Reduktion des Kühlwassereinsatzes bei industriellen Prozessen | Umweltbundesamt

Neben Kühltürmen kann Trockenkühlung, solare Kühlung oder Kühlung auf Basis von Adsorptionskälte zum Einsatz kommen, die allerdings häufig mit einem erhöhten Energiebedarf einhergeht.

Ein Beispiel zur Umsetzung für die Reduktion des Kühlwassereinsatzes bei industriellen Prozessen ist die Erzeugung von Klimakälte aus Fernwärme.

• Klimatischer Einfluss: Hitzewellen
• Handlungserfordernis: gering
• Handlungsfeld: Industrie und Gewerbe
• Anpassungsdauer: kurz
• Umsetzende Akteure: Unternehmen, Verbände
• Kosten: 10 - 100 Mio. €/a

Mögliche Instrumente

• Überprüfung von Wärmelastplänen unter veränderten hydrologischen und Temperaturbedingungen
• Ermitteln, ob Verschärfung der Einleitungsregelungen (für Gewerbe, Industrie, Landwirtschaft) bei Unterschreitung bestimmter Pegelstände, Abflusswerte notwendig ist

Modellgestützte Simulation der gesamtwirtschaftlichen Effekte

Für die Modellierung der ⁠Anpassungsmaßnahme⁠ wurde der Fokus auf Kühlung bei industriellen Prozessen gelegt, die durch einen hohen Wasserverbrauch gekennzeichnet sind. Es wird angenommen, dass die baulichen Aktivitäten zur Reduktion des Kühlwassereinsatzes bei industriellen Prozessen in denjenigen Sektoren stattfinden, die eine hohe Nachfrage nach Vorleistungen aus dem Sektor Wasserwirtschaft haben (z.B. Herstellung von Glas und Glaswaren, Metallerzeugung und bei der Herstellung von Metallerzeugnissen). Diesen jährlichen Bauinvestitionen (zusätzlich 50 Mio. €/a) steht ein Produktionsrückgang und damit eine reduzierte Bautätigkeit im Sektor Wasserversorgung gegenüber. Die Abbildung verdeutlicht, dass die ausbleibenden Bauinvestitionen im Sektor Wasserwirtschaft im Zeitablauf die zusätzlichen Bauinvestitionen durch Anpassung übersteigen, und es dadurch langfristig zu einer negativen Wirkung auf die gesamten Bauinvestitionen kommt.

Der Produktionsrückgang im Sektor Wasserversorgung geht mit einem Rückgang der Beschäftigung in diesem Sektor einher. Der negative Trend bei den Bauinvestitionen spiegelt sich ebenfalls in der Beschäftigung wider, sodass sich bis zum Jahr 2050 insgesamt ein negativer Beschäftigungseffekt einstellt. Die verminderte Nachfrage der genannten Sektoren nach Vorleistungen der Wasserversorgung resultiert in einer Preisreduktion, welche auch an andere Sektoren weitergegeben wird und sich positiv auf die Nachfrage der privaten Haushalte sowie die Nachfrage aus dem Ausland auswirkt (positiver BIP-Effekt).

Erweiterte Bewertung der Maßnahme

Legende:
Die Bewertungen können neutral ( 0 ), negativ ( - ), stark negativ ( - - ), positiv ( + ) oder stark positiv ( + + ) sein.

( + ) Reduzierung des Ressourcenverbrauchs
Durch eine Reduzierung des eingesetzten Kühlwassers kommt es zu einer Reduzierung des Verbrauchs bzw. Nutzung der Ressource Wasser zu Kühlzwecken.

( + ) ⁠Biodiversität⁠
Die Vermeidung einer Erhöhung der Gewässertemperatur durch eine Reduzierung der Durchlaufkühlung ist mit positiven Folgen für die aquatischen Lebewesen und Organismen in den Vorflutern verbunden.

( 0/- ) Reduzierung des Treibhausgasausstoßes
Eine Umstellung von Durchlauf- zu Umlaufsystemen geht in der Regel mit einem höheren Energieverbrauch einher. Daher kann eine solche Umstellung – je nach Quelle der dazu eingesetzten Energie – auch mit einer Erhöhung der Treibhausgasemissionen verbunden sein.

( + ) Regulation des Wasserhaushalts
Eine Minderung des Wasserverbrauches ist beispielsweise durch einen Umstieg von Durchlauf- zu Umlaufsystemen möglich, wodurch zusätzlich Chemikalienemissionen und das Ableiten von großen Mengen erhitztem Kühlwasser verhindert werden. Zudem haben eine Erhöhung der Zykluszahl, die Nutzung von Abwasser und die Verbesserung der Zusatzwasserqualität positive Effekte.

( + ) Gesamtbilanz der Wohlfahrtseffekte
Keine reine Defensivmaßnahme, sondern mit ökologischen Nebennutzen verbunden.

Forschungs-Projekt „Vertiefte ökonomische Analyse einzelner Politikinstrumente und Maßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel“

Dieses Steckblatt ist im Rahmen des Forschungsprojektes „Vertiefte ökonomische Analyse einzelner Politikinstrumente und Maßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel“ (FKZ 3716 48 1000) im Auftrag des ⁠UBA⁠ entstanden und stellt einen forschungsbasierten Überblick zu möglichen Maßnahmen und ihren Bewertungen dar. Durchgeführt wurde das Projekt von der GWS und dem IÖW.

Quellen

Bundesregierung (2008): Deutsche ⁠Anpassungsstrategie⁠ an den ⁠Klimawandel⁠ – vom Bundeskabinett am 17.Dezember 2008 beschlossen.

Blobel, D., Tröltzsch, J., Peter, M., Bertschmann, D., Lückge, H. (2015): Vorschlag für einen Policy Mix für den Aktionsplan Anpassung an den Klimawandel.

Arle, J., Bartel, H., Baumgarten, C., Bertram, A., Blondzik, K., Brandt, S., Brauer, F., Claussen, U., Damian, H.P., Dieter, D., Galander, C., Ginzky, H., Grimm, S., Helmecke, M., Hofmeier, K., Hülsmann, W., Kirschbaum, B., Knobloch, T., Koppe, K., Koschorreck, J., Krakau, M., Leujak, W., Mathan, C., Mohaupt, V., Naumann, S., Pickl, C., Pirntke, U., Rapp, T., Rau, A., Rechenberg, J., Richter, S., Roskosch, A., Sedello, C., Stoefen O Brien, A., Suhr, M., Szewzyk, R., Ullrich, A., Wachotsch, A., Walter, A., Weiß, A., Werner, S., Winde, C., Winkelmann-Oei, G., Wolter, R., (2017): Wasserwirtschaft in Deutschland. Grundlagen, Belastungen, Maßnahmen.

UBA (2001): Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung (IVU). Referenzdokument über die Besten Verfügbaren Techniken bei industriellen Kühlsystemen.