Methode einer integrierten und erweiterten Vulnerabilitätsbewertung - Konzeptionell-methodische Grundlagen und exemplarische Umsetzung für Wasserhaushalt, Stromerzeugung und energetische Nutzung von Holz unter Klimawandel

Ziel der Studie

 

  1. die Bestandsaufnahme und Weiterentwicklung von Kriterien, Methoden und Instrumenten für eine integrierte Bewertung von regional differenzierten ⁠Klimafolgen⁠,
  2. die Untersuchung von Klimaänderungen und Klimafolgen als Querschnittsphänomene in verschiedenen Handlungsfeldern und deren Wirkung – im Vergleich zur Wirkung nicht-klimatischer Einflussfaktoren – auf ⁠Vulnerabilität⁠,
  3. die Entwicklung eines Ansatzes, der eine räumlich und sektoral übergreifende Abschätzung der Vulnerabilität Deutschlands ermöglicht.

Erscheinungsjahr

Untersuchungsregion/-raum

Untersuchungsraum Deutschland
Räumliche Auflösung 

Unterschiedlich, abhängig vom Handlungsfeld (Deutschland, Bundesländer, Flusseinzugsgebiete, Rasterzellen, Standorte von Pegeln und Anlagen)

Verwendete Klimamodelle / Ensembles

Emissionsszenarien A1B, B1
Klimamodelle ECHAM5/OM
Ensembles nein
Anzahl der Modellläufe je 2 Läufe (A1B und B1), 100 STAR-Realisierungen (Auslastung AKW und Wasserpotenzial)
Regionales Klimamodell 

CCLM für die Abschätzung des Windkraftpotenzials, STAR für Stromproduktion

Weitere Parameter 

Änderung der Lufttemperatur

Zeitraum 

2100

Klimawirkungen

Klimawirkungen in Handlungsfeld
  • Energiewirtschaft
    • Energieinfrastruktur
    • Energieumwandlung
    • Energieversorgung

"Die analysierten Klimaszenarien führen – im Jahresmittel und aggregiert über ganz Deutschland – durchweg zu einer Reduktion der Stromproduktion an Wasserkraftanlagen, die je nach Klimaszenario und zu Grunde gelegter Funktion zwischen 3% (1K-Szenario, Minimum-Funktion) und 24% (3K-Szenario, Maximum-Funktion) liegt. Ursache hierfür sind die unter Klimawandel sinkenden Abflüsse. Bei den Wasserkraftanlagen sind also im Mittel deutlich stärkere Auswirkungen des Klimawandels als bei den thermischen Kraftwerken zu erwarten." (S.104)

"Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Stromproduktion thermischer Kraftwerke aufgrund von Veränderungen der Temperatur und Menge des verfügbaren Kühlwasserssind – unseren Simulationen zufolge – im durchschnittlichen Jahresmittel und aggregiert über ganz Deutschland als relativ gering einzuschätzen. Kraftwerke mit Durchlaufkühlung sind allerdings deutlich stärker betroffen als Kraftwerke mit Kühlturm: Im 3K-Szenario etwa sinkt die mittlere Jahresproduktion für Kraftwerke mit Durchlaufkühlung bis 2055 (gegenüber 2010) um -1,4%, während sie für Kraftwerke mit Kreislaufkühlung um lediglich -0,07% sinkt." (S.89)

"Betrachtet man diese Ergebnisse in ihrer regionalen und saisonalen Verteilung, fallen die simulierten Auswirkungen des Klimawandels allerdings teilweise deutlich stärker aus. Zum einen zeigt sich, dass einige Regionen in Deutschland besonders stark betroffen sind." (S. 89)

Klimawirkungen in Handlungsfeld
  • Wald- und Forstwirtschaft
    • Güter und Dienstleistungen des Waldes

"Der mittlere Biomasseertrag (und damit auch das Energiepotenzial) aus Wald in Deutschland steigt mit zunehmender Temperatur sowohl bei konstanter CO2-Konzentration als auch – noch deutlicher – bei steigenden CO2-Konzentrationen für die Periode 2031-2060 gegenüber dem Basiszeitraum an [...]" (S.128)

Klimawirkungen in Handlungsfeld
  • Wasser
    • Infrastruktur an Binnengewässern

"Die analysierten Klimaszenarien führen – im Jahresmittel und aggregiert über ganz Deutschland – durchweg zu einer Reduktion der Stromproduktion an Wasserkraftanlagen, die je nach Klimaszenario und zu Grunde gelegter Funktion zwischen 3% (1K-Szenario, Minimum-Funktion) und 24% (3K-Szenario, Maximum-Funktion) liegt. Ursache hierfür sind die unter Klimawandel sinkenden Abflüsse. Bei den Wasserkraftanlagen sind also im Mittel deutlich stärkere Auswirkungen des Klimawandels als bei den thermischen Kraftwerken zu erwarten." (S.104)

Methodischer Ansatz

Kurzbeschreibung des methodischen Ansatzes 

 

  1. Die Bestandsaufnahme konzentriert sich auf eine kritische Diskussion wichtiger Konzepte und Methoden aus unterschiedlichen Disziplinen (wie ⁠Vulnerabilität⁠, ⁠Resilienz⁠ oder Risiko), die eine integrierte Bewertung unterschiedlicher Schadensrisiken vornehmen.
  2. Darauf aufbauend wird ein eigener konzeptueller Ansatz entwickelt, der
    a. die Vulnerabilität Deutschlands gegenüber dem ⁠Klimawandel⁠ sektoren- und regionenübergreifend vergleichbar macht (integrierte ⁠Vulnerabilitätsbewertung⁠);
    b. die Vulnerabilität Deutschlands gegenüber den Folgen des Klimawandels mit der Vulnerabilität gegenüber anderen nichtklimabedingten Dynamiken vergleichbar macht (erweiterte Vulnerabilitätsbewertung).
  3. Der Ansatz soll exemplarisch an einem Beispiel erprobt werden. Als Beispiel wurde der Systemkomplex Energie-Wasser-⁠Biomasse⁠ ausgewählt.
Analysekonzeptansatz früherer IPCC-Ansatz (2004, 2007)
Komponenten im Analysekonzept  Klimatischer Einfluss, Sensitivität, Klimawirkung, Vulnerabilität, Anpassungskapazität
Methodik zur Operationalisierung Quantitative Wirkmodelle (z.B. Abflussmodelle), Proxy-Indikatoren

Wer war oder ist beteiligt?

Herausgeber Umweltbundesamt
Förderung / Finanzierung Förderkennzeichen 3709 41 123
Kontakt 

Auftraggeber: Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau
Auftragnehmer: Dr. Helga Weisz, Dr. Hagen Koch, Petra Lasch, Oliver Walkenhorst, Vera Peters, Dr. Fred F. Hattermann, Shaochun Huang, Valentin Eich, Matthias Büchner, Martin Gutsch, Dr. Peter-Paul Pichler, Dr. Felicitas Suckow, (Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V.) und Dr. Stefan Vögele (FZ Jülich)

Bibliographische Angaben 

Weisz, Helga; Koch, Hagan; Lasch, Petra; Walkenhorst, Oliver; Peters, Vera; Hattermann, Fred; Huang, Shaochun; Eich, Valentin; Büchner, Matthias; Gutsch, Martin; Pichler, Per-Paul; Suckow, Felicitas 2013: Methode einer integrierten und erweiterten Vulnerabilitätsbewertung: Konzeptionell-methdische Grundlagen und exemplarische Umsetzung für Wasserhaushalt, Stromerzeugung und energetische Nutzung von Holz unter Klimawandel. Dessau-Roßlau

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Handlungsfelder:
 Energiewirtschaft  Wald- und Forstwirtschaft  Wasserhaushalt, Wasserwirtschaft