Energiewirtschaft - Auswirkungen des Klimawandels

Version vom 15. Mai 2012, 13:33 Uhr

Mit weiter voranschreitendem Klimawandel wird die mittlere Jahrestemperatur ansteigen, die Sommer werden heißer, die Winter milder, verbunden mit einer Zunahme der Zahl und / oder Intensität von Extremwetterereignissen wie Stürmen oder Überschwemmungen. Die diversen Klimamodelle prognostizieren eine Verschiebung der Niederschläge, weniger Niederschlag im Sommer, höhere Niederschläge im Winter und Frühjahr. Beides birgt Risiken für die Stabilität unserer Energieversorgung, und zwar in den Bereichen Erzeugung, sowohl aus fossilen als auch erneuerbaren Quellen, Übertragung und Nachfrage nach Energie.

Bereits die Rohstoffgewinnung kann in Zeiten des Klimawandels problematisch sein, wenn die Produktion von Biomasse, z. b. der Ernteertrag von Mais durch Trockenperioden oder Starkregenereignisse beeinträchtigt wird. Ebenso gefährdet ist der Transport der Rohstoffe zu den Kraftwerken, wenn durch Sturm, Starkregen, Hochwasser der Gütertransport auf Bahn und Schiff behindert oder gar unterbrochen wird. Bei Niedrigwasser mußten Transporte auf den schiffbaren Flüssen schon des öfteren reduziert (weniger Ladung) oder ganz eingestellt werden.

Limitierender Faktor für den Betrieb thermischer Kraftwerke (Kohle / Gas / Kernkraft) ist die Verfügbarkeit von Wasser für Kühlungszwecke. In Trockenperioden im Sommer kann nicht nur die Schiffbarkeit der Flüsse beschränkt sein, sondern auch die benötigte Wassermenge für die Kühlung fehlen. Wärmeres Kühlwasser führt zu Wirkungsgradverlusten im Kraftwerk. Das in die Flüsse abgegebene Kühlwasser darf nicht zu warm sein, denn wärmeres Wasser hat einen geringeren Sauerstoffgehalt, was für Fische und andere Tiere bedrohlich werden kann. Ausnahmeregelungen zugunsten der Stromversorgung gehen zu Lasten der Ökologie. Auch Laufwasserkraftwerke und Stauseen produzieren bei Niedrigwasser weniger Energie. Bei Niedrigwasser in Folge von Trockenperioden sinkt demnach die Versorgungssicherheit mit Energie.

Wenn Windgeschwindigkeiten zunehmen, steigt die Energieausbeute bei Windkraftanlagen. Bei Sturm müssen Windrotoren unter Umständen ganz abgeschaltet werden, um eine Überlastung der Netze zu verhindern. Ob alle Windanlagen so standfest sind, dass sie auch Orkanböen standhalten, wird die Zukunft zeigen.

Ähnliches gilt für Solaranlagen. Große Schneemengen auf Solaranlagen beeinträchtigen die Stromerzeugung oder müssen im Extremfall von Hand entfernt werden, um Schäden an der Anlage zu vermeiden.

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Wenn das Klima insgesamt wärmer wird, wird weniger geheizt. Zugleich kann der Bedarf an Kühlung steigen. Für die Energiewirtschaft sind das wichtige Richtgrößen. Stürme, Hoch- und Niedrigwasser können außerdem Kraftwerke, Strommasten und andere Einrichtungen der Energiewirtschaft beeinträchtigen oder zeitweise den Rohstoffnachschub per Schiff – etwa von Kohle für Kraftwerke – verhindern. Das kann zu Versorgungsengpässen und Preissteigerungen führen.

Kohle-, Erdgas- und Kernkraftwerke benötigen Kühlwasser. Sinkende Wasserstände in Flüssen aufgrund langer Trockenperioden verursachen Probleme: Betreiber müssen dann die Leistung verringern, weil entweder zu wenig Wasser vorhanden ist oder das zurückgeleitete erhitzte Wasser die – in Hitze- und Trockenzeiten sowieso schon stark beanspruchten
– Flussökosysteme zusätzlich belasten würde. Erschwerend kommt hinzu, dass in heißen Zeiten mehr Strom nachgefragt wird, weil Ventilatoren oder Klimaanlagen auf Hochtouren laufen. Dächer und Wände zu dämmen und schattenspendende Bäume zu pflanzen, ist die bessere Alternative. Weil das aber kaum überall möglich sein dürfte, wird der hitzebedingte Strombedarf tendenziell steigen.

Auch für Anlagen zur Erzeugung erneuerbarer Energien kann der Klimawandel grundlegende Folgen haben. In welchem Maße Biomasse verfügbar ist, hängt stark vom Boden und den klimatischen Bedingungen ab. Das gilt es für Bund und Länder beim weiteren Ausbau von nachhaltigen Rohstoffen im Blick zu behalten. Darüber hinaus wirkt sich eine Veränderung der Niederschlagsmengen insbesondere auf die Wasserkraft aus. Angesichts zunehmender Stürme werden außerdem die Anforderungen an die Standfestigkeit von Solar- und Windenergieanlagen steigen.

Zugleich aber erhöht eine dezentrale Erzeugung von Energie und ein nachhaltiger Energiemix mit erneuerbaren Energien die Versorgungssicherheit – vor allem wenn sich die Erzeugungsstrukturen gegenseitig ergänzen. Die Energiemeteorologie erforscht die Verzahnung von Wind- und Sonnennutzung bei sich verändernden klimatischen Bedingungen.

In der Arbeitsgruppe „Krisenvorsorge in der Stromwirtschaft“, die im Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie angesiedelt ist, diskutieren Bund, Länder und Energiewirtschaft verschiedene Notfallszenarien. Die notwendigen Anpassungen muss die Industrie leisten. Bund und Länder können Kenntnisse einbringen und ordnungspolitische Akzente setzen. [1]

Energieversorger bereiten sich auf extreme Wetterereignisse vor [1]

• durch einen im europäischen Vergleich hohen Anteil unterirdischer Kabelstrecken als Schutz gegen Stürme
• durch Notwasseranschlüsse für Kraftwerke, falls wegen Trockenheit die Flusswasserkühlung nicht mehr möglich ist
• durch Bildung von Krisenstäben, um bei extremen Wetterereignissen schnell auf Ausfälle reagieren zu können

Beispiele für mögliche Wirkungen des Klimawandels

• Weniger Eis- und Frosttage erleichtern die Nutzung der Verkehrsinfrastruktur für Rohstofftransporte
• Beeinträchtigung der Kraftwerkskühlung durch fehlendes Wasser (Niedrigwasser) oder zu warmes Wasser (zu hohe Flusstemperaturen)
• Betriebseinschränkungen von Wasserkraftwerken durch Hoch- oder Niedrigwasser
• verringerter Wirkungsgrad von thermischen Kraftwerken durch höhere Umgebungstemperatur
• Versorgungsengpässe bei Rohstoffen durch Verkehrsbeeinträchtigungen
• veränderte Nachfragemuster nach Elektrizität (Kühlung), in heißen Sommern steigt der Bedarf an Klimatisierung
• Zunehmende Sturmschäden an Windkraftanlagen
• Großflächiger Maisanbau in Monokultur: Die Erzeugung von Energie aus Biomasse ist flächenintensiv, die Ernteerträge hängen von Klima und Boden ab (Trockenperioden / Starkregenereignisse)
• Der Ausbau erneuerbarer Energien verstärkt die bestehende Konkurrenz um Anbauflächen. Ein Indiz dafür ist der zunehmende Umbruch von Grünland
• Offshore-Windparks erfordern den Bau neuer Leitungstrassen für den Transport des Stromes vom Norden zu den Verbrauchszentren im Süden
• Die Kohlenstoffverpressung (Carbon Capture and Storage) wird voraussichtlich (Raum-)Konflikte hervorrufen

Beispiele für mögliche Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel

• Alternative Kühlsysteme für thermische Kraftwerke
• regelmäßiges Monitoring, ob Kraftwerke und Infrastruktur auf die erwarteten Klimawirkungen vorbereitet sind
• Verknüpfung von Anpassungs- mit Emissionsminderungsmaßnahmen, wo wirtschaftlich sinnvoll und technisch möglich
• dezentrale und verbrauchsnahe Energieerzeugung senkt die Anfälligkeit von Energieversorgungsstrukturen

Referenzen

[1]   Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU, Hrsg.): Dem Klimawandel begegnen / Die deutsche Anpassungsstrategie, 2009, Berlin

[2]   Deutsche Anpassungsstrategie an den Klimawandel / Hintergrundpapier, o.O. u.J.

[3]   Deutscher Städtetag (Hrsg., 2011): Klimagerechte und energieeffiziente Stadtentwicklung, Positionspapier der Fachkommission Stadtentwicklungsplanung

[4]   Franck, Enke und Peithmann, Ortwin (2010): Regionalplanung und Klimaanpassung in Niedersachsen, E-Paper Nr. 9 der Akademie für Raumforschung und Landesplanung, Hannover