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Klimawandel in Sachsen-Anhalt - Monitoringbericht 2025

Klimawandel in Sachsen-Anhalt Monitoringbericht 2025 1 Impressum Diese Schrift wird vom Landesamt für Umweltschutz Sachsen-Anhalt kostenlos herausgegeben und ist nicht zum Verkauf bestimmt. Der Nachdruck bedarf der Genehmigung. Sie darf weder von Parteien und von Wahlwerbenden oder Wahl- helfenden während eines Wahlkampfes zum Zweck der Wahlwerbung verwendet werden. Auch ohne zeitlichen Bezug zu einer bevorstehenen Wahl darf sie nicht in einer Weise verwendet werden, die als Parteinahme zu Gusten einzelner politi- scher Gruppen verstanden werden könnte. Herausgeber Landesamt für Umweltschutz Sachsen-Anhalt Reideburger Str. 47, 06116 Halle (Saale) Tel.: 0345 5704-0 | Fax: 0345 5704-190 E-Mail: poststelle@lau.mwu.sachsen-anhalt.de Web: lau.sachsen-anhalt.de Erarbeitung Landesamt für Umweltschutz Sachsen-Anhalt Abteilung Immissionsschutz, Klima, Nachhaltigkeit Dezernat 33 Klima, Erneuerbare Energien, Nachhaltigkeit, Umweltallianz in Zusammenarbeit mit dem Ministerium für Wissenschaft, Energie, Klimaschutz und Umwelt des Landes Sachsen-Anhalt (MWU) und der fach- und ressortüber- greifenden Arbeitsgruppe Klima des Landes Sachsen-Anhalt (AG Klima) Gestaltung Landesamt für Umweltschutz Sachsen-Anhalt Umschlaggestaltung unter Verwendung eines Fotos von AdobeStock dk-fotowelt (345057563) Redaktion Ehlert, I.; Dr. Geißler, C. Zitiervorschlag Landesamt für Umweltschutz Sachsen-Anhalt (2025): Klimawandel in Sachsen- Anhalt – Monitoringbericht | Aktualisierung 2025 Meteorologische Daten Deutscher Wetterdienst (DWD), Offenbach 1. Auflage Dezember 2025 2 Vorwort Der fortschreitende Klimawandel wird auch für die Menschen in Sachsen-Anhalt und Mitteldeutschland zunehmend spürbar. Steigende Temperaturen, veränder- te Niederschlagsmuster und häufigere Extremwetterereignisse sind jedoch nur Vorboten der zu erwartenden Entwicklung. Experten sind sich sicher: Starkregen, langanhaltende Trockenphasen oder enorme Hochwasser werden weiter zuneh- men. Wie macht sich der Klimawandel in Sachsen-Anhalt bemerkbar? Und wie wirkt er sich aktuell und künftig auf Umwelt, Gesellschaft und Wirtschaft in unserem Bundesland aus? Diese wichtigen Zukunftsfragen werden im vorliegenden Moni- toringbericht thematisiert. Er schafft damit eine wichtige Fakten- und Wissensba- sis für die Unterstützung unseres konsequenten Handelns zur Anpassung an die Folgen des Klimawandels. Unser Ziel ist es, die Klimaresilienz des Landes zu stärken und die Lebensqualität in Sachsen-Anhalt auch in Zukunft zu sichern. Der aktuelle Monitoringbericht ist ein wertvoller Baustein dafür. Prof. Dr. Armin Willingmann Minister für Wissenschaft, Energie, Klimaschutz und Umwelt 3

Bio-Marillenanbau unter Freilandbedingungen und unter Überdachung

Pflanzjahr: Frühjahr 1998; Sorten-Unterlagenkombinationen: Bergeron auf Torinel und INRA 655-2 Goldrich auf Torinel und INRA 655-2 Klosterneuburger auf Torinel und INRA 2; Erziehungssysteme: Spindel (4 x 2m) und Schräge Hecke (4 x 4m); Mit diesem Versuch soll getestet werden ob eine Folienüberdachung ausreicht um Moniliaspitzendürreinfektionen zu verhindern. Die Produktion erfolgt gemäß den Richtlinien biologischen Anbaus. Der Einfluss der Überdachung auf den Temperaturverlauf in der Anlage, auf die Fruchtqualität und das Ertragsverhalten wird ebenfalls untersucht.

Klimawandel in Sachsen-Anhalt

Klimawandel in Sachsen-Anhalt Monitoringbericht 2025 1 Impressum Diese Schrift wird vom Landesamt für Umweltschutz Sachsen-Anhalt kostenlos herausgegeben und ist nicht zum Verkauf bestimmt. Der Nachdruck bedarf der Genehmigung. Sie darf weder von Parteien und von Wahlwerbenden oder Wahl- helfenden während eines Wahlkampfes zum Zweck der Wahlwerbung verwendet werden. Auch ohne zeitlichen Bezug zu einer bevorstehenden Wahl darf sie nicht in einer Weise verwendet werden, die als Parteinahme zu Gusten einzelner politi- scher Gruppen verstanden werden könnte. Herausgeber Landesamt für Umweltschutz Sachsen-Anhalt Reideburger Str. 47, 06116 Halle (Saale) Tel.: 0345 5704-0 | Fax: 0345 5704-190 E-Mail: poststelle@lau.mwu.sachsen-anhalt.de Web: lau.sachsen-anhalt.de Erarbeitung Landesamt für Umweltschutz Sachsen-Anhalt Abteilung Immissionsschutz, Klima, Nachhaltigkeit Dezernat 33 Klima, Erneuerbare Energien, Nachhaltigkeit, Umweltallianz in Zusammenarbeit mit dem Ministerium für Wissenschaft, Energie, Klimaschutz und Umwelt des Landes Sachsen-Anhalt (MWU) und der fach- und ressortüber- greifenden Arbeitsgruppe Klima des Landes Sachsen-Anhalt (AG Klima) Gestaltung Landesamt für Umweltschutz Sachsen-Anhalt Umschlaggestaltung unter Verwendung eines Fotos von AdobeStock dk-fotowelt (345057563) Redaktion Ehlert, I.; Dr. Geißler, C. Zitiervorschlag Landesamt für Umweltschutz Sachsen-Anhalt (2025): Klimawandel in Sachsen- Anhalt – Monitoringbericht | Aktualisierung 2025 Meteorologische Daten Deutscher Wetterdienst (DWD), Offenbach 1. Auflage Dezember 2025 2 Vorwort Der fortschreitende Klimawandel wird auch für die Menschen in Sachsen-Anhalt und Mitteldeutschland zunehmend spürbar. Steigende Temperaturen, veränder- te Niederschlagsmuster und häufigere Extremwetterereignisse sind jedoch nur Vorboten der zu erwartenden Entwicklung. Experten sind sich sicher: Starkregen, langanhaltende Trockenphasen oder enorme Hochwasser werden weiter zuneh- men. Wie macht sich der Klimawandel in Sachsen-Anhalt bemerkbar? Und wie wirkt er sich aktuell und künftig auf Umwelt, Gesellschaft und Wirtschaft in unserem Bundesland aus? Diese wichtigen Zukunftsfragen werden im vorliegenden Moni- toringbericht thematisiert. Er schafft damit eine wichtige Fakten- und Wissensba- sis für die Unterstützung unseres konsequenten Handelns zur Anpassung an die Folgen des Klimawandels. Unser Ziel ist es, die Klimaresilienz des Landes zu stärken und die Lebensqualität in Sachsen-Anhalt auch in Zukunft zu sichern. Der aktuelle Monitoringbericht ist ein wertvoller Baustein dafür. Prof. Dr. Armin Willingmann Minister für Wissenschaft, Energie, Klimaschutz und Umwelt 3

Schlüsseltechnologie für Supraleitende Strombegrenzer für die Anwendung in Höchstspannungsnetzen von 380 kV, Teilvorhaben: Entwicklung einer 380 kV Durchführung für kryogene Temperaturen

Die Durchführung ist für das Gesamtvorhaben ein essenzieller Bestandteil. Sie wird benötigt, um beim resistiven supraleitenden Strombegrenzer (eng. super conducting fault current limiter, kurz: SFCL) das elektrische Potential sicher durch die geerdete Kryostathülle zu den Hochtemperatur-Supraleiter-Elementen (kurz: HTS-Elemente) zu leiten. Dabei ist in erster Linie die dielektrische Auslegung entscheidend. Üblicher Anwendungsfall einer Durchführung ist die Leitung der Hochspannung durch eine geerdete Wand oder ein Gehäuse von einer Isolierstoffumgebung in eine andere (z.B. Luft/Öl, Luft/Gas). Im vorliegenden Fall besteht die Isolierstoffumgebung jedoch aus tiefkaltem Stickstoff, der sowohl als Flüssigkeit als auch als Gas vorliegen kann. Die dielektrischen Eigenschaften von flüssigem Stickstoff sind nur teilweise bekannt. Die technische Auslegung einer 380 kV-Durchführung für den Einsatz im flüssigen Stickstoff gilt somit als technisches Neuland. Ebenfalls wichtig ist die Betrachtung des thermomechanischen Verhaltens. Während sich die eine Seite der Durchführung in flüssigem Stickstoff befindet, ragt die andere Seite aus dem Kryostaten heraus und erfährt somit Umgebungstemperatur. Über die gesamte axiale Länge der Durchführung besteht also ein Temperaturunterschied von etwa 200 K wodurch sich im Isoliermaterial thermische Spannungen aufbauen. Hinzu kommt aufgrund der Anforderung eines Nennstromes von 5 kA und einer dadurch erhöhten Leitertemperatur ein Temperaturgradient in radialer Richtung. Insbesondere der initiale Füllvorgang des Kryostaten mit flüssigem Stickstoff stellt dabei eine thermodynamische Belastung dar. Da die Durchführung und ihr Flansch Teil der Kryostat-Hülle sind, müssen entsprechende Anforderungen an die Dichtigkeit und die Druckbeständigkeit berücksichtigt werden. Ziel des Vorhabens ist es also eine Durchführung zu entwickeln, herzustellen und einer Typprüfung zu unterziehen, die für den Einsatz im SFCL unter kryogenen Bedingungen geeignet ist.

Modellierung von Strömung, Stoff- und Wärmetransport

Projektbezogene Modellierung von Strömung, Stoff- und Wärmetransport zur Untersuchung der Hydrodynamik und der Temperaturentwicklung in tiefen Porenspeichern.

Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft von Urbanen Wärmeinseln im Untergrund von China und Deutschland - Konsequenzen für die geothermische Nutzung

Städte haben ihre Wurzeln im Untergrund. Hier befinden sich die Fundamente von Gebäuden und ein wesentlicher Anteil der urbanen Infrastruktur. Zugleich dient der Untergrund als Wasserreservoir und als Quelle für erneuerbare Energie. Ein bisher wenig beachtetes Phänomen sind die sogenannten Urbanen Wärmeinseln im Untergrund (UWIU), die sich oft unbemerkt über Jahrzehnte ausbreiten. Sie reichen häufig über das gesamte Stadtgebiet, in dem erheblich höhere Boden- und Grundwassertemperaturen zu finden sind als in der ungestörten, ländlichen Umgebung. Die Ursachen hierfür sind vielfältig und gerade die langfristige Entwicklung von UWIUs ist noch heute ungeklärt. Um Empfehlungen für eine möglichst proaktive Nutzung des städtischen Untergrunds in der Zukunft zu erstellen, gilt es, die treibenden Prozesse und Faktoren zu ergründen, die UWIUs in verschiedenen Städten verursachen. Das Kernthema dieses Projekts ist, erstmalig die thermischen Bedingungen unter zwei chinesischen und deutschen Städten, Nanjing und Köln, zu vergleichen. Die teilnehmenden Wissenschaftler haben weitreichende Erfahrung in der Erforschung von UWIUs in ihren Ländern und in Vorarbeiten bereits eine umfassende Datenbasis von Boden- und Grundwassertemperaturen gesammelt. Kernziel ist es, diese mit einem neuen gemeinsamen Messprogramm zu aktualisieren und aus der vergangenen und aktuellen Entwicklung der beobachteten UWIUs auf die zukünftige Temperaturentwicklung im Untergrund zu schließen. Dies wird erreicht durch ergänzende Laborversuche und umfassende numerische Simulationen, die insbesondere die zeitliche Entwicklung der Landnutzung berücksichtigen. Die Ergebnisse für die Städte in Deutschland und China werden verglichen und so individuell von gemeinsamen Charakteristiken unterschieden. Auf diese Weise werden allgemeingültige Zusammenhänge erschlossen, die sich auch auf weitere weniger erforschte Städte übertragen lassen und dort Prognosen zur zukünftigen UWIU-Entwicklung ermöglichen.

Abmilderung von Klima-basierten Risiken durch Verbesserung von Wetter Vorhersagen mit Hilfe von Copula basierten Methoden für die Nachbearbeitung von ensemble Vorhersagen

Zuverlässige und genaue Wettervorhersagen spielen eine entscheidende Rolle für das Verständnis sowie die Begrenzung von Risiken, die sich aus dem Klimawandel ergeben, ebenso sind sie entscheidend für die Vorhersage von Output aus erneuerbaren Energiequellen. Heutzutage wird Wettervorhersage über numerische Wettermodelle betrieben. Das Ergebnis eines Modell-Laufes ist eine einzelne deterministische Vorhersage für zukünftige Wetterereignisse. Um die Unsicherheit in so einer Vorhersage quantifizieren zu können, ist es gängige Praxis geworden, ein Ensemble von numerischen Vorhersagen zu verwenden. Dieses Ensemble wird erzeugt, indem man das Wettermodell mehrfach laufen lässt, und jeder Lauf mit jeweils modifizierten Anfangsbedingungen und/oder Modellformulierungen gestartet wird. Das daraus resultierende Vorhersage Ensemble ist aber typischerweise ungenügend kalibriert und benötigt deshalb statistische Nachbearbeitung. Es wurden bislang bereits verschiedene statistische Modelle zur Nachbearbeitung solcher Ensemble Vorhersagen entwickelt, welche auf unterschiedliche Anforderungen z.B. der betrachteten Wetter Variablen zugeschnitten sind. Insbesondere wird es immer wichtiger diese Modelle dahingehend zu erweitern, dass sie räumliche und zeitliche Abhängigkeiten sowie Abhängigkeiten zwischen Wetter Variablen explizit berücksichtigen. Dieses Projekt hat zum Ziel neue Arten von statistischen Modellen zur Nachbearbeitung zu entwickeln, welche auf vine copula basieren. Diese erlauben sehr flexible und Datenbasierte Modellierung aller Arten von multivariater Abhängigkeiten. Konkretes Ziel ist die Entwicklung von vine copula basierten Modellen, die speziell auf verschiedene Wetter Variablen zugeschnitten sind, wie z.B. Temperatur, Windgeschwindigkeit, Niederschlag, Bewölkung und Sonneneinstrahlung. Die vine copula basierte Quantilregression wird dabei auch angepasst, um Wetter Variablen die mit erneuerbaren Energien in Zusammenhang stehen gleichzeitig nachzubearbeiten und in Vorhersagen der entsprechenden gewonnene Nutzleistung zu transformieren. Im nächsten Schritt sollen diese Modelle auf die multivariate Situation erweitert werden, indem sie Abhängigkeiten in der Zeit, im Raum und zwischen Wetter Variablen direkt modellieren, und nach Möglichkeit sogar alle diese Arten von Abhängigkeiten simultan erfassen. Die hier entwickelten Modelle sollen im Statistik Progammpaket R implementiert, und in einer Studie zur Vorhersage-Qualität und Kalibration mit Standard-Modellen vergleichen werden.

Energieeffizienzbasierte Regelung von dezentral gespeisten Wärme- und Kältenetzen unter Berücksichtigung von Lebensdauereffekten, Teilvorhaben: Optimale Netzregelung

Ziel des Vorhabens ist es, die Grundlagen für den energieeffizienz- und lebensdaueroptimalen Betrieb von Fernwärme- und Fernkältenetze zu erarbeiten. Berücksichtigt werden dabei die zukünftig regenerative und eher dezentrale Erzeugungsstruktur, niedrigere Vorlauftemperaturen sowie ein zunehmender Ausbau der Sensorik durch Smart Metering. Zur Erreichung dieser Ziele sollen Modelle zur Ermittlung von Energieverluste sowie Stressfaktoren entwickelt und durch Messungen von z.B.Temperatur und Feuchtigkeit im Boden kalibriert werden. Weiterhin soll ein vorhandenes, hydraulisches Netzberechnungsverfahren um die thermische Komponente erweitert sowie für die Anwendung auf Kältenetze angepasst werden. Lebensdauerverluste sollen auf Basis von Erkenntnissen aus dem Forschungsvorhaben 'FW- Instandhaltung' abgeschätzt werden. Zudem sollen diesbezüglich neue, KI-basierte Algorithmen entwickelt werden. Das Verfahren zur Netzberechnung soll um diese Lebensdauerprognose erweitert werden, sodass jederzeit die hydraulischen und thermischen Zustandsgrößen sowie Stressfaktoren vorliegen und bei der Netzregelung berücksichtigt werden können. Auf Basis dessen soll sowohl ein modellprädiktiver als auch ein KI-basierter Ansatz zur optimalen Netzregelung entwickelt und im praktischen Einsatz erprobt werden. Teilvorhaben: Physikalische Modellierung und Regelungsentwurf Im Rahmen dieses Teilvorhabens werden bestehende Netzmodelle zur hydraulischen Simulation von Fernwärmenetzen um thermische Komponenten (Temperaturverläufe, Energieverluste) erweitert. Zudem wird das Simulationsmodell für die Verwendung im Rahmen modellprädiktiver Regelungen angepasst, welche ebenfalls in diesem Teilvorhaben entwickelt und implementiert werden soll. Neben dem modellprädiktiven Ansatz werden die vorhandenen Messdaten verwendet, um den KI-basierten Ansatz zu trainieren. Die beiden Ansätze sollen abschließend beim Projektpartner Stadtwerke München implementiert und ausgiebig getestet werden.

Energieeffizienzbasierte Regelung von dezentral gespeisten Wärme- und Kältenetzen unter Berücksichtigung von Lebensdauereffekten

Ziel des Vorhabens ist es, die Grundlagen für den energieeffizienz- und lebensdaueroptimalen Betrieb von Fernwärme- und Fernkältenetze zu erarbeiten. Berücksichtigt werden dabei die zukünftig regenerative und eher dezentrale Erzeugungsstruktur, niedrigere Vorlauftemperaturen sowie ein zunehmender Ausbau der Sensorik durch Smart Metering. Zur Erreichung dieser Ziele sollen Modelle zur Ermittlung von Energieverluste sowie Stressfaktoren entwickelt und durch Messungen von z.B.Temperatur und Feuchtigkeit im Boden kalibriert werden. Weiterhin soll ein vorhandenes, hydraulisches Netzberechnungsverfahren um die thermische Komponente erweitert sowie für die Anwendung auf Kältenetze angepasst werden. Lebensdauerverluste sollen auf Basis von Erkenntnissen aus dem Forschungsvorhaben 'FW- Instandhaltung' abgeschätzt werden. Zudem sollen diesbezüglich neue, KI-basierte Algorithmen entwickelt werden. Das Verfahren zur Netzberechnung soll um diese Lebensdauerprognose erweitert werden, sodass jederzeit die hydraulischen und thermischen Zustandsgrößen sowie Stressfaktoren vorliegen und bei der Netzregelung berücksichtigt werden können. Auf Basis dessen soll sowohl ein modellprädiktiver als auch ein KI-basierter Ansatz zur optimalen Netzregelung entwickelt und im praktischen Einsatz erprobt werden. Teilvorhaben: Physikalische Modellierung und Regelungsentwurf Im Rahmen dieses Teilvorhabens werden bestehende Netzmodelle zur hydraulischen Simulation von Fernwärmenetzen um thermische Komponenten (Temperaturverläufe, Energieverluste) erweitert. Zudem wird das Simulationsmodell für die Verwendung im Rahmen modellprädiktiver Regelungen angepasst, welche ebenfalls in diesem Teilvorhaben entwickelt und implementiert werden soll. Neben dem modellprädiktiven Ansatz werden die vorhandenen Messdaten verwendet, um den KI-basierten Ansatz zu trainieren. Die beiden Ansätze sollen abschließend beim Projektpartner Stadtwerke München implementiert und ausgiebig getestet werden.

Weiterentwicklung und Erprobung eines Hochtemperaturwärmespeichers mit innovativer Füllkörpertechnologie und Luft als Wärmeträger in der Keramikindustrie, Teilvorhaben: Entwicklung des Filterspeichermaterials, Implementierung und Analyse der Eigenschaften in einem Demonstrator

Im Projekt LuftBlock soll die Hochtemperatur-Wärmespeicherlösung der Firma Kraftblock weiterentwickelt und bei hohen Temperaturen mit gasförmigem Wärmeträger bei der Firma Comet in industriellem Maßstab demonstriert werden. Damit wird einerseits die Rückgewinnung einer großen Menge gespeicherter Wärme für einen Batch-Prozess, und andererseits gleichzeitig die damit verbundene Möglichkeit der kosteneffizienten Teilelektrifizierung eines Gasheizprozesses in der Anwendung realisiert. Herausforderungen, die dabei im Projekt adressiert werden, sind: - Direkte Nutzung der Abluft aus industriellen Prozessen, die u.U. mit Stäuben oder Kondensaten beaufschlagt ist - Verständnis der plastischen Verformung der Speicherwände in Schüttgutspeichern durch zyklische thermische Belastung. Ableitung von Auslegungsregeln zur Vermeidung von Materialversagen bei gleichzeitigen Materialeinsparungen - Optimale Integration in den bestehenden Prozess im Bezug auf Auslegung/Dimensionierung der einzelnen Komponenten und Betriebsführung des Speichers Ziel des geplanten Vorhabens ist es daher, Hindernisse zu überwinden, die bisher eine breite kommerzielle Einführung von Schüttgutspeichern verhindert haben oder kostentreibende Konstruktionslösungen und Überdimensionierungen erforderlich machten.

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