klärwerk KölnWeiden wird der künftig erzeugte PVStrom den Eigenbedarf übersteigen. Überschüsse sollen zunächst über das Netz durchgeleitet werden, um weitere Betriebsstellen der StEB Köln zu versorgen – darüber hinaus gehende Mengen werden vermarktet. 5. AKW KÖLN-RODENKIRCHEN Das AKW KölnRodenkirchen verfügt seit 2014 über insgesamt vier PVDachanlagen mit Leistungen von 20 kWp bis 100 kWp bzw. einer Gesamtleistung von rund 200 kWp. Trotz der Wald lage des Klärwerks sowie eines begrenzten Flächenangebots konnte ein zusätzliches Potenzial für die Erzeugung von PV Strom in Höhe von etwa 400 kWp herausgearbeitet werden. Das zusätzliche Potenzial kann durch eine BeckenPVAnla ge auf der Vorklärung (ca. 200 kWp) sowie durch Freiflächen anlagen auf der Belebung (ca. 110 kWp) und auf einer Fläche neben der Vorklärung (ca. 90 kWp) erschlossen werden. AUSBLICK: WIR SIND AUF DEM RICHTIGEN WEG Mit dem laufenden und geplanten Zu bzw. Ausbau von Photovoltaikanlagen an unseren Klärwerksstandorten leisten wir einen entscheidenden Beitrag dazu, dass die StEB Köln das interne Ziel der Klimaneutralität bis 2030 erreichen. Im Mittel punkt stehen dabei der ambitionierte Ausbau der PVPoten ziale, der den Eigenbedarf der jeweiligen Standorte übersteigt, sowie die künftige Möglichkeit, überschüssige Strommengen an weitere Betriebsstellen der StEB Köln durchzuleiten. Perspektivisch wird der wirtschaftliche Nutzen der PVAnla gen weiter steigen – sowohl durch die Möglichkeit, den Strom zwischenzuspeichern, als auch durch die Option, heute mittels Klärgasverwertung erzeugte Energie zu substituieren. Erklärtes Ziel ist und bleibt es, dass die StEB Köln auch künftig als Vorreiter bei der Entwicklung und Um setzung innovativer Technologien und neuer Wege agieren und damit Maßstäbe für die Siedlungswasser wirtschaft setzen. 15
NACHHALTIGKEIT & KLIMANEUTRALITÄT Abwasserwärme aus dem Kanal Nachhaltige Energie vor der eigenen Haustür AUTOREN: GREGOR BERGRATH, FRANK RÜSING, INGO SCHWERDORF Deutschland verfügt insgesamt über etwa 600.000 Kilometer Kanalnetz – ideal zur Wärmeauskopplung. 16
kompetenz wasser | Dezember 2025 | Abwasserwärme aus dem Kanal Angesichts von Klimakrise und Energieknappheit rücken innovative Konzepte zur lokalen Wärmeerzeu- gung in den Fokus – etwa die bislang wenig bekannte, aber vielversprechende Nutzung von Abwasserwärme. In Köln wird dieses Verfahren bereits pilotiert: Die Stadt Köln und die StEB Köln verfolgen das Ziel, bis 2035 bzw. 2030 klimaneutral zu werden – auch mit- hilfe der Abwasserwärme. Abwasser hat im Winter konstante Temperaturen von rund 10 bis 12 °C, im Sommer werden 17 bis 20 °C erreicht. Damit über trifft es häufig das Niveau von Luftwärme sowie oberflächenna her Geothermie. Nicht nur im urbanen Umfeld ist das Potenzial für die Abwasserwärmenutzung (AWN) daher besonders hoch. Laut Forschungen könnte sie fünf bis 15 Prozent des Wärme bedarfs im Gebäudesektor decken – und das bei minimalen Installationskosten. Köln verfügt über ein 2.400 Kilometer langes Kanalnetz – von denen jedoch nicht alle Strecken für eine Wärmeauskopplung geeignet sind. ABWASSERWÄRMENUTZUNG AUF DEN PUNKT GEBRACHT: › Konstante Temperaturquelle: Die Temperatur ist nahezu unabhängig von Wetter oder Bodentemperaturen. › Energieeffizienz: Jedes Grad Abkühlung eines Kubikmeters Abwasser liefert ca. 1,5 kWh Wärme. › Flexibel: Die Anlagen sind skalierbar – egal ob Individuallösung oder zusammenhängendes Quartier. › Synergiefähig: Strom aus erneuerbaren Energiequellen ist für Wärmepumpen direkt nutzbar. › Niederschwellig: Geringer Flächenbedarf und Genehmigungsfreundlichkeit. VOM KANAL INS HEIZSYSTEM: DER WEG DER WÄRME Damit Abwasserwärme nutzbar wird, muss das Abwasser an einem Wärmetauscher vorbeiströmen, der oft direkt im Kanal installiert ist. In diesem Wärmetauscher zirkuliert Wasser, das einen Teil der Wärme aufnimmt und über Rinnen und Rohr leitungen zur Wärmepumpe transportiert. Schon geringe Tem peraturunterschiede und wenig zusätzlicher Strom reichen dort aus, um ein Kältemittel durch einen physikalischen Prozess auf bis zu 55, maximal 65 °C zu erhitzen. Diese Wärme wird dann an das Heizsystem eines Gebäudes abgegeben. Zwei parallel verlegte Leitungen verbinden Wärmetauscher und Wärmepumpe: Die eine transportiert das erwärmte Wasser zur Pumpe, die andere führt es – nach Wärmeentzug – abge kühlt zurück. So entsteht ein geschlossener Kreislauf. Das System kann auch zur Kühlung genutzt werden: Da die Temperaturen im Abwasserkanal selten über 20 °C steigen, lässt sich der Kreislauf im Sommer einfach umkehren. Rund 75 Prozent der benötigten Energie stammen aus dem Abwasser selbst – klimafreundlich und effizient. Wird zudem fossilfreier Strom aus erneuerbaren Quellen eingesetzt, ist die Wärmever sorgung nahezu CO2frei. TECHNISCHE UMSETZUNG IM KÖLNER NETZ Kanalbasierte Wärmetauscher finden häufig in größeren Ab wasserkanälen (> DN 600) Anwendung, da hier in der Regel eine ausreichende Menge Abwasser vorhanden ist. Konkret sind mindestens 15 l/s mittlerer Trockenwetterabfluss für die Nutzung der Technik notwendig. Folgende Wärmetauscher – auch Wärmeübertrager – entsprechen dabei dem aktuellen Stand der Technik: › nachträglich im Kanal eingebaut › werksseitig in Kanalrohren integriert › außerhalb des Kanals im Erdreich angeordnet › außerhalb des Kanals im Bypass angeordnet › in Abwasserdruckleitungen installiert Im Netz der StEB Köln haben sich bislang vor allem nachträglich im Kanal eingebaute Rinnenwärmetauscher bewährt. In einem weiteren Projekt wurde das Abwasser über eine Pumpe in einen außerhalb des Kanals im Bypass installierten Direktverdampfer geleitet. Diese Anlage musste jedoch aufgrund technischer Probleme und wirtschaftlicher Schwierigkeiten des Herstellers (vorübergehend) stillgelegt werden. Grundsätzlich gilt dieses Prinzip der Wärmeübertragung andernorts jedoch als wirt schaftlich umsetzbar. Bild linke Seite: © StEB Köln 17
Wärmetauscher & Wärmetauschermodule Gregor Bergrath / © StEB Köln ABWASSERWÄRMENUTZUNG: ZIELGRUPPEN UND AKTEURE Zielgruppen: Energieversorger, städtische Gebäudewirtschaft, Wohnungsgesellschaften und Verbraucher, beispielsweise über die Gründung einer Wärmegesellschaft. Wirtschaftlich darstell bar sind größere Gebäude und Quartiere mit einem Wärmebe darf von 100–150 kW. Die StEB Köln ermöglichen den Zugang zur Wärmequelle, beraten zum Thema und begleiten bei der Umsetzung. Akteure: Bei Projekten zur Abwasserwärmenutzung arbeiten verschiedene Akteure – in unterschiedlichen Konstellationen – Hand in Hand: zum Beispiel die Stadt Köln, die StEB Köln, Energie und Wärmeversorger bzw. Energie und Wärmegesell schaften, Anlagenhersteller, Wohnungsbaugesellschaften bzw. genossenschaften, Architekten, technische Gebäudeplaner, Eigentümer bzw. Investoren. 18 ERSTE PROJEKTE IN KÖLN Bereits 2013 waren die StEB Köln im Rahmen des EUProjekts CELSIUS aktiv – gemeinsam mit Städten wie London und Rot terdam sowie Partnern wie der Technischen Hochschule Köln und der RheinEnergie AG. In der Domstadt wurden insgesamt drei Demonstrationsstandorte zur Abwasserwärmenutzung getestet: › KölnWahn und KölnMülheim: Rinnenwärmetauscher (60 m bzw. 120 m), Wärmepumpen mit 150–200 kW versorgen Schulen. › KölnNippes: Drei Schulen und eine Sporthalle sind über einen 400 m langen Bypass mit einem 400kWDirektverdampfer verbunden. Ziel war es, Technik, Standortbedingungen und wirtschaftliche Rahmenbedingungen zu erproben und zu optimieren. Die An lagen in Wahn und Mülheim sind bis heute in Betrieb. Ein weiteres Leuchtturmprojekt ist das Quartier LÜCK in KölnEhrenfeld: 216 neue Wohneinheiten nutzen hier Abwas serwärme über einen unterirdischen Wärmetauscher – kombi niert mit Photovoltaik zur Versorgung einer zentralen Wärme pumpe (375 kW). Das durch das Land NRW geförderte Projekt soll noch 2025 in Betrieb gehen. Auch in KölnBilderstöckchen entsteht eine neue Anlage im Rahmen eines Wohnungsbauprojekts: Geplant ist ein Wärme tauscher mit einer Leistung von rund 150 kW. Der Vertrag zwischen den Projektpartnern ist bereits unterzeichnet.
kompetenz wasser | Dezember 2025 | Abwasserwärme aus dem Kanal Verbraucher Heizzentrale Abwasser Warm- wasser Raum- heizung Heiz- kessel Energie- speicher Wärme- pumpe BHKW Nahwärmenetz (bis 80 °C) Abwasserkanal (12 °C bis 20 °C) Wärmetauscher WärmePotenzialkarte für Köln / © Berliner NetzwerkE POLITISCHER RAHMEN UND STRATEGISCHE EINBINDUNG Mit dem neuen Wärmeplanungsgesetz kommt Bewegung in die kommunale Wärmewende: Die Nutzung von Abwasserwärme wurde inzwischen in die städtische Wärmeplanung Kölns aufge nommen und gewinnt dadurch als Technologie neuen Auftrieb. Das BundesKlimaschutzgesetz verfolgt das Ziel, bis 2045 eine treibhausgasneutrale, kosteneffiziente und resiliente Wärmeversorgung sicherzustellen. Das Wärmeplanungsgesetz schafft dafür die rechtliche Grundlage: Es verpflichtet Städte mit mehr als 100.000 Einwohnern – wie Köln – bis spätestens 30. Juni 2026 zur Vorlage eines kommunalen Wärmeplans. Ziel ist der systematische Umstieg auf erneuerbare Energien und unvermeidbare Abwärme bei der Bereitstellung von Raumwärme, Warmwasser und Prozesswärme. Die Abwasser wärmenutzung ist zwar keine neue Technologie, wird aber bislang nur vereinzelt eingesetzt und ist daher noch wenig bekannt. Ihre bisherigen Einsatzfelder zeigen Potenzial, jedoch besteht weiterhin Optimierungsbedarf bei Planung, Umsetzung und Betrieb. Ein wichtiges Instrument zur besseren Sichtbarkeit der AWN in Köln ist die bereits entwickelte Potenzialkarte. Sie zeigt, in welchen Stadtbereichen eine Wärmeversorgung über Abwasser technisch möglich wäre – und unterstützt damit Planung, Ent scheidungsfindung und Kommunikation. FAZIT Die StEB Köln bearbeiten jährlich rund 20 bis 30 Anfragen zur Abwasserwärmenutzung – mit steigender Tendenz. Nicht alle führen zur Umsetzung, und die Zeiträume zwischen Anfrage und Realisierung variieren. Dennoch zeigt sich: AWN hat enor mes Potenzial, insbesondere in Neubaugebieten. Sie könnte perspektivisch zum Standard werden. Voraussetzung dafür sind weiterentwickelte Fördermodelle, praxistaugliche Abrech nungssysteme sowie gesicherte Erfahrungen im Betrieb und in der Wartung. Köln übernimmt hier eine Vorreiterrolle. „Abwasserwärmenutzung ist in Köln längst Realität.“ Verschiedene Pilotprojekte zeigen, dass die Abwasserwärme nutzung zur CO2Einsparung, zur Senkung von Energiekosten und zur Unabhängigkeit von fossilen Energien beitragen kann. Die StEB Köln treiben die Entwicklung einer klimaresilienten, wassersensiblen Stadt seit Jahren aktiv voran. Dabei entstehen nicht nur technische Lösungen, sondern auch konkrete Umset zungen. Heute – und in Zukunft. 19
KLIMAANPASSUNG & STADTENTWICKLUNG Mit Wasser planen Urbane Strategien gegen Hitze und Starkregen (AMAREX) AUTORIN: LUISA SCHWAB 20
kompetenz wasser | Dezember 2025 | Mit Wasser planen Mit einem digitalen Planungswerkzeug erproben Berlin und Köln eine neue Planungskultur im Umgang mit Re- genwasser – ökologisch, datenbasiert und praxisnah. Eine Zusammenfassung. Regen war lange ein Problem, das schnell verschwinden sollte. Was vom Himmel fiel, wurde über Gullys und Kanäle rasch aus der Stadt gespült – möglichst reibungslos und vollständig. Dieses Denken gerät ins Wanken, denn der ökologische Preis ist hoch: Versiegelte Flächen verhindern Versickerung, der Grundwasserspiegel sinkt, Bäume vertrocknen. Zugleich fehlt in Hitzeperioden jeder Liter Wasser – und Starkregenereignisse überfordern vielerorts die Infrastruktur. Die Idee, Wasser dort zu halten, wo es fällt, ist nicht neu. Doch die Umsetzung ist alles andere als einfach, gerade in großen Städten. In urban verdichteten Quartieren, wo jeder Quadratmeter mehrfach genutzt wird, fehlt oft der Platz für klassische Rückhaltemaßnahmen. Das sogenannte Schwamm stadtPrinzip – also das gezielte Speichern, Versickern und Ver dunsten von Regenwasser im urbanen Raum – ist daher zwar ökologisch sinnvoll, aber planerisch herausfordernd. POTENZIALE ERKENNEN UND GEZIELT HANDELN Hier setzt das vom Bundesforschungsministerium geförderte Projekt AMAREX an. Entwickelt wurde ein digitales Werkzeug, das Kommunen hilft, die Möglichkeiten einer dezentralen Re genwasserbewirtschaftung besser einzuschätzen: datenbasiert, lokal angepasst und in bestehende Prozesse einfach integrier bar. In engem Austausch mit den Städten Berlin und Köln, die als wachsende Millionenstädte die Flächenknappheit besonders deutlich spüren, wurden die Werkzeuge von Beginn an weiter entwickelt, Anforderungen konkretisiert und Anwendungssze narien gemeinsam erarbeitet. Im Mittelpunkt steht ein Webtool, das Wasserhaushaltsana lysen, räumliche Potenzialbewertung und Maßnahmenplanung zum Umgang mit Regenwasser miteinander verknüpft. Es erlaubt der kommunalen Planung, Regenwasserbewirtschaf tungsmaßnahmen und ihre Wirkungen auf Quartiersebene gezielt einzuschätzen. Die Wasserbilanzierung erfolgt dabei auf Bild linke Seite: J. Bauer / © Stadt Köln (2022) Blockteilflächen und Quartiersebene, also in einem detaillierten Maßstab, der praxisnahe Entscheidungen ermöglicht. Ziel ist es, Synergien zu erkennen und Maßnahmen gezielt dort einzusetzen, wo sie auf die drängendsten Probleme reagie ren: Trockenheit, Hitze, Starkregen – oder alles kombiniert. Die Potenzialkarten im Tool geben Hinweise auf geeig nete Flächen, auf technische und rechtliche Machbarkeit, auf Verschmutzungen des Regenwassers, Bodenarten und vorhandene Vegetation. Sie bilden damit die Grundlage, um Maßnahmen nicht nur zu planen, sondern auch umsetzungsnah zu priorisieren. Zentral für die Wirksamkeit ist die integrierte Wasser haushaltsbilanzierung, die unterschiedliche Maßnahmen im Hinblick auf Abfluss, Versickerung und Verdunstung bewertet. Statt punktueller Betrachtung einzelner Flächen entsteht so ein umfassendes Bild darüber, wie sich die Wasserbilanz im Quartier durch bestimmte Eingriffe verändert, um gezielt auf typische Problemlagen zu reagieren. Dabei geht es nicht um absolute Aussagen, sondern um die vergleichende Einschätzung von Wirkungsrichtungen und stärken im Kontext unterschiedlicher Problemstellungen: › Wo es etwa zu heiß wird, können Maßnahmen zur Erhöhung der Verdunstung helfen. › Wo Bäume vertrocknen, unterstützen gezielte Bewässe rungszisternen in Kombination mit einem angepassten Pflegekonzept. › Wo Gebäude und Keller überflutet werden, stehen hingegen kurzzeitige Rückhaltevolumen im Vordergrund. › Auch Maßnahmen zur Stärkung der Grundwasserneubildung lassen sich gezielt ansteuern – ein Aspekt, der angesichts zu nehmender Trockenheit immer wichtiger wird. Die Wasserhaushaltsbilanz fungiert damit als zentrales Bewertungskriterium: Sie macht sichtbar, welche Maßnahmen welche Effekte erzeugen – und erlaubt es, Prioritäten dort zu setzen, wo die Wirkung am größten ist. Auch Kombinatio nen verschiedener Maßnahmen lassen sich hinsichtlich ihrer Synergien untersuchen. So entsteht ein strategischer Mehrwert: Statt Einzelmaßnahmen nebeneinanderzustellen, wird ein integriertes Planungssystem möglich. 21
kompetenz wasser | Dezember 2025 | Mit Wasser planen ERGÄNZENDE WERKZEUGE Das AMAREXWebtool versteht sich als praxisnaher Proto typ, der nun in der Anwendung getestet und einsatzspezifisch weiterentwickelt werden soll. Ergänzend zum Tool stehen Steck briefe zu typischen Maßnahmen – vom Gründach über Versicke rungsmulden bis hin zu Retentionszisternen, also Zisternen mit Rückhaltefunktion – als Download zur Verfügung. Sie zeigen, welche Wirkungen sich bei Trockenheit oder Starkregen entfal ten lassen und wo Erweiterungspotenziale bestehen. Die Steck briefe helfen, technische Anforderungen und Einsatzbereiche nachvollziehbar zu machen, und dienen kommunalen Teams als Referenzmaterial. Zusätzlich gibt es ein separates Tool zur Zisternenbemessung sowie ein Modul zur Wirkungsermittlung von Maßnahmen bei Starkregen. Auch sie sind ergänzende Instrumente und unterstützen die Einschätzung vor Ort. Ein weiterer Bestandteil der AMAREXAnwendung ist die integrierte sozioökonomische Bewertung im Rahmen der Maß nahmenbewertung. Sie hilft, die langfristige Tragfähigkeit von Maßnahmen einzuschätzen – nicht nur technisch, sondern auch gesellschaftlich und ökologisch. Über standardisierte Indikato ren lassen sich unter anderem Investitions und Betriebskosten, Beiträge zur Biodiversität, Akzeptanz und Erholungseffekte für die Bevölkerung oder die Verbesserung des Stadtklimas verglei chend bewerten. Das ermöglicht eine realistische Abwägung, wo investiert werden sollte und wo gegebenenfalls nachgebes sert werden muss, und bietet Entscheidungsgrundlagen, die für priorisierte Umsetzungen genutzt werden können. FAZIT: AUS DER PRAXIS – FÜR DIE PRAXIS Das übergreifende Planungsprinzip folgt einer klaren Idee: Maßnahmen zur Klimaanpassung sollen sich am natürlichen Wasserhaushalt orientieren – und je nach Problemlage ge zielt im Quartier eingesetzt werden. Das AMAREXWebtool unterstützt dabei, auch kombinierte Maßnahmen frühzeitig zu erkennen – mit dem Ziel, Planungssilos zu überwinden und Synergien systematisch zu nutzen. Eine lokal differenzierte Wasserhaushaltsbilanz macht diese Zusammenhänge nicht nur verständlich, sondern auch strategisch nutzbar – Stichwort Flächenkonkurrenzen und kommunale Abwägungsprozesse. Klimaanpassung ist nicht allein mit Technik zu bewältigen – sie erfordert eine neue Planungskultur: vorausschauend, ver netzt und quartiersspezifisch. Besonders im dicht bebauten Bestand zeigt sich, wie wichtig das Zusammenspiel unter schiedlicher Fachdisziplinen und Zuständigkeiten ist. Die Regenwasserbewirtschaftung der Zukunft endet nicht an der Grundstücksgrenze, sondern wird über Verwaltungsgrenzen hinausgedacht – im Dialog mit Stadtgesellschaft, Betrieben, Wohnungswirtschaft und Bildungseinrichtungen. Werkzeuge wie das AMAREXWebtool unterstützen diesen Dialog: Sie machen Wirkungen sichtbar, fördern Transparenz und ermöglichen ein gemeinsames Verständnis für komplexe Zusammenhänge. Sie ersetzen keine Planung – aber sie machen sie robuster. Denn in einer Zukunft, in der Wasser knapper, Wet ter extremer und öffentliche Räume umkämpfter werden, zählt nicht nur die Idee, sondern die Fähigkeit zur Umsetzung. Merheimer Heide / J. Bauer / © Stadt Köln (2022) 23
kompetenz wasser | Dezember 2025 | Kreativ durch Starkregenereignisse navigieren KLIMAANPASSUNG & STADTENTWICKLUNG Kreativ durch Starkregenereignisse navigieren Mit dem RegenKompass gemeinsam Richtung Schwammstadt AUTORINNEN: CHRISTINE LINNARTZ, MONA STEINHAUER Zunehmende Starkregenereignisse fordern ein Umden- ken beim Umgang mit Regenwasser. Wie der Wechsel vom Ableiten hin zur Nutzung des kostbaren Gutes Wasser funktionieren kann, haben sich die StEB Köln auf die Agenda geschrieben und mit dem RegenKom- pass ein neues Instrument zur Förderung von Regen- wassernutzung und Starkregenvorsorge etabliert. Ein Überblick. Seit Ende 2024 sind die StEB Köln mit dem RegenKompass als neue Marke aktiv. Das Ziel dahinter ist, sich als relevanter Ansprechpartner für eine wasserbewusste und klimaresilien te Stadtentwicklung zu positionieren. Dafür werden Kölner Bürger*innen aktiv mit Informationen und neuen Ideen rund um das Thema Starkregen versorgt – gleichzeitig wird zu mehr Starkregenvorsorge und Regenwassernutzung motiviert. VIELE INTERESSEN – EIN KOMPASS Schon seit vielen Jahren treiben die StEB Köln das Thema Schwammstadt voran – Leitfäden wie „Wassersensibel planen und bauen“ und „Mehr Grün für ein besseres Klima in Köln“ sollen die Menschen ebenso mitnehmen wie mit der Stadt Köln entwickelte Umbauprojekte im öffentlichen Raum oder Bürgerabende. Ein wichtiger Baustein und Blaupause für die innovative Einbindung der Anwohnenden in die wasserbewuss te Stadtentwicklung ist dabei die Betrachtung des Stadtteils Rodenkirchen. Ansätze, auf die der RegenKompass als zentrale Anlauf und Informationsstelle für alle Einwohner*innen auf baut – nach dem Motto: „Bewährtes fortführen und durch neue Aktionen ergänzen.“ Ein logischer wie notwendiger Schritt, schließlich sind die klimatischen Veränderungen auch für Köln deutlich spürbar. Das letzte große regionale Starkregenereignis im Juli 2021 liegt zwar bereits vier Jahre zurück – dennoch könnte ein solches Ereignis jederzeit wieder auftreten. Selbst wenn aktuell eher Dürreperioden als Starkregenereignisse vorherrschen, nehmen letztere messbar zu – ihre Wahrscheinlichkeit steigt aufgrund der sich immer weiter aufwärmenden Atmosphäre zusätzlich. Angesichts dieser Entwicklung muss der Fokus verstärkt auf der Versickerung, Speicherung und Nutzung von Regenwasser liegen. Es gilt, Strategien zu entwickeln, die nicht nur kurzfristig vor Überflutungen schützen, sondern auch eine nachhaltige Nutzung von Regenwasser ermöglichen. Dazu zählen › die Gestaltung versickerungsfähiger Flächen, › die Einrichtung von Rückhaltesystemen und › die Förderung der Regenwassernutzung in privaten und öffentlichen Gebäuden. Solche Maßnahmen tragen nicht nur dazu bei, Überschwem mungen zu vermeiden, sondern fördern zugleich einen ressour censchonenden Umgang mit Wasser – insbesondere in Zeiten zunehmender Dürre. Für die flächendeckende Umsetzung ist eine enge Abstim mung mit zahlreichen Stakeholdern erforderlich – darunter die verschiedenen Ämter der Stadt Köln, interne Fachabteilungen der StEB Köln, Investoren, Eigentümer sowie die Lokalpolitik. Nur durch diesen kooperativen Prozess können die vielfältigen öffentlichen Interessen berücksichtigt werden. Genau hier setzt der RegenKompass künftig an und soll aktiv zur Umset zung beitragen. Bild linke Seite: © unsplash, Leandro Silva 25
SCHWAMMSTADT Verdunstung kühlt Regenwassernutzung mit Notüberlauf, z.B. Toilettenspülung Schutz der Dachhaut, Dach hält länger Verbesserte Luftqualität Erhöhte Aufenthaltsqualität –C° –C° –C° –C° –C° Lebensraum für Tiere, kühlt im Sommer, wärmt im Winter Prinzip der Schwammstadt / © bgmr bei StepKlimaKonkret Bewässerung des urbanen Grüns KLIMAANPASSUNG ALS GEMEINSCHAFTSAUFGABE Freie Flächen im urbanen Raum – etwa zur Regenwasserrück haltung – sind in Köln begrenzt, weshalb die StEB Köln gerade private Eigentümer und, langfristig betrachtet, auch Investoren und Gewerbetreibende mit ins Boot holen. Gemeinsam das Potenzial privater Flächen zu heben und Köln so perspektivisch zur Schwammstadt umzubauen, ist erklärtes Ziel hinter dem Re genKompass – und Herausforderung zugleich. Zwar bestätigen Studien eine verstärkte RisikoSensibilisierung und Bereitschaft der Menschen, Maßnahmen zum Regenwasserschutz nach ei nem Starkregenereignis umzusetzen – der Umgestaltungswille verpufft jedoch schnell wieder, wenn die Ereignisse abnehmen. Wie also kann die Stadtbevölkerung dafür sensibilisiert werden, dass die genannten Ereignisse nicht temporär sind, die Gefahren und Chancen stets mitgedacht werden müssen? MOMENTUM NUTZEN – PRÄSENZ ETABLIEREN Einerseits ist es wichtig, Menschen in einem „guten Moment“ zu erwischen. Das kann bei Immobilien beispielsweise ein Wechsel der Eigentümerverhältnisse sein: Wer sowieso gerade investiert und Umbaumaßnahmen plant, ist empfänglicher für konkrete Lösungen wie die Umsetzung entsprechender Stark regen-Schutzmaßnahmen, Versickerungsflächen oder Lösun gen zur Regenwassernutzung. Doch auch im Bestand gibt es Möglichkeiten für eine wassersensible Gestaltung, etwa durch die Entsiegelung von Außenflächen. Den Moment nutzen ist nur ein strategischer Ansatz des RegenKompass. Gleichzeitig geht es bei den Aufgaben der Stabsstelle darum, präsent zu sein, das Thema nicht nur wie bislang „nebenbei“ abzubilden, sondern kontinuierlich auszufüllen. ANGEBOTE REGENKOMPASS: › Monatliche Informationsabende in Kooperation mit Bürgervereinen › Informative Wanderausstellung an zentralen Orten im Stadtgebiet › Moderne Kommunikationsmittel › Aktive SocialMediaPräsenz › Konkrete Beratungsangebote für interessierte Bürger*innen › Teilnahme an stadtweiten Veranstaltungen wie dem Klimatag Daneben können Bürger*innen ihre Anliegen auch direkt an den RegenKompass richten. Entsprechend steht die Vernetzung – sowohl innerhalb der StEB Köln als auch mit externen Stellen – im besonderen Fokus der neuen Stabsstelle. 26
kompetenz wasser | Dezember 2025 | Kreativ durch Starkregenereignisse navigieren „Wir freuen uns, in den kommenden Jahren gemeinsam am Ziel der Schwammstadt zu arbeiten und Köln klimaresilienter zu gestalten.“ RODENKIRCHEN ALS REALLABOR Testen, Lernen, Weiterentwickeln – so könnte die aktuelle Agenda des RegenKompass beschrieben werden. Um inno vative Aktionen auf ihre Wirksamkeit hin zu testen, haben die StEB Köln Rodenkirchen als „VersuchsVeedel“ bestimmt, bevor die Ansätze bei Erfolg auf andere Stadtteile ausge rollt werden: Plakative Sprayaktionen im öffentlichen Raum visualisieren Wasserstände im Starkregenfall – Anwohnende der betroffenen Straßenzüge werden mit Flyern zusätzlich über die Notwendigkeit des Selbstschutzes informiert und auf konkrete Beratungstermine aufmerksam gemacht. Einen weiteren wichtigen Impuls setzt der RegenKompass mit einem im Frühjahr 2025 gestarteten Gartenwettbewerb für naturnahe und wassersensible Gärten. Ziel ist es, dem ver breiteten Phänomen der sogenannten „Schottergärten“ etwas entgegenzusetzen. Teilnehmende können eine Auszeichnung sowie ein Gartenpaket gewinnen. Vorbildlich gestaltete Gär ten sollen durch diese Aktion mehr Sichtbarkeit erhalten und zum Umdenken bei Besitzer*innen versiegelter oder versiege lungsnaher Flächen anregen. Die Vorteile einer naturnahen Bepflanzung werden jedoch nicht nur im Rahmen des Wettbewerbs hervorgehoben, sondern auch über eine neu gestaltete Website sowie einen begleitenden InstagramKanal vermittelt. Diese Kanäle dienen zugleich dazu, regelmäßig über aktuelle Themen rund um Regenwassermanagement und Stadtgrün zu informieren. Parallel dazu prüft der RegenKompass gemeinsam mit der Stadt Köln, inwieweit bestehende rechtliche Möglichkeiten zur Durchsetzung des SchottergartenVerbots im Stadtgebiet genutzt werden können. Langfristig stehen weitere Projekte an, die Akquise neuer Fördermittel und die Aufklärung über entsprechende An gebote sind ebenso wichtige Aspekte wie die Einbindung Ge werbetreibender und Investoren, auch ein Schulungskonzept für städtische Mitarbeitende ist in Arbeit. Alles Bausteine, mit denen der Umbau der Stadt Köln zur Schwammstadt gelingen kann. Bürgerinformationsveranstaltung So machen Sie Ihr Grundstück fit für den Klimawandel 5. Juni 2025 | 18.30 - 20 Uhr Bürgerverein Köln-Dellbrück Straßenbahn-Museum Thielenbruch Gemarkenstraße 173 51069 Köln Schutz vor Starkregen: So bleibt Ihr Grundstück sicher Regenwasser sinnvoll nutzen: Kosten senken, Umwelt schonen Grün statt Grau: Mit Begrünung zu mehr Gebäudeschutz und Lebensqualität RegenKompass StEB Köln Ostmerheimer Straße 555 51109 Köln www.regenkompass.de regenkompass@steb-koeln.de Der RegenKompass Der RegenKompass wurde im Jahr 2023 von den StEB Köln gegründet und ist die Servicestelle rund um die Themen Regenwassernutzung und Über- flutungsvorsorge bei Starkregen. Durch die Zusammenarbeit mit Expert*innen aus allen Fachbereichen der StEB Köln sind wir fach- lich sehr gut aufgestellt, um die unterschiedlichen Aspekte für eine wassersensible Stadtentwicklung zu berücksichtigen und Interessierte kompetent zu beraten. Eines unserer Ziele ist es, das Thema Regenwas- sernutzung stärker in den Fokus der Öffentlichkeit zu rücken – gemeinsam mit wasserwirtschaft- lichen Expert*innen und anderen Beteiligten in Köln für eine wassersensible Stadtentwicklung. Kontakt RegenKompass StEB Köln Ostmerheimer Straße 555 51109 Köln www.regenkompass.de regenkompass@steb-koeln.de Ihre Servicestelle rund um die Themen Regenwasser und Starkregen Die Etablierung und Sichtbarkeit der Marke „RegenKompass“ ist ein entscheidender Erfolgsfaktor. 27 l n ö K B E t S i ©
HOCHWASSERSCHUTZ & EXTREMWETTERVORSORGE Hochwasserschutz am Rhein Letzter Baustein Hochwasserschutz: Retentionsraum Köln-Worringen AUTOR: CHRISTIAN MÖRCHEN Luftbild vom Planungsgebiet Worringer Bruch / © StEB Köln „Der Retentionsraum Köln-Worringen ist ein zentraler Bestandteil des Nationalen Hochwasserschutzprogramms und mindert die Folgen extremer Hochwasser, um Menschenleben und Sachwerte zu schützen.“ 28
kompetenz wasser | Dezember 2025 | Hochwasserschutz am Rhein Hochwasserereignisse sind für die Region Köln kein neues Phänomen – werden durch den Klimawandel jedoch verschärft. Ein entsprechendes Hochwasser- schutzkonzept definiert seit 1996 zahlreiche Maß- nahmen, die die StEB Köln Schritt für Schritt baulich umgesetzt haben. Als letzter wichtiger Baustein geht nun der Retentionsraum Köln-Worringen in die Pla- nungs- und Umsetzungsphase. 1993 und 1995 waren die Rheinanlieger von zwei massiven Winterhochwassern betroffen – große Teile des Stadtgebietes und die Region um Köln wurden großflächig überflutet. Allein 1993 waren 4.500 Kölner Haushalte direkt von Hochwasser schäden betroffen. Beide Hochwasser mit einem am Kölner Pegel erreichten Wasserstand von jeweils 10,57 und 10,64 mKP gelten als Hochwasserereignisse mit einer statistischen Eintrittswahr scheinlichkeit von etwa 50 Jahren (Landesumweltamt NRW). Der Pegel Köln steht am linken Rhein ufer in der Kölner Altstadt und misst den Wasserstand des Rheins am Strom kilometer 688. Betrieben wird er vom Wasserstraßen und Schifffahrtsamt Rhein. (Wikipedia) EIN KONZEPT FÜR MEHR SCHUTZ UND SICHERHEIT Aufgrund der schweren Schäden wurde 1996 das Hochwas serschutzkonzept für Köln erarbeitet und am 1. Februar vom Stadtrat beschlossen. Ziel war die Ertüchtigung des techni schen Hochwasserschutzes und die Erhöhung des Schutzzieles auf einen Pegel von 11,30 bzw. 11,90 mKP – abgestimmt auf das jeweilige Schadenspotenzial der Stadtteile. Das Konzept sieht umfangreiche Maßnahmen zum Schutz des 70 Kilometer langen Rheinufers im Stadtgebiet vor – mit folgenden Kernele menten für die StEB Köln: › › › Konstruktiv durch Hochwasserschutzwände und Deiche Unterirdisch durch Hochwasserdoppelschieber und Hoch wasserpumpwerke zum Schutz des Kanalnetzes Betrieblich durch den Aufbau von mobilen Hochwasser schutzelementen einschließlich Stegebau › Retentionsräume PorzLangel und KölnWorringen Bis auf den Retentionsraum KölnWorringen wurden be reits sämtliche Maßnahmen baulich umgesetzt und 2008 abgeschlossen. EINE FRAGE DER SOLIDARITÄT Retentionsräume sind ein wichtiger Eckpfeiler der Hochwasser vorsorge. Der natürliche Überflutungsraum, der Flüssen durch Begradigung, Bebauung und Eindeichung entzogen wurde – und wird –, kann nur durch Maßnahmen wie Deichrückverlegungen, Wiederherstellung von Auenlandschaften und Schaffung von Retentionsräumen teilweise zurückgewonnen werden, wodurch die Hochwassersituation wirksam entschärft werden kann. Um dieses Ziel zu erreichen, sind alle Anrainerstaaten des Rheins im Sinne einer solidarischen Verantwortung gefordert. Dabei gilt das Prinzip: Die Oberlieger schützen die Unterlieger. Diese Vorgehensweise ist insofern gerecht, als die Hochwasser problematik so nicht einfach flussabwärts an die Unterlieger „weitergereicht“ wird. Konkret reduzieren beispielsweise Retentionsräume am Oberrhein die Hochwassergefährdung am Mittel und Niederrhein. Eine Solidaritätsaufgabe, der sich die Internationale Kommission zum Schutz des Rheins (ISKR) – und damit zur Minderung der Hochwassergefährdung am Rhein – erfolgreich verschrieben hat: Durch bereits umgesetzte Rückhaltemaßnahmen mit einem Gesamtvolumen von 885 Millionen Kubikmetern ist die theoretische Hochwasser- Eintrittswahrscheinlichkeit mit einer mittleren Wahrscheinlich keit im Abschnitt Sieg–Ruhr bereits um 26 Jahre gesunken. Generell steigt die Wahrscheinlichkeit für extreme Hoch wasser durch den Klimawandel wieder an – und das stärker, als es durch die bisherigen Schutzmaßnahmen ausgeglichen werden konnte. Deshalb bleibt die Solidaritätsaufgabe weiter hin von großer Bedeutung. Laut ISKR-Fachbericht (Nr. 297) weisen die klimawandelbedingten Abflussszenarien für das Rheineinzugsgebiet erkennbare Veränderungen zwischen der Referenzperiode (1981–2010) und der Prognose für den Zeit raum 2031–2060 aus: › Mittleres Niedrigwasser › Mittleres Hochwasser (HQ100) › Seltenes Hochwasser (HQextrem) –29 % bis +4 % –26 % bis +61 % –39 % bis +97 % Vor diesem Hintergrund hat die Stadt Köln reagiert und 2008 den ersten Retentionsraum auf dem Kölner Stadtgebiet in Porz Langel mit einem Rückhaltevolumen von 4,5 Millionen Kubik metern fertiggestellt. Letzter Schritt der Hochwasservorsorge auf Kölner Stadtgebiet: der Retentionsraum KölnWorringen. 29
IM DETAIL: RETENTIONSRAUM KÖLN-WORRINGEN Der Worringer Bruch eignet sich als Retentionsraum beson ders gut, da die Topografie mit dem Altarm in Teilbereichen bereits die erforderliche Geländehöhe aufweist. Zudem ist der Planungsbereich nur dünn besiedelt. 2016 wurde daher im Rahmen eines Planfeststellungsver fahrens der Genehmigungsantrag für den Retentionsraum KölnWorringen bei der Bezirksregierung Köln gestellt – der Beschluss im März dieses Jahres durch Minister Oliver Krischer an die StEB Köln überantwortet. Das heißt: Der detaillierten Planung und Umsetzung dieser letzten Schutzmaßnahme steht nichts mehr im Weg. Eine Maßnahme, die aufgrund ihrer über regionalen Bedeutung 2014 in das Nationale Hochwasser schutzprogramm des Bundes aufgenommen wurde und zu 100 Prozent vom Land NRW und dem Bund gefördert wird. Voraussichtlicher Baubeginn: 2027. Mit einem Fassungsvermögen von rund 30 Millionen Kubik metern wird der geplante Retentionsraum eine Hochwasserwelle um bis zu 17 Zentimeter absenken. Das reicht, um nicht nur große Teile des Kölner Stadtgebietes vor Überflutung zu schüt zen und den Rheinwasserpegel auf Höhe der Kölner Innenstadt leicht abzusenken – der Effekt wird flussabwärts sogar bis an die niederländische Grenze spürbar sein. BAULICHE ANLAGEN UND BETRIEB Der Retentionsraum wird im festgelegten Einsatzfall bei einem Kölner Pegel von 11,70 mKP über das Ein- und Auslassbauwerk (6) gezielt geflutet – und zwar dann, wenn die amtliche Progno se sicher ein Überschreiten der Marke von 11,90 mKP erwartet. Dabei werden innerhalb von 22 Stunden rund 760 Hektar über flutet; der maximale Zufluss beträgt bis zu 410 m³/s. Nach dem natürlichen Rückgang der Hochwasserwelle und des Pegelstands wird der Retentionsraum über das Auslassbau werk im freien Gefälle wieder in den Rhein entleert. Die Rest entleerung tiefer liegender Flächen erfolgt anschließend über den Pletschbach (7) und das neue Entleerungspumpwerk (8) mit einer Leistung von 2 m³/s – innerhalb von etwa 40 Tagen. Sollte die Hochwasserwelle durch die Retentionsräume ent lang des Rheins nicht bei 11,90 mKP gehalten werden können und der Stadtbezirk Chorweiler evakuiert werden müssen, ver schafft der Retentionsraum KölnWorringen dafür voraussicht lich etwa 14 Stunden mehr Zeit. Die Grundwassererhöhung wird durch drei Pumpwerke und durch die Entwässerung über den Pletschbach begrenzt. Durch diese Absenkung können Zufahrtsstraßen auch im Flutungsfall befahrbar bleiben. FAKTEN IM ÜBERBLICK: › 30 Mio. m3 Fassungsvermögen › 670 ha Fläche › 12,5 km Umring › 3,6 km Rheindeich › 5,6 km neue Schutzbauwerke › 10 bis 17 cm Pegelabsenkung › 225 Mio. € Gesamtkosten Wirkung des Retentionsraums KölnWorringen / © StEB Köln 30
kompetenz wasser | Dezember 2025 | Hochwasserschutz am Rhein Flutungsmodell des Retentionsraums KölnWorringen / © StEB Köln Bauliche Anlagen des Retentionsraums KölnWorringen / © StEB Köln 31
Starkregengefahrenkarte 3D für Köln / © StEB Köln „In Zeiten zunehmender Extremwetterereignisse gewinnt die Eigenvorsorge weiter an Bedeutung.“ 32
kompetenz wasser | Dezember 2025 | Von der Handkarte zur digitalen 3D-Ansicht HOCHWASSERSCHUTZ & EXTREMWETTERVORSORGE Von der Handkarte zur digitalen 3D-Ansicht Kölner Überflutungsgefahrenkarten im Lauf der Zeit AUTOR*INNEN: DR. MARIA CEYLAN, SABINE SIEGMUND, DR. MARLENE WILLKOMM, DR. JÜRGEN WASER, SILVANA RAUER-ZECHMEISTER Überflutungsgefahren nehmen mit dem Klimawandel spürbar zu – ob durch Flusshochwasser oder Stark- regen. Entsprechende Gefahrenkarten sollen Risiken frühzeitig sichtbar machen. Was einst als Pionierpro- jekt mit einfachen Handkarten begann, hat sich längst zu einem modernen, interaktiven Online-Tool mit 3D- Visualisierung weiterentwickelt. Seit Inkrafttreten der EG-Hochwasserrisikomanagement-Richt linie (EG-HWRM-RL) im Jahr 2007 sind Hochwassergefahren karten für alle Risikogewässer verpflichtend. Auch Starkregen gefahrenkarten gewinnen zunehmend an Bedeutung – obwohl sie gesetzlich noch nicht vorgeschrieben sind. Anders als bei Flusshochwasser kann Starkregen jedoch jede Region treffen, was aus Sicht der StEB Köln eine breite Risikobetrachtung durchaus notwendig macht. Da die Dynamik einzelner Überflutungsereignisse im mer von individuellen Rahmenbedingungen beeinflusst wird – etwa Winddruck, Bebauung, Vegetation oder Pe gelstände –, geben die Karten nicht den tatsächlichen Verlauf wieder, sondern simulieren mögliche Szenarien. Dennoch liefern sie wertvolle Hinweise für Eigentü mer*innen, Fachämter und Planende zur Einschätzung potenzieller Gefährdungen – und sind damit eine zentrale Grundlage für Vorsorgemaßnahmen gemäß § 5 Abs. 2 Wasserhaushaltsgesetz. Hochwasser - Gefahrenkarte Köln - Überschwemmungssituation bei 11,30 m Kölner Pegel (entspricht ca. HW 100) 2356000 2356500 2357000 2357500 2358000 2358500 2359000 2359500 2360000 2360500 0 0 0 7 4 6 5 0 0 5 6 4 6 5 0 0 0 6 4 6 5 0 0 5 5 4 6 5 0 0 0 5 4 6 5 0 0 5 4 4 6 5 0 0 0 4 4 6 5 0 0 5 3 4 6 5 2356000 2356500 2357000 2357500 2358000 2358500 2359000 2359500 2360000 2360500 Frühere Hochwassergefahrenkarte für Köln / © StEB Köln 0 0 0 7 4 6 5 0 0 5 6 4 6 5 0 0 0 6 4 6 5 0 0 5 5 4 6 5 0 0 0 5 4 6 5 0 0 5 4 4 6 5 0 0 0 4 4 6 5 0 0 5 3 4 6 5 Zeichenerklärung Überflutungsflächen / -tiefen Potentielle Überflutungsflächen / -tiefen im Wirkungsgrad von technischem Hochwasserschutz < 0,50 m 0,50 - 1,00 m 1,00 - 2,00 m 2,00 - 3,00 m 3,00 - 4,00 m > 4,00 m < 0,50 m 0,50 - 1,00 m 1,00 - 2,00 m 2,00 - 3,00 m 3,00 - 4,00 m > 4,00 m Restrisiko = Flächen, die tiefer liegen als die Wasserspiegellage des Rheins, aber aufgrund der Strömungsverhältnisse vermutlich nicht unmittelbar betroffen sind. Hier besteht besonders die Gefahr von Überflutungen durch das Kanalnetz oder durch steigendes Grundwasser auch nach dem Hochwasser. (Darstellung nur innerhalb der Stadtgrenzen von Köln) Baulicher Hochwasserschutz Deich Stationäre Schutzwand Mobile Schutzwand Stationäre Schutzwand mit mobiler Schutzwand Hochwasserschutztor Stadtgrenze Maßstab 1 : 5.000 0 50 100 200 300 400 500 Meter 600 Blattschnittübersicht 17 20 18 14 11 19 15 12 16 13 8 5 9 6 3 10 7 4 1 2 Die Darstellung erfolgt in Universal Transverse Mercator - UTM ETRS89. Die Berechnung wurde im 2. Meridianstreifen des Gauß-Krüger- Koordinatensystems durchgeführt. Hochwasserschutzzentrale Köln bearbeitet durch: Ruiz Rodriguez + Zeisler + Blank, GbR Ingenieurgemeinschaft für Wasserbau und Wasserwirtschaft Haselstrasse 9, 65191 Wiesbaden-Bierstadt Hochwasser-Gefahrenkarte Rhein für das Stadtgebiet Köln 11,30 mKP Hochwasser mit mittlerer Wahrscheinlichkeit Maßstab 1 : 5.000 November 2010 Blatt Nr. 9 © Stadtentwässerungsbetriebe Köln 2010 - alle Angaben ohne Gewähr 33
ENTWICKLUNG VON HOCHWASSER- UND GRUNDHOCHWASSERGEFAHRENKARTEN 1960/1993 Die ersten Gefahrenkarten der Stadt Köln aus den 60er Jahren basierten auf Kanaldeckelhöhen und wurden auf Leinwand gedruckt. Mittlerweile bilden digitale Geländemodelle als Ergebnis von Laserscanüberflügen die Grundlage für digitale Gefahrenkarten. 2004 Ab 2004 haben die StEB Köln schließlich – ohne rechtliche Aufforderung – die ersten für eine breite Öffentlichkeit zu gänglichen Hochwassergefahrenkarten online gestellt. Ein deutschlandweit beachteter Dienst, der zum Vorbild für andere Kommunen wurde: Über eine einfache Adresseingabe konnte parzellenscharf die Gefährdungslage eingesehen werden. Ergänzend wurden CDROMs, Papierkarten sowie begleitende Bürgerinformationsveranstaltungen angeboten. Befürchtete Immobilienwertverluste blieben aus. 2011 Im Mai 2011 folgte eine neue Version der Karten – auf Basis hochauflösender Geländemodelle (1×1-Meter-Raster) und unter Berücksichtigung der neuen Hochwasserschutzanlagen. Damit erfüllten die StEB Köln bereits vor offiziellem Inkrafttreten der EG-HWRM-RL darin formulierte Anforderungen. 2014 2014 dann ein weiterer Meilenstein: Mit dem landesweiten Roll out der Hochwassergefahrenkarten wurden die kommunalen Karten in Abstimmung mit den Bezirksregierungen Köln und Düsseldorf durch die Versionen des Landes NordrheinWest falen ersetzt. Diese umfassen neben dem Rhein auch die Risiko gewässer Strunde, Frankenforstbach und Mutzbach. › Neben den drei üblichen Szenarien „häufig“, „mittel“ und „extrem“ bildeten die StEB Köln für den Rhein zusätzlich ein seltenes Hochwasserereignis ab, da dort Schutzbauwerke bis 11,90 m Kölner Pegel (KP) vorhanden sind. › Die zugrundeliegenden Daten sind ein digitales Geländemo dell (2 × 2 Meter) sowie die Wasserspiegellagen der Bundes anstalt für Gewässerkunde (2012). Ergänzend dazu wurden Grundhochwassergefahrenkarten für die Wasserstände 11,30 mKP und 11,90 mKP auf Basis von Berechnungen der Rhein Energie und der RWTH Aachen veröffentlicht. 2025 Um die Nutzerfreundlichkeit weiter zu erhöhen, wurde der gesamte Onlineauftritt zuletzt im Sommer 2025 modernisiert. 34
kompetenz wasser | Dezember 2025 | Von der Handkarte zur digitalen 3D-Ansicht ENTWICKLUNG VON STARKREGEN- GEFAHRENKARTEN 2017 Im März 2017 veröffentlichte die Stadt Köln als erste Großstadt Deutschlands eigene Starkregengefahrenkarten – zunächst in 2D. Diese Karten ergänzen die Hochwasser- und Grundhoch wassergefahrenkarten um eine wichtige Komponente: das urbane Starkregenrisiko. › Auch diese Karten dienen Bürger*innen zur Risikoeinschät zung sowie Fachämtern zur planerischen Gefahrenbewertung. › Die hydraulische Modellierung der Starkregenereignisse berücksichtigt unter anderem Niederschlagsintensität, Topografie, Oberflächenrauigkeit sowie Bodenversickerung. Kanalnetze wurden bewusst nicht einbezogen, da diese bei Extremereignissen ohnehin überlastet sind. Die Simulationen stehen Nutzer*innen für vier unterschiedliche Wiederkehrintervalle von Starkregen zur Verfügung (30, 50, 100, 200jährlich). 2021 Aktualisierung der Starkregengefahrenkarten. 2025 Im Juni 2025 wurde die 2DKartenanwendung um eine inter aktive 3D-Visualisierung erweitert: Auf Basis hochauflösender hydrodynamischer Simulationen, dazu zählen das digitale Geländemodell (DGM), detaillierte Gebäudestrukturen, Vege tation, Infrastruktur und weitere Landnutzungsinformationen, können sich Bürger*innen individuelle Starkregenszenarien in Echtzeit und mit einem hohem Detailgrad visualisieren lassen – egal, ob es sich um Wohnhäuser, Straßen oder Grundstücke handelt. Zum Einsatz kommt dafür die von der VRVIS GmbH* entwickelte CloudPlattform Scenarify: › Über www.hwkarten.de ist die Anwendung jederzeit direkt erreichbar – auch mobil. Im Zentrum steht dabei jeweils ein ausgewähltes Gebäude, dessen Fassade zur Darstellung der Überflutungstiefen und der betroffenen Flächen genutzt wird. Messlatten an den Außen kanten ermöglichen die Einschätzung der maximalen Wasser stände. Die Umgebung wird dreidimensional mit abnehmen dem Detailgrad bei wachsendem Abstand dargestellt, um die Orientierung zu erleichtern. Die Perspektiven lassen sich frei steuern – von der Detailansicht bis zur Gesamtübersicht. In der Vogelperspektive werden Dachflächen analog der erwarteten Wassertiefe farblich markiert. Das hat den Vorteil, dass bereits aus der Übersicht eine Ersteinschätzung erfolgen kann. Per Zeitstrahl lassen sich einzelne Starkregenereignisse abspielen, inklusive Anzeige der maximalen Wasserstände. WEITERE FUNKTIONEN › Strömungsdynamik: Realistische Fließbewegungen inklusive Fließgeschwindigkeit (m/s) und Strömungspfeile. › Zutrittsanalyse: Wassermenge und Zuflüsse in m³ pro Grund stück – Grundlage für Schutzkonzepte. › Befahrbarkeit: Darstellung ganz oder teilweise unpassierbarer Straßenabschnitte. › Luftbildansicht: Für eine besonders anschauliche Darstellung des Starkregenfalls. › Unbebaute Grundstücke: Visualisierung durch Pegelanzeige oder fiktive Gebäudeformen. Dank serverseitiger Berechnung sind nutzerseitig keine leis tungsstarken Endgeräte erforderlich, sodass auch Smartphones oder Tablets für die Anwendung voll kompatibel sind. Mit dieser innovativen Lösung setzt die Stadt Köln deutsch landweit Maßstäbe in der kommunalen Risikovorsorge: Mithilfe der 3DAnwendung können die Bürger*innen ihre individuelle Gefährdung präzise erkennen und so eine fundierte Basis für wirksame Eigenvorsorge schaffen. *Die VRVis GmbH wird im Rahmen des COMET-Programms – Competence Centers for Excellent Technologies (Projekt- Nr. 911654) – durch das Bundesministerium für Arbeit und Wirtschaft (BMAW), das Bundesministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie (BMK), die Länder Tirol und Vorarlberg sowie die Wirtschaftsagen tur Wien – ein Fonds der Stadt Wien – gefördert. Die Abwicklung des COMETProgramms erfolgt durch die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG). Bild linke Seite: Aktuelle Hochwassergefahrenkarte für Köln / © StEB Köln 35
ABWASSER & KLÄRTECHNIK Abwasser lesen lernen Von der Pandemie zur präventiven Gesundheitsvorsorge AUTOR: ANDREAS AMMANN Die Abwassersurveillance hat sich – bedingt durch die Corona-Pandemie – als unverzichtbares Instrument im Gesundheitsmonitoring etabliert. Durch die Analyse von Abwasserproben liefert sie wertvolle Einblicke in das Infektionsgeschehen und erkennt frühzeitig Trends bei Krankheitserregern, Umweltbelastungen und gesell- schaftlichen Konsumgewohnheiten. Ein Überblick über Anwendungsfälle, Herausforderungen und Aussichten. „Köln ist Pilotstandort für Corona- Abwassermonitoring.“ Bereits im Mai 2020 haben die StEB Köln in Zusammenarbeit mit dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung in Leipzig (UFZ), der TU Dresden und der Deutschen Vereinigung für Wasser wirtschaft, Abwasser und Abfall (DWA) aktiv an der Suche nach SARSCoV2 bzw. seinen Fragmenten im Abwasser gearbeitet. Mit Erfolg: Die gezielte Vorgehensweise hat entscheidend zur Beprobung und zum deutschlandweiten Rollout des Abwasser monitorings von Krankheitserregern in der Gesundheitsvorsorge beigetragen. Mehr noch: Als ergänzende Methode zu klassischen Meldesystemen erweitert sie die Möglichkeiten der Gesund heitsvorsorge wie die Meldepflicht von Erkrankungen nach dem Infektionsschutzgesetz (IfSG) nachhaltig. ANWENDUNGSGEBIETE DER ABWASSERSURVEILLANCE Wo konventionelle Methoden an ihre Grenzen stoßen, kann die Abwassersurveillance wertvolle Zusatzinformationen liefern – anonym, flächendeckend und frühzeitig. Wichtig wird das Moni toring von Abwässern vor allem dann, wenn ein Erreger schwere gesundheitliche Schäden verursacht und ein entsprechend schnelles Handeln zur Eindämmung erfordert, wenn Krankheits symptome zwar unspezifisch, aber auf einen Erreger zurück verfolgbar sind, wenn asymptomatische Krankheitsverläufe auftreten oder eine Testung der Bevölkerung nicht vollumfäng lich gewährleistet ist. VORTEILE DES ABWASSERMONITORINGS › Da Proben am Kläranlagenzulauf – also aus dem Zustrom aller, die in diese Kläranlage einleiten – entnommen werden, ist die Rückverfolgung auf einzelne Gruppen sowie Einzelper sonen ausgeschlossen. › Asymptomatisch Erkrankte, die durch Tests oft unentdeckt bleiben, lassen sich in der Gesamtheit erfassen. › Die Verfolgung regionaler Infektionsverläufe – steigende oder sinkende Fallzahlen lassen sich über das Abwasser frühzeitig erkennen. › Bei bekannten Erregern können frühzeitig Maßnahmen ergriffen werden – Nachbarregionen lassen sich gezielt über wachen, um Ausbreitungen vorzubeugen. GRENZEN DES ABWASSERMONITORINGS › Erregerkonzentrationen können so gering sein, dass sie bei der Detektion unter der Nachweisgrenze liegen. › Die Überwachung beschränkt sich auf das Einzugsgebiet der beprobten Kläranlage. › Bei hoher Grundbelastung im Abwasser durch häufig vor kommende Erreger in der Umwelt ist eine klare Zuordnung erschwert. › Die Entdeckung unbekannter Erreger ist nur sehr einge schränkt wahrscheinlich. › Tipp zum Weiterlesen: Das RKI stellt auf seiner Website mit dem AMELAGWochenbericht aktuelle, ausführliche Informationen zum Infektionsgeschehen in Deutschland bereit. Land NRW – Coronavirus 36
kompetenz wasser | Dezember 2025 | Abwasser lesen lernen Ein Probenahmeautomat auf dem GKW in KölnStammheim / © StEB Köln Abwasserproben / © StEB Köln HERAUSFORDERUNGEN DES ABWASSERMONITORINGS Das Abwassermonitoring birgt viele Chancen, stellt in der praktischen Umsetzung jedoch auch zusätzliche Herausfor derungen dar. Um überhaupt belastbare Rückschlüsse auf ein mögliches Infektionsgeschehen ziehen zu können, müssen die entnommenen Abwasserproben repräsentativ sein. Sprich unter kontrollierten Bedingungen entnommen, gekühlt und schnell in die Labore geliefert werden. Ein Vorgang, der mit einem hohen logistischen Aufwand und entsprechend hohen Kosten verbunden ist. WEITERE ASPEKTE, DIE DAS ABWASSERMONITORING ERSCHWEREN: KOMPLEXE ZUSAMMENSETZUNG Abwasser ist ein komplexes Gemisch zahlreicher organischer und anorganischer Verbindungen und enthält zudem ein Mikrobiom aus Bakterien, Viren und Pilzen unterschiedlicher Art. Diese täglich wechselnde Zusammensetzung erschwert die gezielte Analyse auf bestimmte Parameter und erhöht die Fehleranfälligkeit der Befunde. ANALYTISCHE HERAUSFORDERUNGEN Ebenfalls problematisch ist die extrem niedrige Konzentration der Zielanalyten. Entsprechend müssen die eingesetzten Analy semethoden nicht nur hochspezifisch, selektiv und empfindlich, sondern zugleich robust und zuverlässig sein. ERMITTELTE DATEN, QUALITÄTSMANAGEMENT UND DATENSCHUTZ Die aus der Analyse ermittelten Daten bedürfen einer fachge rechten Interpretation – etwa im Hinblick auf Besonderheiten wie alternative Eintragswege oder laufende Impfkampagnen. Häufig sind Normierungsverfahren erforderlich, um Ergeb nisse verschiedener Standorte vergleichbar zu machen. Ein Rückschluss von gemessenen Viruslasten im Abwasser auf konkrete Fallzahlen ist nicht möglich. Die teils umfangreichen Datenmengen müssen durch qualitätssichernde Maßnahmen in verlässliche Informationen überführt werden. ABWASSER IM BLICK: ENTWICKLUNGEN, DATEN, PROJEKTE Nach Beginn der SARSCoV2Erfassung im Mai 2020 war mehr als ein weiteres Jahr intensiver Forschung nötig, um verwertbare Ergebnisse zu erzielen. Dennoch konnten die StEB Köln – zunächst eigenfinanziert, ab März 2022 durch EU- und Bundesmittel gefördert – mit Unterstützung eines analytischen Auftragslabors im Oktober 2021 zum systematischen Ab wassermonitoring am Großklärwerk KölnStammheim und am Klärwerk KölnLangel beitragen. Ziel war die Bestimmung der Viruslast im Zulauf. Durch das EUgeförderte „ESICorA“Projekt und das daran anschließende, bundesfinanzierte „AMELAG“-Projekt wurde das Großklärwerk KölnStammheim zu einem integralen Bestandteil des Abwassermonitorings in Deutschland – und ist es als einer von wenigen Fokusstandorten bis heute. › AMELAG = Abwassermonitoring für die epidemiologische Lagebewertung › ESICorA = Emergency Support Instrument – Nachweis von SARSCoV2 im Abwasser ATEMWEGSERKRANKUNGEN: Mit dem Monitoring von SARSCoV2 gestartet, vereint AMELAG inzwischen das Abwassermonitoring verschiedener atemwegs infektionsverursachender Viren, dazu zählen beispielsweise Influenzaviren Typ A und B sowie respiratorische Synzytialviren, kurz RSV. CANNABIS: Im Januar 2024 nahmen die StEB Köln mit dem GKW Köln Stammheim am Pilotprojekt „AMoCan“ der TU Dresden teil – ein Vorhaben zum Abwassermonitoring von Cannabis und seinen Metaboliten, das vor der Legalisierung eine Baseline des Konsums ermitteln sollte. Das Projekt wurde 2025 neu aufgelegt und läuft nun langfristig. Die StEB Köln möchten das Projekt mit Proben weiter unterstützen. POLIO: Im Frühjahr 2024 wurde das Projekt „PIA II“ – Polio im Abwas ser II – ins Leben gerufen, um Rückschlüsse zur Ausbreitung von Viren der Poliomyelitis – kurz Polioviren – ziehen zu können. Im September 2024 ist auch das GKW KölnStammheim als eine der überwachten Anlagen hinzugekommen. 37
AGGREGIERTE VIRUSLAST IM ABWASSER VON SARS-COV-2 r e t i L / n e i p o k n e G n i r e s s a w b A m i t s a l s u r i V ) d n e s u a T n i ( 600 500 400 300 200 100 0 0 7 / 1 5 / 2 2 0 2 2 2 3 3 1 3 9 0 2 2 / 2 0 2 2 / 2 0 2 2 / 2 0 2 2 2 0 2 2 4 7 / 0 3 / 2 1 1 / 2 1 9 2 7 / 0 2 3 0 2 3 / 2 0 2 3 2 0 2 3 / 2 / 2 0 2 3 0 2 3 / 2 0 2 3 0 7 / 1 5 / 2 3 / 3 1 / 3 9 / 4 7 / 0 3 / 1 1 / 1 9 / 2 0 2 4 2 0 2 4 2 0 2 4 2 0 2 4 2 0 2 4 2 0 2 4 2 0 2 4 2 0 2 4 2 0 2 4 Kalenderwoche 3 5 4 3 5 1 Beispiel aus dem Wochenbericht des RKI zur Viruslast in Deutschland im Verlauf von mehr als drei Jahren / © Robert KochInstitut AUSBLICK AUF ZUKÜNFTIGE ÜBERWACHUNGSPARAMETER Als einer von bundesweit nur vier Fokusstandorten zählt das Großklärwerk KölnStammheim zu den Anlagen, deren Proben weiterhin Gegenstand von Forschungsarbeiten durch das Robert KochInstitut (RKI), das Umweltbundesamt (UBA) sowie das Bundesministerium für Gesundheit (BMG) sind. Eine im Juli 2025 gestartete Probenkampagne zielt darauf ab, den Nachweis von Polio durch neue Analysetechniken sicherer, schneller, weniger komplex – und damit auch wirtschaftlicher – zu gestalten. Andere Themen wie die Analytik antibiotikaresistenter Keime oder die erweiterte Gensequenzierung des Coronavirus werden ebenfalls mithilfe von Kölner Abwasser untersucht. 38 Küvettentests eignen sich für eine Einschätzung unbekannter Proben / © StEB Köln
kompetenz wasser | Dezember 2025 | Abwasser lesen lernen WAS UNS DAS ABWASSER ERZÄHLT – UND WO ES FÜR DIE STEB KÖLN HINGEHT Die Abwassersurveillance eröffnet vielfältige Möglichkeiten, den Gesundheitsschutz weiter zu stärken: Das Portfolio der überwachten Erreger wird stetig ausgebaut, die Methodik lau fend weiterentwickelt. Parameter wie die Ermittlung antibio tikaresistenter Keime oder anderer gesundheitsschädigender Stoffe könnten in Zukunft zur Routineanalytik gehören. Kurz um: Der Erkenntnisgewinn ist hoch – und für den öffentlichen Gesundheitsschutz von erheblicher Bedeutung. Die StEB Köln haben sich auf den Weg gemacht, die For schung – trotz Herausforderungen – bestmöglich zu unterstüt zen. Eigene Bestrebungen, das Thema Abwassersurveillance – zumindest in Teilbereichen – ganz in den eigenen Betrieb zu integrieren und das Datennetz zu verfeinern, bestehen bereits und werden in den nächsten Jahren ausgebaut. 39
ABWASSER & KLÄRTECHNIK Umsetzung der neuen EU-KARL Anforderungen für die Anpassung der Drittbehandlung des GKW Köln-Stammheim INTERVIEW MIT LEONIE WACKER (SACHGEBIET VERFAHRENSTECHNIK UND ABFALLWIRTSCHAFT) UND LUISA RIEGEL (ABTEILUNGSLEITERIN GRUNDLAGEN, ENERGIE UND RESSOURCEN) Strengere Grenzwerte, neue Fristen, ambitionierte Umweltziele: Die überarbeitete kommunale Abwasser- richtlinie (KARL) der EU bringt umfassende Verände- rungen für die Branche. Im Fokus stehen die Einführung einer vierten Reinigungsstufe, eine stärkere Ausrich- tung auf Energieneutralität sowie neue Anforderungen an die sogenannte Drittbehandlung. Was genau das für die StEB Köln und insbesondere das GKW Köln-Stamm- heim bedeutet, erläutern Leonie Wacker und Luisa Riegel im Gespräch mit kompetenz wasser. Frau Wacker, viele Kläranlagen in NRW sind mit einem an organischen StickstoffGrenzwert von Nanorg = 13 oder 18 mg/l bemessen. Diese Werte geben an, wie hoch der Gehalt bei Ein leitung in ein Gewässer sein darf. Die novellierte Abwasserricht linie verlangt nun deutlich niedrigere Werte. Wie sind die StEB Köln betroffen? Leonie Wacker: Die meisten unserer Kläranlagen sind auf 18 mg/l Nanorg ausgelegt. Durch gezielte betriebliche Opti mierungen und die Einführung einer Prozesswasserbehandlung konnten wir am GKW KölnStammheim bereits 13 mg/l er reichen. Die neuen Anforderungen der KARL (Anm. d. Red.: Nges = 8 mg/l bei > 150.000 EW bzw. 10 mg/l bei 10.000–150.000 EW) stellen jedoch eine enorme Herausforderung dar. An mehreren Standorten sehen wir dringenden Handlungsbedarf, unsere Verfahren zur Stickstoffelimination weiterzuentwickeln. Welche Rolle spielt der Platzmangel zur Kapazitätserweiterung bei dieser Herausforderung? L. W.: Eine sehr große. Der klassische Weg über zusätzliche Belebungsbecken ist bei unseren Kläranlagen schlicht nicht machbar, weil die nötigen Flächen fehlen. Wir müssen andere Wege einschlagen und alternative, innovative Technologien in Betracht ziehen, um die Prozesse innerhalb der bestehenden Strukturen zu intensivieren. Hinzu kommt, dass sich das Zulaufwasser verändert hat. Was beobachten Sie konkret? L. W.: Am GKW KölnStammheim hat sich die Zusammensetzung des Abwassers über die letzten 20 Jahre deutlich verändert. Die Frachten von Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor sind 40 generell rückläufig, wobei die Kohlenstofffracht stärker ab genommen hat. Das hat zur Folge, dass das C:NVerhältnis gesunken ist. Unser Kollege Jonas Bachnick hat in seiner Mas terarbeit gezeigt, dass das zu erhöhten Nitratwerten im Ablauf führen kann – offenbar ist die Denitrifikation mitunter durch Kohlenstoffmangel limitiert. Was sind die übergeordneten Ziele für die Anpassung der Drittbehandlung? L. W.: Das oberste Ziel ist die Einhaltung der neuen gesetzlichen Grenzwerte – mit genügend Puffer, um qualitative und quanti tative Schwankungen des zulaufenden Abwassers abzufedern. Gleichzeitig denken wir bei allen Maßnahmen auch die lang fristigen Anforderungen der novellierten KARL mit: Energieneu tralität unserer Kläranlagen und die Einführung einer vierten Reinigungsstufe. Die StEB Köln haben eine Verfahrenskonzeptstudie und eine Verfahrenssimulation in Auftrag gegeben. Was sind Ziele und Zeitplan? L. W.: Die erste Phase der Studie umfasst eine Übersicht und Bewertung potenzieller Verfahren für die Drittbehandlung. Diese werden mittels einer Matrix auf ihre Machbarkeit am GKW KölnStammheim geprüft. In Phase zwei werden schließ lich ausgewählte Verfahren dynamisch simuliert – dafür wird ein Simulationsmodell der Anlage entwickelt. Mit der Studie gestartet wurde im April dieses Jahres, der Abschluss ist für das zweite Quartal 2026 geplant. Parallel dazu haben Sie intern bereits zwei mögliche Lösungs wege eruiert – auf der Kläranlage KölnWeiden laufen Pilotver suche. Warum so früh? L. W.: Weil uns die Zeit im Nacken sitzt. Für das GKW Köln Stammheim gehen wir von 2033 als Frist für die Einhaltung der neuen Grenzwerte aus – das bedeutet realistisch nur etwa 7,5 Jahre für Konzept, Planung, Bau und Inbetriebnah me. Hinzu kommen absehbare Engpässe bei Planungs- und Baukapazitäten. Deshalb untersuchen wir parallel in Pilotver suchen neuartige Verfahren, um rechtzeitig belastbare Be triebserfahrungen zu sammeln und die Verfahren an unsere Gegebenheiten anzupassen. Bild rechte Seite: Faultürme GKW KölnStammheim / © StEB Köln
Großklärwerk KölnStammheim / © StEB Köln Welche Kriterien sind für die Bewertung potenzieller Verfahren besonders wichtig und wie läuft im Anschluss die Auswahl für die dynamische Simulation? L. W.: An erster Stelle natürlich die Reinigungsleistung – insbesondere im Hinblick auf die Kernanforderung der Stickstoffelimination. Daneben sind aber auch Umsetzbar keit, Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit zentrale Bewer tungskriterien, also etwa Energie und Ressourcenverbrauch oder Treibhausgasemissionen. Wir entwickeln dann ein Bewertungskonzept, das eine erste Eingrenzung auf wenige geeignete Verfahren zur Stickstoffelimination ermöglicht, die dann im Detail simuliert werden. Gibt es Verfahren, die aktuell besonders vielversprechend sind? L. W.: Verfahren mit Membrantechnik zeigen derzeit großes Potenzial. Membranbioreaktoren ermöglichen den Betrieb mit deutlich höheren Feststoffkonzentrationen durch die Abtren nung von Belebtschlamm. Eine weitere Variante sind soge nannte MABR-Verfahren, bei denen Biofilme auf Membranen wachsen, die zugleich belüften – das sorgt für einen sehr guten Sauerstoffübergang bei minimalem Energieaufwand. Laufen dazu bereits Pilotprojekte? L. W.: Ja, auf der Kläranlage KölnRodenkirchen betreiben wir gemeinsam mit der TU Darmstadt ein Forschungsprojekt zur Kombination von MABR und Deammonifikation in der Prozess wasserbehandlung im Teilstrom. Die Anlage zeigt bereits jetzt eine hohe Robustheit und einen extrem reduzierten Belüftungs bedarf – ein vielversprechender Ansatz. Wie aussagekräftig sind dynamische Simulationen für die Langzeitbetrachtung? L. W.: Sehr – vorausgesetzt, das Modell ist präzise kalibriert und basiert auf hochwertigen Betriebsdaten, die das ganze Spekt rum an Lastfällen abbilden. Unsere Simulationssoftware erlaubt eine realitätsnahe Abbildung typischer Betriebsszenarien über lange Zeiträume hinweg. Was passiert nach der Simulation mit den Ergebnissen? L. W.: Die Simulation liefert Erkenntnisse zu zahlreichen Verfah rensparametern wie Ablaufwerten, Sauerstoffbedarf, Chemi kalieneinsatz. Diese Ergebnisse werden in einem Workshop ge meinsam mit dem Auftragnehmer ausgewertet. Anschließend wählen wir auf dieser Grundlage die finale Vorzugsvariante für die Umsetzung aus. Frau Riegel, wie haben sich die StEB Köln auf die neue Situa tion vorbereitet? Was braucht es im Prozess – auch mit Blick auf Koordination und Partnerschaften? Und wo sehen Sie die größten Hürden? Luisa Riegel: Die StEB Köln haben die inhaltlichen Entwicklun gen der KARL eng begleitet und frühzeitig deren Auswirkun gen für den eigenen Betrieb eingeschätzt. Aktuell arbeiten wir an einer strategischen Vorgehensweise, um die neuen Anforderungen nach Umsetzung ins nationale Recht fristge recht zu erfüllen. Besonders wichtig ist uns der kontinuierliche Austausch mit anderen Betreibern – sowohl zum Umgang mit den neuen An forderungen als auch für eine gemeinsame Position gegenüber politischen Entscheidungsträgern. Viele Inhalte der KARL sind bislang nur vage formuliert und lassen den Mitgliedsstaaten großen Spielraum bei der Umsetzung. Gerade bei Themen 42
kompetenz wasser | Dezember 2025 | Umsetzung der neuen EU-KARL wie gestaffelten Zielvorgaben für Dritt und Viertbehandlung herrscht derzeit noch große Unklarheit darüber, wie genau die nationale Regelung in Deutschland aussehen wird. Für uns ist klar: Gerade bei großen Bauprojekten braucht es frühzeitig Planungssicherheit – auf rechtlicher, technischer und finan zieller Ebene. Nur so können wir rechtzeitig die notwendigen Maßnahmen anstoßen und umsetzen. Wie werden Betreiber, Planer und Wissenschaft in die Auswahl und Bewertung der Verfahren eingebunden? L. R.: Im Rahmen der Studie planen wir einen ExpertenWork shop. Dabei wollen wir uns gemeinsam mit Fachleuten aus Wissenschaft, Wasserverbänden und Praxis einen Überblick über klassische und neuartige Verfahren zur Stickstoffelimi nation verschaffen. Diese werden zunächst allgemein anhand definierter Kriterien bewertet – und anschließend speziell im Hinblick auf ihre Eignung und Realisierbarkeit am GKW Köln- Stammheim eingeordnet. Wie schätzen Sie die Realisierbarkeit eines verfahrenstechnisch intensiveren Ansatzes ein – auch im Hinblick auf den laufenden Betrieb und personelle Ressourcen? L. R.: Die Einschätzung zur Realisierbarkeit der Verfahrens varianten wird Teil der Durchführung des Bewertungskonzepts innerhalb der Studie sein. Neben der Nutzung von Simulations modellen zur Untersuchung von Verfahrensvarianten können diese auch zur Schulung von Betriebspersonal genutzt und so auch verfahrenstechnisch komplexe Varianten in einer risiko freien Umgebung erlernt werden. Welche Rolle spielen ökologische Aspekte und der Energiever brauch bei der Auswahl eines neuen Verfahrens? L. R.: Ökologische Aspekte spielen eine entscheidende Rolle. Neben der Verschärfung der Grenzwerte für Stickstoff und Phosphor ist auch die Einführung der Energieneutralität von Kläranlagen einer der großen Neuerungen der KARL. Daneben haben sich die StEB Köln das Ziel gesetzt, bis 2030 klimaneutral zu werden. Deshalb denken wir in all unseren Prozessen und Planungen Nachhaltigkeit und Umweltschutz mit. Vielen Dank für das Gespräch. Belebungsbecken Klärwerk KölnWahn / © StEB Köln 43
UNTERNEHMENSPROJEKTE & KOMMUNIKATION Das Unsichtbare sichtbar machen Strategische Kommunikation beim Neubau des Kölner Rheindükers AUTORINNEN: BIRGIT KONOPATZKI, MEIKE HELMS 44
kompetenz wasser | Dezember 2025 | Das Unsichtbare sichtbar machen Mit dem Neubau des Rheindükers realisieren die StEB Köln eines der bedeutendsten Infrastrukturprojekte für die Stadt Köln – ein Jahrhundertprojekt unter dem Rhein. Die seit 2023 laufende Maßnahme ersetzt den technisch überalterten Düker aus dem Jahr 1928, über den rund 80 Prozent des linksrheinischen Abwassers zur Kläranlage Stammheim gelangen. Angesichts der ingenieurtechnischen Komplexität und der enormen städtischen Relevanz wurde von Beginn an eine strate- gisch vielschichtige Kommunikation etabliert, die nach innen wie außen transparent, nahbar und wirksam ist. Der besondere kommunikative Anspruch des Rheindüker Projekts liegt in seiner baulichen Unsichtbarkeit: Der Tunnel unterquert den Rhein vollständig unterirdisch, und während des Großteils des Bauverlaufs gibt es keine klassischen Visuals. Um dennoch Reichweite, Verständnis und Identifikation zu fördern, setzt die Kommunikation der StEB Köln auf eine Kom bination aus emotionalem Storytelling, bürgernaher Dialog kommunikation, professioneller Medienarbeit und strategisch eingesetzten MeilensteinMomenten. KOMMUNIKATIONSZIELE: TRANSPARENZ, VERTRAUEN, IDENTIFIKATION Die Kommunikationsstrategie folgt drei übergeordneten Zielen: 1. TRANSPARENZ UND FRÜHZEITIGE INFORMATION Bei einem Projekt dieser Größenordnung ist der Dialog mit den Anwohnenden essenziell. Bereits vor Baubeginn gab es daher erste Infoveranstaltungen; seitdem finden auf beiden Rheinsei ten regelmäßig Termine zum Baufortschritt statt. Dabei werden unter anderem Baustellenverkehr, Erschütterungen, Beweis sicherung und Zugänglichkeit behandelt. Der direkte Austausch vor Ort – mit Vertreter*innen der StEB Köln und der Bauunter nehmen – hat sich insbesondere bei kritischen Themen wie Lärm oder Sperrungen bewährt. 2. ÖFFENTLICHKEITSARBEIT MIT MEDIENWIRKUNG Das Projekt wurde aktiv in die regionale Berichterstattung eingebracht – von klassischen Pressekonferenzen über ex klusive Einzelbesichtigungen bis hin zu individuell arrangierten Interviews. Alle Meilensteine wurden medial begleitet, wobei aufgrund der unterirdischen Bauweise ein besonderer Fokus auf der visuellen Attraktivität lag. 3. INTERNE KOMMUNIKATION UND MITARBEITERBINDUNG Blogbeiträge im Intranet sowie das zweimal jährlich erschei nende Mitarbeitermagazin begleiten das Projekt kontinuierlich. Ergänzend dazu gewährt eine Folge des internen Unterneh menspodcasts persönliche Einblicke des Projektleiters in die Planung und Umsetzung. Bild linke Seite: Taufe der Vortriebsmaschine „Henriette“ / © StEB Köln Symbolischer Spatenstich im Januar 2024. Von links: Christian Heinze, Janine Hofmann, Ulrike Franzke, William Wolfgramm und Dr. Christian Gattke / © StEB Köln Ein besonderes Zeichen der Wertschätzung und Identifikation ist die Benennung der zweiten, kleineren Vortriebsmaschine: Sie trägt den Namen „Janine“ – nach der stellvertretenden Pro jektleiterin der StEB Köln. Durch diese bewusste Entscheidung wird die emotionale Bindung der Belegschaft an das Projekt gestärkt und die Leistung der internen Fachkräfte sichtbar in den Fokus gerückt. So wird das Jahrhundertprojekt auch unter nehmensintern als kollektives Zukunftsvorhaben erlebbar. HIGHLIGHTS DER KOMMUNIKATIVEN UMSETZUNG 1. PRESSE-EVENTS MIT BILDKRAFT Gerade weil der Rheindüker an der Oberfläche kaum sichtbar ist, werden MeilensteinMomente durch eine visuelle Inszenie rung greifbar: AUGUST 2023 PRESSEKONFERENZ ZUM BAUSTART Ein mit Sprühkreide markierter Kreis auf der Straße symbolisier te die geplante Zielbaugrube. JANUAR 2024 SYMBOLISCHER SPATENSTICH Ein großformatiges Banner mit einer Öffnung im Durchmesser der größeren Dükerröhre sorgte für eine starke Bildwirkung und weckte das Medieninteresse. MAI 2025 TAUFE DER VORTRIEBSMASCHINE „HENRIETTE“ Mit Kölns Oberbürgermeisterin Henriette Reker als Taufpatin erhielt der Rohrvortrieb eine besondere persönliche Note. Doch nicht nur die Verbindung von Namensgeberin und Maschine setzte einen starken emotionalen Akzent: Rekers Teilnahme an der Taufe stieß auf große mediale Resonanz, da eine derart hochrangige politische Beteiligung nicht alltäglich ist. 45
2. FILMISCHE LANGZEITDOKUMENTATION Das Jahrhundertprojekt wird filmisch umfassend begleitet. In Zusammenarbeit mit einer spezialisierten Agentur entsteht ein etwa 30-minütiger Langfilm. Die begleitende Veröffentlichung kurzer thematischer Clips, beispielsweise zum Spatenstich und zum Baugrubenaushub, rundet die Dokumentation ab. Die Filme werden im Intranet, auf Social Media und YouTube veröffentlicht und schaffen so Identifikation nach innen und Aufmerksamkeit nach außen. 3. WEBSITE UND DIGITALE MEDIEN Die Website rheindüker.koeln ist der zentrale Anlaufpunkt für Bürger*innen, Politik und Medien. Sie bietet laufend aktuelle Informationen zum Baugeschehen, die durch Visualisierun gen, Erklärgrafiken und Termin-Updates ergänzt werden. Alle weiteren Medien – von Präsentationen über Bauzaunbanner bis hin zu Printmaterialien – verweisen auf diese Plattform als kommunikatives Fundament des Projekts. 4. DIALOGFORMATE VOR ORT Persönliche Nähe ist ein entscheidender Faktor im Umgang mit betroffenen Anwohner*innen. Neben klassischen Informations veranstaltungen ermöglichen die StEB Köln deshalb unter schiedlichen Zielgruppen wie Bürgervereinen, Fachverbänden, dem Verwaltungsrat oder internen Fachbereichen über eigens organisierte Baustellenbegehungen immer wieder unmittelbare Einblicke in das Baugeschehen. Auch Medienvertreter*innen wurden außerhalb offizieller Pressetermine gezielt eingeladen und bei Einzelbesichtigun gen sowie Spezialinterviews individuell begleitet. Ende Juli 2025 fand für ausgewählte Journalist*innen eine Tunnel begehung bis etwa 700 Meter unter dem Rhein statt. Dabei erhielten sie einen seltenen und eindrucksvollen Einblick in den laufenden Vortrieb. Projektleiter Christian Heinze im Interview / © StEB Köln AUSBLICK: KOMMUNIKATION UNTER DEM RHEIN – FORTSETZUNG FOLGT Der gesamte Projektverlauf wird weiterhin durch dokumen tierende Maßnahmen, Filmbeiträge und punktuelle Medien aktionen begleitet. Damit bleibt der Rheindüker nicht nur ein technisches Großprojekt, sondern auch ein Kommunikations projekt in Bewegung. FAZIT: INFRASTRUKTUR KOMMUNIZIEREN HEISST VERTRAUEN GESTALTEN Der Rheindüker steht für technischen Fortschritt und einen neuen Standard in der Kommunikation großer Bauvorhaben: Er ist transparent, visuell kreativ, dialogorientiert und erzählt auf menschliche Weise. Durch das gelungene Zusammenspiel von technischer Innovation und strategischer Öffentlichkeits arbeit wird ein unterirdisches Projekt in die Mitte der Stadt gesellschaft getragen – und somit sichtbar gemacht, was sonst verborgen bliebe. © StEB Köln 46
kompetenz wasser | Dezember 2025 | Impressum Impressum Herausgeber: Stadtentwässerungsbetriebe Köln, AöR (StEB Köln) Inhaltlich Verantwortliche gemäß §§ 5, 6 TMG und § 55 Abs. 2 RStV: Birgit Konopatzki Redaktion: Stephanie Bayer, Unternehmenskommunikation, StEB Köln Yvonne Egberink, YES communicationWORKS Konzept und Gestaltung: Hochhaus Agentur GmbH, Köln Bildnachweis: Titelbild: © StEB Köln Vorwort: © StEB Köln, Maria Vaorin ISSN 1863-7035 47