Auswirkungen des Klimawandels auf den Bereich Energie im Ostseeraum (Baltic Sea Region - BSR)

Der Klimawandel könnte sowohl positive als auch negative Auswirkungen auf energierelevante Themen haben. Dieser Abschnitt betont nicht nur die Auswirkungen des Klimawandels auf die Energienachfrage für den Heizwärme- und Kühlbedarf, sondern auch die Auswirkungen des Klimawandels auf erneuerbare Energiequellen. 

Die Zusammenfassung der Auswirkungen auf die Energieproduktion, die in unterschiedlichen Studien untersucht wurden, wird in Tabelle 1 dargestellt. Um weiterführende Informationen zu jedem Unterabschnitt und zu bestimmten Studien zu erhalten, klicken Sie bitte auf die Links unterhalb der Tabelle. Tipps, wie Sie die in der Tabelle enthaltenen Informationen interpretieren, finden Sie im schwedischen Beispiel auf der rechten Seite (in Englisch).

Tabelle 1. Die Auswirkungen des Klimawandels auf den Bereich Energie in den Ländern des Projektes BalticClimate – Eine Zusammenfassung der allgemeinen Prognosen für die ermittelten Auswirkungsszenarien auf Basis verschiedener wissenschaftlicher Studien
(↑↑ Deutlicher Anstieg; ↑ Leichter Anstieg; ↓↓ Deutlicher Rückgang; ↓ Leichter Rückgang; ○ Keine oder unwesentliche Veränderung; ~ Ergebnis sehr unsicher; ~↑ Ergebnis unsicher, Tendenz steigend; ~↓ Ergebnis unsicher, Tendenz fallend; ─ Nicht in der Analyse enthalten)

Auswirkungen des Klimawandels auf: SWE FIN EST LAT LIT RU GER
Wasserkraftproduktion
Wasserkraftpotential ↑ (↑↑)
Windenergieressourcen ~↑ ~↑ ~↑ ~↑ ~↑
Windenergieproduktion
Heizwärme- und Kühlbedarf Winter: ↓ Sommer: ↑
Heizwärmebedarf ↓↓ ↓↓ ↓↓ ↓↓ ↓↓ ↓↓
Kühlbedarf ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑ 

Weiterführende Informationen zu den Auswirkungsszenarien, zusammengestellt aus verschiedenen wissenschaftlichen Studien, finden Sie in folgenden Unterabschnitten:

Energie aus Wasserkraft - Produktion (Skandinavien)

Im Bericht der EEA (2008) sind Forschungsergebnisse einer Beurteilung der Auswirkungen des Klimawandels auf die Wasserkraftproduktion in Skandinavien enthalten. Klimadaten aus zwei sog. Regional Circulation Models (RCMs), HadAM und ECHAM, die auf dem Emissionsszenario SRES B2 für 2070-2100 mit dem Vergleichszeitraum 1961-1990 beruhen, wurden in der Studie verwendet. Es ist jedoch unklar, wie die Modellierung oder Beurteilung der Auswirkungen vorgenommen wurde.

Abbildung 1 stellt die prognostizierte Wasserkraftproduktion in unterschiedlichen Regionen dar. Alle Regionen in Schweden und Finnland sollen in Zukunft eine gleichbleibende oder ansteigende Produktion haben. Im Vergleich zu den Ergebnissen des HadAM liefert das ECHAM-Modell generell höhere Zahlen für die zukünftige Wasserkraftproduktion. Eine allgemeine Projektion der zukünftigen Wasserkraftproduktion. Eine allgemeine Projektion der künftigen Wasserkraftproduktion im BSR wird in Tabelle 2 dargestellt. Sie beruht auf den Ergebnissen der EEA (2008).







Abbildung 1. Prognostizierte Veränderungen der Wasserkraftproduktion in Skandinavien aufgrund des Klimawandels (Abb. 7.8 in EEA (2008))

Tabelle 2. Allgemeine Prognose für die Wasserkraftproduktion
(↑ Leichter Anstieg; ↓ ─ Nicht in der Analyse enthalten)

  SWE FIN EST LAT LIT RU GER
Veränderung ─ 

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Energie aus Wasserkraft - Potential (Schweden)

Ein von der Swedish Commission on Climate and Vulnerability (2007) erstellter Bericht beinhaltet Forschungsergebnisse zu den Auswirkungen des Klimawandels auf die Wasserkraft. Es wurden simulierte, als Energie ausgedrückte Zuflüsse in den größten schwedischen Flüssen für den Zeitraum 2071-2100 gegenüber dem Vergleichszeitraum 1961-1990 für vier Klimaszenarien verwendet, um das Wasserkraftpotential in Schweden (RCAO-H/A2, RCAO-H/B2, RCAO-E/A2 und RCAO-E/B2) zu bewerten (Abbildung 2). Die Berechnungen wurden mit dem EMPS-Modell durchgeführt, das die Energieerzeugung in einem Wasserkraftwerk für ein bestimmtes, zuvor ausgewähltes Wetterjahr simuliert (ebenda).

Laut den Klimasimulationen SRES B2 soll die Wasserkraft um 7-22% steigen, während die Ergebnisse des Klimaszenarios A2 einen Anstieg von 10-31% prognostizieren (Gode et al., 2007). Die nördlichsten Flüsse, die bereits jetzt über die höchste Produktion verfügen, sollen auch in Zukunft die größte Produktionssteigerung aufweisen. Eine allgemeine Projektion des zukünftigen Wasserkraftpotentials im BSR wird in Tabelle 3 dargestellt. Sie beruht auf den Ergebnissen eines Berichts der Swedish Commission on Climate and Vulnerability (2007).






Abbildung 2. Vier Klimaszenarien mit einer jährlichen Steigerung (%) des Wasserkraftpotentials im Zeitraum 2071-2100 gegenüber dem Vergleichszeitraum 1961-1990 (Abb. 4.16 in Swedish Commission on Climate and Vulnerability (2007))

Tabelle 3. Allgemeine Prognose für das Wasserkraftpotential
(↑↑ Deutlicher Anstieg; ↑ Leichter Anstieg; ─ Nicht in der Analyse enthalten) 

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Veränderung ↑ (↑↑) ─ 

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Windenergieressourcen (Nordeuropa)

Pryor et al. (2005) haben die möglichen Auswirkungen des Klimawandels auf die Windenergieressourcen in Nordeuropa unter Verwendung eines regionalen Klimamodells analysiert. Die Ergebnisse der Windgeschwindigkeit, die vier Mal pro Tag mit dem RCAO-Modell ermittelt wurde, wurden zur Berechnung folgender Werte verwendet: durchschnittliche Windgeschwindigkeit, prozentuale Windgeschwindigkeitsverteilung, extreme Windgeschwindigkeiten, die Häufigkeit bestimmter Windrichtungen, Weibull-Verteilungsparameter und Energiedichte für jede Zelle des Gitterfeldes sowie räumliche und zeitliche Autokorrelationsfunktionen. Die Ergebnisse wiesen Veränderungen der durchschnittlichen Windgeschwindigkeit, Windenergie und Windgeschwindigkeit (90.Perzentil) zwischen dem Vergleichszeitraum (1961-1990) und dem Zeitraum 2071-2100 auf (Abbildung 3). Die Simulationen RCAO A2 wurden für zwei unterschiedliche Zusammenstellungen an Grenzbedingungen (ECHAM4/OPYC3 und HadAM3H) durchgeführt.

Die Projektionen für den Ostseeraum auf der Grundlage der Grenzbedingungen ECHAM4/OPYC3 führten zu einer Veränderung, die im Vergleich zu den Ergebnissen auf der Grundlage der Grenzbedingungen HadAM3H größer ausfiel.

Den Berechnungen zufolge soll die durchschnittliche Windgeschwindigkeit auf der Grundlage der Simulationen ECHAM4/OPYC3 um 10 bis 15% zunehmen, während auf der Grundlage der Simulationen HadAM3H eine Zunahme von 5 bis 10% prognostiziert wird. Die berechnete durchschnittliche Energiedichte soll laut den Projektionen ECHAM4/OPYC3 zwischen 30 und 45% zunehmen, während gemäß HadAM3H eine Zunahme von 15 bis 30% prognostiziert wird. Hinsichtlich Windgeschwindigkeit und Energiedichte für das Festland in der BSR sind generell bei beiden Simulationen die gleichen Projektionen ermittelt worden: Eine Steigerung von -5 bis 10% und 15 bis 30% für die durchschnittliche Windgeschwindigkeit bzw. Energiedichte. Eine allgemeine Projektion der zukünftigen Windenergieressourcen in der BSR wird in Tabelle 4 dargestellt. Sie beruht auf den Ergebnissen in Pryor et al. (2005).

Abbildung 3. Durchschnittliche Windgeschwindigkeit (a), Windnenergiedichte (b) und 90.Perzentil Windgeschwindigkeit (c) und die Veränderungen zwischen dem Testlauf und dem RCAO-Modell für 2071-2100 mit A2 Simulation und ECHAM4/OPYC3 Grenzbedingungen. (d), (e) und (f) entsprechend (a) bis (c) jedoch mit HadAM3H Grenzbedingungen. Ein Wert von 0,1 entspricht einer Steigerung von 10% in der A2 Simulation im Vergleich zum Testlauf. (Abbildung 6 in Pryor et al. (2005)) (klicken Sie zur vergrößerten Darstellung auf die Abbildung)

Tabelle 4. Allgemeine Prognose für die durchschnittliche Windgeschwindigkeit und Energiedichte
(~↑ Ergebnis unsicher, Tendenz steigend; ─ Nicht in der Analyse enthalten) 

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Veränderung ~↑ ~↑ ~↑ ~↑ ~↑ 

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Windenergie - Produktion (Schweden, Finnland)

Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Windenergieproduktion in Skandinavien sind vom Nordic Energy Research (2007) untersucht worden. Die regionale Windenergieproduktion für den Vergleichszeitraum 1961-1990 wurde mit zwei Klimaszenarien 2070-2100, Hadley B2 und Max Planck B2, verglichen. Das Szenario Hadley B2 simulierte für den Zeitraum keine wesentlichen Veränderungen der Windenergieproduktion, während die Simulation Max Planck B2 allgemein ein stärkeres Windaufkommen in den nördlichen Regionen prognostizierte. In Nordfinnland soll die Windenergieproduktion um 10% steigen. Eine allgemeine Projektion der zukünftigen Windenergieproduktion in der BSR wird in Tabelle 5 dargestellt. Sie beruht auf den Ergebnissen des Berichts vom Nordic Energy Research (2007).

Tabelle 5. Allgemeine Prognose für die Windenergieproduktion
(↑ Leichter Anstieg; ↓ ─ Nicht in der Analyse enthalten)

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Veränderung ─ 

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Heizwärmebedarf (Schweden)

Ein Bericht, der von der Swedish Commission on Climate and Vulnerability (2007) erstellt wurde, enthält die Ergebnisse einer Untersuchung des zukünftigen Heizwärmebedarfs in schwedischen Wohnhäusern und Geschäftsgebäuden. Die Beurteilung wurde auf der Grundlage des Klimaszenarios RCA3-E A2 und aktueller Grundstücksverhältnisse durchgeführt. Die Auswirkungen des Klimawandels auf den Energiebedarf wurden unter Annahme einer linearen Relation zwischen der Anzahl an Heizgradtagen und dem Energiebedarf bestimmt. Die simulierte Anzahl an Heizgradtagen für das 21. Jahrhundert wurde mit der Anzahl an Heizgradtagen im Zeitraum 1961-1990 verglichen. Die Europäische Union (EU) hat es sich zum Ziel gesetzt, den Energieverbrauch im Bau- und Immobiliensektor zu optimieren. Für Schweden bedeutet dies ein Optimierungspotential von 30% für Wohn- und Geschäftsgebäude bis zum Jahr 2020. Diese Studie zum Energiebedarf für Heizwärme geht dabei von einer Erfüllung dieses EU-Zieles aus.

Die so resultierenden Projektionen zeigten, dass der Energiebedarf für Heizwärme in Schweden um 28, 32 bzw. 37% bis zu den 2020ern, 2050ern bzw. 2080ern sinken wird, sollte das EU-Optimierungsziel erreicht werden (Abbildung 4). Sollte das EU-Ziel stattdessen nicht berücksichtigt werden und nur die Auswirkungen des Klimawandels in Betracht gezogen werden, so wird der Energieverbrauch zwar sinken, jedoch weniger stark.

Abbildung 4. Geänderte Anzahl der Heizgradtage und die Auswirkungen der Energieoptimierung auf den Heizwärmebedarf im 21. Jahrhundert, basierend auf dem Klimaszenario RCA3-EA2 (Abb. 4.21 in Swedish Commission on Climate and Vulnerability (2007) auf der Grundlage von IVL (2007))

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Heizwärme- und Kühlbedarf (Finnland)

Hanson et al. (2007) haben die Entwicklung des Stromverbrauchs in Finnland während der nächsten 100 Jahre Klimawandel nachgebildet. Sie verwendeten ein Modell, das auf der Anzahl an Heiz- und Kühlgradtagen (HGT bzw. KGT) und dem monatlichen Energieverbrauch beruht. Die Schwankungen bei den KGT und HGT wurden bei diesem Modell verwendet, um einen Anstieg oder Rückgang der Strom- und Gasnachfrage auf einer monatlichen Basis zu beschreiben. Der Klimawandel beruhte auf den vier Emissionsszenarien, d.h. SRES A1FI, A2, B2 und B1.
 

Das Ergebnis des zukünftigen Stromverbrauchs (monatliche Durchschnittswerte, ermittelt über 30 Jahre) gegenüber einem Vergleichszeitraum (1961-1990) für Finnland (Abbildung 5) bedeutet, dass in den 2080ern der Stromverbrauch im Winter sinken und im Sommer um ca. 5% ansteigen soll. Eine allgemeine Projektion des zukünftigen Heizwärme- und Kühlbedarfs in Finnland wird in Tabelle 6 dargestellt. Sie beruht auf den Ergebnissen in Hanson et al. (2007).

Abbildung 5. Durschnittswerte des montlichen finnischen Energieverbrauchs in einer SRES Modellierung, ausgehend von einem Vergleichszeitraum (1961-1990) errechnet auf Grundlage von CDD und HDD für die 2050er und 2080er (Abbildung 3 in Hanson et al. (2007) (klicken Sie zur vergrößerten Darstellung auf die Abbildung)

Tabelle 6. Allgemeine Prognose für den Stromverbrauch für Heizwärme und Kühlung
(↑ Leichter Anstieg; ↓ Leichter Rückgang; ─ Nicht in der Analyse enthalten)

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Veränderung Winter: ↓ Sommer: ↑ ─ 

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Heizwärme- und Kühlbedarf (Europa)

Der zukünftige Heizwärme- und Kühlbedarf innerhalb Europas wurde von Eskeland et al. (2009) eingeschätzt. Grundlage ihrer Schätzungen war die Nachfrage nach Heizwärme und Kühlung. Es wurde ein mikroökonomisches Modell entwickelt, das sowohl Auswirkungen als auch Anpassungsmaßnahmen in einem optimierenden Rahmen umfasste. Für die Beurteilung und Simulation der Auswirkungen des Klimawandels war eine Reihe von Eingabedaten erforderlich: Stromverbrauch der Haushalte pro Kopf, Strompreise (oder Stromtarife) pro Einheit, Besteuerung des Stromverbrauchs, Pro-Kopf-Einkommen sowie historische Heiz- und Kühlgradtage. Die Klimaänderungen wurden unter Verwendung einer sog. Empirical Statistical Downscaling (E-SDS) bewertet, die auf dem Szenario SRES A1b beruht. Die Ergebnisse für die Länder im Ostseeraum werden in Tabelle 7 zusammengefasst. Eine allgemeinere Projektion des Heizwärme- und Kühlbedarfs in der BSR wird in Tabelle 8 und Tabelle 9 dargestellt. Sie beruht auf den Ergebnissen in Eskeland et al. (2009).

Tabelle 7. Veränderung der Kühlgradtage (KGT) und Heizgradtage (HGT) vor und nach dem Klimawandel im 21. Jahrhundert gemäß Klimaszenario A1b (auf der Grundlage von Tabelle 2b in Eskeland et al. (2009))

Land KGT vor dem Klimawandel KGT nach dem Klimawandel HGT vor dem Klimawandel HGT nach dem Klimawandel
Estland 5 14 4128 3215
Finnland 1 1 4601 3654
Deutschland 56 133 3022 2150
Lettland 21 53 4132 3181
Litauen 45 102 4194 3163
Schweden 8 18 3904 3081


Tabelle 8. Allgemeine Prognose für den Heizwärmebedarf
(↓↓ Deutlicher Rückgang; ─ Nicht in der Analyse enthalten)

  SWE FIN EST LAT LIT RU GER
Veränderung ↓↓ ↓↓ ↓↓ ↓↓ ↓↓ ↓↓ 


Tabelle 9. Allgemeine Prognose für den Kühlbedarf

(↑↑ Deutlicher Anstieg; ○ Keine oder unwesentliche Veränderung; ─ Nicht in der Analyse enthalten)

  SWE FIN EST LAT LIT RU GER
Veränderung ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑ 

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