Da Produkte meist in grenzüberschreitenden Wertschöpfungsketten hergestellt werden, findet ein Großteil unseres Wasserbedarfs außerhalb Deutschlands statt. Oftmals wird das Wasser für die Herstellung unserer Produkte dabei in sehr wasserknappen Regionen der Erde verbraucht, z.B. zur Produktion von Baumwolle aus Zentralasien, Getreide aus Nordafrika oder zur Gewinnung von Erz in Wüstenregionen. Gleichzeitig messen und managen Unternehmen ihren Wasserverbrauch meist nur an Produktionsstandorten, obwohl sich hinter Energie- und Materialvorketten oft deutlich relevantere Wassernutzungen verbergen. Dadurch können lokale Auswirkungen des Wassermangels außerhalb der Produktionsstätten nicht identifiziert und reduziert werden.
Ziel des Forschungsvorhabens WELLE ist es, methodische und praktische Lösungen zur Bestimmung des gesamten Wasserfußabdrucks von Unternehmen zu entwickeln. Neben dem direkten Wasserverbrauch am Produktionsstandort werden in diesem Ansatz auch indirekte Wassernutzungen in den Energie- und Materialvorketten berücksichtigt. Um diese Methode praktisch anwendbar zu machen, wird ein Leitfaden für Unternehmen entwickelt und eine Wasserinventardatenbank sowie ein Water Footprint Tool zur Berechnung des Wasserfußabdrucks von Unternehmen bereitgestellt. Diese werden zusammen mit Industriepartnern anhand von Fallstudien getestet und so die ersten Unternehmens-Wasserfußabdrücke für verschiedene Branchen erstellt. Der entwickelte Ansatz kombiniert erstmalig eine etablierte Methode zur Bestimmung von Umweltauswirkungen mit einer speziellen Methode zur Bestimmung von Wasserauswirkungen. Nach Einschätzung des Wasserrisikos wird WELLE lokale Hot-Spots identifizieren, in denen Water Stewardship-Maßnahmen durchgeführt werden. Diese sind je nach Ergebnis der Fallstudien voraussichtlich bei Zulieferern in Südafrika, USA, Italien, China, Indien und Chile geplant.
Die Arbeitsschwerpunkte des Projektes sind:
- Entwicklung einer Methode zur Messung des Wasserfußabdrucks von Unternehmen auf Grundlage des Produkt Wasserfußabdrucks und der organisationsbezogenen Ökobilanz
- Bereitstellung einer geografisch expliziten Wasserinventardatenbank
- Verknüpfung der Methode und Datenbank in einem Water Footprint Tool
- Erstellung des Wasserfußabdrucks für Fallstudien der Industriepartner
- Detaillierte Analyse des lokalen Wasserrisikos von relevanten Standorten und Zulieferern
- Water Stewardship .Maßnahmen in Kooperation mit lokalen Stakeholdern.
Es wird eine Methodik zur Analyse des gesamten Unternehmens-Wasserfußabdrucks entwickelt, die neben einer Betrachtung der Wertschöpfungsketten auch eine Analyse potentieller lokaler Auswirkungen ermöglicht. Um diese Konzept praktisch anwendbar zu machen werden eine Wasserinventardatenbank sowie ein Water Footprint Tool bereitgestellt. Diese werden in Fallstudien der Industriepartner getestet. Anknüpfend an die Ergebnisse werden nun die lokalen Wasserrisiken bei Zulieferern analysiert. Anschließend wird ein Water Stewardship Prozess angestoßen, um den Wasserverbrauch bei Zulieferern zu senken und in Zusammenarbeit mit lokalen Anspruchsgruppen Lösungen zur Verbesserung der Situation in Flusseinzugsgebieten zu finden. Zunächst wird eine Methodik für den Wasserfußabdruck von Unternehmen (AP 1) und eine für die praktische Anwendung nötige Datenbasis (AP 2) geschaffen. Beide Komponenten werden in ein Tool integriert (AP 3) mit dessen Hilfe Unternehmen in der Analyse ihres Wasserfußabdrucks unterstütz werden. Die im Konsortium vertretenen Industriepartner testen das Tool und die zugrunde liegende Methodik/Datenbank, indem sie jeweils eine für sie relevante Fallstudie durchführen (AP 4). Die aus dem Praxistest gewonnenen Erkenntnisse werden genutzt, um Methodik, Datenbank und Tool zu verbessern. Des Weiteren wird für die in den Energie- und Materialvorketten als relevant identifizierten Wasserverbräuche das lokal vorhandene Wasserrisiko ermittelt (AP 5). Für die hierbei identifizierten Hotspots wird je Fallstudie eine konkrete lokale Maßnahme geprüft, die zu einer Verbesserung im Flusseinzugsgebiet führt (AP 6). Anschließend werden Empfehlungen für die sinnvolle Ergänzung des globalen Wasserfußabdrucks mit dem lokalen Water Stewardship Ansatz gegeben (AP 7) und die Projektergebnisse verbreitet.
Das Monitoring und die Vorhersage von Wasserflüssen auf Meso- und Makroskalen ist insbesondere in Regionen mit geringer Datenverfügbarkeit eine anspruchsvolle Aufgabe. Derzeit existiert eine Vielzahl globaler Systeme zum Monitoring von Dürren und Hochwassern die global verfügbare Informationen und Antriebsdaten verwenden. Das Hauptproblem dieser Systeme ist die geringe räumliche Auflösung ihrer Produkte (ca. 0,5°) und die fehlende Validierung der simulierten hydrologischen Variablen (z.B. Bodenfeuchte oder Abfluss). Dementsprechend besteht das Hauptziel des Arbeitspakets 'Wasserhaushaltssimulation und Saisonale Vorhersage unter Nutzung globaler Informationen' in der Entwicklung einer saisonalen end-to-end Monitoring- und Vorhersage-Modellkette, mit der es möglich ist historische und zukünftige Abflüsse und Zustände der Bodenfeuchte ausgewählter Einzugsgebiete auf der Mesoskala zu simulieren. Die Hauptkomponente der Modellkette ist das skalenunabhängige, hydrologische Modell mHM (www.ufz.de/mhm). Dank seiner einzigartigen Multiskalen-Parameter Regionalisierungstechnik können Modellparameter über verschiedene räumliche Auflösungen und in verschiedene Einzugsgebiete übertragen werden. mHM hat mit der Einbindung in das operationelle Dürremonitoring System für Deutschland (www.ufz.de/duerremonitor) den Technologie-Reifegrad Level 7 erreicht. Ergebnisse aus dieser Modellierung werden an detailliertere mesoskalige Prozessmodelle übergeben (WP3.2, WP3.3). Weiterhin werden in diesen Arbeitspaketen die Modellergebnisse validiert, Die Operationalisierung der Modellkette wird in WP4 erforscht und getestet. Um das Hauptziel zu erreichen müssen folgende Aufgaben durchgeführt werden: 1) Aufsetzen des Modells und Validierung der Simulationsergebnisse, 2) Aufsetzen und Verifizierung der saisonalen Vorhersage-Modellkette und 3) Berechnung ausgewählter Indikatoren zum Wassermanagement.
Im Rahmen des SaWaM sollen saisonale Vorhersagen für unterschiedliche Aspekte des Wassermanagements in semiariden Gebieten entwickelt und bereitgestellt werden. Um diese saisonalen Informationen den jeweiligen Nutzern in den Entwicklungsregionen zur Verfügung zu stellen, entwickelt die GAF AG einen Prototyp eines Onlineinformationssystems. Dieser Online-Prototyp wird die wichtigsten Parameter für das regionale Wasserressourcenmanagement visualisieren und dieses unterstützen. Eine spezielle Visualisierung der Kerndaten wird zudem die Verlässlichkeit/Genauigkeiten der dargestellten Informationen integrieren. Der Praxisbezug und die Anforderungen der Nutzer werden in enger Zusammenarbeit mit dem Projektpartner Lahmeyer International in laufenden Projekten und aus deren Erfahrung heraus hergestellt. Das Teilprojekt 'Entwicklung eines Online-Prototypen und Visualisierungskonzepts für die Unterstützung des regionalen Wasserressourcenmanagements' (WP4.5 -WP 4.11) besteht aus sieben fachlichen Arbeitspaketen, die der nutzergerechten Entwicklung eines Online-Prototypen für die Unterstützung des Wasserressourcenmanagements dient. WP 4.5 Vorkonzept und Mock-up WP 4.6 Nutzeranforderungen und -Workshops WP 4.7 Inputdatenanalyse (Schnittstellen und Datenstandards) WP 4.8 Konsolidierung der Anforderungen WP 4.9 Konzept, System Architektur und Visualisierungskonzept WP 4.10 Prototypische Umsetzung (Iterationen) WP 4.11 Finaler Prototyp Es werden Nutzerworkshops abgehalten, in denen die Anforderungen der Nutzer in den jeweiligen Gebieten in Bezug auf das saisonale Wassermanagement erfasst werden. Zudem werden regionale Daten und die Daten aus den saisonalen Vorhersagen und historischen Analysen der anderen WPs eingebunden und visualisiert. Am Ende soll ein Prototyp zur Verfügung stehen der die neuartige saisonale Vorhersage in den Arbeitsablauf und die Planung des Wassermanagements einbindet. Der Schwerpunkt wird auf dem Reservoir und Einzugsgebietsmanagement liegen.