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Beschleunigt Wasserknappheit die Energiewende?

Wasser ist für die Nutzung fossiler und erneuerbarer Energieträger ein bedeutsamer Faktor. Ob und wie das global zur Verfügung stehende Wasser die Nutzung erneuerbarer Energien begünstigt und fossile Energieträger ausbremst, untersucht nun ein Verbund aus neun deutschen Forschungseinrichtungen und kleinen und mittleren Unternehmen (KMU). Das Projekt WANDEL wird hierzu unter Koordination des Center for Environmental Systems Research (CESR) der Universität Kassel in den nächsten drei Jahren eine fundierte Wissensgrundlage und praxisorientierte Lösungsansätze erarbeiten. Es wird vom Bundesforschungsministerium (BMBF) mit rund 2,5 Mio. Euro gefördert.

Die Verfügbarkeit von Wasser und Energie sind für eine nachhaltige Entwicklung global von zentraler Bedeutung. Energie braucht Wasser (zur Energiebereitstellung) und Wasser braucht Energie (zur Wassergewinnung und -aufbereitung). Oft benötigt die Bereitstellung von Energie aus erneuerbaren Quellen weniger Wasser als die Bereitstellung von Energie aus fossilen Rohstoffen. Wasserknappheit könnte somit den Wechsel zu erneuerbaren Energien und die Energiewende beschleunigen. Jedoch können bei bestimmten erneuerbaren Energiesystemen, wie z.B. bei solarthermischen Kraftwerken in wasserarmen Regionen, Konflikte mit anderen Wassernutzungssektoren auftreten und den weiteren Ausbau hemmen. Im Mittelpunkt des Verbundprojektes WANDEL steht daher die wissenschaftliche Fragestellung, ob eine Einschränkung der Wasserverfügbarkeit den Einsatz konventioneller Energiesysteme begrenzt oder sogar begünstigt. Es wird untersucht, inwiefern die verfügbaren erneuerbaren Wasserressourcen die Energiewende beschleunigen oder die Umsetzung einer weltweiten Energiewende negativ beeinflussen. Maßgebend für diese Untersuchungen wird der Wasserfußabdruck sein. Dieser gibt an, wieviel Wasser aus welcher Region der Welt ein Konsument oder Produzent direkt und indirekt über die Herstellung eines Produktes konsumiert. Dies gilt auch für den Wasserbedarf zur Energiebereitstellung und -nutzung. Daher werden mit dem Forschungsvorhaben erstmalig die Auswirkungen der Energieerzeugung nicht nur lokal und regional im jeweiligen Wassereinzugsgebiet, sondern auch die Fernauswirkungen auf andere Regionen weltweit unter Berücksichtigung der Wasserverfügbarkeit betrachtet. Die Analyse umfasst die Ermittlung von Brennpunkten hoher Wassernutzung unter aktuellen und zukünftigen Bedingungen (2030 und Ausblick 2050) sowohl entlang der globalen Produktions- und Versorgungsketten verschiedener Energiesysteme als auch zwischen Wasserbedarf zur Energieerzeugung und Wasserverfügbarkeit in räumlicher Auflösung.WANDEL wird Lösungsansätze entwickeln. Mit diesem Ziel vor Augen wird die Verbundforschung regulatorische und technische Lösungen zur Reduzierung der Auswirkungen von Energiesystemen auf Wasserressourcen aufzeigen. Lösungen werden Fallstudien-spezifisch ausgearbeitet und vermittelt. Neben einem Konsortium aus Wissenschaft und Praxis sind regionale und internationale Praxispartner (Entscheidungsträger) aktiv in das Vorhaben eingebunden. Damit wird eine solide Grundlage geschaffen, um theoretisch fundiert und zugleich praxisnah Konflikte zu analysieren und vor allem Lösungsmöglichkeiten zu bieten.WANDEL zeigt Praxisnähe. Die detaillierten Analysen werden in vier Fallstudien unter Einbeziehung regionaler Akteure durchgeführt. Zwei Fallstudiengebiete liegen innerhalb Deutschlands und zwei außerhalb Europas: Die Ober- und Mittelweser sowie die Obere Donau (Deutschland), das Einzugsgebiet des Rio dos Patos (Brasilien) sowie das Drâa-Valley (Marokko). Die Auswahl der Einzugsgebiete erfolgte unter dem Aspekt, dass sowohl die wasserrelevanten Energiesysteme (Kohle, Wasserkraft, Biomasse, Solarthermie) als auch eine Bandbreite an klimatischen und ökonomischen Bedingungen abgedeckt werden. Diese Strategie ermöglicht auch eine adäquate Übertragung der Resultate auf andere Einzugsgebiete mit ähnlichem Charakter.Das Verbundprojekt WANDEL wird im Rahmen der Fördermaßnahme „GRoW – Globale Ressource Wasser" im Programm „Forschung für Nachhaltige Entwicklung (FONA)" vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit rund 2,5 Mio. Euro gefördert. Davon gehen rund 780.000 Euro an die Uni Kassel.

Kontakt:

Dr.-Ing. Martina Flörke
Universität Kassel
Center for Environmental Systems Research (CESR)
Tel. +49 561 804-6120
E-Mail: floerke@usf.uni-kassel.de

Verbundpartner:

  • Universität Kassel, Center for Environmental Systems Research
  • Universität Kassel, Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft
  • Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei
  • Universität Osnabrück, Institut für Umweltsystemforschung
  • United Nations University, Institute for Environment and Human Security
  • Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbH
  • KIMA Automatisierung GmbH
  • Gesellschaft für Wasserwirtschaft, Gewässerökologie und Umweltplanung mbh
  • mundialis GmbH & Co. KG

Forschungsprojekt schafft neue Grundlagen zur Bewertung der Bioökonomie

24/17 – 22. März 2017

In einem bundesweiten Projekt untersuchen Forscherinnen und Forscher, wie stark die Umwelt durch die sogenannte Bioökonomie belastet wird. Ziel ist eine Gesamtbilanz der ökologischen und sozio-ökonomischen Auswirkungen der Bioökonomie für die gesamte Bundesrepublik. Unter Bioökonomik versteht man den Teil der Wirtschaft, der biogene Produkte erzeugt, verarbeitet, konsumiert und verwertet: angefangen von der Landwirtschaft, Forstwirtschaft und Fischerei über die Verarbeitung von Nahrungsmitteln, nachwachsenden Rohstoffen, die Nutzung biotechnologischer Verfahren oder das Möbelhandwerk bis zum Abfallmanagement und der Gewinnung von Bioenergie. Im Projekt SYMOBIO (Systemisches Monitoring und Modellierung der Bioökonomie) geht es um die einheimische und die weltweite Produktion für den deutschen Markt. Mehrere Forscherteams untersuchen die Folgen für die Umwelt von Produkten aus Biomasse – darunter fallen etwa Biodiesel oder auch Nahrungsmittel wie Margarine. Dabei erfassen die Forscherinnen und Forscher alle Phasen von der Landgewinnung für Ackerflächen über die Produktion, die Verarbeitung und den Einsatz der Produkte bis hin zur Abfallentsorgung. Es geht weniger um die Bewertung einzelner Produkte als vielmehr um die Erfassung der gesamten Ressourcennutzung, Umwelt- und Klimabelastung durch die biobasierten Wirtschaftsbereiche und die gesamte Wirtschaft. Geleitet wird das Forschungskonsortium, bestehend aus acht Forschungseinrichtungen und Unternehmen, von Prof. Dr. Stefan Bringezu, Professor für Nachhaltiges Ressourcenmanagement und Direktor am Center for Environmental Systems Research (CESR) der Universität Kassel. Bringezu: „Eine bloße Energiewende, also die Reduktion von Treibhausgasen, reicht nicht, um nachhaltig zu wirtschaften und die Umwelt zu schonen. Wir benötigen zugleich eine Ressourcenwende – und das heißt, dass wir ökologischer wirtschaften müssen und insgesamt weniger Ressourcen verbrauchen dürfen. Dazu benötigen wir bessere Informationen über die Auswirkungen unseres Wirtschaftens und das Einhalten normativer Grenzen.“ Beispielsweise soll SYMOBIO klären, inwieweit der steigende Einsatz agrarischer Rohstoffe und die damit verbundene wachsende Flächenumwandlung in tropischen Regionen mit den Zielen der UN-Konvention zum Schutz der Biodiversität in Einklang stehen. Auch fragen die Forscher, wie viel Prozent des weltweiten Ackerlands die Deutschen für ihren Konsum nutzen und welchen Einfluss sie damit auf die Umwelt weltweit nehmen.

Das Projekt untersucht ebenfalls, wie zum Beispiel der Wasserverbrauch beim Anbau von Importen nach Deutschland zu bewerten ist, je nachdem wieviel Wasser in den Herkunftsregionen verfügbar ist. Die steigende Nachfrage nach Holz wird mit dem Wachstum der Wälder im In- und Ausland verglichen, das nachhaltig geerntet werden kann. So entstehen unterschiedliche Modelle, die künftig in Politik und Wirtschaft für ein systematisches Monitoring genutzt werden könnten. „Wir wollen den Überblick über die Bioökonomie zurückgewinnen, indem wir das ganze System betrachten und nicht nur einzelne Produkte“, so Bringezu. Am Beispiel des Biodiesels erklärt Bringezu: „Biokraftstoffe werden aufgrund ihrer Produktökobilanz gefördert. Diese Bilanz greift aber häufig zu kurz.“ So müsste auch die Neueinrichtung von Anbauflächen in die Bewertung einbezogen werden. „In Indonesien beispielsweise werden auch Torfböden für den Anbau von Ölpalmen für Biodiesel nutzbar gemacht. Durch die Trockenlegung kommen die bisher im Nassen gelagerten Pflanzenreste in Kontakt mit dem Luftsauerstoff und oxidieren zu CO2.“ Am Ende werde so für den Diesel aus Palmöl bis zu 20 mal so viel an Treibhausgasemissionen freigesetzt im Vergleich zum konventionellen Diesel. Die bestehenden Zertifzierungsverfahren für ausgewählte Produkte wie reguläre Importe von Biodiesel würden zwar eine direkte Nutzung von torfbasierten Primärwäldern ausschließen. Sie könnten die indirekte Nutzung aber nicht verhindern, so lange die Gesamtnachfrage nach Palmölprodukten wächst. „Nicht alles, was Bio ist, ist also automatisch auch gut für die Umwelt. Oftmals erleben wir eine Verschlimmbesserung“, mahnt Bringezu. Gefördert wird das Projekt SYMOBIO vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit insgesamt 3 Millionen Euro. An die Universität Kassel gehen davon 1,13 Millionen Euro. Das Projekt läuft noch bis Februar 2020.

Kontakt:

Prof. Dr. Stefan Bringezu
Universität Kassel
Center for Environmental Systems Research (CESR)
Tel. +49 (0) 561 804 6115
E-Mail: bringezu@cesr.de

Projektpartner:

  • Universität Kassel, Center for Environmental Systems Research (CESR),
  • Universität Kassel FB 11 Ökologische Agrarwissenschaften www.uni-kassel.de/fb11/
  • Helmholtz Zentrum für Umweltforschung GmbH (UFZ), www.ufz.de
  • Deutsches Biomasseforschungszentrum (DBFZ), www.dbfz.de
  • Gesellschaft für wirtschaftliche Strukturforschung mbH (GWS), www.gws-os.com Öko- Institut e.V., www.oeko.de
  • INFRO Informationssysteme für Rohstoffe, www.infro.eu
  • MEO Carbon Solutions GmbH, www.meo-carbon.com
  • IFEU – Institut für Energie und Umwelt, www.ifeu.de

The most comprehensive assessment of the world’s 286 transboundary river basins identifies hotspots at risk from a variety of issues, with risks in some regions projected to increase

Press Release

The world’s 286 transboundary river basins span 151 countries, including more than 40% of the Earth’s population and land area. They support the socioeconomic development and wellbeing of humanity and are home to a high proportion of the world’s biodiversity. Transboundary river basins cross international borders and are shared by two or more countries, which often makes managing them more challenging.

The Transboundary Waters Assessment Programme (TWAP) was initiated by the Global Environment Facility (GEF) to create a baseline assessment of all the transboundary water resources on Earth. The programme, coordinated by UNEP, consists of five transboundary water systems components, which are:
(i) Groundwater,
(ii) Lake Basins,
(iii) River Basins,
(iv) Large Marine Ecosystems (LMEs), and
(v) Open Ocean.

The UNEP-DHI Partnership, in collaboration with 8 internationally recognized organizations and research institutes, leads the transboundary river basins assessment*. The assessment is the first of its kind in scope and ambition.

A selection of key findings and recommendations include:

  1. The threat to freshwater biodiversity is global. Extinction risks are moderate to very high in 70% of the area of transboundary river basins. However, local-level, tailored solutions are needed to address risks of species extinction.
  2. The construction of dams and water diversions is in progress or planned in many transboundary river basins, often without adequate international water cooperation instruments. While many transboundary agreements exist, more effort is needed to update them to reflect modern principles of transboundary water management. This includes the obligation to not cause significant harm to the river and the areas surrounding it, and the commitment to principles of cooperation and information exchange.
  3. Risks are projected to increase in the next 15-30 years, particularly in four hotspot regions: the Middle East, Central Asia, the Ganges-Brahmaputra-Meghna basin, and the Orange and Limpopo basins in Southern Africa. Action should be taken now to reduce future impacts and subsequent costs.

To set the 2010 baseline, we have used 15 core indicators in the assessment, covering water quantity, water quality, ecosystems, governance and socioeconomics. Five of these indicators are projected to 2030 and 2050. The assessment also covers risks in 26 deltas.

The assessment serves a number of purposes. This includes identification of river basins at risk from a variety of issues, encouraging knowledge exchange and increasing awareness of the importance of the transboundary waters and their current state.

The final report, interactive results portal and other associated products are to be launched at the GEF International Waters Conference (IWC-8) May 9-13, Sri Lanka, at the second session of the United Nations Environmental Assembly (UNEA-2), May 23-27, Kenya, and at other events during 2016 (TBC). This marks the culmination of a six-year process to produce a baseline assessment of the river basins. We hope that the assessment will be periodically repeated to track the impacts of interventions over time.

More information on transboundary river basins can be found at http://twap-rivers.org/. The website also includes links to the following resources:

  1. Final Technical Report
  2. Summary for Policy Makers
  3. Interactive Results Portal with global maps of assessment results and indicator metadata sheets

All assessment results, analyses and supplementary datasets can be freely downloaded.

* Partners:

  • Center for Environmental Systems Research (CESR), University of Kassel, Germany;
  • Center for International Earth Science Information Network (CIESIN), Columbia University, USA;
  • City University of New York (CUNY), Environmental CrossRoads Initiative, USA;
  • Delta Alliance (primarily Alterra Wageningen and Deltares)
  • International Union for the Conservation of Nature (IUCN);
  • International Geosphere-Biosphere Program (IGBP);
  • Oregon State University (OSU), USA;
  • Stockholm International Water Institute (SIWI), Sweden; and
  • UNEP-DHI Partnership: Centre on Water and Environment.

Supporting partners:

  • Australian Rivers Institute, Griffith University, Australia.
  • Centro de Estudios Avanzados en Zonas Aridas
  • University of Washington, USA
  • Wageningen UR

Each partner contributed their expertise, datasets, models and assessment tools to undertake this extensive global assessment.