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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.

Weltklimakonferenz COP30: Gemeinsam für mehr Klimaschutz

<p> <p>Ab 10. November 2025 – 10 Jahre nach dem Paris-Übereinkommen – verhandelt die Staatengemeinschaft erneut über die Zukunft des globalen Klimaschutzes. Diesmal am Rande des Amazonas im brasilianischen Belèm, einem symbolträchtigen Ort, der als Hotspot der Artenvielfalt und indigenen Völker gilt. Im Fokus stehen die neuen nationalen Klimaschutzbeiträge und die Messbarkeit von Anpassungsfortschritten.</p> </p><p>Ab 10. November 2025 – 10 Jahre nach dem Paris-Übereinkommen – verhandelt die Staatengemeinschaft erneut über die Zukunft des globalen Klimaschutzes. Diesmal am Rande des Amazonas im brasilianischen Belèm, einem symbolträchtigen Ort, der als Hotspot der Artenvielfalt und indigenen Völker gilt. Im Fokus stehen die neuen nationalen Klimaschutzbeiträge und die Messbarkeit von Anpassungsfortschritten.</p><p> <p>Genau zehn Jahre nach Verabschiedung des <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/89763">Übereinkommens von Paris (ÜvP)</a> findet vom 10. bis mindestens 21. November 2025 zum 30. Mal die Konferenz der Vertragsstaaten der Klimarahmenkonvention (Conference of the Parties – COP30) statt, diesmal im brasilianischen Belèm. Die diesjährige Konferenz steht im Zeichen des von der COP-Präsidentschaft ausgerufenen „Mutirão“, einem brasilianischen Konzept der gemeinschaftlichen und kollektiven Anstrengung, um ein gemeinsames Ziel zu erreichen.</p> <p>Die Wahl des Austragungsortes der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/un">UN</a>-Klimakonferenz am Tor zum Amazonasgebiets hat auch einen symbolischen Charakter: Der Amazonas ist weltweites Zentrum der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/biodiversitaet">Biodiversität</a>, CO2-Senke und steht repräsentativ für die globale Ungleichheit, mit der die Klimakrise verschiedene Länder, Einkommens- und Bevölkerungsgruppen trifft. Allein im Amazonasgebiet leben mehrere Hundert indigene Völker, die besonders von den Folgen des Klimawandels betroffen sind, jedoch am wenigsten dazu beigetragen haben. Gleichzeitig sind diese Völker Wissensträger und Hüter der artenreichsten Gebiete der Welt. Themen wie Waldschutz, Biodiversitätsschutz und die Rolle indigener Gemeinschaften und Völker sollen als Eckpfeiler des Klimaschutzes auf der Konferenz stärker in den Fokus rücken.</p> <p>Nachdem letztes Jahr auf der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/113472">COP29 in Baku</a> ein Beschluss für mehr Transparenz, Umweltintegrität und ökologische <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/nachhaltigkeit">Nachhaltigkeit</a> beim globalen Emissionshandel nach Artikel 6 des ÜvP getroffen wurde, können nun alle Mechanismen des Abkommens umgesetzt werden. In einem <a href="https://cop30.br/en/brazilian-presidency/letters-from-the-presidency/second-letter-from-the-presidency">Brief an die internationale Gemeinschaft im Mai 2025</a> läutete COP30-Präsident André Aranha Correa do Lago nach vielen Jahren zäher Verhandlungen das Zeitalter der Umsetzung ein. Konkret wird es auf der COP30 darum gehen, verbindliche Vereinbarungen zu treffen, wie das Ziel des ÜvP, die globale Erwärmung deutlich unter 2 Grad zu halten und möglichst auf 1,5 Grad zu begrenzen, erreicht beziehungsweise in Reichweite gehalten werden kann.</p> Die neuen NDCs: Wegweiser für den <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klimaschutz">Klimaschutz</a> bis 2035 <p>Eines der wichtigsten Instrumente für den globalen Klimaschutz sind die nationalen Klimaschutzbeiträge (<em>Nationally Determined Contributions</em> – NDCs), die nach dem ÜvP von allen Vertragsstaaten alle fünf Jahre neu vorgelegt werden sollen. Die neue Runde der NDCs ist dieses Jahr fällig. Ende Oktober veröffentlichte das UN-Klimasekretariat den NDC-Synthesebericht, der alle bis Ende September 2025 eingereichten NDCs zusammenfasst und analysiert. Das Ergebnis: Bis Ende September haben nur 64 Staaten (von 194 Vertragsstaaten des ÜvP plus der EU) ein neues NDC eingereicht, womit nur 30 Prozent der globalen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/treibhausgas">Treibhausgas</a>-Emissionen (THG-Emissionen) abgebildet werden. Die eingereichten NDCs sind ambitionierter als die vorherigen und auf die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/90901">Ergebnisse der ersten globalen Bestandsaufnahme</a> ausgerichtet.</p> <p>Die Analyse zeigt aber auch eine immense Lücke auf: Bei vollständiger Umsetzung der NDCs würden die Emissionen dieser Länder bis 2035 um 17 Prozent gegenüber dem Jahr 2019 sinken. Um auf einen mit dem 1,5-Grad-Ziel kompatiblen Pfad zu kommen, sind aber laut des sechsten Sachstandsberichts des <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/3196">Weltklimarats</a> (<em>Intergovernmental Panel on Climate Change</em> – <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/ipcc">IPCC</a>) Reduktionen der THG-Emissionen bis 2035 von 60 Prozent gegenüber 2019 nötig. Die EU hat ihr NDC am 05.11.2025 eingereicht. Dieses sieht eine Reduktion der Treibhausgasemissionen von 66,25 bis 72,5 Prozent bis 2035 gegenüber 1990 vor. Von großer Bedeutung ist auch das chinesische NDC, das am 03.11.2025 eingereicht wurde, mit einem Ziel von 7 bis 10 Prozent Emissionsreduktion bis 2035 gegenüber dem Treibhausgasemissionshöchststand. Chinas Emissionen machen 30 Prozent des globalen Treibhausgasausstoßes aus. Die NDCs dienen als wichtige Grundlage für die Verhandlungen auf der COP30.</p> <p>Laut dem <a href="https://www.unep.org/resources/emissions-gap-report-2025">Emissions Gap Report 202</a>5 des Umweltprogramms der Vereinten Nationen (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/unep">UNEP</a>), der auch die von China und der EU bereits während des UN-Klimagipfels im September angekündigten NDCs einbezogen hat, würden die Emissionen bis 2035 bei vollständiger Umsetzung der NDCs um 15 Prozent gegenüber 2019 sinken, und zu einem Temperaturanstieg in diesem Jahrhundert von 2,3 bis 2,5 °C führen. Mit aktuell umgesetzten Politiken steuert die Welt laut dem UNEP-Bericht auf eine Erwärmung von 2,8 °C bis zum Ende des Jahrhunderts zu. Vor Verabschiedung des ÜvP vor 10 Jahren steuerte die Welt noch auf einen Temperaturanstieg von knapp unter 4 °C zu.</p> Wichtige weitere Verhandlungsthemen der diesjährigen Weltklimakonferenz <ul> <li><strong>Klimafinanzierung – wie bezahlen wir den weltweiten Klimaschutz?</strong> Auf der Weltklimakonferenz 2024 haben sich die Vertragsstaaten auf ein neues Finanzierungsziel von 300 Milliarden US-Dollar pro Jahr ab 2035 geeinigt, das für Klimaschutz und Anpassung in Entwicklungsländern bereitgestellt werden soll. Die gleichzeitig initiierte <a href="https://cop30.br/en/news-about-cop30/cop29-and-cop30-presidents-present-baku-to-belem-roadmap-to-mobilize-us-1-3-trillion-in-climate-finance">„Baku to Belèm Roadmap to 1.3 T“</a> mit der neuen Zielmarke von 1,3 Billionen US-Dollar pro Jahr von öffentlichen und privaten Quellen ab 2035 wurde von der COP29- und COP30-Präsidentschaft in Belèm kurz vor Start der COP30 vorgelegt. Der von der brasilianischen Präsidentschaft initiierte <em>Circle of Finance Ministers</em> hat <a href="https://cop30.br/pt-br/noticias-da-cop30/cop30-circle-of-finance-ministers-report_final.pdf/@@download/file">wegweisende Empfehlungen</a> hierzu gegeben. Dabei steht außer Frage, dass Klimaschutz wirtschaftliche Vorteile hat: Gut konzipierte Klimapolitiken führen laut einer <a href="https://www.oecd.org/en/publications/2025/06/investing-in-climate-for-growth-and-development_9ce9b093/full-report.html">OECD/UNDP-Studie</a> sogar kurzfristig zu stärkerem Wirtschaftswachstum als Szenarien, die auf aktuellen Politiken basieren. Langfristig betrachtet lohnt sich ambitionierter Klimaschutz noch viel mehr: Selbst gemäß der eher konservativen Schätzungen der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD) und des United Nations Development Programme (UNDP) verhindern ambitioniertere Klimapläne signifikante klimawandelbedingte wirtschaftliche Verluste und sind notwendig, um langfristig Wohlstand zu sichern. Laut der Studie würden ambitionierte Klimapläne bis 2050 ein Plus von 3 Prozent und bis 2100 von 13 Prozent des globalen Bruttoinlandsproduktes bedeuten.</li> <li><strong>Global Goal on Adaption – Anpassung an die Auswirkungen des Klimawandels wird immer wichtiger</strong>: Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Klimaanpassung, denn schon heute machen zunehmende Extremwetterereignisse wie Hitzewellen und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/starkregen">Starkregen</a> sowie daraus folgende Dürren und Überschwemmungen deutlich, dass reine Emissionsreduktion nicht mehr genügt. Besonders im Amazonasgebiet, wo indigene und ländliche Gemeinschaften von Entwaldung und Wetterextremen betroffen sind, soll die COP30 Wege aufzeigen, wie sich vulnerable Regionen widerstandsfähiger machen lassen. Ziel der Verhandlungen ist ein Abschluss des Arbeitsprogramms zu den Indikatoren zur Messung des Fortschritts bei Klimaanpassungsmaßnahmen.</li> <li><strong>Arbeitsprogramm zum gerechten Übergang (Just Transition Work Program – JTWP)</strong>: Ziel der Verhandlungen zum JTWP ist eine sozial gerechte Umsetzung von Klimaschutzmaßnahmen. Diese muss insbesondere die Bevölkerungsgruppen einbeziehen, die von der Transformation besonders betroffen sind. Die brasilianische COP-Präsidentschaft setzt hier einen expliziten Fokus. Laut der oben genannten OECD/UNDP-Studie könnten gezielte Investitionen in die Energiewende ergänzt durch Maßnahmen, die auf Ernährungssicherheit, Grundversorgung und Governance-Reformen abzielen, die Entwicklung in neun von zehn Ländern verbessern und haben das Potenzial, 175 Millionen Menschen aus extremer Armut zu holen. Dagegen trug die Verbrennung fossiler Brennstoffe im Jahr 2019 zu 4,2 Millionen vorzeitigen Todesfällen durch Luftverschmutzung bei, wobei 89 Prozent dieser Todesfälle in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen auftraten.</li> <li><strong>Gender Action Plan – für die Gleichstellung der Geschlechter</strong>: Ein weiteres Ziel der COP30 ist die Verabschiedung eines Gender-Aktionsplans zur Förderung langfristiger struktureller Verbesserung bei der Gleichstellung der Geschlechter in allen gesellschaftlichen Bereichen (Gender <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/mainstreaming">Mainstreaming</a>), bei finanzpolitischen Instrumenten (Gender Budgeting) sowie der Bildung und wirtschaftlichen Stärkung von Frauen.</li> <li><strong>Action Agenda – Von der Verhandlung zur Umsetzung</strong>: Ein wiederkehrendes Schlagwort der brasilianischen COP-Präsidentschaft lautet: „Delivery, not just diplomacy“. Gemeint ist, dass die COP30 in Belèm nicht nur mit Absichtserklärungen enden darf. Stattdessen sollen die Beschlüsse der globalen Bestandsaufnahme (GST) von der COP28 in Dubai durch konkrete Umsetzungspläne gestärkt werden sowie überprüfbare Mechanismen und neue Partnerschaften aus bestehenden Initiativen entstehen.</li> </ul> Zehn Jahre nach Paris: Jedes zehntel Grad zählt <p>Zehn Jahre nach Verabschiedung des ÜvP muss die internationale Gemeinschaft beweisen, dass sie ihre selbst gesteckten Ziele ernst meint. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/114877">Jedes Zehntelgrad vermiedene Erwärmung ist entscheidend</a>. Laut des neuen, jährlichen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a>-Zustandsberichts (<a href="https://academic.oup.com/bioscience/advance-article/doi/10.1093/biosci/biaf149/8303627?login=true"><em>The 2025 State of the Climate Report: a Planet on the Brink</em></a>), liegen die größten Stellschrauben in der Transformation des Energiesektors hin zu Erneuerbaren, dem Schutz und der Wiederherstellung der Ökosysteme sowie der Reduktion von Lebensmittelabfällen und der Umstellung auf eine pflanzenreichere Ernährung. Zudem gibt es neben der Energiesicherheit erhebliche wirtschaftliche Vorteile von erneuerbaren Energien: 2024 waren 91 Prozent der neu in Betrieb genommenen Wind- und Solarprojekte günstiger als die günstigste verfügbare Alternative fossiler Brennstoffe.</p> <p>Die COP30 könnte eine wichtige Wegmarke für die Umsetzung der globalen Klimaschutzziele werden. Der Austragungsort spielt dabei symbolisch eine wichtige Rolle: Der Amazonas wird nicht nur als „Lunge der Erde“ bezeichnet und ist durch Abholzung und die Auswirkungen des Klimawandels bedroht, sondern gilt auch als Brennpunkt globaler Ungleichheit. Klimapolitik ist kein abstraktes Rechenwerk, sondern eine Frage von Überleben und Gerechtigkeit. Klimaschutz bringt Vorteile für viele statt Profite für wenige, die sich mit diesen Profiten vor den fatalen Auswirkungen des Klimawandels schützen können, während die Ärmsten am stärksten unter den Folgen leiden.</p> Das Umweltbundesamt auf der Weltklimakonferenz <p>Das Umweltbundesamt (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a>) ist als Teil der deutschen Regierungsdelegation der COP30 an den Verhandlungen zu Klimaschutz (Globale Bestandsaufnahme, NDCs), Klimawissenschaft, Landwirtschaft, Emissionsberichterstattung sowie Klimabildung und Zusammenarbeit (Action for Climate Empowerment, ACE) beteiligt. Außerdem ist das UBA Mitorganisator von drei <strong>Veranstaltungen, die Sie per Livestream verfolgen können</strong>:</p> <ul> <li>11.11.2025: <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/120673">COP30 Side Event "Harnessing Digital for Environmental Sustainability: Leveraging Common Action for a Sustainable Planet in the Digital Age"</a>&nbsp;(Online-Veranstaltung)</li> <li>13.11.2025: <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/120660">COP30 Side Event „Pathways towards Convergence – Recommendations from the Brazilian-German Track 1.5 Dialogue“</a> im Pavillon der brasilianischen Präsidentschaft zum deutsch-brasilianischen Klimadialog</li> <li>17.11.2025: <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/120646">COP30 Side Event „Nature-Based Solutions and Beyond – Insights from the Sino-German Track-2-Dialogue“</a> im deutschen Klimapavillon der COP30</li> </ul> </p><p>Informationen für...</p>

Klima - Oberflächengewässer Änderung Mittelwasserabfluss (MQ)

Änderung des Mittelwasserabflusses (MQ) in der Zukunft. Die Änderungen werden als prozentuale Zunahmen bzw. Abnahmen eines 30-jährigen Mittelwertes für die nahe Zukunft (2021-2050) bzw. für die ferne Zukunft (2071-2100) gegenüber einem Referenzzeitraum (1971-2000) angegeben. Die Datenbasis bilden simulierte Abflüsse aus verschiedenen hydrologischen bzw. statistischen Modellen auf Tageswertbasis, die mit Daten aus einem Ensemble von acht regionalen Klimamodellen (aus dem Projekt EURO-CORDEX) auf Grundlage eines Szenarios ohne Klimaschutz (RCP8.5) angetrieben wurden. Dieses Szenario beschreibt eine zukünftige Entwicklung der Menschheit, in der die Energieversorgung im Wesentlichen auf der Verbrennung fossiler Energieträger beruht und der Ausstoß von Treibhausgasen zu einem stetigen Anstieg des Strahlungsantriebes bis zum Jahr 2100 führt. Der Median bildet dabei die mittlere Tendenz aus der Bandbreite der verschiedenen Änderungssignale der Ensemble-Mitgliederab, der Maximalwert bildet die obere Bandbreite, der Minimalwert die untere Bandbreite.

Klima - Oberflächengewässer Änderung Hochwasser Abflussscheitel (HQ100)

Änderung des Scheitelabflusses für ein 100-jährliches Hochwasserereignis (im statistischen Mittel einmal in 100 Jahren zu erwarten) in der Zukunft. Die Änderungen werden als prozentuale Zunahmen bzw. Abnahmen angegeben, die sich aus den Werten für die nahe Zukunft (2021-2050) bzw. die ferne Zukunft (2071-2100) gegenüber einem Referenzzeitraum (1971-2000) ergeben. Die Datenbasis bilden simulierte Abflüsse aus verschiedenen hydrologischen bzw. statistischen Modellen auf Tageswertbasis, die mit Daten aus einem Ensemble von acht regionalen Klimamodellen (aus dem Projekt EURO-CORDEX) auf Grundlage eines Szenarios ohne Klimaschutz (RCP8.5) angetrieben wurden. Dieses Szenario beschreibt eine zukünftige Entwicklung der Menschheit, in der die Energieversorgung im Wesentlichen auf der Verbrennung fossiler Energieträger beruht und der Ausstoß von Treibhausgasen zu einem stetigen Anstieg des Strahlungsantriebes bis zum Jahr 2100 führt. Der Median bildet dabei die mittlere Tendenz aus der Bandbreite der verschiedenen Änderungssignale der Ensemble-Mitglieder ab, der Maximalwert bildet die obere Bandbreite, der Minimalwert die untere Bandbreite.

Aus- und Bewertung von Klimamodelldaten Projektionsergebnisse für Sachsen-Anhalt „Klimamodellauswertung Sachsen-Anhalt 1961 - 2100“ Mitteldeutsches Kernensemble (MDK)

Durch die internationale Forschungsgemeinschaft werden Globalmodellläufe in verschiedenen Phasen des Coupled Model Intercomparison Project ( CMIP ) in Vorbereitung des nächsten IPCC-Berichtszyklus berechnet. Ergebnisse dieser Globalmodellsimulationen haben grobe Auflösungen (> 100 km x 100 km), welche für regionale Betrachtungen des zu erwartenden Klimawandels nicht ausreichend sind. Mit Hilfe von Regionalmodellen (Regional Climate Models - RCMs) können die Ergebnisse aus Globalmodellrechnungen auf räumlich höhere Auflösungen gebracht werden: Da regionale Klimamodelle lediglich einen Ausschnitt der Atmosphäre betrachten, benötigen sie geeignete Randbedingungen an den Grenzen des Simulationsgebietes. Diese Randbedingungen stammen aus Simulationen der globalen Klimamodelle. Man spricht davon, dass ein regionales Klimamodell durch ein globales Klimamodell angetrieben wird. Dieser Prozess wird als „Nesting“ bezeichnet. Für die 5. Phase des CMIP (CMIP5) liegen solche regionalisierten Klimamodelldaten für Deutschland bzw. Europa in einer Auflösung von 12,5 km x 12,5 km vor. Diese wurden in verschiedenen Initiativen bzw. Projekten erstellt: EURO-CORDEX, ReKliEs-De, EPISODES (DWD) Im Rahmen von EURO-CORDEX ( Co o r dinated D ownscaling Ex periment - Euro pean Domain), als Teil der CORDEX-Initiative, wurden europaweite, regionalisierte Klimasimulationen/ Projektionen (auf Basis des CMIP5) erstellt. Ein großer Vorteil dieses Ensembles (= Menge an Klimamodellläufen) ist die Festlegung von einheitlichen Ausgabeformaten des Datenoutputs der Modelle (z. B. einheitliche räumliche Auflösung; vorgegebene, obligatorische Ausgabevariablen). Dies erleichtert die Vergleichbarkeit und Auswertung der vorliegenden Modellläufe. In dem BMBF-finanzierten Projekt ReKliEs-De ( Re gionale Kli maprojektionen E n s emble für De utschland) wurden die Ergebnisse aus EURO-CORDEX um weitere Läufe ergänzt. Weitere regionalisierte Projektionsdaten liefert EPISODES. Es handelt sich dabei um eine Empirisch-Statistische Downscaling Methode, welche durch den Deutschen Wetterdienst (DWD) entwickelt wurde. Alle diese benannten Modelldaten stehen auf dem ESGF-Knoten des DWD bzw. des Deutschen Klimarechenzentrums (DKRZ) für die Öffentlichkeit zur Verfügung. Aus den oben genannten Initiativen bzw. Projekten ist somit ein Ensemble von regionalisierten Klimamodellsimulationen entstanden, welches im Nachhinein durch verschiedene Gründe/Ausschlüsse nochmal einmal reduziert werden musste: verschiedene Rückzüge einiger Modellläufe aufgrund methodisch begründbarer Modellfehler durch die jeweiligen Modellierergruppen bzw. durch den DWD Ausschlüsse aufgrund von Unplausibilitäten in der Reproduktion der Vergangenheit in manchen Modellen sowie Ausschlüsse von Läufen, welche in der Reproduktion der Vergangenheit die Referenzperiode 1961 bis 1990 nicht abdecken. (Die letzten beide Ausschlüsse erfolgten durch die Umweltämter der drei Bundesländer Sachsen-Anhalt (LAU), Sachsen (LfULG) und Thüringen (TLUBN)) Im Ergebnis ist das mitteldeutsche Referenzensemble entstanden, welches für die Szenarien RCP2.6, RCP4.5 und RCP8.5 je 17, 18 bzw. 25 Läufe beinhaltet. Eine genaue Auflistung des Ensembles ist in der Dokumentation zum Mitteldeutschen Kernensemble (MDK, siehe unten) zu finden. Eine ausführliche Auswertung dieses Klimamodellensembles für Sachsen-Anhalt ist im Ergebnisbericht sowie Synthesebericht des Projektes „Klimamodellauswertung Sachsen-Anhalt 1961-2100“ zu finden. Die Broschüre „ Der Klimawandel vor unserer Haustür “ liefert eine etwas leichter verständliche Kurzdarstellung der mittleren Ergebnisse der Klimamodellauswertung. Im Nachfolgenden sei ein kleiner Einblick in die Ergebnisse dieser Auswertung gegeben. Eine Kernaussage des Projektes lautet: „RCP2.6 und RCP8.5 unterscheiden sich in ihren Auswirkungen auf das Klima stark, insbesondere was die Entwicklung des Klimas nach 2050 betrifft. “ Es „[…] wird […] deutlich, dass das RCP8.5 Änderungssignale für das Klima in Sachsen-Anhalt beinhaltet, die weit außerhalb der heute üblichen Bandbreite liegen, während das RCP2.6 lediglich eine moderate Verschiebung des Klimas in Richtung dessen bedeutet, was wir heute als oberen Bereich der Bandbreite beschreiben würden. Die Stärke und besonders die Geschwindigkeit der Änderung des Klimas hängt also sehr stark von den Maßnahmen zum Klimaschutz ab und es könnte sehr schwierig sein, die Infrastruktur sowie andere gesellschaftliche Systeme an die neuen Gegebenheiten anzupassen.“ Anhand der Projektion der Tagesmitteltemperatur sowie des Niederschlags sei dies verdeutlicht. Die Auswertung des Referenzensembles für das Gebiet von Sachsen-Anhalt zeigt folgende, zu erwartende Entwicklungen auf: Stagnation der Erwärmung ab 2050 im RCP2.6 Im RCP2.6-Szenario (Szenario mit globalem Klimaschutz) zeigt sich für Sachsen-Anhalt sowohl für die nahe Zukunft (Mittel der Periode 2021 bis 2050) als auch für die ferne Zukunft (Mittel der Periode 2071 bis 2100) eine Temperaturzunahme von knapp 2 K im Vergleich zur Referenzperiode (1961 bis 1990). Durch die Reduzierung der Treibhausgasemissionen, welche in diesem Szenario angenommen wird, kann die Temperaturzunahme somit eingedämmt werden und stagniert ab Mitte des Jahrhunderts. Beschleunigung der Erwärmung ab 2050 nach RCP8.5 Für das Szenario RCP8.5 (Szenario ohne globalen Klimaschutz) zeigt sich für die nahe Zukunft (2021 bis 2050) eine Temperaturzunahme, die der des RCP2.6 projizierten Temperaturzunahme entspricht (ca. 2 K). Für die ferne Zukunft hingegen zeigt dieses Szenario eine Temperaturzunahme von rund 4 K für Sachsen-Anhalt. Einige Modelle zeigen sogar über 5 K Temperaturzunahme an. Ähnliche Größenordnungen der Temperaturentwicklung der einzelnen Jahreszeiten wie des Gesamtjahrs (für beide Szenarien sowie beide Zukunftsperioden) Ausnahme bildet hierbei der Sommer: Für das RCP8.5 zeigt sich für die ferne Zukunft eine deutlich größere obere Spannweite der Temperaturzunahme von 7 K und mehr. Verschiebung der Niederschlagsverteilung über das Jahr: In beiden RCP-Szenarien zeigt sich eine Tendenz zu leichter Niederschlagszunahme im Winter sowie eine Tendenz zu leichter Niederschlagsabnahme im Sommer, welche je nach betrachtetem Zeitraum und Szenario stärker oder schwächer ausfallen kann. Man beachte hierbei jedoch die Spannweiten der projizierten Niederschlagsänderung, welche zum Teil auch in das entgegengesetzte Vorzeichen (im Vergleich zum Ensemblemittel) rutschen können. Leichte Niederschlagszunahme für das Gesamtjahr Jedoch ist auch hier auf die große Spannbreite der Projektionen hinzuweisen. Die untere Spanne der Modellsimulationen zeigt für beide Zeiträume und beide Szenarien eine Niederschlagsabnahme an. Eine kurze Einordnung der oben benannten Ergebnisse sei im Folgenden gegeben: Unter dem Aspekt, der Temperaturzunahme und damit einhergehend zunehmender Verdunstung ist mit negativen Auswirkungen auf den Wasserhaushalt vor allem im Sommer zu rechnen. Für die Entwicklung des Niederschlags ist anzumerken, dass es sich beim Verständnis und der Modellierung von Wolkenprozessen und damit auch des Niederschlags um Gegenstand der Forschung handelt. Zum einen sind die wolkenphysikalischen Prozesse weiterhin Bestandteil der Grundlagenforschung. Zum anderen bedingt die Kleinskaligkeit der Prozesse, dass diese auf dem Modellgitter nicht aufgelöst werden können und deshalb parametrisiert werden müssen, was Unsicherheiten mit sich bringt. Es ist daher darauf zu verweisen, dass es sich bei der zukünftig zu erwartenden Niederschlagsverteilung/-entwicklung lediglich um Tendenzen handelt, die keine 100-prozentig gesicherten Aussagen liefern können. In der Frage, ob es ein Zuviel oder ein Zuwenig an Wasser geben wird, muss sich die Gesellschaft/Wasserwirtschaft auf beide Möglichkeiten/Herausforderungen einstellen - nicht zuletzt, da es sich bei den dargestellten Tendenzen um 30-Jahresmittel handelt. Innerhalb dieser Zukunftsperioden können trotzdem mehrere zu nasse ggf. hochwassergeprägte Winter (wie bspw. im Dezember 2023) aber auch Winter, die ein potenzielles Niederschlagsdefizit des Sommers nicht durch überdurchschnittliche Niederschläge ausgleichen können, existieren. Ebenso bedeutet die Tendenz zur Abnahme der Sommerniederschläge nicht, dass es keine hochwassergefährdeten Sommer mit überdurchschnittlichem Niederschlag geben werden kann. Soweit möglich, sollten immer so viele Klimamodelle wie möglich ausgewertet werden. Für den Fall, dass dies aus Kapazitätsgründen nicht möglich ist, wurde von den Umweltämtern der Bundesländer Sachsen-Anhalt, Sachsen und Thüringen das Mitteldeutsche Kernensemble (MDK) ausgewählt/erstellt. Das MDK stellt eine reduzierte Auswahl (je 7 Modellläufe für RCP2.6, RCP4.5 und RCP8.5) von regionalisierten Klimamodellsimulationen (basierend auf dem Referenzensemble) für die Region der drei Bundesländer dar. Es wurde erstellt, um den Rechenaufwand für detaillierte Auswertungen und ggf. Impact-/Wirkmodellierung zu reduzieren. Die Reduzierung/Auswahl basiert auf der Erhaltung der zukünftig simulierten Spannbreiten für die verschiedenen meteorologischen Variablen, die die Klimamodelle simulieren. Genaue/ weiterführende Informationen sind in der ausführlichen Dokumentation zum MDK zu finden: Mitteldeutsches Kernensemble - Auswertung regionaler Klimamodelldaten Letzte Aktualisierung: 18.09.2024

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 4

Zukunftsfähiges Wassermanagement kommunaler Wasserversorger in Zeiten des Klimawandels, Teilprojekt 3

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.

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