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Nach den Plänen der Bundesregierung soll Deutschland bis 2050 seine Energie überwiegend aus erneuerbaren Quellen wie Solarenergie, Windkraft, Wasserkraft, Geothermie oder nachwachsenden Rohstoffen beziehen. Neun Forschungseinrichtungen, darunter die Ruhr-Universität Bochum (RUB) und die Universität Kassel, haben nun gemeinsam mit verschiedenen Unternehmen untersucht, inwieweit das weltweit verfügbare Wasser die Verbreitung erneuerbarer Energien beeinflusst. Im Rahmen des dreijährigen Verbundprojekts „Wasserressourcen als wichtiger Faktor der Energiewende auf lokaler und globaler Ebene – CHANGE“ untersuchten sie beispielsweise den „Wasserfußabdruck“ verschiedener Energiesysteme und entwickelten Werkzeuge für das Wassermanagement . Das Ende 2020 ausgelaufene Projekt wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.
Wasser hat bei der Stromerzeugung eine große Bedeutung – und das keineswegs nur in Wasserkraftwerken. Wasser wird beispielsweise in thermischen Kraftwerken zur Kühlung verwendet. Auch Flüsse sind für die Nutzung von Wasserkraft reguliert, was sich wiederum auf die lokalen Wasser- und Umweltsysteme am Standort des Kraftwerks auswirkt. Je nach Energiesystem ist der Wasserverbrauch mehr oder weniger groß. Aber es gibt andere, indirekte Auswirkungen auf die Wasserressourcen, über die weniger gesprochen wird. Zum Beispiel in Regionen, in denen Kohle oder Kupfer abgebaut wird.
Im Projekt WANDEL untersuchten die Forscher vier verschiedene Energieszenarien und deren Auswirkungen auf die Wasserressourcen: ein Kohlekraftwerk mit Wasserkühlung an der Weser, eine Kette von sechs Laufwasserkraftwerken an der Donau, eine Solarthermie Kraftwerk in Marokko und die Nutzung von Zuckerrohr-Bagasse zur Stromerzeugung in Brasilien.
Die Projektergebnisse würden zeigen, dass „Strategien zur Transformation des Energiesystems im Kontext der Energiewende nicht nur die Reduzierung von Treibhausgasemissionen, sondern auch den Wasserverbrauch berücksichtigen sollten“, erklären die Wissenschaftler. Szenarien, die auf ein kohlenstoffarmes Energiesystem abzielen, würden beispielsweise nicht automatisch zu einem weltweit geringeren Wasserverbrauch führen. Ganz im Gegenteil. Der weltweite Gesamtwasserverbrauch für thermische Kraftwerke zur Stromerzeugung würde sogar noch weiter steigen. Der Verbrauch lässt sich nur reduzieren, wenn die Effizienz von Kraftwerk und Kühltechnik steigt. Die Folge ist, dass die thermische Stromerzeugung immer anfälliger für die durch den Klimawandel zu erwartende zunehmende Wasserknappheit wird.
Die vom Team durchgeführte Analyse des Wasserfußabdrucks umfasste sowohl den lokalen als auch den entfernten Wasserbedarf entlang der gesamten Energieversorgungskette. Sie verglichen den Verbrauch pro erzeugter Energieeinheit für verschiedene Energiesysteme, wobei das Ergebnis zeigte, dass beispielsweise der Verbrauch an nachwachsenden Rohstoffen sehr hoch war. Andererseits wäre der Wasser-Fußabdruck dieser Art der Energieerzeugung viel kleiner, wenn man Systeme integrieren würde, die Abfallstoffe wie Zuckerrohr-Bagasse verwenden.
„Risiko- und Nachhaltigkeitsanalysen zeigen, dass die Energieversorgung unter den Bedingungen des Klimawandels mit immer häufiger auftretender Wasserknappheit und Dürre anfälliger wird“, betonen die Forscher. Gerade in Regionen mit Wasserknappheit, wie Wüsten- und Steppenregionen, ist die Wasserknappheit bereits ein Problem für Wirtschaftswachstum und landwirtschaftliche Produktion. In diesen Gebieten gefährdet die unzureichende Wasserversorgung sowohl die menschliche Gesundheit als auch die Ökosysteme und damit auch die nachhaltige Energieerzeugung. Da sich die Nutzung der Wasserkraft auf die Süßwasser-Megafauna auswirkt, sollte laut den Wissenschaftlern „auch die Biodiversität in die Bewertung von Strategien für den Übergang zu kohlenstoffarmen Energien einbezogen werden“.
Um all diese Probleme anzugehen, entwickelten die Projektpartner verschiedene Werkzeuge für das Wassermanagement und einen Simulator, mit dem das Kraftwerkspersonal geschult werden kann. Damit könnten Dämme und Staudämme optimal betrieben werden, was auch die Effizienz und Sicherheit von Wasserstraßen und „damm regulierten Flüssen“ erhöht. Das sogenannte „Environmental Sustainability Assessment“ verbessert die Umweltverträglichkeitsprüfung und kann die Nachhaltigkeit von menschengemachten Prozessen mit vorgelagerten Lieferketten bewerten. „Ein Indikatorenset zur Ermittlung der Vulnerabilität von Energiesystemen und Wasserressourcen unterstützt Entscheidungsträger bei der Bewertung der Nachhaltigkeit von Maßnahmen im Kontext der Energie- und Wassersicherheit“, schreiben die Projektpartner.
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Petra Wiesmayer ist seit über 25 Jahren Journalistin und Autorin. Bis heute hat sie Hunderte von Interviews mit Prominenten aus Unterhaltung, Sport und Politik geführt und unzählige Artikel zu Unterhaltung und Motorsport für internationale Medien recherchiert und geschrieben. Als großer Science-Fiction-Fan ist sie fasziniert von Technologien, die die Zukunft der Menschheit mitbestimmen könnten, und liest und schreibt gerne darüber.
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