Archiv der Kategorie: Erde, Klima, Umweltschutz

Tauender Permafrost beeinflusst das Weltklima

(Helmholtz) – Eine neue Veröffentlichung und eine interaktive Karte fassen das Wissen über die Gefährdung der Dauerfrostböden zusammen – und mahnen zum Handeln

Wie verändert der Klimawandel die dauerhaft gefrorenen Böden der Arktis? Welche Folgen hat das für das Weltklima, für Menschen und Ökosysteme? Und was lässt sich dagegen tun? Im Fachjournal Frontiers in Environmental Science fasst ein Team von Fachleuten um Jens Strauss vom Alfred-Wegener-Institut in Potsdam und Benjamin Abbott von der Brigham Young University in den USA das bisherige Wissen zu diesen Fragen zusammen. Zudem hat das AWI unter Leitung von Moritz Langer eine interaktive Karte zur Vergangenheit und Zukunft des Permafrosts entwickelt. Beide Veröffentlichungen kommen zum gleichen Ergebnis: Um gefährliche Entwicklungen in diesen Regionen zu stoppen, müsse die Emission von Treibhausgasen in den nächsten Jahren massiv reduziert werden.

Auf immerhin zehn Prozent der Erdoberfläche beherrscht der Dauerfrost den Untergrund. Vor allem auf der Nordhalbkugel gibt es riesige Gebiete, in denen nur die obersten Zentimeter des Bodens im Sommer auftauen. Der Rest bleibt bis in mehrere hundert Meter Tiefe das ganze Jahr hindurch gefroren. Bisher zumindest. „Der Klimawandel ist für diese Permafrost-Regionen eine ernsthafte Gefahr“, sagt Jens Strauss vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI). Denn die Temperaturen der Landoberfläche haben in diesen Gebieten zwei- bis viermal schneller zugenommen als im weltweiten Durchschnitt. Sowohl an Land als auch im Meer verändern sich die Verhältnisse dadurch deutlich schneller als erwartet. Und das kann eine ganze Reihe von riskanten Folgen haben – für das Klima, für die biologische Vielfalt und für den Menschen.

So sind in diesen Kühltruhen der Erde die Überreste von zahllosen längst verstorbenen Pflanzen und Tieren eingefroren. Wenn dieses Material auftaut, beginnen Mikroorganismen mit seiner Zersetzung. Dabei wandeln sie die darin enthaltenen Kohlenstoffverbindungen in Treibhausgase wie Kohlendioxid (CO2) und Methan (CH4) um, die dann die globale Erwärmung weiter ankurbeln könnten.

Wann und in welchem Umfang das passieren wird, ist allerdings schwer zu prognostizieren. „Darüber geistern ganz unterschiedliche Vorstellungen durch die Öffentlichkeit“, sagt Jens Strauss. Für die einen sind die Permafrost-Regionen eine tickende Klima-Zeitbombe, die der Menschheit demnächst um die Ohren fliegen wird. Andere gehen davon aus, dass der hohe Norden in absehbarer Zeit kaum nennenswerte Mengen an Treibhausgasen freisetzen wird.

„Beides stimmt nicht“, betont der Potsdamer Forscher. „Wir müssen zwar nicht damit rechnen, dass der Permafrost in ein paar Jahren riesige Mengen Treibhausgase auf einmal in die Atmosphäre spuckt und das Klima damit unweigerlich zum Kippen bringt.“ Verharmlosung sei aber auch nicht angebracht. „Immerhin setzen die Permafrost-Regionen heute schon Treibhausgase in einem Umfang frei, der nahezu den jährlichen Emissionen von Deutschland entspricht.“ Und wissenschaftlichen Schätzungen zufolge könnten aus ihren Böden in den nächsten beiden Jahrhunderten Gasmengen in die Atmosphäre strömen, die so wirksam sind wie etliche hundert Milliarden Tonnen CO2.

Dazu kommt, dass die Oberfläche der Permafrost-Regionen wegen der schwindenden Eis- und Schneedecken immer dunkler wird – und sich so durch die Sonneneinstrahlung stärker erwärmt, als es bei den weißen Landschaften früherer Zeiten der Fall war. Diese beiden Effekte zusammen gehören nach heutigen Erkenntnissen zu den wichtigsten Einflüssen, die das Klima der Erde verändern können.

Verlust von Permafrostböden bedroht Lebensräume – es ist Zeit zu handeln

Zudem liegen in den Permafrost-Regionen mehr als die Hälfte der Wildnisgebiete, die es auf der Erde überhaupt noch gibt. Dort leben speziell angepasste Tier- und Pflanzenarten, die auf den Fortbestand dieser Ökosysteme angewiesen sind. Und auch für die Millionen von Menschen, die in der Arktis leben, bringt das Tauen des Dauerfrostbodens Probleme mit sich. So wird dieser oft instabil, wenn sein Zement aus Eis verschwindet. Dann sackt er plötzlich zusammen oder wird vom Meer erodiert, was zu teuren Schäden an Gebäuden, Straßen und anderer Infrastruktur führen kann. Es werden dabei auch Schadstoffe wie Quecksilber freigesetzt, die sich in hohen Konzentrationen in Tieren und Menschen der Arktis nachweisen lassen.

Für einige Gemeinschaften im hohen Norden hängt sogar die gesamte Lebensweise und Kultur von den gefrorenen Ökosystemen ab. „Diese Menschen haben nur sehr wenig zum Klimawandel beigetragen, sind aber besonders stark davon betroffen“, sagt Jens Strauss. Maßnahmen zum Schutz des Permafrosts zu ergreifen, ist für die Autorinnen und Autoren der Studie daher auch eine Frage der Gerechtigkeit.

Viel mehr wird das Schicksal des Permafrosts wohl davon abhängen, welche Entscheidungen die Politik in den nächsten zehn Jahren bezüglich der Treibhausgas-Emissionen trifft. Angesichts der rasanten Fortschritte im Bereich der erneuerbaren Energien gibt es nach Einschätzung der Fachleute durchaus realistische Möglichkeiten, den Ausstoß von Treibhausgasen bis 2030 zu halbieren und bis 2050 ganz zu stoppen. Zudem müsse die lokale Bevölkerung dabei unterstützt werden, intakte Ökosysteme in den Permafrost-Regionen zu schützen. „Wir können durchaus noch etwas tun“, betont Jens Strauss. „Für Resignation haben wir keine Zeit.“

Interaktive Karte zeigt vergangene und zukünftige Veränderungen von Permafrostböden

Wie dringend die Sache ist, illustriert auch eine interaktive Karte, die ein Team um seinen Kollegen Moritz Langer entwickelt hat. Der Forscher leitet am AWI die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Nachwuchsgruppe PermaRisk, die mit Computermodellen die Veränderungen des Permafrosts und die damit verbundenen Risiken simuliert. So ist in Zusammenarbeit mit Fachleuten der Universität Oslo ein virtueller Blick in die Vergangenheit und Zukunft der Dauerfrostböden entstanden.

„Auf dieser Karte kann man sich anzeigen lassen, wie sich bestimmte Eigenschaften des Klimas und des Permafrosts seit dem Jahr 1800 entwickelt haben“, erklärt der Forscher. Wie warm war es beispielsweise an der Erdoberfläche? Wie tief war der Boden aufgetaut? Und welche Mengen Kohlenstoff steckten in dieser aktiven Schicht? Das alles lässt sich nicht nur bis heute verfolgen, auch eine Zukunftsprognose ist möglich. Anhand von drei verschiedenen Szenarien lässt sich das Schicksal des Permafrosts bei niedrigen, mittleren und hohen Treibhausgas-Emissionen durchspielen. Sollte es gelingen, die globale Erwärmung unter zwei Grad Celsius zu halten, würde demnach ein großer Teil der Dauerfrostböden stabil bleiben. „Leider steuern wir im Moment aber auf eine viel stärkere Erwärmung zu“, gibt Moritz Langer zu bedenken. Und die dazu passende Simulation, die je nach Region mit 4 bis 6 Grad Erwärmung rechnet, zeichnet ein düsteres Bild: Bis zum Jahr 2100 hätte das große Tauen dann so gut wie jeden Winkel im Reich des Permafrosts erfasst.

EU-Irrsinn: Verbrennungsmotor-Verbot – Mit einem Kommentar von Jean Pütz

Mein persönlicher Kommentar: „Denn sie wissen nicht, was sie tun“

Selbst Verbrennungsmotoren, die mit E-Fuels inkl. regeneratives Methanol betrieben werden, fallen unter dieses vom EU-Parlament beschlossene Verbot. Die gewichts-schwere Batterie des reinen E-Autos kann nicht der Weisheit letzter Schluss sein. Die Nebenwirkungen und Risiken sind überhaupt nicht berücksichtigt worden. Rein elektrisch angetriebene serielle Hyper-Hybrid-Autos benötigen viel weniger Energie, um von A nach B zu kommen, weil die durch die Schwere der Batterie extrem steigende Reibung der Reifen viel geringer ist, alles was an Bewegungs-Energie erzeugt wird in der nur 1/7. so großen Batterie des Hyper-Hybrid selbst koperiert werden kann. Nachweislich existieren mehrere Prototypen, die beweisen, dass ein entsprechend konzipiertes E-Auto nur 1,5 bis 2 Liter Benzin auf 100 km benötig, mit grünem Methanol betrieben, energetisch noch weniger. Dabei müssen Motoren nicht völlig neu konstruiert werden, sondern das gleiche Prinzip ist mit Methanol-Treibstoff möglich, mit dem großen Vorteil: Methanol hat eine solch hohe Klopffestigkeit, viel höher als beim Benzin, dass im Verbrennungsraum Temperaturen möglich sind, die es erlauben, mit Abgasrückführung Wirkungsgrade bis 56% zu erreichen. Dass sind alles keine Wolkenkuckucksheime, sondern Realität in vorhandenen Prototypen.

Wo die zur Ladung notwendige Elektrizitäts-Energie herkommen soll, ohne auf mit fossilen Energien betriebene Kraftwerke zuzugreifen, liegt  trotz aller Bemühungen um regenerative Energie in den Sternen – es sei denn, man akzeptiert den Vorschlag, regeneratives Methanol überall dort – insbesondere in den Dritt-Welt-Ländern – zu produzieren, die wesentlich konstantere Solar- und Wind-Energien zur Verfügung haben.

Wenn in Europa dieses vorgesehene Gesetz Verpflichtung wird, dann gute Nacht

Ihr Jean Pütz

(tagesschau) – Der Verkauf von Neuwagen mit Verbrennungsmotor soll nach dem Willen des EU-Parlaments ab 2035 verboten sein. Für welche Fahrzeuge gilt das? Welche Hersteller gehen noch weiter? Und: Ist das Aus des Verbrenners damit besiegelt?

Was hat das EU-Parlament beschlossen?

Eine Mehrheit der Abgeordneten des Europaparlaments hat dafür gestimmt, dass die Hersteller ab 2035 in der EU nur noch Autos und Transporter auf den Markt bringen dürfen, die keine klimaschädlichen Treibhausgase ausstoßen. Zugleich sprach sich die Mehrheit im EU-Parlament dafür aus, dass keine synthetischen Kraftstoffe angerechnet werden können, mit denen ein klassischer Verbrennermotor klimaneutral betrieben werden könnte. Im Ergebnis würde die Umsetzung dieser Beschlüsse das faktische Aus für den Verbrennermotor ab der Mitte des kommenden Jahrzehnts bedeuten – und damit einen Verkaufsstopp für neue Privat-Pkw und leichte Nutzfahrzeuge mit Diesel- oder Benzinantrieb. Ziel ist eine Umstellung auf Elektromobilität. Die Abgeordneten folgten mit ihrer Entscheidung einem Vorschlag, den die EU-Kommission als Teil des angestrebten Klimapakets „Fit for 55“ vorgelegt hatte.

Ist das Ende des Verbrennungsmotors damit beschlossene Sache?

Nein. Denn um die Neuzulassung von Autos mit Verbrennungsmotor ab 2035 zu verbieten, müssen neben dem Europaparlament auch die EU-Mitgliedsstaaten zustimmen – genauer gesagt deren Regierungen. Ende des Monats wollen die EU-Staaten ihre Position zu dem Verbot für den Verkauf von Benzin- und Dieselautos festlegen – die Bundesregierung unterstützt dabei den geplanten Verbrenner-Ausstieg 2035. Danach müssen Parlament und EU-Staaten in Verhandlungen noch eine gemeinsame Position festlegen, damit das Verbot des Verbrennungsmotors in Kraft treten kann. Mit ihrer Abstimmung legten die Abgeordneten die Position des Parlaments für die anstehenden Verhandlungen fest.

Warum wurde über die Maßnahmen abgestimmt?

Nach Berechnungen von Experten entstehen in der EU mehr als ein Fünftel aller Emissionen des klimaschädlichen CO2 im Straßenverkehr, indem fossile Kraftstoffe wie Benzin und Diesel verbrannt werden. Dieser hohe Anteil soll nach den Plänen der EU-Kommission deutlich gesenkt werden, um das Ziel eines klimaneutralen Europas im Jahr 2050 erreichen zu können. Europa soll bis zu diesem Zeitpunkt der erste Kontinent werden, der nur noch unvermeidbare Treibhausgase ausstößt und diese wenigen Emissionen vollständig ausgleicht.

Warum setzt sich die EU diese Ziele?

Die Wissenschaft ist sich ganz überwiegend einig, dass der Mensch für den Klimawandel verantwortlich ist – unter anderem durch zu hohe CO2-Emissionen. Durch die Maßnahmen soll der weitere weltweite Temperaturanstieg begrenzt werden – auf einen Anstieg von deutlich unter zwei Grad, wenn möglich unter 1,5 Grad im Vergleich zum vorindustriellen Zeitalter.

Welche Autokonzerne haben ambitioniertere Pläne?

Unabhängig von der Entscheidung des Europaparlaments wollen eine Reihe von Autoherstellern deutlich früher voll auf reine Elektroautos setzen. Einen der weitreichendsten Entschlüsse hat die britische Marke Jaguar gefasst. Ab 2025 sollen alle angebotenen Modelle vollelektrisch sein.

Auch der Multi-Markenkonzern Stellantis geht deutlich weiter als von Teilen der Politik gefordert. So soll die italienische Marke Lancia ab dem Jahr 2024 international ausschließlich mit vollelektrischen Modellen auf den Markt zurückkehren. Fiat will laut dem Chef der italienischen Stellantis-Tochter, Olivier Francois, bereits ab dem Jahr 2027 und damit drei Jahre früher als bisher geplant in Europa nur noch reine Elektroautos verkaufen. Ein Jahr später als Fiat folgt nach derzeitigem Stand die deutsche Marke Opel. Für die französischen Stellantis-Marken Citroen und Peugeot wäre ein solcher Schritt laut Experten ebenfalls keine Überraschung mehr.

Im Jahr 2030 planen die BMW-Tochter Rolls-Royce, die Toyota-Nobelmarke Lexus und Volvo ebenfalls, nur noch rein elektrische Modelle in Europa anzubieten.

Welche Pläne haben einzelne Staaten und Regionen?

In Europa schreitet das Nicht-EU-Land Norwegen besonders schnell voran. Ab dem Jahr 2025 soll es in dem nordeuropäischen Staat keine Neuzulassungen von Autos mit Verbrennungsmotoren mehr geben. Angesichts eines derzeitigen Anteils vollelektrischer Autos bei den Neuzulassungen von mehr als 80 Prozent erscheint dieses Ziel erreichbar zu sein.

Fünf Jahre später wollen Dänemark, Irland, Island, die Niederlande, Schweden und Slowenien Neuzulassungen von Autos mit Verbrennungsmotoren ebenfalls verbieten.

Wie groß ist der Bestand an Elektroautos?

In Deutschland ist der Bestand noch immer überschaubar. Zum Jahreswechsel waren in Deutschland gerade einmal rund 618.000 reine Elektroautos zugelassen. Zum Vergleich: Die Zahl der Benziner lag bei 31 Millionen, die der Diesel bei knapp 15 Millionen. Nur etwa jedes 81.Auto war damit ein vollelektrisches Modell.

Was sagen Kritiker?

Kritik an der Entscheidung des EU-Parlaments kommt von der deutschen Automobilindustrie. In weiten Teilen Europas gebe es „keine ausreichende Ladeinfrastruktur“ für Elektroautos, sagte die Präsidentin des Verbands der Automobilindustrie (VDA), Hildegard Müller.

Der Zentralverband Deutsches Kraftfahrzeuggewerbe (ZDK) kritisierte, dass nach dem Votum des EU-Parlaments synthetische Kraftstoffe nicht positiv auf die neuen CO2-Flottengrenzwerte angerechnet werden sollen. Mit klimaneutralen E-Fuels oder Biokraftstoffen könnten die bereits bestehenden Fahrzeuge klimaneutral angetrieben werden. Die bestehende Tankstellen-Infrastruktur wäre vorhanden.

Wie reagieren Umweltschützer?

Die Klimaschutzbewegung Fridays for Future reklamierte den Beschluss des EU-Parlaments als einen Erfolg ihrer Arbeit. Aber das angepeilte Jahr 2035 sei „zehn Jahre zu spät“, um das Ziel zu erreichen, die Erderwärmung wie 2015 auf der UN-Klimakonferenz in Paris vereinbart auf 1,5 Grad zu begrenzen im Vergleich zur vorindustriellen Zeit, schrieben die Aktivisten auf Twitter.

„Heute wurde vom Europäischen Parlament ein klares Signal Richtung Antriebswechsel gesetzt“, so Jens Hilgenberg, Leiter Verkehrspolitik der Umweltorganisation BUND. Der Verbrennungsmotor sei ein Auslaufmodell, das müsse nun allen Beteiligten klar sein. Vom Nabu heißt es: „Das EU-Verbrenner-Aus 2035 ist ein großer Schritt und Arbeitsauftrag zugleich.“ Die Bundesregierung müsse nun dringend Maßnahmen ergreifen, damit das Ziel erreicht werde.

Der Deutschen Umwelthilfe geht die Maßnahme nicht weit genug, sie fordert ein Verbrenner-Aus schon ab 2030. Bundesgeschäftsführer Jürgen Resch erklärte: „Die eskalierende Klimakrise lässt uns nicht die Zeit, noch weitere 13 Jahre Millionen neue Verbrenner-Autos auf Europas Straßen zu spülen, die dann wiederum 15 Jahre oder noch länger auf klimaschädlichen Sprit angewiesen sind.“

 

Meerwasser-Entsalzung revolutioniert

(pte) – Mittels Fluor-Nanoröhrchen lässt sich Meerwasser 1.000 Mal schneller entsalzen als mit etablierten Verfahren. Außerdem ist der Energieaufwand deutlich geringer, wie Yoshimitsu Itoh vom Institut für Chemie und Biochemie der Universität Tokio http://www.u-tokyo.ac.jp/en zeigt. Die Entwicklung seines Teams ist dem Experten nach ein wichtiger Schritt, um die zunehmende Knappheit an Trinkwasser in weiten Teilen der Welt zu bekämpfen.

Besser, schneller, sparsamer

Itoh hat sich von einer erprobten Technik inspirieren lassen. Wasser und Abwasser fließt leichter durch Rohre, wenn diese innen mit einer Fluor-Verbindung beschichtet sind. Das müsste sich auch auf Nanoröhrchen übertragen lassen, dachte er und machte sich an die Arbeit. „Wir wollten herausfinden, wie effektiv ein Fluor-Nanokanal verschiedene Komponenten einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser und Salz, selektiv filtert“, so Itoh. Nach einigen komplexen Computersimulationen entschied er sich dafür, Prototypen der Fluor-Nanoröhrchen herzustellen.

Die gefertigten Nanoringe haben einen Durchmesser von ein bis zwei Nanometer. Daraus erschufen die Forscher eine Membran. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar ist fast 100.000 Nanometer breit. Da Fluor elektrisch negativ ist, stößt es negative Ionen wie das im Salz enthaltene Chlor ab, sodass es die Membran nicht passieren kann. Zudem löst es sogenannte Wasser-Cluster auf, so dass diese die Kanäle schneller passieren. Die fluorbasierten Wasserentsalzungsmembranen des Teams sind effektiver, schneller, benötigen weniger Energie für den Betrieb und sind auch sehr einfach zu bedienen.

Ein-Meter-Membran als Ziel

„Derzeit ist die Art und Weise, wie wir unsere Materialien synthetisieren, allerdings relativ energieintensiv. Wir sind jedoch zuversichtlich, dass wir hier Einsparungen erreichen“, sagt Itoh. Angesichts der Langlebigkeit der Membranen und der niedrigen Betriebskosten seien die Gesamtkosten pro Liter Trinkwasser jedoch jetzt schon niedriger als bei etablierten Techniken. So würden die Gesamtenergiekosten viel niedriger ausfallen als bei den derzeitigen Methoden.

Bisher hat das japanische Forscher-Team mit einzelnen Nanokanälen im Labor experimentiert. Ihr Nahziel, so die Wissenschaftler, ist es mittelfristig, daraus Membranen mit einem Durchmesser von bis zu einem Meter zu formen, um den Durchlauf drastisch zu erhöhen, wie es heißt.

Große Gefahren für die Infrastruktur: Strom, Wasser, Internet

(KIT) – Ob bei der Versorgung mit Elektrizität, Wasser oder Lebensmitteln, beim Transport oder im Gesundheitswesen: Die Funktionsfähigkeit kritischer Infrastrukturen entscheidet über die Verfügbarkeit von ebenso alltäglichen wie lebenswichtigen Gütern und Dienstleistungen. Innovative technologische Entwicklungen, wie die zunehmende Digitalisierung, ermöglichen eine flexible und dezentrale Steuerung der Versorgungssysteme und eröffnen gerade für die Energie- und Mobilitätswende neue Chancen. Sie erhöhen aber auch die Anfälligkeit für Störungen und Angriffe von außen. So steigt seit einigen Jahren die Gefahr von Cyberattacken, bei denen nicht nur Daten missbraucht, sondern ganze Systeme lahmgelegt werden können. In einem dezentralen Energiesystem, das vor allem regenerative Quellen nutzt, können zudem der Ausfall einzelner Komponenten sowie die zeit- und witterungsbedingt schwankende Einspeisung die Versorgungssicherheit gefährden.

Wie sich Energiesysteme und andere kritische Infrastrukturen nachhaltig und zugleich widerstandsfähig gestalten lassen, erforscht die Arbeitsgruppe Resiliente und Smarte Infrastruktursysteme – RESIS unter Leitung von Dr. Sadeeb Simon Ottenburger und Wolfgang Raskob am Institut für Thermische Energietechnik und Sicherheit des KIT. Zudem ist RESIS Mitglied des CEDIM – Center for Disaster Management and Risk Reduction Technology des KIT. Bei der Hannover Messe 2022 vom 30. Mai bis 2. Juni ist das Team am Stand des KIT im „Future Hub“ (Halle 2, Stand B40) vertreten. Auf technische Systeme bezogen bezeichnet Resilienz die Eigenschaft, auch unter hohen Belastungen oder trotz Störungen nicht vollständig zu versagen, sondern wesentliche Funktionen aufrechtzuerhalten und bald wieder voll einsatzfähig zu sein.

Umgang mit Unsicherheit gehört dazu

„Die bereits stattfindende Planung zukünftiger kritischer Infrastrukturen muss neue systemische Risiken und große Unsicherheiten systematisch berücksichtigen und insbesondere negative Auswirkungen einzelner oder mehrerer Ereignisse auf die Gesellschaft verstehen“, sagt Ottenburger. Bezogen auf die Energieversorgung bedeutet dies beispielsweise, dass mit der Energie- und Mobilitätswende das Stromnetz immer wichtiger wird. Dieses wiederum hängt von Informations- und Kommunikationsnetzen ab. Wie sich die aus neuen Netzstrukturen erwachsenden Gefahren sowie Randbedingungen, beispielsweise die Folgen der Erderwärmung, die Bevölkerungsstruktur oder die Nachfrage nach Strom, Wärme und Verkehr, in Zukunft entwickeln werden, lässt sich jedoch schwer vorhersagen. Wie robuste Lösungen unter großen Unsicherheiten aussehen können, damit beschäftigen sich die Forschenden um Ottenburger und Raskob mithilfe von Simulationsmodellen, Künstlicher Intelligenz (KI), Mathematik und Erkenntnissen aus den Sozial- und Wirtschaftswissenschaften.

Die Arbeitsgruppe RESIS entwickelt Konzepte und Methoden zur Gestaltung und zum Betrieb smarter und anpassungsfähiger kritischer Infrastrukturen, besonders Energie-, Wasserversorgungsnetze sowie Verkehrsstrukturen. Zentral ist dabei eine Plattform, die Belastungsszenarien unter verschiedenen Randbedingungen simuliert und dadurch erlaubt, Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Teilsystemen und damit systemischen Risiken zu analysieren.

Microgrids sichern Stromversorgung für lebenswichtige Einrichtungen

Um die Resilienz der Energieversorgung zu erhöhen, lassen sich beispielsweise Microgrids integrieren, das heißt, viele kleine intelligente Energiezellen, die nicht nur eine netzstabilisierende Funktion erfüllen, sondern auch vorübergehend autonom funktionieren. So lassen sich kritische Infrastrukturen, wie Krankenhäuser, Apotheken und Feuerwehren, auf verschiedene Microgrids verteilen. Standorte und Auslegung von Speicher- und Verteilinfrastrukturen sind mit entscheidend, um in kritischen Phasen eine autarke Versorgung zu gewährleisten. „Diese präventiven Designstrategien greifen bereits bei einem Brownout, also einem Spannungsabfall, beispielsweise aufgrund eines Strommangels auf der Übertragungsnetzebene, um einen Blackout zu verhindern“, erklärt Sadeeb Simon Ottenburger.

Neben den technischen Faktoren binden die Forschenden um Ottenburger und Raskob zunehmend auch soziale Aspekte in ihre Resilienzforschung ein. Kritische Infrastrukturen sind auf das Vertrauen der Bevölkerung angewiesen; präventive Strategien bedürfen der gesellschaftlichen Akzeptanz. Wenn Ressourcen knapp werden, ist von Verbraucherinnen und Verbrauchern Flexibilität gefordert, beispielsweise während einer langanhaltenden europäischen Dunkelflaute, wenn weniger Strom aus regenerativen Quellen bereitgestellt werden kann, sich Energiespeicher leeren, oder Ressourcen aufgrund von Cyberattacken nicht mehr verfügbar sind.

Center for Disaster Management and Risk Reduction Technology (CEDIM)

Das CEDIM, eine interdisziplinäre Einrichtung des KIT, forscht zu Katastrophen, Risiken und Sicherheit. Ziel ist, natürliche und menschengemachte Risiken in einer sich rasch verändernden, von Bevölkerungswachstum, Urbanisierung und Klimawandel geprägten Welt genauer zu verstehen, früher zu erkennen und besser zu bewältigen. Dazu verbinden die Forschenden Risikoerfassung, Risikoanalyse, Risikomanagement und Risikokommunikation und entwickeln darauf aufbauend Konzepte zur Verbesserung der Resilienz von Infrastrukturen und Versorgung.

Wunschdenken erfasst Wissenschaft – Utopie der zukünftigen Energieversorgung Deutschlands

Die Wissenschaftler sind zuversichtlich, dass der Kohleausstieg auch im Falle eines Gas-Exportstopps aus Russland möglich bleibt. Erneuerbare Energien sollen die fehlende Leistung kompensieren.

Sollte bald kein russisches Gas mehr nach Deutschland fließen, müssten laut DIW im extremsten Szenario rund 43 Terawattstunden ersetzt werden.

Selbst im Falle eines russischen Gas-Exportstopps bleibt der in Deutschland angestrebte Kohleausstieg bis 2030 laut einer Studie des Deutschen Instituts für Wirtschaftsforschung (DIW) möglich.

Zwar müssten Kohlekraftwerke ohne russisches Gas kurzfristig länger am Netz oder in Bereitschaft bleiben. „Aufgrund des zu erwartenden starken Zubaus an Erneuerbaren kann jedoch die Stein- und Braunkohleverstromung bereits ab dem Jahr 2024 wieder deutlich absinken“, schreiben die Forscherinnen und Forscher des DIW.

Sollte bald kein russisches Gas mehr nach Deutschland fließen, müssten laut DIW im extremsten Szenario rund 43 Terawattstunden ersetzt werden. Hinzu käme der Wegfall der noch aktiven Atomkraftwerke Isar 2, Emsland und Neckarwestheim 2, die Ende des Jahres endgültig vom Netz gehen sollen. Dadurch fehlen den Angaben nach im kommenden Jahr im Vergleich zu 2020 weitere 64 Terawattstunden Stromerzeugung.

Ein Teil dieser fehlenden Leistungen könne zwar durch erneuerbare Energien kompensiert werden. „Zur Absicherung der Stromversorgung im Jahr 2023 sollten jedoch die in diesem Jahr zur Stilllegung vorgesehenen Steinkohlekraftwerke vorübergehend als Reserve vorgehalten werden sowie die sich schon in der Reserve befindlichen Steinkohleblöcke in dieser verbleiben“, schreiben die Autorinnen und Autoren des DIW.

Die zu erwartende zusätzliche Erzeugung aus Kohlekraftwerken bei maximalen Einsparungen von Erdgas liege im Jahr 2023 demnach ungefähr zwischen 41 Terawattstunden und 73 Terawattstunden.

Dennoch sind die Wissenschaftler zuversichtlich, dass der Kohleausstieg bis 2030 trotz der kurzfristig benötigten zusätzlichen Reserven machbar bleibt. „Mittelfristig ersetzen erneuerbare Energien einen Großteil der fossilen Stromerzeugung“, schreiben sie.

Trinkwasserversorgung: Autarke Membranfilter dank Sonnenenergie

(mhe) – Mehr als eine Milliarde Menschen weltweit haben keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser – dies ist nach wie vor eine Ursache hoher Kindersterblichkeit. Als Antwort auf diese globale Herausforderung haben Forschende des KIT das Konzept einer mit erneuerbaren Energien betriebenen Membranfiltration entwickelt: Mit modularen Anlagen wird dabei salziges Brackwasser in Trinkwasser umgewandelt, das den Standards der Weltgesundheitsorganisation WHO genügt. Solche Anlagen eignen sich ideal für den Einsatz in ländlichen und trockenen Regionen, insbesondere in Entwicklungsländern, da sie unabhängig von zentraler Infrastruktur funktionieren.

„Die von uns entwickelten Systeme nutzen druckgetriebene Membranverfahren, das ist eine bewährte Filtrationstechnologie zur Ultra- und Nanofiltration“, sagt Professorin Andrea Schäfer vom Institute for Advanced Membrane Technology des KIT, die sich bei der Entwicklung um die Wasseraufbereitung kümmert. „Entfernt werden neben Salz auch organische Stoffe, Pestizide, Fluorid, Uran und Arsen sowie Bakterien und Viren.“ Professor Bryce Richards vom Institut für Mikrostrukturtechnik des KIT ist für die Energieversorgung zuständig und betont: „Trinkwassermangel und fehlender Zugang zur Stromversorgung treten oft gemeinsam auf. Deshalb war eine autarke Energieversorgung ein zentraler Teil der Entwicklung.“ Die beiden Forschenden haben das Projekt seit 2001 mit viel Eigeninitiative sowie mit Unterstützung durch ihre Forschungsgruppen und Sponsoren vorangetrieben. Für ihr Engagement wurden sie von der Josef Wund Stiftung jetzt mit dem Undine Award ausgezeichnet. Das Preisgeld wollen Schäfer und Richards direkt in die Umsetzung ihres Projekts investieren: Als nächstes ist ein Living Lab als Langzeitstudie mit zehn Anlagen in Afrika geplant.

Zisterne schont knappe Wasserreserven

Die Warnung in dieser Pressemitteilung kann ich nur unterstützen, allerdings frage ich mich, warum die Politik noch nicht auf eine naheliegende Lösung aufmerksam gemacht hat. Im Mittelalter und in der Neuzeit war es üblich, dass aus praktischen Gründen jedes Haus mit einer Zisterne ausgestattet wurde. Diese unselige Vermischung zwischen Abwasser und Regenwasser kann bei Stark-Regen ein großes Problem darstellen. eine Zisterne würde diesen Effekt vermindern. In Italien, selbst in extrem trockenen Gegenden, wurde fast alle Zisternen stillgelegt, als die zentrale Trinkwasser-Versorgung in der Infrastruktur üblich wurde. Das weiß ich aus persönlicher Erfahrung. Aber auch in Deutschland ließe sich enorme Wasserreserven sparen, wenn eine dritte Wasserleitung für Brauwasser z. B. für Toilettenspülung, Gartenbewässerung usw. üblich würde. Es verwundert einen schon, dass die grünen Politiker bisher nicht auf diese Idee gekommen sind, jedenfalls würde es sehr Schonung der knappen Wasserreserven dienen.

Jean Pütz

Grundwasser ist eine absolut lebensnotwendige Ressource, ein unsichtbarer Schatz, der auch langfristig qualitativ und mengenmäßig geschützt werden muss. Ein Paradigmenwechsel in der Landwirtschaft ist notwendig, um die wichtigste Trinkwasserressource in Deutschland vor zu hohen Einträgen von Nitrat und Pflanzenschutzmitteln zu bewahren. Der Klimawandel bedingt ein neues Grundwassermanagement, um auch langfristig Wasser in ausreichender Menge für Menschen, Landwirtschaft, Natur und Industrie zur Verfügung stellen zu können. „Für diesen Grundwasserschutz arbeitet die deutsche Wasserwirtschaft. Wir fordern das Düngerecht nachzubessern und den ökologischen Landbau weiter zu stärken. Wir stehen für zielführende Kooperationen mit der Landwirtschaft, eine hochwertige Abwasserbehandlung, ein intelligentes Regenwassermanagement und die technisch-wissenschaftliche Beratung der Politik“, betont Prof. Uli Paetzel, Präsident der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall (DWA), anlässlich des UN-Tags des Wassers am 22. März. Die Vereinten Nationen haben den Tag des Wassers in diesem Jahr unter das Motto „Grundwasser. Der unsichtbare Schatz“ gestellt.

(DWA) – Ohne Grundwasser ist alles Nichts. Grundwasser ist in Deutschland die mit Abstand wichtigste Säule der Wasserversorgung, knapp 70 Prozent des Wassers der öffentlichen Versorgung werden aus Grund- und Quellwasser gewonnen. Sinken die Grundwasserstände, vertrocknen Wälder und der Landwirtschaft fehlt das Wasser für das Pflanzenwachstum. Auch die Industrie ist auf eine ausreichende Wasserversorgung angewiesen, wie aktuell die Diskussion um den Tesla-Standort Grünheide zeigt. Viele Flüsse und Bäche werden zudem über Grundwasser gespeist. Es ist daher einer der wichtigsten Aufgaben der Gesellschaft, die lebenswichtige Ressource Grundwasser zu schützen, vor Schadstoffeinträgen, aber auch vor den Folgen des Klimawandels.

Paradigmenwechsel in der Landwirtschaft notwendig

Hierfür ist ein Paradigmenwechsel in der Landwirtschaft unabdingbar. Weg von der industriellen Massentierhaltung, hin zu einer an die Naturräume angepassten, ökologischen und umweltschonenden Landwirtschaft. Zentrales Problem bleibt der in vielen Regionen deutlich zu hohe Tierbesatz bei zu geringer landwirtschaftlicher Fläche, was zu einem Entsorgungsproblem für Jauche und Gülle und damit zu sehr hohen Nährstoffüberschüssen auf den damit gedüngten Flächen führt. Die Tierhaltung muss flächengebunden sein, hier ist der Gesetzgeber gefordert.

Bereits heute müssen viele Wasserversorger Grundwasser kostenintensiv aufbereiten oder mit Wasser aus anderen Quellen mischen, um die Grenzwerte der Trinkwasserverordnung einzuhalten. Ohne eine Verschärfung der Vorgaben der Düngeverordnung werden diese kostenintensiven Maßnahmen zukünftig deutlich zunehmen, insbesondere wenn das natürliche Nitratabbauvermögen im Boden aufgebraucht ist. Die Kosten dieser Maßnahmen trägt nicht der Verursacher, sondern der Endverbraucher über seine Wasserrechnung.

Klimawandel beeinflusst Grundwasserstände

Die trockenen Sommer 2018 bis 2020 haben bereits deutlich aufgezeigt, dass der Klimawandel erhebliche Auswirkungen auf das Grundwasser hat. Lokal mussten Wasserversorger zum Wassersparen aufrufen und Nutzungseinschränkungen durchsetzen. In Sachsen liegt noch heute der Grundwasserstand fast flächendeckend deutlich unter den normalen Monatswerten. Eine aktuelle Studie der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe warnt insbesondere für die nördlichen und östlichen Bundesländer vor problematischen Grundwasserständen im Zuge des Klimawandels.

Notwendig ist ein bewussterer Umgang mit der Ressource Grundwasser. Bewässerungen müssen grundwasserangepasst organisiert werden, die Entnahme auch mengenmäßig kontrolliert werden. Zur Schonung der Grundwasserressourcen sollte die Wiederverwendung von nach hohen hygienischen Standards aufbereitetem Abwasser entsprechend der EU-Vorgaben auch in Deutschland bundesweit ermöglicht werden. Zudem plädiert die DWA für ein intelligentes Regenwassermanagement. Flächen müssen entsiegelt, Regenwasser, wenn qualitativ möglich, ortsnah versickert werden. Ziel muss die Orientierung am natürlichen Wasserhaushalt sein. Auch in Deutschland muss jetzt ein Umdenken stattfinden, damit der Schatz Grundwasser zukünftigen Generationen zur Verfügung steht. Dafür arbeiten wir.

Zum Tag des Wassers veranstaltet die DWA am 22. März einen interaktiven LiveStream, Welche Gefahren drohen dem Grundwasser? Wir wirkt sich der Klimawandel auf das Grundwasser aus? Und welche Folgen hat der Braunkohleausstieg auf die regionalen Wasserhaushalte? Ihre Fragen, unsere Experten. Schalten Sie sich zu.

Energie aus Schurkenstaaten für Deutschland

(Tagesschau) – Die Reise nach Katar war für den Wirtschaftsminister ein erster Erfolg – das Emirat will Gas liefern. Die bittere Nachricht: Für den kommenden Winter sei man dennoch weiter auf russisches Gas angewiesen, so Habeck im Bericht aus Berlin.

Nach seiner ersten Station in den Golfstaaten kann Wirtschaftsminister Robert Habeck erste Fortschritte vermelden: Mit dem Emir von Katar, Tamim bin Hamad Al Thani, vereinbarte der Grünen-Politiker eine langfristige Energiepartnerschaft. Damit ist die Bundesregierung ihrem Ziel einen Schritt näher, sich von russischen Gaslieferungen unabhängig zu machen. Im Bericht aus Berlin stellte Habeck aber auch klar: „Die bittere Nachricht ist: Wir brauchen noch russisches Gas.“

Denn wie die Partnerschaft mit Katar im Detail aussehen soll, ist noch nicht klar. Laut Habeck waren einige deutsche Firmen schon vor der Reise mit katarischen Unternehmen in Verhandlungen, diese hätten aber noch einen „politischen Push gebraucht und den konnten wir heute erzielen“, sagte der Vizekanzler im Bericht aus Berlin.

Keine Gespräche über Waffenlieferungen

Im Interview betonte er, dass es keine Koppelgeschäfte gegeben habe – also keine Gespräche etwa über Waffenlieferungen für die Kataris im Gegenzug. An keiner Stelle sei das von katarischer Seite angesprochen worden.

Wichtig sei für Katar eine langfristige Strategie Deutschlands: „Sie wollen eben nicht nur Lückenbüßer sein für eine verfehlte Energiepolitik in der Vergangenheit“, so Habeck.

Katar gilt als ein Baustein in Habecks Strategie – die kurzfristige, mittelfristige und langfristige Ziele umfasst. Kurzfristig sollen Flüssiggas-(LNG)-Lieferungen auch aus Katar dabei helfen, für den kommenden Winter die Gasversorgung in Deutschland zu sichern. Mittelfristig soll auch LNG-Gas aus Katar an geplanten deutschen LNG-Terminals, etwa in Brunsbüttel, anlanden – dazu braucht es Lieferverträge mit deutschen Unternehmen.

Fehler der letzten Jahrzehnte zu beheben, braucht Zeit

Langfristig aber, und das ist das größte Ziel, will Deutschland komplett raus aus fossilen Energien. Auch das betonte der Wirtschaftsminister im Bericht aus Berlin noch einmal. Das bedeute kurzfristig: „Wir brauchen eine Gasreduktionsstrategie.“ So sollten zum Beispiel keine neuen Gasheizungen mehr gefördert werden und es müsse deutlich mehr in die Gebäudedämmung investiert werden.

„Es ist nichts, was ich gern sage – aber wir werden vorübergehend noch russisches Gas brauchen“, sagte Habeck. Trotz aller Bemühungen bräuchte die Bundesregierung ein bisschen länger, denn „die strategischen Fehler der letzten Jahrzehnte lassen sich nicht innerhalb von drei Wochen ungeschehen machen“.

Ein baldiges Embargo für russisches Gas kommt laut Wirtschaftsminister nicht in Frage – denn die Auswirkungen würden nicht alle Bürger gleich treffen: In einzelnen Regionen würde es kalt werden, bestimmte Arbeitsprozesse zusammenbrechen. Aber alle könnten dazu beitragen, den Bedarf zu reduzieren und politisch müssten entsprechende Regeln gesetzt werden. Etwa mit dem gerade debattierten Entlastungspaket.

Gespräche über Wasserstoff in VAE

Im Gespräch ist ein Energiegeld, dessen genaue Umsetzung noch nicht geklärt ist – etwa, auf welchem Weg jeder Bürger das Geld erhält. Flankiert sein müsse das Projekt allerdings mit Effizienzmaßnahmen, die den Bürgern einen Anreiz für eine weitere Reduktion des Energieverbrauchs böten. Dem von Finanzminister Christian Lindner vorgeschlagenen Tankrabatt für alle erteilte Habeck eine Absage.

Habeck will noch heute in die Vereinigten Arabischen Emirate weiterreisen. Dort sind morgen Gespräche über grünen Wasserstoff geplant, der ohne CO2-Emissionen auf Basis erneuerbarer Energien hergestellt wird.

 

Regenerative Energieversorgung in Deutschland und Europa

Eine regenerative Energieversorgung in Deutschland und Europa – ist das möglich?

Eine Pressemitteilung vom EU-Abgeordneten Dr. Christian Ehler, aktives Mitglied im Ausschuss für Industrie, Forschung und Energie, veranlasste mich, einen realistischen Vorschlag zur Lösung der Probleme zur Versorgung von Deutschland und Europa mit konkurrenzfähiger regenerativer Energie zu entwickeln, die ein Minimum an Investitionen in die Infrastruktur ermöglicht.

Sehr geehrter Dr. Ehler,

Wir kennen uns von einem Besuch in Brüssel mit der Delegation der Wissenschaftskonferenz – wpk.org. Dank für Ihre Überlegungen zur zukünftigen regenerativen Energieversorgung Europas. Da liegt vieles noch im Wolkenkuckucksheim, deshalb gestatten Sie mir einen konkreten Vorschlag zu machen.

Die wichtigste Basis-Energie für regenerative Versorgung der Zukunft ist tatsächlich der aus Sonne oder Wind gewonnene Wasserstoff. Aber in unseren Breiten ist zumindest der mit Fotovoltaik gewonnene nur ein Tropfen auf den heißen Stein. Außerdem ist H2 wegen der geringen Dimension seines Moleküls extrem flüchtig, lässt sich nur bei – 252°C verflüssigen, die Alternative der Speicherung unter hohem Druck ist im Alltagsgebrauch, z. B. der Verteilung über Tankstellen, wegen der Flüchtigkeit und dem hohen Druck sehr gefährlich. Außerdem bedarf es enormer Investitionen in die Infrastruktur. Deshalb habe ich ein Konzept entwickelt, welches diese Nachteile inkl. der extrem hohen Investitionen in die Bereitstellung des Wasserstoffs behebt. Die Wasserstoffproduktion über die Elektrolyse ist nur dann konkurrenzfähig, wenn der Strompreis nicht höher als 1 Cent/Dollar pro kWh beträgt. Das ist im Inland in unseren Breiten nicht erreichbar, egal wie kostengünstig Solarpaneele produziert werden können. Da sind einige Technologien, w. z. B. die Perkowskit-Solarzelle in der Pipeline.

Also Wunschdenken weg und dort riesige Wasserstoff-Produktionswerke errichten, wo die Sonne länger, intensiver und regelmäßiger scheint. Das ist in den Subtropen im Übergang zu den Tropen der Fall. Es betrifft also vorwiegend die ärmsten Länder auf diesem Globus, genannt die der 3. Welt, die außerdem besonders von den Folgen der Klimaänderung betroffen sind. Insbesondere am Rande von Wüsten gibt es genügend Nutzungsflächen für die Aufnahme von hunderten von Quadratkilometer-großen Fotovoltaik-Parks.

Soweit so gut, aber der Wasserstoff ist auch dort nicht der Weisheit letzter Schluss und generell händelbar oder nur unter großen Gefahren. Deshalb bitte ich inständig, an Ort und Stelle vorhandene Technologien zu nutzen ( von Deutschen Leibniz-Instituten  und vom MIT in den USA entwickelt), die dank genialer Katalyse-Filter unter geringem Einsatz elektrischer Energie und zu Hilfenahme von CO2 (Kohlensäure) in Methanol-Methyl-Alkohol umwandeln. Dieses grüne Methanol ist in der Lage, alle bisherigen fossilen Energieträger ohne große Investitionen in die Infrastruktur zu ersetzen. Die Zusatzkosten für seine Produktion an Ort und Stelle machen sich hundert Mal bezahlt, denn selbst für Transport und Verteilung von Methanol sind alle Voraussetzungen bereits vorhanden: Tankschiffe, Tanklaster, vorhandene Tankbehälter an Tankstellen. Aber auch zur Produktion von Elektrizität und Wärme zur Versorgung der Gebäude, in der chemischen Industrie und allen weiteren Industrie-Sparten, umgesetzt in lokalen Brennstoffzellen oder Kleinkraftwerken – alle Vorrichtungen sind weitgehend vorhanden und müssen nicht mit Milliarden-Investitionen neu errichtet werden – oder wenn, extrem Energie sparend.

Der größte Vorteil allerdings besteht auch darin, dass diese Produktionsstätten dezentral über den gesamten Globus verteilt werden können, was die heutige Monopolstellung der Länder, die derzeit fossile Energie liefern, auflöst. Im Nebeneffekt können überall dort, wo in Mitteleuropa und Amerika bisher die meisten Arbeitsplätze entstanden sind, Entwicklungshilfe auf Augenhöhe geleistet werden. Denn eins ist klar, der extreme Terrorismus hat nur dort eine Chance, wo die Familien nicht einmal ihre eigenen Kinder ernähren können. Also mehrere Fliegen mit einer Klappe.

Ein Kröte muss allerdings geschluckt werden: Woher soll  der für die Produktion aus Wasserstoff notwendige CO2 oder Kohlensäure kommen. Man könnte ihn aus der atmosphärischen Luft gewinnen, aber das ist sehr kostspielig, aber eine Alternative sozusagen CO2-reduzierende Senke aus der Lufthülle, die unseren Globus umschließt.

Viel rationaler wäre allerdings, ihn aus den noch in den nächsten 20 Jahren unentbehrlichen Kraftwerken abzusondern, am besten aus den mit Erdgas betriebenen Kraftwerken. Er könnte mit den gleichen Transportmöglichkeiten, die vorher Methanol geliefert haben, an die Produktionsstätten befördert werden. Das wäre ein intelligentes Recycling von CO2 und würde ein CO2-neutrales Handling mit allen Energieverbrauchern ermöglichen – wohlgemerkt, ohne enorme Investition in die Infrastruktur.

Dieses Konzept liegt so auf der Hand, dass es mich wundert, dass es bisher von den Wissenschaftlern der ganzen Welt noch nicht angedacht wurde.

Lieber Herr Ehlert, vielleicht machen Sie sich als einer der wenigen Politiker, die solche Systeme beurteilen können, die Mühe, dies einmal in Europa zur Diskussion zu stellen.

Übrigens auch eine Energie sparende Elektromobilität, die nicht nur auf mit schweren Batterien betriebene Autos beruht, ist  mit diesem Konzept möglich, alles greift ineinander.

Langfristig würde das auch die unsägliche Abhängigkeit von fossilen Energiequellen aus autoritären Staaten begrenzen und damit dem Frieden dienen.

Mit freundlichen Grüßen
Jean Pütz

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Legt Russland Nord Stream 1 trocken, droht Deutschland der „wirtschaftliche Super-GAU“

Erstmals seit dem Einmarsch russischer Truppen in die Ukraine droht Russland offen mit dem Stopp von Gaslieferungen über die Pipeline Nord Stream 1. Ein solcher Lieferstopp sei angesichts der „unbegründeten Anschuldigungen gegen Russland bezüglich der Energiekrise in Europa und des Verbots von Nord Stream 2“ gerechtfertigt, erklärte der russische Vize-Regierungschef Alexander Nowak im staatlichen Fernsehen. Russland habe daher „das volle Recht, eine spiegelgerechte Entscheidung zu treffen und ein Embargo zu verhängen.“ Was hieße ein möglicher Gas-Lieferstopp durch Nord Stream 1 für deutsche Verbraucher? FOCUS Online beantwortet die wichtigsten Fragen.

Was ist Nord Stream 1 überhaupt?

Nord Stream 1 ist eine über 1200 Kilometer lange Pipeline durch die Ostsee, die Erdgas aus Russland nach Deutschland transportiert. Abgesehen vom Start- und Endpunkt verläuft die Pipeline ausschließlich durch Seegebiete. Die im September 2011 in Betrieb genommene Pipeline besteht aus zwei Strängen. Das gesamte Investitionsvolumen beläuft sich auf 7,4 Milliarden Euro.

Wie viel russisches Gas fließt durch die Pipeline?

Durch die Ostsee-Pipeline flossen 2020 um die 59 Milliarden Kubikmeter Gas. Damit lassen sich über 26 Millionen Haushalte versorgen – und somit mehr als die Hälfte aller deutschen Haushalte. Seit Inbetriebnahme wurden bereits über 440 Milliarden Kubikmeter Erdgas durch diese Pipeline transportiert. Das Erdgas ist aber nicht ausschließlich für den deutschen Markt bestimmt. Ein nennenswerter Anteil wird auch ins weitere europäische Ausland transportiert. Über den Neubau der Pipeline Nord Stream 2 sollten 90 Prozent des Erdgases nach Ost- und Südeuropa weitergeleitet werden.

Wie hängt die Pipeline mit dem Ukraine-Krieg zusammen?

Der mögliche Gas-Lieferstopp hängt unmittelbar mit dem Ukraine-Krieg und den Sanktionen der westlichen Staaten zusammen. Das für Russland strategisch wichtige Prestigeprojekt Nord Stream 2 legte die Bundesregierung als Reaktion auf den Einmarsch vorerst auf Eis. Die Betreibergesellschaft soll deshalb bereits Mitarbeiter entlassen und Insolvenz angemeldet haben. Da die westliche Reaktion in Moskau auf großen Unmut stößt, lotet Russland nun geeignete Gegensanktion aus. Da Europa ein großer Importeur russischen Erdgases ist, kann der Lieferstopp über Nord Stream 1 die europäischen Staaten erheblich treffen.

Wie abhängig sind Deutschland und Europa von Nord Stream 1?

Die Abhängigkeit von russischem Erdgas ist groß – in Deutschland sogar noch größer als in der Europäischen Union. Im Jahr 2020 lag der Erdgasverbrauch in Deutschland bei etwa 87 Milliarden Kubikmeter und in der EU bei etwa 380 Milliarden Kubikmeter Erdgas. Nach Angaben des Bundeswirtschaftsministeriums bezieht Deutschland derzeit rund 55 Prozent seines Erdgases aus Russland. Für 2019 beziffert die European Union Agency for the Cooperation of Energy Regulators (ACER) den deutschen Import von russischem Erdgas auf 49 Prozent. In Europa kommen hingegen „nur“ 40 Prozent der Erdgasimporte aus Russland.

Bislang droht Moskau nur mit dem Abdrehen von Nord Stream 1. Daneben gibt es aber noch andere Leitungen von Russland nach Europa. Die meisten werden unter dem Namen „Transgas-Trasse“ zusammengefasst. Durch dieses Pipelinesystem – mit einer jährlichen Transportkapazität von 120 Milliarden Kubikmetern – fließen etwa zwei Drittel des russischen Gases nach Westeuropa. Im Zuge einer Sanktionierung von Nord Stream 1 könnte Russland auch dieses Pipelinesystem schließen – und damit die Gasimporte auf Eis legen.

Allein der Wegfall der Ostsee-Pipeline würde Europa bereits massiv belasten. Zwar reichen die Speicherstände der Gastanks noch für die laufende Kälteperiode aus. Für den kommenden Winter 2023 ist die Gasversorgung aber noch nicht in ausreichendem Maße durch Alternativlieferanten gesichert.

Nach Einschätzung der EU-Kommission hat Europa jedoch das Potenzial, von den 155 Milliarden Kubikmetern aus Russland importierten Erdgases effektiv 112 Milliarden Kubikmeter zu ersetzen. Neben dem Ausbau der erneuerbaren Energien soll dabei insbesondere Flüssiggas (LNG) eine erhebliche Rolle spielen. Das Problem: Es fehlt kurzfristig an ausreichenden Transportkapazitäten – also an Tankern und Häfen. Daher plant die Bundesregierung bereits den Bau von mehreren Flüssiggasterminals, beispielsweise in Brunsbüttel und Stade. Der Bau solcher Terminals dauert in Deutschland jedoch mehrere Jahre. Kurzfristig bleiben Deutschland und Europa damit abhängig von russischem Erdgas – und so anfällig für Versorgungsengpässe im kommenden Winter.

Wird meine Gasrechnung noch teurer, wenn Nord Stream 1 gestoppt wird?

Davon ist auszugehen. Zum einen wird der in den letzten Tagen stark gestiegene Erdgaspreis die Verbraucher mittelbar treffen, da die Erdgaspreise in der Regel erst zeitlich versetzt an die Verbraucher weitergegeben werden. Zum anderen könnte es „erhebliche Fehlentwicklungen am Erdgasmarkt“ geben, wie die „Zeit“ die Wissenschaftler der Leopoldina in einer kürzlich veröffentlichten Kurzstudie zitiert.

Wenn die europäischen Staaten es nämlich über den Sommer schaffen, die Gasspeicher zu füllen, „könnte Russland den Markt mit billigem Erdgas fluten und so den europäischen Gasimporteuren einen erheblichen Schaden zufügen“. Denn diese könnten ihr teuer eingekauftes Erdgas nicht mehr an die Verbraucher verkaufen. Wenn die Staaten hingegen ihre Gasspeicher in der Hoffnung auf niedrigere Gaspreise nicht füllen, könnte Russland das Angebot künstlich verknappen, wodurch der Erdgaspreis noch weiter steigen könnte. Und das trifft dann mittelbar auch den Verbraucher.

Bereits Mitte Februar warnte DIW-Chef Marcel Fratzscher bei „ntv“ vor den Folgen eines Gas-Lieferstopps. So könne es sein, dass Unternehmen eine Zeitlang schließen müssten, da das Heizen von Wohnungen wichtiger als die Industrie sei. Dies könnte dann neben einem starken Anziehen der Inflation – die ohnehin schon bei 5,1 Prozent liegt – auch in einer Rezession münden. Das wäre wirtschaftlich gesehen „dann wirklich der Super-GAU“.

Wie hoch die Kosten eines Gas-Lieferstopps wären, berechneten jüngst Ökonomen der Universitäten Bonn und Köln. Demzufolge könnte das deutsche Bruttoinlandsprodukt (BIP) um 0,5 Prozent bis 3 Prozent zurückgehen. Das entspricht zwischen 100 bis 1000 Euro Kosten pro Einwohner. Zum Vergleich: Durch die Corona-Pandemie sank das BIP um 4,5 Prozent.

Wie geht es jetzt weiter?

Kurzfristig bleibt Europa von russischem Erdgas abhängig. Ein Gas-Lieferstopp durch die Pipeline Nord Stream 1 würde Europa – insbesondere Deutschland – nochmals hart treffen. Verbraucher müssen sich daher auf weiter steigende Gas- und Ölpreise einstellen.

Langfristig spielt die Zeit aber für Europa. Die europäischen Staaten werden sich aus der russischen Abhängigkeit lösen können. Dadurch sollten sich die Preise wieder auf einem etwas höherem Niveau als zuvor normalisieren können. Doch der daraus für Russland entstehende wirtschaftliche Schaden kann die Langfristwirkung der westlichen Sanktionen sogar noch übertreffen.