Aufgrund der Dürreereignisse des Jahres 2022 und der damit verbundenen Mindererzeugungen von Wasserkraft in den Sommermonaten kam es vermehrt zu medialer Aufmerksamkeit zum Thema Zukunft der Wasserkraft in Verbindung mit dem Klimawandel. Österreichs Energie hat deshalb beschlossen, ein Projekt zu beauftragen, in dem die tatsächlichen Auswirkungen des Klimawandels auf die Wasserkraft untersucht und dargestellt werden sollen.
Dabei werden sowohl bereits beobachtete Veränderungen der Vergangenheit analysiert als auch erwartbare zukünftige Veränderungen. Die Auswertungen zu Veränderungen in der Vergangenheit berücksichtigten Beobachtungsdaten und publizierte Trendanalysen. Für die Auswertungen zur Zukunft unter den Bedingungen des Klimawandels wurden Klimaprojektionen und Klimafolgensimulationen aus veröffentlichten Datensätzen und Studien analysiert.
Die Analysen für die Beobachtungen der Vergangenheit zeigen:
- In den vergangenen Jahrzehnten wird ein deutlicher Anstieg der Temperatur beobachtet.
- Im Niederschlag zeigt sich eine leichte Zunahme in vielen Teilen Österreichs, davon ausgenommen sind lediglich Regionen im Süden sowie in Vorarlberg.
- Der Anteil an Schneefall im Winterniederschlag geht zurück, die Schneedeckendauer und die Schneemengen reduzieren sich.
- Die Gletscher schmelzen, Gletscherflächen gehen zurück und der Beitrag der Gletscherschmelze am Abfluss vergletscherter Einzugsgebiete nimmt zu.
- Im mittleren Jahresabfluss zeigen sich nur sehr schwache Trends, mit geringfügigen Zunahmen an Flüssen im Zentrum Österreichs und geringen Abnahmen im Westen, Norden und Süden.
- Saisonal zeigen sich deutliche Verschiebungen im Abfluss, mit einer Zunahme in den Wintermonaten und einer Abnahme im Sommer.
- In der Wasserkrafterzeugung sind keine Trends erkennbar. Veränderungen in der Erzeugung in Laufkraftwerken, aber auch in Speicherkraftwerken korrelieren stark mit Veränderungen im natürlichen Abfluss.
Projektionen für die Zukunft deuten auf folgende Veränderungen hin:
- Die Erwärmung wird sich fortsetzen, wobei das Ausmaß stark von den zukünftigen Treibhausgasemissionen abhängt.
- Projektionen für Niederschläge sind unsicher, mit großen Schwankungen zwischen den Ergebnissen verschiedener Klimamodelle. Tendenziell kann mit einer leichten Zunahme der Niederschläge gerechnet werden. Saisonal werden Niederschläge im Winter zunehmen und im Sommer, in vielen Regionen Österreichs abnehmen.
- Der Trend zu weniger Schnee wird sich fortsetzen, und hat einen starken Einfluss auf die saisonale Abflussbildung in alpinen Einzugsgebieten.
- Gletscher werden weiterhin abschmelzen, wobei es in den nächsten Jahrzehnten aufgrund des Rückgangs der Gletscherflächen und Volumina zu einem Rückgang des Abflusses aus der Gletscherschmelze kommen wird. Ab welchem Zeitpunkt der derzeit zumeist noch ansteigende Gletscherabfluss sich wieder verringert, hängt von der Höhenlage und der Eisverteilung der einzelnen Gletscher ab.
- Zukünftige Veränderungen im mittleren Jahresabfluss sind, aufgrund der hohen Unsicherheit bei Niederschlagsprojektionen, sehr unsicher. Tendenziell werden eher geringe Änderungen erwartet, da der Anstieg der Verdunstung durch höhere Niederschläge kompensiert werden kann. Viele Simulationen zeigen aber, v.a. für die fernere Zukunft und für Gebiete im Süden Österreichs, einen leichten Rückgang im Jahresabfluss.
- Saisonal zeigen fast alle Simulationen eine Verstärkung des beobachteten Trends zu höheren Winterabflüssen und niedrigeren Sommerabflüssen, wobei die Ausprägung stark von der Höhenlage und dem Einfluss der Schneeprozesse abhängt.
- Die Vorhersage detaillierter Veränderungen in der Erzeugung in Laufkraftwerken aufgrund des Klimawandels ist, wie für den Abfluss, unsicher. In der näheren Zukunft können geringe Zunahmen oder Abnahmen im Bereich weniger Prozent nicht ausgeschlossen werden. Für die fernere Zukunft zeigen die verfügbaren Studien im Falle eines stärkeren Klimawandels tendenziell geringe Abnahmen der Erzeugung. Übereinstimmend zeigen alle Ergebnisse einen Anstieg der Produktion im Winter und einen Rückgang im Sommer.
- Für Speicherkraftwerke hängen die zukünftigen Änderungen von den lokalen Veränderungen im Niederschlag, von der Höhenlage und vom noch vorhandenen Gletschervolumen ab. In Gebieten mit noch relevanter Vergletscherung kann mit einer Zunahme der Erzeugung aufgrund des höheren Gletscherabflusses gerechnet werden, solange noch ausreichend Eisvolumen vorhanden ist. Saisonal kommt es zu früheren Schmelzzuflüssen im Frühling und geringeren Zuflüssen im Sommer, wobei diese Veränderung je nach Speichervolumen einen stärkeren oder geringeren Einfluss auf die saisonal für die Energieerzeugung verfügbaren Wassermengen hat.
Wenige Veränderungen können für die nächsten Jahre und Jahrzehnte erwartet werden. Für eine fernere Zukunft bei fortschreitendem Klimawandel ist tendenziell mit einem Rückgang des Abflusses rechnen. Die meisten Simulationen ergeben nur geringe zukünftige Änderungen, einzelne Klimamodelle weisen aber auch auf die Möglichkeit drastischerer Änderungen hin.
Diese Hypothese kann eindeutig bestätigt werden. Sowohl beobachtete Trends als auch Zukunftsprojektionen zeigen ansteigenden Winterabfluss und Winterproduktion und abnehmenden Sommerabfluss und Sommerproduktion an. Mit fortschreitender Erwärmung in einer ferneren Zukunft wird der saisonale Ausgleich immer stärker.
Speicherkraftwerke tragen auf verschiedenen zeitlichen Skalen zur Flexibilität im Stromsystem bei, wobei in Bezug auf den Klimawandel sowohl kurzfristigerer als auch längerfristiger Ausgleich relevant ist:
- Die Häufigkeit von Starkregenereignissen nimmt aufgrund des Klimawandels zu. Kurze Starkregenereignisse im Einzugsgebiet der Speicher können durch die Speicher zurückgehalten werden und das Wasser kann zu späteren Zeitpunkten abgearbeitet werden, beispielsweise bei geringer Wind- und Photovoltaik-Erzeugung.
- In den untersuchten Beobachtungsdaten zeigt sich bisher kein Hinweis auf eine stärkere Variabilität der Abflüsse von Jahr zu Jahr. An der Donau zeigen sich in den letzten Jahrzehnten aber erstmals Niederwasserphasen in Sommer und Herbst. Für die Zukunft kann im Sommerhalbjahr mit längeren Trockenperioden und langfristig auch mit längeren Niederwasserperioden in Sommer und Herbst gerechnet werden. Abgaben aus den großen alpinen Speichern können grundsätzlich, wie derzeit in den Niederwasserphasen im Winter, auch im Sommer eine Aufhöhung des Abflusses herbeiführen und dadurch eine ausreichende Stromerzeugung sicherstellen. Für die Donau ist der mögliche Einfluss der alpinen Speicher aber zeitlich limitiert – für substanzielle Abflusserhöhung während längerer, mehrere Wochen dauernde Niederwasserphasen wäre das verfügbare Speichervolumen zu gering.
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