Pumpen nach Wetterlage und Strompreis: Wie die Nordseeküste ihre Entwässerung neu erfindet

Wer an der Nordseeküste hinter dem Deich steht, sieht davon nichts – und ist doch täglich darauf angewiesen: Ein weit verzweigtes System aus Sielen und Schöpfwerken hält das Land trocken, das ohne diese Technik regelmäßig unter Wasser stünde. Rund 12.000 Quadratkilometer an der deutschen Nordseeküste liegen tiefer als 2,5 Meter über Normalhöhennull. Allein in Niedersachsen und Schleswig-Holstein sorgen mehr als 860 dieser Anlagen dafür, dass Regen- und Binnenwasser zuverlässig ins Meer abgeführt wird. Der Preis dafür: ein Energieverbrauch von rund 80 Gigawattstunden pro Jahr – so viel wie eine mittlere Kleinstadt benötigt.

Erfahrungswissen stößt an Grenzen

Bislang funktioniert der Entwässerungsbetrieb vor allem über lokale Expertise: Erfahrene Betreiber lesen Wetter- und Gezeitenvorhersagen und entscheiden situativ, wann gepumpt wird und wann das Wasser bei Ebbe von selbst abfließen kann. Dieses System hat sich über Jahrzehnte bewährt – doch der Klimawandel verschiebt die Rahmenbedingungen. Der steigende Meeresspiegel verkürzt die Zeitfenster, in denen Wasser ohne Pumpeinsatz abfließen kann. Häufigere Starkregen erhöhen die Wassermengen im Binnenland, veränderte Sturmflutdynamiken machen die Planung unberechenbarer. Die Folge: Der Pumpbedarf steigt, und mit ihm die Energiekosten der Deich- und Sielverbände.

Ein Forschungsprojekt koppelt Wasser und Energie

Hier setzt das Verbundprojekt „ForeCoast" an, das die Technische Universität Braunschweig gemeinsam mit der Leuphana Universität Lüneburg, der Jade Hochschule, einem Prognose-Unternehmen und dem Deich- und Hauptsielverband Dithmarschen gestartet hat. Gefördert wird das Vorhaben vom Bundesforschungsministerium über drei Jahre mit rund 1,5 Millionen Euro. Die Idee: Statt nur auf Wetter und Tide zu schauen, soll ein datenbasiertes Steuerungsmodell erstmals systematisch auch den Energiesektor einbeziehen – also Strompreise, Netzbedingungen und die Verfügbarkeit erneuerbarer Energien.

Das klingt technisch, hat aber einen bestechend einfachen Kern: Wenn ohnehin gepumpt werden muss, dann möglichst dann, wenn der Wind weht und der Strom günstig ist. Die großen Pumpen der Schöpfwerke könnten so zu flexiblen Verbrauchern im Stromnetz werden – sie springen an, wenn Überschussstrom vorhanden ist, und pausieren, wenn das Netz angespannt ist. Laut den Projektbeteiligten sollen maschinelles Lernen, prozessbasierte Simulationen und Optimierungsverfahren dabei helfen, aus komplexen Datenlagen konkrete Betriebsentscheidungen abzuleiten – in Echtzeit und über verschiedene Planungshorizonte hinweg.

Zwei Pilotstandorte im echten Betrieb

Erprobt werden soll das System an zwei Standorten mit sehr unterschiedlichem Profil: in Brunsbüttel-Süd in Schleswig-Holstein, wo sich ein bedeutender Industrie- und Wasserstoffstandort entwickelt, und am Siel und Schöpfwerk Knock bei Emden, das eines der größten Entwässerungsgebiete Niedersachsens bedient. Gerade der Standort Brunsbüttel zeigt, warum das Thema über den Küstenschutz hinausweist: Die Wasserversorgung aus Oberflächengewässern gewinnt an Bedeutung, etwa für die Produktion von Wasserstoff und Batterien. Entwässerung ist damit nicht mehr nur Schutzaufgabe, sondern Teil eines regionalen Wassermanagements, das Landwirtschaft, Industrie und Naturschutz gleichermaßen bedienen muss.

Warum das Thema unterschätzt wird

Die Entwässerung der Küstenniederungen gehört zu jenen Infrastrukturleistungen, die erst auffallen, wenn sie ausfallen. Dabei hängt an ihr ein erheblicher Teil der norddeutschen Wirtschaftskraft – von Ackerflächen in den Marschen bis zu Industrieanlagen an der Elbmündung. Dass die Steuerung dieser Systeme bislang kaum digitalisiert ist, macht sie zu einem anschaulichen Beispiel für den sogenannten Wasser-Energie-Nexus: die wechselseitige Abhängigkeit von Wasser- und Energieinfrastruktur, die mit der Klimaanpassung immer enger wird.

Ob sich der Ansatz im Regelbetrieb bewährt, müssen die kommenden drei Jahre zeigen. Klar ist schon jetzt: Die Kombination aus steigendem Meeresspiegel, wachsendem Pumpbedarf und volatilen Strompreisen wird die Sielverbände so oder so zu neuen Betriebskonzepten zwingen. Das Projekt liefert dafür einen Bauplan, der sich – wenn er funktioniert – auf hunderte Anlagen entlang der Küste übertragen ließe.

Dieser Beitrag ist eine redaktionelle Einordnung auf Basis öffentlich zugänglicher Informationen, u. a. einer Mitteilung des Informationsdienstes Wissenschaft (idw) zum Forschungsprojekt ForeCoast.

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