Zielstellung des RADOST-Fokusthemas „Erneuerbare Energien“ ist es, die Auswirkungen veränderter Umweltbedingungen auf die Möglichkeiten der Nutzung erneuerbarer Energien zu prognostizieren und ggf. erforderlich werdende strategische Anpassungsempfehlungen zu erarbeiten. Grundlage für die Untersuchung der möglichen Auswirkungen des Klimawandels auf die zukünftige Nutzung von erneuerbaren Energien ist eine ausführliche Erfassung der zu betrachtenden Parameter, die den vorhandenen Bereichen oberflächennahe Geothermie, Photovoltaik, Windkraft und Biogas zugeordnet und hinsichtlich ihrer tatsächlichen Relevanz untersucht werden.
Das RADOST-Anwendungsprojekt 16 sollte aufzeigen, wie die thermische Nutzung von in der Saturationszone des Küstenbereichs vorhandenem "Strandwasser" (einem Gemisch aus Grund- und Meerwasser) oder die direkte thermische Nutzung des Meerwassers planerisch in Küstenschutzmaßnahmen integriert werden kann. Der Bericht beschreibt die Planung ausgewählter geothermischer Quellenanlagen im Bereich von Küstenschutzanlagen unter Berücksichtigung von im Projekt gewonnenen Messdaten. Abschließend erfolgen eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und die Ableitung von Empfehlungen zur Umsetzung einer thermischen Nutzung des Untergrundes bzw. des Meerwassers.
Der vorliegende Bericht befasst sich mit der Analyse und Prognose der Potenziale der oberflächennahen Geothermie an der deutschen Ostseeküste. Dabei wurde folgende Vorgehensweise gewählt:
1. Erläuterungen zur Geothermie und ihren Potenzialparametern
2. Betrachtung des Klimas und des Klimawandels an der deutschen Ostseeküste
3. Ermittlung eventueller Veränderungen der Potenzialparameter durch den Klimawandel und Schlussfolgerung der Entwicklungsperspektiven geothermischer Energienutzungen aufgrund veränderter Potenzialparameter
Bedingt durch die globale Erwärmung findet eine Erwärmung der oberen Bodenschichten durch längere Hitzeperioden in den Sommermonaten statt. Dies wird besonders in Großstädten mit vielen hochversiegelten Flächen zu erwarten sein. Diese Erwärmung der oberen Bodenschichten und eine klimabedingte Erhöhung der Rohwassertemperaturen können zu einem Anstieg der Trinkwassertemperatur in Trinkwasserverteilungsnetzen führen. Der Einfluss der Wassertemperatur auf hygienisch relevante Mikroorganismen in Trinkwasser und Trinkwasserbiofilmen wurde daher in der vorliegenden
Studie untersucht.
Es werden zwei Verfahren vorgestellt, die eine Berücksichtigung des Klimaänderungssignals in den Niederschlagsdaten des regionalen Klimamodells CLM bei den wasserwirtschaftlichen Modellanwendungen ermöglichen. Für die Generierung langer Zeitreihen mit hohen zeitlichen und räumlichen Auflösungen, wie sie bei Langzeitserien- und Kontinuumssimulationen benötigt werden, wurde ein Downscaling-Ansatz auf Basis von Radarniederschlagsdaten und objektiven Wetterlagenklassen entwickelt. Für einfache wasserwirtschaftliche Modellanwendungen, die auf Modellregen zurückgreifen, wurden die relativen Veränderungen aufgrund des Klimaänderungssignals in der Zukunft abgeschätzt, die dann bei Variantenuntersuchungen in der Zukunft den Modellregen der Vergangenheit aufgeprägt werden können.
Im Forschungs‐und Netzwerkprojekt dynaklim untersucht das IWW u. a. die wasserwirtschaftlichen Auswirkungen von klimabedingten Veränderungen des Grundwasserhaushalts auf die Wassergewinnung. Mit dem Grundwasserströmungsmodell Üfter Mark wurden stationäre Simulationen für die nahe (2021‐2050) und ferne (2071‐2100) Zukunft durchgeführt und mit dem Istzustand (1961‐1990) verglichen. Als Grundlage für die Simulationen wurde die Grundwasserneubildung für die genannten Varianten in Abhängigkeit von den sich ändernden Niederschlägen und potenziellen Verdunstungen berechnet. Ebenso wurde der sich verändernde Beregnungsbedarf mit Hilfe von klimatischen Bodenwasserbilanzen ermittelt und in der Grundwassermodellierung berücksichtigt. Eine Veränderung der Entnahmemengen für die Trinkwasserversorgung wurde dagegen nicht vorgenommen. Die im Folgenden dargestellten Ergebnisse stellen Prognosen der möglichen zukünftigen Entwicklung, basierend auf den betrachteten Klimaprojektionen, dar. In der nahen Zukunft ist die Grundwasserneubildung höher als im Istzustand. Auch der Beregnungsbedarf ist etwas höher als heute, gleicht aber die erhöhte Grundwasserneubildung nicht aus, so dass das Grundwasserdargebot in der Bilanz geringfügig höher ist als heute. Dadurch verkleinern sich die Einzugsgebiete der Brunnen. In der fernen Zukunft entspricht die Grundwasserneubildung in etwa der heutigen. Da der Beregnungsbedarf auf den Ackerflächen gegenüber dem Istzustand deutlich steigt (trockene Sommer), kommt es zu einem Defizit beim Grundwasserdargebot von ca. 20 %. In der Folge würden die Grundwasserstände signifikant absinken. Dies würde zur Vergrößerung der Einzugsgebiete der Brunnen und zu einem geringeren grundwasserbürtigen Abfluss in den Fließgewässern führen. Die Simulationsergebnisse verdeutlichen, dass durch die konkurrierenden Nutzungen von Grund‐ und Oberflächengewässern, insbesondere im Zeichen des Klimawandels erhebliche Probleme entstehen bzw. bereits bestehende weiter verschärft werden können. Ansteigende Beregnungsmengen können so auch heute schon nicht mehr konfliktfrei durch eine Vergrößerung des Einzugsgebietes ausgeglichen werden, sondern gehen zu Lasten der Fließgewässer (Folge: ökologische Beeinträchtigungen) oder verursachen örtlich und temporär stark sinkende Grundwasserstände (Folge: Landwirtschaftliche Ertragsverluste in nicht beregneten Regionen).
Im Forschungs- und Netzwerkprojekt dynaklim untersucht die Emschergenossenschaft u. a. die wasserwirtschaftlichen Auswirkungen von klimabedingten Veränderungen des Grundwasserhaushalts in den urbanen Siedlungsgebieten. Dazu sollen mit Hilfe der vorliegenden numerischen Grundwassermodelle unter Berücksichtigung der Realisationsergebnisse des regionalen Klimamodells COSMOCLM realistische Auswirkungsszenarien und Anpassungsstrategien für die Siedlungsentwässerung abgeleitet werden. Zur Abbildung der innerjährlichen Verschiebungen der Niederschläge ist es erforderlich, die Grundwasserneubildung als ausschlaggebende Wasserhaushaltsgröße für die Modellierung instationär und flächendifferenziert zu berechnen. Da bislang keine verifizierten instationären Wasserhaushaltsmodellansätze verfügbar sind, wurde in Anlehnung an die bisher bekannten Verfahren ein geeignetes Werkzeug entwickelt, dass bei der instationären Erweiterung der stationär kalibrierten Grundwassermodelle die Massenbilanz erhält. Die flächendifferenzierte Grundwasserneubildung für das Einzugsgebiet der Emscher für die Zeitschnitte 1961-1990, 2021-2050 und 2071-2100 wurde berechnet und die Ergebnisse auf Teileinzugsgebietsebene analysiert. Aus der klimatischen Bodenwasserbilanz wurden Trends bis zu den Jahren 2050 und 2100 im Emschergebiet berechnet.
Einleitend werden im Artikel zunächst Spannungsfelder zwischen Demokratie, Governance und regionaler Anpassung an den Klimawandel skizziert. Das zweite Kapitel handelt von Anspruch und Wirklichkeit partizipativer Governance und davon, welche Herausforderungen sich daraus im Kontext regionaler Anpassung an die Folgen des Klimawandels ergeben. Das dritte Kapitel ist empirisch angelegt. Hier kommen betroffene und engagierte Menschen zu Wort und das Verhältnis zwischen Bürger*innen und Verwaltungen wird thematisiert. Im schlussfolgernden Kapitel werden Ansatzpunkte einer demokratischen Kultur im Kontext des Klimawandels formuliert.
Die durchgeführte SWOT-Untersuchung baut auf der bisher im dynaklim-Arbeitsbereich „Politik, Planung und Verwaltung“ erstellten Status-Quo-Analyse auf und nimmt die Klimaauswirkungen auf die dynaklim-Region als Eingangsparameter. Anhand festgelegter Kriterien und Indikatoren wird die SWOT für die Verwaltungen in der Emscher-Lippe-Region durchgeführt und mit Beispielen aus fünf unterschiedlichen Politik- bzw. Handlungsfeldern (Gefahrenabwehr, Planung, Umwelt, Gesundheit und Wasserinfrastruktur) illustriert. Perspektivisch bildet die SWOT die Grundlage dafür, Empfehlungen für eine Erhöhung der Anpassungsfähigkeit an die Folgen des Klimawandels von Politik, Planung und Verwaltung in der dynaklim-Region zu erarbeiten, welche in der nächsten Projektphase in Zusammenarbeit von dynaklim und den Kommunen erprobt und umgesetzt werden sollen. Außerdem liefert die SWOT einen wichtigen Beitrag für die Erarbeitung der „Roadmap 2020: Regionale Klimaanpassung“ im Rahmen des dynaklim-Gesamtprojekts.
Dokumentationen der Tagung der KLIMZUG-Veründe an der TU Dortmund am 03.10.2010:
Die Aufgabe der Bildung regionaler Netzwerke zur Anpassung
an den Klimawandel ist ein Kennzeichen aller sieben
KLIMZUG-Initiativen. Infolgedessen sind sie alle mit dem
Themenkomplex „regionale“ und/oder „Netzwerk-Governance“
konfrontiert. Letztere wird dabei vielfach als ein Organisationsmodell verstanden, das geeignet ist, den angestrebten Paradigmenwechsel in Richtung auf die regionale Anpassungsfähigkeit anzuleiten. Viele, darunter gerade auch die politik und verwaltungswissenschaftlich, akteurs und institutionenanalytisch informierten
KLIMZUG-Teilprojekte stützen sich auf neue Erkenntnisse
der interdisziplinären Governance-Forschung, um diese für
den praktischen Prozess der Etablierung eines regionalen
Kooperationsnetzwerks fruchtbar zu machen. Zugleich aber
kann Governance auch als kritisches analytisches Konzept
verstanden und genutzt werden, das den Blick auf die
Prozesse der Steuerung und Koordination komplexer Prozesse
in komplexen Strukturen richtet und dabei institutionelle
Kontexte und deren Wandel ebenso berücksichtigt wie die
Aspekte von Macht und Legitimation.