ThWIC – Thü­rin­ger Wasser-​Innovationscluster

Nach­hal­ti­ge Lö­sun­gen zur Si­cher­stel­lung von Was­ser­ver­füg­bar­keit und -​qualität

Im Zen­trum des Thü­rin­ger Wasser-​Innovationsclusters steht die Ent­wick­lung tech­no­lo­gi­scher und so­zia­ler In­no­va­tio­nen, die eine nach­hal­ti­ge Nut­zung von Was­ser­res­sour­cen, in­tel­li­gen­te Wasserver-​ und -​entsorgung sowie die dau­er­haf­te und aus­rei­chen­de Ver­füg­bar­keit sau­be­ren, be­zahl­ba­ren Was­sers er­mög­li­chen.

Ein Wasserfiltermodul vor einem Netzwerkhintergrund. Daneben die stilisierte Abbildung eines Hochhauses in Jena.
Fil­ter­mo­dul mit ke­ra­mi­schen Flä­chen­mem­bra­nen zur Rei­ni­gung in­dus­tri­el­ler Ab­wäs­ser, © Fraun­ho­fer IKTS/uns­plash

Wei­te­re Hin­ter­grund­in­for­ma­tio­nen

Die Ver­sor­gung mit sau­be­rem Was­ser ge­hört zu den größ­ten ge­sell­schaft­li­chen Her­aus­for­de­run­gen der Zu­kunft – glo­bal wie auch in Deutsch­land und Eu­ro­pa. Als exis­ten­zi­el­le Res­sour­ce und be­deut­sa­mer In­dus­trie­roh­stoff be­darf Was­ser eines be­son­de­ren Schut­zes und be­son­de­rer ge­sell­schaft­li­cher Auf­merk­sam­keit. Dies be­trifft nicht nur die Scho­nung von Was­ser­res­sour­cen durch Re­duk­ti­on des Ver­brauchs (z. B. durch In­dus­trie und Pri­vat­haus­hal­te), son­dern auch die Si­cher­stel­lung einer hohen Was­ser­qua­li­tät durch mo­der­ne, di­gi­tal ver­netz­te Ver­sor­gungs­sys­te­me und Be­hand­lungs­ver­fah­ren.

Im Fokus des Zu­kunfts­clus­ters ThWIC ste­hen tech­no­lo­gi­sche und so­zia­le In­no­va­tio­nen, die eine dau­er­haf­te, si­che­re und be­zahl­ba­re Was­ser­ver­sor­gung er­mög­li­chen. Dazu sol­len Pro­jekt­part­ner aus der natur-​ und in­ge­nieur­wis­sen­schaft­li­chen Was­ser­for­schung, den Da­ten­wis­sen­schaf­ten und der So­zio­lo­gie in Ko­ope­ra­ti­on mit In­dus­trie­part­nern, Ver­bän­den und zi­vil­ge­sell­schaft­li­chen Ak­teu­ren in­te­grier­te Lö­sun­gen zu einer nach­hal­ti­gen Nut­zung von Was­ser­res­sour­cen ent­wi­ckeln. Der Trans­fer in­no­va­ti­ver Tech­no­lo­gien in ge­sell­schaft­lich re­le­van­te An­wen­dun­gen (z. B. zur Ana­ly­se und Rei­ni­gung von Was­ser oder zur da­ten­ge­stütz­ten Prä­dik­ti­on von Was­ser­men­ge und -​qualität) steht eben­so im Zen­trum des ThWIC wie die Ent­wick­lung so­zia­ler In­no­va­tio­nen (z. B. zur Was­ser­be­wer­tung oder zur ge­rech­ten Ver­tei­lung des Res­sour­cen­zu­gangs).

Neuen Was­ser­tech­no­lo­gien kommt auf­grund der ra­pi­de fort­schrei­ten­den Ver­knap­pung nutz­ba­ren Was­sers im 21. Jahr­hun­dert glo­ba­le Be­deu­tung zu. Mit der Ent­wick­lung mo­der­ner, glo­bal ad­ap­tier­ba­rer Lö­sun­gen zielt ThWIC so­wohl dar­auf ab, die Wett­be­werbs­fä­hig­keit des In­no­va­ti­ons­stand­orts Deutsch­land in einem zu­künf­ti­gen Schlüs­sel­be­reich im Green-​ bzw. BlueTech-​Sektor zu si­chern, als auch einen zen­tra­len Bei­trag zum Er­rei­chen vom UN-​Nachhaltigkeitsziel 6 „Clean Water and Sa­ni­ta­ti­on“ zu leis­ten.

Der Zu­kunfts­clus­ter ThWIC ver­eint die in der Re­gi­on Jena vor­han­de­nen Kom­pe­ten­zen der was­ser­tech­no­lo­gi­schen For­schung mit daten-​ und so­zi­al­wis­sen­schaft­li­chen Per­spek­ti­ven, um neue An­sät­ze eines ganz­heit­li­chen Was­ser­ma­nage­ments zu ent­wi­ckeln und in Pra­xis­an­wen­dun­gen zu über­füh­ren. Die Grund­la­ge des Clus­ters bil­det die Ex­per­ti­se der be­tei­lig­ten Part­ner (ins­be­son­de­re am Cen­ter for En­er­gy and En­vi­ron­men­tal Che­mi­s­try der Friedrich-​Schiller-Universität, am Fraun­ho­fer IKTS, am Leibniz-​Institut für Pho­to­ni­sche Tech­no­lo­gien sowie an der Ernst-​Abbe-Hochschule) im Be­reich der physikalisch-​chemischen Ver­fah­ren der Schad­stoff­ent­fer­nung (Ad­van­ced Oxi­da­ti­on Pro­ces­ses), der Mem­bran­ver­fah­ren (Mikro-​, Ultra-​, Na­no­fil­tra­ti­on), der elek­tro­che­mi­schen Ver­fah­ren sowie der (op­ti­schen) Sen­so­rik und Ana­ly­tik. Er­gänzt wer­den die was­ser­tech­no­lo­gi­schen An­sät­ze durch da­ten­wis­sen­schaft­li­che Ex­per­ti­se, z. B. im Be­reich der Da­ten­vi­sua­li­sie­rung und ex­plo­ra­ti­ven Da­ten­ana­ly­se, der KI-​basierten Pro­gnos­tik und Wis­sens­ver­knüp­fung (u. a. am Mi­cha­el Sti­fel Zen­trum für Da­ten­ge­trie­be­ne und Si­mu­la­ti­ons­ge­stütz­te Wis­sen­schaft). Zur so­zi­al­wis­sen­schaft­li­chen Fun­die­rung der an­ge­streb­ten Ent­wick­lung neuer Was­ser­sys­te­me und -​infrastrukturen kann der Clus­ter auf Part­ner des In­sti­tuts für So­zio­lo­gie der Friedrich-​Schiller-Universität sowie des SFB 294 „Struk­tur­wan­del des Ei­gen­tums“ zu­rück­grei­fen. Diese brin­gen u. a. Ex­per­ti­se zu Fra­gen der Ver­tei­lungs­ge­rech­tig­keit und nach­hal­ti­gen Wasser-​Governance (u. a. mit Blick auf Pri­va­ti­sie­rungs­pro­zes­se) ein, the­ma­ti­sie­ren die Be­din­gun­gen der Ak­zep­tanz neuer Tech­no­lo­gien und schaf­fen Grund­la­gen zum Auf­bau eines sinn­vol­len Wasser-​Accountings, also einem kenn­zahl­ge­stütz­ten Be­richts­we­sen zum wert­vol­len Roh­stoff.

Ak­tu­ell be­wil­lig­te Pro­jek­te und darin ge­för­der­te Part­ner:

Ent­wick­lung eines Echtzeit-​Sensors zum kon­ti­nu­ier­li­chen Mo­ni­to­ring des che­mi­schen Sauer­stoff­be­darfs (CSB) und wei­te­rer Wassergüte-​Parameter (A3: Kon­ti­Mo­nit)

  • DiaC­Con GmbH
  • Fraunhofer-​Institut für Ke­ra­mi­sche Tech­no­lo­gien und Sys­te­me (IKTS)
  • Friedrich-​Schiller-Universität Jena (In­sti­tut für Tech­ni­sche Che­mie und Um­welt­che­mie)
  • ife­sca GmbH
  • iks Com­pu­ter­Sys­te­me GmbH
  • Je­na­Was­ser - Zweck­ver­band Ab­was­ser­ent­sor­gung und Was­ser­ver­sor­gung


Ent­wick­lung eines Po­cket­Gui­des für In­stru­men­te & Me­tho­den zur Durch­füh­rung von Innovations-​ und Trans­fer­pro­jek­ten (Methods4Transfer)

  • Friedrich-​Schiller-Universität Jena - Ser­vice­zen­trum For­schung und Trans­fer


Ent­wick­lung eines ver­fah­rens­tech­ni­schen und tech­no­lo­gi­schen Ge­samt­kon­zep­tes zur Rea­li­sie­rung des Zero-​Liquid-Discharge-Ansatzes für die Was­ser­wirt­schaft einer Kli­nik am Bei­spiel des Uni­ver­si­täts­kli­ni­kums Jena (Ze­ro­LiKh)

  • E.S.C.H. En­gi­nee­ring Ser­vice Cen­ter und Han­del GmbH
  • Fraunhofer-​Institut für Ke­ra­mi­sche Tech­no­lo­gien und Sys­te­me (IKTS)
  • Friedrich-​Schiller-Universität Jena (In­sti­tut für Tech­ni­sche Che­mie und Um­welt­che­mie)
  • Rau­schert Klos­ter Veils­dorf GmbH
  • Uni­ver­si­täts­kli­ni­kum Jena (Abfall-​, Umweltschutz-​ und Ge­fahr­gut­be­auf­trag­ter)


Er­for­schung einer au­to­ma­ti­sier­ten, mo­du­la­ren und ska­lier­ba­ren Pro­ben­vor­be­rei­tungs­platt­form für va­ria­ble Ana­ly­se­ver­fah­ren am Bei­spiel der Iden­ti­fi­zie­rung von umwelt-​ und chemisch-​ökologisch re­le­van­ten Sub­stan­zen und Me­tal­len in Ge­wäs­sern (A2: VA­NA­P­LA)

  • Ana­ly­tik Jena GmbH
  • Friedrich-​Schiller-Universität Jena (In­sti­tut für An­or­ga­ni­sche und Ana­ly­ti­sche Che­mie)


Ex­pe­ri­men­tel­le Lern­um­ge­bung für Was­ser­wirt­schaft in so­zia­ler ge­misch­ter Rea­li­tät (Wa­ter­Lab)

  • Con­sen­si­ve GmbH
  • Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt e.V. - In­sti­tut für Da­ten­wis­sen­schaf­ten
  • Ernst-​Abbe-Hochschule Jena Uni­ver­si­ty of Ap­p­lied Sci­en­ces


In­te­gra­ti­ves Water-​Assessment: kenn­zahl­ge­stütz­te Be­wer­tung des nach­hal­ti­gen Um­gangs mit Was­ser (WatAs)

  • EurA AG Nie­der­las­sung Thü­rin­gen
  • Friedrich-​Schiller-Universität Jena ( In­sti­tut für So­zio­lo­gie - All­ge­mei­ne und Theo­re­ti­sche So­zio­lo­gie)
  • Wis­mut Ge­sell­schaft mit be­schränk­ter Haf­tung


In­tel­li­gen­te Mem­bra­nen und kom­ple­xe Mem­bran­struk­tu­ren nach dem Vor­bild der Natur (R1: Tech­ni­sche Niere)

  • Ernst-​Abbe-Hochschule Jena Uni­ver­si­ty of Ap­p­lied Sci­en­ces
  • Fraunhofer-​Institut für Ke­ra­mi­sche Tech­no­lo­gien und Sys­te­me (IKTS) - In­sti­tuts­teil Herms­dorf


Inter-​ and Trans­di­sci­pli­na­ri­ty Lea­der­ship Pro­gram (IN­TRA­Lead)

  • Friedrich-​Schiller-Universität Jena (In­sti­tut für Tech­ni­sche Che­mie und Um­welt­che­mie)


KI-​basierte Na­vi­ga­ti­ons­un­ter­stüt­zung im Dokument-​ und Data Lake zum Thema "Was­ser" (ThWIC Sonar)

  • Friedrich-​Schiller-Universität Jena (Heinz-​Nixdorf Stif­tungs­pro­fes­sur für Ver­teil­te In­for­ma­ti­ons­sys­te­me)
  • SMA De­ve­lo­p­ment GmbH - epi­cin­sights


Leben am Was­ser: eine welt­be­zie­hungs­theo­re­ti­sche Ana­ly­se des Le­bens am "dre­ckigs­ten Fluss" der Welt (LeWa)

  • Friedrich-​Schiller-Universität Jena (In­sti­tut für So­zio­lo­gie - All­ge­mei­ne und Theo­re­ti­sche So­zio­lo­gie)


Mi­nia­tu­ri­sier­te Mo­bi­le Was­ser­ana­ly­se­platt­form (MoWAP)

  • Fraunhofer-​Institut für An­ge­wand­te Optik und Fein­me­cha­nik (IOF)
  • Mi­cro­flui­dic Chip­Shop GmbH


Ober­flä­chen­mo­di­fi­zier­te schalt­ba­re ke­ra­mi­sche Ad­sor­ber zur ef­fi­zi­en­ten Ent­fer­nung von Was­ser­schad­stof­fen (KE­R­A­SORB)

  • Friedrich-​Schiller-Universität Jena (In­sti­tut für Tech­ni­sche Che­mie und Um­welt­che­mie)


Pu­blic Water Sci­ence

  • Friedrich-​Schiller-Universität Jena (In­sti­tut für Tech­ni­sche Che­mie und Um­welt­che­mie)


QSPR und La­bor­au­to­ma­ti­on in der Ab­was­ser­be­hand­lung (Au­to­QSPR)

  • Friedrich-​Schiller-Universität Jena (In­sti­tut für Tech­ni­sche Che­mie und Um­welt­che­mie)


Quan­ti­fi­zier­tes Was­ser. Kon­ver­gen­zen und Kon­flik­te bei der Ent­wick­lung und Nut­zung von Was­ser­da­ten (QUA­WA­KON)

  • Friedrich-​Schiller-Universität Jena (In­sti­tut für So­zio­lo­gie - All­ge­mei­ne und Theo­re­ti­sche So­zio­lo­gie)


So­zi­al dif­fe­ren­zier­ter Was­ser­ver­brauch der Haus­hal­te – Ak­tua­li­tät und Per­spek­ti­ven nach­hal­ti­ger Was­ser­nut­zung (HaVe)

  • Friedrich-​Schiller-Universität Jena (In­sti­tut für So­zio­lo­gie - All­ge­mei­ne und Theo­re­ti­sche So­zio­lo­gie)


ThWIC Da­ten­ma­nage­ment (ThWIC DATA)

  • Batix Soft­ware GmbH
  • Friedrich-​Schiller-Universität Jena (Kon­takt­stel­le For­schungs­da­ten­ma­nage­ment)


Ul­tra­schall­as­sis­tier­ter Stator-​Rotor-Kavitationsreaktor zur oxi­da­ti­ven Ent­fer­nung von Mi­kro­schad­stof­fen aus Was­ser (Ul­traStaRK)

  • Friedrich-​Schiller-Universität Jena (In­sti­tut für Tech­ni­sche Che­mie und Um­welt­che­mie)
  • Weh­ling Anlagen-​ und Ma­schi­nen­bau GmbH


Ver­fah­rens­mo­del­le: Netz­wer­ke sozial-​ökologischer Trans­for­ma­ti­on und sozio-​technische Trans­dis­zi­pli­na­ri­tät (Ver­NetzT)

  • Friedrich-​Schiller-Universität Jena (In­sti­tut für So­zio­lo­gie - All­ge­mei­ne und Theo­re­ti­sche So­zio­lo­gie)


Vi­sua­li­sie­rung des Pro­zes­ses des na­tür­li­chen Was­ser­trans­ports im geo­lo­gi­schen Un­ter­grund un­ter­schied­li­cher Re­gio­nen unter Ver­wen­dung nu­me­ri­scher Si­mu­la­tio­nen (Wa­ter­Sim)

  • Friedrich-​Schiller-Universität Jena ( In­sti­tut für Geo­wis­sen­schaf­ten)


Vor­her­sa­ge der Ab­bau­bar­keit von Was­ser­schad­stof­fen in tech­ni­schen Ver­fah­ren durch künst­li­che In­tel­li­genz (Au­to­QSPR)

  • CE­TO­NI GmbH Au­to­ma­ti­sie­rung und Mi­cro­sys­te­me


Vorort-​Bestimmung von Mi­kro­schad­stof­fen in Ab­was­ser­pro­ben mit plas­mo­ni­sches Multiplex-​Assays und kom­bi­nier­ter Fin­ger­prin­t­ana­ly­se (MIKA)

  • de­sign:lab wei­mar GmbH
  • Friedrich-​Schiller-Universität Jena (Vi­sua­li­sie­rung und Ex­plo­ra­ti­ve Da­ten­ana­ly­se)
  • Leibniz-​Institut für Pho­to­ni­sche Tech­no­lo­gien e.V.
  • Stein­beis Qua­li­täts­si­che­rung und Bild­ver­ar­bei­tung GmbH


Was­ser als Kul­tur (trans-​)for­mie­ren­de Kraft

  • Friedrich-​Schiller-Universität Jena (Pro­fes­sur für Ame­ri­ka­nis­tik)


Was­ser­ver­tei­lungs­kon­flik­te in Deutsch­land: so­zio­lo­gi­sche Fall­ana­ly­sen (WaVe)

  • Friedrich-​Schiller-Universität Jena (In­sti­tut für So­zio­lo­gie - All­ge­mei­ne und Theo­re­ti­sche So­zio­lo­gie)

 

ThWIC: Was­ser­wie­der­ver­wen­dung in der Land­wirt­schaft (Farm­Wa­ter)

Bauhaus-​Universität Wei­mar - Fa­kul­tät Bau­in­ge­nieur­we­sen - Bauhaus-​Institut für zu­kunfts­wei­sen­de In­fra­struk­tur­sys­te­me - Pro­fes­sur Tech­no­lo­gien ur­ba­ner Stoff­strom­nut­zung

PU­RI­ON GmbH

Thü­rin­ger Bau­ern­ver­band e.V.

WTA UN­I­SOL GmbH

Die Ar­beit in der Kon­zep­ti­ons­pha­se fo­kus­sier­ten drei Haupt­be­rei­che: Ent­wick­lung der Clus­ter­stra­te­gie inkl. Governance-​Strukturen (I), Ak­qui­se von Pro­jekt­part­nern und Ent­wick­lung von Teil­vor­ha­ben (II) und die Ent­wick­lung in­no­va­ti­ons­un­ter­stüt­zen­der Maß­nah­men (III). Im Zen­trum der Kon­zep­ti­ons­pha­se stan­den neben der Stra­te­gie­ent­wick­lung die Zu­sam­men­stel­lung des Kon­sor­ti­ums und die Er­ar­bei­tung von Pro­jek­ten bzw. stra­te­gi­schen Maß­nah­men zur Um­set­zung der ThWIC-​Vision. Die Spre­cher des Clus­ters und das an der Friedrich-​Schiller-Universität an­ge­sie­del­te Kon­zept­team konn­ten in die­sem Ar­beits­ab­schnitt ins­be­son­de­re auf die Un­ter­stüt­zung des Fraun­ho­fer IKTS, der EAH Jena sowie des Thü­rin­ger Clus­ter­ma­nage­ments zu­rück­grei­fen. Im Rah­men meh­re­rer Projekt-​ und Stra­te­gie­work­shoprei­hen er­ar­bei­te­ten Part­ner aus Wis­sen­schaft, Wirt­schaft sowie öf­fent­li­chem Sek­tor ge­mein­sam Vor­ha­ben­skiz­zen und Ideen zur stra­te­gi­schen Po­si­tio­nie­rung und Ent­wick­lung des Clus­ters, die ent­spre­chend ihres In­no­va­ti­ons­po­ten­zi­als ver­tieft wur­den. Ins­be­son­de­re wur­den dabei auch Maß­nah­men zur För­de­rung von Sprun­g­in­no­va­tio­nen sowie Struk­tu­ren einer ef­fi­zi­en­ten Clus­ter­ent­wick­lung kon­zi­piert.

Auf einen Blick
  • Pro­jekt­lauf­zeit: 01.10.2021 bis 31.03.2022
  • Zu­wen­dung: 214.825,32 Euro (inkl. Pro­jekt­pau­scha­le)
  • Zu­wen­dungs­emp­fän­ger: Friedrich-​Schiller-Universität Jena
  • Wei­te­re Part­ner, die die Ar­bei­ten der Kon­zep­ti­ons­pha­se un­ter­stüt­zen: Fraun­ho­fer In­sti­tut für Ke­ra­mi­sche Tech­no­lo­gien und Sys­te­me (IKTS), Ernst-​Abbe-Hochschule Jena, Fraun­ho­fer In­sti­tut für An­ge­wand­te Optik und Fein­me­cha­nik (IOF), Leibniz-​Institut für Pho­to­ni­sche Tech­no­lo­gien (IPHT), SFB 294 “Struk­tur­wan­del des Ei­gen­tums”, Thü­rin­ger Clus­ter­ma­nage­ment, Mi­cha­el Sti­fel Zen­trum für Da­ten­ge­trie­be­ne und Si­mu­la­ti­ons­ge­stütz­te Wis­sen­schaft Jena