Wassermangel und Klimakrise: integrierte Lösungen vonnöten - Transforming Economies

Prof. Dr. Dieter GertenPotsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK)

„Von Kohle und Öl wird früher oder später keine Rede mehr sein. Aber die Frage, wie man an das lebensnotwendige, durch nichts ersetzbare Wasser kommt, wird die Menschheit bis an ihr Ende begleiten.“ So schrieb ich vor wenigen Jahren einmal zum Thema Wassermangel (Gerten 2018) – ohne zu ahnen, wie rasch und miteinander verwoben diese Ressourcen-Fragen auch in Deutschland akut werden würden.

Wassermangel und Dürre – Grundsätzliches und Aktuelles

Vier Jahre später sind in vielen Teilen des Landes immer noch bzw. schon wieder die vielfältigen Auswirkungen einer jahrelangen Dürre zu spüren (obwohl im Sommer 2021 außergewöhnliche Fluten auftraten). Zudem müssen wir uns aktuell nicht nur um die sich leerenden Wasserspeicher, sondern aus bekannten Gründen auch um die Gasspeicher ernsthafte Sorgen machen.

Die Kombination von Trockenheit und Hitze 2018–2020 war zumindest in den letzten 250 Jahre einmalig (Rakovec et al. 2022). Sie hatte schwerwiegende, Milliarden teure Auswirkungen, unter anderem für die Landwirtschaft, deren Erträge teils um ein Drittel unter dem Niveau der Vorjahre lagen.

Massive Schäden erlitten vor allem auch die Fichtenwälder, die in Deutschland ein Viertel der Waldfläche ausmachen. Die Stabilität der Waldbestände ist durch das Defizit an Niederschlags- und Bodenwasser, die Hitze, die häufigeren Brände, Stürme und schließlich den (witterungsbedingt massenhaften) Borkenkäferbefall weiterhin gefährdet.

An den Flüssen zeigte sich der Wassermangel so, dass die Schifffahrt teilweise eingestellt werden musste, was zu Lieferschwierigkeiten und Produktverteuerungen führte. Zeitgleich war der Zustand vieler Gewässerökosysteme durch Fischsterben und Algenblüten beeinträchtigt.

Die Füllhöhe von Talsperren und Grundwasserspeichern verringerte sich bedenklich, was vereinzelt zu Trinkwasserknappheit bzw. Spannungen zwischen verschiedenen Wassernutzern führte (De Brito et al. 2020). Satellitendaten zeigen für Deutschland einen schon länger bestehenden rückläufigen Trend der Grundwasservorräte – ein Indiz für die Zukunft (Wunsch et al. 2022).

Der aktuelle Sommer ist in den meisten Gebieten bereits wieder außergewöhnlich trocken.

Klimawandel und Extremereignisse

Wenn auch eine Zuschreibung der Ursache(n) von Einzelereignissen komplex ist, lässt die Häufung, Dauer und Intensivierung der Extreme – Hitzewellen, Dürren, Hochwasser, Stürme, schneearme Mildwinter, rasche Gletscherschmelze und andere – keinen anderen Schluss zu, als dass der anthropogene Klimawandel die treibende Kraft ist.

Diese Entwicklung steht auch im Einklang mit den Simulationen von Klimamodellen, die eine deutliche Verschärfung der Lage erwarten lassen, wenn nicht die Erderwärmung rasch gestoppt wird.

Die Extreme lassen sich neuerdings auch physikalisch gut erklären:

• durch die höhere Wasseraufnahmekapazität wärmerer Luft
• durch sich infolge von Wechselwirkungen zwischen Bodenfeuchte, Vegetation und Niederschlag selbstverstärkende Dürren
• durch ein aufgrund übermäßiger Erwärmung der Arktis ausgelöstes Schlingern des ‚Jetstream‘, eines unser Wetter stark bestimmenden Höhenwindbands (Rousi et al. 2022).

Zudem spielen fallweise natürlich auch nicht-klimatische Faktoren eine Rolle, wie zum Beispiel die Intensität der Wasser- und Landnutzung, die Begradigung von Fließgewässern und die Flächenversiegelung.

Die immer extremeren klimatischen Verhältnisse in Deutschland dürfen indes nicht isoliert betrachtet werden: Kein Jahr vergeht mehr, ohne dass große Gebiete von immer neuen Hitzerekorden und Dürren erfasst werden.

Aktuell betrifft dies neben West- und Mitteleuropa auch Norditalien, wo die schon seit dem Winter fortdauernde Trockenheit eine handfeste Wasserkrise auslöst und die internationale Steigerung der Lebensmittelpreise zusätzlich befördert.

Oder auch Kalifornien, das sich am Beginn oder bereits inmitten einer jahrzehntelangen „Megadürre“ wähnt, für deren Bewältigung die im 20. Jahrhundert errichtete Wasserversorgungsinfrastruktur immer mehr an ihre Grenzen stößt.

Wir leben nun auf einem sich drastisch erwärmenden und von Wetterextremen übersäten Planeten (Fischer et al. 2021), was radikale und ressortübergreifende Vermeidungs- und Anpassungsstrategien erfordert.

Notwendiger Paradigmenwandel in der Wasserwirtschaft

Die sehr rasche, komplette Reduzierung der Emissionen von Treibhausgasen zur Eindämmung des globalen Klimawandels ist nur eine – wenngleich essentielle – Maßnahme, einer weiteren Verknappung der Süßwasserressourcen vorzubeugen.

Was aber muss darüber hinaus getan werden?

Hier ist es wichtig, festzuhalten, dass „Wasserknappheit“ immer durch das Verhältnis von Angebot zu Nachfrage bestimmt wird. Was die Wassernachfrage und die Wasserbewirtschaftung allgemein angeht, so haben wir uns auf Pfadabhängigkeiten begeben: Die Annahme, dass die Wasservorräte immer nur in bekannten Dimensionen schwanken und dass riesige Staudämme, Bewässerungsanlagen, Flussumleitungen, Grundwasserpumpen oder Meerwasserentsalzungsanlagen die Wasserversorgung – komme was wolle – gewährleisten können, entstammt den klimatisch feuchteren, verlässlicheren Zeiten früherer Jahrzehnte.

Schon in den 1990er Jahren – als sich die ökologischen, sozialen und wirtschaftlichen Probleme vieler dieser Techniken mehrten sowie erste Auswirkungen des Klimawandels auftraten – zeigte sich aber, dass ein Bruch mit der Vorstellung unbegrenzt ausschöpfbarer Wasservorräte nötig ist und ein Paradigmenwandel vom „harten“ zu einem „weichen“ Pfad der Wassernutzung stattfinden muss (Gleick 2018).

Diese Umorientierung umfasst unter anderem

• die Stärkung dezentraler Bewirtschaftungsmethoden
• eine effizientere Versorgungsinfrastruktur
• faire Preisgestaltung
• gerechte Wasserzuteilung
• die Beteiligung verschiedener Nutzer an Entscheidungen.

Hinter all dem steht der Gedanke, nicht immer mehr Wasserressourcen zu erschließen, um alle erdenklichen Bedürfnisse zu befriedigen – sondern stattdessen die Wassernachfrage an die vorhandenen Wassermengen anzupassen und die natürlichen Grenzen ihrer Regeneration anzuerkennen.

Option wassersparende Landwirtschaft

Das immense Potenzial solcher wassersparender Maßnahmen in der Landwirtschaft – als Beispiel der vielen Möglichkeiten, die sich auch in anderen Bereichen bieten (Umweltbundesamt 2022) – haben wir einmal auf globaler Ebene simuliert (Jägermeyr et al. 2017).

Die weltweite landwirtschaftliche Wassernutzung könnte um 20 Prozent verringert und dabei sogar noch die Agrarproduktion deutlich erhöht werden. Wenn es gelänge

• auf allen Ackerflächen die Hälfte ansonsten ablaufenden Wassers zum Beispiel in Zisternen zwecks Nutzung in Trockenzeiten aufzufangen.
• die Hälfte der ‚unproduktiven‘ Verdunstung aus dem Boden z.B. durch Abdecken mit Stroh zu halbieren und so das Bodenwasser den Pflanzen zum Biomasseaufbau zu überlassen.
• die (oft erstaunlich geringe) Effizienz bestehender Bewässerungsanlagen zu optimieren.

Aber ein weiter voranschreitender Klimawandel würde diesen – für die zukünftige Welternährung unabdingbaren – Gewinn teils wieder ruinieren. Außerdem würde er die ohnehin steigende Abhängigkeit wasserarmer Länder vom „virtuellen Wasserhandel“ (dem Import von Waren, deren Produktion große Wassermengen in den Exportländern erfordert – was letztlich auch die Endverbraucher in die Pflicht nimmt) noch prekärer machen.

Denn es ist längst nicht mehr undenkbar, dass nicht nur die Importländer sondern gleichzeitig auch bedeutende Exportländer von ertragsmindernden Dürren heimgesucht werden. Schließlich haben leider auch die erneuerbaren Energieträger, namentlich Wasserkraft und Biomasse, einen teils hohen Wasserbedarf (Gerten & Stenzel 2022).

Integrierte, langfristige, globale Perspektive

Diese Verschränkungen und Dilemmata bedeuten, dass die Energie-, die Wasser- und die Landnutzung gleichermaßen auf „weiche“, erneuerbare Pfade umgelenkt, eng verzahnt und global gedacht werden müssen.

Deutschlands neue Nationale Wasserstrategie, der Green Deal sowie die schon länger bestehende Deutsche Anpassungsstrategie an den Klimawandel sowie die EU-Wasserrahmen- und Hochwasserrisikomanagement-Richtlinien weisen den Weg. Aber es braucht sicher noch mehr, um uns auf Wasserkrisen aller Art vorzubereiten bzw. diese abzuwenden. Auch für die Industrie gibt es hier zahlreiche Innovations- und Anwendungsmöglichkeiten.

Die Aufrechterhaltung von Wasserkreisläufen, der Schutz von Gewässerökosystemen und die schonende Nutzung der begrenzten Süßwasserressourcen sind eine lebensnotwendige Grundlage für unsere Gesellschaften – wie eingangs gesagt bis in alle Zeiten.

Literatur

Fischer, E.M., Sippel, S., Knutti, R. 2021. Increasing probability of record-shattering climate extremes. Nature Climate Change 11,  689–695.

Gerten, D. 2018 (2. Aufl. 2020). Wasser: Knappheit, Klimawandel, Welternährung. C.H.Beck, München.

Gerten, D., Stenzel, F. 2022: Wassermangel und Klimawandel: noch ein Dilemma mehr. Universitas 2/22, 26–31.

Gleick, P.H. 2018. Transitions to freshwater sustainability. PNAS 115, 8863–8871.

Jägermeyr, J., Pastor, A., Biemans, H., Gerten, D. 2017. Reconciling irrigated food production with environmental flows for Sustainable Development Goals implementation. Nature Communications 8, 15900.

De Brito, M.M., Kuhlicke, C., Marx, A. 2020. Near-real-time drought impact assessment: a text mining approach on the 2018/19 drought in Germany. Environmental Research Letters 15, 1040a9.

Rakovec, O., Samaniego, L., Hari, V. et al.  2022. The 2018–2020 multi-year drought sets a new benchmark in Europe. Earth’s Future 10, e2021EF002394.

Rousi, E., Kornhuber, K., Beobide-Arsuaga, G., Luo, F., Coumou, D. 2022. Accelerated western European heatwave trends linked to more-persistent double jets over Eurasia. Nature Communications 13, 3851.

Umweltbundesamt 2022. Trockenheit in Deutschland – Fragen und Antworten. (zuletzt aufgerufen am 27.7.2022)

Wunsch, A., Liesch, T., Broda, S. 2022. Deep learning shows declining groundwater levels in Germany until 2100 due to climate change. Nature Communications 13, 1221.

Weitere Beiträge zum Thema auf unserem Blog:

 Städtische Lebensmittelproduktion: Mehr als ein wenig Gärtnern von Dr. Grit Bürgow, TU Berlin

Zunehmende Knappheiten – die Rolle der Produktivität von Dr. Thieß Petersen, Bertelsmann Stiftung

Die Rolle von Narrativen auf dem Weg zu einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft von Machteld Simoens, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg und Dr. Anran Luo, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung