Durch die Energiewende und die Anforderungen an die Kreislaufwirtschaft konnten in Deutschland bereits beträchtliche Fortschritte hinsichtlich der Nutzung alternativer Energieformen und der Wiederverwendung vermeintlicher Reststoffe als Rohstoffe erreicht werden. Sowohl der Energie- als auch der Abfallsektor werden jedoch vielfach ohne die Integration des Wasser- und Abwassersektors optimiert und ohne mögliche Interdependenzen zwischen den Systemen zu beachten. Da die konventionellen Wasser- und Abwasserinfrastrukturen aufgrund ihrer Kapitalintensität, Organisationsform und den gesellschaftlichen Verhaltensmustern im Sanitärbereich als in hohem Maße strukturfestgelegt gelten, besteht in diesem Bereich eine besondere Herausforderung, auf demographische, klimatische und ökonomische Veränderungen adäquat reagieren zu können.

Bereits realisierte Pilotprojekte auf der „grünen Wiese“, welche die Komponenten Wasser, Energie und Abfall intelligent miteinander kombinieren, zeigen, welches Potential in einer nachhaltigen Gestaltung dieses Ressourcen-Nexus liegt. Durch die getrennte Erfassung und Aufarbeitung der unterschiedlichen Stoffströme kann die Ver- und Entsorgung energie- und ressourceneffizienter erfolgen. Zusätzlich kann durch die Bündelung einzelner Stoffströme aus unterschiedlichen Sektoren, z.B. Schwarzwasser aus Toiletten mit biogenen Küchenabfällen, gemeinsam und ressourceneffizient Energie erzeugt werden. Die Konzentration von Nährstoffen in den einzelnen Stoffströmen ermöglicht darüber hinaus die Rückgewinnung wertvoller Ressourcen, wie z.B. Phosphor.

Im Vergleich zum Energie- und Abfallsektor, hat im Wasser- und Abwasserbereich die Debatte um notwendige Umbaumaßnahmen gerade erst begonnen. Vereinzelt findet ein Paradigmenwechsel bereits statt, jedoch fehlt es an Projekten, die den Nexus außerhalb von Neubaugebieten im Gebäudebestand und vor allem auf Stadtteilebene gestalten. Das Ziel dieser Dissertation ist es deshalb, mögliche Nachhaltigkeitsdefizite des konventionellen Wasser-Energie Versorgungssystems im Bestand aufzuzeigen, die Potentiale bezüglich Energie- und Wasserressourcen in einem alternativen System zu ermitteln und Treiber und Barrieren einer Transformation zu einem alternativen System zu analysieren. Mit Hilfe verschiedener Szenarien werden für eine ausgewählte Siedlung mögliche Zielsysteme und dazugehörende Transformationspfade entwickelt und mit Hilfe des Integrativen Konzepts nachhaltiger Entwicklung bewertet.