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Energieforschungsplan EVUPLAN, Treibhausgasneutrale Stromerzeugung bis 2035 - Vergleich von Instrumenten für einen Erdgasausstieg

Die Dekarbonisierung der Stromerzeugung ist von zentraler Bedeutung zum Erreichen der nationalen und europäischen Klimaschutz- und Energieziele. Die G7 verpflichten sich zu dem Ziel einer überwiegend dekarbonisierten Stromversorgung bis 2035 und Sie bekennen sich dazu die Kohleverstromung zu beenden. Im Vorhaben sollen neben qualitativen Analysen auch modellbasierte Analysen für eine treibhausgasneutrale Stromerzeugung Deutschlands bis 2035 im europäischen Binnenmarkt durchgeführt werden. In einem ersten Schritt sollen dafür Szenarien berechnet werden, die eine Entwicklung unter den aktuellen nationalen und europäischen Beschlüsse zum Klimaschutz berücksichtigen. Darauf aufbauend sollen Instrumente entwickelt, modelliert und bewertet werden, die eine nahezu treibhausgasneutrale Stromerzeugung in Deutschland bis zum Jahr 2035 ermöglichen. Dabei sollen sowohl Instrumente untersucht werden, die durch Innovationsförderung und/oder Subventionen Erdgas aus dem Markt drängen und dafür Wasserstoff oder wasserstoffbasierte Brennstoffe anreizen (Innovationsstrategie), als auch solche Instrumente, die durch Pönalisierung zu einem Ausstieg führen (Exnovationsstrategie). Von besonderer Bedeutung für die Transformation der Stromversorgung ist neben dem schnellen Ausbau der erneuerbaren Energien insbesondere die Verzahnung mit dem Aufbau der Wasserstoffinfrastruktur und der Bereitstellung von Wasserstoff. Dies ist für die Dekarbonisierung der brennstoffbasierten Stromerzeugung von zentraler Bedeutung. Vor diesem Hintergrund braucht es weitere Untersuchungen zur Entwicklung der Gasverstromung bis 2035 und darüber hinaus, sowie zu der Verzahnung der Entwicklung im Kraftwerkspark mit dem Aufbau der Wasserstoffinfrastruktur und der Bereitstellung von Wasserstoff.

KliBiW - Analyse der Hochwasserverhältnisse

In den bisherigen Projektphasen von KliBiW wurde u.a. die Entwicklung der Hochwasserverhältnisse in der Vergangenheit bis heute sowie deren mögliche Veränderung in der Zukunft analysiert. Die Untersuchung der gegenwärtigen Situation erfolgte anhand von Aufzeichnungen an Fließgewässerpegeln in ganz Niedersachsen, mit Ausnahme der tidebeeinflussten Gebiete an der Küste sowie der großen Ströme von Ems, Weser und Elbe. Es wurden unter anderem die Entwicklungen (Trends) von Abflusskenngrößen, welche die Hochwasserverhältnisse charakterisieren, über einen bestimmten Zeitraum untersucht. Hierzu zählten unter anderem der Abflussscheitel bei Hochwasser, das Wellenvolumen von Hochwasserereignissen sowie deren Häufigkeit. Dabei wurde sowohl die Stärke des Trends, also der Grad der Veränderung über die Zeit, ermittelt, als auch die statistische Signifikanz, also ob die berechnete Veränderung mit der Zeit nicht zufällig ist und wahrscheinlich eine systematische Ursache besitzt. Die Simulation der Abflüsse in der Zukunft erfolgte unter anderem anhand des hydrologischen Modells PANTA RHEI, das auch im operationellen Betrieb für die Hochwasservorhersage beim NLWKN genutzt wird. Die Simulationen erfolgten für die sieben ausgewählten Einzugsgebiete der Risikogewässer in Niedersachsen auf Basis von zwei Klimaszenarien : einem Szenario ohne Klimaschutz (RCP8.5) und einem Szenario mit Klimaschutz (RCP2.6) für den Zeitraum 1971 bis 2100 (vgl. Hajati et al., 2022 ). Als Antrieb diente je ein Ensemble von regionalen Klimamodellen , welches die Bandbreite der möglichen zukünftigen Entwicklungen repräsentiert. Die Ermittlung der zukünftigen Veränderungen erfolgte auf Basis 30jähriger Mittelwerte für die Mitte des Jahrhunderts (2031-2060) und das Ende des Jahrhunderts (2071-2100), jeweils im Verhältnis zu dem Referenzzeitraum (1971-2000) an insgesamt 61 ausgewählten Pegeln. Im Fall des Szenarios RCP8.5 weisen die Ergebnisse auf eine im Mittel deutliche Verschärfung der Hochwasserverhältnisse in der Zukunft hin. So käme es bereits zur Mitte des Jahrhunderts (2031-2060) regional zu einer Zunahme der Hochwasserscheitelabflüsse, vor allem im Sommerhalbjahr. Am Ende des Jahrhunderts (2071-2100) wären diese Tendenzen nochmals deutlicher und fast landesweit ausgeprägt. Einzig der Harz scheint hiervon ausgenommen zu sein. Allerdings sind die Ergebnisse hier aufgrund der kleinräumigen Topographie sowie der geringen Größe der maßgeblichen Einzugsgebiete mit Vorsicht zu interpretieren, da die verwendeten klimatischen Modelldaten keine hierfür geeignete räumliche und zeitliche Auflösung aufweisen. Hochwasserabflüsse anderer Jährlichkeiten (z.B. HQ5, HQ100) zeigen ähnliche räumliche und zeitliche Muster der Veränderung. Auch die anderen Charakteristika der Hochwasserverhältnisse (Häufigkeit, Dauer, Wellenvolumen) deuten auf eine Verschärfung der Situation in der Zukunft, regional bereits zur Mitte des Jahrhunderts. Im Fall des Szenarios RCP2.6 würden sich die Hochwasserverhältnisse im Mittel hingegen nur wenig verändern. Sowohl zur Mitte als auch zum Ende des Jahrhunderts würden die Hochwasserabflüsse im Winterhalbjahr geringfügig abnehmen, vor allem im südlichen Niedersachsen. Im Sommerhalbjahr käme es zu einer fast landesweiten leichten Zunahme. Hiervon ausgenommen wäre wieder die Region um den Harz, wo keine nennenswerten Veränderungen zu erkennen sind.

Hydrogeologische Karte von Niedersachsen 1 : 50 000 – Änderung der mittleren jährlichen Grundwasserneubildung für den 30-jährigen Zeitraum 2071-2100 zu 1971-2000, Klimaschutz-Szenario (RCP2.6) (WMS Dienst)

Die Karte zeigt die modellierte Änderung der mittleren jährlichen Grundwasserneubildung für den 30-jährigen Zeitraum 2071-2100 zu 1971-2000 in mm/a berechnet mit dem „Klimaschutz“-Szenario (RCP2.6).Grundwasser ist ein Rohstoff, der sich regenerieren und erneuern kann. Hauptlieferant für den Grundwasservorrat ist in Niedersachsen versickerndes Niederschlagswasser. Es sorgt dafür, dass die Grundwasservorkommen der Speichergesteine im Untergrund aufgefüllt werden. Besonders hoch ist die Grundwasserneubildung im Winter, da zu dieser Zeit ein großer Teil der Niederschläge im Boden versickert. In den wärmeren Jahreszeiten verdunstet dagegen ein großer Teil des Niederschlags bereits an der Oberfläche oder wird von Pflanzen aufgenommen. Die Grundwasserneubildung ist räumlich stark unterschiedlich verteilt. Sie hängt ab von der Niederschlags- und Verdunstungsverteilung, den Eigenschaften des Bodens, der Landnutzung (Bewuchs, Versiegelungsgrad), dem Relief der Landoberfläche, der künstlichen Entwässerung durch Drainage, dem Grundwasserflurabstand sowie den Eigenschaften der oberflächennahen Gesteine. Da sich diese Parameter in Niedersachsen zum Teil auf kleinstem Raum deutlich unterscheiden, unterliegt auch die Grundwasserneubildung großen lateralen Schwankungen. Um die Grundwasserneubildung zu ermitteln, gibt es verschiedene Verfahren. Die vorliegenden Karten zeigen die flächendifferenzierte Ausweisung der mittleren Grundwasserneubildung, die mit dem Verfahren mGROWA (kurz für „monatlicher Großräumiger Wasserhaushalt“) berechnet wurde. Das Model mGROWA wurde für die großräumige Simulation des Wasserhaushalts am Forschungszentrum Jülich in Zusammenarbeit mit dem LBEG entwickelt (Herrmann et al. 2013) und seit 2016 für Niedersachsen methodisch aktualisiert. Zusätzlich wurde eine Reihe neuer Eingangsdaten verwendet, um ein aktuelle Datengrundlagen für wasserwirtschaftliche Planungsarbeiten und wasserrechtliche Genehmigungsverfahren zu liefern. Als klimatische Inputdaten wurden tägliche und monatliche Klimaprojektionsdaten genutzt. Die Klimaprojektionsdaten stellen die Ergebnisse eines Ensembles aus verschiedenen Klimamodellen dar (das Niedersächsische Klimaensemble AR5-NI v2.1 siehe Hajati et al. (2022)). Die Daten wurden vom Deutschen Wetterdienst bereitgestellt. Datengrundlage dessen ist das EURO-CORDEX Ensemble (Jacob et al., 2014). Im Rahmen des BMVI-Expertennetzwerks fand durch den DWD eine Herunterskalierung von einem 12,5 km auf ein 5 km Raster statt. Die Klimamodelle sind mit dem „Klimaschutz“-Szenario (RCP2.6) angetrieben. Dabei handelt es sich um ein Szenario des IPCC (Weltklimarat), welches deutliche Anstrengungen beim Klimaschutz und niedrigen Emissionen bedeutet. Die Ergebnisse aller Klimamodelle sind gleich wahrscheinlich. Daher kann neben dem Mittelwert, der eine Tendenz aufzeigt, auch der obere (Maximum) und untere (Minimum) Rand der Ergebnisbandbreite über den MapTip abgerufen werden. Für eine bessere Regionalisierung wurden die klimatischen Eingangsparameter Niederschlag und potentielle Verdunstung mit bilinearer Interpolation auf ein 500 x 500 m Raster für mGROWA22 herunterskaliert.

Katrin Eder: „Weil nicht alle Wälder gleich sind, aber jeder Hektar Wald zählt, brauchen wir für jeden Standort die bestmöglichen Maßnahmen, um unsere Wälder zu erhalten und an den Klimawandel anzupassen“

Klimaschutzministerin Katrin Eder stellt gemeinsam mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Forschungsanstalt für Waldökologie und Forstwirtschaft (FAWF) Ergebnisse aus dem umfangreichen Forschungsprogramm Klimawald 2100 vor – Wasserrückhalt, Umgang mit Buchen, Artenvielfalt auf Störungsflächen sowie Kommunikation und Partizipation als zentrale Themen „Mit 43 Prozent Waldanteil ist Rheinland-Pfalz das waldreichste Bundesland. Doch Wald ist nicht gleich Wald. Während die Wälder in der Pfalz auf Buntsandsteinböden wachsen, die zwar viel Wasser aufnehmen aber nur begrenzt Wasser halten können, sind die Böden im Hunsrück lehmig und Wasser kann nur langsam versickern, wir haben Wälder in tieferen und oft flachen Gebieten und solche in höheren Lagen mit steilen Hängen. Daran erkennt man: Man kann nicht jeden Wald gleich bewirtschaften. Weil aber jeder Hektar Wald zählt, müssen wir alles daransetzen, diesen zu erhalten – und damit für jeden Standort die bestmöglichen Maßnahmen finden. Dies gelingt nur mit umfangreicher wissenschaftlicher Forschung“, so Klimaschutzministerin Katrin Eder am heutigen Montag bei der Vorstellung der Ergebnisse des Forschungsprogramms Klimawald 2100. Dieses gab die Landesregierung im Jahr 2022 angesichts der vorausgehenden Dürrejahre und des fortschreitenden Klimawandels bei der Forschungsanstalt für Waldökologie und Forstwirtschaft (FAWF) zeitlich befristet bis 2025 in Auftrag. Die Forschenden untersuchten dabei vier Themenschwerpunkte: Den Wasserrückhalt, den Umgang mit Buchen, die Artenvielfalt auf Störungsflächen sowie die Kommunikation über die Auswirkungen des Klimawandels auf den Wald. Da sich die Verfügbarkeit und der Abfluss von Wasser im Wald auch auf die Artenvielfalt und die Vitalität unserer Hauptbaumart, der Buche, auswirkt, ist das Thema Wasser zentral. Maßnahmen sollen zu mehr Grundwasserneubildung und mehr Hochwasserschutz beitragen Anhand von Modellrechnungen mit regionalisierten Klimaprojektionen bis ins Jahr 2100 wird etwa in der Modellregion Soonwald deutlich: Extreme nehmen zu. Bezogen auf die Grundwasserneubildung zeigen die Untersuchungen einen oberflächennahen Grundwasserleiter mit rascher Umsatzzeit und einen tieferen Grundwasserleiter, in dem aber nur relativ wenig Sickerwasser ankommt, da beide Stockwerke durch einen Stauhorizont mit geringer Wasserleitfähigkeit getrennt sind. Hinzukommt, dass der Boden schwer ist und Wasser nur langsam versickern kann. Außerdem werden unsere Sommer trockener und es gibt insgesamt mehr Starkregenereignisse. Für den Wald, aber auch für die umgebenden Ortschaften bedeutet das: Die Menge an Bodenwasser geht zurück und Bäume geraten zunehmend unter Trockenstress, weil viel Wasser bei starken Niederschlägen, genauso wie bei ausgetrocknetem und damit kaum mehr aufnahmefähigem Boden oberflächig abfließt. Viel Oberflächenabfluss bedeutet, dass das Niederschlagswasser direkt in die Bäche und Flüsse fließt. Dies kann zu mehr Hochwasser und zu weniger Trinkwassergewinnung führen. Für den Wald bedeutet es mehr Trockenstress und damit mehr Anfälligkeit für Baumkrankheiten und Schädlinge sowie verlangsamtes Wachstum. „Wir alle brauchen sauberes Trinkwasser und müssen uns vor Hochwasser schützen. Deshalb ist es überall im Wald wichtig, das Wasser im Wald flächig zu verteilen, damit möglichst viel versickert und möglichst wenig Wasser oberflächig abfließt. Dort, wo das Wasser aber aufgrund der Bodenverhältnisse, von Hanglagen oder oberflächennahen Grundwasserleitern von Natur aus weniger und weniger tief versickern kann, brauchen wir zusätzliche Maßnahmen. Die Untersuchungen zeigen, dass hier eine Kombination aus vorzugsweise natürlichen, aber auch baulichen Maßnahmen sinnvoll ist“, so Katrin Eder. Natürliche Maßnahmen sind beispielsweise die Renaturierung von Gewässern und die Schaffung sowie der Erhalt von Auenlandschaften; bauliche Instrumente sind unter anderem etwa Rigolen, also befahrbare, aber wasserdurchlässige Wege, das Anlegen von Mulden, der Verschluss alter Entwässerungsgräben und das Ziehen von Gräben, die parallel zum Hang verlaufen, um die Fließgeschwindigkeit des Wassers bei Starkregen zu brechen. 75 Prozent der Fichten stehen im Vergleich zu den Vordürrejahren (2018) noch in Rheinland-Pfalz – Umgang mit Störflächen auch in Zukunft aktuell Seit den Dürrejahren ab 2018 sind aufgrund von Borkenkäferbefall und Sturmwürfen 35.000 Hektar Fichtenflächen ausgefallen. Rheinland-Pfalz weit leben noch rund 75 Prozent der Fichten im Vergleich zu den Vordürrejahren (2018). Aufgrund des fortschreitenden Klimawandels werden sogenannte „Störflächen“ und der Umgang mit ihnen weiterhin ein Thema bleiben. Sie wirken sich sowohl auf den Wasserrückhalt im Wald als auch auf die Artenvielfalt aus. Untersuchungen haben ergeben, dass dort 30 Prozent mehr Wasser oberflächig abfließt und freigesetzte Nähr- und Schadstoffe in Bäche und Flüsse oder ins Grundwasser transportiert werden. Tonige Standorte können das überschüssige Wasser nicht aufnehmen, auf sandigen Böden kommt es zu einer raschen Drainage in tiefere Schichten, wobei das Sickerwasser ebenfalls gelöste Nähr- und Schadstoffe mit sich führt. Insgesamt wirken Schadflächen als „Abflusstrigger“ – mit steigenden Flächenanteilen im Klimawandel werden Erosions- und Sturzflutrisiken zunehmen, ergaben die Untersuchungen der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der FAWF. „Unsere Untersuchungen zeigen positive Effekte des teilweisen Belassens von Totholzstrukturen sowohl auf die Biodiversität als auch auf die natürliche Wiederbewaldung. Zur Humusanreicherung und als Lebensraum für viele Arten wird im Staatswald ohnehin Totholz im Rahmen der planmäßigen Bewirtschaftung im Wald belassen, hier geht es konkret um durch Störungen wie Windwurf und Schaderreger geschaffene Flächen, bei denen viel Totholz anfällt“, so Dr. Ulrich Matthes, Leiter der FAWF. „Hier entsteht ein Spannungsfeld zwischen Holznutzung, Waldschutz, Arbeitsschutz, Verkehrssicherung, Biodiversität und einer natürlichen Wiederbewaldung, das gut ausbalanciert werden muss. Auch hier kommt es vor allem auf den Standort und auf das Ausmaß anfallenden Totholzes an. Liegendes Totholz kann als Barriere wirken, um den Wasserabfluss zu bremsen, auch gibt es hier weniger Wildverbiss. Ist die Wilddichte aber hoch, ist hier auch das Wildtiermanagement schwieriger. Auf Freiflächen entsteht die natürliche Wiederbewaldung eher durch Pionierbaumarten, deren Samen vor allem mit dem Wind verbreitet werden, dazu zählt etwa die Birke. Auf Flächen mit stehendem Totholz, haben neben diesen Baumarten zusätzlich solche größere Chancen, deren Samen über Vögel verbreitet werden, etwa Ebereschen. Aufgrund unterschiedlicher Keimungsbedingungen und Eintragswege von Samen können sich Freiflächen und Totholz hinsichtlich der Gehölzartenvielfalt ergänzen. Sind in der näheren Umgebung aber keine geeigneten Mutterbäume, deren Samen so verbreitet werden können, werden dort, wo einst Fichten waren, auch vorerst vorrangig nur wieder Fichten und Bäume mit leichten Samen wachsen. Auf solchen Flächen ist es notwendig, kleinflächig und punktwirksam standortangepasste, klimaresiliente und überwiegend heimische Baumarten zu ergänzen; daneben kommen in bemessenem Umfang auch Baumarten zum Einsatz, die zwar nicht standortheimisch sind, von denen aber eine gute Anpassungsfähigkeit an die sich im Zuge des Klimawandels ändernden Standortbedingungen und eine gute Integrationsfähigkeit in das heimische Ökosystem erwartet werden kann“, so Matthes weiter. Daneben wurde auch untersucht, welche Tiere und Pilze jeweils vorkommen. Über verschiedene Organismengruppen zeigt sich, dass ein Nebeneinander von Freifläche und Totholz die Gesamtartenvielfalt stärkt. Neben klassischen Kartierungen kamen dort Verfahren mit künstlicher Intelligenz zum Einsatz. Buche bis Mitte des Jahrhunderts klimatisch gut geeignet – danach hängt es von der Klimaentwicklung ab Das Wissenschaftsteam hat zudem mithilfe von Modellrechnungen analysiert, wie es weiterhin um die Buche stehen wird, mit rund 23 Prozent ist sie gegenwärtig die am häufigsten vorkommende Baumart in Rheinland-Pfalz. Bis Mitte des Jahrhunderts bleibt die Buche in Rheinland-Pfalz überwiegend klimatisch sehr gut geeignet, erste Einschränkungen zeigen sich nur in den warmen Regionen wie im Mainzer Becken und im Oberrheingraben. Ab diesem Zeitpunkt hängt es stark davon ab, wie die Erderwärmung voranschreitet. Im pessimistischsten Szenario RCP 8.5, das einen starken Klimawandel ohne ambitionierten Klimaschutz abbildet, wären Ende des Jahrhunderts nur noch etwa ein Viertel der Landesfläche für die Buche gut bis sehr gut geeignet, auch in den Mittelgebirgen werden teilweise deutliche Einschränkungen modelliert. Junge Buchen können von Durchforstungen profitieren Auch der Einfluss von Durchforstungen wurde ökophysiologisch und mittels Jahrringanalysen untersucht. „Junge Buchen profitieren, wenn sie ausreichend mit Wasser versorgt sind und genügend Licht haben. Sie fallen aber bei Trockenstress in ihrer Leistungsfähigkeit zurück“, erläuterte Ulrich Matthes. Fortbildungen und Kommunikationshilfen für Forstleute erstellt Das vierte Kapitel zur Kommunikation und Partizipation beschäftigt sich unter anderem mit Fragen, wie die Auswirkungen des Klimawandels im Wald von der Öffentlichkeit und unter Forstleuten wahrgenommen werden. Die Ergebnisse deuten an, dass Forstleute damit konfrontiert sind, dass ihr Erfahrungswissen und die Wahrnehmung als Waldexperte von Teilen der interessierten Öffentlichkeit in Frage gestellt wird. Neben den trockenheitsbedingten Kalamitäten spielt dabei auch die von Forstleuten wahrgenommene prononcierte Kritik an der Forstwirtschaft durch in die mediale Öffentlichkeit drängende Personen sowie das Empfinden einer gesellschaftlichen Geringschätzung forstlicher Arbeit eine große Rolle. „Insgesamt wird deutlich, dass klimabedingte Waldveränderungen nicht als isoliertes Phänomen betrachtet werden und werden können. Die Veränderungen, die wir zurzeit im Wald beobachten, haben Ursachen, Auswirkungen und Zusammenhänge jenseits des Waldrandes, wie unsere Beziehung zur Natur, den Umgang mit Ressourcen, das Wirtschaftssystem und vieles mehr. Auch deshalb sind Gespräche über Wald-Klima-Krisen so emotional“, so Matthes. „Damit der Forstsektor sich den komplexen Herausforderungen der Wald-Klima-Krise angemessen stellen kann, ist es unverzichtbar, die damit verbundenen Unsicherheiten offen zu thematisieren. Nur so können im Austausch gemeinsame Lösungen identifiziert und auch die individuelle Belastung für Waldverantwortliche abgemildert werden. Zur besseren Kommunikation wurden daher verschiedene Fortbildungen, Handreichungen und Dialogformate konzipiert und durchgeführt“, so Matthes weiter. Zu den vorgestellten Ergebnissen werden nach Abschluss zusätzlicher Untersuchungen weitere kommen, etwa kleinräumige Modellrechnungen zu den naturwissenschaftlichen Fragestellungen. Auch der Einsatz quantitativer Methoden der Sozialforschung zur vertiefenden Untersuchung der aufgeworfenen Forschungsfragen im Bereich der öffentlichen Kommunikation und Partizipation werden erwogen. Nach Abschluss der relevanten Forschungsarbeiten wird ein Gesamtbericht veröffentlicht.

Entwicklung von nachhaltigen globalen Klimaschutzszenarien

In der Klimaökonomie gibt es Bemühungen, Mängel des konventionellen Integrated Assessment Modelling (IAM) sowohl durch die Verfeinerung bestehender Modelle als auch durch ganz neue Ansätze zu überwinden. Beides zielt unter anderem darauf ab, auch besonders nachhaltige Klimaschutzpfade aufzuzeigen. Das UBA ist bestrebt, seine breite und tiefe umweltwissenschaftliche Expertise in diese fachspezifischen Diskussionen und Entwicklungen direkt mit einzubringen. Durch das avisierte Leuchtturm-Projekt soll aber auch die Expertise des UBAs durch den Ausbau der hausinternen Analyse- und Modellierungskompetenz für globale Klimaszenarien erweitert werden, um auch selbstständig oder in Kooperation mit Partnerschaftsinstitutionen eigene globale Klimaschutzszenarien entwickeln zu können, die wirtschaftlich, ökologisch und sozial nachhaltig sind. Die RESCUE2-Ergebnisse für die deutsche und die europäische Klimapolitik sind dabei der Ausgangspunkt der Überlegungen und stellen ein sehr gutes Beispiel für den Nutzen eigener Klimaschutzszenarien dar.

Zukunftsfähiges Wassermanagement kommunaler Wasserversorger in Zeiten des Klimawandels, Teilprojekt 3

Zukunftsfähiges Wassermanagement kommunaler Wasserversorger in Zeiten des Klimawandels, Teilprojekt 4

Klimaforschungsplan KLIFOPLAN, Machbarkeitsstudie zur Entwicklung integrierter Energie- und Treibhausgasszenarien zum kommunalen Klimaschutz in Deutschland zur Abbildung deutschlandweiter kommunaler Klimaschutzpotenziale in Abhängigkeit von nationalen Maßnahmen

a) Zielstellung, fachliche Begründung: Ziel des Vorhabens ist es eine Machbarkeitsstudie für Szenarien zum kommunalen Klimaschutz zu entwickeln. Diese Szenarien sollen ein tiefgehenderes Verständnis zu kommunalen Klimaschutzpotenzialen und ihren Abhängigkeiten von und Rückkopplungen zum nationalen Klimaschutz ermöglichen. Dadurch sollen Rückschlüsse für den Unterstützungsrahmen für Kommunen abgeleitet werden. Besonders zu evtl. Anpassungsbedarf in der NKI, aber auch für die Zusammenarbeit mit den Bundesländern, die mittlerweile vereinzelte Pflichtaufgaben für Kommunen im Klimaschutz formulieren. Die Machbarkeitsstudie soll abbilden, wie integrierte Energie- und Treibhausgasszenarien zum kommunalen Klimaschutz in Deutschland erstellt werden könnten. Diese sollen in der Lage sein, diverse Detailfragen zu kommunalen Klimaschutzpotenzialen sowie den Rückkopplungen zwischen kommunalem und nationalem Klimaschutz zu beantworten. b) Output: Output des Vorhabens wird eine Machbarkeitsstudie, die das konkrete Vorgehen darstellt, wie integrierte Energie- und Treibhausgasszenarien zum kommunalen Klimaschutz erstellt werden können.

Ressortforschungsplan 2024, Begleitforschung zur Umweltwirkung der Kohlenstoffwirtschaft

Verschiedene Klimaschutzszenarien zeigen eine unterschiedliche Menge an unvermeidbaren Restemissionen im Jahr 2045. Um bis dahin Treibhausgasneutralität zu erreichen, sollen technische Senken ergänzend zu natürlichen Senken genutzt werden, um diese Emissionen auszugleichen. Dafür steht ein begrenzter Speicherplatz zur Verfügung, der bisher fast ausschließlich für CO2 aus fossilen Prozessen genutzt wird. In dem Forschungsvorhaben 'Begleitforschung zur Umweltwirkung der Kohlenstoffwirtschaft' wird die Speicherung von CO2 in geologischen Formationen betrachtet. Um eine langfristig sichere Einlagerung zu gewährleisten, werden Anforderungen an ein Verfahren zur Identifikation umweltverträglicher CO2-Speicher geprüft, sowie an ein dauerhaftes Monitoring. Weiterhin werden die Auswirkungen von Leckagen auf Klima und Umwelt analysiert. Ein möglicher Markthochlauf von der CCS-Technologie wird betrachtet hinsichtlich der notwendigen Ressourcen, möglichen Konkurrenzen und des Zeitbedarfs zum Aufbau einer CO2-Infrastruktur.

Untersuchungsgebiet und Methodik von KliBiW

Übersicht über die Untersuchungsräume von KliBiW im Bereich Oberflächenabfluss Übersicht über die Untersuchungsräume von KliBiW im Bereich Grundwasser Anhand von beobachteten Niederschlags- und Klimadaten an Messstationen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) wurden die klimatischen Trends der Vergangenheit analysiert. Die Betrachtung der zukünftigen Klimaverhältnisse erfolgte bisher auf Basis von zwei Treibhausgas-Szenarien . In früheren Projektphasen (Phase 1 bis 5) wurde zunächst das gemäßigte Szenario SRES-A1B herangezogen. In den späteren Projektphasen (Phase 6 bis 7) lag der Fokus auf dem Szenario ohne Klimaschutz RCP8.5. In der Projektphase 8 wird zusätzlich auch ein Szenario mit Klimaschutz (RCP2.6) betrachtet. Mit Hilfe von Ensembles verschiedener globaler und regionaler Klimamodelle (aus den Projekten EURO-CORDEX und ReKliEs-De ) werden die zukünftigen Veränderungen bis zum Jahr 2100 ermittelt. Grundlage sind dabei regionale Klimamodelldaten, die vom DWD aufbereitet wurden und welche die Bandbreite der möglichen zukünftigen Entwicklungen repräsentieren. Im Zuge dieser Arbeiten erfolgte unter anderem eine multivariate Bias-Adjustierung der Daten sowie eine Interpolation vom ursprünglichen 12,5x12,5 km Raster auf ein 5x5 km Raster.

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