Wassermanagement 22.03.2021, 16:20 Uhr

Weltwassertag: Forscher zeigen alarmierende Auswirkungen der Wasserknappheit auf

Ohne Wasser kein Leben: Forschende rund um die Ruhr-Universität Bochum zeigen in einem Projekt eindrücklich auf, was Wasserknappheit für die Energiewende bedeutet. Wie wichtig Wasser ist, unterstreicht der Weltwassertag.

Hahn Waschbecken in Wüste

Der Weltwassertag macht auf Wasserknappheit aufmerksam.

Foto: panthermedia.net/ forsaken-art

Wasser ist unsere wichtigste Ressource. Doch das Wasseraufkommen ist begrenzt; die Nachfrage steigt stetig. Die Bundesregierung fördert die Wasserforschung mit 350 Millionen Euro. Eines dieser Forschungsprojekte ist pünktlich zum Weltwassertag zum Abschluss gekommen. Die Analysen, die unter anderem an der Ruhr-Universität Bochum durchgeführt wurden, führen nachdrücklich die Konsequenzen von Wasserknappheit auf.

Jedes Energiesystem bedarf eines individuellen Wasserbrauchs. Direkter Wasserverbrauch, etwa zur Kühlung von thermischen Kraftwerken, beeinflusst die lokalen Wasser- und Umweltsysteme. Indirekte Auswirkungen auf die Wasserressourcen, zum Beispiel durch den Abbau von Kohle, sind weniger erforscht. Zum Weltwassertag 2021 veröffentlicht ein Forschungsprojekt Analysen, die sich genau mit diesen vernachlässigten Aspekten befassen. Ob und wie das global zur Verfügung stehende Wasser die Nutzung erneuerbarer Energien begünstigt und fossile Energieträger ausbremst, haben die Projektteilnehmer von „WANDEL“ untersucht.


Was ist der Weltwassertag?

    Der Weltwassertag fällt 2021 auf den 22. März. Zu diesem Tag haben die Vereinten Nationen (VN) 1993 aufgerufen. Jedes Jahr erinnert der Weltwassertag an die Besonderheiten der essenziellsten Ressource unseres Lebens. Dieses Jahr steht der Tag unter dem Motto „Valuing Water“: „Wert des Wassers“. Das Thema soll dazu aufrufen, sich Gedanken über die lebenswichtige Bedeutung von Wasser und seinen Wert zu machen.

Neun Forschungseinrichtungen sowie kleine und mittlere Unternehmen kommen im Rahmen des Verbundprojekts „Wasserressourcen als bedeutsamer Faktor der Energiewende auf lokaler und globaler Ebene – WANDEL“ zusammen. Die Forschenden berechnen unter anderem den Wasserfußabdruck für verschiedene Energiesysteme und entwickeln Werkzeuge für das Wassermanagement. Im Fokus der Forschung stranden indirekte Auswirkungen auf den Wasserbestand der Welt. Dazu gehört der Abbau von Kupfer und Kohle. Sowohl globale Energieszenarien und deren Auswirkungen auf Wasserressourcen als auch vier bereits bestehende Kraftwerksstandorte in drei Ländern mit unterschiedlichen Energiesystemen wurden analysiert. Diese weltweiten Standorte wurden beleuchtet:

  • Kohlekraftwerk mit Wasserkühlung an der Weser
  • Kette aus sechs Laufwasserkraftwerken an der Donau
  • solarthermisches Kraftwerk in Marokko
  • Nutzung von Zuckerrohr-Bagasse zur Stromerzeugung in Brasilien

Weltwassertag: Energiesystem bedarf einer Transformation

Die Ergebnisse des Projekts zeigen deutlich, dass Strategien zur Transformation des Energiesystems den Wasserverbrauch viel stärker in den Blick nehmen müssten. Neben dem Fokus der Reduktion von Treibhausgasemissionen spielt Wasser als Element eine entscheidende Rolle.

Fakt ist auch: Auf globaler Ebene führen Strategien mit Zielen für ein kohlenstoffarmes Energiesystem nicht generell zu einer verringerten Wassernutzung. Die Forschenden machen darauf aufmerksam, dass im Vergleich zu den aktuellen Bedingungen die Gesamtmenge des weltweit entnommenen und verbrauchten Wassers für thermische Kraftwerke zur Stromproduktion tendenziell weiterhin ansteigen wird. Der Wasserverbrauch könne nur sinken, wenn die Effizienz der Kraftwerks- und Kühltechnik steigt. Das bedeutet auch, dass die thermische Stromproduktion anfällig für Wasserknappheit wird – als Folge des Klimawandels.

Wasserfußabdruck-Analyse: So ging das Projektteam vor

Zu diesen Schlüssen gelangt das Projektteam durch eine Wasserfußabdruck-Analyse entlang der gesamten Energieversorgungskette. Berücksichtigt wurde der lokale und entfernte Wasserbedarf. Danach konnten die Forscher den Wasserverbrauch pro erzeugter Energieeinheit für verschiedene Energiesysteme vergleichen.

Eine Erkenntnis der Analyse lautet, dass die Energieerzeugung auf Basis nachwachsender Rohstoffe einen sehr hohen Wasserfußabdruck aufweist. In Brasilien stellten die Analysten fest, dass ein integriertes System mit Nutzung von Abfallstoffen den Wasserfußabdruck erheblich reduzieren kann. Erreicht wurde dies in diesem Fall durch eine Zuckerrohr-Bagasse.

Papier wird mit Zuckerrohranteil, genauer gesagt einem Teil aus Zuckerrohr-Bagasse, produziert. Die Bagasse besteht dabei aus den faserigen Resten aus der Zuckerfabrikation. Diese entsteht, wenn der Zuckersaft aus dem Zuckerrohr herausgepresst wird. Kommt die Bagasse nicht als Papiergrundstoff zum Einsatz, wird sie auch als wenig energiereicher Brennstoff für die Elektrizität- und Wärmeerzeugung genutzt.

Energieversorgung wird durch Wasserknappheit verwundbar

Dürreperioden und weitere Auswirkungen des Klimawandels zeigen auf, dass die Energieversorgung mit zunehmender Wasserknappheit verwundbarer wird. Vor allem in Ländern mit Wüstenklima stellt Wasser schon heute eine knappe Ressource dar. Landwirtschaftliche Produktionen leiden insbesondere. Die Forschungsgruppe geht noch weiter und spricht von einer „Gefährdung von Menschen und Ökosystemen durch eine Wasserversorgung in einer sich verändernden Umwelt“. Die Forscher beziehen sich konkret auf Auswirkungen auf die Süßwasser-Megafauna. Die weltweiten Bestände der Süßwasser-Megafauna sind bereits um 88 % zurückgegangen.

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Neue Werkzeuge zum Weltwassertag

Als Konsequenz der Untersuchungsergebnisse hat das Team neue Werkzeuge für das Wassermanagement entwickelt. Darunter einen Simulator für die Ausbildung von Kraftwerkspersonal. Dieser ermöglicht eine ideale Steuerung von Talsperren und Stauanlagen. Durch das Tool wird die Effizienz und Sicherheit von Wasserstraßen erhöht. Ein weiteres Werkzeug ist das „Environmental Sustainability Assessment“, das die Umweltverträglichkeitsprüfung erweitert. Ein Indikatoren-Set zur Bestimmung der Anfälligkeit von Energiesystemen unterstützt Entscheider dabei, die Nachhaltigkeit von Maßnahmen und Prozessen zu beurteilen.

Alle generierten Daten werden auf der Plattform Wandel-Share der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt.

Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung über einen Zeitraum von drei Jahren geförderte Projekt wurde gemeinsam von der Ruhr-Universität Bochum (RUB) und der Universität Kassel koordiniert und Ende 2020 abgeschlossen. Im Rahmen der Fördermaßnahme „GRoW – Globale Ressource Wasser“ erhielt das Projekt eine Fördersumme von rund 2,5 Millionen Euro.

Warum gibt es auf der Welt nicht genug Wasser?

Circa 70 % der Erdoberfläche sind von Wasser bedeckt. Weniger als ein Prozent kann von uns Menschen als Süßwasser genutzt werden. Seit 1950 hat sich die Wassernutzung durch das Wachstum der Weltbevölkerung verdreifacht. Wasserressourcen sind aufgrund des demografischen Wandels, Klimawandels und globalen Wirtschaftswachstums immer knapper geworden.

Lesen Sie noch mehr zur Wasserbilanz von Deutschland im Umweltmagazin.

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Ein Beitrag von:

  • Sarah Janczura

    Sarah Janczura

    Sarah Janczura ist Content Manager und verantwortliche Redakteurin für ingenieur.de. Nach einem Volontariat mit dem Schwerpunkt Social Media war sie als Online-Redakteurin in einer Digitalagentur unterwegs. Sie schreibt über Technik, Forschung und Karrierethemen.

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