Wasserfußabdruck in der verarbeitenden Industrie - Methoden, Werkzeuge und Optimierungsstrategien
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Berücksichtigung saisonaler Unterschiede in der Wasserknappheitsbewertung führte zu Entwicklung der WAVE+- Methode, welche Wasserverfügbarkeit sowie internes Evaporation-Recycling (BIER-Faktoren) für mehr als 8000 Wassereinzugsgebiete in monatlicher Auflösung quantifizierte und öffentlich zur Verfügung stellte. Die daraus resultierenden WAVE+-Charakterisierungsfaktoren wurden bereits in gängige Ökobilanzsoftware (GaBi) integriert und stellen eine sinnvolle Ergänzung zu den Charakterisierungsfaktoren zur AWARE-Methodik (Konsens-Methode der UNEP Life Cycle Initiative bzgl. der Bewertung von Wasserknappheit innerhalb der Ökobilanz) dar. Ebenso sind die entwickelten BIER-Faktoren zum internen Evaporation-Recycling auch mit anderen Wirkungsabschätzungsmethoden wie bspw. AWARE kombinierbar. Im weiteren Verlauf des Projektes wurden die Analysen zum Evaporation Recycling zu einer globalen Fate-of-Evaporation- Analyse ausgeweitet. Dies geschah mittels numerischer Tracking-Methoden (WAM-2layers) auf einem globalen 1.5°*1.5°-Grid und unter Berücksichtigung von Re-Analyse-Daten aus der ERA-Interim- Datenbank. Die Ergebnisse wurden dabei nicht nur auf Gridzellen-Ebene quantifiziert, sondern auch für Wassereinzugsgebiete und Länder bereitgestellt. Sie lassen sich durch einen dafür entwickelten Datensatz zum einen grafisch generieren (in Form sogenannter Evaporationsheds; = durchschnittliche Fläche der Wiederabregnung von verdunstetem Wasser) sowie ebenfalls tabellarisch listen und sortieren. Mögliche Anwendungsgebiete des Datensatzes beziehen sich auf allgemeine Recherchen zu Wassertransfers- und damit einhergehenden Abhängigkeiten zwischen verschiedenen Regionen, Wirkungen von Landnutzungsänderungen auf den Wasserkreislauf, Nutzungen innerhalb der Wasserfußabdruckmethode, Studien zu saisonaler und zwischenjährlicher Variabilität von Niederschlägen, Studien zu Niederschlagsveränderungen und -trends sowie Studien zu vergangenen Extremwetterereignissen wie Dürren. Ein konkretes Anwendungsgebiet wurde dabei im Rahmen einer weiteren Publikation8 berücksichtigt und bezieht sich auf Anwendungen innerhalb der Wasserfußabdruckmethode. In diesem Zusammenhang wurden drei Arten von Wasserinventaren für volumetrische Wasserfußabdrücke definiert. Diese umfassen ein internes (State-of-the-Art), ein externes (quantifiziert Wasserzufuhr über Evaporation Recycling in externen Einzugsgebieten) und ein grenzüberschreitendes (Kombination aus internem und externem Inventar) Wasserinventar und implizieren verschiedene Perspektiven des Wasser-Accountings. Zusätzlich wurden aufbauend auf der WAVE+-Methodik Charakterisierungsfaktoren zur Bewertung der Verdunstung von grünem und blauem Wasser in Bezug zur Blauwasserverfügbarkeit bereitgestellt. Die entwickelten Charakterisierungsfaktoren zeigen in einigen Regionen Überraschungen. So werden in einigen Einzugsgebieten die potentiellen negativen Umweltwirkungen durch positive Effekte des externen Evaporation-Recyclings ausgeglichen oder sogar überboten. Weitere Ergebnisse aus dem Projekt beziehen sich auf die Entwicklung von globalen Charakterisierungsfaktoren für die Effekte von Bodenversalzung durch menschliche Bewässerung. Diese wurden neben einem Tool für dafür erforderliche Sachbilanzdaten (regional aufgeschlüsselte Salzemissionen für Bewässerungen unterschiedlicher Intensität) bereitgestellt und gliedern sich in Charakterisierungsfaktoren welche sowohl in der Mitte (Anstieg der Leitfähigkeit im Boden) als auch am Endpunkt der Ursache-Wirkungskette (Veränderung der Diversität möglicher Nutzpflanzen) liegen. Als letzten Themenschwerpunkt wird derzeitig ein Screening-Ansatz mit öffentlich verfügbaren Daten zur Identifikation von grundwasserabhängigen Ökosystemen finalisiert.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- 2018. ‘Enhancing the Water Accounting and Vulnerability Evaluation Model: WAVE+’. Environmental Science & Technology 52 (18): 10757– 10766
Markus Berger, Stephanie Eisner, Ruud van der Ent, Martina Flörke, Andreas Link, Joseph Poligkeit, Vanessa Bach, and Matthias Finkbeiner
(Siehe online unter https://doi.org/10.1021/acs.est.7b05164) - 2020. ‘The Fate of Land Evaporation – a Global Dataset’. Earth System Science Data 12 (3): 1897– 1912
Andreas Link, Ruud van der Ent, Markus Berger, Stephanie Eisner, and Matthias Finkbeiner
(Siehe online unter https://doi.org/10.5194/essd-12-1897-2020) - ‘A regionalized Life Cycle Assessment Model to Globally Assess the Environmental Implications of Soil Salinization in Irrigated Agriculture’. Environmental Science & Technology 54 (6): 3082–3090
Montserrat Núñez, and Matthias Finkbeiner
(Siehe online unter https://doi.org/10.1021/acs.est.9b03334) - 2021: ‘Considering the fate of evaporated water across basin boundaries – Implications for water footprinting’. Environmental Science & Technology
Andreas Link, Markus Berger, Ruud van der Ent, Stephanie Eisner, and Matthias Finkbeiner
(Siehe online unter https://doi.org/10.1021/acs.est.0c04526)
