Faktor Wasser

Wasserkraft, Biomasse-Verstromung, Windkraft, Wasserstoff, Photovoltaik – diese Begriffe kommen schnell in den Sinn, wenn es um den Energiemix der Zukunft geht. Ein Energiemix, der dem Klimawandel die Stirn bieten soll, indem er den Kohlendioxid-Ausstoß begrenzt.

„Das ist aber zu eindimensional gedacht“, sagt Martina Flörke, Professorin für Ingenieurhydrologie und Wasserwirtschaft an der Ruhr-Universität Bochum (RUB). Die Forscherin plädiert dafür, nicht nur auf die CO2-Emissionen zu schauen, sondern auch andere Umwelteinflüsse zu berücksichtigen. Zum Beispiel die Auswirkungen auf Wasserressourcen.

Wasser als vergessene Ressource

Flörke gibt ein Beispiel: „Photovoltaikanlagen oder Solarkraftwerke stehen logischerweise dort, wo viel Sonne ist, also in der Regel in den trockenen Regionen der Welt“, sagt sie. „Aber auch Solarkraftwerke werden häufig mit Wasser gekühlt, und ihre Spiegel müssen regelmäßig vom Sand gesäubert werden – mit Wasser.“ Auch die Erzeugung von Strom und Wärme mittels Biomasse benötigt erhebliche Mengen Wasser. Und Wasserkraftwerke greifen in den natürlichen Lauf von Flüssen ein und können dadurch am Unterlauf ebenfalls die Wasserverfügbarkeit verändern.

Die Wasserbedarfe werden bei der Planung der Energiewende jedoch oft nur für den Standort bedacht, aber weitere Wassernutzer und zukünftige Entwicklungen bleiben unberücksichtigt. Die Entwicklung von Wasserangebot und -nachfrage ist aber entscheidend für die Energiewende. Wasser kann zum begrenzenden Faktor für alle Sektoren werden, und Kraftwerke, die bisher kein kritisches Nutzungsniveau erreicht haben, können zukünftig von Wasserknappheit betroffen sein.

Blick auf den Wasserfußabdruck

Diesem Thema widmete sich das offiziell Ende 2020 abgeschlossene Forschungsprojekt „WANDEL – Wasserressourcen als bedeutsamer Faktor der Energiewende auf lokaler und globaler Ebene“, das Martina Flörke zunächst an der Universität Kassel, dann an der RUB koordinierte. Die Projektpartner berechneten die Auswirkungen verschiedener Energieerzeugungsformen auf die Wasserverfügbarkeit. Dafür führten sie unter anderem eine Wasserfußabdruck-Analyse entlang der gesamten Energieversorgungskette durch, also unter Berücksichtigung des lokalen und entfernten Wasserbedarfs, und verglichen so den Wasserverbrauch pro erzeugter Energieeinheit für verschiedene Energiesysteme.

Als Beispiele dienten dabei vier bereits bestehende Kraftwerksstandorte in drei Ländern mit unterschiedlichen Energiesystemen: ein Kohlekraftwerk mit Wasserkühlung an der Weser, eine Kette aus sechs Laufwasserkraftwerken an der Donau, ein solarthermisches Kraftwerk in Marokko und die Nutzung von Zuckerrohr-Bagasse zur Stromerzeugung in Brasilien.