Status quo der Gefährdungslagen

Das Infrastruktursystem Wasser wird durch systemische Klima- und Umweltrisiken, insbesondere durch die globale Erwärmung und die damit verbundenen Wetterextreme, derzeit in einem mittleren Ausmaß gefährdet. Veränderungen in der Niederschlagsverteilung haben weitreichende Folgen für das Wassersystem, sowohl für den Bereich der Trinkwasserversorgung als auch für den Bereich der Abwasserbeseitigung. Bei Starkregen ist die Entwässerungsinfrastruktur teilweise nicht ausreichend dimensioniert und daher überfordert, die großen Mengen Wasser abzuführen, was immer wieder zu lokalen Überflutungen führt. Abwasseraufbereitungsanlagen können ebenfalls überlastet werden, mit der Folge, dass unbehandeltes Abwasser in Gewässer eingeleitet wird [1][2]. Großräumige Hochwasserereignisse können Rohrleitungsnetze und Anlagen beschädigen [1][3]. Zudem beeinträchtigen Hochwasser, Abschwemmung und Erosion die Wasserqualität, beispielsweise durch den Eintrag von Nährstoffen und Pflanzenschutzmitteln oder Krankheitserregern ins Oberflächengewässer und Grundwasser [1][4][5].

Dürren und Trockenperioden können aktuell die Gewinnung von Wasser im Teilbereich der Trinkwasserversorgung lokal gefährden. In heißen Sommern fallen Trockenperioden mit Wasserbedarfsspitzen zusammen, während der Wasserbedarf, etwa für Hitzeschutz und Bewässerung, insgesamt steigt [6][7]. In den letzten Jahren kam es vereinzelt zu Engpässen in der Trinkwasserversorgung, die Versorgungssicherheit konnte jedoch weitgehend aufrechterhalten werden [8]. Auch die Abwasserbeseitigung ist in heißen und trockenen Sommern betroffen: Durch die unveränderte Einleitung von Schadstofffrachten bei geringem Wasserstand steigen die Konzentrationen in den Gewässern, was die Wasserqualität beeinträchtigt [7][2]. Zudem nehmen die Konzentrationen anderer Stoffe im Wasser bei niedrigen Wasserständen während Trockenperioden zu [2].

Die globale Erwärmung wirkt sich durch die im Mittel steigenden Temperaturen auch direkt auf das Infrastruktursystem Wasser aus. Temperaturveränderungen beeinflussen die Wasserqualität und damit die Gewinnung und Aufbereitung von Trinkwasser: Höhere Wassertemperaturen begünstigen die Eutrophierung und verstärken damit verbundene ökologische Folgen wie das übermäßige Wachstum von Algen und Wasserpflanzen. Zugleich verschlechtern sie die physikalisch-chemische und mikrobiologische Wasserbeschaffenheit [2][9]. Auch der Bereich der Verteilung ist betroffen, da höhere Temperaturen in Leitungssystemen die Keimbildung begünstigen können [2]. Zudem steigen die Anforderungen an Abwasseraufbereitungsanlagen und Probleme wie Geruchsbildung können sich verschärfen [7][2].

Das Infrastruktursystem Wasser ist aufgrund des derzeit noch geringen Digitalisierungsgrads der Wasserversorgung nur in geringem Maße durch Cyberkriminalität sowie durch Technikversagen und eingeschränkte Technikbeherrschbarkeit gefährdet. Digitale Lösungen werden in der Trinkwasserversorgung und der Abwasserbeseitigung unter anderem für Mess- und Analysesysteme, Anlagensteuerungsprozesse, Datenmanagement, Verwaltung und Kundendienste eingesetzt. Dadurch ergibt sich prinzipiell eine Gefährdungslage im Hinblick auf Cyberangriffe, die diese Prozesse beeinträchtigen können. Einige Cyberangriffe zielen auf die Manipulation technischer Systeme wie Anlagen und Steuerungsprozesse ab [10][4][7]. Ein weiteres Angriffsziel ist die große Menge sensibler Daten, die von Wasserversorgungs- und Abwasserbetrieben verwaltet werden [4][7]. Abwasserbetriebe verfügen über private Verbrauchsdaten (z.B. Wasserverbrauch, Anzahl von Wohneinheiten), während Wasserversorgungsunternehmen zunehmend intelligente Messsysteme einsetzen, die Verbräuche erheben. Umfangreiche Datenschutzmaßnahmen sind daher zentral [7]. Ein konkretes Beispiel für einen direkten Angriff auf den Wassersektor ist der Cyberangriff auf American Water, eines der größten Wasser- und Abwasserversorgungsunternehmen in den USA. Im Oktober 2024 wurden dabei die Computernetzwerke des Unternehmens infiltriert, was unter anderem zur Abschaltung des Kundenportals führte [11]. In einem anderen Fall im Januar 2024 in Texas wurden durch einen Cyberangriff für ca. 45 Minuten Wassertanks zum Überlaufen gebracht [11]. In Deutschland kamen im Jahr 2024 von insgesamt 726 Meldungen zu Cyberangriffen aus den KRITIS-Sektoren an das Bundesamt für Informationssicherheit 22 Meldungen aus dem Sektor Wasser (2023 waren es 16 von 490) [12][13]. Neben Cyberangriffen können in digital gesteuerten Systemen auch IT-Störungen, z.B. der Regel- und Messtechnik, eine erhebliche Gefährdung darstellen. Ein Störfall bei der Abwassereinleitung könnte sowohl die Gewässerqualität beeinträchtigen als auch in Einzugsgebieten von Trinkwassergewinnungsanlagen direkte Konsequenzen für die Trinkwasserversorgung haben [7]. Finanzierungsengpässe bei gleichzeitig hohem Wartungs- und Modernisierungsbedarf können zur Verstärkung der Gefährdungslage sowohl durch Technikversagen als auch Cyberkriminalität beitragen.

Die Eintrittswahrscheinlichkeit eines flächendeckenden und langandauerndes Blackouts in Deutschland ist derzeit gering [14][15]. Sollte es jedoch zu einer solchen Unterbrechung der Stromversorgung kommen, besteht für das Infrastruktursystem Wasser eine akute Gefährdungslage, da die Trinkwasserversorgung von der Stromversorgung abhängig ist. Strom wird für unterschiedliche Teile des Systems benötigt, z.B. Pumpen und Druckerhöhungsanlagen [1]. Die häusliche Abwasserentsorgung wiederum hängt von der Wasserversorgung ab und wäre im Fall einer Unterbrechung daher auch gefährdet [1]. Zudem ist infolge zusätzlicher Schritte in der Abwasseraufbereitung sowie strengerer Grenzwerte beim Trinkwasser mit einem höheren Energiebedarf für die Abwasserreinigung und Trinkwasseraufbereitung zu rechnen – und damit auch mit einer zunehmenden Abhängigkeit von einer zuverlässigen Energieversorgung [16].

Hinsichtlich geopolitischer Konflikte und Versorgungsengpässe bei Energie und kritischen Rohstoffen ist die Gefährdungslage für das Infrastruktursystem Wasser aktuell gering. Deutschland verfügt derzeit insgesamt über ausreichende Trinkwasserreserven und ist nicht auf den Import von Wasser angewiesen. Internationale Abhängigkeiten bestehen jedoch bei notwendigen Betriebsmitteln, deren Verfügbarkeit durch geopolitische Konflikte beeinträchtigt werden kann [4]. Der russische Angriffskrieg auf die Ukraine hatte beispielsweise Auswirkungen auf die Verfügbarkeit von Betriebsmitteln – etwa Fäll- und Flockungsmitteln – für die Trinkwasseraufbereitung und Abwasserbehandlung. Dies führte temporär zu Lieferkettenengpässen, auf die Kläranlagen und Wasserwerke aufgrund unzureichender Lagerhaltung nicht ausreichend vorbereitet waren [4]. Eine weitere Gefahr sind terroristische Anschläge oder Handlungen in kriegerischen Auseinandersetzungen, die auf die physische Beschädigung oder Zerstörung von Wasserinfrastruktur abzielen, beispielsweise des Verteilungsnetzes oder Aufbereitungsanlagen. Faktisch gab es in der Vergangenheit bereits konkrete Drohungen, toxische Substanzen in das Wassersystem einzuführen [1]. Die Dezentralität des deutschen Wasserinfrastruktursystems reduziert die potenziellen Schadwirkungen jedoch auf räumlich eng begrenzte Gebiete.

Die Gefährdung des Infrastruktursystems Wasser infolge von Biodiversitätsverlusten ist derzeit in Deutschland gering und betrifft primär die Gewinnung von Trinkwasser. Der Verlust von Biodiversität gefährdet Ökosystemdienstleistungen: Biodiversität in Gewässern leistet einen wichtigen Beitrag zur Wasserqualität und hohe Bodenbiodiversität trägt zu einer hohen Wasserspeicherkapazität bei [4][17]. Zudem wird die Grundwasserneubildung durch Bodendegeneration, die z.B. Erosion aber auch Verluste der Biodiversität umfasst, beeinträchtigt [4]. Umgekehrt sind ökologisch intakte Gewässer sehr wichtig für Biodiversität [2][17].

Die durch Epidemien und Pandemien verursachte Gefährdungslage für das Infrastruktursystem Wasser ist in Deutschland aktuell als gering einzuschätzen. Der Umgang mit pathogenen Keimen ist eine Kernaufgabe der Abwasserbehandlung und Trinkwasseraufbereitung, Monitoring und Desinfektion sind wichtige Bestandteile des Prozesses [10][4]. Auch die Dezentralität des Infrastruktursystems reduziert in Deutschland das Ausmaß der Schadwirkungen. Pandemien und Epidemien können eine Verschiebung der Wassernachfragemuster bewirken. Während der COVID-19 Pandemie wurde beispielsweise in Norddeutschland von Haushalten ca. 14,3% mehr Wasser am Tag nachgefragt, mit veränderten Nachfragespitzen über den Tag. Veränderungen der Wassernachfrage können herausfordernd für die Planung und Dimensionierung der Verteilungsinfrastruktur sein [18]. Abwassersysteme können ihrerseits einen Einfluss auf Pandemien und Epidemien haben, indem sie z.B. zur Verbreitung von antimikrobiellen Resistenzen beitragen [10][7][4].

Mit Blick auf Deutschland ist die Gefährdungslage durch Machtkonzentrationen für das Infrastruktursystem Wasser derzeit gering. Die Wasserwirtschaft ist stark reguliert und es dominieren öffentlich-rechtliche sowie kleine Unternehmen [10]. Durch die Abhängigkeit von digitalen Technologien sind Unternehmen der Trinkwasserversorgung und Abwasserbeseitigung jedoch mittelbar durch Machtkonzentrationen in digitalen Geschäftsfeldern betroffen.

Aktuell besteht keine unmittelbare Gefährdungslage für das Infrastruktursystem Wasser infolge gesellschaftlicher Polarisierung. Langfristig kann Polarisierung jedoch die Leistungsfähigkeit des Systems beeinträchtigen, indem sie zu einer Fragmentierung der politischen Willensbildung führt und konsensorientierte, strategische Entscheidungen erschwert. Besonders betroffen sind Investitionen in langfristige Vorsorgemaßnahmen, etwa den klimaresilienten Ausbau der Wasserinfrastruktur oder den Schutz ökologischer Funktionen. In einem polarisierten gesellschaftlichen Klima steigt somit das Risiko, dass notwendige Anpassungsprozesse verzögert oder verhindert werden, wodurch die systemische Verwundbarkeit beispielsweise gegenüber Umweltveränderungen zunimmt.

Einschätzung der Robustheit

Die Robustheit des Infrastruktursystems Wasser im Status quo gegenüber systemischen Risiken wurde im Rahmen einer Expert/innenbefragung bewertet. Robustheit beschreibt die Widerstandsfähigkeit eines Systems gegenüber externen Störungen, während die Gefährdungslage den aktuellen Grad der Bedrohung durch ein konkretes Risiko bezeichnet. Im Kontext systemischer Risiken bedeutet dies, dass ein System trotz hoher Gefährdungslage robust sein kann – oder umgekehrt, dass eine geringe Gefährdungslage ein nicht-robustes System trotzdem anfällig machen kann.

Die Gesamtbewertung der Wasserversorgung und Abwasserbeseitigung über alle systemischen Risiken liegt bei einer mittleren Robustheit. Bei der Bewertung einzelner systemischer Risiken zeigen sich jedoch deutliche Unterschiede. Insbesondere wird die Robustheit gegenüber Biodiversitätsverlust und gesellschaftlicher Polarisierung von etwa zwei Dritteln der Expert/innen als gering oder eher gering eingeschätzt. Beinahe zwei Drittel der Befragten schätzen die Robustheit gegenüber Versorgungsengpässen, etwas über zwei Drittel die Robustheit gegenüber Pandemien und Epidemien als hoch oder eher hoch ein.