Energiewirtschaft - Auswirkungen des Klimawandels
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| − | + | 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 dies in den Bereichen Erzeugung, sowohl aus fossilen als auch erneuerbaren Quellen, Übertragung und Nachfrage nach Energie. | |
| − | + | [[File:Strommast olaf2.jpg|thumb|right|400px]]Bereits die Rohstoffgewinnung kann aufgrund 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 oder Hochwasser der Gütertransport auf Bahn und Schiff behindert oder gar unterbrochen wird. So mussten bei Niedrigwasser Transporte auf den schiffbaren Flüssen bereits 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 eingeschränkt 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 sich für Fische und andere Tiere bedrohlich auswirken 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 sich in Zukunft erweisen. | |
| − | + | 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. Wie sich der Klimawandel auf die Solarstrahlung bzw. die Wolkenbildung auswirken wird, ist noch nicht geklärt. Die Energieausbeute könnte sich verringern. Stürme und Hagel könnten Solaranlagen beschädigen. | |
| − | + | Der Betrieb von Wasserkraftwerken könnte bei Hoch- und Niedrigwasser beeinträchtigt werden. Wenn im Winter Niederschlagswasser nicht in Form von Schnee gespeichert wird, sondern gleich abfließt, könnten im Fühjahr und Sommer geringere Wassermengen für die Kraftwerke zur Verfügung stehen. | |
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| − | + | Die Verteilung der Elektrizität geschieht im Hochspannungsbereich weit überwiegend über Freileitungen, nur im Mittel- und Niederspannungsbereich über Erdkabel. Zukünftig könnten Einwirkungen von außen wie Blitze, Sturm oder Eislasten höhere Anforderungen an das Leitungsnetz stellen - im November 2005 knickten z.B. Strommaste im Münsterland ab. Erdkabel können durch Trockenheit und Hitze geschädigt werden. Infrastruktur wie z. B. Umspannanlagen können bei Hochwasser überflutet, Kabeltrassen freigespült, Mastfundamente unterspült oder im hängigen Gelände durch Erdrutsche oder Murenabgänge beschädigt werden. | |
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| + | Eine weitere Auswirkung des Klimawandels dürften Veränderungen der Verbrauchskurven sein. in milderen Wintern wird weniger Heizenergie benötigt, in heißen Sommern mehr Strom für Ventilatoren und Klimaanlagen. Ein erhöhter Strombedarf im Sommer für Kühlzwecke könnte zusammentreffen mit einem in sommerlichen Trocken- und Hitzeperioden verringerten Elektrizitätsangebot. | ||
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| − | *Beeinträchtigung der Kraftwerkskühlung durch fehlendes Wasser (Niedrigwasser) oder zu warmes Wasser (zu hohe Flusstemperaturen) | + | *Weniger Eis- und Frosttage erleichtern die Nutzung der Verkehrsinfrastruktur für Rohstofftransporte. |
| + | *Beeinträchtigung oder Unterbrechung der Kraftwerkskühlung durch fehlendes Wasser (Niedrigwasser in Trockenperioden) oder zu warmes Wasser (zu hohe Flusstemperaturen in Hitzeperioden) | ||
*Betriebseinschränkungen von Wasserkraftwerken durch Hoch- oder Niedrigwasser | *Betriebseinschränkungen von Wasserkraftwerken durch Hoch- oder Niedrigwasser | ||
| − | * | + | *Verringerter Wirkungsgrad von thermischen Kraftwerken durch höhere Umgebungstemperatur |
| − | *Versorgungsengpässe bei Rohstoffen durch Verkehrsbeeinträchtigungen | + | *Versorgungsengpässe bei Rohstoffen durch Verkehrsbeeinträchtigungen (Schiffstransporte bei Hoch- und Niedrigwasser, Bahntransporte durch Extremwetterereignisse) |
| − | * | + | *Veränderte Nachfragemuster nach Strom: weniger Strom in milden Wintern, mehr in heißen Sommern für Ventilatoren und Klimaanlagen |
| − | * | + | *Zunahme von Schäden an Windkraftanlagen wegen hoher Windgeschwindigkeiten |
| + | *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 Konflikte mit der örtlichen Bevölkerung hervorrufen. | ||
== <span class="mw-headline" id="Beispiele_f.C3.BCr_m.C3.B6gliche_Anpassungsma.C3.9Fnahmen_an_den_Klimawandel_.5B2.5D"><span class="mw-headline" id="Beispiele_f.C3.BCr_m.C3.B6gliche_Anpassungsma.C3.9Fnahmen_an_den_Klimawandel">Beispiele für mögliche Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel</span></span><br/> == | == <span class="mw-headline" id="Beispiele_f.C3.BCr_m.C3.B6gliche_Anpassungsma.C3.9Fnahmen_an_den_Klimawandel_.5B2.5D"><span class="mw-headline" id="Beispiele_f.C3.BCr_m.C3.B6gliche_Anpassungsma.C3.9Fnahmen_an_den_Klimawandel">Beispiele für mögliche Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel</span></span><br/> == | ||
| − | * | + | *Regelmäßiges Monitoring, ob Kraftwerke und Infrastruktur auf die erwarteten Klimawirkungen vorbereitet sind |
| − | + | *Erzeugungs- und Verbrauchsmanagement im Bereich der Energienachfrage optimieren (smart meter / smart grids) | |
| − | *Verknüpfung von Anpassungs- mit Emissionsminderungsmaßnahmen | + | *Wärmelastpläne der Flüsse anpassen |
| + | *Energiemeteorologie, insbesondere genaue Vorhersage der Windgeschwindigkeiten verbessern zur Stabilisierung der Netze, Windvorhersagen für Höhen von 50 - 150 m machen | ||
| + | *Einspeisemanagement in das Stromnetz verbessern, Netzsicherheitsmanagement schaffen | ||
| + | *Krisenstäbe bilden, um bei extremen Wetterereignissen schnell auf Ausfälle reagieren zu können | ||
| + | *Bestehende Stromtrassen verstärken oder Kabel unterirdisch verlegen als Schutz gegen Stürme | ||
| + | *Stromnetze verstärken durch Hochtemperaturseile | ||
| + | *Sturmregelungen oder sanfte Sturmabschaltungen in Windkraftanlagen einbauen um Netzüberlastungen zu vermeiden | ||
| + | *Kraftwerke mit Notwasseranschlüssen ausstatten, falls in Trockenperioden die Flusswasserkühlung nicht mehr möglich ist | ||
| + | *Ausgleichsseen bei Kraftwerken anlegen für den Fall, dass ausreichende Flusswassermengen fehlen | ||
| + | *Abwassernetz verbessern um mehr Regenwasser in kürzerer Zeit abführen zu können | ||
| + | *Kühltürme für Kraftwerke bauen anstatt Einleitung des Wassers in Flüsse | ||
| + | *Dezentrale und verbrauchsnahe Energieerzeugung erhöht die Versorgungssicherheit und mindert Übertragungsverluste | ||
| + | *Möglichkeiten zur Speicherung von Elektrizität verbessern (F+E-Bedarf) | ||
| + | *Lagerflächen für Brennstoffe ausbauen / vergrößern | ||
| + | *In Kraftwerken anfallende Wärme in Fernwärmenetze einspeisen | ||
| + | *Verknüpfung von Anpassungs- mit Emissionsminderungsmaßnahmen | ||
== <span class="mw-headline" id="Referenzen"><span class="mw-headline" id="Referenzen">Referenzen</span></span><br/> == | == <span class="mw-headline" id="Referenzen"><span class="mw-headline" id="Referenzen">Referenzen</span></span><br/> == | ||
| − | [1] | + | [1] Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU, Hrsg.): Dem Klimawandel begegnen / Die deutsche Anpassungsstrategie, 2009, Berlin |
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| + | [2] Deutsche Anpassungsstrategie an den Klimawandel / Hintergrundpapier, o.O. u.J. | ||
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| + | [3] Deutscher Städtetag (Hrsg., 2011): Klimagerechte und energieeffiziente Stadtentwicklung, Positionspapier der Fachkommission Stadtentwicklungsplanung | ||
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| + | [4] Franck, Enke und Peithmann, Ortwin (2010): Regionalplanung und Klimaanpassung in Niedersachsen, E-Paper Nr. 9 der Akademie für Raumforschung und Landesplanung, Hannover | ||
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| + | [5] Dunkelberg, E. et al (2009): Dialoge zur Klimaanpassung - Energiewirtschaft / Arbeitspapier zur Vorbereitung des Stakeholderdialogs zu Chancen und Risiken des Klimawandels - Energiewirtschaft, Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW), Forschungsfeld Nachhaltige Energiewirtschaft und Klimaschutz ([http://www.ioew.de/fileadmin/user_upload/BILDER_und_Downloaddateien/Projekte/2009/SH_EW_Arbeitspapier.pdf pdf]) | ||
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| + | [6] Hain, Benno (2009): Deutsche Anpassungsstrategie (DAS) – Schritte zur Umsetzung, Vortrag aus dem UBA Fachgebiet I 2.1 - Klimaschutz ([http://www.ioew.de/fileadmin/user_upload/BILDER_und_Downloaddateien/Projekte/2009/SH_EW_Dr.Hain-Die_deutsche_Anpassungsstrategie_an_den_Klimawandel.pdf pdf]) | ||
| + | |||
| + | [7] Hirschl, B., Dunkelberg, E. (2009): Problemaufriss – Auswirkungen des Klimawandels auf die Energiewirtschaft, IÖW – Institut für ökologische Wirtschaftsforschung, Berlin ([http://www.ioew.de/fileadmin/user_upload/BILDER_und_Downloaddateien/Projekte/2009/SH_EW_Dr.Hirschl-Problemaufriss_%E2%80%93_Auswirkungen_des_Klimawandels_auf_die_Energiewirtschaft.pdf pdf]) | ||
| + | |||
| + | [8] Ahmels, P. (2009): Ansätze zur Anpassung der Elektrizitätsverteilung, Deutsche Umwelthilfe / Forum Netzintegration Erneuerbare Energien ([http://www.ioew.de/fileadmin/user_upload/BILDER_und_Downloaddateien/Projekte/2009/SH_EW_Dr.Ahmels-Ans%C3%A4tze_zur_Anpassung_der_Elektrizit%C3%A4tsverteilung.pdf pdf]) | ||
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| + | == Weitere Informationen<br/> == | ||
| − | [ | + | [http://www.scinexx.de/wissen-aktuell-14803-2012-06-04.html Klimawandel könnte Stromproduktion gefährden], scinexx, Das Wissensmagazin |
| − | [ | + | [http://www.nature.com/nclimate/journal/vaop/ncurrent/full/nclimate1546.html Vulnerability of US and European electricity supply to climate change], Nature / Climate Change, Published online June 03, 2012 |
Aktuelle Version vom 17. Dezember 2012, 14:41 Uhr
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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 dies in den Bereichen Erzeugung, sowohl aus fossilen als auch erneuerbaren Quellen, Übertragung und Nachfrage nach Energie.
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 eingeschränkt 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 sich für Fische und andere Tiere bedrohlich auswirken 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 sich in Zukunft erweisen.
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. Wie sich der Klimawandel auf die Solarstrahlung bzw. die Wolkenbildung auswirken wird, ist noch nicht geklärt. Die Energieausbeute könnte sich verringern. Stürme und Hagel könnten Solaranlagen beschädigen.
Der Betrieb von Wasserkraftwerken könnte bei Hoch- und Niedrigwasser beeinträchtigt werden. Wenn im Winter Niederschlagswasser nicht in Form von Schnee gespeichert wird, sondern gleich abfließt, könnten im Fühjahr und Sommer geringere Wassermengen für die Kraftwerke zur Verfügung stehen.
Die Verteilung der Elektrizität geschieht im Hochspannungsbereich weit überwiegend über Freileitungen, nur im Mittel- und Niederspannungsbereich über Erdkabel. Zukünftig könnten Einwirkungen von außen wie Blitze, Sturm oder Eislasten höhere Anforderungen an das Leitungsnetz stellen - im November 2005 knickten z.B. Strommaste im Münsterland ab. Erdkabel können durch Trockenheit und Hitze geschädigt werden. Infrastruktur wie z. B. Umspannanlagen können bei Hochwasser überflutet, Kabeltrassen freigespült, Mastfundamente unterspült oder im hängigen Gelände durch Erdrutsche oder Murenabgänge beschädigt werden.
Eine weitere Auswirkung des Klimawandels dürften Veränderungen der Verbrauchskurven sein. in milderen Wintern wird weniger Heizenergie benötigt, in heißen Sommern mehr Strom für Ventilatoren und Klimaanlagen. Ein erhöhter Strombedarf im Sommer für Kühlzwecke könnte zusammentreffen mit einem in sommerlichen Trocken- und Hitzeperioden verringerten Elektrizitätsangebot.
Inhaltsverzeichnis |
Beispiele für mögliche Wirkungen des Klimawandels
- Weniger Eis- und Frosttage erleichtern die Nutzung der Verkehrsinfrastruktur für Rohstofftransporte.
- Beeinträchtigung oder Unterbrechung der Kraftwerkskühlung durch fehlendes Wasser (Niedrigwasser in Trockenperioden) oder zu warmes Wasser (zu hohe Flusstemperaturen in Hitzeperioden)
- Betriebseinschränkungen von Wasserkraftwerken durch Hoch- oder Niedrigwasser
- Verringerter Wirkungsgrad von thermischen Kraftwerken durch höhere Umgebungstemperatur
- Versorgungsengpässe bei Rohstoffen durch Verkehrsbeeinträchtigungen (Schiffstransporte bei Hoch- und Niedrigwasser, Bahntransporte durch Extremwetterereignisse)
- Veränderte Nachfragemuster nach Strom: weniger Strom in milden Wintern, mehr in heißen Sommern für Ventilatoren und Klimaanlagen
- Zunahme von Schäden an Windkraftanlagen wegen hoher Windgeschwindigkeiten
- 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 Konflikte mit der örtlichen Bevölkerung hervorrufen.
Beispiele für mögliche Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel
- Regelmäßiges Monitoring, ob Kraftwerke und Infrastruktur auf die erwarteten Klimawirkungen vorbereitet sind
- Erzeugungs- und Verbrauchsmanagement im Bereich der Energienachfrage optimieren (smart meter / smart grids)
- Wärmelastpläne der Flüsse anpassen
- Energiemeteorologie, insbesondere genaue Vorhersage der Windgeschwindigkeiten verbessern zur Stabilisierung der Netze, Windvorhersagen für Höhen von 50 - 150 m machen
- Einspeisemanagement in das Stromnetz verbessern, Netzsicherheitsmanagement schaffen
- Krisenstäbe bilden, um bei extremen Wetterereignissen schnell auf Ausfälle reagieren zu können
- Bestehende Stromtrassen verstärken oder Kabel unterirdisch verlegen als Schutz gegen Stürme
- Stromnetze verstärken durch Hochtemperaturseile
- Sturmregelungen oder sanfte Sturmabschaltungen in Windkraftanlagen einbauen um Netzüberlastungen zu vermeiden
- Kraftwerke mit Notwasseranschlüssen ausstatten, falls in Trockenperioden die Flusswasserkühlung nicht mehr möglich ist
- Ausgleichsseen bei Kraftwerken anlegen für den Fall, dass ausreichende Flusswassermengen fehlen
- Abwassernetz verbessern um mehr Regenwasser in kürzerer Zeit abführen zu können
- Kühltürme für Kraftwerke bauen anstatt Einleitung des Wassers in Flüsse
- Dezentrale und verbrauchsnahe Energieerzeugung erhöht die Versorgungssicherheit und mindert Übertragungsverluste
- Möglichkeiten zur Speicherung von Elektrizität verbessern (F+E-Bedarf)
- Lagerflächen für Brennstoffe ausbauen / vergrößern
- In Kraftwerken anfallende Wärme in Fernwärmenetze einspeisen
- Verknüpfung von Anpassungs- mit Emissionsminderungsmaßnahmen
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
[5] Dunkelberg, E. et al (2009): Dialoge zur Klimaanpassung - Energiewirtschaft / Arbeitspapier zur Vorbereitung des Stakeholderdialogs zu Chancen und Risiken des Klimawandels - Energiewirtschaft, Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW), Forschungsfeld Nachhaltige Energiewirtschaft und Klimaschutz (pdf)
[6] Hain, Benno (2009): Deutsche Anpassungsstrategie (DAS) – Schritte zur Umsetzung, Vortrag aus dem UBA Fachgebiet I 2.1 - Klimaschutz (pdf)
[7] Hirschl, B., Dunkelberg, E. (2009): Problemaufriss – Auswirkungen des Klimawandels auf die Energiewirtschaft, IÖW – Institut für ökologische Wirtschaftsforschung, Berlin (pdf)
[8] Ahmels, P. (2009): Ansätze zur Anpassung der Elektrizitätsverteilung, Deutsche Umwelthilfe / Forum Netzintegration Erneuerbare Energien (pdf)
Weitere Informationen
Klimawandel könnte Stromproduktion gefährden, scinexx, Das Wissensmagazin
Vulnerability of US and European electricity supply to climate change, Nature / Climate Change, Published online June 03, 2012
