Wasser wird knapp – auch in Deutschland

Die Verknappung globaler Wasserressourcen steht beim diesjährigen Weltwassertag der Vereinten Nationen im Fokus. Die Auswirkungen der durch den Ukraine-Krieg beschleunigten Energiewende verschärfen die Herausforderung. Forscher*innen zeigen, wie dieser begegnet werden kann.

Wie lässt sich die wertvolle Ressource Wasser besser erkunden, schützen und nachhaltiger nutzen? Dazu haben zwölf Forschungsprojekte in der vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Maßnahme „Globale Ressource Wasser (GRoW)“ neue, auch digitale, Werkzeuge erschlossen und Analysen veröffentlicht (www.bmbf-grow.de). Die GRoW-Gemeinschaft richtet nun folgende Handlungsempfehlungen an Entscheider*innen aus Politik und Wirtschaft in Deutschland und weltweit:

Ressource Wasser bei Energiewende mitdenken

Technologien mit geringem bis keinem CO2-Ausstoß stehen im Fokus der Energiewende. Sie verbrauchen teils jedoch enorme Mengen Wasser, das durch den Klimawandel ohnehin knapper wird. Im GRoW-Projekt WANDEL haben sich Wissenschaftler*innen mit der Frage befasst, wie viel Wasser für verschiedene Formen der Energieerzeugung gebraucht wird und was das für die Energiewende bedeutet. Diese Frage ist seit Ausbruch des Kriegs in der Ukraine umso relevanter, denn eine Beschleunigung der Energiewende ist nun noch dringlicher geworden – um das Klima zu schützen und energiepolitisch unabhängig zu werden. Die Forschenden haben weltweit die Verfügbarkeit erneuerbarer Wasserressourcen berechnet und dieser geplante Wasserentnahmen entgegengesetzt. Dazu bezogen sie auch 48.000 Standorte von Energiegewinnungsanlagen und deren Wasserverbrauch ein. Das Ergebnis: An bis zu 42 Prozent der weltweit untersuchten Standorte ist ein Defizit zu erwarten, weil dort künftig mehr Wasser benötigt wird als verfügbar ist.

Digitalisierung wirksam für besseres Grundwassermanagement einsetzen

Nicht nur der erhöhte Wasserbedarf neuer Technologien für die Klimaneutralität erfordern ein besseres Management unserer Grundwasserressourcen. Die Klimakrise führt ohnehin weltweit zu deutlichen Steigerungen der Grundwasserentnahmen, auch in Deutschland. In Dürrejahren müssen deutsche Wasserversorger schon jetzt zum Teil auf Grundwasser-Sicherheitsreserven zurückgreifen. Im GRoW-Projekt MedWater haben Forschende die Kapazitäten zur Neubildung von Grundwasser in einem besonders von der Klimakrise betroffenen Grundwasserleiter in Israel und dem Westjordanland untersucht. Sie haben festgestellt, dass dort die Grundwasserneubildung bis 2070 um bis zu 25% abnehmen kann. Doch genauso haben sie ermittelt, dass durch die in diesem Projekt zum Einsatz gekommenen besseren Modellierungen weltweit Grundwasserschutzmaßnahmen deutlich effektiver eingesetzt werden können. Auch Probleme wie die Küstenversalzung und Nitrateinträge ins Grundwasser können besser analysiert und im Blick behalten werden.

Hierfür sollten die neuen Möglichkeiten des digitalen Zeitalters konsequent und systematisch genutzt werden, um nachhaltiges Wassermanagement überall und in allen Bereichen zu erzielen und zu verbessern. Insbesondere in den datenarmen Regionen der Erde, oftmals Entwicklungsländer mit großen Wasserrisiken, kann die moderne Forschung aus neuen Datenströmen von Umweltsatelliten und Modellsimulationen Informationen gewinnen, die bisher fehlten. Nicht nur durch Fernerkundungs- und globale Wetterdaten, sondern auch durch den lokalen Einsatz von Drohnen und Online-Sensoren konnten in GRoW-Projekten hochaufgelöste Daten für die Gewässermodellierung erfasst werden.

Möglichkeiten zur saisonalen Vorhersage konsequent nutzen

Wenn Wasserknappheit und Dürren rechtzeitig vorhergesagt werden, können verantwortliche Akteure Maßnahmen ergreifen, um größere Schäden so gut es geht abzuwenden. Hierfür sind saisonale Vorhersagen notwendig, die extreme Wetterereignisse um Monate vorhersagen. Solche Vorhersagen sind inzwischen mit einem hohen Grad an Verlässlichkeit möglich. So hat das GRoW-Projekt SaWaM ein System zur saisonalen Vorhersage entwickelt, welches Dürreereignisse bis zu sieben Monate im Voraus akkurat vorhersagen konnte. Das System liefert eine wichtige Entscheidungsunterstützung für das Dürremanagement sowie die Steuerung von Staudämmen. Behörden können frühzeitig Maßnahmen ergreifen, um das Wassermanagement an die bevorstehende Situation anzupassen. Ein derart optimiertes Wassermanagement ermöglicht auch erhebliche wirtschaftliche Einsparungen. Eine im Fachmagazin Nature Communications veröffentlichte Studie des SaWaM-Projekts für den Upper-Atbara-Staudamm im Sudan zeigt, dass in einem Beispieljahr Verluste in Höhe von 16 Millionen US-Dollar vermieden werden könnten, wenn der Damm aufgrund von Dürren frühzeitig in Betrieb genommen würde.

Über GRoW – Globale Ressource Wasser

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) leistet mit der Fördermaßnahme „Globale Ressource Wasser (GRoW)“ als Teil des BMBF-Rahmenprogramms „Forschung für nachhaltige Entwicklung (FONA)“ einen Beitrag zum Erreichen des SDG 6. GRoW umfasst 12 internationale Kooperationsprojekte mit 90 Partnerinstitutionen aus Deutschland und mehr als 40 Fallstudien weltweit, an denen über einen Zeitraum von vier Jahren ca. 300 Expertinnen und Experten aus Forschung, Politik und Praxis beteiligt waren. Ihre Erkenntnisse zum Schutz der Wasserressourcen in einer globalisierten Welt haben die mehr als 300 Mitwirkenden an den GRoW-Projekten in übergeordneten Empfehlungen veröffentlicht. Eine Übersicht der innovativsten GRoW-Produkte findet sich im BMBF Innovationsatlas Wasser und in Technical Briefs für Anwender. adelphi research leitet das Vernetzungs- und Transfervorhaben „GRoWnet“, dass die GRoW-Forschungsaktivitäten beim Transfer ihrer Forschungsergebnisse und Problemlösungsansätze in Politik und Praxis begleitet. Die Fördermaßnahme wird im Auftrag des BMBF vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut.