11.09.2017Universität Kassel (idw online)

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.

Mit dem Förderschwerpunkt "Nachhaltiges Wassermanagement" (NaWaM) fördert das BMBF die Entwicklung innovativer Technologien, Verfahren und Systemlösungen für eine nachhaltige Bewirtschaftung der Ressource Wasser. NaWaM bündelt die Aktivitäten des BMBF im Bereich der Wasserforschung innerhalb des BMBF-Rahmenprogramms "Forschung für nachhaltige Entwicklungen" FONA. Der Förderschwerpunkt gliedert sich in fünf Themenfelder „Wasser und Energie”, „Wasser und Gesundheit”, „Wasser und Ernährung”, „Wasser und Umwelt” und „Wasser in urbanen Räumen”. Die Forschungsfragen innerhalb der Themenfelder werden in Form themenspezifischer BMBF-Förderrichtlinien bearbeitet und bekannt gegeben. Ziel ist es, Schlüsseltechnologien fachübergreifend und in Zusammenarbeit mit der Industrie zu entwickeln, an sich ändernde Randbedingungen anzupassen und international zu verbreiten. Das BMBF strebt ausdrücklich eine führende Beteiligung von Industrieunternehmen – insbesondere Kleinen und Mittelständischen Unternehmen – in Verbundprojekten an. Hierdurch soll die internationale Spitzenposition Deutschlands im Leitmarkt der „Wassertechnologie” ausgebaut  werden.
Kleiner Bach in einem Wald© BMBF
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.