spine 60.5 mm gr. Buch

Nicht nur das Klima ändert sich. Auch die wissenschaftliche Fundierung des Klimawandels hat sich einer permanenten Reflexion über die Qualität der ermittelten Aussagen auszusetzen. Der AAR14 offeriert eine Momentaufnahme des wissenschaftlichen Verständnisses zum Klimawandels und seiner Auswirkungen in Österreich. Die daraus ableitbaren Vermeidungs-, Anpassungs- und Handlungsoptionen sind eine Basis für weiterführende Diskussion auf allen Entscheidungsebenen in Wirtschaft und Politik. Dabei könnte sichtbar werden, dass nicht nur die Klimapolitik einen weiten Blick in die Zukunft und einen langen Atem für wirksame Reformen braucht. In allen für unseren Wohlstand relevanten Bereichen der Politik, vom Wohnen bis zur Mobilität, könnten neue Chancen sichtbar werden, von denen schließlich auch die klimarelevanten Interessen profitieren. Der AAR14 ist dafür ein guter Ausgangspunkt. Univ.-Prof. Dr. Stefan Schleicher Professor am Wegener Center der Universität Graz, Konsulent am Österreichischen Institut für Wirtschaftsforschung Der AAR14 ist der erste wissenschaftliche Sachstandsbericht, der für Österreich und die Alpenregion die Folgen des anthropogenen Klimawandels beschreibt und zugleich zeigt, dass es auch andere Möglichkeiten gibt. Alternative Pfade setzen die Vermeidung des Ausstoßes von CO2, insbesondere im Energiesektor, voraus. Die im AAR14 angewandten Verfahren zur Emissionsbilanzierung berücksichtigen – zum Unterschied von rein nationalen Ansätzen – auch die in Export- und Importgütern und Dienstleistungen gebundenen Emissionen. Das ist sehr wichtig, da die bloße räumliche Verlagerung von Emissionen (etwa in Entwicklungsländer, die von uns konsumierte Güter produzieren) zwar die CO2-Bilanz unseres Landes verbessert, aber keinen Beitrag zu den globalen Emissionsminderungen leistet, die benötigt werden, um die globale Temperaturveränderung unter dem 2 °C Grad Wert zu stabilisieren. Dieser Bericht bewertet und interpretiert den besten verfügbaren Wissensstand, um politische Entscheidungen zugunsten einer nachhaltigen Entwicklung in Österreich und dessen Nachbarregionen zu fundieren. Univ.-Prof. Dr. Marina Fischer-Kowalski Gründerin und langjährige Leiterin des Institutes für Soziale Ökologie, Alpen-Adria Universität Klagenfurt – Wien – Graz

www.apcc.ac.at Der Österreichische Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14) stellt einen IPCC-ähnlichen Bericht dar, bestehend aus drei Bänden, für den bestehendes Wissen zum Klimawandel in Österreich, zu dessen Auswirkungen und den Erfordernissen und Möglichkeiten der Minderung und Anpassung zusammengefasst wird. Der Bericht verfolgt das Ziel, den wissenschaftlichen Kenntnisstand für Österreich kohärent und vollständig darzulegen und dies in Form von politikrelevanten Analysen an die Österreichische Bundesregierung und politische Entscheidungsgremien auf allen Ebenen zu übermitteln, bzw. um dadurch Entscheidungsgrundlagen auch für den privaten Sektor und einen Wissensfundus für akademische Institutionen bereitzustellen. Ähnlich den IPCC-Sachstandsberichten liegt dem AAR14 das Prinzip zugrunde, entscheidungsrelevant zu sein, aber keinen empfehlenden Charakter zu haben. http://hw.oeaw.ac.at/7699-2

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 Austrian Assessment Report 2014 (AAR14)

Es gibt zwar keine “Österreichische Atmosphäre”, aber die Auswirkungen des Klimawandels sind in Österreich in besonderer Weise spürbar: Der Temperaturanstieg ist mehr als doppelt so hoch wie im globalen Mittel, die Zunahme an Sonnenscheinstunden ist durchschnittlich 20 % höher als in anderen Regionen. Unterschiedliche Gebiete der Erde sind in unterschiedlicher Art und Weise in Bezug auf Temperatur, Bewölkung oder Niederschlag vom Klimawandel betroffen. Aus diesem Grund ist die Zusammenfassung der Untersuchungen zum Klima in Österreich im AAR14 ganz wesentlich. Sie zeigt auch hohe Verwundbarkeiten gegenüber dem Klimawandel auf. Ein adäquates Verständnis der naturwissenschaftlichen Grundlagen, wie in den ersten beiden Bänden des AAR14 in exzellenter und übersichtlicher Form dargelegt, ist eine wesentliche Voraussetzung für jede Untersuchung der gesellschaftlichen und ökonomischen Auswirkungen, die wiederum die Basis für anstehende Strategieentscheidungen der nächsten Zeit sein müssen. Dr. Michael Staudinger Direktor der Zentralanstalt für Meteorologie, Wien

Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014

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Austrian Panel on Climate Change (APCC)

Austrian Assessment Report 2014 (AAR14)

9 783700 176992

spine 60.5 mm gr. Buch

13-Aug-14 10:36:15 AM

Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften

Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 Austrian Assessment Report 2014 (AAR14)

HerausgeberInnen Helga Kromp-Kolb Nebojsa Nakicenovic Karl Steininger Andreas Gobiet Herbert Formayer Angela Köppl Franz Prettenthaler Johann Stötter Jürgen Schneider Diese Publikation wurde einem anonymen, internationalen Peer-Review-Verfahren unterzogen.

Dieser Sachstandsbericht entstand im Zuge des Projektes „Austrian Panel on Climate Change Assessment Report“, das aus Mitteln des Klima- und Energiefonds gefördert und im Rahmen des Programms „Austrian Climate Research Program“ durchgeführt wurde. Veröffentlicht mit Unterstützung des Austrian Science Fund (FWF): PUB 221-V21

Die in dieser Publikation geäußerten Ansichten oder Meinungen entsprechen nicht notwendigerweise denen der Institutionen, mit deren Unterstützung diese Arbeit durchgeführt wurde. Der Verlag und die unterstützenden Institutionen garantieren weder Richtigkeit noch dauerhafte Verfügbarkeit der in dieser Publikation erwähnten urls auf externe Webseiten oder Webseiten von Dritten und übernehmen keine Verantwortung für die Richtigkeit und Angemessenheit dort befindlicher Inhalte. Wien, September 2014 ISBN 978-3-7001-7699-2 © bei den AutorInnen © Creative Commons non-commercial 3.0 licence http://creativecommons.org/icenses/by-nc/3.0/deed.de Titelseitengestaltung Anka James, auf Basis von Sabine Tschürtz in Munoz and Steininger, 2010. Übersetzung der Zusammenfassung für Entscheidungstragende ins Englische Bano Mehdi Zitierweise des Gesamtbandes APCC (2014): Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14). Austrian Panel on Climate Change (APCC), Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Wien, Österreich, 1096 Seiten. ISBN 978-3-7001-7699-2 Die Zitierweise für einzelne Kapitel findet sich im Anhang 3. In der vorliegenden Publikation sind die Zusammenfassung für Entscheidungstragende in deutscher und englischer Sprache, die Synthese in deutscher Sprache und der Volltext enthalten. Die Zusammenfassung für Entscheidungstragende und die Synthese sind gemeinsam auch als Broschüren jeweils in deutscher und englischer Sprache erhältlich, die Zusammenfassung für Entscheidungstragende auch allein. Alle Teile dieses Berichts sind im Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften publiziert und sowohl im Buchhandel als auch unter www.apcc.ac.at erhältlich. Österreichische Akademie der Wissenschaften, Wien http://verlag.oeaw.ac.at http://hw.oeaw.ac.at/7699-2 Druck: Wograndl Druck GmbH, 7210 Mattersburg

Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 Austrian Panel on Climate Change (APCC) Austrian Assessment Report 2014 (AAR14) Projektleiter / Project Leader Nebojsa Nakicenovic Organisationskomitee / Organizing Committee Helga Kromp-Kolb, Nebojsa Nakicenovic, Karl Steininger Projektmanagement / Project Management Laura Morawetz Co-Chairs Band 1: Andreas Gobiet, Helga Kromp-Kolb Band 2: Herbert Formayer, Franz Prettenthaler, Johann Stötter Band 3: Angela Köppl, Nebojsa Nakicenovic, Jürgen Schneider, Karl Steininger Koordinierende LeitautorInnen / Coordinating Lead Authors Bodo Ahrens, Ingeborg Auer, Andreas Baumgarten, Birgit Bednar-Friedl, Josef Eitzinger, Ulrich Foelsche, Herbert Formayer, Clemens Geitner, Thomas Glade, Andreas Gobiet, Georg Grabherr, Reinhard Haas, Helmut Haberl, Leopold Haimberger, Regina Hitzenberger, Martin König, Manfred Lexer, Wolfgang Loibl, Romain Molitor, Hanns Moshammer, Hans-Peter Nachtnebel, Franz Prettenthaler, Wolfgang Rabitsch, Klaus Radunsky, Hans Schnitzer, Wolfgang Schöner, Niels Schulz, Petra Seibert, Sigrid Stagl, Robert Steiger, Johann Stötter, Wolfgang Streicher, Wilfried Winiwarter Review EditorInnen / Review Editors Brigitte Bach, Sabine Fuss, Dieter Gerten, Martin Gerzabek, Peter Houben, Carsten Loose, Hermann Lotze-Campen, Fred Luks, Wolfgang Mattes, Sabine McCallum, Urs Neu, Andrea Prutsch, Mathias Rotach Wissenschaftlicher Beirat / Scientific Advisory Board Jill Jäger, Daniela Jacob, Dirk Messner Qualitätssicherung / Review Process Mathis Rogner, Keywan Riahi Sekretariat / Secretariat Benedikt Becsi, Simon De Stercke, Olivia Koland, Heidrun Leitner, Julian Matzenberger, Bano Mehdi, Pat Wagner, Brigitte Wolkinger Finales Lektorat / Copy Editing Thomas Reithmayer, Matthias Litschauer Layout und Formatierung / Layout and Formatting Valerie Braun, Kati Heinrich, Tobias Töpfer

Beteiligte Institutionen Die folgenden Institutionen ermöglichten MitarbeiterInnen dankenswerterweise die Mitwirkung an der Erstellung des AAR14 und haben dadurch wesentlich zum Sachstandsbericht beigetragen: t
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Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit (AGES) Alpen-Adria Universität Klagenfurt - Wien - Graz alpS GmbH Amt der Tiroler Landesregierung ARGE Erneuerbare Energie Dachverband Gleisdorf Austrian Institute for Technology (AIT) BIOENERGY2020+ GmbH Bundesamt für Wasserwirtschaft (BAW) Bundesforschungs- und Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren und Landschaft (BFW) Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft (BMLFUW), Abteilung VII/3 – Wasserhaushalt Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie (BMVIT), Abteilung für Energie- und Umwelttechnologien Climate Change Centre Austria (CCCA) Climate Policy Initiative, Venice Office Donau-Universität Krems Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH Institut für Entwicklungspolitik (DIE) International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA) J.W.v. Goethe Universität Frankfurt am Main Joanneum Research Forschungsgesellschaft mbH komobile w7 GmbH Konrad-Lorenz-Institut für Vergleichende Verhaltensforschung Lehr- und Forschungszentrum Raumberg-Gumpenstein Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V (ATB) Management Center Innsbruck (MCI) Max-Planck-Institut für Meteorologie (MPI-M) Medizinische Universität Wien Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change MODUL University Vienna Naturschutzbund Steiermark Niederösterreichische Landesregierung Österreichisches Institut für Wirtschaftsforschung (WIFO) Österreichische Akademie der Wissenschaften (ÖAW) Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) Schweizer Akademie der Naturwissenschaften Statistik Austria Sustainable Europe Research Institute (SERI) Technische Universität Graz (TU Graz) Technische Universität Wien (TU Wien) Tierärztliche Hochschule Hannover Umweltbundesamt Wien Universität Bayreuth Universität für Bodenkultur (BOKU) Universität Graz (Uni Graz) Universität Innsbruck Universität Salzburg (Uni Salzburg) Universität Wien (Uni Wien) Universität Leiden Wirtschaftsuniversität Wien (WU Wien) Wissenschaftlicher Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen (WBGU) Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG)

Inhaltsverzeichnis Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 Zum Geleit

9

Vorbemerkungen zum Sachstandsbericht: Entstehung und Grundsätze

11

Zusammenfassung für Entscheidungstragende

25

Summary for Policymakers

45

Synthese

65

 Kapitel 1:

    Das globale Klimasystem und Ursachen des Klimawandels

137

Kapitel 2:

Emissionen und Konzentrationen strahlungswirksamer atmosphärischer Spurenstoffe

173

Kapitel 3:

Vergangene Klimaänderung in Österreich

227

Kapitel 4:

Zukünftige Klimaentwicklung

301

Kapitel 5:

Zusammenschau, Schlussfolgerungen und Perspektiven

347

Band 2: Kapitel 1:

Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft Zur Kopplung zwischen Treiber- und Reaktionssystemen sowie zur Bewertung von Folgen des Klimawandels

383

 

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Band 3:

Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

Kapitel 1:

Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel

707

Kapitel 2:

Land- und Forstwirtschaft, Wasser, Ökosysteme und Biodiversität

771

Kapitel 3:

Energie und Verkehr

857

Kapitel 4:

Gesundheit, Tourismus

933

Kapitel 5:

Produktion und Gebäude

979

Kapitel 6:

Transformationspfade

1025

Anhang 1:

Akronyme und Abkürzungen

1077

Anhang 2:

Verzeichnis des Wissenschaftlichen Beirates, der Review EditorInnen, der ReviewerInnen und der AutorInnen 1085

Anhang 3:

Zitierweisen

Anhang

1094

Zum Geleit Bei meiner Angelobung zum Bundespräsidenten nach meiner Wiederwahl im Jahre 2010 habe ich auf die Gefahren des Klimawandels hingewiesen, und auch auf die Verantwortung Österreichs, zur Lösung dieses großen Problems beizutragen. In einer 3-jährigen gemeinsamen, unentgeltlichen Anstrengung haben nun über 200 Wissenschafterinnen und Wissenschafter in Österreich ihr Wissen zusammengetragen, über Disziplinengrenzen hinweg auf einander abgestimmt, und gemeinsam Schlüsse gezogen, um der Öffentlichkeit und den Entscheidungsträgern ein möglichst umfassendes und wissenschaftlich abgesichertes Bild des Klimawandels in Österreich zu zeichnen. Komplementär zum fünfen globalen Bericht des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), liegt nun vom Austrian Panel of Climate Change (APCC) der Austrian Assessment Report (AAR14) vor. Er fasst zusammen, was über Klimawandel in Österreich erforscht wurde, welche Auswirkungen er hat und in weiterer Folge noch haben kann. Er zeigt Anpassungs- und Minderungsmaßnahmen auf und kommt zu dem Schluss, dass Österreich seiner Verantwortung bisher nicht in ausreichendem Maße nachgekommen ist. Er legt aber auch dar, dass es viele Handlungsoptionen gibt, die – unabhängig vom Klimawandel – Vorteile mit sich bringen würden. Die Wissenschaft hat in eindrucksvoller Weise gezeigt, wie ernst sie den Klimawandel nimmt. Es ist zu hoffen, dass ihr Werk vermehrte politische Anstrengungen für den Klimaschutz in Österreich auslöst, und die Zivilgesellschaft / Öffentlichkeit in ihrem (wachsenden) Engagement für eine lebenswerte Zukunft gestärkt wird.

Vorbemerkungen zum Sachstandsbericht: Entstehung und Grundsätze

Vorbemerkungen zum Sachstandsbericht Klimawandel: Entstehung und Grundsätze Warum ein Sachstandsbericht Klimawandel für Österreich? Der Klimawandel ist eine der größten Herausforderungen für die Menschheit in diesem Jahrhundert. Das „Intergovernmental Panel on Climate Change“ (IPCC) bestätigt in seinem 2013 / 2014 publizierten fünften Sachstandsbericht („Fifth Assessment Report, AR5“) nochmals, was aus der Fachliteratur schon seit Jahrzehnten bekannt ist: Der Klimawandel findet statt und wird hauptsächlich durch menschliche Aktivitäten verursacht. Die mittlere globale Temperatur ist seit 1880 um fast ein Grad Celsius angestiegen. Des weiteren schlussfolgert das IPCC, dass zukünftig unverminderte Emissionen einen Temperaturanstieg um drei bis fünf Grad Celsius bis zum Ende des Jahrhunderts verursachen würden. Das IPCC Szenario mit dem höchsten Emissionsminderungsziel ist auf einen globalen Temperaturanstieg von zwei Grad Celsius bis Ende des Jahrhunderts ausgelegt – dies würde für Österreich einen Temperaturanstieg von rund vier Grad Celsius bedeuten; der bisherige mittlere Temperaturanstieg in Österreich ist ebenso bereits ungefähr zweimal so hoch wie der des globalen Durchschnitts. Die mit diesem globalen Szenario verknüpfte zukünftige Entwicklung würde bereits einen gefährlichen Klimawandel auslösen; die Emissionspfade mit höheren Emissionen können katastrophale Folgen nach sich ziehen. Obwohl die Wissenschaft seit vielen Jahren auf den ständig fortschreitenden Klimawandel und seine Auswirkungen hinweist und trotz darauf basierender internationaler und nationaler Absichterklärungen den Klimawandel einzudämmen, nehmen die Treibhausgasemissionen weltweit weiterhin zu. Auch in Österreich zählen Klimawandelanpassung und Klimaschutz nicht zu den obersten Prioritäten der Politik. In manchen Diskussionen entsteht sogar der Eindruck, dieses Problem hätte mit Österreich wenig zu tun. Angesichts des Ausmaßes der möglichen negativen Auswirkungen des Klimawandels und der Notwendigkeit sofort zu handeln, um den Klimawandel zu bremsen und das Klima zu stabilisieren, entstand die Idee, ähnlich den auf globaler Ebene erstellten IPCC Sachstandsberichten eine nationale Beurteilung für Österreich durchzuführen, einen Austrian Assessment Report 2014 (AAR14). Das nun vorliegende Buch ist das Ergebnis dieser Bemühungen. Es stellt einen IPCC-ähnlichen Bericht für Österreich dar, der bestehendes Wissen zum Klimawandel in Österreich, seine Auswirkungen, sowie die Erfordernisse und Möglichkeiten der Minderung und Anpassung in drei Bänden zusammenfasst, um einen ersten, umfassenden und konsolidierten Überblick über den Stand des Wissens zum Klimawandel in Österreich zu geben. Statt eine kleine Gruppe von AutorInnen mit dieser Aufgabe zu betrauen, wurden alle zum Thema Klimawandel in Österreich Forschenden zur Mitwirkung eingeladen; die Bereitschaft war sehr groß. Letztendlich haben rund 240 WissenschaftlerInnen von rund 50 Forschungseinrichtungen den Sachstandsbericht Klimawandel (AAR14) gemeinsam erstellt. Es konnte solcherart ein wesentlich vollständigeres, disziplinenübergreifendes Bild gezeichnet werden, als dies einer kleine(ere)n Gruppe möglich gewesen wäre. Durch Zusammenführen von mit verschiedenen Ansätzen und Methoden erarbeiteten Erkenntnissen werden darüber hinaus die Ergebnisse robuster, bzw. werden weniger robuste als solche erkannt und der nach wie vor bestehende Forschungsbedarf tritt klarer zum Vorschein. Der Bericht stellt daher Entscheidungsgrundlagen für Entscheidungstragende auf unterschiedlichen Ebenen und in verschiedenen Sektoren bereit, deren Verlässlichkeit von den Forschenden gemeinsam abgeschätzt und transparent gemacht wurde (siehe dazu im Detail im Abschnitt „Umgang mit Unsicherheiten“ im Folgenden). Die gemeinsame Anstrengung setzt auch ein deutliches und sichtbares Lebenszeichen der rasch wachsenden österreichischen „Klimaforschungscommunity“, die durch die gemeinsame Arbeit an diesem Bericht zusätzlich zusammengewachsen ist und von bisher nicht gekannten Synergien profitieren konnte.

Aufbau und Grundsätze des AAR14 im Vergleich zum IPCC AR5 Es war von Anbeginn vorgesehen, Erstellungsprozess und Struktur des Austrian Assessment Reports 2014 (AAR14) nach dem Muster des IPCC auszurichten, da sich zum einen das auf internationaler Ebene über die Jahre entwickelte Verfahren bewährt hat, und zum anderen seit dem vorletzten IPCC Sachstandsbericht (AR4) zudem weitere wesentliche Verbesserungen hinsichtlich Transparenz und Qualitätssicherung eingeführt wurden. Dennoch gibt es einige Abweichungen.

Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

Ähnlich den IPCC-Sachstandsberichten liegt dem AAR14 das Prinzip zugrunde, entscheidungsrelevant zu sein, aber keinen empfehlenden Charakter zu haben. Dieses Prinzip kommt vor allem im 3. Band zum Tragen. Der Bericht enthält daher somit auch zahlreiche Vorschläge, welche Maßnahmen möglich oder notwendig wären, wenn bestimmte Ergebnisse oder Ziele erreicht werden sollen. Um Handeln auch im Sinne des Vorsorgeprinzips zu ermöglichen (welches das Auftreten irreparabler Schäden, etwa an der Gesundheit oder an Ökosystemen, durch geeignete Maßnahmen von vornherein auszuschließen sucht), wird getrachtet, die volle Bandbreite („best case“ bis „worst case“) möglicher Auswirkungen des Klimawandels darzustellen. Da der „best case“ sehr häufig lediglich im Fortbestand der derzeitigen Situation besteht, liegt das Augenmerk naturgemäß stärker auf „worst case“ Szenarien. Diese sind keineswegs als Prognosen zu verstehen, oft nicht einmal als sehr wahrscheinliche Entwicklungen, aber ihre Betrachtung ist erforderlich, um der Gesellschaft informierte Entscheidungen zu ermöglichen. Die Hauptinformationsquellen für die IPCC Berichte sind nach Begutachtungsverfahren publizierte Artikel in internationalen wissenschaftlichen Zeitschriften. Wiewohl sogenannte „graue“ Literatur1 vom IPCC nicht grundsätzlich ausgeschlossen wird, kommt ihr doch auf der internationalen Ebene eine geringe Rolle zu. Im AAR14 wurde verstärkte auch auf graue Literatur zurückgegriffen, jedoch (wie beim IPCC auch) unter der Voraussetzung, dass sie zugänglich ist, oder zugänglich gemacht wurde. Das erschien auf nationaler Ebene in größerem Ausmaß notwendig, weil Untersuchungen zu lokalen und regionalen Fragen oft nicht in referierten Zeitschriften publiziert werden, zum Stand des Wissens über den Klimawandel in Österreich aber dennoch Wesentliches beitragen können. Als Nebeneffekt des AAR14 ist daher nicht nur eine Literaturdatenbank entstanden, die alle Literaturzitate des Berichtes enthält, sondern auch eine Sammlung grauer Literatur, die über das Climate Change Centre Austria (CCCA) auch weiterhin zugänglich sein wird. Ebenso haben die AutorInnen das übersetzte IPCC Glossar (aus dem IPCC AR4) an die Bedürfnisse des AAR14 angepasst und teilweise wesentlich erweitert. Ein gutes Beispiel dafür ist der Themenkreis „Boden“ der im IPCC Bericht wesentlich weniger ausführlich behandelt wird und daher im Glossar ungenügend berücksichtigt war. Das APCC Glossar wird vom CCCA als lebendes Dokument weitergeführt und online verfügbar gemacht. Der Volltext des Austrian Assessment Report 2014, AAR14, ist in 3 Bände gegliedert. Band 1 widmet sich den physikalischen Grundlagen des Klimawandels, Band 2 den Auswirkungen, und Band 3 der möglichen Minderung von Treibhausgasemissionen und der Anpassung an den Klimawandel. Jeder der drei Bände wurde von zwei bis vier Co-Chairs betreut. Ihre Aufgabe war es, sicherzustellen, dass die einzelnen Kapitel keine wesentlichen Überschneidungen, Lücken, Inkonsistenzen, etc. aufweisen. Gemeinsam bilden die Co-Chairs der drei Bände das „Austrian Panel on Climate Change“ (APCC). Diese Gliederung des AAR14 weicht von jener des IPCC AR5 insofern ab, als sich die Anpassungsmaßnahmen dort im zweiten Band zusammen mit den Auswirkungen des Klimawandels finden, weil Anpassung vor allem in natürlichen Systemen oft schwer von den Auswirkungen zu trennen ist. Dies war dem APCC bewusst, doch schien diesem wichtiger, dass Anpassungs- und Minderungsmaßnahmen nicht völlig von einander losgelöst betrachtet werden, da dies zu fehlgeleiteten Maßnahmen führen kann. Jeder der Bände ist in 5 bis 6 Kapitel gegliedert. Für jedes Kapitel des Berichtes wurden zwei bis drei thematisch komplementäre, koordinierende LeitautorInnen bestimmt und vom Panel bestätigt, die ihrerseits KollegInnen einluden, Teile des Kapitels zu schreiben (LeitautorInnen), oder einzelne Beiträge zu liefern (Beitragende AutorInnen). Die koordinierenden LeitautorInnen organisierten die Arbeit innerhalb ihres Kapitels mit allen jenen, die bereit waren, einen Beitrag zu leisten. Sie tragen die Verantwortung für Inhalt und Fertigstellung der einzelnen Kapitel. Diese Organisation bzw. Hierarchie von AutorInnen entspricht ebenso der IPCC Praxis. Der erste und – nach Feedback und Review überarbeitete – zweite Entwurf jedes Kapitels wurden jeweils einem anonymen externen Begutachtungsprozess unterzogen, ähnlich dem Peer-Reviewprozess von wissenschaftlichen Zeitschriften. Alle Kommentare und - im Falle des zweiten Entwurfes - auch die Antworten der AutorInnen wurden dokumentiert. Ähnlich dem IPCC Prozess stellten namentlich bekannte Review EditorInnen angemessene Reaktionen der AutorInnen auf jeden einzelnen Kommentar sicher. Anders als beim IPCC Bericht wurde die Regierung bzw. die Politik in den Begutachtungsprozess nicht explizit eingebunden, sehr wohl jedoch auch deren Feedbacks als Stakeholder zweimal eingeholt (siehe dazu auch im Folgenden). Die Synthese stellt eine Zusammenfassung des Volltextes dar. Für sie zeichnet ein Redaktionsteam verantwortlich, das auf Basis von Beiträgen der koordinierenden LeitautorInnen eine geschlossene Darstellung der Ergebnisse erstellt hat. 1

„Graue Literatur“ fasst das Ergebnis wissenschaftlicher Forschung zusammen, die nicht (oder noch nicht) einem Peer-Review-Prozess einer wissenschaftlichen Zeitschrift unterworfen wurde.

14

Vorbemerkung zum Sachstandsbericht Klimawandel: Entstehung und Grundsätze

Die kürzeste Fassung, die Zusammenfassung für Entscheidungstragende, ist ebenfalls von einem Redaktionsteam auf Basis der Kernaussagen der einzelnen Kapitel entworfen worden, anschließend in einem Arbeitstreffen und mehrfachen Iterationsschleifen im Kreis der koordinierenden LeitautorInnen und vielen LeitautorInnen überarbeitet worden und letztendlich wieder vom Redaktionsteam finalisiert worden. Während die Zusammenfassung für Entscheidungstragende des IPCC Satz für Satz zwischen Wissenschaft und Politik ausgehandelt wird und das letztendlich veröffentlichte Papier dadurch politische Mächtigkeit erlangt, wurden politische Akteure in den AAR14 nach ausführlichen Diskussionen im APCC nur über zwei Stakeholder Workshops und das Angebot die Entwürfe zu kommentieren, eingebunden. Dies erschien dem APCC für einen kleinen Staat mit vielfältigen Abhängigkeiten wissenschaftlicher Institutionen und mit geringer Tradition in der Interaktion Wissenschaft-Politik als angemessene Vorgangsweise. Die Einbindung der Politik unterscheidet sich daher wesentlich von jener im IPCC Prozess. Analog dem IPCC Bericht wurde die umfangreiche inhaltliche Arbeit von den Forschenden bzw. deren Institutionen unentgeltlich geleistet.

Erstellung des Sachstandsberichtes Der Sachstandsbericht Klimawandel (AAR14) ist das Kernprodukt des im Rahmen des Austrian Climate Research Program (ACRP) des Klima- und Energiefonds (KLIEN) geförderten Projektes „Austrian Panel on Climate Change Assessment Report“, das eine Laufzeit vom 01.7.2011 bis 31.10.2014 hat. Die Leitung des Projektes lag bei Nebojsa Nakicenovic (Technische Universität Wien); ein Organisationskomitee, bestehend aus Helga Kromp-Kolb (Universität für Bodenkultur, Wien), Nebojsa Nakicenovic (Technische Universität Wien), und Karl Steininger (Universität Graz) hat gemeinsam mit dem Leiter des Review Prozesses, Keywan Riahi (International Institute for Applied Systems Analysis, IIASA) das APCC Projekt gesteuert. Über das Projekt wurden koordinative Tätigkeiten und Sachleistungen finanziert, aber die umfangreiche inhaltliche Arbeit der Forscherinnen und Forscher und die koordinative Tätigkeit des Organisationskomitees wurden unentgeltlich geleistet. Lediglich den Co-Chairs und den Koordinierenden Leitautorinnen wurde ein kleiner, einheitlicher Betrag zur Finanzierung von Hilfsdiensten, wie etwa die Erstellung von Abbildungen und Tabellen, oder die Unterstützung bei der Koordination der AutorInnen zur Verfügung gestellt. Der Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) hat einen Beitrag zur Drucklegung des Berichtes geleistet. Die Einladung zur Mitwirkung an dem Projekt erging sowohl vor Projekteinreichung als auch nach Projektgenehmigung von der Projektleitung (Organisationskomitee) an die einschlägig Forschenden in Österreich, und nochmals von den Koordinierenden Leitautorinnen an die im jeweiligen Themenbereich Forschenden. Potentielle künftige NutzerInnen des AAR14 aus Politik, Verwaltung, Zivilgesellschaft und Wirtschaft wurden in den Entstehungsprozess des AAR14 eingebunden, um deren Bedürfnissen möglichst gerecht zu werden. Die Stakeholder wurden zunächst zur vorgesehenen Struktur und Inhalt des Berichtes gefragt, und wieder als die vorläufigen Ergebnisse vorlagen (zweiter Entwurf ). In beiden Fällen wurden jeweils Stakeholder-Konferenzen abgehalten und die Vorschläge und Kommentare der NutzerInnen anschließend durch die AutorInnen geprüft und soweit möglich und als innerhalb des APCC Rahmens als umsetzbar erachtet, in der weiteren Ausarbeitung berücksichtigt. Ein Scientific Advisory Board (SAB), bestehend aus internationalen ExpertInnen, wurde zur Begleitung des Projektes eingerichtet. Im Laufe der Arbeit hat sich allerdings gezeigt, dass beträchtliche zentrale Unterstützung für den Fortgang der Arbeit unentbehrlich war, worauf das Projektsekretariat wesentliche Aufgaben übernahm, die ursprünglich den Koordinierenden LeitautorInnen zugedacht waren, während das Organisationskomitee des ACRP-Projektes den Co-Chairs bei der Wahrnehmung ihrer Aufgaben behilflich war bzw. Aufgaben übernahm, die ursprünglich für letztere vorgesehen waren. Beim Entwurf des ACRP-Projektes hatte man sich am internationalen IPCC Prozess orientiert, wobei wohl zu wenig berücksichtigt wurde, dass der internationale Expertenpool sehr viel größer als der nationale ist und der nationale Prozess daher viel stärker von der zeitlichen Verfügbarkeit und der Prioritätensetzung einzelner WissenschafterInnen abhängig ist. Auch zeitlich begrenzter Ausfall einzelner ForscherInnen hatte daher wesentliche Auswirkungen auf den Fortschritt und die Qualität des gesamten Projektes. Das ACRP-Projekt „Austrian Panel on Climate Change Assessment Report“ umfasst auch die Analyse des Entstehungsprozesses des Österreichischen Sachstandsberichtes Klimawandel. Dazu wird ein eigener anonymisierter „Meta-Bericht“ als Unterstützung für die Konzeption möglicher zukünftiger nationaler Sachstandsberichte erstellt.

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

Mitwirkende Der AAR14 ist die gemeinsame Leistung zahlreicher Mitwirkender, die alle Wesentliches zu seinem Entstehen beigetragen haben. Es ist dem Organisationskomitee ein Anliegen, diese Leistungen zu würdigen:

Autorinnen und Autoren Manche der rund 240 WissenschafterInnen haben einzelne Bände oder Kapitel koordiniert, andere haben einzelne Abschnitte, Absätze oder eine Graphik beigesteuert – ihrer aller Arbeit war für die Qualität des Berichtes entscheidend. Viele Koordinierende LeitautorInnen haben den Aufwand nicht gescheut, alle einschlägig in Österreich forschenden KollegInnen in die gemeinsame Arbeit einzubeziehen und einigen ist es gelungen, auch den Zeitplan einzuhalten. Manche haben kurzfristig während des Prozesses Verantwortung übernommen, um sichtbar gewordene Lücken zu schließen. Aus unterschiedlichen Gründen konnten nicht alle Koordinierenden LeitautorInnen bis zum Ende dabei bleiben – die meisten haben dennoch auf die eine oder andere Weise zum Gesamtwerk beigetragen.

Qualitätskontrolle Keywan Riahi und Mathis Rogner, IIASA, haben in professioneller Weise den Begutachtungsprozess organisiert, und dafür über 70, weitgehend anonym bleibende, ehrenamtlich tätige ReviewerInnen zur Mitarbeit gewonnen. Durch über 2 900 Kommentare und Fragen haben diese wesentlich zur Qualitätsverbesserung des Berichtes beigetragen. Die 13 Review-EditorInnen haben sichergestellt, dass den Kommentaren und Fragen der ReviewerInnen angemessen Rechnung getragen wird. Mit großer Ausdauer hat Mathis Rogner, IIASA, Rückmeldungen von allen Beteiligten eingefordert, Kommentar-und-Antworten-Tabellen erstellt, mehr als 17 Telefonkonferenztermine zustande gebracht, bei denen offene Punkte zwischen Review-EditorInnen, Koordinierenden LeitautorInnen und Organisationskomitee ausdiskutiert werden konnten, und auch sonst auf vielfältige Weise den Prozess vorangebracht.

Projektmanagement Bei Laura Morawetz, BOKU, sind mit der Zeit alle Fäden zusammengelaufen. Fast unmerklich hat sie das Heft in die Hand genommen und die im Antrag bedauerlicherweise nicht vorgesehene Position der Projektmanagerin wahrgenommen. Trotz verwirrender Vielfalt an übermittelten Text- und Abbildungsversionen, Anfragen unterschiedlichster Art und immer wieder nicht eingehaltener Zeitpläne hat sie nie die Geduld und Übersicht verloren und vorausschauend auch das Organisationskomitee auf notwendige nächste Schritte hingewiesen. Ohne ihre unermüdliche und stets freundliche Ermutigung unterstützungsbedürftigen und selbst säumigen PartnerInnen gegenüber wäre dieser Bericht nicht fertig geworden. Wo immer Not an Mann oder Frau war, ist sie eingesprungen.

Projektsekretariat Julian Matzenberger, TU Wien, hat die Verträge mit den Partnerinstitutionen aufgesetzt, die Homepage erstellt, wichtige Anleitungen für AutorInnen aus dem IPCC und GEA (Global Energy Assessment) Prozess an die AAR14 Bedürfnisse angepasst und bis Anfang 2014 die offiziellen Kontakte zur KPC gepflogen. Matthias Themeßl, CCCA, hat das Glossar erweitert und betreut, und die Literaturdatenbank aufgesetzt. Heidi Leitner, BOKU, hat sich um die Fertigstellung der Second Order Drafts verdient gemacht, und gemeinsam mit Iouli Andreev, Irene Schicker (BOKU) und Simon De Stercke (IIASA) die Literaturdatenbank befüllt, Kopien zitierter grauer Literatur gesammelt und gemeinsam mit Laura Morawetz für weitgehende Vereinheitlichung der Literaturverzeichnisse gesorgt. Die aufwändige Zusammenstellung der Originalgraphiken in mehreren Iterationen und das Einholen aller Copyrights oblag Benedikt Becsi (BOKU, TU Wien). Pat Wagner unterstützte von Seiten der IIASA Koordination und Kommunikation innerhalb des Organisationskomitees. Olivia Koland und Brigitte Wolkinger (Uni Graz) haben die Workshops und Review-Prozesse mit den Stakeholdern vorzüglich organisiert, den jeweiligen Informationsfluss sichergestellt und Kontakte

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Vorbemerkung zum Sachstandsbericht Klimawandel: Entstehung und Grundsätze

weiter betreut, und die Second Order Draft-Versionen der Kapitel dafür mit aufbereitet. In den letzten Wochen ist Bano Mehdi (IIASA) zum Team dazu gestoßen und hat sehr effizient wichtige Lücken gefüllt, sei es die Übersetzung der Zusammenfassung für Entscheidungstragende, die Klärung offener Fragen zu Abbildungen oder die Erstellung von Vorlagen für die Titelei.

LektorInnen Thomas Reithmayer, Matthias Litschauer, Thomas Gerersdorfer, Heidi Leitner und Huem Otero haben (unter teilweise auch knappen Zeitvorgaben) Manuskripte des ersten Entwurfes jedes Kapitels lektoriert. Mit bewundernswerter Flexibilität haben sie sich den – aufgrund stochastisch eingehender Manuskripte – stets wechselnden Zeitplänen angepasst. Thomas Reithmayer und Matthias Litschauer waren dann für das finale Lektorat der einzelnen Kapitel, der Synthese und der Zusammenfassung für Entscheidungstragende verantwortlich. Obwohl ursprünglich ganz andere Zeiträume für das finale Lektorieren vorgesehen waren, hat es vor allem Thomas Reithmayer ermöglicht, durch jonglieren seiner anderen Verpflichtungen Wartezeiten für die APCC Autorinnen auf ein Minimum zu reduzieren. Mathis Rogner hat, wo nötig, die englischen Übersetzungen von Kapitelüberschriften, Bildtexten und Kurzfassungen lektoriert und sprachlich überarbeitet.

Layouterteam Das Layouterteam (Valerie Braun, Kati Heinrich, Tobias Töpfer) des Institutes für Interdisziplinäre Gebirgsforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften unter der Leitung von Axel Borsdorf hat nicht nur sehr professionelle Layout-Arbeit unter teilweise knappen Zeitvorgaben geleistet, sondern ist dem Organisationskomitee auch hinsichtlich Verlag und Druck mit Rat und Tat zur Seite gestanden. Mit großer Selbstverständlichkeit haben die KollegInnen bis dahin übersehene Fehler ausgebessert, Abbildungen und Tabellen lesbarer gemacht, und eine zusätzliche Letztkontrolle des Gesamtwerkes vorgenommen, die sonst wohl unterblieben wäre. Die Erstellung eines ansprechenden Druckwerkes war ihnen sichtbar ein Anliegen. Auch als die fristgerechte Fertigstellung des Berichtes schon unmöglich erschien, arbeiteten sie unbeirrt weiter, reagierten freundlich auf immer neue Änderungswünsche seitens der APCC-Community und machten schließlich das Unmögliche doch möglich.

Scientific Advisory Board Jill Jäger als SAB Vorsitzende hat in den ersten Phasen wichtigen und wertvollen Rat gegeben und den gesamten Prozess wohlwollend begleitet. Sie war ermutigend oder mahnend, jeweils zur richtigen Zeit und war ein sicherer Anker in dem bewegten Projektverlauf. Die beide weiteren Mitglieder des SAB, Daniela Jacob und Dirk Messner haben sich mit dankenswerter Geduld und äußert flexibel den sich ändernden Anforderungen angepasst und alle drei haben wertvolle Ratschläge für die Synthese und die Zusammenfassung für Entscheidungstragende gegeben. Jenen Anregungen, die nicht mehr im Werk selbst berücksichtigt werden konnten, wurde zumindest in der untenstehenden kritischen Reflexion Rechnung getragen, damit sie beim nächsten AAR berücksichtigt werden können.

Projektkonzept Ganz am Beginn des Projektes stand Sebastian Helgenberger (BOKU), der bei der Erstellung des Antrages an den KLIEN / ACRP Wesentliches beigetragen und Kernelemente der Projektstruktur entwickelt hat. Er hat im Antrag auch bereits das Meta-Projekt angelegt, das es nun ermöglicht auch die (durchaus erwartbaren) Abweichungen zwischen der Theorie des Ablaufes, der sich am internationalen IPCC Prozess orientierte, und der Praxis auf nationaler Ebene zu dokumentieren und zu analysieren.

Institutionelle Unterstützung Über 50 wissenschaftliche Einrichtungen ermöglichten ihren MitarbeiterInnen dankenswerterweise die ehrenamtliche Mitwirkung an der Erstellung und Qualitätssicherung des AAR14 und haben durch ihre wohlwollende Unterstützung entscheidend zum Sachstandsbericht beigetragen.

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

Das Institut für Gebirgsforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften ermöglichte großzügigerweise dem Layouterteam die volle Konzentration auf die Fertigstellung des Werkes und stellte seine beträchtliche Erfahrung bei der Herausgabe von Büchern zu Verfügung. Besonders zu erwähnen ist die Unterstützung der Technischen Universität Wien, der Universität für Bodenkultur Wien, der Universität Graz und der IIASA, die es dem Organisationskomitee ermöglicht haben, wesentlich mehr Zeit in das Projekt zu investieren, als vorhergesehen. Diese vier Institutionen, in besonderem Ausmaße jedoch die Technische Universität Wien, die Universität für Bodenkultur und die IIASA haben darüber hinaus MitarbeiterInnen für das Sekretariat und die Qualitätskontrolle aus eigenen Mitteln finanziert, die Universität für Bodenkultur zusätzlich das Projektmanagement. Der Klima- und Energiefonds (KLIEN) hat im Rahmen des Austrian Climate Research Programs das Projekt APCC und damit verbundene koordinierende Arbeit unterstützt. Die fachliche Arbeit und die koordinierende Tätigkeit der Wissenschaftler, einschließlich des Organisationskomitees, erfolgten ehrenamtlich. Dennoch, ohne die Unterstützung und den Rahmen des KLIEN/ ACRP wäre der AAR14 nicht entstanden. Der KLIEN hat sich auch bereit erklärt, gemeinsam mit dem Climate Change Centre Austria bei der Dissemination des Berichtes behilflich zu sein. Die KPC als abwickelnde Stelle, insbesondere Biljana Spasojevic als Kontaktperson, war entgegenkommend bei Spezialwünschen, die mit dem etwas aus dem Rahmen der üblichen Forschungsprojekte fallenden Vorhaben einhergingen. Der FWF hat innerhalb eines knapp bemessenen Zeitrahmens einen in finanzieller Hinsicht wichtigen Druckkostenbeitrag genehmigt, und darüber hinaus mit der dieser Bewilligung vorangehenden Prüfung den wissenschaftlichen Qualitätssicherungsprozeß bestätigt, dem das vorliegende Werk unterworfen war. Der ÖAW Verlag erwies sich als sehr geduldig und hilfreich hinsichtlich unserer vielen Fragen, und war äußerst flexibel angesichts eines sich mehrfach verschiebenden Liefertermins für das Manuskript. Das Climate Change Centre Austria (CCCA) wird, nach Abschluss des Projektes, die Produkte (AAR14, Literaturdatenbank, Glossar, etc.) in seine Obhut übernehmen, verfügbar halten und weiterführen. Das CCCA könnte, möglicherweise, der Träger des nächsten Österreichischen Sachstandsberichtes Klimawandel sein.

Öffentliche Verwaltung Das Projekt war durchgängig mitgetragen durch die ideelle Unterstützung und die Bestärkung des Bewusstseins des Bedarfs der öffentlichen Verwaltung nach diesem Assessment Report. Allen voran ist die Sektion «Umwelt und Klimaschutz» des Bundesministeriums für Land-, Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft zu nennen. Praktische Unterstützung erfuhr das Projekt auch durch die beiden, damals noch getrennten Bundesministerien für Wissenschaft und Forschung und für Wirtschaft, durch das Bundesministerium für Äußeres, das Bundesministerium für Verkehr, Infrastruktur und Technologie und das Bundeskanzleramt.

PartnerInnen, Familien, FreundInnen und KollegInnen Nicht zuletzt seien die Angehörigen, FreundInnen und nicht direkt beteiligten KollegInnen aller Mitwirkenden erwähnt, die zweifellos phasenweise unter deren zeitenger, teils sehr anspruchsvoller Beschäftigung mit dem AAR14 gelitten haben. Die Mitwirkung an IPCC Berichten soll Ehen gefährdet oder zerstört haben – das konnte beim APCC vermieden werden, aber die Geduld des Umfeldes vieler der Beteiligten – vor allem jener in den zentralen Positionen, denen in der letzten Phase Dauereinsatz abverlangt wurde – darf nicht unerwähnt bleiben.

Ihnen allen sei an dieser Stelle seitens des Organisationskomitees sehr herzlich gedankt. Qualitätssicherung In einem mehrstufigen Verfahren wurden zuerst Struktur und Inhalt des Gesamtwerkes erarbeitet, dann für jedes einzelne Kapitel genauer ausgearbeitet und die einzelnen Kapitel auf einander abgestimmt. Für die Qualitätssicherung und die Organisation des Review-Prozesses zeichnete die IIASA verantwortlich. Jedes der 17 Kapitel wurde zweimal einem umfassenden Review unterzogen.

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Vorbemerkung zum Sachstandsbericht Klimawandel: Entstehung und Grundsätze

Ein „First Order Draft“ (FOD) wurde einem ersten, teilweise internen, jedenfalls aber anonymen Review unterzogen. Die für den Qualitätssicherungsprozess zuständige IIASA sammelte die Kommentare und stellte diese in anonymer Form den Koordinierenden LeitautorInnen zur Verfügung. Letztere beantworteten die Kommentare und ließen diese und andere Verbesserungen und Erweiterungen in einen „Second Order Draft“ (SOD) einfließen. Für jedes Kapitel in seiner Version als SOD wurden von der IIASA zwischen 3 und 6 internationale ReviewerInnen gewonnen, auch AutorInnen anderer Kapitel und TeilnehmerInnen des Stakeholderprozesses waren zusätzlich weiterhin zum Review eingeladen. Die anonymisierten Kommentare – zwischen 40 und 500 pro Kapitel – wurden gesammelt und wiederum den Koordinierenden LeitautorInnen zugestellt. In einer Tabelle wurde zu jedem Kommentar festgehalten, wie er abgearbeitet wurde – ob er umgesetzt, teilweise umgesetzt, oder abgelehnt wurde (in letzterem Fall mit Begründung warum). Eine/ein Review EditorIn pro Kapitel überprüfte, ob die Kommentare und Anmerkungen zufriedenstellend behandelt wurden und erläuterte anschließend in einer oder mehreren Telefonkonferenzen den Koordinierenden LeitautorInnen seinen/ihren Befund. Co-Chairs und Mitglieder des Organisationskomitees nahmen ebenfalls an den Telefonkonferenzen teil, um Konsistenz in der Vorgangsweise zwischen den Kapiteln zu gewährleisten. In den meisten Fällen genügte eine Iteration und nachfolgende Ausarbeitung um die Freigabe des Kapitels durch die/den Review EditorIn zu erreichen. Die Tabellen mit den Kommentaren und Antworten sind einsehbar, um die nötige Transparenz zu gewährleisten. Mit der schriftlichen Bestätigung der inhaltlichen Freigabe durch die Review-EditorInnen (sign-off-letter) konnte der Text ans Lektorat und anschleißend zum Layoutieren weitergeleitet werden. Nach jedem Schritt erfolgte eine Kontrolle durch die Koordinierenden LeitautorInnen, die letztlich die Verantwortung für ihr jeweiliges Kapitel tragen.

*; Selbstverständlich weist der aus unserer Sicht sehr gelungene Sachstandsbericht auch Schwächen auf. Einige davon sind uns schmerzlich bewusst. Dieser Bericht ist der erste Klimasachstandsbericht für Österreich, der einzige in der Intention vergleichbare Bericht wurde von der Akademie der Wissenschaften, Kommission Reinhaltung der Luft 1989–1992 erstellt. Bei jenem Bericht wurde von etwa einem Dutzend Fachleuten das aktuelle Wissen über den Klimawandel in Österreich zusammengetragen. Der AAR14 hatte demgegenüber neben der Erstellung eines Berichtes über einen zwischenzeitlich wesentlich umfangreicheren Sachstand auch das Ziel, die in Österreich auf dem Gebiet des Klimawandels, seiner Ursachen und Auswirkungen sowie zu den Anpassungs- und Mitigationsmaßnahmen Forschenden zusammenzuführen, um über verstärkten fachlichen Austausch Kapazität und Qualität der Klimaforschung in Österreich zu erhöhen. Deswegen wurde bei der Erstellung bewusst das Konzept des IPCC übernommen: Ein offener Prozess, bei dem erfahrene WissenschafterInnen als Verantwortliche für einzelne Kapitel sich bemühen, alle einschlägig Forschenden entweder direkt als AutorInnen, oder indirekt über ihre Publikationen in das Werk einzubeziehen. Dieses zweite Ziel ist nicht in allen Bereichen oder nicht ausreichend gut gelungen. Es gibt Kapitel und Subkapitel, bei denen die Verantwortlichen die Chance zu nutzen wussten, gemeinsam an einer Publikation zu arbeiten und im Konsens der einschlägig Forschenden wurde das vorhandene Wissen innerhalb des begrenzten Platzes bestmöglich und umfassend dargestellt. Es gab aber – als anderes Extrem – auch Kapitel, in denen (zumindest zunächst) vorwiegend das eigene Werk bzw. jenes der eigenen Institution dargestellt wurde. In Einzelfällen wurden auch implizit einschränkende Grundansätze gewählt, die dazu führten, dass zahlreiche Arbeiten ausgeschlossen blieben, etwa dass in einem der Kapitel nur Arbeiten berücksichtigt werden, die ganz Österreich umfassen, nicht aber solche, die sich nur auf Teilregionen beziehen, oder in einem anderen Kapitel nur Arbeiten, die in das offizielle staatliche Berichtsschema fallen. In Einzelfällen mögen auch ausgeprägte persönliche Präferenzen eine Rolle gespielt haben. Im Zuge des mehrstufigen Reviewprozesses konnte in den meisten Fällen noch eine gewisse Öffnung bewirkt werden, doch konnte ein echtes, gemeinsames Assessment, bzw. die völlige Befreiung von den einschränkenden Voraussetzungen nicht mehr in allen Fällen erreicht werden. Wo es möglich war, wurde wenigstens versucht, solche Einschränkungen explizit zu machen. All jene Kolleginnen und Kollegen, deren Arbeiten solcherart nicht die gebührende Berücksichtigung fanden, bitten wir um Nachsicht. Wir laden Sie jedoch herzlich ein, uns auf diese Arbeiten aufmerksam zu machen, damit sie in die Datenbank des CCCA aufgenommen werden können und damit gegen dasselbe Versehen bei einer nächsten Auflage vorgebaut werden kann. Zu Recht wurde von Gutachtern eingemahnt, dass Begriffe, Klassifizierungen, Gliederungen oder ähnliche gesamtheitliche Aspekte nicht immer systematisch durch alle Kapitel durchgezogen wurden. Dies ist auf die parallele Arbeit der verschiedenen

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

AutorInnenteams zurückzuführen und die Schwierigkeit des Abgleiches, wenn nicht alle Kapitel zeitgerecht und damit zeitgleich vorliegen. Im ursprünglichen Ablaufplan war reichlich Zeit vorgesehen um nach Vorliegen aller Kapitel, das Gesamtwerk auf Konsistenz, Vollständigkeit und Duplizierungen hin zu überprüfen. Leider zeigte sich, dass Termintreue auf der internationalen Eben offenbar leichter zu erreichen ist, als auf der nationalen. So wurden die AAR14 Publikationen zwar im Sinne des Auftraggebers fristgerecht fertig, doch fehlte es an Zeit für umfassende Quervergleiche. Für Hinweise auf Inkonsistenzen sind wir daher dankbar. Nicht durch den Entstehungsprozess bestimmt ist das Problem, dass die Originalliteratur, auf der Band 2 und Band 3 beruhen, es oft an Klarheit bezüglich der Klimaszenarien fehlen läßt, für welche die jeweiligen Aussagen gelten. Hier wird künftig das in Errichtung befindliche Klimadatenzentrum des CCCA, das definierte Klimaszenarien für Impaktforschung zur Verfügung stellen wird, eine gewisse Abhilfe schaffen. In zwei Bereichen konnten Gutachterwünsche meist nicht erfüllt werden: Der eine betrifft ökonomische Kostenabschätzungen für Schäden, Anpassungs- oder Minderungsmaßnahmen. Derartige Studien liegen bisher für Österreich nur sehr vereinzelt vor. An einer Abschätzung der Kosten des Nicht-Handelns wird derzeit gearbeitet – aufgrund der zeitgleichen Erstellung konnten die Ergebnisse nicht mehr in den vorliegenden AAR14 aufgenommen werden. Darüber hinaus zeigen aber auch diese Ergebnisse, dass es in vielen Bereichen noch an Daten fehlt. Der zweite Themenblock betrifft Politik und Governance. Der AAR14 enthält wenig zum Thema politischer Rahmenbedingungen, Kompetenzverteilung und Entscheidungsfindung in der Klimapolitik, Österreichs Rolle in der EU- und internationalen Politik, oder ähnliche institutionelle Fragen. Dies geht einerseits auf ein tatsächliches Forschungsdefizit in diesem Bereich zurück, ist aber möglicherweise auch eine Folge der anfangs beschlossenen Gliederung des Sachstandsberichtes, welche diese Fragestellungen eher als Querschnittsmaterie verstanden wissen wollte, die dann jedoch nicht systematisch durch die Kapitel durchgezogen wurde – nicht zuletzt ein Hinweis auf noch fehlende Interdisziplinarität in der Klimaforschung. Ein Problem systemischer Art betrifft die Aufnahme konkreter Fallbeispiele für Entwicklungen in Richtung gesellschaftlicher Transformation: In den meisten Fällen sind diese Pioniere – seien es Firmen, Gemeinden oder Regionen – bisher nicht Gegenstand wissenschaftlicher Untersuchungen. Sie entziehen sich damit weitgehend der Erfassung im AAR14, da weder exakte Beschreibungen der Vorhaben, noch Evaluierungen des bisherigen Erfolges vorliegen. Dies ist bedauerlich, denn gerade auf dieser Ebene geschieht in Österreich einiges, das zudem auch international interessant und jedenfalls der Analyse und Dokumentation wert wäre. Es war ein Ziel des APCC Projektes, Forschungsdefizite zu erkennen, und damit eine Grundlage für einen österreichischen „Science Plan Klimawandel“ zu schaffen. Der in den letzten Abschnitten jedes Kapitels dargestellte Forschungsbedarf und die obigen Absätze zu den Caveats des AAR14 werden zum Kern des beim CCCA in Arbeit befindlichen Science Plans beitragen.

Umgang mit Unsicherheit Empirische Wissenschaft Erkenntnistheoretisch ist ein strenger Beweis für den anthropogenen Klimawandel nicht möglich, weil sich die Klimaforschung als eine empirische Wissenschaft versteht, die auf Beobachtung und Erfahrung gründet. Da die Theorie der Klimabeeinflussung durch den Menschen bereits seit über 30 Jahren der wissenschaftlichen Überprüfung unterworfen war, ist sie als wesentlich wahrscheinlicher einzuschätzen als andere vorgebrachte Hypothesen und es ist sachlich gerechtfertigt, sie weiteren Betrachtungen sowie auch Entscheidungen zugrunde zu legen. Ein wesentlicher Teil der Analysen vergangener Änderungen und der Großteil der Zukunftsprojektionen beruhen auf Modellberechnungen. Es ist angebracht, Modelle kritisch zu betrachten: Sie geben die Natur bzw. die Wirklichkeit nie vollständig wieder, sie können immer nur Teilaspekte simulieren. Es ist daher wichtig, Modelle mit Überlegung einzusetzen, und nur dann, wenn sie für den spezifischen Zweck validiert sind. Andererseits sind Modelle die einzige Möglichkeit, quantitative Aussagen über komplexe Zusammenhänge zu ermitteln. Sie sind daher als Werkzeug unentbehrlich. Mit dem Übergang von naturwissenschaftlichen zu gesellschaftspolitischen und ökonomischen Aspekten, d. h. mit dem Übergang von Band 1 und großteils Band 2 zu Band 3, gewinnen normative Vorgaben immer mehr an Bedeutung. Es wird versucht, diese jeweils explizit zu machen, doch mag dies nicht überall gelungen sein, da viele Vorgaben schon derart in der Denkkultur verankert sind, dass sie nicht mehr auffallen.

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Vorbemerkung zum Sachstandsbericht Klimawandel: Entstehung und Grundsätze

All diesen Überlegungen zufolge ist es wichtig, Aussagen über den Klimawandel, seine Folgeerscheinungen und die Optionen für Maßnahmen durch die Angabe nachvollziehbarer Bewertungen zum Grad der (Un)sicherheiten der Aussagen zu ergänzen.

Bewertung der Unsicherheit nach Muster des IPCC2 Über das oben beschriebene grundsätzliche Problem empirischer Wissenschaften hinaus, können wissenschaftliche Aussagen aus verschiedenen Gründen unsicher sein. Unsicherheit entsteht zum einen durch einen Mangel an Information oder durch verschiedene Interpretationen sowohl dieser Informationen als auch darüber, was bekannt ist oder überhaupt bekannt sein kann. Unsicherheit kann viele Quellen haben, von bezifferbaren Fehlern in Daten bis hin zu mehrdeutig formulierten Konzepten und Terminologien oder unsicheren Projektionen über menschliches Verhalten. Unsicherheit kann deshalb entweder quantitativ angegeben werden, z.B. durch eine Auswahl von berechneten Werten aus verschiedenen Modellen, oder durch qualitative Aussagen, die das Urteil eines Expertenteams wiedergeben. Der AAR14 ist um sorgfältige Kommunikation der Unsicherheiten bemüht – u. a. durch einen einheitlichen Umgang mit den Begrifflichkeiten, eine nachvollziehbare Darstellung und einheitliche Beschreibung und Evaluierung der wissenschaftlichen Beweise und ihrer Übereinstimmungen. Er folgt darin den Vorgaben des IPCC und orientiert sich hinsichtlich der deutschen Terminologie an der deutschsprachigen Übersetzung des IPCC Syntheseberichts 20073. Der vom IPCC definierte Rahmen für den Umgang mit Unsicherheiten ist breit, da Material aus unterschiedlichen Disziplinen zu bewerten und eine Vielfalt an Ansätzen zu behandeln sind. Daten, Indikatoren und Analysen in den Naturwissenschaften sind im Allgemeinen von anderer Art als diejenigen, die bei der Bewertung von Technologieentwicklung oder in den Sozialwissenschaften herangezogen werden. Band 1 konzentriert sich auf erstere, Band 3 auf letztere, und Band 2 deckt Aspekte von beidem ab. Zur Beschreibung von Unsicherheiten wird im gesamten Bericht ein einheitliches Konzept verwendet, das drei unterschiedliche Ansätze benutzt, von denen jeder eine bestimmte Sprache anwendet: Die Auswahl unter und innerhalb dieser drei Ansätze hängt sowohl vom Wesen der verfügbaren Daten ab als auch von der fachkundigen Beurteilung der Richtigkeit und Vollständigkeit des aktuellen wissenschaftlichen Verständnisses durch die AutorInnen. Bei einer qualitativen Abschätzung wird Unsicherheit dadurch beschrieben, dass eine relative Einschätzung vermittelt wird für die Menge und Qualität an Beweisen (d. h. Informationen aus Theorie, Beobachtungen oder Modellen, die angeben, ob eine Annahme oder Behauptung wahr oder gültig ist) und für das Ausmaß an Übereinstimmung unter den Fachleuten (d. h. den Grad an Übereinstimmung in der Literatur zu einem bestimmten Ergebnis). Dies führt zu einer zweidimensionale Bestimmung der Unsicherheit. (Tabelle 1). Dieser Ansatz wird mit einer Reihe von selbsterklärenden Begriffen wie hohe Übereinstimmung, starke Beweislage; hohe Übereinstimmung, mittlere Beweislage; mittlere Übereinstimmung, mittlere Beweislage, usw. angewendet. Beide Dimensionen gemeinsam werden in ein Maß des „Vertrauens“ zusammengeführt (Tabelle 1, Skala ganz rechts). Zweidimensionale Bestimmung des Vertrauensbereiches - Verwendete Begriffe im AAR14 Hohe Übereinstimmung Schwache Beweislage

Hohe Übereinstimmung Mittlere Beweislage

Hohe Übereinstimmung Starke Beweislage

Mittlere Übereinstimmung Schwache Beweislage

Mittlere Übereinstimmung Mittlere Beweislage

Mittlere Übereinstimmung Starke Beweislage

Niedrige Übereinstimmung Schwache Beweislage

Niedrige Übereinstimmung Mittlere Beweislage

Niedrige Übereinstimmung Starke Beweislage

Vertrauensbereich

Übereinstimmung (zu einzelnen Aussagen)

Tabelle1:

Beweislage (Anzahl und Qualität unabhängiger Quellen)

2

Dieser Abschnitt, wie auch die Kommunikation der Unsicherheit selbst, ist stark an die IPCC Guidance Notes angelehnt (Mastrandrea, M.D., C.B. Field, T.F. Stocker, O. Edenhofer, K.L. Ebi, D.J. Frame, H. Held, E. Kriegler, K.J. Mach, P.R. Matschoss, G.-K. Plattner, G.W. Yohe, and F.W. Zwiers, 2010: Guidance Note for Lead Authors of the IPCC Fifth Assessment Report on Consistent Treatment of Uncertainties. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Available at .) 3 Klimaänderung 2007, Synthesebericht. Zwischenstaatlicher Ausschuss für Klimaänderungen, Intergovernmental Panel on Climate Change IPCC, WMO/UNEP, 2008, ISBN 92-9169-122-4)

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

Die Vertrauensskala wird als quantitative Einschätzung von Unsicherheit mittels fachkundiger Beurteilung der Richtigkeit zugrundeliegender Daten, Modelle oder Analysen verstanden. Es wird die in Tabelle 2 beschriebene Skala angewandt, um die geschätzte Wahrscheinlichkeit für die Richtigkeit eines Ergebnisses auszudrücken. Tabelle 2:

Beschreibung der Richtigkeit - Verwendete Begriffe im AAR14

Terminologie

Vertrauensbereich (Grad des Vertrauens bezüglich der Richtigkeit)

sehr hohes Vertrauen

in mindestens 9 von 10 Fällen korrekt

hohes Vertrauen

in etwa 8 von 10 Fällen korrekt

mittleres Vertrauen

in etwa 5 von 10 Fällen korrekt

geringes Vertrauen

in etwa 2 von 10 Fällen korrekt

sehr geringes Vertrauen

in weniger als 1 von 10 Fällen korrekt

Ist hingegen eine vollumfänglich quantitative Bewertung möglich (d. h. liegen so viele Daten bzw. Modellergebnisse vor, dass auch die Wahrscheinlichkeit des Eintreffens einer bestimmten Aussage quantitativ angegeben werden kann), so werden die in Tabelle 3 angegebenen Wahrscheinlichkeitsbereiche verwendet, um die geschätzte Eintrittswahrscheinlichkeit auszudrücken. Die Wahrscheinlichkeit bezieht sich auf die Bewertung der Wahrscheinlichkeit eines gut definierten Ergebnisses, das eingetreten ist oder zukünftig eintreten wird. Sie kann aus quantitativen Analysen oder Expertenmeinungen abgeleitet werden. Tabelle 3:

Wahrscheinlichkeiten – Verwendete Begriffe im AAR14

Terminologie

Wahrscheinlichkeit des Eintretens des Ereignisses bzw. der Auswirkung

praktisch sicher

> 99 % Wahrscheinlichkeit

sehr wahrscheinlich

> 90 % Wahrscheinlichkeit

wahrscheinlich

> 66 % Wahrscheinlichkeit

wahrscheinlicher als nicht

> 50 % Wahrscheinlichkeit

etwa so wahrscheinlich wie nicht

33 % – 66 % Wahrscheinlichkeit

unwahrscheinlich

< 33 % Wahrscheinlichkeit

sehr unwahrscheinlich

< 10 % Wahrscheinlichkeit

außergewöhnlich unwahrscheinlich

< 1 % Wahrscheinlichkeit

In Zusammenfassungen und Kernaussagen kann die Evaluierung und Beschreibung der Unsicherheiten auch vereinfachend zusammengefasst werden: t


t


t


Für Forschungsergebnisse (bzw. Kernaussagen) mit hoher Übereinstimmung zu einer einzelnen Aussage UND starker Beweislage die Anzahl und Qualität unabhängiger Quellen betreffend wird in der Regel der Vertrauensbereich („sehr hohes Vertrauen“, Tabelle 2) angegeben. Für Ergebnisse mit hoher Übereinstimmung ODER starker Beweislage, wenn also nicht beides vorhanden ist, wird entweder der Vertrauensbereich oder eine Kombination der Bewertungen, also z . B. „starke Beweislage, mittlere Übereinstimmung”, gemäß Tabelle 1 angewendet. Für Forschungsergebnisse (bzw. Kernaussagen), für die ausreichend Daten und Modellergebnisse vorliegen, sodass eine quantitative Wahrscheinlichkeit für das Zutreffen der Aussage angegeben werden kann, erfolgen Wahrscheinlichkeitsaussagen wie „sehr unwahrscheinlich“, „sehr wahrscheinlich“ oder „praktisch sicher“.

Trotz dieser recht ausführlichen Vorgaben zur Beschreibung von Unsicherheiten, bleibt in der praktischen Handhabung Spielraum. Die Bewertungen in AAR14 sind daher – wie auch im IPCC Bericht – vermutlich nicht vollständig, aber doch weitgehend konsistent.

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Vorbemerkung zum Sachstandsbericht Klimawandel: Entstehung und Grundsätze

Wir freuen uns, das vorliegende Werk der Öffentlichkeit übergeben zu können. Diese umfassende Zusammenstellung von Forschungsergebnissen zum Klimawandel in Österreich, seinen Auswirkungen und relevanten Minderungs- und Anpassungsmaßnahmen möge für Entscheidungstragende in der Politik und Verwaltung, in Kommunen und in der Wirtschaft zu einer wertvollen Hilfe werden. Darüber hinaus hoffen wir damit einen Beitrag zum besseren Verständnis der Herausforderung Klimawandel zu leisten und so der österreichischen Klimapolitik neuen Aufschwung zu geben. Das Organisationskomitee:

Helga Kromp-Kolb

Nebojsa Nakicenovic

Karl Steininger

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 Zusammenfassung für Entscheidungstragende

Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 Zusammenfassung für Entscheidungstragende Koordinierende LeitautorInnen der Zusammenfassung für Entscheidungstragende Helga Kromp-Kolb Nebojsa Nakicenovic Karl Steininger LeitautorInnen der Zusammenfassung für Entscheidungstragende Bodo Ahrens, Ingeborg Auer, Andreas Baumgarten, Birgit Bednar-Friedl, Josef Eitzinger, Ulrich Foelsche, Herbert Formayer, Clemens Geitner, Thomas Glade, Andreas Gobiet, Georg Grabherr, Reinhard Haas, Helmut Haberl, Leopold Haimberger, Regina Hitzenberger, Martin König, Angela Köppl, Manfred Lexer, Wolfgang Loibl, Romain Molitor, Hanns Moshammer, Hans-Peter Nachtnebel, Franz Prettenthaler, Wolfgang Rabitsch, Klaus Radunsky, Jürgen Schneider, Hans Schnitzer, Wolfgang Schöner, Niels Schulz, Petra Seibert, Rupert Seidl, Sigrid Stagl, Robert Steiger, Johann Stötter, Wolfgang Streicher, Wilfried Winiwarter Zitierweise APCC (2014): Zusammenfassung für Entscheidungstragende (ZfE). In: Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14). Austrian Panel on Climate Change (APCC), Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Wien, Österreich.

Inhalt Einführung ! =  ;

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>

Klimawandel in Österreich: Vergangenheit und Zukunft

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Zusammenschau für Österreich: Auswirkungen sowie Maßnahmen

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Auswirkungen auf Bereiche und Sektoren sowie Maßnahmen der Minderung und Anpassung Boden und Landwirtschaft Forstwirtschaft Biodiversität Energie Verkehr und Industrie Tourismus Infrastruktur Gesundheit und Gesellschaft Transformation

35 35 36 37 38 40 40 41 42 43

Bildnachweis

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

Einführung Die zum Thema Klimawandel forschenden österreichischen Wissenschafterinnen und Wissenschafter haben in einem dreijährigen Prozess nach dem Muster der „IPCC-Assessment Reports“ einen Sachstandsbericht zum Klimawandel in Österreich erstellt. Mehr als 240 Wissenschafterinnen und Wissenschafter stellen in diesem umfangreichen Werk gemeinsam dar, was über den Klimawandel in Österreich, seine Folgen, Minderungs- und Anpassungsmaßnahmen sowie zu zugehörigen politischen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Fragen bekannt ist. Das Austrian Climate Research Program (ACRP) des Klima- und Energiefonds hat die Arbeit durch die Finanzierung koordinativer Tätigkeiten und Sachleistungen ermöglicht. Die umfangreiche inhaltliche Arbeit wurde von den Forscherinnen und Forschern unentgeltlich geleistet. In der vorliegenden Zusammenfassung für Entscheidungstragende sind die wesentlichsten Aussagen wiedergegeben. Zunächst werden der globale Kontext, die Vergangenheit und Zukunft des Klimas in Österreich sowie eine Zusammenschau der wichtigsten Auswirkungen und Maßnahmen dargestellt. Der anschließende Teil geht dann etwas ausführlicher auf einzelne Sektoren ein. Genauere Ausführungen finden sich – in steigendem Detaillierungsgrad – im Synthesebericht und im vollständigen Werk (Austrian Assessment Report, 2014), die beide im Buchhandel und über das Internet erhältlich sind. Unsicherheiten werden in Anlehnung an deren Berücksichtigung durch das IPCC mittels dreier verschiedener Ansätze zum Ausdruck gebracht, abhängig vom Wesen der verfügbaren Daten sowie der Art der Beurteilung der Richtigkeit und Vollständigkeit des aktuellen wissenschaftlichen Verständnisses durch die Autoren und Autorinnen. Bei einer qualitativen Abschätzung wird Unsicherheit auf einer zweidimensionale Skala dadurch beschrieben, dass eine relative Einschätzung gegeben wird, einerseits für die Menge und Qualität an Beweisen (d.h. Informationen aus Theorie, Beobachtungen oder Modelle, die angeben, ob eine Annahme oder Behauptung wahr oder gültig ist) und andererseits für das Ausmaß an Übereinstimmung in der Literatur. Dieser Ansatz wird mit den selbsterklärenden Begriffen hohe, mittlere, schwache Übereinstimmung sowie starke, mittlere und schwache Beweislage angewendet. Die gemeinsame Beurteilung in diesen beiden Dimensionen wird durch Vertrauensangaben auf einer fünf-stufigen Skala von „sehr hohes Vertrauen“ bis „sehr geringes Vertrauen“ beschrieben. Mittels fachkundiger Beurteilung der Richtigkeit der zugrundeliegenden Daten, Modelle oder Analysen werden Unsicherheiten welche auch quantitativ fassbar sind durch Wahrscheinlichkeitsangaben in acht Stufen von „praktisch si-

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cher“ bis „außergewöhnlich unwahrscheinlich“ zur Bewertung eines gut definierten Ergebnisses, welches entweder bereits eingetreten ist oder zukünftig eintreten wird, angegeben. Sie können aus quantitativen Analysen oder Expertenmeinungen abgeleitet werden. Genauere Angaben dazu finden sich in der Einleitung des AAR14. Gilt eine demgemäß vorgenommene Beurteilung für einen ganzen Absatz befindet sie sich am Ende desselben, sonst steht sie bei der jeweiligen Aussage. Die Forschung zum Klimawandel in Österreich hat in den letzten Jahren wesentlichen Auftrieb bekommen, getragen insbesondere vom Klima- und Energiefonds im Rahmen des ACRP, vom FWF und von EU Forschungsprogrammen sowie von Forschungsinstitutionen im Rahmen der Eigenfinanzierung. Dennoch sind noch zahlreiche weitere Fragen offen. Ähnlich wie auf internationaler Ebene wäre eine periodische Aktualisierungen des Sachstandsberichtes wünschenswert, damit sich Öffentlichkeit, Politik, Verwaltung, Wirtschaft und Forschung bei ihren langfristig wirksamen Entscheidungen bestmöglich auf den aktuellen Stand des Wissens stützen können.

! =  ; Mit Fortschreiten der Industrialisierung sind weltweit deutliche Veränderungen des Klimas zu beobachten. Die Temperatur ist beispielsweise im Zeitraum seit 1880 im globalen Mittel um fast 1 °C gestiegen. In Österreich betrug die Erwärmung nahezu 2 °C, die Hälfte davon ist seit 1980 eingetreten. Diese Veränderungen wurden überwiegend durch die anthropogenen Emissionen von Treibhausgasen (THG) sowie andere menschliche Aktivitäten, welche die Strahlungsbilanz der Erde beeinflussen, verursacht. Der Beitrag durch die natürliche Variabilität des Klimas beträgt mit hoher Wahrscheinlichkeit weniger als die Hälfte. Der vergleichsweise geringe globale Temperaturanstieg seit 1998 ist wahrscheinlich auf natürliche Klimavariabilität zurückzuführen. Ohne umfangreiche zusätzliche Maßnahmen zur Emissionsvermeidung ist bis zum Jahr 2100 im globalen Mittel ein Temperaturanstieg von 3–5 °C im Vergleich mit dem ersten Jahrzehnt des 20.  Jahrhunderts zu erwarten (siehe Abbildung 1). Dabei spielen selbstverstärkende Prozesse, beispielsweise die Eis-Albedo-Rückkopplung oder die zusätzliche Freisetzung von THG durch das Auftauen von Permafrostböden in den arktischen Regionen, eine wichtige Rolle (vgl. Band 1, Kapitel 1; Band 3, Kapitel 1).1 1

Der Volltext des AAR14 ist in drei Bände gegliedert, und innerhalb dieser wiederum in Kapitel. Bei Informationen und Verweisen auf Inhalte des AAR14, in dem die detaillierteren Informationen zu

Zusammenfassung

Abweichung der mittleren globalen Oberflächentemperatur (°C)

6 5

IPCC SRES A1Fl

4 3

RCP 8,5

IPCC SRES A1B IPCC AR5 430-480 ppm CO2-Äq.-Bereich

RCP 6,0 RCP 4,5

2

GEA RCP 2,6

1 0 Historische Entwicklung H

-1 1900

1950

2000

2050

Die Klimaänderung und ihre Folgen sind regional sehr unterschiedlich. Zum Beispiel wird im Mittelmeerraum ein markanter Rückgang der Niederschläge und somit auch der Wasserverfügbarkeit erwartet (vgl. Band 1, Kapitel 4). Der bei dem höchsten betrachteten Emissionsszenario wahrscheinliche Anstieg des mittleren Meeresspiegels in der Größenordnung 0,5–1 m bis Ende des Jahrhunderts gegenüber dem derzeitigen Niveau wird in zahlreichen dicht besiedelten Küstenregionen erhebliche Probleme bereiten (vgl. Band 1, Kapitel 1). Da die Folgen eines ungebremsten anthropogenen Klimawandels so gravierend für die Menschheit wären, wurden bereits völkerrechtlich verbindliche Vereinbarungen zur Emissionsreduktion getroffen. Zusätzlich haben sich zahlreiche Staaten und Staatengruppen einschließlich der Vereinten Nationen („Sustainable Development Goals“), der Europäischen Union, der G-20, sowie Städte, andere Gebietskörperschaften und Unternehmen weitergehende Ziele gesetzt. In der Vereinbarung von Kopenhagen (UNFCCC Copenhagen Accord) und in den EU-Beschlüssen wird eine Begrenzung des globalen Temperaturanstiegs auf 2 °C im Vergleich zur vorindustriellen Zeit als notwendig erachtet, um gefährliche Auswirkungen des Klimawandels einzuschränken. Die von der Staatengemeinschaft auf freiwilliger Basis getroffenen Zusagen zur Emissionsminderung sind bisher jedoch bei weitem nicht ausreichend, um das 2 °C Ziel einzuhalten. Langfristig ist dazu eine nahezu vollständige Vermeidung von THG-Emissionen notwendig. Das bedeutet, die Energieversorgung und die Industrieprozesse umzustellen, die Entwaldung zu unterlassen sowie Landnutzung und auch Lebensstile zu verändern (vgl. Band 3, Kapitel 1; Band 3, Kapitel 6). Die Wahrscheinlichkeit einer Erreichung des 2 °C-Zieles ist höher, wenn es gelingt bis 2020 eine Trendwende zu erden hier im vorliegenden Dokument zusammengefassten Aussagen zu finden sind, wird dementsprechend die Nummer des Bandes und des jeweiligen Kapitels angegeben.

2100

Abbildung 1 Abweichung der mittleren globalen Oberflächentemperatur (°C) vom Durchschnitt der ersten Dekade des 20. Jahrhunderts, historische Entwicklung sowie vier Gruppen von Zukunfts-Szenarien: zwei IPCC SRES Szenarien ohne Emissionsminderung (A1B und A1F1) die bei etwa 5 °C bzw. knapp über 3 °C Temperaturanstieg im Jahr 2100 liegen, vier neue Pfade mit Emissionsminderungsszenarien welche für IPCC AR5 entwickelt wurden (RCP8,5; 6,0; 4,5 und 2,6), 42 GEA-Emissionsminderungsszenarien und der Bereich all jener IPCC AR5 Szenarien welche die Temperatur bis 2100 bei maximal plus 2 °C stabilisieren; Datenquellen: IPCC SRES (Nakicenovic et al., 2000), IPCC WG I (2014) und GEA (2012)

reichen und im Jahr 2050 die globalen THG-Emissionen um 30–70 % unter dem Wert von 2010 liegen (vgl. Band 3, Kapitel 1; Band 3, Kapitel 6). Da die Industriestaaten für den größten Teil der historischen Emissionen verantwortlich sind, davon profitiert haben und auch wirtschaftlich leistungsfähiger sind, legt Artikel  4 der UNFCCC-Klimarahmenkonvention nahe, dass diese einen überproportionalen Anteil der globalen Reduktionsbeiträge erbringen sollen. Die EU sieht in ihrem „Fahrplan für den Übergang zu einer wettbewerbsfähigen CO2-armen Wirtschaft bis 2050“ eine Reduktion ihrer THGEmissionen um 80–95  % gegenüber dem Niveau von 1990 vor. Obwohl für diesen Zeitraum noch keine Reduktionsverpflichtungen der einzelnen Mitgliedstaaten festgelegt wurden, ist auch für Österreich von einer Verpflichtung zur Reduktion in dieser Größenordnung auszugehen (vgl. Band 3, Kapitel 1, Band 3, Kapitel 3).

Klimawandel in Österreich: Vergangenheit und Zukunft In Österreich ist die Temperatur in der Periode seit 1880 um nahezu 2 °C gestiegen, verglichen mit einer globalen Erhöhung um 0,85 °C. Der erhöhte Anstieg ist speziell auch für die Zeit ab 1980 beobachtbar, in der dem globalen Anstieg von etwa 0,5 °C eine Temperaturzunahme von etwa 1 °C in Österreich gegenübersteht (praktisch sicher, (vgl. Band 1, Kapitel 3). Ein weiterer Temperaturanstieg in Österreich ist zu erwarten (sehr wahrscheinlich). In der ersten Hälfte des 21.  Jahrhunderts beträgt dieser etwa 1,4 °C (gegenüber dem derzeitigen Niveau) und ist wegen der Trägheit des Klimasystems sowie der Langlebigkeit von THG in der Atmosphäre vom jeweiligen Emissionsszenario nur wenig abhängig. Die Temperaturentwicklung danach wird sehr stark bestimmt durch die in den kommenden Jahren vom Menschen verur-

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

Änderung der mileren Jahrestemperatur (Referenzperiode 1971-2000) Gegläete Jahresanomalien aus HISTALP Bebachtungsdaten Schwankungsbereich RECLIP Simulaonen Mielwert RECLIP Simulaonen Schwankungsbereich ENSEMBLES Simulaonen

4

Mil. Änderung 2071−2100

2100

2000

1980

1960

1940

1920

1900

1880

1860

1840

1820

1800

−4

2080

−2

2060

0

2040

Mil. Änderung 2021−2050

2

2020

Temperaturänderung [°C]

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Abbildung 2 Mittlere Oberflächentemperatur (°C) in Österreich von 1800 bis 2100, angegeben als Abweichung vom Temperaturmittel der Periode 1971 bis 2000. Messungen bis zum Jahre 2010 sind in Farbe dargestellt, Modellberechnungen für ein IPCCSzenario im höheren Emissionsbereich (IPCC SRES A1B Szenario) in Grau. Wiedergegeben sind Jahresmittelwerte (Säulen) und der über 20 Jahre geglättete Verlauf (Linie). Man erkennt die Temperaturabnahme bis knapp vor 1900 und den starken Temperaturanstieg (ca. 1 °C) seit den 1980er Jahren. Bis Ende des Jahrhunderts ist bei diesem Szenario ein Temperaturanstieg um 3,5 °C zu erwarten (RECLIP-Simulationen). Quelle: ZAMG

sachten THG-Emissionen und ist dementsprechend sowohl szenarienabhängig als auch wesentlich beeinflussbar (sehr wahrscheinlich, vgl. Band 1, Kapitel 4). Die Niederschlagsentwicklung in den letzten 150 Jahren zeigt deutliche regionale Unterschiede: In Westösterreich wurde eine Zunahme der jährlichen Niederschlagsmenge um etwa 10–15 % registriert, im Südosten hingegen eine Abnahme in ähnlicher Größenordnung. (vgl. Band 1, Kapitel 3) Im 21. Jahrhundert ist eine Zunahme der Niederschläge im Winterhalbjahr und eine Abnahme im Sommerhalbjahr zu erwarten (wahrscheinlich). Im Jahresdurchschnitt zeichnet sich kein deutlicher Trend ab. Großräumig liegt Österreich im Übergangsbereich zwischen zwei Zonen mit entgegengesetzten Trends – Zunahme in Nordeuropa, Abnahme im Mittelmeerraum (wahrscheinlich, vgl. Band 1, Kapitel 4) In den letzten 130  Jahren hat die jährliche Sonnenscheindauer an den Bergstationen der Alpen um rund 20 % oder mehr als 300 Stunden zugenommen. Der Anstieg im Sommerhalbjahr war stärker als im Winterhalbjahr (praktisch sicher, vgl. Band 1, Kapitel 3). Zwischen 1950 und 1980 kam es durch eine Zunahme der Bewölkung und erhöhte Luftverschmutzung besonders in den Tallagen zu einer deutlichen Abnahme der Sonnenscheindauer im Sommer (vgl. Band 1, Kapitel 3). Die Dauer der Schneebedeckung hat sich in den letzten Jahrzehnten vor allem in mittelhohen Lagen (um

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1 000 m Seehöhe) verkürzt (sehr wahrscheinlich, vgl. Band 2, Kapitel  2). Da sowohl die Schneefallgrenze und damit der Schneedeckenzuwachs, als auch die Schneeschmelze temperaturabhängig sind, ist durch den weiteren Temperaturanstieg eine Abnahme der Schneedeckenhöhe in mittelhohen Lagen zu erwarten (sehr wahrscheinlich, vgl. Band 2, Kapitel 2). Alle vermessenen Gletscher Österreichs haben im Zeitraum seit 1980 deutlich an Fläche und Volumen verloren. So hat z. B. in den südlichen Ötztaler Alpen, dem größten zusammenhängenden Gletschergebiet Österreichs, die Gletscherfläche von 144,2 km² im Jahre 1969 auf 126,6 km² im Jahre 1997 und 116,1 km² im Jahre 2006 abgenommen (praktisch sicher, vgl. Band 2, Kapitel 2). Die österreichischen Gletscher reagieren in der Rückzugsphase seit 1980 besonders sensitiv auf die Sommertemperatur, daher muss man von einem weiteren Rückgang der Gletscherfläche ausgehen (sehr wahrscheinlich, vgl. Band 2, Kapitel 2). Es ist mit einem weiteren Anstieg der Permafrostgrenze zu rechnen (sehr wahrscheinlich, vgl. Band 2, Kapitel 4). Temperaturextreme haben sich markant verändert, so sind z. B. kalte Nächte seltener, heiße Tage aber häufiger geworden. Im 21.  Jahrhundert wird sich diese Entwicklung verstärkt fortsetzen und damit wird auch die Häufigkeit von Hitzewellen zunehmen (sehr wahrscheinlich, vgl. Band 1, Kapitel 3; Band 1, Kapitel 4). Bei extremen Niederschlägen sind bis jetzt keine einheitlichen Trends nachweisbar (vgl. Band 1, Kapitel 3), Klimamodelle zeigen aber, dass starke und extreme Niederschläge wahrscheinlich von Herbst bis Frühling zunehmen werden (vgl. Band 1, Kapitel 4). Trotz einiger herausragender Sturmereignisse in den letzten Jahren kann eine langfristige Zunahme der Sturmtätigkeit nicht nachgewiesen werden. Auch für die Zukunft kann derzeit keine Veränderung der Sturmhäufigkeit abgeleitet werden (vgl. Band 1, Kapitel 3; Band 1, Kapitel 4).

Zusammenschau für Österreich: Auswirkungen sowie Maßnahmen Die ökonomischen Auswirkungen extremer Wetterereignisse in Österreich sind bereits jetzt erheblich und haben in den letzten drei Jahrzehnten zugenommen (praktisch sicher, vgl. Band 2, Kapitel 6). Die in den letzten drei Jahrzehnten aufgetretenen Schadenskosten von Extremereignissen legen nahe, dass Veränderungen in der Frequenz und Intensität solcher Schadensereignisse signifikante Auswirkungen auf die Volkswirtschaft Österreichs hätten. Die möglichen ökonomischen Auswirkungen des in Österreich erwarteten Klimawandels werden überwiegend

Zusammenfassung

durch Extremereignisse und extreme Witterungsperioden bestimmt (mittleres Vertrauen, vgl. Band  2, Kapitel  6). Neben Extremereignissen führen auch graduelle Temperaturund Niederschlagsänderungen zu ökonomischen Auswirkungen, z. B. in Form sich verändernder Ertragspotenziale in der Land- und Energiewirtschaft oder der Schneesicherheit von Schigebieten mit entsprechenden Auswirkungen auf den Wintertourismus. In Gebirgsregionen nehmen Rutschungen, Muren, Steinschlag und andere gravitative Massenbewegungen deutlich zu (sehr wahrscheinlich, hohes Vertrauen). Dies ist auf veränderten Niederschlag, auftauenden Permafrost und Rückgang von Gletschern zurückzuführen, aber auch auf veränderte Landnutzung (sehr wahrscheinlich, hohes Vertrauen). Bergflanken werden etwa vulnerabler gegenüber Prozessen wie Steinschlag (sehr wahrscheinlich, hohes Vertrauen, vgl. Band 2, Kapitel 4) und Bergstürzen (wahrscheinlich, mittleres Vertrauen, vgl. Band  2, Kapitel  4). Bisher durch Permafrost fixierte Schuttmassen werden durch Muren mobilisiert (sehr wahrscheinlich, hohes Vertrauen, vgl. Band 2, Kapitel 4). Die Waldbrandgefahr wird in Österreich zunehmen. Aufgrund der erwartenden Erwärmungstendenz und der steigenden Wahrscheinlichkeit längerer sommerlicher Trockenperioden wird die Waldbrandgefahr zunehmen (sehr wahrscheinlich, hohes Vertrauen, vgl. Band 2, Kapitel 4). Geänderte Sedimentfrachten in Flusssystemen sind feststellbar. In Wildbächen und in großen Flusssystemen sind durch Änderungen in der Wasserführung und im Geschiebehaushalt (Mobilisierung, Transport und Ablagerung) große Veränderungen zu erwarten (sehr wahrscheinlich, hohes Vertrauen, vgl. Band 2, Kapitel 4). Entscheidend ist hierbei die Trennung zwischen Veränderungen durch den Klimawandel und durch menschlichen Einfluss. Durch die derzeit absehbare sozio-ökonomische Entwicklung und den Klimawandel steigen die klimawandelbedingten zukünftigen Schadenspotenziale für Österreich (mittleres Vertrauen, vgl. Band  2, Kapitel  3; Band  2, Kapitel  6). Eine Vielzahl an Faktoren determiniert die künftigen Kosten des Klimawandels: Neben der möglichen Änderung in der Verteilung von Extremereignissen sowie graduellen Klimaänderungen sind es vor allem sozio-ökonomische und demografische Faktoren, die letztlich die Schadenskosten determinieren werden. Dazu gehören u.a. die Altersstruktur der Bevölkerung im urbanen Raum, die Werteexposition, der Infrastrukturausbau z. B. in durch Lawinen oder Muren gefährdeten Gebieten, sowie ganz allgemein die Landnutzung, die maßgeblich die Vulnerabilität gegenüber dem Klimawandel steuern.

Ohne verstärkte Anstrengungen zur Anpassung an den Klimawandel wird die Verletzlichkeit Österreichs gegenüber dem Klimawandel in den kommenden Jahrzehnten zunehmen (hohes Vertrauen, vgl. Band 2, Kapitel 6). Veränderungen im Zuge des Klimawandels beeinflussen in Österreich vor allem witterungsabhängige Sektoren und Bereiche wie Land-, Forst-, Wasser-, Energiewirtschaft, Tourismus, Gesundheit und Verkehr sowie die diesen jeweils vor-, bzw. nachgelagerten Sektoren (hohes Vertrauen, vgl. Band 2, Kapitel 3). Es ist davon auszugehen, dass Anpassungsmaßnahmen die negativen Auswirkungen des Klimawandels abmildern, aber nicht vollständig ausgleichen können (mittleres Vertrauen, vgl. Band 3, Kapitel 1). Um den Folgen des Klimawandels gezielt begegnen zu können, hat Österreich 2013 eine nationale Anpassungsstrategie verabschiedet (vgl. Band  3, Kapitel  1). Die Wirksamkeit dieser Strategie wird vor allem daran gemessen werden, wie erfolgreich einzelne betroffene Sektoren bzw. Politikbereiche in der Entwicklung geeigneter Anpassungskonzepte und deren Umsetzung sein werden. Grundlagen für deren Evaluierung, wie z. B. eine regelmäßige Erhebung der Wirksamkeit von Anpassungsmaßnahmen nach dem Muster anderer Staaten, sind in Österreich noch nicht vorhanden. Die THG-Emissionen Österreichs betrugen im Jahr 2010 in Summe etwa 81  Mt  CO2-Äquivalente (CO2-Äq.) oder 9,7  t  CO2-Äq. pro Kopf (sehr hohes Vertrauen, vgl. Band 1, Kapitel 2). Diese Zahlen berücksichtigen den emissionsmindernden Beitrag von Landnutzungsänderungen über die Kohlenstoffaufnahme von Ökosystemen. Die österreichischen pro-Kopf-Emissionen sind etwas höher als der EUSchnitt von 8,8 t CO2-Äq. pro Kopf und Jahr und deutlich höher als jene z. B. von China (5,6 t CO2-Äq. pro Kopf und Jahr), jedoch viel niedriger als jene der USA (18,4  t  CO2Äq. pro Kopf und Jahr) (vgl. Band 1, Kapitel 2). Österreich ist im Kyoto Protokoll Verpflichtungen eingegangen, seine Emissionen deutlich zu reduzieren. Nach Korrektur um jenen Teil der Kohlenstoffsenken, der laut den Vereinbarungen geltend gemacht werden konnte, lagen die Emissionen der Verpflichtungsperiode 2008  bis  2012 um 18,8  % über dem Reduktionsziel von 68,8 Mt CO2-Äq. pro Jahr (vgl. Band 3, Kapitel 1). Bezieht man auch die durch österreichischen Konsum im Ausland verursachten CO2-Emissionen mit ein, so liegen die Emissionswerte für Österreich um etwa die Hälfte höher (hohes Vertrauen, vgl. Band 3, Kapitel 5). Österreich ist Mitverursacher der Emissionen anderer Staaten. Bezieht man diese Emissionen einerseits mit ein und bereinigt andererseits um die den österreichischen Exporten zurechenbaren

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

Abbildung 3 CO2-Ströme im Güterhandel von/nach Österreich nach Weltregionen. Die in den Importgütern implizit enthaltenen Emissionen sind mit roten Pfeilen dargestellt, die in den Exportgütern enthaltenen, Österreich zugerechneten Emissionen mit weißen Pfeilen. In der Bilanz fallen Süd- und Ostasien, besonders China und Russland als Regionen auf, aus denen Österreich emissionsintensive Konsum- und Investitionsgüter importiert. Quelle: Munoz und Steininger (2010)

Emissionen, so erhält man die „Konsum-basierten“ Emissionen Österreichs. Diese liegen deutlich über den im vorigen Absatz genannten und in der UNO-Statistik für Österreich ausgewiesenen Emissionen und zwar mit steigender Tendenz (1997 um 38 % höher, 2004 um 44 % darüber). Aus den Warenströmen lässt sich ableiten, dass österreichische Importe vor allem Emissionen in Süd- und Ostasien, besonders in China und Russland verursachen (siehe Abbildung 3). Die nationalen THG-Emissionen sind seit 1990 gestiegen, obwohl sich Österreich unter dem Kyoto-Protokoll zu einer Minderung um 13 % für den Zeitraum 2008 bis 2012 gegenüber 1990 verpflichtet hat (sicher, vgl. Band 3, Kapitel 1; Band 3, Kapitel 6). Das österreichische Ziel war im Vergleich zu anderen Industriestaaten relativ hochgesetzt. Die formale Erfüllung dieses Minderungsziels für 2008 bis 2012 wurde durch Zukauf von Emissionsrechten im Ausland im Ausmaß von insgesamt ca. 80 Mt CO2-Äq. um mindestens 500 Mio. € erreicht (sehr hohes Vertrauen, vgl. Band  3, Kapitel  1). In Österreich sind Bemühungen zur Verbesserung der Energieeffizienz und zur Förderung erneuerbarer Energie-

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träger zu erkennen, zur Zielerreichung bezüglich erneuerbarer Energie und Energieeffizienz sind sie jedoch nicht genügend mit Maßnahmen hinterlegt. So wurde etwa in der 2010 veröffentlichten Energiestrategie vorgeschlagen, dass der Endenergieverbrauch 2020 das Niveau von 2005 in der Höhe von 1 100 PJ nicht übertreffen soll; dies ist jedoch noch nicht auf Maßnahmenebene implementiert. Im Ökostromgesetz werden Ziele der Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen von zusätzlich 10,5 TWh (37,8 PJ) pro Jahr bis 2020 festgeschrieben. Die Energiewirtschaft und die Industrie sind weitgehend im Rahmen des „EU-Emissionshandels“ reguliert, über dessen weitere Ausgestaltung gegenwärtig verhandelt wird. Insbesondere auch im Verkehrssektor fehlen derzeit noch wirksame Maßnahmen. Österreich hat sich bisher für den Klima- und Energiebereich lediglich kurzfristige Minderungsziele, nämlich für den Zeitraum bis 2020 gesetzt (vgl. Band 3, Kapitel 1; Band  3, Kapitel  6). Das entspricht den verbindlichen EUVorgaben, doch haben andere Länder, der Problematik angemessen, auch längerfristige THG-Minderungsziele festgelegt.

Zusammenfassung

Deutschland hat sich z. B. bis 2050 eine Minderung von 85 % zum Ziel gesetzt. Großbritannien beabsichtigt eine Reduktion um 80 % bis 2050. (vgl. Band 3, Kapitel 6) Die bisher gesetzten Maßnahmen decken den von Österreich erwarteten Beitrag zur Erreichung des globalen 2 °C Ziel nicht ab (hohes Vertrauen, vgl. Band 3, Kapitel 1; Band 3, Kapitel 6). Die für Österreich definierten Maßnahmen orientieren sich an den Zielwerten für das Jahr 2020; die Ausbauziele für erneuerbare Energieträger sind für den österreichischen Beitrag zum 2 °C Ziel nicht ausreichend ambitioniert und werden wahrscheinlich weit vor 2020 erreicht, während es unwahrscheinlich ist, dass im Industrie- und Verkehrssektor eine tatsächliche Trendwende der Emissionen erreicht wird. beziehungsweise die bereits erfolgte Trendwende in den Emissionen aus Raumwärme ausreichend stark ausfallen wird (vgl. Band 3, Kapitel 3; Band 3, Kapitel 4). Die erwarteten Einsparungen von THG-Emissionen beim Ersatz fossiler Treibstoffe durch Biokraftstoffe werden zunehmend in Frage gestellt (vgl. Band 3, Kapitel 2). Institutionelle, Wirtschafts-, Sozial- und Wissensbarrieren bremsen Fortschritte bezüglich Klimaschutz und Anpassung. Ansätze zur Beseitigung oder Überwindung dieser Barrieren umfassen eine Reform der Verwaltungsstrukturen in Hinblick auf die zu bewältigenden Aufgaben sowie eine Bepreisung von Produkten und Dienstleistungen entsprechend ihrer Klimawirkung. Wesentlich ist hierbei auch die Streichung klimaschädlicher Förderungen und Subventionen, etwa für die Exploration von neuen fossilen Reserven, der Pendlerpauschale – welche die Nutzung des PKWs begünstigt, oder auch der Wohnbauförderung für Einfamilienhäuser im städtischen Nahbereich. Auch eine starke Einbindung der Zivilgesellschaft und der Wissenschaft in Entscheidungsfindungsprozesse kann Maßnahmen beschleunigen. Handlungsrelevante Wissenslücken sollten geschlossen werden, weil sie auch bremsen, sie zählen aber nicht zu den dominanten Faktoren. (hohes Vertrauen, vgl. Band 3, Kapitel 1; Band 3, Kapitel 6). Emissionsminderungen um bis zu 90 % bis 2050 können in Österreich, Szenarienberechnungen zufolge, durch zusätzliche Maßnahmen erzielt werden (hohes Vertrauen, vgl. Band  3, Kapitel  3; Band  3, Kapitel  6). Diese Szenarien stammen aus Studien, die auf die Energiebereitstellung und -nachfrage fokussieren. Derzeit fehlt jedoch ein klares Bekenntnis der Entscheidungstragenden zu Emissionsminderungen in diesem Ausmaß. Österreich hat insbesondere großen Nachholbedarf in der Reduktion der Energieintensität, die sich in den EU-27 seit 1990 um 29 % verbessert hat, in Österreich aber praktisch unverändert geblieben ist.

Bei Halbierung des energetischen Endverbrauchs in Österreich können die von der EU für 2050 vorgegebenen Ziele für Österreich einigen Szenarien zufolge erreicht werden. Es wird erwartet, dass der dann verbleibende Energiebedarf durch erneuerbare Energieträger abgedeckt werden kann. Das wirtschaftlich nutzbare Potenzial an Erneuerbaren innerhalb Österreichs wird mit etwa 600 PJ quantifiziert. Dies steht einem Endenergieverbrauch von aktuell jährlich rund 1 100 PJ gegenüber (vgl. Band 3, Kapitel 3). Effizienzpotentiale bestehen v.a. in den Bereichen Gebäude, Verkehr und Produktion (hohes Vertrauen, vgl. Band 3, Kapitel 3) Um rasch und ernsthaft eine Transformation zu einem klimaneutralen Wirtschaftssystem anzustreben, wird ein sektorübergreifend eng koordiniertes Vorgehen mit neuartigen institutionellen Kooperationen in einer integrativen Klimapolitik notwendig sein. Die einzelnen Klimaschutzmaßnahmen in den verschiedenen Wirtschafts- und Aktivitätsbereichen sind nicht ausreichend. Dabei sind auch Transformationen anderer Art zu berücksichtigen, wie etwa jene des Energiesystems, weil dezentrale Produktion, Speicherung und Steuerung für fluktuierende Energiequellen und internationaler Handel an Bedeutung gewinnen (mittleres Vertrauen, vgl. Band 3, Kapitel 3). Gleichzeitig treten zahlreiche kleine Anlagenbetreiber mit teilweise neuen Geschäftsmodellen auf den Markt. Eine integrativ-konstruktive Klimapolitik trägt zur Bewältigung anderer aktueller Herausforderungen bei. So würden Wirtschaftsstrukturen etwa resistenter gegenüber Einflüssen von außen (Finanzkrisen, Energieabhängigkeit). Das bedeutet die Intensivierung von lokalen Wirtschaftskreisläufen, die Verringerung von internationalen Abhängigkeiten und eine viel höhere Produktivität aller Ressourcen, allen voran der energetischen. (vgl. Band 3, Kapitel 1) Die Erreichung der Ziele für 2050 erscheint nur bei einem Paradigmenwandel in vorherrschenden Konsum- und Verhaltensmustern sowie den traditionell kurzfristig orientierten Politikmaßnahmen und Entscheidungsprozessen wahrscheinlich (hohes Vertrauen, vgl. Band 3, Kapitel 6). Nachhaltige Entwicklungspfade, die sowohl eine drastische Abkehr von historischen Trends als auch von individuellen, nur sektoral ausgerichteten Strategien und Geschäftsmodellen bedeuten, können zur erforderlichen THG-Minderung beitragen (wahrscheinlich, vgl. Band 3, Kapitel 6). Neue integrative Ansätze im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung erfordern nicht zwingend neuartige technologische Lösungen, sondern vor allem eine bewusste Umorientierung von etablierten, klimaschädlichen Gewohnheiten in Lebensstil und im Verhalten der wirtschaftlichen Akteure. Weltweit gibt es Initiativen für

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Transformationen in Richtung nachhaltiger Entwicklungspfade, etwa die Energiewende in Deutschland, die Initiative „Sustainable Energy for All“ der UNO, zahlreiche „Transition Towns“ oder die „Slow Food“-Bewegung und die vegetarische Ernährungsweise. Erst die Zukunft wird zeigen, welche Initiativen erfolgreich sein werden (vgl. Band 3, Kapitel 6). Nachfrageseitigen Maßnahmen wie Veränderungen in der Ernährungsweise kommt eine Schlüsselrolle im Klimaschutz zu. Umstellung der Ernährung auf eine regional und saisonal orientierte, überwiegend auf pflanzlichen Produkten beruhend, mit deutlich verringertem Konsum tierischer Produkte einhergehend, kann einen maßgeblichen Beitrag zur THG-Reduktion leisten (sehr wahrscheinlich, hohes Vertrauen). Auch die Verringerung von Verlusten im gesamten Lebenszyklus (Produktion und Konsum) von Lebensmitteln kann einen wichtigen Beitrag zur Reduktion von THG-Emissionen leisten (sehr wahrscheinlich, mittleres Vertrauen). Die der Zielerreichung förderliche Veränderungen umfassen auch die Transformation wirtschaftlicher Organisationsformen und Ausrichtungen (hohes Vertrauen, vgl. Band  3, Kapitel  6). Der Gebäudebestand hat einen hohen Erneuerungsbedarf; Neubau oder Renovierung können durch neue Finanzierungsmechanismen intensiviert werden. Das fragmentierte Verkehrssystem kann in Richtung eines integrierten Mobilitätssystems entwickelt werden. Im Bereich der Produktion geht es um neue Produkte, Prozesse und Werkstoffe, die zudem sicherstellen können, dass Österreich den Anschluss an den globalen Wettbewerb nicht verliert. Das Energiesystem kann in einer integrierten Perspektive mit dem Ausgangspunkt der Energiedienstleistungen ausgerichtet werden. Durch geeignete politische Rahmenbedingungen kann die Transformation befördert werden (hohes Vertrauen, vgl. Band  3, Kapitel  1, Band  3, Kapitel  6). Auch in Österreich besteht Bereitschaft zum Wandel. PionierInnen – Individuen, Firmen, Kommunen, Regionen – setzen ihre Vorstellungen bereits um, etwa im Bereich der Energiedienstleistungen oder der klimafreundlichen Mobilität und Nahversorgung. Derartige Initiativen können durch politische Maßnahmen, die ein unterstützendes Umfeld schaffen, gestärkt werden. Neue Geschäfts- und Finanzierungsmodelle sind wesentliche Elemente der Transformation. Finanzierungsinstrumente (jenseits der bisher primär eingesetzten Förderungen) und neue Geschäftsmodelle betreffen vor allem den Umbau der energieverkaufenden Unternehmungen zu Spezialisten für Energiedienstleistungen. Die Energieeffizienz kann deutlich erhöht und rentabel gemacht werden, gesetzliche Verpflichtungen können die Gebäudesanierung vorantreiben, durch angepasste rechtliche Bestimmung können Gemeinschaftsin-

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vestitionen in Erneuerbare- oder Effizienzmaßnahmen ermöglicht werden. Informationspolitik und Raumplanung können die Nutzung öffentlicher Verkehrsmittel und emissionsfreien Verkehr erleichtern, wie sich beispielsweise in der Schweiz zeigt (vgl. Band 3, Kapitel 6). Langfristige Finanzierungsmodelle (bei Gebäuden z. B. über 30 bis 40 Jahre), die insbesondere durch Pensionsfonds und Versicherungen dotiert werden, können neue Infrastruktur ermöglichen. Die erforderliche Transformation hat globale Dimensionen, daher sind auch solidarische Leistungen im Ausland, wie die in der Klimarahmenkonvention vorgesehenen Fonds, zu diskutieren. Größere Investitionen in Infrastruktur mit langer Lebensdauer begrenzen – wenn sie THG-Emissionen und Klimaanpassung außer Acht lassen – die Freiheitsgrade bei der Transformation zur Nachhaltigkeit. Wenn alle Projekte einen „climate-proofing“ unterzogen werden, welches Klimaschutz und Klimaangepasstheit integrativ betrachtet, lassen sich sogenannte Lock-in-Effekte vermeiden, die langfristig emissionsintensive Pfadabhängigkeiten schaffen (hohes Vertrauen, vgl. Band 3, Kapitel 6). Der Bau von Kohlekraftwerken ist als ein Beispiel zu nennen. National zählen unter anderem die überproportionale Gewichtung des Straßenausbaus, die Errichtung von Gebäuden, welche nicht den heutigen mit vertretbarem Aufwand erreichbaren ökologischen Standards entsprechen und verkehrsinduzierende und mit hohem Flächenbedarf verbundene Raumordnungen sind andere. Ein zentrales Transformationsfeld sind die Städte und verdichteten Siedlungsräume (hohes Vertrauen, vgl. Band 3, Kapitel  6). Die Synergiepotentiale in Städten, die in vielen Fällen auch zum Schutz des Klimas genutzt werden können, rücken zunehmend ins Blickfeld. Dazu gehören u.a. effizientere Kühlung und Heizung von Gebäuden, kürzere Wege und effizienter einsetzbare öffentliche Verkehrsmittel, leichterer Zugang zu Ausbildung und damit beschleunigte soziale Transformation. Klimarelevante Transformation geht oft direkt mit gesundheitsrelevanten Verbesserungen und Erhöhung der Lebensqualität einher (hohes Vertrauen, vgl. Band 3, Kapitel  4; Band  3, Kapitel  6). Für den Wechsel vom Auto zum Fahrrad beispielsweise wurden eine positiv-präventive Wirkung auf das Herz-Kreislaufsystem und weitere signifikant positive Gesundheitseffekte nachgewiesen, welche die Lebenszeit statistisch signifikant ansteigen lassen, neben den positiven Umweltwirkungen für die Gesamtgesellschaft. Zusätzliche gesundheitsfördernde Wirkungen wurden ebenso für nachhaltige Ernährung (z. B. wenig Fleisch) nachgewiesen. Der Klimawandel wird den Migrations-Druck erhöhen, auch auf Österreich. Migration hat vielfältige Gründe. Im

Zusammenfassung

globalen Süden wird sich der Klimawandel besonders stark auswirken und erhöhte Migration, vor allem innerhalb des globalen Südens erzeugen. Bis zum Jahr 2020 rechnet das IPCC allein in Afrika und Asien mit 74–250 Mio. betroffenen Menschen. Durch die besondere Betroffenheit des Afrikanischen Kontinents werden sich Flüchtlingsströme aus Afrika nach Europa voraussichtlich verstärken (vgl. Band 3, Kapitel 4). Der Klimawandel ist nur eine von vielen globalen Herausforderungen, aber eine ganz zentrale (sehr hohes Vertrauen, vgl. Band  2, Kapitel  6; Band  3, Kapitel  1; Band  3, Kapitel 5). Eine nachhaltige Zukunft setzt sich beispielsweise auch mit Fragen der Bekämpfung von Armut, der Gesundheit, der gesellschaftlichen Humanressourcen, der Verfügbarkeit von Wasser und Nahrung, der intakten Böden, der Luftqualität, des Verlustes von Biodiversität sowie der Versauerung und Überfischung der Ozeane auseinander (sehr hohes Vertrauen, vgl. Band 3, Kapitel 6). Diese Fragestellungen sind nicht voneinander unabhängig: der Klimawandel wirkt häufig verschärfend auf die anderen Probleme. So trifft er die schwächsten Bevölkerungsgruppen oft am härtesten. Die Staatengemeinschaft hat einen UN-Prozess zur Formulierung der Ziele nachhaltiger Entwicklung nach 2015 angestoßen (Sustainable Development Goals). Der Klimawandel steht im Zentrum dieser Ziele und zahlreicher weltweiter Spannungsfelder. Klimaschutzmaßnahmen können somit zahlreiche Zusatznutzen zur Erreichung weiterer globaler Zielsetzungen generieren (hohes Vertrauen, vgl. Band 3, Kapitel 6).

Auswirkungen auf Bereiche und Sektoren sowie Maßnahmen der Minderung und Anpassung Boden und Landwirtschaft Der Klimawandel führt zu Humusverlust und THG-Emissionen aus dem Boden. Temperaturanstieg, Temperaturextreme und Trockenphasen, stärker ausgeprägte Gefrier- und Auftauprozesse im Winter sowie starkes und langes Austrocknen des Bodens gefolgt von Starkniederschlägen verstärken bestimmte Prozesse im Boden. Dies kann zu einer Beeinträchtigung von Bodenfunktionen, wie Bodenfruchtbarkeit, Wasser- und Nährstoffspeicherkapazität, Humusabbau, Bodenerosion u.a. führen. Erhöhte THG-Emissionen aus dem Boden sind die Folge (sehr wahrscheinlich, vgl. Band 2, Kapitel 5). Menschliche Eingriffe vergrößern den Flächenanteil von Böden mit geringerer Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Klimawandel. Bodenversiegelung sowie Folgen unangepasster Bodennutzung und -bearbeitung wie etwa Verdichtung, Erosion und Humusverlust schränken die Bodenfunktionen

weiter ein und verringern die Fähigkeit des Bodens, Auswirkungen des Klimawandels abzupuffern (sehr wahrscheinlich, vgl. Band 2, Kapitel 5). Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Landwirtschaft sind regional unterschiedlich. In kühleren, niederschlagsreicheren Gebieten – beispielsweise im nördlichen Alpenvorland – steigert wärmeres Klima überwiegend das durchschnittliche Ertragspotenzial von Nutzpflanzen. In niederschlagsärmeren Gebieten nördlich der Donau sowie im Osten und Südosten Österreichs werden zunehmende Trockenheit und Hitze das durchschnittliche Ertragspotenzial, vor allem unbewässerter Sommerkulturen, langfristig verringern und die Ausfallsrisiken erhöhen. Das klimatische Anbaupotenzial wärmeliebender Nutzpflanzen, wie z. B. Körnermais oder Weintrauben, weitet sich deutlich aus (sehr wahrscheinlich, vgl. Band 2, Kapitel 3). Wärmeliebende Schädlinge breiten sich in Österreich aus. Das Schadpotenzial in der Landwirtschaft durch – zum Teil neu auftretende – wärmeliebende Insekten nimmt zu. Durch den Klimawandel verändert sich auch das Auftreten von Krankheiten und Unkräutern (sehr wahrscheinlich, vgl. Band 2, Kapitel 3). Auch Nutztiere leiden unter dem Klimawandel. Zunehmende Hitzeperioden können bei Nutztieren die Leistung verringern und das Krankheitsrisiko erhöhen (sehr wahrscheinlich, vgl. Band 2, Kapitel 3). Anpassungsmaßnahmen in der Landwirtschaft können unterschiedlich rasch umgesetzt werden. Innerhalb weniger Jahre umsetzbar sind unter anderem verbesserter Verdunstungsschutz im Ackerbau (z. B. effiziente Mulchdecken, reduzierte Bodenbearbeitung, Windschutz), effizientere Bewässerungsmethoden, Anbau trocken- oder hitzeresistenter Arten bzw. Sorten, Hitzeschutz in der Tierhaltung, Veränderung der Anbau- und Bearbeitungszeitpunkte sowie der Fruchtfolge, Frost-, Hagelschutz und Risikoabsicherung (sehr wahrscheinlich, vgl. Band 3, Kapitel 2). Mittelfristig umsetzbare Anpassungsmaßnahmen umfassen unter anderem Boden- und Erosionsschutz, Humusaufbau, bodenschonende Bewirtschaftungsformen, Wasserrückhaltestrategien, Verbesserung von Bewässerungsinfrastruktur und -technik, Warn-, Monitoring- und Vorhersagesysteme für wetterbedingte Risiken, Züchtung stressresistenter Sorten, Risikoverteilung durch Diversifizierung, Steigerung der Lagerkapazitäten sowie Tierzucht und Anpassungen im Stallbau und in der Haltungstechnik (sehr wahrscheinlich, vgl. Band 3, Kapitel 2). Die durch den Klimawandel bedingte Veränderung der klimatischen Anbaueignung wärmeliebender Nutzpflanzen

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

Abbildung 4 Entwicklung der klimatischen Anbaueignung verschiedener Weinsorten unter Berücksichtigung der optimalen Wärmesummen und der Niederschläge in Österreich im vergangenen Klima (beobachtet, oben) und einem Klimaszenario für Mitte und Ende des 21. Jahrhunderts (modelliert). Die Farbtöne von blau über gelb bis violett bedeuten zunehmende Wärmesummen mit ausschließlich darauf beruhenden Sortenzuordnungen. Man sieht deutlich die zunehmende Eignung für Rotweine, gegen Ende des Jahrhunderts schon extrem hitzeliebende Sorten (vgl. Band 2, Kapitel 3). Quelle: Eitzinger und Formayer (2012)

ist in Abbildung 4 am Beispiel Wein dargestellt. Viele andere wärmeliebende Nutzpflanzen wie Körnermais, Sonnenblumen oder Sojabohnen zeigen ähnliche Ausweitungen der klimatischen Anbaueignung. (vgl. Band 2, Kapitel 3) Die Landwirtschaft kann in vielfältiger Weise THGEmissionen verringern und Kohlenstoffsenken verstärken. Bei gleichbleibender Produktionsmenge liegen die größten Reduktionspotenziale in den Bereichen Wiederkäuerfütterung, Düngungspraktiken, Reduktion der Stickstoffverluste und Erhöhung der Stickstoffeffizienz (sehr wahrscheinlich, vgl. Band 3, Kapitel 2). Nachhaltige Strategien zur THG-Reduktion in der Landwirtschaft erfordern ressourcenschonende und -effiziente Bewirtschaftungskonzepte unter Einbeziehung von ökologischem Landbau, Präzisionslandwirtschaft und Pflanzenzucht unter Erhaltung der genetischen Vielfalt (wahrscheinlich, vgl. Band 3, Kapitel 2).

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Forstwirtschaft Wärmeres und trockeneres Klima wird die Biomasseproduktivität der österreichischen Wälder stark beeinflussen. Die Produktivität nimmt in Berglagen und in Regionen mit ausreichendem Niederschlag aufgrund der Klimaerwärmung zu. In östlichen und nordöstlichen Tieflagen und in inneralpinen Beckenlagen nimmt sie hingegen aufgrund zunehmender Trockenperioden ab. (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage, vgl. Band 2, Kapitel 3; Band 3, Kapitel 2) Die Störungen in Waldökosystemen nehmen unter allen diskutierten Klimaszenarien an Intensität und Häufigkeit zu. Insbesondere gilt dies für das Auftreten wärmeliebender Insekten wie z. B. Borkenkäfern. Zusätzlich ist mit neuartigen Schäden durch importierte oder aus südlicheren Regionen einwandernde Schadorganismen zu rechnen. Abiotische Störungsfaktoren wie etwa Stürme, Spät- und Frühfröste und Nassschnee-Ereignisse oder Waldbrände könnten ebenfalls

Zusammenfassung

100

Mio. t CO2-Äquivalent

80

60 Abfall Landwirtschaft

40

Produkte 20

Industrieprozesse Energie allgem.

0 1990

1995

2000

2005

2010

Transport Kohlenstoffsenken

-20 Gesamt (ohne LULUCF) -40

Abbildung 5 Offiziell berichtete THG-Emissionen Österreichs (nach IPCC Quellsektoren mit gesondert ausgewiesen Emissionen des Transports). Die weitgehend unter der Nulllinie liegende Kurve gibt die „Kohlenstoffsenken“ wieder. In den letzten Jahren war diese Senke deutlich geringer bzw. in manchen Jahren gar nicht mehr vorhanden. Dies war vor allem eine Folge höherer Holzeinschläge; auch Veränderungen in der Erfassungsmethode trugen zu diesem Ergebnis bei. Quelle: Anderl et al. (2012)

höhere Schäden als bisher verursachen (hohe Unsicherheit). Diese Störungen können zudem Auslöser für Massenvermehrungen und Epidemien von bedeutenden forstlichen Schadorganismen wie z. B. dem Borkenkäfer sein. Störungen führen zu geringeren Erlösen in der Holzproduktion. Auch die Schutzfunktion der Wälder vor beispielsweise Steinschlag, Muren und Lawinen sowie die Kohlenstoffspeicherung leiden (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage, vgl. Band 2, Kapitel 3; Band 3, Kapitel 2). Der österreichische Wald war jahrzehntelang eine bedeutende Nettosenke für CO2. Seit etwa 2003 ging infolge einer höheren Holzernte, Störungen und anderer Faktoren die Netto-CO2-Aufnahme des Waldes zurück und kam in manchen Jahren ganz zum Erliegen. Eine umfassende THGBilanz unterschiedlicher Varianten von Waldbewirtschaftung und Verwendung von Forstprodukten berücksichtigt, neben den THG-Effekten eines verstärkten Holzeinschlages auch die Kohlenstoffspeicherung in langlebigen Holzprodukten sowie die THG-Effekte einer Einsparung anderer emissionsintensiver Produkte, die durch Holz ersetzt werden können (z. B. Fossilenergie, Stahl, Beton). Eine abschließende Beurteilung dieser systemischen Effekte würde genauere und umfassendere Analysen erfordern als sie derzeit vorliegen (vgl. Band 3, Kapitel 2). Die Widerstandskraft von Wäldern gegenüber Risikofaktoren sowie die Anpassungsfähigkeit können erhöht werden. Beispiele für Anpassungsmaßnahmen sind kleinflächigere Bewirtschaftungsformen, standorttaugliche Mischbe-

stände und die Sicherstellung der natürlichen Waldverjüngung im Schutzwald durch angepasstes Wildmanagement. Problematisch sind vor allem Fichtenbestände auf Laubmischwaldstandorten in Tieflagen sowie Fichtenreinbestände in den Bergwäldern mit Schutzfunktion. Die Anpassungsmaßnahmen in der Forstwirtschaft sind mit beträchtlichen Vorlaufzeiten verbunden (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage, vgl. Band 3, Kapitel 2).

Biodiversität Besonders vom Klimawandel betroffen sind Ökosysteme mit langer Entwicklungsdauer sowie Lebensräume der Alpen oberhalb der Waldgrenze (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage, vgl. Band 2, Kapitel 3). Moore und altholzreiche Wälder können sich nur langsam an den Klimawandel anpassen und sind deswegen besonders gefährdet. Über die Wechselwirkungen mit anderen Faktoren des Globalen Wandels, wie Landnutzungsänderungen oder die Einbringung invasiver Arten, ist wenig bekannt. Auch die Anpassungskapazitäten der Arten und Lebensräume sind nicht ausreichend erforscht (Band 2, Kapitel 3). In alpinen Lagen können kälteangepasste Pflanzen in größere Höhen vordringen und dort einen Zuwachs der Artenvielfalt bewirken. In inselartigen Mikro-Nischen können kälteangepasste Arten trotz der Erwärmung überdauern (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage). Zuneh-

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

120

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Energie-Intensität Emissions Intensität

80 THG Emissionen

60 Österreich Effekt der Energie-Intensität (Energie / BIP) und der Emissions Intensität (Emissionen / Energie)

Index 1990=100

Index 1990=100

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GesamtIntensität

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THG Emissionen Österreich Effekt der Gesamt-Intensität (Emissionen / BIP) und des BIP

GesamtIntensität

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Index 1990=100

Index 1990=100

BIP

THG Emissionen Emissions Intensität EU-28 Effekt der Energie-Intensität (Energie / BIP) Gesamtund der Emissions Intensität (Emissionen / Energie) Intensität

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THG Emissionen EU-28 Effekt der Gesamt-Intensität (Emissionen / BIP) und des BIP

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Abbildung 6 Entwicklung der THG-Intensität des BIPs sowie die darin enthaltene Entwicklung der Energieintensität (Energieverbrauch pro Euro BIP) und Emissionsintensität der Energie (THG-Emissionen pro PJ Energie) im Zeitverlauf für Österreich und die EU-28 (oberes Panel). Aus der Entwicklung der THG-Intensität in Verbindung mit jener des fast ausnahmslos steigenden BIP (unteres Panel) ergeben sich für Österreich              !! "# $ &!!' *+=!+= ?#@

mende Fragmentierung von Populationen kann allerdings zu lokalem Aussterben führen. Aus dem Hochgebirge stammende Arten, die sich an niedrigeren Randlagen der Alpen angepasst haben, sind davon besonders betroffen (mittlere Übereinstimmung, moderate Beweislage, vgl. Band  2, Kapitel 3). Auch Tierarten sind stark betroffen. In der Tierwelt sind Änderungen im Jahresablauf, wie die Verlängerung von Aktivitätsperioden, erhöhte Generationenfolge oder Vorverlegung der Ankunft von Zugvögeln sowie Arealverschiebungen nach Norden bzw. in höhere Lagen für einzelne Arten bereits dokumentiert. Der Klimawandel wird manche Tierarten, vor allem Generalisten, weiter begünstigen und andere, vor allem Spezialisten, gefährden (moderate Beweislage, vgl. Band 2, Kapitel 3). Die Erwärmung der Fließgewässer führt zu einer theoretischen Verschiebung der Fischhabitate um bis zu 30  km flussaufwärts. Für Bachforelle und Äsche werden z. B. geeignete Lebensräume geringer (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage, vgl. Band 2, Kapitel 3).

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Energie Österreich hat großen Nachholbedarf in der Verbesserung der Energieintensität. Anders als der EU-Durchschnitt weist Österreich in den letzten beiden Dekaden kaum Fortschritte hinsichtlich der Energieintensität auf (Energieverbrauch pro Euro BIP, siehe Abbildung 6). Seit 1990 sank vergleichsweise die Energieintensität der EU-28 hingegen um 29 % (in den Niederlanden um 23  %, in Deutschland um 30  % und in Großbritannien um 39 %). In Deutschland und Großbritannien dürfte jedoch ein Teil dieser Verbesserungen auf der Verlagerung energieintensiver Produktion ins Ausland beruhen. In der Emissionsintensität (THG-Emissionen pro PJ Energie), deren Verbesserung in Österreich den starken Ausbau der Erneuerbaren seit 1990 reflektiert, zählt Österreich hingegen gemeinsam mit den Niederlanden zu den Ländern mit der stärksten Verbesserung. Diese beiden Indikatoren gemeinsam bestimmen die THG-Emissionsintensität des Bruttoinlandsproduktes (BIP), die sowohl in Österreich als auch in den EU28 seit 1990 abgenommen hat. Die THG-Emissionen sind langsamer gestiegen als das BIP. Im Vergleich mit den EU-28 zeigt sich dabei somit deutlich, dass Österreich bei der Senkung der Energieintensität großen Nachholbedarf hat (vgl. Band 3, Kapitel 1).

Zusammenfassung

Straße PKW Benzin, Diesel, Hybrid PKW Taxi, Benzin, Diesel, Hybrid Bus, Nah und Fernverkehr

Personen [g / p-km] Fracht [g / t-km]

2- und 3-rad Motorräder Nutzfahrzeuge (NFZ) LKW leicht LKW mittelschwer LKW schwer

Bahn Personenverkehr Zug, U-Bahn, Straßenbahn Güterzug Diesel Güterzug Elektrisch

Wasser Personenverkehr Barge Autofähre Containerschiff – Küsten Containerschiff – Ozean Frachtschiff – Ozean Tankerschiff – Ozean

Luft Personenflugzeug Kurzstreckenflug im Personenflugzeug Langstreckenflug im Personenflugzeug Kurzstreckenflug Frachtflugzeug Langstreckenflug Frachtflugzeug

* Die Bereiche geben nur einen Hinweis auf direkte Fahrzeugtreibstoff-Emissionen. Sie schließen die indirekten Emissionen, die sich aus der Fahrzeugherstellung, Infrastruktur, etc. die in Lebenszyklus-Analysen einbezogen werden, außer Strom, der für Schienenverkehr verwendet wird, aus.

Copyright: IPCC (2014) In: Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Figure 8.6. [Edenhofer, O., R. Pichs-Madruga, Y. Sokona, E. Farahani, S. Kadner, K. Seyboth, A. Adler, I. Baum, S. Brunner, P. Eickemeier, B. Kriemann, J. Savolainen, S. Schlömer, C. von Stechow, T. Zwickel and J.C. Minx (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.

Abbildung 7 Typische direkte CO2-Emissionen pro Passagierkilometer und pro Tonnenkilometer für Fracht und für die Hauptverkehrsträger, wenn fossile Brennstoffe benutzt werden, und thermische Stromerzeugung für die Eisenbahnverkehr benutzt wird. Quelle: IPCC (2014)

Die Potenziale erneuerbarer Energien in Österreich werden derzeit nicht ausgeschöpft. Der Anteil erneuerbarer Energieträger am Bruttoendenergieverbrauch ist in Österreich zwischen 2005  und  2011 von 23,8  % auf 31  % gestiegen, bisher primär durch den Ausbau biogener Brennstoffe, wie z. B. Pellets und Biotreibstoffe. Zukünftig können Wind und Photovoltaik einen erheblichen Beitrag leisten. Die Zielvorgabe für 2020 von 34 % der Endenergie aus Erneuerbaren kann bei derzeitigen Steigerungsraten leicht erreicht werden. Für

die mittelfristig erforderliche Umstellung auf ein THG-neutrales Energiesystem bis 2050 ist jedoch eine Abdeckung der gesamten Energienachfrage mit erneuerbaren Energieträgern notwendig. Wenn Problemverlagerungen vermieden werden sollen, ist es wichtig, vor einem allfälligen weiteren Ausbau der Wasserkraft und der verstärkten Nutzung von Biomasse in Hinkunft eine gesamthafte Betrachtung der THG-Bilanzen anzustellen sowie indirekte und systemische Effekte zu berücksichtigen. Andere Umweltziele verlieren im Bemühen um Kli-

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

maschutz nicht ihre Bedeutung. (vgl. Band 3, Kapitel 3 und Band 3, Kapitel 6)

Verkehr und Industrie Von allen Sektoren sind in den letzten beiden Dekaden die THG-Emissionen im Verkehr mit +55 % am stärksten gestiegen (sehr hohes Vertrauen, vgl. Band 3, Kapitel 3). Effizienzsteigerungen bei den Fahrzeugen wurden durch schwerere und leistungsstärkere Fahrzeuge sowie höhere Fahrleistungen weitgehend kompensiert. Die Begrenzung des CO2-Ausstoßes pro gefahrenem Kilometer für PKW und Lieferwagen zeigt jedoch erste Erfolge (vgl. Band 3, Kapitel 3). Angebotsänderungen im öffentlichen Verkehr und (spürbare) Preissignale haben nachweisliche Auswirkungen auf den Anteil des Individualverkehrs in Österreich. Um eine deutliche Reduktion der THG-Emissionen des Personenverkehrs zu erzielen, ist ein umfassendes Maßnahmenpaket notwendig. Zentral sind dabei eine deutliche Reduktion des Einsatzes fossiler Energie, die Erhöhung der Energieeffizienz sowie eine Veränderung des NutzerInnenverhaltens. Eine Voraussetzung hierfür sind verbesserte Wirtschafts- und Siedlungsstrukturen, in denen die Wegstrecken minimiert sind. Dies kann zur Stärkung umweltfreundlicher Mobilitätsformen, wie Zufußgehen und Radfahren, genutzt werden. Öffentliche Verkehrsmittel wären auszubauen und zu verbessern, bei gleichzeitiger Minimierung ihrer CO2-Emissionen. Technische Maßnahmen für den PKW-Verkehr beinhalten weitere, massive Effizienzsteigerungen bei den Fahrzeugen oder den Einsatz alternativer Antriebe (vgl. Band 3, Kapitel 3) – vorausgesetzt, die dafür notwendige Energie wird ebenfalls emissionsarm produziert. Der Güterverkehr, gemessen in Tonnenkilometern, nahm in Österreich in den letzten Dekaden stärker zu als das BIP. Die weitere Entwicklung der Transportnachfrage ist durch einer Reihe wirtschaftlicher und gesellschaftlicher Rahmenbedingungen gestaltbar. Durch Optimierung der Logistik und Stärkung CO2-effizienterer Verkehrsmittel können zudem Emissionen reduziert werden. Eine Reduktion der THG-Emissionen pro Tonnenkilometer kann durch alternative Antriebe und Treibstoffe, Effizienzsteigerungen sowie Verlagerung auf den Schienenverkehr erreicht werden (vgl. Band 3, Kapitel 3). Die Industrie ist größter THG-Emittent in Österreich. Im Jahre 2010 betrug der Anteil des produzierenden Bereiches am gesamten österreichischen Energieendverbrauch sowie an den THG-Emissionen jeweils knapp 30 %. Emissionsreduktionen in einem Ausmaß von etwa 50 % und mehr können nicht sektorintern durch kontinuierliche nur graduelle Verbes-

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serungen und Anwendung des jeweiligen Standes der Technik erreicht werden. Hier ist entweder die Entwicklung klimaschonender neuer Verfahren notwendig (radikal neue Technologien und Produkte bei drastischer Reduktion des Endenergieeinsatzes) oder allenfalls die Anwendung von Verfahren zur Speicherung der THG-Emissionen (Carbon Capture and Storage, wie etwa in den EU-Szenarien zum Energiefahrplan 2050 hinterlegt; sehr wahrscheinlich). (vgl. Band 3, Kapitel 5)

Tourismus Der Wintertourismus wird durch den stetigen Temperaturanstieg weiter unter Druck kommen. Im Vergleich mit naturschneesichereren Destinationen drohen vielen österreichischen Schigebieten Nachteile durch steigende Beschneiungskosten (sehr wahrscheinlich, vgl. Band 3, Kapitel 4). Zukünftige Anpassungsmöglichkeiten durch technische Beschneiung sind begrenzt. Es sind zwar derzeit 67  % der Pistenfläche mit Beschneiungsanlagen ausgerüstet, jedoch ist der Einsatz der Anlagen durch steigende Temperaturen und die Verfügbarkeit von Wasser eingeschränkt (wahrscheinlich, vgl. Band 3, Kapitel 4). Die Förderung des Ausbaus der Beschneiung durch die öffentliche Hand könnte daher zu Fehlanpassungen und kontraproduktiven Lock-in Effekten führen. Durch zukünftig zu erwartende sehr hohe Temperaturen im Mittelmeerraum im Sommer (sehr wahrscheinlich) könnte der Tourismus in Österreich profitieren. Allerdings kann auch bei gleich guter Auslastung im Sommer die Wertschöpfung des Winters nicht erzielt werden (vgl. Band 3, Kapitel 4). Einbußen im Tourismus im ländlichen Raum haben hohe regionalwirtschaftliche Folgekosten, da der Verlust an Arbeitsplätzen oft nicht durch andere Branchen aufgefangen werden kann. Dies kann im peripheren ländlichen Raum, der aufgrund des demographischen Wandels und der zunehmenden Urbanisierungswelle bereits jetzt vor großen Herausforderungen steht, zu weiterer Absiedlung führen (vgl. Band 3, Kapitel 1; Band 3, Kapitel 4). Beim Städtetourismus sind im Hochsommer Rückgänge auf Grund von Hitzetagen und tropischen Nächten möglich (sehr wahrscheinlich). Verlagerungen der Touristenströme in andere Saisonen und Regionen sind möglich und derzeit schon beobachtbar (vgl. Band 3, Kapitel 4). Erfolgreiche PionierInnen im nachhaltigen Tourismus zeigen Wege der THG-Emissionsreduktion in dieser Branche auf. In Österreich gibt es Vorzeigeprojekte auf allen Ebenen – von Einzelobjekten, bis hin zu Gemeinden und Regionen – sowie in verschiedenen Bereichen, wie Hotellerie,

Zusammenfassung

Mobilität oder touristisches Angebot. Aufgrund der langfristigen Infrastrukturinvestitionen ist der Tourismus für Lock-inEffekte besonders anfällig. (vgl. Band 3, Kapitel 4)

Infrastruktur Energiebedarf und THG-Emissionen für Gebäudeheizung und -kühlung können durch gezielten Einsatz bereits verfügbarer Technologien wesentlich reduziert werden (hohe Übereinstimmung, vgl. Band 3, Kapitel 5). Ein Teil dieses Potenzials ist kostengünstig realisierbar. Um den Energiebedarf des Gebäudebestandes weiter zu vermindern, ist hochwertige thermische Sanierung des Gebäudebestands notwendig. Zur Energieversorgung sind zur Reduktion der THG-Emissionen überwiegend alternative Energieträger, beispielweise Solarthermie oder Photovoltaik zu verwenden. Wärmepumpen können nur im Rahmen eines integrierten Konzepts, welches CO2-arme Stromerzeugung sicherstellt, einen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Biomasse wird ebenfalls mittelfristig von Bedeutung sein. Fernwärme und -kälte werden langfristig aufgrund des geringeren Bedarfs an Bedeutung verlieren. Einen wesentlichen Beitrag zur zukünftigen THGNeutralität in Gebäuden können auch Baunormen leisten, die (nahezu-) Null- und Plus-Energiehäuser fördern. Diese sind EU-weit erst ab 2020 vorgesehen. Angesichts der zahlreichen innovativen Pilotprojekte könnte Österreich in diesem Bereich eine Vorreiterrolle übernehmen. Durch zielgerichtete Baunormen und Sanierungsmaßnahmen könnten auch künftige Kühllasten wesentlich reduziert werden. Spezifische Raumplanungs- und Bebauungsbestimmungen können – auch außerhalb der städtischen Siedlungsräume – verdichtete Bauformen mit höherer Energieeffizienz in größerem Ausmaß gewährleisten. (vgl. Band 3, Kapitel 5) Vorausschauende Planung von Infrastruktur mit langer Nutzungsdauer kann Fehlinvestitionen vermeiden. Vor dem Hintergrund sich kontinuierlich in Richtung postfossiler Energieversorgung ändernder Rahmenbedingungen gilt es Infrastrukturprojekte für städtische Räume, für Verkehr und Energieversorgung auf ihre emissionsreduzierende Wirkung und auf ihre Resilienz gegenüber Klimaänderungen zu überprüfen. Raumstrukturen können derart gestaltet werden, dass Verkehrs- und Energieinfrastrukturen abgestimmt und effizient mit geringem Ressourcenverbrauch errichtet und genutzt werden. (vgl. Band 3, Kapitel 5) Dezentrale Energieversorgung mit erneuerbarer Energie erfordert neue Infrastruktur. Neben neuen Möglichkeiten von Erneuerbaren in Stand-alone Lösungen (z. B. off-grid Photovoltaik) gibt es auch neue Optionen zur Netz-Einbin-

dung. Lokale Versorgungsnetze für vor Ort erzeugtes Biogas sowie Netze zur Nutzung lokaler, meist industrieller, Abwärme erfordern angepasste Strukturen und Steuerung (vgl. Band 3, Kapitel 1; Band 3, Kapitel 3). „Smart Grids“ und „Smart Meters“ ermöglichen bei lokal erzeugtem, in Netze eingespeistem Strom, z. B. aus Co- und Polygeneration oder privaten Photovoltaik-Anlagen, effizientere Energienutzung und werden deswegen als Bestandteile eines künftigen Energiesystems diskutiert (vgl. Band 3, Kapitel 5). Jedoch gibt es Bedenken bezüglich der Gewährleistung der Netzsicherheit und des Daten- und Persönlichkeitsschutzes; diese sind noch nicht ausreichend geklärt beziehungsweise rechtlich geregelt. Extremereignisse können Energie- und Verkehrsinfrastrukturen vermehrt beeinträchtigen. Problematisch sind längere und intensivere Hitzeperioden (sehr wahrscheinlich), möglicherweise intensivere Niederschläge und daraus resultierende Hangrutschungen und Überschwemmungen (wahrscheinlich), Sturm (möglich) und erhöhte Nass-Schneelasten (möglich). (vgl. Band 1, Kapitel 3; Band 1, Kapitel 4; Band 1, Kapitel 5; Band 2, Kapitel 4). Sie stellen Gefahrenpotentiale für Siedlungs-, Verkehrs-, Energie- und Kommunikationsinfrastrukturen dar. Soll ein Anstieg von Klimaschäden und -kosten vermieden werden, ist der Aus- und Neubau von Siedlungen und Infrastruktureinrichtungen in derzeit bereits von Naturgefahren betroffenen Bereichen zu vermeiden. Darüber hinaus ist bei der Ausweisung von Gefahrenzonen auf die zukünftige Entwicklung im Zuge des Klimawandels vorsorglich Bedacht zu nehmen. Bestehenden Einrichtungen können durch Anpassungsmaßnahmen, wie etwa die Schaffung vermehrter Retentionsflächen gegen Hochwasser, erhöhten Schutz erhalten. Die vielfältigen Auswirkungen des Klimawandels auf die Wasserwirtschaft erfordern umfangreiche und integrative Anpassungsmaßnahmen. Sowohl Hoch- als auch Niederwasser in österreichischen Fließgewässern kann in vielen Bereichen, von der Schifffahrt über die Bereitstellung von Industrie- und Kühlwasser bis hin zur Trinkwasserversorgung, zu Problemen führen. In der Trinkwasserversorgung kann die Vernetzung kleinerer Versorgungseinheiten sowie die Schaffung von Redundanzen bei den Rohwasserquellen zur Anpassung beitragen (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage, vgl. Band 3, Kapitel 2). Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel können auch in anderen Bereichen positive Wirkungen entfalten. Durch den Schutz und die Ausweitung von Retentionsflächen, wie Auen, können Ziele des Hochwasser- und Biodiversitätsschutzes kombiniert werden (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage). Die Erhöhung des Anteils organischer Substanz

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

im Boden führt zu einer Steigerung der Speicherkapazität von Bodenwasser (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage, vgl. Band 2, Kapitel 6) und trägt somit sowohl zum Hochwasserschutz als auch zur Kohlenstoffbindung und damit zum Klimaschutz bei (vgl. Band 3, Kapitel 2).

Gesundheit und Gesellschaft Der Klimawandel kann direkt oder indirekt Probleme für die menschliche Gesundheit verursachen. Hitzewellen können insbesondere bei älteren Personen, aber auch bei Kleinkindern oder chronisch Kranken zu Herz-Kreislaufproblemen führen. Es gibt eine ortsabhängige Temperatur, bei welcher die Sterblichkeitsrate am geringsten ist; jenseits dieser nimmt die Mortalität pro 1 °C Temperaturanstieg um 1–6 % zu (sehr wahrscheinlich, hohes Vertrauen, vgl. Band 2, Kapitel 6; Band 3, Kapitel 4). Vor allem ältere Menschen und auch Kleinkinder weisen oberhalb dieser optimalen Temperatur einen deutlichen Anstieg des Sterberisikos auf. Verletzungen und Krankheiten, die in Zusammenhang mit Extremereignissen (z. B. Überschwemmungen und Muren) stehen und Allergien, ausgelöst durch bisher in Österreich nicht heimische Pflanzen, wie etwa die Ambrosie, zählen ebenfalls zu den Auswirkungen des Klimawandels auf die Gesundheit. Eine große Herausforderung für das Gesundheitssystem sind die indirekten Auswirkungen des Klimawandels auf die menschliche Gesundheit. Hier spielen vor allem jene Krankheitserreger eine Rolle, die von blutsaugenden Insekten (und Zecken) übertragen werden. Denn nicht nur die Erreger selbst, sondern auch die Vektoren (Insekten und Zecken) sind in ihrer Aktivität und Verbreitung von klimatischen Bedingungen abhängig. Neu eingeschleppte Krankheitserreger (Viren, Bakterien und Parasiten, aber auch allergene Pflanzen und Pilze, wie z. B. das beifußblättrige Traubenkraut (Ambrosia artemisiifolia) sowie der Eichenprozessionsspinner (Thaumetopoea processionea) und neue Vektoren (z. B. „Tigermücke“, Stegomyia albopicta) können sich etablieren, bzw. bereits vorhandene Krankheitserreger können sich regional ausbreiten (oder auch verschwinden). Solche Einschleppungen sind praktisch nicht voraussagbar und die Möglichkeiten Gegenmaßnahmen zu ergreifen sind gering (möglich, mittleres Vertrauen, vgl. Band 2, Kapitel 6). Gesundheitsrelevante Anpassung betrifft vielfach individuelle Verhaltensänderungen entweder eines Großteils der Bevölkerung oder von Angehörigen bestimmter Risikogruppen (wahrscheinlich, mittlere Übereinstimmung, vgl. Band 3, Kapitel  4). Viele Maßnahmen der Anpassung und der Minderung, die primär nicht auf eine bessere Gesundheit zielen,

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haben möglicherweise indirekt bedeutsame gesundheitsrelevante Nebenwirkungen, wie etwa der Umstieg vom Auto auf das Fahrrad (wahrscheinlich, mittlere Übereinstimmung, vgl. Band 3, Kapitel 4). Der Gesundheitssektor ist Verursacher und Betroffener des Klimawandels. Im Bereich der Infrastruktur des Gesundheitssektors sind sowohl Minderungsmaßnahmen als auch Anpassungsmaßnahmen erforderlich. Wirksame Minderungsmaßnahmen können im Mobilitätsverhalten von MitarbeiterInnen und PatientInnen sowie in der Beschaffung von Ge- und Verbrauchsprodukten gesetzt werden (sehr wahrscheinlich, hohe Übereinstimmung, vgl. Band  3, Kapitel  4). Zur gezielten Anpassung an längerfristige Veränderungen fehlt es teilweise an Kenndaten aus der Medizin und der Klimaforschung, dennoch können schon jetzt Maßnahmen gesetzt werden – etwa in der Hitzevorsorge. Sozial schwächere Gruppen sind im Allgemeinen den Folgen des Klimawandels stärker ausgesetzt. Meist ist es das Zusammentreffen verschiedener Faktoren (niedriges Einkommen, geringer Bildungsgrad, wenig Sozialkapital, prekäre Arbeits- und Wohnverhältnisse, Arbeitslosigkeit, eingeschränkte Handlungsspielräume), die weniger privilegierte Bevölkerungsgruppen eher verwundbar für Folgen des Klimawandels machen. Die unterschiedliche Betroffenheit sozialer Gruppen ergibt sich durch die unterschiedliche Anpassungsfähigkeit auf geänderte Klimaverhältnisse sowie unterschiedliche Betroffenheit durch klimapolitischen Maßnahmen, wie etwa höhere Relevanz von Steuern und Gebühren auf Energie (wahrscheinlich, hohes Vertrauen, vgl. Band 2, Kapitel 6). Klimawandel, Anpassung und Klimaschutz führen zu vermehrter Konkurrenz um die Ressource Raum. Betroffen sind vor allem naturnahe und landwirtschaftliche Flächen: Flächen zur Gewinnung Erneuerbarer Energie, Retentionsflächen und Schutzdämme zur Minderung des Hochwasserrisikos gehen häufig zu Lasten landwirtschaftlicher Flächen. Zunehmende Bedrohung von Siedlungsgebieten durch Naturgefahren könnte mittelfristig vermehrt Umsiedlungen erforderlich machen (hohes Vertrauen, vgl. Band  2, Kapitel  2; Band  2, Kapitel 5). Um gefährdeten Arten die Anpassung an den Klimawandel durch Wanderung zu besser geeigneten Standorten zu erleichtern und zur bestmöglichen Erhaltung der Biodiversität sind Schutzgebiete erforderlich, die idealer Weise durch Korridore vernetzt sind (hohes Vertrauen, vgl. Band 3, Kapitel  2). Es gibt keine Raumstrategie für Österreich, die Leitplanken für relevante Entscheidungen liefert (vgl. Band  3, Kapitel 6).

Zusammenfassung

Transformation Obwohl in allen Sektoren bedeutendes Emissionsminderungspotential vorhanden ist, kann mit einzel-sektoralen, meist technologieorientierten Maßnahmen allein der von Österreich zu erwartende Beitrag zur Einhaltung des globalen 2 °C Zieles nicht erreicht werden. Das 2 °C Ziel einzuhalten erfordert auch in Österreich mehr als inkrementell verbesserte Produktionstechnologien, grünere Konsumgüter und eine Politik, die (marginale) Effizienzsteigerungen anstößt. Es ist eine Transformation der Interaktion zwischen Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt erforderlich, die von Verhaltensänderungen der Einzelnen getragen wird und solche ihrerseits auch befördert. Wird die Transformation nicht rasch eingeleitet und umgesetzt, steigt die Gefahr unerwünschter, irreversibler Veränderungen (vgl. Band 3, Kapitel 6). Eine Transformation Österreichs in eine emissionsarme Gesellschaft erfordert teilweise radikale strukturelle und technische Umbaumaßnahmen, soziale und technologische Innovation und partizipative Planungsprozesse (mittlere Übereinstimmung, mittlere Beweislage, vgl. Band 3, Kapitel  6). Sie setzt Experimentierfreudigkeit und Erfahrungslernen voraus die Bereitschaft Risiken einzugehen und zu akzeptieren, dass einige Neuerungen scheitern werden. Erneuerungen von der Wurzel her, auch hinsichtlich der Güter und Dienstleistungen, die von der österreichischen Wirtschaft produziert werden und groß angelegte Investitionsprogramme werden notwendig sein. In der Beurteilung neuer Technologien und gesellschaftlicher Entwicklungen ist eine Orientierung entlang einer Vielzahl von Kriterien nötig (Multikriterienansatz) und eine integrativ sozio-ökologisch orientierte Entscheidungsfindung anstelle von kurzfristig und eng definierten Kosten-Nutzen Rechnungen. Für ein effektives Handeln sollte nationales Vorgehen international akkordiert werden, sowohl mit den umgebenden Staaten als auch mit der weltweiten Staatengemeinschaft und insbesondere in Partnerschaft mit Entwicklungsländern (vgl. Band 3, Kapitel 6). In Österreich sind bereits Änderungen in den Wertvorstellungen vieler Menschen festzustellen, die einer sozialökologischen Transformation zuträglich sind. Einzelne PionierInnen des Wandels sind auch schon dabei diese Vorstellungen praktisch in klimafreundlichen Handlungs- und Geschäftsmodellen umzusetzen (z. B. Energiedienstleistungsgesellschaften im Immobilienbereich, klimafreundliche Mobilität, Nahversorgung) sowie Gemeinden und Regionen zu transformieren (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage). Auch auf der politischen Ebene sind Ansätze zur klimafreundlichen Transformation auszumachen. Will Österreich seinen

Beitrag zur Erreichung des globalen 2 °C-Zieles leisten und auf europäischer Ebene sowie international eine künftige, klimafreundliche Entwicklung mitgestalten, müssen solche Initiativen intensiviert und durch begleitende Politikmaßnahmen, die eine verlässliche Regulierungslandschaft schaffen, gestützt werden (hohe Übereinstimmung, mittlere Beweislage, vgl. Band 3, Kapitel 6). Politische Initiativen in Hinblick auf Klimaschutz und Klimawandelanpassung sind – zur Erreichung der zuvor genannten Ziele – auf allen Ebenen in Österreich erforderlich: Bund, Länder, und Gemeinden. Die Kompetenzen sind in der föderalen Struktur Österreichs so verteilt, dass zudem nur ein abgestimmtes Vorgehen bestmögliche Effektivität sowie die Zielerreichung selbst gewährleisten kann (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage). Für eine effektive Umsetzung der zur Zielerreichung erforderlichen substantiellen Transformation ist zudem die Aktivierung eines breiten Spektrums von Instrumenten angebracht (hohe Übereinstimmung, mittlere Beweislage).

Bildnachweis Abbildung 1 Für AAR14 erstellt auf Basis von: IPCC, 2013: In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor,S. K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (Eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.; IPCC, 2000: Special Report on Emissions Scenarios [Nebojsa Nakicenovic and Rob Swart (Eds.)]. Cambridge University Press, UK.; GEA, 2012: Global Energy Assessment - Toward a Sustainable Future, Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, NY, USA and the International Institute for Applied Systems Analysis, Laxenburg, Austria. Abbildung 2 Für AAR14 erstellt auf Basis von: Auer, I., Böhm, R., Jurkovic, A., Lipa, W., Orlik, A., Potzmann, R., Schöner, W., Ungersböck, M., Matulla, C., Briffa, K., Jones, P., Efthymiadis, D., Brunetti, M., Nanni, T., Maugeri, M., Mercalli, L., Mestre, O., Moisselin, J.-M., Begert, M., Müller-Westermeier, G., Kveton, V., Bochnicek, O., Stastny, P., Lapin, M., Szalai, S., Szentimrey, T., Cegnar, T., Dolinar, M., Gajic-Capka, M., Zaninovic, K., Majstorovic, Z., Nieplova, E., 2007. HISTALP – historical instrumental climatological surface time series of the Greater Alpine Region. International Journal of Climatology 27, 17–46. doi:10.1002/ joc.1377; ENSEMBLES project: Funded by the European Commission‘s 6th Framework Programme through contract GOCE-CT-2003-505539; reclip:century: Funded by the Austrian Climate Research Program (ACRP), Project number A760437 Abbildung 3 Muñoz, P., Steininger, K.W., 2010: Austria’s CO2 responsibility and the carbon content of its international trade. Ecological Economics 69, 2003–2019. doi: 10.1016/j.ecolecon.2010.05.017 Abbildung 4 Für AAR14 erstellt. Datenquelle: ZAMG

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

Abbildung 5 Anderl M., Freudenschuß A., Friedrich A., et al., 2012: Austria‘s national inventory report 2012. Submission under the United Nations Framework Convention on Climate Change and under the Kyoto Protocol. REP-0381, Wien. ISBN: 978-399004-184-0 Abbildung 6 Schleicher, St., 2014: Tracing the decline of EU GHG emissions. Impacts of structural changes of the energy system and economic activity. Policy Brief. Wegener Center for Climate and Global Change, Graz. Basierend auf Daten des statistischen Amtes der Europäischen Union (Eurostat) Abbildung 7 Nach ADEME, 2007; US DoT, 2010; Der Boer et al., 2011; NTM, 2012; WBCSD, 2012, In Sims R., R. Schaef-

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fer, F. Creutzig, X. Cruz-Núñez, M. D’Agosto, D. Dimitriu, M.J. Figueroa Meza, L. Fulton, S. Kobayashi, O. Lah, A. McKinnon, P. Newman, M. Ouyang, J.J. Schauer, D. Sperling, and G. Tiwari, 2014: Transport. In: Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Edenhofer, O., R. Pichs-Madruga, Y. Sokona, E. Farahani, S. Kadner, K. Seyboth, A. Adler, I. Baum, S. Brunner, P. Eickemeier, B. Kriemann, J. Savolainen, S. Schlömer, C. von Stechow, T. Zwickel and J.C. Minx (Eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA

Austrian Climate Change Assessment Report 2014 Summary for Policymakers

Austrian Climate Change Assessment Report 2014 Summary for Policymakers Coordinating Lead Authors of the Summary for Policymakers Helga Kromp-Kolb Nebojsa Nakicenovic Karl Steininger Lead Authors of the Summary for Policymakers Bodo Ahrens, Ingeborg Auer, Andreas Baumgarten, Birgit Bednar-Friedl, Josef Eitzinger, Ulrich Foelsche, Herbert Formayer, Clemens Geitner, Thomas Glade, Andreas Gobiet, Georg Grabherr, Reinhard Haas, Helmut Haberl, Leopold Haimberger, Regina Hitzenberger, Martin König, Angela Köppl, Manfred Lexer, Wolfgang Loibl, Romain Molitor, Hanns Moshammer, Hans-Peter Nachtnebel, Franz Prettenthaler, Wolfgang Rabitsch, Klaus Radunsky, Jürgen Schneider, Hans Schnitzer, Wolfgang Schöner, Niels Schulz, Petra Seibert, Rupert Seidl, Sigrid Stagl, Robert Steiger, Johann Stötter, Wolfgang Streicher, Wilfried Winiwarter Translation Bano Mehdi Citation APCC (2014): Summary for Policymakers (SPM). In: Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14), Austrian Panel on Climate Change (APCC), Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Wien, Österreich.

Inhalt Introduction @H = J; 

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Climate Change in Austria: Past and Future

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Summary for Austria: Impacts and Policy Measures

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Impacts on Sectors and Measures of Mitigation and Adaptation Soils and Agriculture Forestry Biodiversity Energy Transport and Industry Tourism Infrastructure Health and Society

54 54 55 56 57 58 59 60 61

Transformation

62

Figure Credits

62

Austrian Climate Change Assessment Report 2014

Introduction Over the course of a three-year process, Austrian scientists researching in the field of climate change have produced an assessment report on climate change in Austria following the model of the IPCC Assessment Reports. In this extensive work, more than 200 scientists depict the state of knowledge on climate change in Austria and the impacts, mitigation and adaptation strategies, as well as the associated known political, economic and social issues. The Austrian Climate Research Program (ACRP) of the Klima- und Energiefonds (Climate and Energy Fund) has enabled this work by financing the coordinating activities and material costs. The extensive and substantial body of work has been carried out gratuitously by the researchers. This summary for policy makers provides the most significant general statements. First, the climate in Austria in the global context is presented; next the past and future climate is depicted, followed by a summary for Austria on the main consequences and measures. The subsequent section then provides more detail on individual sectors. More extensive explanations can be found – in increasing detail – in the synthesis report and in the full report (Austrian Assessment Report, 2014), both of which are available in bookstores and on the Internet. The uncertainties are described using the IPCC procedure where three different approaches are provided to express the uncertainties depending on the nature of the available data and on the nature of the assessment of the accuracy and completeness of the current scientific understanding of the authors. For a qualitative estimation, the uncertainty is described using a two-dimensional scale where a relative assessment is given on the one hand for the quantity and the quality of evidence (i. e. information from theory, observations or models indicating whether an assumption or assertion holds true or is valid), and on the other hand to the degree of agreement in the literature. This approach uses a series of self-explanatory terms such as: high / medium / low evidence, and strong / medium / low agreement. The joint assessment of both of these dimensions is described by a confidence level using five qualifiers from „very high confidence“ to „high”, „medium“, „low“ and „very low confidence“. By means of expert assessment of the correctness of the underlying data, models or analyses, a quantitative evaluation of the uncertainty is provided to assess the likelihood of the uncertainty pertaining to the outcome of the results using eight degrees of probability from „virtually certain“ to „more unlikely than likely“. The probability refers to the assessment of the likelihood of a well-defined result which has occurred or will occur in the future. These can be derived from quantitative analyses or from expert opinion. For more detailed infor-

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mation please refer to the Introduction chapter in AAR14. If the description of uncertainty pertains to a whole paragraph, it will be found at the end of it, otherwise the uncertainty assessment is given after the respective statement. The research on climate change in Austria has received significant support in recent years, driven in particular by the Klima- und Energiefonds (Climate and Energy Fund) through the ACRP, the Austrian Science Fund (FWF) and the EU research programs. Also own funding of research institutions has become a major source of funding. However, many questions still remain open. Similar to the process at the international level, a periodic updating of the Austrian Assessment Report would be desirable to enable the public, politicians, administration, company managers and researchers to make the best and most effective decisions pertaining to the long-term horizon based on the most up-to-date knowledge.

@H = J; With the progress of industrialization, significant changes to the climate can be observed worldwide. For example, in the period since 1880 the global average surface temperature has increased by almost 1 °C. In Austria, this warming was close to 2 °C, half of which has occurred since 1980. These changes are mainly caused by the anthropogenic emissions of greenhouse gases (GHG) and other human activities that affect the radiation balance of the earth. The contribution of natural climate variability to global warming most likely represents less than half of the change. The comparably small increase in global average temperature since 1998 is likely attributed to natural climate variability. Without extensive additional measures to reduce emissions one can expect a global average surface temperature rise of 3–5 °C by 2100 compared to the first decade of the 20th century (see Figure  1). Following this increase, self-reinforcing processes (feedback loops), such as the ice-albedo feedback or additional release of greenhouse gases due to the thawing of permafrost in the Arctic regions will play an important role (see Volume 1, Chapter 1; Volume 3, Chapter 1)1.

1 The full text of the Austrian Assessment Report AAR14 is divided into three volumes, which are further divided into chapters. Information and reference to the relevant section of the AAR14 is provided with the number of the volume (Band) and the respective chapter (Kapitel) where more detailed information can be found pertaining to the summary statements.

Summary

Deviation from the global mean surface temperature (°C)

6 5

IPCC SRES A1Fl

4 3

RCP 8.5

IPCC SRES A1B IPCC AR5 430-480 ppm CO2-eq.-range

RCP 6.0 RCP 4.5

2

GEA RCP 2.6

1 0 Historical evolution H

-1 1900

1950

2000

2050

Climate change and the associated impacts show large regional differences. For example, the Mediterranean region can expect a prominent decrease in precipitation as well as associated water availability (see Volume 1, Chapter 4). While, considering the highest emission scenario of a rise in mean sea level of the order 0.5–1 m by the end of the century compared to the current level poses considerable problems in many densely populated coastal regions (see Volume 1 Chapter 1). Since the consequences of unbridled anthropogenic climate change would be accordingly serious for humanity, internationally binding agreements on emissions reductions are already in place. In addition, many countries and groups including the United Nations („Sustainable Development Goals“), the European Union, the G-20 as well as cities, local authorities and businesses have set further-reaching goals. In the Copenhagen Accord (UNFCCC Copenhagen Accord) and in the EU Resolution, a goal to limit the global temperature increase to 2 °C compared to pre-industrial times is considered as necessary to limit dangerous climate change impacts. However, the steps taken by the international community on a voluntary basis for emission reduction commitments are not yet sufficient to meet the 2 °C target. In the long-term, an almost complete avoidance of greenhouse gas emissions is required, which means converting the energy supply and the industrial processes, to cease deforestation, and also to change land use and lifestyles (see Volume 3, Chapter 1; Volume 3, Chapter 6). The likelihood of achieving the 2 °C target is higher if it is possible to achieve a turnaround by 2020 and the global greenhouse gas emissions by 2050 are 30–70  % below the 2010 levels. (see Volume 3, Chapter 1; Volume 3, Chapter 6). Since industrialized countries are responsible for most of the historical emissions – and have benefited from them and hence are also economically more powerful – Article 4 of the UNFCCC suggests that they should contribute to a disproportionate share of total global emission reduction. In the EU „Roadmap

2100

Figure 1 Global mean surface temperature anomalies (°C) relative to the average temperature of the first decade of the 20th century, historical development, and four groups of trends for the future: two IPCC SRES scenarios without emission reductions (A1B and A1F1), which show temperature increases to about 5 °C or just over 3 °C to the year 2100, and four new emission scenarios, which were developed for the IPCC AR5 (RCP8, 5, 6.0, 4.5 and 2.6), 42 GEA emission reduction scenarios and the range of IPCC AR5 scenarios which show the temperature to stabilize in 2100 at a maximum of +2 °C. Data sources: IPCC SRES (Nakicenovic et al., 2000), IPCC WG I (2014) und GEA (2012)

for moving to a competitive low-CO2 economy in 2050“ a reduction in greenhouse gas emissions by 80–95 % compared to the 1990 level is foreseen. Despite of the fact that no emission reduction obligations were defined for this period for individual Member States, Austria can expect a reduction commitment of similar magnitude.

Climate Change in Austria: Past and Future In Austria, the temperature in the period since 1880 rose by nearly 2 °C, compared with a global increase of 0.85 °C. The increased rise is particularly observable for the period after 1980, in which the global increase of about 0.5 °C is in contrast to an increase of approximately 1 °C in Austria (virtually certain, see Volume 1, Chapter 3). A further temperature increase in Austria is expected (very likely). In the first half of the 21st century, it equals approximately 1.4 °C compared to current temperature, and is not greatly affected by the different emission scenarios due to the inertia in the climate system as well as the longevity of greenhouse gases in the atmosphere. The temperature development thereafter, however, is strongly dependent on anthropogenic greenhouse gas emissions in the years ahead now, and can therefore be steered (very likely, see Volume 1, Chapter 4). The development of precipitation in the last 150 years shows significant regional differences: In western Austria, an increase in annual precipitation of about 1015  % was recorded, in the southeast, however, there was a decrease in a similar order of magnitude (see Volume  1, Chapter 3). In the 21st  century, an increase of precipitation in the winter months and a decrease in the summer months is to be expected (likely). The annual average shows no clear trend signal, since Austria lies in the larger transition region between two zones with opposing trends – ranging from an increase in

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Austrian Climate Change Assessment Report 2014

Smoothed Yearly Deviaons from HISTALP Observaons Range of RECLIP Simulaons Average of RECLIP Simulaons Range of ENSEMBLES Simulaons

4 2

2100

2080

2020

2000

1980

1960

1940

1920

1900

1880

1860

1840

1820

1800

−4

2060

−2

Avg. change 2071−2100

Avg. change 2021−2050

0

2040

Temperature Deviaon [°C]

6

Figure 2 Mean surface air temperature (oC) in Austria from 1800 to 2100, expressed as a deviation from the mean temperature for the period 1971 to 2000. Measurements to the year 2010 are illustrated in color, model calculations for one of the IPCC emissions scenarios with higher GHG emissions (IPCC SRES A1B scenario) in gray. Reproduced are annual means (columns) and the 20-year smoothed curve (line). You can see the temperature drop just before 1900 and the sharp rise in temperature (about 1 °C) since the 1980s. In this scenario, by the end of the century, a rise in temperature of 3.5 °C can be expected (RECLIP simulations). Source: ZAMG

North Europe to a decrease in the Mediterranean (likely, see Volume 1, Chapter 4). In the last 130 years, the annual sunshine duration has increased for all the stations in the Alps by approximately 20 % or more than 300 hours. The increase in the summer half of the year was stronger than in the winter half of the year (virtually certain, see Volume 1, Chapter 3). Between 1950 and 1980 there was an increase in cloud cover and increased air pollution, especially in the valleys due to a significant decrease in the duration of sunshine hours in the summer (see Volume 1, Chapter 3). The duration of snow cover has been reduced in recent decades, especially in mid-altitude elevations (approximately 1 000 m above sea level) (very likely, see Volume 2, Chapter 2). Since both the snow line, and thus also the snowpack, as well as the snowmelt are temperature dependent, it is expected that a further increase in temperature will be associated with a decrease in snow cover at mid-altitude elevations (very likely, see Volume 2, Chapter 2). All observed glaciers in Austria have clearly shown a reduction in surface area and in volume in the period since 1980. For example, in the southern Ötztal Alps, the largest contiguous glacier region of Austria, the glacier area of 144.2  km² in the year 1969 has decreased to 126.6  km² in 1997 and to 116.1 km² in 2006 (virtually certain, see Volume 2, Chapter 2). The Austrian glaciers are particularly sensitive in the retraction phase to summer temperatures since 1980,

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therefore a further decline of the glacier surface area is expected (very likely). A further increase in the permafrost elevation is expected (very likely, see Volume 2, Chapter 4). Temperature extremes have changed markedly, so that for example, cold nights are rarer, but hot days have become more common. In the 21st century, this development will intensify and continue, and thus the frequency of heat waves will also increase (very likely, see Volume 1, Chapter 3; Volume 1, Chapter 4,). For extreme precipitation, no uniform trends are detectable as yet (see Volume 1, Chapter 3). However, climate models show that heavy and extreme precipitation events are likely to increase from autumn to spring (see Volume 1, Chapter 4). Despite some exceptional storm events in recent years, a long-term increase in storm activity cannot be detected. Also for the future, no change in storm frequency can be derived (see Volume 1, Chapter 3; Volume 1, Chapter 4).

Summary for Austria: Impacts and Policy Measures The economic impact of extreme weather events in Austria are already substantial and have been increasing in the last three decades (virtually certain, see Volume 2, Chapter 6). In the last three decades, the emergence of damage costs due to extreme events suggests that changes in the frequency and intensity of such damaging events have significant impact on the economy of Austria. The potential economic impacts of the expected climate change in Austria are mainly determined by extreme events and extreme weather periods (medium confidence, see Volume 2, Chapter 6). In addition to extreme events, gradual temperature and precipitation changes also have economic ramifications, such as the shifting potential yields in agriculture, in the energy sector, or on snow-reliability in ski areas with corresponding impacts on winter tourism. In mountainous regions, significant increases in landslides, mudflows, rockfalls and other gravitational mass movements will occur (very likely, high confidence). This is due to changes in rainfall, thawing permafrost and retreating glaciers, but also to changes in land use (very likely, high confidence). Mountain flanks will be vulnerable to events such as rockfall (very likely, high confidence, see Volume 2, Chapter  4) and landslides (likely, medium confidence, see Volume 2, Chapter 4), and debris masses that were previously fixed by permafrost will be mobilized by debris flows (most likely high confidence, see Volume 2, Chapter 4). The risk of forest fires will increase in Austria. The risk of forest fires will increase due to the expected warming trend and

Summary

the increasing likelihood of prolonged summer droughts (very likely, high confidence, see Volume 2, Chapter 4). Changes to sediment loads in river systems are noticeable. Due to changes in the hydrological and in the sediment regimes (mobilization, transport and deposition) major changes can be expected in mountain torrents and in large river systems (very likely, high confidence, see Volume 2, Chapter 4). The decisive factor here is to distinguish between changes due to climate change and due to human impact. Due to the currently foreseeable socio-economic development and climate change, the loss potential due to climate change in Austria will increase for the future (medium confidence, see Volume 2, Chapter 3; Volume 2, Chapter 6). A variety of factors determine the future costs of climate change: In addition to the possible change in the distribution of extreme events and gradual climate change, it is mainly socioeconomic and demographic factors that will ultimately determine the damage costs. These include, amongst others, the age structure of the population in urban areas, the value of exposed assets, the development of infrastructure for example in avalanche or landslide endangered areas, as well as overall land use, which largely control the vulnerability to climate change. Without increased efforts to adapt to climate change, Austria’s vulnerability to climate change will increase in the decades ahead (high confidence, see Volume 2, Chapter 6). In Austria climate change particularly influences the weatherdependent sectors and areas such as agriculture and forestry, tourism, hydrology, energy, health and transport and the sectors that are tied into these (high confidence, see Volume 2, Chapter 3). It is assumed that adaptation measures can somewhat mitigate the negative impacts of climate change, but they cannot fully offset them (medium confidence, see Volume 3, Chapter 1). In 2013 Austria adopted a national adaptation strategy specifically in order to cope with the consequences of climate change (see Volume 3, Chapter 1). The effectiveness of this strategy will be measured principally by how successful individual sectors, or rather policy areas, will be in the development of appropriate adaptation strategies and their implementation. The criteria for their evaluation, such as a regular survey of the effectiveness of adaptation measures, as other nations have already implemented, do not yet exist in Austria. In 2010 the greenhouse gas emissions in Austria amounted to a total of approximately 81  Mt  CO2-equivalents (CO2-eq.) or 9.7 t CO2-eq. per capita (very high confidence, see Volume 1, Chapter 2). These figures take into account the emission contribution of land-use changes through the carbon uptake of ecosystems. The Austrian per capita emissions

are slightly higher than the EU average of 8.8 t CO2-eq. per capita per year and significantly higher than those for example of China (5.6  t  CO2-eq. per capita per year), but much lower than those of the U.S. (18.4  t  CO2-eq. per person per year) (see Volume 1, Chapter 2). Austria has made commitments in the Kyoto Protocol to reduce its emissions. After correcting for the part of the carbon sinks that can be claimed according to the agreement, the emissions for the commitment period 2008 to 2012 were 18.8 % higher than the reduction target of 68.8 M CO2-eq. per year (see Volume 3, Chapter 1). By also accounting for the Austrian consumption-related CO2-emissions abroad, the emission values for Austria are almost 50 % higher (high confidence Volume 3, Chapter 5). Austria is a contributor of emissions in other nations. Incorporating these emissions on the one hand, and adjusting for the Austrian export-attributable emissions on the other hand, one arrives at the „consumption-based“ emissions of Austria. These are significantly higher than the emissions reported in the previous paragraph, and in the UN statistics reported for Austria, and this tendency is increasing (in 1997 they were 38 % and in 2004 they were 44 % higher than those reported). From the commodity flows it can be inferred that Austrian imports are responsible for emissions particularly from south Asia and from east Asia, specifically China, and from Russia (see Figure 3). The national greenhouse gas emissions have increased since 1990, although under the Kyoto Protocol Austria has committed to a reduction of 13  % over the period 2008 to 2012 compared to 1990 (virtually certain, see Volume 3, Chapter 1; Volume 3, Chapter 6). The Austrian goal was set relatively high compared to other industrialized countries. The official implementation of this reduction target for 2008 to 2012 was achieved through the purchase of emission rights abroad amounting to a total of about 80 Mt CO2-eq. for at least € 500 million (very high confidence, see Volume 3, Chapter 1). In Austria, efforts are underway to improve energy efficiency and to promote renewable energy sources; however, the objectives pertaining to renewables and energy efficiency are not sufficiently backed by tangible measures to make them achievable. Thus, in 2010 an energy strategy was released which proposes that the final energy consumption in 2020 should not exceed the level of 2005; an amount of 1 100 PJ. However, this has not yet been implemented with adequate measures. Austria’s Environment Energy Law (Ökostromgesetz) stipulates that an additional power generation of 10.5 TWh (37.8 PJ) per year to 2020, should stem from renewable sour-

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Austrian Climate Change Assessment Report 2014

Figure 3 CO2 streams from the trade of goods to / from Austria according to major world regions. The emissions implicitly contained in the imported goods are shown with red arrows, the emissions contained in the exported goods, attributed to Austria, are shown with white arrows. Overall, south Asia and east Asia, particularly China, and Russia, are evident as regions from which Austria imports emission-intensive consumer- and capital- goods. Source: Munoz and Steininger (2010)

ces. The energy sector and the industry are largely regulated under the „EU ETS“, which is currently negotiating further refinement. In particular, the transport sector currently lacks effective measures. Austria has set only short-term reduction targets for its climate and energy program, namely for the period up to 2020 (see Volume 3, Chapter 1; Volume 3, Chapter 6). This corresponds to the binding EU targets, but to adequately tackle the problem other countries have set longer-term GHG reduction targets. For example, Germany has set a reduction target of 85 % to 2050. The UK intends to achieve a reduction of 80 % by 2050 (see Volume 3, Chapter 1). The measures taken so far to meet the expected contribution of Austria to achieve the global 2 °C target are insufficient (high confidence, see Volume 3, Chapter 1; Volume 3, Chapter 6). The actions specified by Austria are based on the objectives for the year 2020; the goals for developing renewable energy sources in Austria are not sufficiently ambitious and are likely to be achieved well before 2020, while it is unlikely that an actual change in emission trends will be achieved in the industrial and transport sectors, while the turnaround that has

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already taken place for space heating is likely to be insufficient (see Volume 3, Chapter 3; Volume 3, Chapter 5). The expected greenhouse gas emissions savings due to the replacement of fossil fuels with biofuels are increasingly being called into question (see Volume 3, Chapter 2). Institutional, economic, social and knowledge barriers slow progress with respect to mitigation and adaptation. Measures to eliminate or overcome these barriers include a reforming of administrative structures with respect to relevant tasks at hand, such as the pricing of products and services according to their climate impact. A key factor in this regard includes an abolition of environmentally harmful financing and subsidies; for example, for the exploration of new fossil reserves, or the commuter support which favors the use of the cars, or housing subsidies for single-family homes in the urban vicinity. Also, having a strong involvement of civil society and of science in the decision-making processes can accelerate necessary measures. Relevant knowledge gaps should be addressed because they also delay further action, however they do not belong to the most important factors (high confidence, see Volume 3, Chapter 1; Volume 3, Chapter 6).

Summary

According to scenario simulations, emission reductions of up to 90% can be achieved in Austria by 2050 through additional implementation measures (high confidence, see Volume 3, Chapter 3; Volume 3, Chapter 6). These scenarios are obtained from studies that focus on the energy supply and demand. However currently, there is a lack of clear commitment on the part of the decision-makers to emission reductions of such a magnitude. In addition, so far there is no clear perception pertaining to the financial or other economic and social framework conditions on how the listed objectives could be achieved. In addition to technological innovations, far-reaching economic and socio-cultural changes are required (e. g. in production, consumption and lifestyle). According to the scenarios, the target set by the EU can be achieved by halving the energy consumption in Austria by 2050. It is expected that the remaining energy demand can be covered by renewable energy sources. The economically available potential of renewable resources within Austria is quantified at approximately 600 PJ. As a comparison, the current final energy consumption is 1 100 PJ per year (see Volume 3, Chapter 3). The potential to improve energy efficiency exists, particularly in the sectors of buildings, transportation and production (high confidence, see Volume  3, Chapter  3; Volume 3, Chapter 5). Striving for a swift and serious transformation to a carbon-neutral economic system requires a cross-sectoral closely coordinated approach with new types of institutional cooperation in an inclusive climate policy. The individual climate mitigation strategies in the various economic sectors and related areas are not sufficient. Other types of transformations should also be taken into account, such as those of the energy system, because decentralized production, storage and control system for fluctuating energy sources and international trade are gaining in importance (medium confidence, see Volume  3, Chapter  3). Concurrently, numerous small plant operators with partially new business models are entering the market. An integrative and constructive climate policy contributes to managing other current challenges. One example is economic structures become more resistant with respect to outside influences (financial crisis, energy dependence). This means the intensification of local business cycles, the reduction of international dependencies and a much higher productivity of all resources, especially of energy (see Volume 3, Chapter 1). The achievement of the 2050 targets only appears likely with a paradigm shift in the prevailing consumption and behavior patterns as well as leaving the traditional shortterm oriented policies and decision-making processes (high

confidence, see Volume 3, Chapter 6). Sustainable development approaches which contribute both to a drastic departure from historical trends as well as individual sector-oriented strategies and business models can contribute to the required GHG reductions (probably, see Volume 3, Chapter 6). New integrative approaches in terms of sustainable development require not necessarily novel technological solutions, but also a conscious reorientation of established, harmful lifestyle habits and in the behavior of economic stakeholders. Worldwide, there are initiatives for transformations in the direction of sustainable development paths, such as the energy turnaround in Germany (Energiewende), the UN initiative „Sustainable Energy for All“, a number of „Transition Towns“ or the „Slow Food“ movement and the vegetarian diet. Only the future will show which initiatives will be successful (see Volume 3, Chapter 6). Demand-side measures such as changes in diet, regulations and reduction of food losses will play a key role in climate protection. Shifting to a diet based on dominant regional and seasonal plant-based products, with a significant reduction in the consumption of animal products can make a significant contribution to greenhouse gas reduction (most likely high confidence). The reduction of losses in the entire food life cycle (production and consumption) can make a significant contribution to greenhouse gas reduction. (very likely, medium confidence). The necessary changes required to attain the targets include the transformation of economic organizational forms and orientations (high confidence, see Volume 3, Chapter 6). The housing sector has a high need for renewable energy; new or renovated buildings can be strengthened through new financing mechanisms. The fragmented transport system can be further developed into an integrated mobility system. In terms of production, when it comes to new products, processes and materials can be used that also ensure Austria is not left behind in the global competition. The energy system can be aligned along the perspective of energy services in an integrated manner. In a suitable political framework, the transformation can be promoted (high confidence, see Volume 3, Chapter 1; Volume  3, Chapter  6). In Austria, there is a willingness to change. Pioneers (individuals, businesses, municipalities, regions) are implementing their ideas already, for example in the field of energy services, or climate-friendly mobility and local supply. Such initiatives can be strengthened through policies that create a supportive environment. New business and financing models are essential elements of the transformation. Financing instruments (beyond the funding primarily used so far) and new business models re-

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Austrian Climate Change Assessment Report 2014

late mainly to the conversion of the energy selling enterprise to specialists for energy services. The energy efficiency can be significantly increased and made profitable, legal obligations can drive building restoration, collective investments in renewable or efficiency measures can be made possible by adapting legal provisions. Communication policy and regional planning can facilitate the use of public transport and emission-free transport, such as is the case for example in Switzerland (see Volume  3, Chapter  6). Long-term financing (for buildings for example 30 to 40 years), which are especially endowed by pension funds and insurance companies can facilitate new infrastructure. The required transformation has global dimensions therefore the joint benefits abroad should be discussed, including provisions for the Framework Convention Climate Fund. Major investments in infrastructure with long lifespans limit the degrees of freedom in the transformation to sustainability if greenhouse gas emissions and adaptation to climate change are not considered. If all projects had a „climate-proofing“ subject to consider integrated climate change mitigation and appropriate adaptation strategies, this would avoid so-called „lock-in effects“ that create long-term emission-intensive path dependencies (high confidence, see Volume 3, Chapter 6). The construction of coal power plants is an example. Nationwide this includes the disproportionate weighting of road expansion, the construction of buildings which do not meet achievable – yet with justifiable expensesecological standards, and disproportionate regional planning inducing excessive traffic. A key area of transformation is related to cities and densely settled areas (high confidence, see Volume 3, Chapter 6). The potential synergies in urban areas that can be used in many cases to protect the climate are attracting greater attention. These include, for example, efficient cooling and heating of buildings, shorter routes and more efficient implementation of public transport, easier access to training or education and thus accelerated social transformation. Climate-relevant transformation is often directly related to health improvements and accompanied by an increase in the quality of life (high confidence, see Volume 3, Chapter 4; Volume 3, Chapter 6). For the change from car to bike, for example, a positive-preventive impact on cardiovascular diseases has been proven, as have been further health-improving effects, that significantly increased life expectancy, in addition to positive environmental impacts. Health supporting effects have also been proven for sustainable food (e. g. reduced meat consumption). Climate change will increase the migration towards Austria. Migration has many underlying causes. In the southern

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hemisphere, climate change will have particularly strong impacts and will be a reason for increased migration. This will mainly affect migration within the southern countries. The IPCC estimates that by 2020 in Africa and Asia alone 74 million to 250 million people will be affected. Due to the African continent being particularly impacted, refugees from Africa to Europe are expected to increase (Volume 3, Chapter 4). Climate change is only one of many global challenges, but a very central one (very high confidence, see Volume 2, Chapter  6; Volume  3, Chapter  1; Volume  3, Chapter  5). A sustainable future also deals with for example issues of combating poverty, health, social human resources, the availability of water and food, having intact soils, the quality of the air, loss of biodiversity, as with ocean acidification and overfishing (very high confidence, see Volume 3, Chapter 6). These questions are not independent of each other: climate change often exacerbates the other problems. And therefore it often affects the most vulnerable populations the most severely. The community of states has triggered a UN process to formulate sustainable development goals after 2015 (Sustainable Development Goals). Climate change is at the heart of these targets and many global potential conflict areas. Climate mitigation measures can thus generate a number of additional benefits to achieve further global objectives (high confidence, see Volume 3, Chapter 6).

Impacts on Sectors and Measures of Mitigation and Adaptation Soils and Agriculture Climate change is leading to the loss of humus and to greenhouse gas emissions from the soil. Temperature rise, temperature extremes and dry periods, more pronounced freezing and thawing in winter as well as strong and long drying out of the soil followed by heavy precipitation enhance certain processes in the soil. This can lead to an impairment of soil functions, such as soil fertility, water and nutrient storage capacity, humus depletion causing soil erosion, and others. This results in increased greenhouse gas emissions from soil (very likely, see Volume 2, Chapter 5). Human intervention increases the area of soils with a lower resilience to climate change. Soil sealing and the consequences of unsuitable land use and management such as compaction, erosion and loss of humus further restrict soil functions and reduce the soil’s ability to buffer the effects of climate change (very likely, see Volume 2, Chapter 5).

Summary

The impacts of climate change on agriculture vary by region. In cooler, wetter areas – for example, in the northern foothills of the Alps – a warmer climate mainly increases the average potential yield of crops. In precipitation poorer areas north of the Danube and in eastern and south-eastern Austria, increasing drought and heat-stress reduces the long term average yield potential, especially of non-irrigated crops, and increase the risk of failure. The production potential of warm tolerant crops, such as corn or vineyards, will expand significantly (very likely, see Volume 2, Chapter 3). Heat tolerant pests will propagate in Austria. The damage potential of agriculture through – in part newly emerging – heat tolerant insects will increase. Climate change will also alter the occurrence of diseases and weeds (very likely, see Volume 2, Chapter 3). Livestock will also suffer from climate change. Increasing heat waves can reduce the performance and increase the risk of disease in farm animals (very likely, see Volume 2, Chapter 3). Adaptation measures in the agricultural sector can be implemented at varying rates. Within a few years measures such as improved evapotranspiration control on crop land (e. g. efficient mulch cover, reduced tillage, wind protection), more efficient irrigation methods, cultivation of drought or heat-resistant species or varieties, heat protection in animal husbandry, a change in cultivation and processing periods as well as crop rotation, frost protection, hail protection and risk insurance are feasible (very likely, see Volume 3, Chapter 2). In the medium term, feasible adaptation measures include soil and erosion protection, humus build up in the soil, soil conservation practices, water retention strategies, improvement of irrigation infrastructure and equipment, warning, monitoring and forecasting systems for weather-related risks, breeding stress-resistant varieties, risk distribution through diversification, increase in storage capacity as well as animal breeding and adjustments to stable equipment and to farming technology (very likely, see Volume 3, Chapter 2). The shifts caused by a future climate in the suitability for the cultivation of warmth-loving crops (such as grain corn, sunflower, soybean) is shown in Figure 4 for the example of grapes for wine production. Many other heat tolerant crops such as corn, sunflower or soybean show similar expansions in their cultivation suitability for future climate as is shown here in the case of wine (see Volume 2, Chapter 3). Agriculture can reduce greenhouse gas emissions in a variety of ways and enhance carbon sinks. By remaining at current production volume levels, the greatest potentials lie in the areas of ruminant nutrition, fertilization practices, reduction of nitrogen losses and increasing the nitrogen efficiency

(very likely, see Volume 3, Chapter 2). Sustainable strategies for reducing greenhouse gas emissions in agriculture require resource-saving and efficient management practices involving organic farming, precision farming and cultivating whilst conserving genetic diversity (probably, see Volume 3, Chapter 2).

Forestry A warmer and drier climate will strongly impact the biomass productivity of Austrian forests. Due to global warming, the biomass productivity increases in mountainous areas and in regions that receive sufficient precipitation. However, in eastern and northeastern lowlands and in inner-alpine basins, the productivity declines, due to more dry periods (high agreement, robust evidence, see Volume 2, Chapter 3; Volume 3, Chapter 2). In all of the examined climate scenarios, the disturbances to forest ecosystems are increasing in intensity and in frequency. This is particularly true for the occurrence of heattolerant insects such as the bark beetle. In addition, further types of damage can be expected from harmful organisms that have been introduced or that have migrated from southern regions. Abiotic disturbances such as storms, late and early frosts, wet snow events or wildfires could also cause greater damages than before (high uncertainty). These disturbances can also trigger outbreaks and epidemics of major forest pests, such as the bark beetle. Disturbances lead to lower revenues for wood production. The protective function of the forests against events such as rockfalls, landslides, avalanches as well as carbon storage decreases (high agreement, robust evidence, see Volume 2, Chapter 2; Volume 3, Chapter 2). For decades Austria’s forests have been a significant net sink for CO2. Since approximately 2003, the net CO2 uptake of the forest has declined and in some years has come to a complete standstill; this is due to higher timber harvests, natural disorders and other factors. In addition to the GHG impacts of increased felling, a comprehensive greenhouse gas balance of different types of forest management and use of forest products requires considering the carbon storage in long-lived wood products such as the GHG savings of other emissionintensive products that can be replaced by wood (e. g. fossil fuel, steel, concrete) as well. A final assessment of the systemic effects would require more accurate and comprehensive analyzes than those that currently exist (see Volume 3, Chapter 2). The resilience of forests to risk factors as well as the adaptability of forests can be increased. Examples of adaptation measures are small patches of forest land, site suitable for mixed stands, and ensuring the natural forest regeneration in

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Austrian Climate Change Assessment Report 2014

Figure 4 Evolution of the climatic suitability for the cultivation of different varieties, taking into account the optimum heat levels and rainfall in Austria in the past climate (observed) and a climate scenario until the end of the 21st century (modelled). The color shades from blue to yellow to purple indicate increasing heat amounts exclusively based on the corresponding variety classification. One can clearly see the increasing suitability for red wines, towards the end of the century as there are extremely heat-loving varieties. Source: Eitzinger and Formayer (2012)

protected forests through adapted game management. The most sensitive areas are the spruce stands in mixed deciduous forest sites located in lowlands, and spruce monocultures in mountain forests serving a protective function. The adaptation measures in the forest sector are associated with considerable lead times (high agreement, robust evidence, see Volume  3, Chapter 2).

Biodiversity Ecosystems that require a long time to develop, as well as alpine habitats located above the treeline are particularly impacted by climate change (high agreement, robust evidence, see Volume 2, Chapter 3). Bogs and mature forests require a long time to adapt to climate change and are therefore particularly vulnerable. Little is known about the interaction with other elements of global change, such as land use change or the introduction of invasive species. The adaptive capacity of

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species and habitats has also not been sufficiently researched. In alpine regions, cold-adapted plants can advance to greater heights and increase the biodiversity in these regions. Cold-adapted species can survive in isolated micro-niches in spite of the warming (high agreement, robust evidence). However, increasing fragmentation of populations can lead to local extinctions. High mountains native species that have adapted to lower peripheral regions of the Alps are particularly affected (medium agreement, medium evidence, see Volume 2, Chapter 3). Animals are also severely affected. In the animal kingdom, changes over the course of the year are already documented, such as the extension of activity periods, increased successions of generations, the advancement in the arrival of migratory birds, as well as shifts in distribution ranges northward or to higher elevations of individual species. Climate change will further advantage some animal species, especially generalists, and further endanger others, especially specialists (medium

Summary

100

Mio. t CO2-Equivalent

80

60 Waste Agriculture

40

Products 20

Industrial processes Energy, general

0 1990

1995

2000

2005

2010

Transport Carbon sink (LULUCF)

-20 Total (without LULUCF) -40

Figure 5 Officially reported greenhouse gas emissions in Austria (according to the IPCC source sectors with especially defined emissions for the Transport sector). The brown line that is mainly below the zero line represents carbon sinks. The sector „Land use and land use change“ (LULUCF) represents a sink for carbon and is therefore depicted below the zero line. In recent years, this sink was significantly smaller and no longer present in some years. This was mainly a result of higher felling; and changes to the survey methods contributed to this as well. Source: Anderl et al. (2012)

evidence, see Volume 2, Chapter 3). The warming of upstream river reaches leads to a theoretical shift in the fish habitat by up to 30 km. For brown trout and grayling for example, the number of suitable habitats will decline (high agreement, robust evidence, see Volume 2, Chapter 3).

Energy Austria has a great need to catch up on improvements in energy intensity. In the last two decades, unlike the EU average, Austria has made little progress in terms of improvements to energy intensity (energy consumption per GDP in Euro, see Figure 6). Since 1990, the energy intensity of the EU-28 decreased by 29  % (in the Netherlands by 23  %, Germany by 30 % and in the UK by 39 %). In Germany and the UK, however some of these improvements are due to the relocation of energy-intensive production abroad. In terms of emission intensity (GHG emissions per PJ energy) the improvements in Austria since 1990 are a reflection of the strong development of renewables; here, Austria along with The Netherlands, counts among the countries with the strongest improvements. These two indicators together determine the greenhouse gas emission intensity of the gross domestic product (GDP), which in Austria as well as in the EU-28 has also declined since 1990. Greenhouse gas emissions have increased more

slowly than GDP. However, in comparison with the EU-28 it becomes evident that Austria must make major strides to catch up in reducing energy intensity (see Volume 3, Chapter 1). The potential renewable energy sources in Austria are not currently fully exploited. In Austria, the share of renewable energy sources in the gross final energy consumption has increased from 23.8 % to 31 % between 2005 and 2011, primarily due to the development of biogenic fuels, such as pellets and biofuels. In the future, wind and photovoltaics can make a significant contribution. The target for 2020, for a 34 % share in end energy use of renewable energies can be easily achieved with the current growth rates. However, for the required medium-term conversion to a greenhouse gas neutral energy system by 2050, a coverage of the entire energy demand with renewable energy sources is necessary. To avoid a mere shifting of the problem, before any further future expansion of hydroelectric power or increased use of biomass takes place, it is important to examine the total greenhouse gas balances as well as to take into account indirect and systemic effects. Other environmental objectives do not lose their importance in an effort to protect the climate (see Volume 3, Chapter 3; Volume 3, Chapter 6).

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Austrian Climate Change Assessment Report 2014

120

100

Energy-Intensity Emissions Intensity

80 GHG Emissions

60 Austria Impact of Energy Intensity (Energy / GDP) and Emissions Intensity (Emissions / Energy)

Index 1990=100

Index 1990=100

120

Total Intensity

80 60

GHG Emissions Austria Impact of Total Intensity (Emissions / GDP) and GDP

Total Intensity

40 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012

Emissions Intensity Total Intensity

120 Index 1990=100

Index 1990=100

GDP

GHG Emissions EU-28 Impact of Energy Intensity (Energy / GDP) and Emissions Intensity (Emissions / Energy)

40 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012

Emissions

100

Energy-Intensity

80 60

40 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012

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Emissions

80 60

GHG Emissions EU-28 Impact of Total Intensity (Emissions / GDP) and GDP

GDP

Total Intensity

40 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012

Figure 6 Development of GHG intensity of GDP and the subdevelopments of energy intensity (energy consumption per GDP in Euro) and emission intensity of energy (greenhouse gas emissions per PJ of energy) over time for Austria and for the EU-28 (upper panel). The development of greenhouse gas emission intensity in conjunction with rising GDP (lower panel) leads to rising greenhouse gas emissions for Austria    +!   =  "#    = \ ^ * +' *+=!+= ?#@

Transport and Industry Of all sectors, the greenhouse gas emissions increased the most in the last two decades in the transport sector by +55 % (very high confidence, see Volume  3, Chapter  3). Efficiency gains made in vehicles were largely offset by heavier and more powerful vehicles as well as higher transport performance. However, the limitation of CO2 emissions per kilometer driven for passenger cars and vans are beginning to bear fruit (see Volume  3, Chapter  3). Price changes undertaken for public transportation and (tangible) price signals have had demonstrable effects on the share of private vehicle transport in Austria. To achieve a significant reduction in greenhouse gas emissions from passenger transport, a comprehensive package of measures is necessary. Keys to achieving this are marked reductions in the use of fossil-fuel energy sources, increasing energy efficiency and changing user behaviour. A prerequisite is improved economic- and settlement- structures in which the distances to travel are minimized. This may strengthen the environmentally friendly forms of mobility used, such as walking and cycling. Public transportation systems are to be expanded and improved, and their CO2 emissions are to be minimized. Technical measures for car transport include further, massive improvements in efficiency for vehicles or the use of alternative

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power sources (Volume 3, Chapter 3) – provided that the necessary energy is also produced with low emissions. Freight transportation in Austria, measured in tonnekilometers, increased faster in the last decades than the gross domestic product. The further development of transport demand can be shaped by a number of economic and social conditions. Emissions can be reduced by optimizing the logistics and strengthening the CO2 efficiency of transport. A reduction in greenhouse gas emissions per tonne-kilometer can be achieved by alternative power and fuels, efficiency improvements and a shift to rail transportation (see Volume 3, Chapter 3). The industry sector is the largest emitter of greenhouse gases in Austria. In 2010, the share of the manufacturing sector’s contribution to the total Austrian energy-consumption as well as to greenhouse gas emissions was almost 30  %, in both cases. Emission reductions in the extent of about 50 % or more cannot be achieved within the sector through continuous, gradual improvements and application of the relevant state of the art of technology. Rather, the development of climate-friendly new procedures is necessary (radical new technologies and products with a drastic reduction of energy consumption), or the necessary implementation of procedures for the storage of the greenhouse gas emissions (carbon capture

Summary

Road LDV gasoline, diesel, hybrid LDV taxi gasoline, diesel, hybrid

Passenger [g / p-km] Freight [g / t-km]

Coach, bus, rapid transit 2- and 3-wheel motorbike LDV commercial (van) HDV small HDV medium HDV large

Rail Passenger rail, metro, tram Diesel freight train Electric freight train

Waterborne Passenger ferry Barge Roll-on, roll-off ferry Container ship – coastal Container ship – ozean Bulk carrier – ozean Bulk tanker – ozean

Air Passenger aircraft Short-haul bellyhold in passenger Langstreckenflug im Personenflugzeug Short-haul cargo aircraft Long-haul cargo aircraft

Direct* CO2 Emissions per Distance [gCO2 / km]

Direct* CO2 Emissions per Distance [gCO2 / km]

* The ranges only give an indication of direct vehicle fuel emissions. They exclude indirect emissions arising from vehicle manufacture, infrastructure, etc. included in life-cycle analyses except from electricity used for rail

Copyright: IPCC (2014) In: Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Figure 8.6. [Edenhofer, O., R. Pichs-Madruga, Y. Sokona, E. Farahani, S. Kadner, K. Seyboth, A. Adler, I. Baum, S. Brunner, P. Eickemeier, B. Kriemann, J. Savolainen, S. Schlömer, C. von Stechow, T. Zwickel and J.C. Minx (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.

Figure 7 A comparison of characteristic CO2 emissions per passenger-kilometer and ton-kilometer for different transport modes that use fossil energy and thermal electricity generation in case of electric railways. Source: IPCC (2014)

and storage, for example as in the EU scenarios for Energy Roadmap 2050) (very likely, see Volume 3, Chapter 5).

Tourism Winter tourism will come under pressure due to the steady rise in temperature. Compared to destinations where natural snow is plentiful, many Austrian ski areas are threatened by the increasing costs of snowmaking (very likely, see Volume 3, Chapter 4).

Future adaptation possibilities with artificial snowmaking are limited. Although currently 67  % of the slope surfaces are equipped with snowmaking machines, the use of these is limited by the rising temperatures and the (limited) availability of water (probably, see Volume 3, Chapter 4). The promotion of the development of artificial snow by the public sector could therefore lead to maladaptation and counterproductive lock-in effects. Tourism could benefit in Austria due to the future very high temperatures expected in summer, in the Mediterra-

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Austrian Climate Change Assessment Report 2014

nean (very likely). However, even with equally good turnout and capacity utilization in the summer, the value added lost in winter cannot be regained with an equal gain in visitor numbers in summer (see Volume 3, Chapter 4). Losses in tourism in rural areas have high regional economic follow-up costs, since the loss of jobs often cannot be compensated by other industries. In peripheral rural areas, which already face major challenges due to the demographic change and the increasing wave of urbanization, this can lead to further resettlement (see Volume 3, Chapter 1; Volume 3, Chapter 4). Urban tourism may experience set-backs in midsummer due to hot days and tropical nights (very likely). Displacements of the stream of tourists in different seasons and regions are possible and currently already observable (see Volume  3, Chapter 4). Successful pioneers in sustainable tourism are showing ways to reduce greenhouse gases in this sector. In Austria there are flagship projects at all levels – individuals, municipalities and regions – and in different areas, such as hotels, mobility, and lucrative offers for tourists. Due to the long-term investment in infrastructure for tourism, lock-in effects are particularly vulnerable (see Volume 3, Chapter 4).

Infrastructure Energy use for heating and cooling buildings and their GHG emissions can be significantly reduced (high agreement, see Volume 3, Chapter 5). A part of this potential can be realized in a cost-effective manner. To further reduce the energy demand of existing buildings, high-quality thermal renovation is necessary. For energy supply, mainly alternative energy sources, such as solar thermal or photovoltaic are to be used for the reduction of greenhouse gas emissions. Heat pumps can only be used in the context of an integrated approach which ensures low CO2 power generation, thereby contributing to climate protection. Biomass will also be important in the medium term. District heating and cooling will become less important in the long term due to reduced demand. A significant contribution to future greenhouse gas neutrality in buildings can also be provided by building construction standards, which the (almost) zero-energy and plus-energy houses promote. These are foreseen to occur across the EU after 2020. Given the large number of innovative pilot projects, Austria could assume a leadership role in this area also before. Targeted construction standards and renovation measures could significantly reduce the future cooling loads. Specific zonal planning and building regulations can ensure denser designs with higher

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energy efficiency, especially also beyond the inner urban settlement areas (see Volume 3, Chapter 5). Forward planning of infrastructure with a long service life under changing conditions can avoid poor investments. Against the background of continuously changing post-fossil energy supply conditions, infrastructure projects in urban locations, in transport and energy supplies should be reviewed to ensure their emission-reducing impacts as well as their resilience to climate change. The structure of urban developments can be designed so that transport and energy infrastructures are coordinated and built (and used) efficiently with low resource consumptions (see Volume 3, Chapter 5). A decentralized energy supply system with renewable energy requires new infrastructure. In addition to novel renewables with stand-alone solutions (e. g. off-grid photovoltaics) there are also new options for integrating these onto the network. Local distribution networks for locally produced biogas as well as networks for exploiting local, mostly industrial, waste heat (see Volume 3, Chapter 1; Volume 3, Chapter 3) require special structures and control. „Smart Grids“ and „Smart Meters“ enable locally produced energy (which is fed into the grid, e. g. from co- and poly-generation or private photovoltaic systems) to contribute to improved energy efficiency and are therefore discussed as elements of a future energy system (see Volume 3, Chapter 5). However, there are concerns of ensuring network security as well as data protection and privacy protection; these issues are not yet sufficiently defined or regulated by law. Extreme events can increasingly impair energy and transport infrastructures. Longer duration and more intense heat waves are problematic (very likely), more intense rainfall and resulting landslides and floods (probably), storms (possible) and increased wet-snow loads (possible, see Volume 1, Chapter 3; Volume 1, Chapter 4; Volume 1, Chapter 5; Volume 2, Chapter 4) pose potential risks for infrastructure related to settlement, transportation, energy and communications. If an increase in climate damages and costs are to be avoided, the construction and expansion of urban areas and infrastructure in areas (regions) that are already affected by natural hazards should be avoided. Moreover, when designating hazard zones, the future development in the context of climate change should be taken as a precautionary measure. Existing facilities can provide increased protection through a range of adaptation measures, such as the creation of increased retention areas against flooding. The diverse impacts of climate change on water resources require extensive and integrative adaptation measures. Both high- and low-water events in Austrian rivers can nega-

Summary

tively impact several sectors, from the shipping industry, the provision of industrial and cooling water, to the drinking water supply. The drinking water supply can contribute to adaptation measures through the networking of smaller supply units as well as the creation of a reserve capacity for source water (high agreement, robust evidence, see Volume 3, Chapter 2). Adaptation measures to climate change can have positive ramifications in other areas. The objectives of flood protection and biodiversity conservation can be combined through the protection and expansion of retention areas, such as floodplains (high agreement, much evidence). The increase in the proportion of soil organic matter leads to an increase in the soil water storage capacity (high agreement, robust evidence, see Volume 2, Chapter 6) and thus contributes to both flood protection and carbon sequestration, and therefore to climate protection (see Volume 3, Chapter 2).

Health and Society Climate change may cause directly- or indirectly- related problems for human health. Heat waves can lead to cardiovascular problems, especially in older people, but also in infants or the chronically ill. There exists a regional-dependent temperature at which the death rate is determined to be the lowest; beyond this temperature the mortality increases by 1–6  % for every 1 °C increase in temperature (very likely, high confidence, see Volume 2, Chapter 6; Volume 3, Chapter 4). In particular, older people and young children have shown a significant increase in the risk of death above this optimum temperature. Injuries and illnesses that are associated with extreme events (e. g. floods and landslides) and allergies triggered by plants that were previously only indigenous to Austria, such as ragweed, also add to the impacts of climate change on health. The indirect impacts of climate change on human health remains a major challenge for the health system. In particular, pathogens that are transferred by blood-sucking insects (and ticks) play an important role, as not only the agents themselves, but also the vectors‘ (insects and ticks) activity and distribution are dependent on climatic conditions. Newly introduced pathogens (viruses, bacteria and parasites, but also allergenic plants and fungi such as, e. g. ragweed (Ambrosia artemisiifolia) and the oak processionary moth (Thaumetopoea processionea)) and new vectors (e. g., „tiger mosquito“, Stegomyia albopicta) can establish themselves, or existing pathogens can spread regionally (or even disappear). Such imported cases are virtually unpredictable and the opportunities to take counter-measures are low (likely, medium confidence, see Volume 2, Chapter 6).

Health-related adaptations affect a myriad of changes to individual behavior of either a majority of the population or by members of certain risk groups (likely, medium agreement, see Volume 3, Chapter 4). Several measures of adaptation and mitigation that are not primarily aimed at improving human health may have significant indirect health-related benefits, such as switching from a car to a bike (likely, medium agreement, see Volume 3, Chapter 4). The health sector is both an agent and a victim of climate change. The infrastructure related to the health sector requires both mitigation and adaptation measures. Effective mitigation measures could include encouraging the mobility of employees and patients as well as in the procurement of used and recycled products (very likely, high agreement, see Volume 3, Chapter 4). For specific adaptation to longer-term changes there is a lack of medical and climate research, however some measures can be taken now – such as in preparing for heat waves. Vulnerable groups generally are more highly exposed to the impacts of climate change. Usually the confluence of several factors (low income, low education level, low social capital, precarious working and living conditions, unemployment, limited possibilities to take action) make the less privileged population groups more vulnerable to climate change impacts. The various social groups are affected differently by a changing climate, thus the options to adapt are also dissimilar and are also influenced by differing climate policy measures (such as higher taxes and fees on energy) (likely, high agreement, see Volume 2, Chapter 6) Climate change adaptation and mitigation lead to increased competition for resource space. This mainly affects natural and agricultural land uses. Areas for implementing renewable energy sources, or retention areas and levees to reduce flood risks are often privileged at the expense of agricultural land. Increasing threats of natural hazards to residential areas may lead to more resettlements in the long term (high confidence, see Volume 2, Chapter 2; Volume 2, Chapter 5). In order to facilitate the adaptation of endangered species to climate change by allowing them to migrate to more suitable locations and in order to better preserve biodiversity, conservation areas must be drawn up and networked with corridors (high confidence, see Volume 3, Chapter 2). There is no regional planning strategy for Austria that can provide necessary guidelines for relevant decisions (see Volume 3, Chapter 6).

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Austrian Climate Change Assessment Report 2014

Transformation Although in all sectors significant emission reduction potentials exist, the expected Austrian contribution towards achieving the global 2 °C target cannot be achieved with sector-based, mostly technology-oriented, measures. Meeting the 2 °C target requires more than incrementally improved production technologies, greener consumer goods and a policy that (marginal) increases efficiency to be implemented in Austria. A transformation is required concerning the interaction of the economy, society and the environment, which is supported by behavioral changes of individuals, however these changes also have to originate from the individuals. If the risk of unwanted, irreversible change should not increase, the transformation needs to be introduced and implemented rapidly (see Volume 3, Chapter 6). A transformation of Austria into a low-carbon society requires partially radical structural and technical renovations, social and technological innovation and participatory planning processes (medium agreement, medium evidence, see Volume 3, Chapter 6). This implies experimentation and experiential learning, the willingness to take risks and to accept that some innovations will fail. Renewal from the root will be necessary, also with regards to the goods and services that are produced by the Austrian economy, and large-scale investment programs. In the assessment of new technologies and social developments an orientation along a variety of criteria is required (multi-criteria approach) as well, an integrative socio-ecologically oriented decision-making is needed instead of short-term, narrowly defined cost-benefit calculations. To be of best effectiveness, national action should be agreed upon internationally, both with the surrounding nations as well as with the global community, and particularly in partnership with developing countries (see Volume 3, Chapter 6). In Austria, a socio-ecological transformation conducive to changes in people’s belief-systems can be noticed. Individual pioneers of change are already implementing these ideas with climate-friendly action and business models (e. g. energy service companies in real estate, climate-friendly mobility, or local supply) and transforming municipalities and regions (high agreement, robust evidence). At the political level, climate-friendly transformation approaches can also be identified. If Austria wants to contribute to the achievement of the global 2 °C target and help shape a future climate-friendly development at a European level and internationally, such initiatives need to be reinforced and supported by accompanying policy measures that create a reliable regulatory landscape (high agreement, medium evidence, see Volume 3, Chapter 6).

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Policy initiatives in climate mitigation and adaptation are necessary at all levels in Austria if the above objectives are to be achieved: at the federal level, at that of provinces and that of local communities. Within the federal Austrian structure the competences are split, such that only a common and mutually adjusted approach across those levels can ensure highest effectiveness and achievement of objectives (high agreement; strong evidence). For an effective implementation of the – for an achievement necessarily – substantial transformation a package drawing from the broad spectrum of instruments appears to be the only appropriate one (high agreement, medium evidence).

Figure Credits Figure 1 Issued for the AAR14 adapted from: IPCC, 2013: In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor,S. K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (Eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.; IPCC, 2000: Special Report on Emissions Scenarios [Nebojsa Nakicenovic and Rob Swart (Eds.)]. Cambridge University Press, UK.; GEA, 2012: Global Energy Assessment - Toward a Sustainable Future, Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, NY, USA and the International Institute for Applied Systems Analysis, Laxenburg, Austria. Figure 2 Issued for the AAR14 adapted from: Auer, I., Böhm, R., Jurkovic, A., Lipa, W., Orlik, A., Potzmann, R., Schöner, W., Ungersböck, M., Matulla, C., Briffa, K., Jones, P., Efthymiadis, D., Brunetti, M., Nanni, T., Maugeri, M., Mercalli, L., Mestre, O., Moisselin, J.-M., Begert, M., Müller-Westermeier, G., Kveton, V., Bochnicek, O., Stastny, P., Lapin, M., Szalai, S., Szentimrey, T., Cegnar, T., Dolinar, M., Gajic-Capka, M., Zaninovic, K., Majstorovic, Z., Nieplova, E., 2007. HISTALP – historical instrumental climatological surface time series of the Greater Alpine Region. International Journal of Climatology 27, 17–46. doi:10.1002/ joc.1377; ENSEMBLES project: Funded by the European Commission‘s 6th Framework Programme through contract GOCE-CT-2003-505539; reclip:century: Funded by the Austrian Climate Research Program (ACRP), Project number A760437 Figure 3 Muñoz, P., Steininger, K.W., 2010: Austria’s CO2 responsibility and the carbon content of its international trade. Ecological Economics 69, 2003–2019. doi:10.1016/j.ecolecon.2010.05.017 Figure 4 Issued for the AAR14. Source: ZAMG Figure 5 Anderl M., Freudenschuß A., Friedrich A., et al., 2012: Austria‘s national inventory report 2012. Submission under the United Nations Framework Convention on Climate Change and under the Kyoto Protocol. REP-0381, Wien. ISBN: 978-399004-184-0 Figure 6 Schleicher, St., 2014: Tracing the decline of EU GHG emissions. Impacts of structural changes of the energy system and economic activity. Policy Brief. Wegener Center for Climate and Global Change, Graz. Basierend auf Daten des statistischen Amtes der Europäischen Union (Eurostat)

Summary

Figure 7 ADEME, 2007; US DoT, 2010; Der Boer et al., 2011; NTM, 2012; WBCSD, 2012, In Sims R., R. Schaeffer, F. Creutzig, X. Cruz-Núñez, M. D’Agosto, D. Dimitriu, M.J. Figueroa Meza, L. Fulton, S. Kobayashi, O. Lah, A. McKinnon, P. Newman, M. Ouyang, J.J. Schauer, D. Sperling, and G. Tiwari, 2014: Transport. In: Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Fifth Assess-

ment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Edenhofer, O., R. Pichs-Madruga, Y. Sokona, E. Farahani, S. Kadner, K. Seyboth, A. Adler, I. Baum, S. Brunner, P. Eickemeier, B. Kriemann, J. Savolainen, S. Schlömer, C. von Stechow, T. Zwickel and J.C. Minx (Eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 Synthese

Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 Synthese Koordinierende LeitautorInnen der Synthese Helga Kromp-Kolb Nebojsa Nakicenovic Rupert Seidl Karl Steininger LeitautorInnen der Synthese Bodo Ahrens, Ingeborg Auer, Andreas Baumgarten, Birgit Bednar-Friedl, Josef Eitzinger, Ulrich Foelsche, Herbert Formayer, Clemens Geitner, Thomas Glade, Andreas Gobiet, Georg Grabherr, Reinhard Haas, Helmut Haberl, Leopold Haimberger, Regina Hitzenberger, Martin König, Angela Köppl, Manfred Lexer, Wolfgang Loibl, Romain Molitor, Hanns Moshammer, Hans-Peter Nachtnebel, Franz Prettenthaler, Wolfgang Rabitsch, Klaus Radunsky, Jürgen Schneider, Hans Schnitzer, Wolfgang Schöner, Niels Schulz, Petra Seibert, Sigrid Stagl, Robert Steiger, Johann Stötter, Wolfgang Streicher, Wilfried Winiwarter. Zitierweise: Kromp-Kolb, H., N. Nakicenovic, R. Seidl, K. Steininger, B. Ahrens, I. Auer, A. Baumgarten, B. Bednar-Friedl, J. Eitzinger, U. Foelsche, H. Formayer, C. Geitner, T. Glade, A. Gobiet, G. Grabherr, R. Haas, H. Haberl, L. Haimberger, R. Hitzenberger, M. König, A. Köppl, M. Lexer, W. Loibl, R. Molitor, H. Moshammer, H-P. Nachtnebel, F. Prettenthaler, W. Rabitsch, K. Radunsky, L. Schneider, H. Schnitzer, W. Schöner, N. Schulz, P. Seibert, S. Stagl, R. Steiger, H. Stötter, W. Streicher, W. Winiwarter (2014): Synthese. In: Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14). Austrian Panel on Climate Change (APCC), Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Wien, Österreich.

Inhalt S.0

Einleitung

NO

      ren und Ausprägungen Das globale Klimasystem und Ursachen des Klimawandels Emissionen, Senken und Konzentrationen von THG-en und Aerosolen Klimaänderung in der Vergangenheit Zukünftige Klimaentwicklung Extremereignisse Die Entwicklung weiter denken: Überraschungen, abrupte Änderungen und KippPunkte im Klimasystem

S.1.1 S.1.2 S.1.3 S.1.4 S.1.5 S.1.6

S.2 S.2.1 S.2.2 S.2.3 S.2.4 S.2.5

Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft Einführung Auswirkungen auf den Wasserkreislauf Auswirkungen auf Relief und Böden Auswirkungen auf die belebte Umwelt Auswirkungen auf den Menschen

68 70 70 74 78 83 85

88 88 88 91 94 97 99

S.3

S.3.3 S.3.4 S.3.5 S.3.6 S.3.7 S.3.8 S.3.9

Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel Land- und Forstwirtschaft, Wasser, Ökosysteme und Biodiversität Energie Verkehr Gesundheit Tourismus Produktion Gebäude Transformationspfade

S.4

Bildnachweis

S.3.1 S.3.2

102 102 106 111 114 116 118 120 122 124 129

Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

S.0 S.0 S.0.1 S.0.1

Einleitung Introduction Motivation Motivation

Der Österreichische Sachstandsbericht Klimawandel 2014 – AAR14 – (Austrian Assessment Report, 2014) versteht sich als nationale Ergänzung zum periodisch erstellten globalen Sachstandsbericht des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Während die IPCC-Berichte sich mit der globalen und regionalen Ebene beschäftigen, befasst sich der AAR14 mit der Situation in Österreich. Die zum Thema Klimawandel forschenden österreichischen Wissenschafterinnen und Wissenschafter haben in einem dreijährigen Prozess, der sich an jenem der IPCC-Assessment Reports orientierte, den vorliegenden Sachstandsbericht zum Klimawandel in Österreich erstellt. Mehr als 200 Wissenschafterinnen und Wissenschafter stellen gemeinsam dar, was über den Klimawandel in Österreich, seine Folgen, Minderungs- und Anpassungsmaßnahmen sowie zugehörige politische, wirtschaftliche und gesellschaftliche Fragen bekannt ist. Der AAR14 zeichnet ein kohärentes und konsistentes Bild der bisherig beobachteten Klimaveränderungen, ihrer Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft, möglicher Zukunftsentwicklungen sowie Handlungsoptionen im Bereich Anpassung und Minderung in Österreich, unter Berücksichtigung der naturräumlichen, gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Eigenheiten des Landes. Damit wird benötigtes Wissen zu den regionalen Ausprägungen des globalen Klimawandels verfügbar gemacht. Der Bericht weist aber auch auf Verständnis- und Wissenslücken hin. Wie die IPCC-Berichte beruht der AAR14 auf bereits publizierten Beiträgen und will entscheidungsrelevante Information liefern, ohne Entscheidungsempfehlungen abzugeben. Das Austrian Climate Research Program (ACRP) des Klima- und Energiefonds (KLIEN) hat die Arbeit durch Finanzierung koordinativer Tätigkeiten und Sachleistungen ermöglicht, die umfangreiche inhaltliche Arbeit wurde jedoch von den Forscherinnen und Forschern unentgeltlich geleistet. In der vorliegenden Synthese sind in drei Abschnitten die wesentlichen Aussagen wiedergegeben, die jeweils auf der Basis von Beiträgen der Koordinierenden LeitautorInnen der einzelnen Kapitel des AAR14 zusammengestellt bzw. verfasst wurden. Die Abschnitte entsprechen den drei Bänden des vollständigen Werkes:

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t


Band 1 Klimawandel in Österreich: Einflussfaktoren und Ausprägungen (Redaktion: Helga Kromp-Kolb) Dieser Band beschreibt die naturwissenschaftlichen Grundlagen des Klimawandels und vor allem seiner vergangenen und zukünfitgen Ausprägungen in Österreich. t


Band 2 Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft (Redaktion: Rupert Seidl) Dieser Band befasst sich mit den Auswirkungen des Klimawandels auf die Hydro-, Bio-, Pedo-, und Reliefspäre, sowie auf Mensch, Wirtschaft und Gesellschaft (Anthroposphäre). t


Band  3 Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung (Redaktion: Nebojsa Nakicenovic und Karl Steininger) Dieser Band stellt Maßnahmenoptionen vor, sowohl zur Minderung von THG-Emissionen als auch zur Anpassung an den Klimawandel. Mögliche Transformationspfade hin zu einer klimafreundlicheren Gesellschaft und Wirtschaft werden aufgezeigt. Hinweise im Text der Synthese auf einzelne Kapitel erfolgen durch Angabe des Bandes und des Kapitels (Bspw. Band  1, Kapitel 3). Dort finden sich auch die Hinweise auf die Originalliteratur.

S.0.2 S.0.2

Umgang mit Unsicherheiten; Sicherheits- und Vorsorgeprinzip Handeling Uncertainties; Safety and Precautionary Principle

Jede Erkenntnis, auch wissenschaftliche, ist mit Unsicherheiten behaftet. In der öffentlichen Diskussion um den Klimawandel wurde und wird Unsicherheit oft als Begründung für das Aufschieben von Entscheidungen und Handeln herangezogen. Aus Sicht der Wissenschaft gilt es mit Unsicherheit adäquat umzugehen. Der vorliegende Bericht zeigt, dass – trotz der Unsicherheiten – auf Basis des vorhandenen Wissens adäquate Entscheidungen getroffen werden können. Die Unsicherheit hinsichtlich der wissenschaftlichen Zuverlässigkeit der Theorie des anthropogen bedingten Klimawandels (kurz: Klimawandeltheorie) wird von Medien und populärwissenschaftlichen Büchern und Filmen genährt, die ein breites Spektrum an alternativen Interpretationen anbieten. Erkenntnistheoretisch betrachtet ist ein strenger Beweis der Klimawandeltheorie grundsätzlich nicht möglich (Band 1, Kapitel 5), außerdem ist die Zukunft prinzipiell nicht vorhersehbar. Die Theorie des vom Menschen verursachten Klima-

Synthese

wandels ist jedoch durch Modellexperimente und empirische Studien gut belegt und darüber hinaus seit über 40 Jahren wissenschaftlicher Überprüfung unterworfen. Sie ist damit allen anderen bisher vorgebrachten Theorien und Hypothesen zum Klimawandel deutlich überlegen und solange keine den Kern der Theorie infragestellenden neuen Erkenntnisse oder Belege sichtbar werden, ist es angebracht, diese Theorie gesellschaftlichen, politischen und wirtschaftlichen Entscheidungen zugrunde zu legen. Innerhalb der Klimawandeltheorie sind die Aussagen unterschiedlich gut abgesichert. So sind etwa die meisten Aussagen über zukünftige Temperaturänderungen robuster als über zukünftige Niederschlagsänderungen. Unsicherheiten können aus vielen Gründen entstehen, wie z. B. aus Datenmangel, mangelndem Verständnis für die Prozesse oder Fehlen einer allgemein anerkannten Erklärung für Beobachtungen oder Modellergebnisse. Innerhalb der Klimawandeltheorie sind die Aussagen unterschiedlich gut abgesichert. Das IPCC hat ein System entwickelt, Unsicherheiten mittels dreier verschiedener Ansätze zum Ausdruck zu bringen. Die Auswahl unter- und innerhalb dieser Ansätze hängt sowohl vom Wesen der verfügbaren Daten ab als auch von der fachkundigen Beurteilung der Richtigkeit und Vollständigkeit des aktuellen wissenschaftlichen Verständnisses durch die AutorInnen. Bei einer qualitativen Abschätzung wird Unsicherheit auf einer zweidimensionale Skala dadurch beschrieben, dass eine relative Einschätzung gegeben wird: einerseits für die Menge und Qualität an Beweisen (d. h. Informationen aus Theorie, Beobachtungen oder Modellen, die angeben, ob eine Annahme oder Behauptung wahr oder gültig ist) und andererseits für das Ausmaß an Übereinstimmung in der Literatur. Dieser Ansatz wird mit den selbsterklärenden Begriffen starke, mittlere und schwache Beweislage hohe, mittlere, schwache Übereinstimmung sowie angewendet. Die gemeinsame Beurteilung in beiden diesen Dimensionen wird durch Vertrauensangaben auf einer fünf-stufigen Skala von „sehr hohes Vertrauen“ bis „sehr geringes Vertrauen“ beschrieben. Mittels fachkundiger Beurteilung der Richtigkeit zugrundeliegender Daten, Modelle oder Analysen quantitativ besser fassbare Unsicherheiten werden angegeben durch Wahrscheinlichkeitsangaben in acht Stufen von „praktisch sicher“ bis „außergewöhnlich unwahrscheinlich“ bei Bewertungen eines gut definierten Ergebnisses, das eingetreten ist oder zukünftig eintreten wird. Sie können aus quantitativen Analysen oder Expertenmeinungen abgeleitet werden. Genauere Angaben dazu finden sich in der Einleitung des AAR14. Gilt eine demgemäß vorgenommene Beurteilung für einen ganzen Absatz befindet sie sich am Ende desselben, sonst steht sie bei der jeweiligen Aussage.

Da der Bericht nicht nur vergangene Veränderungen darstellt, sondern auch mögliche zukünftige Entwicklungen, ist auch der Unsicherheit Rechnung zu tragen, die daraus entsteht, dass menschliches Handeln die Zukunft beeinflusst. Dies wird in der Klima- und Klimafolgenforschung typischer Weise durch die Betrachtung verschiedener Szenarien bewerkstelligt: Es werden mehrere mögliche Zukunftsentwicklungen dargestellt, ohne eine eigentliche Prognose zu erstellen. Bei der Szenarienauswahl beschränkt man sich nicht auf die wahrscheinlichsten Entwicklungen, denn die Klimafrage ist keine rein akademische, sondern auch eine ethische Frage. Nicht alle wahrscheinlichen oder möglichen Konsequenzen des Klimawandels sind aus ethischer Sicht gleichermaßen wichtig (Band 1, Kapitel 5). Insbesondere sind aus ethischer Sicht jene Konsequenzen zu betrachten, die das Risiko der Verletzung grundlegender Rechte von Menschen bergen, wie etwa das Recht auf Überleben, Gesundheit oder Autonomie. Weitgehend unumstritten ist, dass auch zukünftig lebende Menschen Anspruchsrechte haben, die heute lebende Menschen respektieren müssen. Seit dem „Brundtland-Bericht“ (1987) findet sich dies als „nachhaltige Entwicklung“ auf internationaler Ebene immer wieder als Handlungsprinzip und ist daher als internationaler ethischer Grundkonsens aufzufassen. Eine Klimapolitik, die viele Menschen vermeidbar dem Risiko der Verletzung ihrer grundlegenden Rechte aussetzt, ist demnach ethisch unzulässig. Zur Orientierung können drei Prinzipien der Umweltethik herangezogen werden, die sich in unterschiedlicher Form auch in den Rechtskörpern vieler Staaten wiederfinden: Das Sicherheitsprinzip, das Vorsorgeprinzip und das Verursacherprinzip. Das Sicherheitsprinzip verlangt, im Zweifel für mögliche negative Umweltauswirkungen deren obere Grenze (das „worst case scenario“) anzunehmen. Ein über jeden Zweifel erhabener wissenschaftlicher Nachweis negativer Folgen des Klimawandels ist demnach zum Setzen von Klimaschutzmaßnahmen nicht erforderlich, es genügt vielmehr ein plausibel begründeter Verdacht. Daher sind Zweifel an der anthropogenen Beeinflussung des Klimas nicht als Rechtfertigung von „business as usual“ zu akzeptieren. Für die Klimawissenschaft bedeutet dies, dass sie jedenfalls die volle Bandbreite möglicher Auswirkungen darstellen muss, einschließlich eher unwahrscheinlicher aber möglicher „best case“ und „worst case“ Szenarien, um der Gesellschaft informierte Entscheidungen zu ermöglichen.

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

S.0.3 S.0.3

Danksagung Acknowledgements

An der Erstellung des AAR14 haben über 250 Personen mitgewirkt, die im vollständigen Bericht genannt und gewürdigt werden. Sie haben die Basis für die vorliegende Synthese geliefert. An dieser Stelle kann nur insgesamt nochmals allen beitragenden AutorInnen, den LeitautorInnen und Koordinierenden AutorInnen, den Co-Chairs, den ReviewerInnen und den Review EditorInnen, den Mitgliedern des Qualitätsmanagements sowie des Scientific Advisory Board, der Projektmanagerin, dem Sekretariat, den LektorInnen und den LayouterInnen sehr herzlich gedankt werden. Dank gebührt auch allen Institutionen, die durch ihre finanziellen oder in-kind Beiträge diese Arbeit ermöglicht haben, sowie dem Klimaund Energiefonds und dem Fonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung für die finanzielle Unterstützung.

S.1

S.1

S.1.1 S.1.1

Klimawandel in Österreich: Einflussfaktoren und Ausprägungen Climate Change in Austria: Influencing Factors and Characteristics

Das globale Klimasystem und Ursachen des Klimawandels The global climate system and causes of climate change

Mit Fortschreiten der Industrialisierung sind weltweit deutliche Veränderungen des Klimas zu beobachten. Die Temperatur ist beispielsweise in der Periode seit 1880 im globalen Mittel um fast 1 °C gestiegen. Das Verständnis für die Ursachen dieser Veränderungen ist Voraussetzung für die Abschätzung möglicher zukünftiger Veränderungen. Das Klimasystem kann als von außen angetriebenes, dynamisches System betrachtet werden, dessen Zustand sich auf Zeitskalen von Jahren bis zu geologischen Zeiträumen ständig „wandelt“. Beeinflusst wird das Klima von Subsystemen wie zum Beispiel: der Atmo-, Hydro- oder Biosphäre. Diese Sphären speichern und tauschen Energie, Wasser, Kohlenstoff und Spurenstoffe aus (Abbildung S. 1.1), Vorgänge, die vielfach als Kreisläufe darstellbar sind. Die Energie zur Aufrechterhaltung aller (Klima-)Prozesse auf Erden liefert die Sonne. Die Sonnenenergie dringt zunächst als solare Strah-

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lung ins Klimasystem ein. Ein großer Teil der von der Erdoberfläche absorbierten Sonnenstrahlung wird als terrestrische Strahlung wieder in die Atmosphäre abgestrahlt, dort teilweise absorbiert und wieder zurückgestrahlt. Das ist die Manifestation des Treibhauseffektes im Klimasystem. Der Rest wird als terrestrische Strahlung in den Weltraum abgestrahlt. Ein verhältnismäßig geringer Teil der auf der Erde absorbierten Energie wird von der Biosphäre aufgenommen, z. B. um Photosynthese zu betreiben. Solare Einstrahlung (Wellenlänge 0,3–3 μm) und terrestrische Ausstrahlung (3–100 μm) halten sich im Mittel über einige Jahre die Waage, wenn sich das Klimasystem im globalen Gleichgewicht befindet. Wird die terrestrische Ausstrahlung abgeschwächt, z. B. durch Zunahme von strahlungsaktiven Spurengasen wie Kohlendioxid (CO2), Lachgas, (N2O), Methan (CH4), Ozon (O3), Fluorchlorkohlenwasserstoffe, Schwefelhexafluorid (SF6) oder Wasserdampf (H2O), kann das zu einer Nettoenergiezufuhr ins Klimasystem führen. Neben dem Treibhauseffekt gibt es drei wesentliche Größen, die den Energieaustausch der Erde mit dem Weltraum und somit auch den Strahlungsantrieb und die mittlere Oberflächentemperatur der Erde beeinflussen können: t


t


t


Der Strahlungsfluss der Sonne, der den Planeten Erde erreicht. Er unterliegt natürlichen Schwankungen, die aber in den letzten 400 Jahren maximal 0,5 W / m2 ausgemacht haben, sehr wenig im Vergleich zum mittleren Wert von 1 361 W / m2. Schwankungen der Erdbahn-Parameter auf Zeitskalen von mehreren Hunderten bis mehreren Hunderttausenden von Jahren (Milankovic-Theorie). Die planetare Albedo, das ist der Anteil der einfallenden Sonnenstrahlung, der von der Erde und ihrer Atmosphäre ohne Absorption reflektiert wird. Die Albedo wird bestimmt durch die Wolken, Ausmaß und Verteilung von Schnee und Eis, die Aerosolpartikel in der Atmosphäre und Art der Landbedeckung bzw. Landnutzung. Änderungen der Albedo in der Größenordnung eines Prozentpunktes haben bereits erheblichen Einfluss auf die Strahlungsbilanz.

Neben dem Energiehaushalt spielt der Wasserhaushalt eine zentrale Rolle. Wasserdampf ist das wichtigste THG, doch sind Antropogene Emissionen von Wasserdampf, im Vergleich zu natürlichem Verdunstung vernachlässigbar. Der mit zunehmender Temperatur steigende Wasserdampfgehalt in der Atmosphäre führt wegen der verstärkten Gegenstrahlung zu

Synthese

Copyright: Climate Change 2001: The Scientific Basis. Contribution of Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Figure 1.1. Cambridge University Press.

Abbildung S.1.1. Darstellung der Klimasubsysteme (Rechtecke, fett), deren Wechselwirkungen (dünne Pfeile, normaler Text) und einige Aspekte, die sich im Lauf der Jahre ändern (dicke Pfeile). Für die Atmosphäre sind die für den Strahlungshaushalt hauptsächlich relevanten Spurengase und Aerosole aufgezählt. Quelle: Houghton et al. (2001) Figure S.1.1. Graphical overview over climate subsystems (boxes, bold font), their exchanges (thin arrows, normal font) and some aspects which change (thick arrows). The most relevant trace gases and aerosols are mentioned. Source: Houghton et al. (2001)

einer positiven Rückkoppelung und verstärkt somit die durch langlebigeres THG verursachte Erwärmung. Wegen seiner kurzen Verweildauer in der Troposphäre und der geringe Bedeutung der direkten Emissionen, scheint er in den THGBilanzen oft nicht auf. Zur Erklärung des beobachteten Anstiegs von THG in der Atmosphäre ist die Betrachtung biogeochemischer Kreisläufe notwendig, insbesondere des Kohlenstoffhaushaltes. Er beinhaltet Prozesse wie Photosynthese, Atmung, Speicherung und Respiration im Ozean sowie anthropogene Aktivitäten. Anthropogene Quellen verursachen steigenden atmosphärischen CO2-Gehalt; dadurch werden auch die natürlichen Senken aktiver, insbesondere tritt vermehrte Photosynthese (mehr Biomasseproduktion) sowie vermehrte Lösung von CO2 in den Ozeanen (Versauerung der Ozeane) auf. Der Einfluss des Menschen auf das Klimasystem ist im Detail sehr komplex, jedoch erklären einige wenige Aktivitäten den Großteil der beobachteten Klimaänderungen seit 1880.

Dies sind: 1. Verbrennung fossiler Brennstoffe (Kohle, Erdöl, Erdgas) und daraus folgend THG-Emissionen 2. Landnutzungsänderungen (z. B. Abholzung, Aufforstung, Versiegelung) und Landwirtschaft (z. B. Abholzung, Versiegelung, Stickstoffdüngung, Humusabbau, Methanemissionen aus Reisfeldern und den Mägen von Wiederkäuern) 3. Prozessbezogene Emissionen der Industrie (beispielsweise Zement- und Kalkerzeugung, Stahlerzeugung) Die wichtigste Quelle in den letzten 50  Jahren war die Verbrennung fossiler Energieträger, die sich in diesem Zeitraum mehr als verdreifacht hat. Mit der steigenden CO2-Konzentration in der Atmosphäre sind auch die natürlichen CO2-Senken stärker geworden, wobei sie aber die steigende anthropogene CO2-Zufuhr nicht ausgleichen können. Nach den derzeit aktuellsten Abschätzungen beträgt der anthropogene CO2-Aus-

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

Copyright: Quantifying uncertainties in global and regional temperature change using an ensemble of observational estimates: The HadCRUT4 data set.; Morice C.P. et al.; J. Geophys. Res. 117/D8. © 2012 American Geophysical Union All Rights Reserved.

Abbildung S.1.2. Zeitreihen der Abweichung der globalen Oberflächentemperatur vom Mittel der Periode 1961 bis 1990 mit Unsicherheitsbereich, ausgewertet durch vier internationale Forschungsgruppen. Die Trends rechts sind für 1900 bis 2010 sowie 1980 bis 2010 berechnet. Sie sind in allen Fällen statistisch hoch signifikant. Quelle: Morice et al. (2012) Figure S.1.2. Time-series of global surface temperature anomalies (reference period 1961 to 1990) with uncertainty bounds, calculated by four international research groups. Trends on the right are calculated for 1900 to 2010 and 1980 to 2010, and are statistically highly significant. Source: Morice et al. (2012)

stoß derzeit (2011) in Summe 10,4 ±1,1 Gt C / Jahr, wovon 9,5 ±0,5 Gt C / Jahr auf die Verbrennung von fossilen Treibstoffen sowie Zementproduktion und 0,9  ±0,6  Gt  C / Jahr auf Landnutzungsänderungen entfallen. Davon werden nur 2,5  ±0,5  Gt  C / Jahr vom Ozean bzw. 2,6  ±0,8  Gt  C / Jahr von der Landbiosphäre aufgenommen werden, während 4,3  ±0,1  Gt  C / Jahr in der Atmosphäre verbleiben. Dementsprechend hat der CO2-Gehalt in der Atmosphäre ca. seit 1959 um etwa 30 % zugenommen. Diese Zunahme ist einwandfrei messbar und ist eines der wichtigsten Fundamente für die Erkenntnis, dass der anthropogene CO2-Ausstoß zu einer Zunahme der CO2-Konzentration führt. Die gesamten anthropogenen CO2-Emissionen seit 1870 betrugen etwa 1 470 Gt CO2 (400 Gt C). Der Kohlenstoffgehalt der Atmosphäre insgesamt ist seit 1870 um 840 Gt CO2 (230  Gt  C das sind 39  % gegenüber vorindustrieller Zeit) angestiegen. Das zweitwichtigste anthropogene THG, Methan, hat seine Konzentration seit 1870 sogar mehr als verdoppelt. Der IPCC-Bericht 2013 schätzt den Beitrag aller Formen anthropogenen THGs zum Strahlungsantrieb auf 1,9 W / m² ±1 W / m2. Der derzeitige Klimawandel äußert sich vor allem in einem Anstieg der globalen Mitteltemperatur, aber auch in der Änderung einer Reihe anderer Parameter wie der Niederschlagsverteilung oder der Verschiebung von Klimazonen. Tendenziell ist eine Verschiebung der Klimazonen polwärts sowie eine Vergrößerung der Trockengebiete feststellbar. Auch die Ände-

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rungen in der Kryosphäre (alle Formen von Schnee und Eis) sind dramatisch. Das betrifft einerseits die Gletscherschmelze in den Alpen und anderen Gebirgen aber auch die Schmelze des grönländischen Inlandeises und die Abnahme des Meereises im arktischen Sommer. Die thermische Ausdehnung der Ozeane und Abschmelzen von landgebundenen Gletschern und Eisschilden bewirkt einen Anstieg der Meeresoberfläche und damit eine zunehmende Gefährdung der Küstengebiete; von  1880  bis  2009 ist der Meeresspiegel im globalen Mittel um ca. 20 cm angestiegen. Vergangene Klimate vor der instrumentellen Periode kann man aus sogenannten Proxydaten rekonstruieren. Dies sind u. a. Fossilien oder Ablagerungen aus früheren erdgeschichtlichen Epochen. Insbesondere aus Isotopenverhältnissen in Tiefseeablagerungen, aber auch aus Eisbohrkernen, kann man auf die damals vorherrschenden Temperaturen schließen. Für das Holozän, die Zeit nach der letzten Kaltzeit, steht noch eine Reihe anderer Proxydaten, wie Jahresringe von Bäumen, Pollen und Korallen zur Verfügung, um nur einige zu nennen. Das Klima der aktuellen etwa 2,5 Mio. Jahre andauernden erdgeschichtlichen Periode, des Quartärs, war ein Wechselspiel von langen Glazialzeiten („Kaltzeiten“) mit globalen Mitteltemperaturen bis zu 6 °C unter heutigen Werten, und kurzen Interglazialzeiten („Warmzeiten“), mit ähnlichen Temperaturen wie heute., gesteuert durch Schwankungen der ErdbahnParameter (Form der Erdbahn, Neigung und Orientierung der Rotationsachse der Erde). Innerhalb dieser Rahmenbedingungen leben wir derzeit in einer Warmzeit. Im Holozän

Synthese

5

RCP8.5 4

4

RCP6

3

3

RCP4.5 2

2

RCP3-PD

0

1975

2000

2025

2050

2075

2100

in den letzten 11 700  Jahren war das Klima relativ stabil, in den letzten 2 000 Jahren hat es erwähnenswerte warme Phasen (um 1 000 n. Chr.) und kalte Phasen (17. Jahrhundert und um 1850) gegeben. Seit ca. 1850 steigt die Temperatur global an, wobei sich der Anstieg in den letzten Jahrzehnten sowohl nach den Proxydaten als auch nach instrumentell gewonnenen Daten tendenziell beschleunigt hat. Die Erwärmungsrate war insbesondere in den letzten Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts verglichen mit den früheren Klimaschwankungen im Holozän dramatisch. Der nun beobachtete rasche Anstieg in den letzten 100 Jahren um etwa 1 °C (siehe Abbildung S.1.2) ist erdgeschichtlich nicht extrem, allerdings ist er zum ersten Mal durch anthropogene Aktivitäten verursacht und es ist erst der Beginn einer zu erwartenden noch wesentlich stärkeren Erwärmung. Auf Basis der vorhandenen Beobachtungen, dem Modell massiger Rekonstruktion der Vergangenheit (Reanalysen) und ausgeklügelten statistischen Verfahren, den sogenannten Fingerprint-Methoden sowie Klimasimulationen, kann der anthropogene Einfluss auf das derzeitige Klima ermittelt werden.

SRESA2

0 1950

Abbildung S.1.3. Beobachtete und modellierte globale Mitteltemperatur in Bodennähe für den Zeitraum von 1850 bis 2100, angegeben als Abweichung vom Mittelwert der Periode 1980–1999, berechnet mit für vier repräsentative Konzentrationspfade (RCPs). Quelle: Rogelj et al. (2012)

SRESB2

1

SRESA1B

1

SRESB1

Temperaturanstieg gegenüber vorindustriellem Niveau [°C] Temperature increase relative to pre-industrial

5

Figure S.1.3. Observed and simulated global average temperatures near the surface for the period 1950–2100, shown as deviations from the mean temperature of 19801999, for four representative concentration pathways (RCPs). Source: Rogelj et al. (2012)

Aus diesem Nachweis folgt unmittelbar, dass auch die zukünftige Klimaentwicklung maßgeblich von den weltweiten sozioökonomischen Entwicklungen beeinflusst werden wird. Dabei sind sehr verschiedene Entwicklungspfade denkbar, die von schwer vorhersagbaren Parametern wie der Bevölkerungs- und Wirtschaftsentwicklung, dem Einsatz und der Entwicklung von emissionsmindernden Technologien, Rohstoffverfügbarkeiten und politischen Entscheidungen abhängen. Damit unterliegt die zukünftige Klimaentwicklung auch menschlichen Entscheidungen. Für den 5. IPCC-Sachstandsbericht wurden vier so genannte „Representative Concentration Pathways” (RCP, „repräsentative Konzentrationspfade”) entwickelt, welche die Grundlage für Klimaprojektionen bilden. Die einzelnen Pfade geben unterschiedliche Verläufe von THG-Emissionen vor, die im Jahr 2100 zu Werten des Strahlungsantriebs in einem Bereich von 2,6 (RCP2.6) bis 8,5 W / m2 (RCP8.5) führen (Band 1, Kapitel  1), die alle zur Stabilsierung des Strahlungsantriebes auf verschiedenen Niveaus und mit unterschiedlichem Zeithorizont führen.

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

Mit Erdsystem-Simulationsmodellen (eine Weiterentwicklung der globalen Klimamodelle) wurden auf Basis der RCPEmissionspfade u. a. Temperatur-, Druck- und Niederschlagsänderungen berechnet. Die globale Mitteltemperatur in Bodennähe dient der allgemeinen Beschreibung der anthropogenen Erwärmung der Erdatmosphäre. Sie ist Sinnbild und zugleich wertvoller Indikator für die Klimaänderung insgesamt. Das international akkordierte politische Ziel von maximal 2 °C Erwärmung gegenüber dem vorindustriellen Temperaturniveau wird, wie Abbildung S. 1.3 zeigt, nur im ehrgeizigsten Konzentrationspfad (RCP2.6) erreicht. Die maximalen Werte des globalen Strahlungsantriebs werden im RCP2.6 vor dem Jahr 2050 erreicht, im RCP4.5 tritt eine Stabilisierung ab ca. 2080 und im RCP6.0 ab ca. 2150 ein. Dennoch kommt es auch nach diesen Zeitpunkten zu einem Temperaturanstieg, was an der Trägheit des Klimasystems und insbesondere der Ozeane liegt. Größere Unterschiede zwischen den Szenarien treten erst ab ca. Mitte des 21. Jahrhunderts auf. Die vor dem 5.  Sachstandsbericht des IPCC gebräuchlichen SRES-Szenarien liegen noch zahlreichen regionalen Klimastudien und fast allen Klimafolgenstudien zugrunde und finden sich daher vielfach in den weiteren Ausführungen. Vergleicht man den Temperaturanstieg zu Ende des Jahrhunderts, so entspricht dem extremen RCP8.5 etwa das SRES A1F1 Szenario, RCP6.0 entspricht etwa SRES B2 und RCP4.5 etwa SRES B1. Das häufig verwendete SRES A2 Szenario liegt nahe beim RCP8.5. Ein dem 2 °C Ziel entsprechendes SRES Szenario analog zu RCP2.6 war in der SRES Gruppe nicht vorgesehen. Die SRES-Szenarien hatten entsprechend den damaligen Vorgaben des IPCC keine Minderungsmaßnahmen und daher auch keine Stabilisierung vorgesehen. Das von den neuen RCPs aufgespannte Feld möglicher Entwicklungen im 21. Jahrhundert ist also breiter als jenes der SRES-Szenarien.

S.1.2 S.1.2

Emissionen, Senken und Konzentrationen von THG-en und Aerosolen Emissions, Sinks and Concentrations of Greenhous Gases and Aerosols

Österreich setzte 2010 THG im Ausmaß von fast 81 Mt CO2Äq. (81 000 Gg1 CO2-Äq.)2 frei, das sind etwa 0,17 % der welt1

1 Gg = 109 g, entspricht 1 kt (Tausend Tonnen) und 1 Tg = 1012 g = 1 Mt (Million Tonnen) 2 Alle Angaben über THG werden unter Berücksichtigung ihres „global warming potential” (GWP) angeführt. Das GWP gibt das globale Erwärmungspotential einer Substanz über 100 Jahre im Verhältnis zu CO2 wieder und erlaubt so, THG in CO2-Äquivalente umzurechnen und dann in ihrer Gesamtheit zu betrachten. Das GWP für CO2 ist definitionsgemäß gleich  1. Hier werden gemäß

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weiten Emissionen3. Österreich liegt mit 9,7 t CO2-Äq. / Kopf und Jahr etwas höher als der EU-Schnitt von 8,8 t CO2-Äq. und deutlich höher als jener der Schweiz mit 6,9 t CO2-Äq., aber deutlich niedriger als etwa die USA (18,4 t CO2-Äq.). Entgegen der im Kyoto-Protokoll eingegangenen Verpflichtung Österreichs, die THG-Emissionen zwischen 1990 und 2010 um 13 % zu reduzieren, lagen die Emissionen 2010 – unter Berücksichtigung der Abnehmenden Kohlenstoff senken – um fast 19 % über denen von 1990 (siehe Abbildung S. 1.4) Die Nutzung fossiler Energieträger verursacht den größten Teil der nationalen THG-Emissionen: insgesamt fast 63  Mt CO2-Emissionen im Jahr 2010 (78% der gesamten THG-Emissionen des Landes). Darin entfallen – bezogen jeweils auf die gesamten THG-Emissionen Österreichs – mehr als 17  % auf energetische Umwandlung (Kraftwerke, Raffinerie, Kokerei), fast 20  % auf die energetische Verwendung in der Industrie, ca. 13  % auf Raumwärmeerzeugung (9  % in Haushalten) und der größte Teil der übrigen Emissionen (über 27  %) auf den Verkehr. CH4 und N2O entstehen als unerwünschte Verbrennungsprodukte, allerdings in geringem Umfang. Im Bereich Verkehr wird fast ausschließlich CO2 emittiert, der Anteil von N2O beträgt nur 1,2  % und von CH4 nur weniger als 0,1  % der THGEmissionen. Im Jahr 2010 waren Industrieprozesse mit 13 % (insgesamt 11 Mt CO2-Äq.) nach den energetischen Emissionen der wesentlichste Verursacher der österreichischen THG-Emissionen. Die diesem Bereich zugeordneten Emissionen beinhalten nur die prozessbedingten Emissionen (Prozesse in der industriellen Produktion, bei denen THG freigesetzt wird), die energetischen Emissionen werden den energetischen Umwandlungen zugerechnet (siehe vorigewr Absatz). Die Prozessemissionen gliedern sich wie folgt: Mit 5,5 Mt CO2 (2010) umfasst die Eisen- und Stahlproduktion etwa 6,5 % der österreichischen THG-Emissionen. Die Produktion von Ammoniak aus Erdgas führt zu 540 kt CO2. Emissionen von N2O, das bei der Produktion von Salpetersäure als Nebenprodukt der Oxidation von Ammoniak entsteht, lagen im Jahr 2010 nur mehr bei 64 kt CO2-Äq, da die einzige österreichische Anlage seit 2004 mit Vorrichtungen zur katalytischen Reduktion des entstehenden N2O ausgestattet ist. Bei der ZementproduktiIPCC (1996) und den verpflichtenden Emissionsberichten an die UNFCCC (United Nations Framework Convention on Climate Change) Werte von 21 für CH4 (d. h. 1 kg CH4 wirkt so stark wie 21 kg CO2), 310 für N2O und je nach fluorierter Verbindung zwischen 140 und 23 900 verwendet. 3 Natürliche biogeochemische Kreisläufe sind nicht berücksichtigt, da sie als konstanter Hintergrund betrachtet werden. Alle angegebenen Emissionszahlen beziehen sich auf das Jahr 2010.

Synthese

100

Mio. t CO2-Äquivalent

80

60 Abfall Landwirtschaft

40

Produkte 20

Industrieprozesse Energie allgem.

0 1990

1995

2000

2005

2010

Transport Kohlenstoffsenken

-20 Gesamt (ohne LULUCF) -40

Abbildung S.1.4. Offiziell berichtete THG-Emissionen Österreichs (nach IPCC Quellsektoren mit gesondert ausgewiesen Emissionen des Transports). Die weitgehend unter der Nulllinie liegende Kurve gibt die „Kohlenstoffsenken“ wieder. In den letzten Jahren war diese Senke deutlich geringer bzw. in manchen Jahren gar nicht mehr vorhanden. Dies war vor allem eine Folge höherer Holzeinschläge; auch Veränderungen in der Erfassungsmethode trugen zu diesem Ergebnis bei;. Quelle: Anderl et al. (2012) Figure S.1.4. Officially reported greenhouse gas emissions in Austria (according to the IPCC source sectors with especially defined emissions for the Transport sector). The brown line that is mainly below the zero line represents carbon sinks. The sector "Land use and land use change" (LULUCF) represents a sink for carbon and is therefore depicted below the zero line. In recent years, this sink was significantly smaller and no longer present in some years. This was mainly a result of higher felling; and changes to the survey methods contributed to this as well. Source: Anderl et al. (2012)

on wird beim Erhitzen von Karbonatgestein CO2 freigesetzt, was für 2010 immerhin 1,6  Mt  CO2 oder fast 2  % der gesamten österreichischen THG-Emissionen ausmacht. Die Kalkproduktion führt zu 574 kt CO2. Magnesium-Sinterung und „Kalkstein- und Dolomitverbrauch“ tragen jeweils ca. 300 kt CO2 bei, wobei letztere Zuschlagsstoffe im Hochofenprozess darstellen. Die Emissionen von fluorierten Gasen (Fluorkohlenwasserstoffe, F-Gase) werden ebenfalls primär den industriellen Prozessen zugeordnet. F-Gase weisen eine hohe Klimawirksamkeit auf, da sie atmosphärische Verweilzeiten bis zu mehreren hundert Jahren besitzen. Der Sektor mit der größten Zunahme von F-Gasen ist der Kälte- und Kühlmittelbereich, der stationäre und mobile Kühlgeräte, Klimaanlagen und Wärmepumpen umfasst. Ab 2011 dürfen nach einer europäischen Richtlinie nur noch F-Gase mit einem GWP kleiner als 150 eingesetzt werden. Die Verwendung von F-Gasen in anderen Anwendungsbereichen (ausgenommen als Löschmittel und in elektrischen Schaltanlagen) ist rückläufig, allerdings kommt es noch zu Emissionen aus Restbeständen bzw. Altgeräten. Im Bereich Landwirtschaft gibt es bedeutende Emissionen von CH4 und N2O, die aus der Wiederkäuerverdauung, dem Management von Wirtschaftsdünger und den Böden

stammen (die Emissionen aus dem Energieeinsatz der Landwirtschaft hingegen werden im Bereich Energie verbucht). Die Landwirtschaft war im Jahr 2010 mit 7,5 Mt CO2-Äq für 8,8 % der österreichischen THG-Emissionen verantwortlich. Die wichtigsten Quellen landwirtschaftlicher THG-Emissionen im Jahr 2010 stellen mit einem Anteil an den gesamten österreichischen THG-Emissionen von 3,9  % die direkten verdauungsbedingten CH4-Emissionen aus der Viehhaltung sowie mit 0,4  % die CH4-Emissionen aus dem Wirtschaftsdüngermanagement dar, bei dem auch N2O freigesetzt wird, das 1  % zu den österreichischen Emissionen beiträgt. Einen herausragenden Beitrag stellen die N2O-Emissionen (3,4  % im Jahr 2010) aus der Bewirtschaftung landwirtschaftlicher Böden dar. Wälder zeigen in der Regel geringere N2O-Emissionsraten als landwirtschaftliche Flächen, jedoch ist ihr Anteil an den Gesamtemissionen wegen der großen Waldfläche in Österreich bedeutsam. Die Ermittlung von N2O-Bilanzen von der Landschaftsebene bis hin zur kontinentalen Ebene ist nach wie vor eine ungelöste Herausforderung. Biomasse, insbesondere das Holz in Wäldern, ist ein beträchtlicher Speicher für Kohlenstoff. Traditionell wuchs dieser Speicher in Österreich, die Wald-Biomasse stellte daher in der Vergangenheit in den meisten Jahren eine beträcht-

75

Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

liche CO2-Senke dar; die Sequestrierung ist allerdings in den letzten Jahren zurückgegangen bzw. in manchen Jahren ganz zum Erliegen gekommen.. Österreich verfügt über fast 4  Mio.  ha  Wald (47,6  % der Landesfläche) und damit über einen großen Kohlenstoffvorrat (1990: 1 243  ±154  Mt  CO2 oder 339 ±42 Mt C in der Biomasse und 1 698 ±678 Mt CO2 oder 463 ±185 Mt C im Boden), der dank nachhaltiger Waldbewirtschaftung erhalten wird. Die Waldfläche nimmt seit den 1960er Jahren in allen Höhenlagen zu, am stärksten in den Hochlagen über 1 800 m Seehöhe. Als Folge des Klimawandels (Verlängerung der Vegetationsperiode), der Verbesserung der Waldernährung (atmosphärische Einträge von Stickstoff) und der Optimierung der Waldbewirtschaftung befindet sich der Holzvorrat auf einem Rekordniveau (2007 / 09 1 135 Mio. Vorratsfestmeter). Durch die Erhöhung des Holzeinschlages und der Entnahme besonders wüchsiger Bestände ist allerdings die durchschnittliche Produktivität leicht rückläufig. Im Sektor Abfallwirtschaft hat die Deponierung von Müll aufgrund der freigesetzten Deponiegase (CH4 und CO2, aber auch FCKWs und N2O) einen nicht vernachlässigbaren Anteil an den THG-Emissionen. THG entsteht auch bei Müllverbrennungsanlagen sowie im Bereich von Kläranlagen. Die Verhinderung der Emission von CH4, das aus anaeroben Umwandlungsprozessen von biologisch abbaubaren Kohlenstoffverbindungen resultiert, stellt eine vordringliche Maßnahme für den nachhaltigen Klimaschutz in der Abfallwirtschaft dar. Modellierungen der THG-Emissionen für den Bereich Restmüllbehandlung ergaben für 2006 einen Anteil an den österreichischen CO2- und CH4-Emissionen (84 220 kt CO2Äq.) mit ca. 1 250 kt CO2-Äq. von rund 1,5 %. Im Vergleich zu 1990 war eine stete Abnahme der sektoralen Emissionen durch Emissionsverminderungen bei der Mülldeponierung von ursprünglich 2 030  kt  CO2-Äq. zu verzeichnen, dies entspricht einem Rückgang um mehr als 38  %. Damit sanken die sektoralen spezifischen Emissionen um ca. 18 % auf 0,89 Mg CO2-Äq. / Tonne Restmüll. Wenige Sektoren reichen aus, die Zunahme der Gesamtemissionen seit 1990 zu erklären. Zu Zunahmen kam es vor allem im Sektor Transport, die zum Teil auf Kraftstoffexport im Tank (Tanktourismus) zurückgeführt werden können: Wegen des niedrigeren Preises in Österreich gekauften Treibstoffs wird von durchfahrenden LKWs (aber auch PKWs) überproportional in Österreich getankt (und damit Österreichs Emissionen zugerechnet), obwohl die damit ermöglichte Fahrleistung auch im Ausland erbracht wird. Der Anteil dieses Treibstoffexports wird auf bis zu 30 % der verkehrsbedingten CO2-Emissionen geschätzt, allerdings sind diese Schätzungen mit großen Unsicherheiten verbunden. Die Treibstoffpreise

76

sind in Österreich seit den 1990er Jahren niedriger als in den wichtigsten Nachbarländern. Umgekehrt sind Kohlenstoffsenken verloren gegangen: Die in den 1990er-Jahren aktive Kohlenstoffsenke Wald verliert ab etwa 2003 an Wirksamkeit, da aufgrund verbesserter forstlicher Nutzung die Biomasse im Wald sich nicht weiter akkumuliert (Abbildung S. 1.4). Die Konzentration von atmosphärischem CO2 wird seit 1999 und seit 2012 auch die Konzentration von CH4 im Rahmen des Global Atmosphere Watch-(GAW-)Programmes der WMO am Hohen Sonnblick (3 106  m  Seehöhe) gemessen. Die Konzentration von CO2 ist im Winter aufgrund höherer Emissionen und geringerer Aufnahme durch Pflanzen höher als im Sommer. Die Jahresmittelwerte stiegen kontinuierlich von 369 ppm (2001) auf 388 ppm (2009) an (Abbildung S. 1.5). Auch die Ozonsäule wird am Sonnblick seit 1994 bestimmt. Bei Vergleichen mit in Arosa gemessenen Werten zeigt sich eine gute Übereinstimmung (±4 Dobson Units). An beiden Messstellen gibt es große Schwankungen von Jahr zu Jahr, die durch meteorologische Einflüsse erklärbar sind. Inventuren der Freisetzung von Feinstaub (Particulate Matter, PM) wurden vor allem wegen der gesundheitlichen Auswirkungen von PM entwickelt, können aber gemeinsam mit Wissen über die chemischen und physikalischen Eigenschaften der emittierten Partikel auch als Basis für Berechnungen von klimarelevanten Parametern von Aerosolen herangezogen werden. Die PM Inventur Österreichs ermittelt Emissionen von Primäraerosolen, d. h. direkte Partikelemissionen in die Atmosphäre, nicht jedoch Partikel, die mittels atmosphärischer chemischer Reaktionen aus gasförmigen Substanzen entstehen und an Partikeln kondensiertem Materials. Verkehrsemissionen, insgesamt ca. 44  % der PM2.54 Emissionen, umfassen Verbrennungsprodukte vor allem von Dieselmotoren, hauptsächlich Dieselruß und in geringerem Maße von aufgewirbeltem Straßenstaub. Die Emissionen der Kleinverbraucher (etwa 30  % der PM2.5 Emissionen) beinhalten vorwiegend Emissionen aus Heizungen mit Festbrennstoffen, insbesondere Holz, da Kohle als Energieträger kaum noch eingesetzt wird. Relevant sind vor allem alte Heizanlagen und Einzelöfen, die ob ihrer langen Lebensdauer auch noch länger relevant bleiben werden. Bei Emissionen aus dem Hausbrand ist elementarer Kohlenstoff (EC; Ruß), ein besonders klimawirksamer Bestandteil des Aerosols, eine bedeutende Komponente. Die Emissionen z. B. eines typischen österreichischen Kachelofens für unterschiedliche Holzarten und Holzbriketts enthalten 9,8 % (Lärchenscheit4

PM2.5 sind Teilchen mit aerodynamischen Durchmessern kleiner als 2,5 Mikrometer.

Synthese

holz) bzw. 31 % (Weichholz. B.iketts) EC. Emissionsfaktoren für unterschiedliche Biomasse-Feuerungssysteme wurden im Labor unter verschiedenen praxisnahen Betriebsbedingungen bestimmt. Moderne mit Biomasse befeuerte Heizsysteme bedingen demnach sehr geringe, die noch verbreitet im Einsatz befindlichen Einzelöfen und Scheitholzkessel jedoch erhebliche Rußemissionen, die die Vorteile der Vermeidung fossiler CO2-Emissionen wegen den absorbierenden und somit klimawirksamen Eigenschaften von Ruß wieder verringern können. Die Partikelneubildung (Nukleation) in der Atmosphäre ist ein wichtiger Parameter für die Klimarelevanz von Aerosolen, wobei in der Atmosphäre durch meist photochemische Reaktionen von Vorläufergasen (z. B. NH3, NOx, SO2, flüchtige organische Verbindungen, VOC) sekundäre anorganische (meist Sulfate, Nitrate) und sekundäre organische Aerosole (SOA) entstehen. Eine Abschätzung der Menge an Sekundäraerosol, das aus den Vorläufergasen gebildet wird, liegt für Österreich nicht vor. Eine besondere Bedeutung kommt sekundären organischen Aerosolen (SOA) zu, die derzeit intensiv erforscht werden. Durch den Ferntransport von Vorläufergasen kann es zu erhöhten Konzentrationen von O3 und Aerosolpartikeln in quellfernen Gegenden kommen. Die von den öffentlichen Messnetzen erfassten Massenkonzentrationen von Aerosolen alleine lassen keinen Schluss auf die Klimarelevanz der Aerosole zu, sie können jedoch gemeinsam mit anderen Parametern (wetterlagentypische Größenverteilung; chemische Zusammensetzung) dazu dienen, Hinweise auf klimarelevante Aerosoleigenschaften zu liefern. Die atmosphärischen Konzentrationen von Aerosolen sind einerseits von den Emissionen (siehe oben), andererseits von den meteorologischen Verhältnissen bzw. den Ausbreitungsbedingungen abhängig. Die chemische Zusammensetzung des atmosphärischen Aerosols, die auch seine klimarelevanten Parameter über den Brechungsindex und die Hygroskopizität der Partikel beeinflusst, gibt Auskunft über Quellen und chemische Umwandlungen in der Atmosphäre. In Österreich wurden mit Hilfe eines „Makro-Tracer“-Modells die Quellen Straßenstaub und Auftausalz, anorganisches Sekundäraerosol, Holzverbrennung und der Kfz-Verkehr als wichtigste Aerosolquellen identifiziert, wobei der relative Beitrag der einzelnen Quellen regional und zeitlich variabel ist. Der Beitrag von Holzrauch zum organischen Kohlenstoff (OC) im Aerosol lag zwischen einem Drittel und 70 %, der Beitrag zu PM10 zwischen 7 und 23 %. „Brauner Kohlenstoff“ (BrC) aus Biomassefeuern kann unter bestimmten Bedingungen Ruß aus den üblichen Verkehrsquellen deutlich übersteigen.

Abbildung S.1.5. CO2-Zeitreihen am Sonnblick (schwarze Linie) im Vergleich zu den Messungen auf Mauna Loa (graue Linie) für die letzten ca. 50 Jahre. Quelle: Böhm et al. (2011) Figure S.1.5. Time series of CO2 at Sonnblick Observatory (black line) in comparison with the measurements at Mauna Loa Observatory (grey line) for the last 50 years. Source: Böhm et al. (2011)

Das Sonnblick Observatorium in 3 106  m  Seehöhe ist eine wichtige Hintergrundmessstelle für Aerosole und Gase in Österreich. Messungen der chemischen Zusammensetzung des Aerosols zeigen die Änderungen über die letzten 20 Jahre sowie die Unterschiede zwischen dem Aerosol der freien Troposphäre (Winter) und dem der bodennahen Schichten (Sommer; Abbildung S. 1.6). Ferntransport von Luftmassen (z. B. Saharastaub) kann während des gesamten Jahres beobachtet werden. Das Aerosol am Sonnblick wurde auch hinsichtlich seiner Wechselwirkung mit Wolken untersucht. Die „scavenging efficiency“ von Ruß (d. h. der Anteil, der in den Tropfen zu finden ist) ist geringer als die von Sulfat (im Mittel 54 % gegenüber 78  % auf der Rax in 1 680  m  Seehöhe), jedoch gelangt auf diese Weise ein nicht vernachlässigbarer Teil des Rußes ins Wolkenwasser, wo er die Strahlungseigenschaften der Wolke beeinflussen kann. Der direkte Effekt des Aerosols ergab für 90 % relative Feuchte einen Strahlungsantrieb zwischen +0,16 W / m² (Boden: alter Schnee) und +11,63 W / m² (Boden: frischer Schnee). Seit 2005 wird am Sonnblick auch Kohlenstoff im Aerosol kontinuierlich bestimmt, der ähnliche Jahresgänge und Konzentrationen aufweist wie Sulfat. Organisches Material (OM) trägt den größten Beitrag zum Gesamtkohlenstoff (TC) bei. Etwa 10 % des OM kann auf Holzverbrennung zurückgeführt werden (Sommer: 4 %, Winter: 23 %). Wegen des indirekten Effekts des Aerosols auf die Strahlungsbilanz ist Wissen über Wolkenbildungsprozesse und Wolkenkondensationskerne (CCN) von hoher Bedeutung. CCN wurden in Österreich an mehreren Stellen gemessen (z. B. Rax, Sonnblick, Wien). Aus den Langzeitmessungen von

77

Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

Abbildung S.1.6. Zeitverlauf der Monatsmittelwerte für partikelförmiges Sulfat (SO4), Nitrat (NO3) und Ammonium (NH4) am Sonnblick Observatorium für die Jahre 1991 bis 2009. Datenquellen: Kasper und Puxbaum (1998); Sanchez-Ochoa und Kasper-Giebl (2005); Effenberger et al. (2008) Figure S.1.6. Temporal variation of monthly mean values of particulate sulphate, nitrate and ammonium at the Sonnblick Observatory from 1991 to 2009. Sources: Kasper and Puxbaum (1998); Sanchez-Ochoa and Kapser-Giebl (2005); Effenberger et al. (2008)

CCN in Wien ergibt sich, dass die CCN-Konzentrationen (bei 0,5 % Übersättigung) zwischen 160 cm³ und 3 600 cm³ mit einem Mittelwert von 820 cm³ liegen. Saisonale Schwankungen wurden nicht beobachtet, jedoch zeigt die CCN-Konzentration große Schwankungen, die durch unterschiedliche meteorologische Situationen gegeben sind (stabile Wetterlagen, Frontdurchgänge). Insgesamt stellen die Einflüsse von Aerosolen auf das Klima wegen der komplexen Prozesse und Wechselwirkungen eine beträchtliche wissenschaftliche Herausforderung dar. Sie sind der größte Unsicherheitsfaktor bei der Schätzung des Strahlungsantriebes.

S.1.3 S.1.3

Klimaänderung in der Vergangenheit Historic Climate Changes

Um den aktuellen Klimawandel einordnen zu können, werden die natürlichen Klimaänderungen beschrieben, die für die aktuelle erdgeschichtliche Periode – das Quartär (=Pleistozän und Holozän) – maßgeblich sind. Bei der Interpretation dieser Klimaentwicklungen ist zu berücksichtigen, dass die Relevanz von Klimaänderungen für den Menschen wesentlich von dessen Zahl und Lebensweise abhängt. So waren die Menschen im Pleistozän z. B. noch nicht sesshaft und ihre Zahl lag bei etwa 10 % der heutigen. Das Pleistozän begann vor 2,6 Mio. Jahren und endete vor 11 700 Jahren, es war geprägt durch ein Wechselspiel von langen Glazialzeiten („Kaltzeiten“) und kurzen Interglazialzeiten („Warmzeiten“), gesteuert durch die orbitalen Schwankungen der Erde (Form der Erdbahn, Neigung und Orientierung der Rotationsachse der Erde). Die Glazialzeiten waren durch ein Klima von enormer Variabilität gekennzeichnet, das in keinem Vergleich zu den Klimaschwankungen des Holo-

78

zäns steht. Die aus den Eisbohrkernen Grönlands bekannten Dansgaard-Oeschger Ereignisse (Wechsel zwischen sehr kalten Stadialen und – vergleichsweise – warmen Interstadialen) hatten ihren Ursprung in den Instabilitäten der großen Eisschilde und deren Interaktion mit der Tiefenwasserströmung im Atlantik. Sie prägten auch im Alpenraum das dominante Klimamuster. Dies unterstreicht die Synchronität des hochfrequenten glazialen Klimawandels auf überregionaler Ebene. In den kältesten Phasen der Glaziale (den Stadialen) herrschten auch im Alpenvorland arktische Klima-Bedingungen mit sehr kalten Wintern. Die Erwärmungsphasen gingen mit einer sprunghaften Abnahme der Saisonalität (mildere Winter) einher, waren aber beginnend vor ca. 75 000 Jahren zu schwach, um eine ausgedehnte Wiederbewaldung in Österreich zu erlauben. Gegen Ende des letzten Glazials (Würm) begann vor etwa 30 000  Jahren der jüngste eiszeitliche Gletschervorstoß bis über den Alpenrand hinaus. Verlässliche Paläoklimadaten dieser Zeit fehlen bislang für die Alpen; man geht jedoch von einer Jahresmitteltemperatur um mindestens 10 °C unter jener des Holozän aus, verbunden mit einer ausgeprägten Abnahme des Niederschlags gegen Osten hin. Vor 19 000 Jahren zerfielen die Gletscher im Alpenvorland und in den großen Alpentälern rasch. Eine Reihe von regionalen und lokalen Gletschervorstößen, vornehmlich in den größeren Seitentälern, erfolgte im Einklang mit der Klimaentwicklung im nordatlantisch-europäischen Bereich. Vor ca. 16 500 Jahren war der Niederschlag im zentralen Alpenraum auf etwa die Hälfte bis ein Drittel der heutigen Werte verringert und die Sommertemperatur lag rund 10 °C unter den heutigen Werten. Die Ablationsperiode dauerte an der Schneegrenze der damaligen Gletscher nur etwa 50 Tage, also etwa die Hälfte der gegenwärtigen Dauer. Die Winter waren sehr kalt und trocken und vergleichbar denen in der heutigen ka-

Synthese

nadischen Arktis. Vor 14 700 Jahren begann innerhalb weniger Jahrzehnte eine Zeit mit deutlich günstigeren interstadialen Bedingungen, in die die Wiederausbreitung der Wälder in den nordalpinen Tälern und Vorländern fällt. Vor 12 900  Jahren begann der massive Klimarückschlag der Jüngeren Dryas, der letzten großen Kaltphase auf der Nordhalbkugel, die wiederum innerhalb weniger Jahrzehnte vor 11 700  Jahren endete. In den Alpen war sie durch bedeutende Gletschervorstöße in den oberen Talbereichen, durch eine deutliche Absenkung der Waldgrenze und eine erhöhte geomorphologische Aktivität durch Permafrost in den unvergletscherten Gebieten gekennzeichnet. Die Schneegrenze lag 300–500 m tiefer als während der Mitte des 20.  Jahrhunderts, die Untergrenze des Permafrostes lag mindestens 600  m tiefer. Die Sommertemperatur war etwa 3,5 °C niedriger als zur Mitte des 20. Jahrhunderts, die Jahrestemperatur war noch stärker reduziert. Die Niederschlagssummen waren in den Zentralalpen etwa 20–30  % niedriger als heute, während der Außensaum der Alpen möglicherweise feuchter als heute war. Klima im Holozän. Die ersten Jahrhunderte des Holozäns waren noch durch Gletschervorstöße gekennzeichnet, die deutlich weitreichender als am Höhepunkt der „Kleinen Eiszeit“ waren, der Permafrost konnte bis zu 200 m tiefer als heute existieren. Gegenüber dem 20.  Jahrhundert waren die Sommertemperaturen im frühesten Holozän etwa 1,5–2 °C tiefer, während die Niederschlagssummen etwa in der heutigen Größenordnung gewesen sein dürften. Eine Auswahl an Rekonstruktionen von Klimagrößen aus Proxydaten findet sich in Abbildung S.1.7. Dem kühlen Beginn des Holozäns folgte eine deutliche Erwärmung. Nach Rekonstruktionen aus verschiedenen Klimaarchiven Österreichs lagen die Temperaturwerte in den ersten zwei Dritteln des Holozäns meist über dem Mittel des 20.  Jahrhunderts. Die Proxy-Daten zeigen als übereinstimmendes Merkmal weiters eine langfristige Temperaturabnahme von etwa 2 °C von den früh- bis mittelholozänen Maxima (bis vor ca. 7 000 Jahren) bis in die vorindustrielle Zeit. Unbestrittene Ursache für diesen Abkühlungstrend ist die Abnahme der Sonneneinstrahlung auf der Nordhemisphäre im Sommer, verursacht durch die orbitale Variabilität. Demgegenüber zeigt ein anderer, vieldiskutierter Klimaantrieb, die Sonnenaktivität, keinen entsprechend langfristigen Trend. Analysen zum Niederschlagsgeschehen im Holozän belegen bisher keine langfristige Entwicklung; vielmehr wechselten sich mehrdekadische bis mehrhundertjährige Perioden mit erhöhtem und reduziertem Niederschlag ab. Zeitperioden mit verstärktem Niederschlag fielen dabei mit Phasen reduzierter Sonnenaktivität zusammen.

Die Gletscher waren im Alpenraum während der letzten rund 11 000  Jahre gekennzeichnet durch lang andauernde Perioden mit vergleichsweise geringer Ausdehnung im frühen und mittleren Holozän (bis vor rund 4 000 Jahren) und mehrfache sowie weitreichende Vorstöße in den folgenden Jahrtausenden, die in den großen Gletscherständen der „Kleinen Eiszeit“ (ca. 1260  bis  1860  n.  Chr.) kulminierten. Die gegenwärtigen Gletscherausdehnungen wurden im Früh- und Mittelholozän mehrfach sowohl unter- als auch überschritten. Allerdings sind die Alpengletscher derzeit nicht im Gleichgewicht mit dem sie steuernden Klima, was sich im aktuell beobachtbaren starken Rückschmelzen manifestiert. Ein direkter Vergleich der gegenwärtigen mit früheren Gletscherausdehnungen im Hinblick auf die klimatischen Randbedingungen ist daher nur begrenzt möglich. Das Klima der letzten zwei Jahrtausende. Die letzten 2 000 Jahre zeigten eine Abfolge von warmen und kalten Perioden, die im Schnitt kühler waren als zu Beginn und in der Mitte des Holozäns. Grob können vier Perioden unterschieden werden, beginnend mit der relativ stabilen und milden römischen Warmzeit (von ca. 250 v. Chr. bis 300 n. Chr.). Dieser folgte eine von instabilen, feucht-kalten Sommern geprägte Periode zu Ende der Römerzeit und während des Frühmittelalters (von ca. 300 bis 840 n. Chr.). Daran schloss wieder eine wärmere und stabilere Periode an (Mittelalterliche Warmzeit, von ca. 840 bis 1260 n. Chr.). Zwischen 1260 und 1860 n. Chr. wurde es deutlich kühler; nur einzelne Jahrzehnte wiesen etwas höhere Temperaturen auf. Wegen der generell großen Gletscherausdehnung, die für diese Periode nachweisbar ist, spricht man auch von der „Kleinen Eiszeit“. Sowohl mehrere Minima der Sonnenaktivität als auch klimawirksame Vulkanausbrüche traten in dieser Periode auf. Den deutlichen, instrumentell belegten Temperaturanstieg des 20.  Jahrhunderts spiegeln die natürlichen Klima-Archive ebenfalls wider, auch wenn viele Proxy-Datensätze um 2000 n. Chr. enden und daher die aktuelle Klimaentwicklung nicht gänzlich erfassen. Die instrumentelle Periode. Österreich verfügt über ein meteorologisches Messnetz, mit dessen Hilfe die langfristige Klimaänderung im 19. und 20. Jahrhundert gut beschrieben werden kann. Die längste auswertbare Messreihe, jene von Kremsmünster, geht sogar bis ins Jahr 1767 zurück und ist damit eine der längsten durchgehenden Wetteraufzeichnungen in Europa. Für Klimaanalysen des ausgehenden 18. Jahrhunderts können auch Daten der Stationen Wien (alte Universitätssternwarte) und Innsbruck (Universität) herangezogen werden. Besondere Erwähnung verdient das hochalpine Sonnblick-Observatorium, dessen Wetteraufzeichnungen bis ins Jahr 1886 zurück reichen. Die Messstelle befindet sich am

79

Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

Jahr [vor 2000 AD] 9000

8000

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0

480

Insolation 47° Sommer (JJA) [W/m2]

470

150

Sommer

(a)

140

Winter

460

130

450

120

Sonnenaktivität

1366

(b)

-34

(c)

-35

NGRIP

-36

T Juli - Simulation (Mitteleuropa)

(d)

30

Alpengletscher < ca. 2000 AD

(e)

20 10

Gletschervorstoß

0

Gepatschferner Vorstoß > 1940 AD

(f)

Dendro- u. 14CDaten [n]

Temperatur [°C ]

-37 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0

δ 18O [‰, VSMOW]

1365

? 2400

(g)

2300

14

2200

(h)

2100

13 12

T Juli (Hinterburgsee, 1515 m)

11 10

10 9 8

(i)

T Juli (Schwarzsee, 2796 m)

7 6 5

-8.5

4

(j)

-8.0 -7.5

δ18O Höhlensinter (Spannagelhöhle)

-7.0

Seehochstand

(k)

Lago di Ledro Seen Vorland NW-Alpen

(l) -9000

-8000

-7000

-6000

-5000

-4000

-3000

Jahr v./n.Chr.

80

Seehochstand

δ 18O [‰, VPDB]

-9.0

Temperatur [°C ]

Temperatur [°C ]

Baumgrenze Kaunertal

-2000

-1000

-1/1 0

1000

2000

Höhe [m ü.M.]

TSI [W/m2]

10000

Insolation 47° Winter (DJF) [W/m2]

11000

Synthese

°C 2,5 Anomalien zu 1901–2000

Gipfel des Hohen Sonnblicks in 3 106 m Seehöhe direkt am Alpenhauptkamm. In Österreich ist die Temperatur in der Periode seit 1880 um nahezu 2 °C gestiegen, verglichen mit einer globalen Erhöhung um 0,85 °C. Der erhöhte Anstieg ist speziell auch für die Zeit ab 1980 beobachtbar, in der dem globalen Anstieg von etwa 0,5 °C eine Temperaturzunahme von etwa 1 °C in Österreich gegenübersteht (praktisch sicher, Abbildung S.1.8; Band 1, Kapitel 3) Die saisonale Temperaturentwicklung verlief nicht immer parallel zu der des Jahresmittels, dennoch ist in allen Jahreszeiten eine Erwärmung seit Mitte des 19. Jahrhunderts festzustellen, am geringsten ist die Erwärmung im Herbst. In den rund drei Jahrzehnten von 1950 bis 1980 mit stagnierenden bis abnehmenden Temperaturen spielte wahrscheinlich die abkühlende Wirkung anthropogener Aerosole („Global Dimming“) eine wichtige Rolle, die den Effekt der ebenfalls bereits in Anstieg begriffenen THG-Emissionen maskiert hat. Die Temperaturentwicklung in höheren Luftschichten, abgeleitet aus homogenisierten Radiosondenmessungen, ist in 3 000 m Höhe dem Verlauf an hochalpinen Stationen sehr ähnlich. Der am Boden festgestellte stärkere Erwärmungstrend im Alpenraum verglichen mit dem globalen Mittel gleicht sich in höheren Schichten den für die mittleren Breiten sonst gefundenen Erwärmungsraten an. In der Stratosphäre (von 13 bis 50 km Höhe) ist über Österreich – so wie auch global – eine deutliche Temperaturabnahme zu beobachten. Der Luftdruck an Tieflandstationen zeigt einen sehr langfristigen Anstieg von der Mitte des 19. bis gegen Ende des 20. Jahrhunderts, der allerdings um 1990 von einem abrupten Trendwechsel zu nun wieder fallendem Luftdruck abgelöst wurde. Der Luftdruck alpiner Höhenstationen wird zusätzlich

Temperatur Österreichmittel – globales Mittel – JAHR

°C 2,5

2,0

2,0

1,5

1,5

1,0

1,0

0,5

0,5

0,0

0,0

-0,5

-0,5

-1,0

-1,0

-1,5

-1,5

-2,0

-2,0

-2,5

-2,5

1760 1780 1800 1820 1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000

Abbildung S.1.8. Anomalien der Jahresmittel der Lufttemperatur zum Mittel des 20. Jahrhunderts für Österreich (schwarz, 1768 bis 2011) und für das globale Mittel (rot, 1850 bis 2011). Einzeljahre und 20-jährig geglättet (Gauß’scher Tiefpass). Quelle: Böhm (2012), erstellt aus HISTALP (http://www.zamg.ac.at/histalp) und CRU-Daten (http://www.cru.uea.ac.uk/data) Figure S.1.8. Anomalies in the annual mean air temperature for Austria (1768 to 2011) and the global mean temperature relative to the respective 20th century mean (1850 to 2011). Single values and smoothed values using a 20-year Gaussian low pass filter. Source: Böhm, (2012), source HISTALP (http://www.zamg.ac.at/histalp) and CRU-data (http://www.cru.uea.ac.uk/data)/)

durch die Temperatur der Luftmassen beeinflusst, die sich unter den Messstationen befinden. Aufgrund der Erwärmung zeigen diese Stationen einen stärkeren positiven Trend und eine Fehlen des Druck-Abfalls seit 1990. Dieser abweichende Luftdrucktrend der hochalpinen Observatorien verglichen mit jenem des Tieflandes stellt eine Bestätigung der Erwärmung dar, die nicht auf Thermometer-Messungen beruht. In den letzten 130  Jahren hat die jährliche Sonnenscheindauer an den Bergstationen der Alpen um rund 20  % oder mehr als 300  Stunden zugenommen. Der Anstieg im Sommerhalbjahr war stärker als im Winterhalbjahr

Abbildung S.1.7. (Linke Seite) Holozäne Proxy-Datensätze beziehungsweise Proxy-basierte Klimarekonstruktionen aus Österreich, dem gesamten Alpenraum und Grönland im Vergleich zu ausgewählten Klimaantrieben. a) Entwicklung der Insolation im Sommer (Juni-JuliAugust, rot) und Winter (Dezember-Jänner-Februar) für 47°N; b) Rekonstruktion der Sonnenaktivität für die letzten 9 000 Jahre; c) Sauerstoffisotopen-Zeitreihe des NGRIP Eisbohrkerns aus Zentralgrönland; d) Simulation der Entwicklung der Juli-Temperatur in Zentraleuropa über die letzten 9 000 Jahre bis in die vorindustrielle Zeit; d) dendro- und 14C-datierte Belege für kürzere alpine Gletscher als gegenwärtig `#{{? | ?#? $ }= $^  +=~  €  ‚  \ +=      ‚ ƒ !+= „ ƒ #{@? $ }= $^   ~+†!

der Höhenlage der Baumgrenze im Kaunertal nach Holzfunden; h) Zuckmücken-basierte Rekonstruktion der Juli-Temperatur am Hinterburgsee, Schweiz; i) Zuckmücken-basierte Rekonstruktion der Juli-Temperatur am Schwarzsee ob Sölden; j) Sauerstoffisotopen-Zeitreihe aus Höhlensintern der Spannagel-Höhle; (k) Seehochstände des Lago di Ledro (blau) in den letzten 5 000 Jahren; (l) Seehochstände (blau) im Vorland der NW-Alpen bzw. im Jura. Quelle: Zusammengestellt für AAR14 Figure S.1.7. (Left page) Holocene environmental records and proxy-based climate reconstructions from Austria, the Alps and Greenland in comparison with selected climate forcings. a) evolution of insolation during summer (June-July-August) and winter (December-January-February) at 47°N; b) reconstruction of solar variability for the last 9 000 years; c)oxygen-isotope record of the NGRIP ice-core, central Greenland; d) simulation of the temperature evolution in July in central Europe over the last 9 000 years until the pre-industrial period ; d) dendrochro!+!!‡ $ $ +!    #@}  ƒ+  =  !+  = ‡ `#{{? | ?#? ˆ‰^   != ƒ+ 

the glacier Gepatschferner beyond the glacier’s size in 1940 AD; g) tree-line record in the Kauner valley based on wood remain findings; h) chironomid-based reconstruction of July temperature from lake Hinterburg, Switzerland; i) chironomid based reconstruction of July temperature from Schwarzsee ob Sölden; j) oxygen-isotope record of speleothems from the Spannagel cave; (k) lake-level high-stands of Lago di Ledro during the last 5 000 years; (l) lake-level high-stands in the foreland of the NW-Alps and the Jura. Source: Compiled for AAR14

81

Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

-

210

140

200

130

190

120

180

110

170

100

160

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150

80

140

70

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60

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110

40

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20

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10

70

0

60

-10

50 1800 1820 1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000

-20

% des Mittels 1901-2000

150

(sicher, Band 1, Kapitel 3). Zwischen 1950 und 1980 kam es durch Zunahme der Bewölkung und erhöhter Luftverschmutzung besonders in den Tallagen zu einer deutlichen Abnahme der Sonnenscheindauer im Sommer. Der seit 1980 anhaltende Trend zu mehr Sonnenschein ist begleitet von mehr und längeren sommerlichen Schönwetter-Phasen. Die Niederschlagsentwicklung in den letzten 150  Jahren zeigt im Gegensatz zur Temperaturentwicklung deutliche regionale Unterschiede: In Westösterreich wurde eine Zunahme der Niederschlagsmenge um etwa 10–15 % registriert, im Südosten hingegen eine Abnahme in ähnlicher Größenordnung (Abbildung S.1.9). Inneralpin und im Norden dominieren Variationen in Zeiträumen von rund zehn Jahren. In allen Teilen Österreichs waren die 1860er Jahre besonders trocken, nur im Südosten wurden diese Werte seither wieder erreicht bzw. unterboten und zwar in den trockenen 1940ern und in den anhaltend trockenen Jahrzehnten nach 1970. Sehr niederschlagsreiche Jahrzehnte gab es in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Diese hohen Niederschläge spielten eine bedeutende Rolle für die starken Gletschervorstöße in dieser Zeit, die zu den beiden Maximalständen der Gletscher um 1820 und in den 1850er Jahren führten. Hohe Jahresniederschläge gab es auch in den Jahrzehnten zwischen 1900

82

%

% 220

Abbildung S.1.9. Anomalien der Jahressummen des Niederschlages zum Mittel des 20. Jahrhunderts für zwei Subregionen Österreichs („West“: oben, „Südost“: unten). Einzeljahre und 20-jährig geglättet (Gauß’scher Tiefpass), Zeitreihen aktualisiert bis 2011, Beginn unterschiedlich bis zurück zum Jahr 1813. Grafik: Böhm (2012), erstellt aus HISTALP-Daten http://www. zamg.ac.at/histalp Figure S.1.9. Anomalies of the annual precipitation totals relative to mean of the 20th century for two Austrian subregions (top: “West”, bottom: “Southeast”). Single values and 20-year smoothed values (Gaussian low pass filter). Timeseries date back to 1813, but with differing starting dates, and continue through to 2011. Copyright by R. Böhm (2012), source HISTALP http://www.zamg.ac.at/histalp

und 1940 (Inneralpin und im Südosten beinahe durchgehend, im Westen gedämpft, im Norden gab es eine Unterbrechung durch eine trockene Phase um 1930). Nach den im Norden und im Alpeninneren darauf folgenden Negativtrends gab es hier in den 1970er Jahren eine markante Trendwende, die vor allem im Norden und Nordosten Österreichs im ersten Jahrzehnt des 21.  Jahrhunderts ein neues Hauptmaximum des Niederschlages erreichen ließ. Im Westen ist das aktuelle Niederschlagsniveau ebenfalls das höchste seit Beginn der Messreihe (1858). Im Alpeninneren liegt das aktuelle Niederschlagsniveau im langjährigen Durchschnitt des 20. Jahrhunderts, im Südosten – im Zug des fallenden Jahrhunderttrends – rund 10 % unter diesem. Für das gebirgige Österreich ist die Klimaänderung von großer Bedeutung. Anhand der Klimareihen des Hohen Sonnblicks (3 106 m) werden diese Veränderungen als repräsentativ für das Hochgebirgsklima zusammengefasst. Demnach entspricht die Temperaturänderung im Hochgebirge jener in den Tälern, jedoch ist eine wesentlich stärkere Zunahme der Sonnenscheindauer zu beobachten, was auf europaweite Maßnahmen zur Reinhaltung der Luft zurückgeführt werden kann. Es hat eine deutliche Verschiebung von Schneefall zu Regen stattgefunden; am Hohen Sonnblick fällt jetzt rund bereits 30 %

Synthese

S.1.4 S.1.4

Zukünftige Klimaentwicklung Future Climate Change

Um räumlich detaillierte Aussagen über die Zukunft unseres Klimas machen zu können, kommen vornehmlich regionale Klimamodelle zum Einsatz, welche in die Ergebnisse aus globalen Klimamodellen eingebettet werden. Wie bei den globalen Modellen wird die Vielfalt der Modelle genutzt, um robuste von weniger robusten Ergebnissen zu unterscheiden. Es gibt bereits zahlreiche Modellsimulationen für Vergangenheit und Zukunft, die den Alpenraum bzw. Österreich abdecken. Im Folgenden werden vor allem Simulationen analysiert, die auf dem A1B-Emissionsszenario, also einem Szenario mit starkem Anstieg der THG-Konzentrationen, beruhen. Die Wahl eines einzigen Szenarios dient der besseren Vergleichbarkeit der Ergebnisse, die Wahl dieses konkreten Szenarios macht einerseits die möglichen Änderungen deutlicher als ein optimistischeres Szenario (mit geringerem Emissionszuwachs) und liegt andererseits näher an der derzeitigen Emissionsentwicklung. Darüber hinaus entspricht die Wahl eher dem eingangs beschriebenen Vorsorgeprinzip. Ein weiterer Temperaturanstieg in Österreich ist zu erwarten (sehr wahrscheinlich, Band  1, Kapitel  4; siehe auch Abbildung S.1.10). Dieser wird in der ersten Hälfte des 21.  Jahrhunderts wegen der Trägheit des Klimasystems, der Langlebigkeit von THG in der Atmosphäre sowie der Trägheit der sozio-technischen Systeme nur wenig vom Emissionsszenario beeinflusst und beträgt etwa 1,4 °C. Die Temperaturentwicklung danach wird sehr stark bestimmt durch die vom Menschen in den kommenden Jahren verursachten THGEmissionen und ist daher wesentlich beeinflussbar. (sehr

Änderung der mileren Jahrestemperatur (Referenzperiode 1971-2000) Gegläete Jahresanomalien aus HISTALP Bebachtungsdaten Schwankungsbereich RECLIP Simulaonen Mielwert RECLIP Simulaonen Schwankungsbereich ENSEMBLES Simulaonen

6 4

Mil. Änderung 2071−2100

2100

2000

1980

1960

1940

1920

1900

1880

1860

1840

1820

1800

−4

2080

−2

2060

0

2040

Mil. Änderung 2021−2050

2

2020

Temperaturänderung [°C]

des Niederschlages als Regen. Der mittlere Luftdruck steigt im Gebirge – ein Zeichen für die Erwärmung der darunterliegenden Luftmassen. Beträchtlicher Rückgang der Gletscher und Auftauen des Permafrostes sind ebenfalls dokumentiert (Band 1, Kapitel 5). Österreich hat sehr gute langjährige meteorologische Messreihen. Dieses hohe Potential eignet sich hervorragend um durch weitere Verbesserung sowohl im instrumentellen Bereich als auch in der Datenanalyse und Verschmelzung der Daten mit Modellen die international sehr gute Stellung Österreichs weiter auszubauen. Hier bieten sich vor allem auch internationale Kooperationen zur Erstellung von räumlich und zeitlich hochaufgelösten Datensätzen für den Alpenraum und Europa an. Weiters wäre es vorteilhaft weniger gut ausgebaute Messnetze – wie etwa zur Bestimmung von natürlichem THG, Aerosolen und Strahlung zu stärken.

Abbildung S.1.10. Mittlere Oberflächentemperatur (°C) in Österreich von 1800 bis 2100, angegeben als Abweichung vom Temperaturmittel der Periode 1971 bis 2000. Messungen bis zum Jahre 2010 sind in Farbe dargestellt, Modellberechnungen für ein IPCCSzenario im höheren Emissionsbereich (IPCC SRES A1B Szenario) in Grau. Wiedergegeben sind Jahresmittelwerte (Säulen) und der über 20 Jahre geglättete Verlauf (Linie). Man erkennt die Temperaturabnahme bis knapp vor 1900 und den starken Temperaturanstieg (um ca. 1 °C) seit den 1980er Jahren. Bis Ende des Jahrhunderts ist bei diesem Szenario ein Temperaturanstieg um 3,5 °C zu erwarten (RECLIP Simulationen). Quelle: ZAMG Figure S.1.10. Mean surface temperature in Austria since 1800 (instrumental observations, in colour) and expected temperature development until 2100 (grey) for one of the higher emission IPCC scenarios (IPCC SRES A1B), shown as a deviation from the mean 1971 to 2000. Columns represent annual means, the line smoothed values over a 20 year filter. The slight temperature drop until almost 1900 and the strong temperature increase (about 1 °C) since the 1980´s can be clearly seen. For this scenario, a temperature increase of 3.5 °C until the end of the century is expected (RECLIP Simulations). Source: ZAMG

wahrscheinlich, Band  1, Kapitel  1) In Abbildung S.1.10 ist die Temperaturentwicklung in Österreich von 1800 bis 2100, angegeben als Abweichung vom Temperaturmittel der Periode 1971  bis  2000, für das A1B-Emissionsszenario dargestellt. Die mittleren erwarteten Veränderungen der Temperatur im Alpenraum im Zeitraum 2021  bis  2050 verglichen mit der Referenzperiode 1961  bis  1990 sind +1,6 °C (0,27 °C pro Jahrzehnt) im Winter und +1,7 °C (0,28 °C pro Jahrzehnt) im Sommer. Damit liegt der Alpenraum nahe dem EuropaMittel der Erwärmung. So gut wie sicher ist allerdings unter dem A1B-Emissionsszenario eine weitere Erwärmung um etwa +3,5 °C bis zum Ende des 21.  Jahrhunderts und damit eine größere Erwärmung als im europäischen Schnitt (+2.7 °C). Im 21. Jahrhundert ist eine Zunahme der Niederschläge im Winterhalbjahr (um etwa 10  %) und eine Abnahme im Sommerhalbjahr (um etwa 10–20  %) wahrscheinlich, (Band 1, Kapitel 4). Im Jahresdurchschnitt zeichnet sich kein deutlicher Trend ab, da der Alpenraum im Übergangsbereich

83

Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

NORDWEST

SÜDOST 100

100 Schwankungsbereich ENSEMBLES Simulaonen Schwankungsbereich RECLIP Simulaonen Mielwert RECLIP Simulaonen

60

40

40

20

20

−20

−40

−40

2071−2100

−60

1960

1980

2000

2020

2040

2060

2080

2100

2000

2020

2040

2060

2080

2100

1800

2100

2080

2060

2040

2020

2000

1980

1960

1940

1920

1900

1880

1860

1840

1820

−80 −100

1800

−80 −100

1980

−60

1960

−40

−60

1940

−40

1940

0

−20

1920

0 −20

1900

20

1920

40

20

1900

40

1880

60

1860

80

60

1880

80

1860

100

1840

100

1840

1800

−100

1820

−80 2100

2020

2000

1980

1960

1940

1920

1900

1880

1860

1840

1800

JJA Niederschlagsänderung [%]

1820

−80 −100

2060

−60

2080 Mil. Änderung

0

−20 Mil. Änderung

0

2040 2021−2050

DJF Niederschlagsänderung [%]

60

80

1820

80

Abbildung S.1.11. Niederschlagsentwicklung in Österreich seit 1800 aus instrumentellen Beobachtungen sowie die zu erwartende Niederschlagsentwicklung für die Zukunft bis 2100, dargestellt als Abweichung gegenüber dem Mittel 1971 bis 2000. Die Abbildungen oben beziehen sich auf den Winter (DJF: Dezember bis Februar), die Abbildungen unten auf den Sommer (JJA: Juni bis August). Das gesamte Bundesgebiet wurde in zwei Regionen (Nord-West und Süd-Ost) unterteilt. Die Beobachtungsdaten für die Vergangenheit stammen aus der HISTALP Datenbank, die Szenarien für die Zukunft entstammen 22 Ensembles–Simulationen (www.ensembles-eu.org, Darstellung als graue Balken für Einzeljahre) sowie aus reclip:century (http://reclip.ait.ac.at/reclip_century, farbige Balken für die Zeitscheiben 2021 bis 2050 und 2071 bis 2100) Figure S.1.11. Precipitation development in Austria since 1800 (instrumental observations) and expected development to 2100, shown as a deviation from the mean 1971 to 2000. Bars at the top show the winter season (December to February, DJF), the bars at the bottom the summer season (June to August, JJA). The region of Austria is divided (north-west and south-east) into two regions. The observational data for the past stem from the HISTALP database, scenarios for the future from the 22 ensemble simulations (www.ensembles-eu.org, grey bars for single years) and from reclip: century (http://reclip.ait.ac.at/reclip_century, coloured bars for the time slices 2021 to 2050 and 2071 to 2100)

zwischen zwei Zonen entgegengesetzten Trends liegt. (wahrscheinlich, Band  1, Kapitel  4). In Abbildung S.1.11 ist die Niederschlagsentwicklung für die Nordwest- und die Südosthälfte Österreichs, getrennt nach Winter und Sommer von 1800  bis  2100 als Abweichung vom Mittel der Periode 1971 bis 2000 dargestellt. Aus mehreren Modellen lässt sich eine Tendenz zur Niederschlagszunahme nördlich der Alpen im Frühling, Sommer und Herbst erwarten, während die südlichen und westlichen Teile des Alpenraumes Abnahmen aufweisen. Diese räumlich differenzierten Niederschlagsänderungen sind jedoch mit großen Unsicherheiten verbunden. In Abbildung S.1.11 ist der Jahresgang der Änderung für die

84

Perioden 2021 bis 2050 und 2069 bis 2098 dargestellt. Obwohl schon zu Mitte des 21. Jahrhunderts (links) die bereits beschriebene Tendenz zu mehr Niederschlag im Winter und weniger Niederschlag im Sommer im Median zu erkennen ist, zeigen die Modelle in dieser Periode keinerlei Einigkeit über die Richtung der Änderung. Zu Ende des 21.  Jahrhunderts (rechts), zeigt sich aber unter dem A1B-Szenario eine sehr deutliche Tendenz zu trockeneren Verhältnissen im Sommer (etwa 20 % weniger Niederschlag) und feuchteren Verhältnissen im Winter (etwa +10 %). Bei der Globalstrahlung (kurzwellige Sonnen- und Himmelsstrahlung) zeigt sich, ähnlich wie beim Niederschlag, bis

Synthese

zur Mitte des 21. Jahrhunderts kaum eine Veränderung und dies über das gesamte Jahr hinweg. Zu Ende des Jahrhunderts ergibt sich allerdings eine deutliche Zunahme im Sommer sowie eine Abnahme im Winter (Abbildung S.1.12). Dies ist konsistent mit den Niederschlagsprojektionen, da winterliche, niederschlagsproduzierende Wolken die Sonneneinstrahlung abschirmen. Die deutliche Abnahme der relativen Feuchte, gegen Ende des Jahrhunderts um ca. 5 %, resultiert vor allem aus den niederschlagsärmeren Sommermonaten. Die Projektionen zur Windgeschwindigkeit sind mit großen Unsicherheiten behaftet – die Modelle ergeben abweichende Vorzeichen – doch ist gegen Ende des Jahrhunderts nach den meisten Modellen eher mit einer Abnahme der Windgeschwindigkeit zu rechnen, als mit einer Zunahme (Abbildung S.1.12). Methodische Fortschritte zur Optimierung der Schnittstelle zwischen der rein physikalischen Klimamodellierung zur immer wichtiger werdenden Untersuchung der regionalen Auswirkungen des Klimawandels sind erforderlich und versprechen eine vergleichsweise schnelle Qualitätsverbesserung in der Klimafolgenforschung. Dazu ist auch ein besseres Verständnis kleinräumiger Prozesse und von Extremereignissen sehr wichtig.

S.1.5 S.1.5

Extremereignisse Extreme events

Extreme Wetterereignisse können signifikante Auswirkungen auf die Natur, die Infrastruktur und das menschliche Leben haben. Sie sind jedoch statistisch schwer zu erfassen, da Änderungen seltener Ereignisse sich nur in langen Zeitreihen erkennen lassen – je extremer das Ereignis, desto länger die benötigte Zeitreihe. Unsicherheiten bezüglich Häufigkeit und Intensität kleinräumiger extremer Ereignisse, wie Gewitter oder Hagelereignisse, für Vergangenheit und Zukunft sind auch Folge mangelnder räumlicher und zeitlicher Auflösung der verfügbaren Klimadaten bzw. der Klimamodelle. In Österreich werden statistische Untersuchungen dadurch erschwert, dass die meisten älteren Zeitreihen von Tagesdaten im 2. Weltkrieg verloren gingen, lediglich die Zeitreihen der Monatsmittelwerte sind erhalten geblieben. Zusätzlich stellt die hohe Nichtlinearität der Phänomene, die zu Extremereignissen führen, eine noch nicht vollständig gelöste wissenschaftliche Herausforderung dar. Dennoch können einige Aussagen zu Extremereignissen gemacht werden insbesondere wenn sich Überlegungen oder Berechnungen auf die den Ereignissen zugrunde liegenden Prozesse stützen. Temperaturextreme nehmen zu (Hitze). Analysen, die auf homogenisierten täglichen Temperaturextremen seit 1950 be-

ruhen, zeigen österreichweit eine Zunahme der heißen Tage sowie eine Zunahme von warmen Nächten. Parallel dazu haben kalte Tage und kalte Nächte markant abgenommen. Mit dem Anstieg der Temperaturextreme hat sich die Zahl der Frost- und Eistage reduziert. Im 21.  Jahrhundert werden Temperaturextreme, z. B. die Anzahl der heißen Tage, deutlich mehr werden (sehr wahrscheinlich, Band 1, Kapitel 4). Nach Modellberechnungen erhöht sich in Österreich die Temperatur während den Hitzeperioden im Sommer um 4 °C bis zum Ende des 21. Jahrhunderts. Die Häufigkeit im Auftreten von Hitzewellen wird dabei von rund fünf auf etwa 15 pro Jahr am Ende des Jahrhunderts ansteigen. An den zwei heißesten Wiener Stationen ergibt sich ein Anstieg der Hitzetage von derzeit rund 15 Ereignissen im Mittel auf etwa 30 bis zur Mitte des Jahrhunderts und bis zum Ende des Jahrhunderts liegen die Werte zwischen 45 und 50 Ereignissen. Gleichzeitig nehmen kalte Nächte mit Frost in der Innenstadt von derzeit rund 50 Ereignissen auf unter 40 zur Mitte des Jahrhunderts und knapp über 20 am Ende des Jahrhunderts ab (Band  1, Kapitel 3; Band 1, Kapitel 4). Besonders von Temperaturextremen betroffen sind Städte, da sich Effekte der städtischen Wärmeinseln und des Klimawandel überlagern. So kann in Wien, als Beispiel für den urbanen Raum, seit 1951 ein statistisch signifikanter, steigender Trend im Temperaturunterschied zwischen Stadt und dem Umland festgestellt werden. Daraus ergeben sich am Tag besonders hohe Temperaturen und in der Nacht geringe Abkühlung, was zu gesundheitlicher Belastung der StadtbewohnerInnen führt (Band 1, Kapitel 5; Band 3, Kapitel 4). Diese Hitzebelastung wird in Zukunft bei weiter steigenden Temperaturen eine besondere Herausforderung für urbane Räume darstellen. Damit zusammenhängend ist in Zukunft mit höherem Energiebedarf für Raumkühlung zu rechnen, zugleich aber mit sinkendem Heizenergiebedarf (Band  3, Kapitel  5). Zur Reduktion der städtischen Wärmebelastung können städtebauliche Maßnahmen wesentlich beitragen, wie kompakte, aber belüftungswirksame Bebauungsstrukturen, ausreichend Verschattungsmöglichkeiten, Begrünung von Dach-, Fassadenflächen und Straßenraum sowie helle Oberflächen. Angesichts der Langfristigkeit städtischer Planungen und der sich abzeichnenden verstärkten Hitzebelastung der Bevölkerung ist die rechtzeitige Planung derartiger Maßnahmen von größter Wichtigkeit (Band 1, Kapitel 5). Aussagen zu bisherigen Änderungen der Häufigkeit schadensverursachender Niederschlagsereignisse sind wegen unzureichender Datenlage mit erheblichen Unsicherheiten behaftet. Extremwertindizes für Niederschläge, abgeleitet aus homogenisierten Zeitreihen täglicher Niederschlagssummen,

85

Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

W S [m s−1]

RH [%]

G [W m−2]

P [%]

T [K]

2021–2050

2069–2098

7

7

6

6

5

5

4

4

3

3

2

2

1

1

0

0

40

40

Jan

Feb Mar Apr

May Jun

Jul

Aug Sep Oct

Nov

Dec

30

30

20

20

10

10

0

0

−10

−10

−20

−20

−30

−30

−40

−40

−50

−50

4

−60 30 25 20 15 10 5 0 −5 −10 −15 −20 −25 6 Dec 4

2

2

−60 30 25 20 15 10 5 0 −5 −10 −15 −20 −25 6

Jan

Feb Mar Apr

May Jun

Jul

Aug Sep Oct

Nov

Jan

Feb Mar Apr

May Jun

Jul

Aug Sep Oct

Nov

Dec

0

0

−2

−2

−4

−4

−6

−6

−8

−8

−10

−10

−12 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 −0.1 −0.2 −0.3 −0.4 −0.5

Jan

Feb Mar Apr

May Jun

Jul

Aug Sep Oct

Nov

Dec

Jan

Feb Mar Apr

May Jun

Jul

Aug Sep Oct

Nov

Dec

−12 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 −0.1 −0.2 −0.3 −0.4 −0.5

Jan

Feb Mar Apr

May Jun

Jul

Aug Sep Oct

Nov

Dec

Jan

Feb Mar Apr

May Jun

Jul

Aug Sep Oct

Nov

Dec

Jan

Feb Mar Apr

May Jun

Jul

Aug Sep Oct

Nov

Dec

Jan

Feb Mar Apr

May Jun

Jul

Aug Sep Oct

Nov

Dec

Jan

Feb Mar Apr

May Jun

Jul

Aug Sep Oct

Nov

Dec

Abbildung S.1.12. Jahresgang gemäß SRES A1B-Szenario des erwarteten Klimawandels in den Alpen: Änderung der Temperatur (T), Niederschlag (P), Globalstrahlung (G), Relative Feuchte (RH) und Windgeschwindigkeit (WS) im Vergleich zur Referenzperiode 1961 bis 1990. Links: 2021 bis 2050, rechts: 2069 bis 2098. Die blaue Linie zeigt den Median und die graue Schattierung den 10%–90% Perzentilbereich des Ensembles aus mehreren Modellen für das SRES A1B Szenario. Quelle: Gobiet et al. (2014) Figure S.1.12. Annual cycle of expected monthly mean change in the Alpine region of temperature (T), precipitation (P), global radiation (G), relative humidity (RH), and wind speed (WS) relative to the reference period 1961 to 1990 for the SRES A1B-Scenario. Left column: 2021 to 2050, right column: 2069 to 2098. The blue line indicates the median, the grey shading the 10–90th percentile range of the multi model ensemble. Source: Gobiet et al. (2014)

86

Synthese

Niederschlagsintensitäten oder maximale Tagesniederschlagssummen, zeigen bisher weder signifikante noch einheitlichen Trends. Großräumige Extremniederschläge haben seit 1980 eher zugenommen. Klimamodelle lassen jedoch für die Zukunft mehr Extremereignisse erwarten. Fast alle Modellstudien über Niederschlagsextreme der Zukunft betrachten allerdings bis dato lediglich die Änderungen von Mittelwerten auf saisonaler Basis oder die Überschreitungswahrscheinlichkeiten von fixen Perzentilen für große Gebiete. Aussagen der Klimaszenarien hinsichtlich Intensität und Häufigkeit der Ereignisse in der Zukunft sind umso belastbarer je größer die räumlich/zeitliche Ausdehnung eines Extremereignisses (z. B. großräumige Trockenperioden; Band 1, Kapitel 4). Je detaillierter die Analysen über Niederschlagsextreme sind, desto größer werden im Allgemeinen die Unsicherheiten und Modelldifferenzen. Oft zeigt sich in den Ergebnissen der Simulationen hoch aufgelöster Regionalmodelle ein derart komplexes räumliches Muster im Klimasignal für die Zukunft, dass eine klare Interpretation nicht möglich ist. Dies gilt insbesondere für extreme Niederschlagsereignisse mit konvektivem Charakter, wie sie bei sommerlichen Schönwetterlagen oder im Alpenvorland besonders häufig vorkommen (Band  1, Kapitel  3; Band  1, Kapitel 4). Aus einer in der Zukunft wärmeren und absolut feuchteren Atmosphäre lässt sich das Potential für eine erhöhte Wahrscheinlichkeit von starken Niederschlägen ableiten. Von Herbst bis Frühling werden starke und extreme Niederschläge wahrscheinlich zunehmen (Band  1, Kapitel  4). Modelle zeigen für Mitteleuropa im Winter eine Erhöhung der Anzahl der Niederschlagstage und auch der Niederschlagsintensitäten um 10  %. Für mehrtägige Starkniederschläge, die wegen der Sättigung des Bodens mit Wasser ein ganz besonderes Hochwasserrisiko darstellen können, lässt sich für Mitteleuropa kein einheitliches Vorzeichen erkennen. Für das Sommerhalbjahr wurden für Österreich Intensitätszunahmen von 17–26 % für 30-jährliche Niederschlagsereignisse für die Periode 2007 bis 2051 gegenüber der Periode 1963 bis 2006 errechnet. Besonders ausgeprägt zeigt sich die Zunahme der Niederschlagsintensitäten im Südosten und Osten Österreichs während der Herbstmonate – möglicherweise ein Hinweis auf eine Verschiebung der Häufigkeit von Wetterlagen im östlichen Alpenraum (Band 1, Kapitel 4). Für das Hochwasserrisiko in Österreich ist das Klima im Mittelmeerraum von besonderer Bedeutung, da sich Luftmassen über dem Mittelmeer rasch mit Feuchtigkeit anreichen und in den Alpenraum transportiert werden können. Insbesondere das ausgeprägte Niederschlagsmaximum im Süden

Österreichs während des Oktobers ist auf die rege Tätigkeit von Tiefdruckgebieten aus dem Mittelmeer (insbesondere jene auf „Vb-Zugbahnen“) sowie die hohe Oberflächentemperatur des Mittelmeeres zurückzuführen. Viele verheerende Hochwässer der Vergangenheit wurden mit Vb-artigen Zugbahnen in Verbindungen gebracht, so auch die Ereignisse im Juli 1997, im August 2002, oder auch im August 2005. Wiewohl es noch nicht möglich ist mögliche künftige Änderungen in der Häufigkeit der niederschlagsreichen Vb-Zugbahnen zu quantifizieren, ist doch deutlich, dass in Zukunft ein wärmeres Mittelmeer zu niederschlagsreicheren Vb-Lagen führen kann und dadurch das Risiko für extreme Hochwässer in Österreich steigen könnte (Band 1, Kapitel 4). Eine langfristige Zunahme der Sturmtätigkeit, abgeleitet aus homogenisierten täglichen Luftdruckdaten, konnte – trotz einiger herausragender Sturmereignisse in den letzten Jahren – nicht nachgewiesen werden. Auch für die Zukunft ist derzeit keine Veränderung ableitbar. Modelle deuten eine schwache Abnahme der Windgeschwindigkeiten bei 20-jährigen Ereignissen der täglichen Windmaxima an. Allerdings sind die Ergebnisse im Detail unsicher und reichen je nach Modell von +10 % bis −10 % (Band 1, Kapitel 4). Veränderungen in der Häufigkeit oder Intensität von Gewittern und Hagel sind eine der aktuellsten aber auch schwierigsten zu beantwortenden Fragen der Klimaforschung. In der Analyse von Wetterlagen der letzten Jahrzehnte für Mitteleuropa, die über ein hohes Potenzial für Hagelereignisse verfügen, zeigt sich eine schwache, aber statistisch signifikante, Zunahme des Potentials. Regionale Klimamodellsimulationen lassen in diesem Zusammenhang keine Veränderung für die Zukunft (2010 bis 2050) erkennen (Band 1, Kapitel 4). Untersuchungen zur Trockenheit zeigen eine Verdreifachung in der Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer Dürre in der Klimazukunft 2071 bis 2100 im Vergleich zur Vergangenheit (1961 bis 1990) für das SRES A1B Szenario. Zudem verlängert sich die Dauer von Dürreperioden und es werden geringere Bodenfeuchtegehalte erreicht als heute. Da der regionale Niederschlag, die lokale Bodenfeuchte und die Persistenzen der atmosphärischen Zirkulation derzeit mit Modellen noch nicht mit hinreichender Verlässlichkeit erfasst werden können, bleiben diese Aussagen mit beträchtlichen Unsicherheiten behaftet (Band 1, Kapitel 4). Ein besonders von Trockenheit betroffenes Gewässer ist der größte Steppensee Österreichs, der Neusiedler See. Er beeinflusst das regionale Klima deutlich, wird durch Tourismus, Wassersport, Schifffahrt und Fischerei stark genutzt und weist darüberhinaus eine einzigartige Fauna und Flora auf. Trotz menschlicher Eingriffe unterliegt der Wasserhaushalt

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des Sees im Wesentlichen natürlichen Einflüssen, die stark klimaabhängig sind. Geringfügig niedrigere Niederschläge des Zeitraumes 1997 bis 2004 bei steigender Temperatur führten zu kontinuierlich sinkenden Wasserständen. Insbesondere der niedrige Seewasserstand im Jahr 2003, verursacht durch einen extrem niedrigen Jahresniederschlag und hohe Luft-, bzw. Wassertemperaturen, ließ die Frage aufkommen, ob unter zukünftigen Klimabedingungen eine Austrocknung des Sees zu erwarten sei. Studien ergaben bei einer Erwärmung um 2,5 °C eine Erhöhung der Verdunstung um mehr als 20  %. Um diesen Wasserverlust zu kompensieren, müssten die Niederschläge ebenfalls um etwa 20 % zunehmen, was aufgrund vorliegender Klimaszenarien unwahrscheinlich ist. Eine Reihe trockener Jahre dürfte daher in Zukunft zu sehr niedrigen Seewasserständen bis hin zur Austrocknung führen. Dies kann durch wasserwirtschaftliche Maßnahmen gemildert aber letztendlich nicht verhindert werden. Selbst bei einem mäßigen Absinken des Seepegels werden beträchtliche ökologische und wirtschaftliche Auswirkungen erwartet, daher werden sowohl Vermeidungsstrategien (Zufuhr von zusätzlichem Wasser) als auch Anpassungsmaßnahmen wie Diversifizierung des Tourismusangebots und Ausdehnung der Saison in den Frühling und Herbst erwogen (Band 1, Kapitel 5).

des Klimasystems in der Vergangenheit abrupten und teilweise irreversiblen Änderungen unterlegen sind. Die Frage nach dem Auftreten von Kipp-Punkten in der Zukunft kann weder eindeutig verneint, noch eindeutig bejaht werden. Es wird aber davon ausgegangen, dass mit steigender Temperatur und insbesondere bei einer Erwärmung von über 2 °C über dem vorindustriellen Niveau, das Auftreten abrupter Änderungen wahrscheinlicher wird. Zusätzlich muss beachtet werden, dass Kipp-Punkte nicht nur im Klimasystem, sondern auch in anderen natürlichen, politischen, ökonomischen und sozialen Systemen aufgrund des Klimawandels erreicht werden können. Derartige Vorgänge implizieren jedoch enorme Auswirkungen auf die menschliche Zivilisation und das Vorsorgeprinzip erfordert, dass sie bei politischen, ökonomischen und gesellschaftlichen Entscheidungen berücksichtigt werden (Band 1, Kapitel 5).

S.1.6

S.2.1 S.2.1

S.1.6

Die Entwicklung weiter denken: Überraschungen, abrupte Änderungen und Kipp-Punkte im Klimasystem Thinking Ahead: Surprises, Abrupt Changes and Tipping Points in the Climate System

Unerwartete Wettersituationen und neue, überraschende Forschungsergebnisse helfen oft Wissenslücken zu schließen. Eine überraschende Entwicklung der letzten Zeit war etwa die Hypothese, dass der Rückgang des Meereises in der Arktis direkten Einfluss auf Dauer, Schneereichtum und Temperaturniveau der Winter in Europa haben und insbesondere zu häufigeren Kaltluftvorstößen (also extrem kalten Verhältnissen) in Europa führen könnte. Der Rückgang des Meereises in der Arktis ist auch ein Beispiel für eine unerwartet abrupte Änderung im Klimasystem, welche auch in anderen Elementen des Systems vorkommen könnte. Insbesondere die Überschreitung sogenannter Kipp-Punkte kann zu selbstverstärkenden Rückkopplungskreisen und damit zu irreversiblen und sehr starken Änderungen des globalen Klimasystems führen (Band 1, Kapitel 5). Derartige Störungen sind schwer vorherzusagen, doch ist bekannt, dass verschiedene Komponenten oder Phänomene

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S.2 S.2

Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft Impacts on the Environment and Society

Einführung Introduction

Mensch und Umwelt sind untrennbar miteinander verbunden. Die Auswirkungen des Klimawandels müssen daher integriert für das Mensch-Umwelt-System betrachtet werden (Abbildung S.2.1; Band 2, Kapitel 1). Die gegenwärtige Epoche wird auch als Anthropozän bezeichnet. Es gibt (mit wenigen Ausnahmen) kaum noch Orte und Sub-Systeme auf der Erde, die nicht von menschlichen Aktivitäten beeinflusst sind. Da der Mensch so zum Hauptimpulsgeber von Veränderung auf unserem Planeten geworden ist, wurde als Bezeichnung für die aktuelle geologische Epoche der Term Anthropozän („das menschlich Neue“) geprägt (Band 2, Kapitel 1). Die vielfältigen Einflüsse des Menschen auf die Umwelt – unter welchen der menschlich verursachte Klimawandel nur einen Aspekt darstellt – erschweren in einigen Bereichen auch die klare Zuordnung von beobachteten Veränderungen zu Änderungen im Klimasystem (Band  2, Kapitel  4). Um die Komplexität der aktuellen Situation zu durchleuchten und mögliche Lösungsansätze in Hinblick auf die zukünftige Entwicklung aufzuzeigen ist es notwendig, den Menschen als zentrale Triebfeder auf allen Maßstabsebenen zu berücksichtigen (Band 2, Kapitel 1).

Synthese

Abbildung S.2.1. Schnittstellen zwischen globalen Einflussfaktoren und lokalen / regionalen MenschUmwelt-Systemen als Reaktionssystem zwischen Natur- und Anthroposphäre(n) Figure S.2.1. Interfaces between global drivers system und local / regional human-environmental systems as a response systems between the natural spheres and the anthroposhere

Der Klimawandel hat sowohl direkte als auch indirekte Auswirkungen auf Mensch und Umwelt (Band 2, Kapitel 1). Unter direkten Auswirkungen versteht man all jene Bereiche, in denen sich Änderungen in klimatischen Parametern wie Temperatur oder Niederschlag unmittelbar auswirken. Indirekte Auswirkungen wiederum sind all jene, für welche der Klimawandel über die Beeinflussung eines anderen Prozesses im System – und somit nur mittelbar – wirksam wird. In Bezug auf die Auswirkungen von Klimawandel auf Böden muss zum Beispiel zwischen direkten Effekten von Temperatur auf bodenbürtige Prozesse (wie z. B. Verwitterung) und indirekte Effekte über den Klimaeinfluss auf die am Boden stockende Vegetation (welche z. B. durch totes organisches Material die Humusbildung beeinflusst) unterschieden werden (Band  2, Kapitel 5). In manchen Fällen können die indirekten Effekte des Klimawandels stärkere Auswirkungen haben als die direkten Effekte (Band 2, Kapitel 5; Band 2, Kapitel 6). Ursachen und Auswirkungen des Klimawandels sind zeitlich und räumlich entkoppelt. Der Mensch ist sowohl Betroffener als auch Verursacher des Klimawandels. Das lokale Handeln jeder einzelnen Person wirkt sich global im Energiehaushalt der Atmosphäre aus. Der damit verbundene globale Klimawandel zeigt jedoch auf der regionalen und lokalen Ebene stark unterschiedliche Ausprägungen und vielfältige Folgeerscheinungen, die zusätzlich oft stark zeitverzögert auftreten können. Das gleiche Prinzip gilt auch für den Klimaschutz. Der individuelle Beitrag zum Klimaschutz ist für jede / n Einzelne / n in seiner Wirkung weder räumlich noch zeitlich direkt wahrnehmbar. In Regionen, in denen ein überdurchschnittlicher Beitrag zu Klimaschutzmaßnahmen geleistet wird, wirkt sich dies nicht durch eine im Vergleich zu anderen Regionen reduzierte Erwärmung oder auch reduzierte Klimafolgen aus.

Dieses Dilemma der räumlichen und zeitlichen Entkoppelung zwischen Ursache und Wirkung ist mit hoher Wahrscheinlichkeit eine wesentliche Ursache für die immer noch unvollständige Wahrnehmung des globalen Klimawandels. Weiters leidet darunter auch die Akzeptanz nötiger Maßnahmen im Umgang mit dem Klimawandel, sowohl in Hinblick auf Emissionsminderung als auch auf Klimaanpassung. Die räumlich-zeitliche Entkopplung von Ursache und Wirkung verkompliziert auch Fragen von Verursacher und Geschädigtem / Begünstigtem sowie der globalen Verantwortung für den Klimawandel. Global gesehen sind die gegenüber dem Klimawandel am stärksten verwundbaren Gesellschaften vielfach nicht die Hauptverursacher des Klimawandels, wogegen durch Klimawandel induzierte Vorteile größtenteils den Verursachern zufallen, was globale Fragen der Klimagerechtigkeit aufwirft (Band  2, Kapitel  1). Die komplexen Auswirkungen des Klimawandels auf das Mensch-Umwelt-System können durch Vulnerabilität, Resilienz und Kapazität beschrieben werden. Aufgrund der Entkoppelung von Ursachen und Auswirkungen sowie der durch die nichtlinearen Interaktionen über räumliche und zeitliche Skalen hinweg entstehenden Komplexität ist zur Analyse von Klimafolgen ein systemischer Ansatz von Nöten. Vulnerabilität beschreibt, in welchem Umfang ein exponiertes System anfällig gegenüber Störungen oder Stress ist und wie eingeschränkt das System ist, mit diesen Herausforderungen umzugehen bzw. diese zu bewältigen. Sie ist daher ein Maß, das die Empfindlichkeit des Mensch-Umwelt-Systems gegenüber den negativen Effekten des Klimawandels aufzeigt, bzw. beschreibt dessen (fehlende) Fähigkeit, die durch den Klimawandel hervorgerufenen Veränderungen zu bewältigen. Dieser Vulnerabilität wirkt die Resilienz entgegen, welche die Selbsthilfefähigkeit eines Individuums, einer Gesellschaft oder eines

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Abbildung S.2.2. Offenes Konzept zur Anpassungsfähigkeit, basierend auf einem offenen Risikokonzept. Mögliche zukünftige Zustände in Österreich sind eine Funktion der Anpassungsfähigkeit. Quelle: Coy und Stötter (2013) Figure S.2.2. Open concept of adaptability, based on the open risk concept. Possible future conditions that may exist in Austria are a function of its adaptability; Source: Coy and Stötter (2013)

Systems zum Ausdruck bringt, einem ungünstigen Einfluss zu widerstehen, bzw. ihn zu überwinden. Resilienz basiert ursprünglich auf Überlegungen zur Fähigkeit von Ökosystemen, Störungen widerstehen zu können ohne die Struktur zu verändern bzw. gar zusammenzubrechen. In jüngerer Vergangenheit wurde das Konzept der Resilienz auch auf soziale Systeme übertragen. Dabei steht die Fähigkeit von Individuen oder sozialen Gruppen im Mittelpunkt, externe Stressfaktoren und Störungen infolge ökologischer, sozialer oder auch politischer Einflüsse ausgleichen sowie zukunftsorientiert planen zu können. Aufgrund des Wesens dieser beiden Konzepte werden damit in der Regel nur potentiell negative Veränderungen des Systems beschrieben, wogegen durchaus mögliche positive Entwicklungen, hin zu einem verbesserten Systemzustand, unberücksichtigt bleiben. Daher wird oft zusätzlich die Kapazität eines Systems beschrieben, welche als „Aufnahmefähigkeit“ verstanden wird, die es erlaubt einen spezifischen Impuls auch in Richtung eines verbesserten Systemzustands aufzugreifen und weiter zu entwickeln. Dabei geht es um den Aufbau von Kapazität (capacity building), die dann im Sinne einer Anpassungskapazität (adaptive capacity) zur Anpassung an veränderte Rahmenbedingungen beitragen kann (Band 2, Kapitel 1). Anpassung an den Klimawandel ist notwendig, um negative Auswirkungen abzufedern bzw. abzuwenden und um Brüche im System zu vermeiden. Trotz aller Anstrengungen, eine weitere Verstärkung des menschlich verursachten Treibhauseffekts zu vermeiden, ist der Klimawandel im 21.  Jahrhundert unvermeidbar, einzig sein Ausmaß ist noch offen. Anpassung ist daher ein (über-)lebenswichtiges Handlungsprinzip, das dazu beitragen kann, Brüche oder einen Kollaps des Mensch-Umwelt-Systems zu vermeiden. Anpassungsaktivitäten sind zielorientiert und bezwecken entweder eine Reduktion von Risiken oder eine Realisierung von positiven Entwicklungspotentialen. Minderung und Anpassung

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(Band 3, Kapitel 1) des Klimawandels sind eng miteinander verbunden – es besteht umso größerer Anpassungsbedarf je weniger die Anstrengungen der Mitigation greifen. Die Anpassungsfähigkeit eines Systems hängt zum einen von der Vulnerabilität, Resilienz und Kapazität und zum anderen von der Intensität des Klimawandels ab (Abbildung S.2.2). Die Anpassungsfähigkeit eines Systems muss dabei generell in mittel- bis langfristigen Zeiträumen betrachtet werden und besitzt somit, vergleichbar dem Prinzip der Nachhaltigkeit, eine generationenübergreifende Dimension (Band 2, Kapitel 1). Das Konzept der Ökosystemleistungen erlaubt es, die ökologischen Folgen des Klimawandels und deren Auswirkungen auf die Gesellschaft quantitativ zu bewerten. Das Konzept der Ökosystemleistungen – eingeführt vom Millennium Ecosystem Assessment – quantifiziert die von der Natur erbrachten und vom Menschen genutzten Leistungen von Ökosystemen. Dabei werden vier Kategorien von Ökosystemleistungen unterschieden: (1) Versorgungsleistungen: Produkte, die direkt aus Ökosystemen entnommen werden (z. B. Nahrungs- und Futtermittel, Trinkwasser, Holz, Brennstoffe, pflanzliche Arzneistoffe), (2) Regulierungsleistungen: wie die Regulierung von Klima und Luftqualität, Abschwächung von Extremereignissen und biologische Schädlingsbekämpfung, (3) kulturelle Leistungen: wie Erholung, Erleben und Bildung in der Natur, spirituelle und ästhetische Werte sowie (4) Unterstützungsleistungen: Leistungen von Ökosystemen, die notwendig sind, um die Leistungen der übrigen drei Kategorien bereitzustellen (z. B. Photosynthese, Stoffkreisläufe und Bodenbildung). Da Ökosysteme sensitiv auf Klimaänderungen reagieren, und die Leistungen, die Menschen aus Ökosystemen beziehen, von diesen Änderungen betroffen sind, sind Ökosystemleistungen gut geeignet, um Folgeerscheinungen des Klimawandels auf das Mensch-Umwelt-System zu bewerten. Darüber hinaus bietet das (langfristige) Monitoring von Ökosystemleistun-

Synthese

gen die Möglichkeit, auch die teilweise schwierig zu fassenden indirekten Wirkungen des Klimawandels zu quantifizieren (Band 2, Kapitel 1; Band 2, Kapitel 3).

S.2.2 S.2.2

Auswirkungen auf den Wasserkreislauf Impacts on the Hydrological Cycle

Schnee: Die Schneefallgrenze ist seit 1980 gestiegen, wobei der Anstieg vor allem in den Sommermonaten ausgeprägt ist. Für den Winter ist nur ein im Vergleich zur Variabilität geringer Anstieg zu beobachten. Diese Entwicklung deckt sich weitgehend mit der wesentlich stärkeren Zunahme der Lufttemperatur im Sommer verglichen mit dem Winter (Band 1, Kapitel 3; Band 2, Kapitel 2). Aufgrund des Temperaturanstieges ist für den Alpenraum mit einem Anstieg der Schneefallgrenze um 300 bis 600 m bis zum Ende des Jahrhunderts beziehungsweise um etwa 120 m pro 1 °C Erwärmung zu rechnen. Die Dauer der Schneebedeckung hat sich in den letzten Jahrzehnten vor allem in mittelhohen Lagen (um 1000 m Seehöhe) verkürzt. Da sowohl die Schneefallgrenze und damit der Schneedeckenzuwachs, als auch die Schneeschmelze temperaturabhängig sind, ist durch den weiteren Temperaturanstieg eine Abnahme der Schneedeckenhöhen in mittelhohen Lagen zu erwarten (sehr wahrscheinlich, Band 2, Kapitel 2). Für die Höhenstufe von 1 000 bis 2 000 m ergibt sich aus Modellberechnungen eine Abnahme der Schneedeckendauer um im Mittel 30 Tage. In Tieflagen (2 000 m) wird diese Abnahme nur etwa 15 Tage betragen. Der Süden und Südosten Österreichs ist mit ca. 70 Tagen im Mittel besonders von der für die Zukunft prognostizierten Abnahme der Schneedeckendauer betroffen. Eine mit der heutigen Situation vergleichbare Schneebedeckung wird bis zur Mitte des 21. Jahrhunderts erst in etwa 200 Höhenmetern bergwärts verschobenen Lagen auftreten (Band 2, Kapitel 2). In tiefen und mittleren Lagen wird klimabedingt ein Rückgang der Lawinentätigkeit erwartet. Der rückläufige Anteil des festen Niederschlags in tiefen bis mittleren Lagen führt zu geringeren Neuschneemengen, was wiederum die Lawinentätigkeit verringert. In höheren Lagen könnten die Neuschneemengen jedoch zunehmen, wobei temperaturbedingt eine Verschiebung von Staub- zu Nassschneelawinen zu erwarten ist. In Hinblick auf eine geänderte Lawinenaktivität muss auch eine Veränderung des Waldes mit einbezogen werden (Band 2, Kapitel 3), wobei eine steigende Bestockungsdichte in Hochlagen sich dämpfend auf die Lawinenaktivität auswirken könnte (Band 2, Kapitel 4).

Gletscher: Alle vermessenen Gletscher Österreichs haben im Zeitraum seit 1980 deutlich an Fläche und Volumen verloren. So hat z. B. in den südlichen Ötztaler Alpen, dem größten zusammenhängenden Gletschergebiet Österreichs, die Gletscherfläche von 144,2 km² im Jahre 1969 auf 126,6 km² im Jahre 1997 und 116,1 km² im Jahre 2006 abgenommen (Band 2, Kapitel 2). Zwischen 1969 und 1998 haben Österreichs Gletscher in Summe etwa 16,6  % ihrer Fläche eingebüßt (Band 2, Kapitel 2). Die österreichischen Gletscher reagieren in der Rückzugsphase seit 1980 besonders sensitiv auf die Sommertemperatur, daher wird erwartet, dass bis zum Jahr 2030 das Eisvolumen und die Fläche der österreichischen Gletscher auf die Hälfte der Mittelwerte der Periode 1985 bis 2004 gesunken sein wird. Für den zukünftigen Massenverlust der Gletscher spielt das gewählte Klimaszenario eine relativ geringe Rolle, da ein substantieller Teil des zukünftigen Massenverlustes eine (verzögerte) Folge der bereits vergangenen Klimaänderung darstellt. Im günstigsten Szenario stabilisieren sich die österreichischen Gletscher gegen Ende des 21. Jahrhunderts bei etwa 20 % des momentanen Eisvolumens, wogegen das Extremszenario praktisch zum gänzlichen Abschmelzen der Gletscher in Österreich führt (Band 2, Kapitel 2). Bei Blockgletschern führt ein Temperaturanstieg nicht nur zu einer Vergrößerung der sommerlichen Auftauschicht, sondern auch zu einer Bewegungsbeschleunigung (Band 2, Kapitel 4). Abfluss: Der Jahresabfluss in Österreichs Fließgewässern wird durch die temperaturbedingt steigende Verdunstung tendenziell abnehmen. Regional ist von einer stärkeren Abnahme des Jahresabflusses im Süden Österreichs auszugehen. Österreichweite Prognosen für die Abflussabnahme liegen zwischen 3 und 6 % bis zur Mitte des 21. Jahrhunderts und zwischen 8  und  12  % bis zum Ende des Jahrhunderts und variieren in Abhängigkeit des gewählten Klimaszenarios und des jeweiligen Prognosemodells. Inwieweit diese Abnahmen künftig durch Änderungen im Niederschlag kompensiert oder verstärkt werden, ist wegen der großen Unsicherheiten noch nicht zu sagen (Band 2, Kapitel 2). Eine klimabedingte Verschiebung in der saisonalen Abflusscharakteristik in Österreichs Fließgewässern ist sehr wahrscheinlich. Winterniederwässer im Alpenraum werden durch eine erhöhte Wintertemperatur und eine früher eintretende Schneeschmelze tendenziell erhöht. Für Sommerabflüsse wird eine leicht fallende Tendenz erwartet, die im Süden deutlicher ausgeprägt sein dürfte (Band 2, Kapitel 2). Die maximalen jährlichen Hochwasserdurchflüsse haben in den letzten 30  Jahren in rund 20  % der Einzugsgebiete zugenommen. Besonders davon betroffen sind kleine

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

30 Mittel, Max, Min 2001-2005 Mittel, Max, Min 2050

Wassertemperatur OF [°C]

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Abbildung S.2.3. Beobachtete (grün) und für 2050 erwartete (rot) Oberflächenwassertemperaturen (OF) ausgewählter Seen in Österreich während der Badesaison (Juni bis September). Die Säulen geben die mittleren Temperaturen wieder, die Striche erstrecken sich jeweils vom Minimum zum Maximum. Die erwarteten Werte sind mittels linearer Extrapolation berechnet. Quelle: Dokulil (2009)

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5

A lta us se er Se G r un e H al ls dls ee tä W tter ol fg Se an e g Se Tr au e n Fu se sc e hl se M on e ds ee A tte W rs ei ee M sse ill st nse ät e O t ss er S ia ch ee W er S ör th ee er Se e

0

Einzugsgebiete nördlich des Alpenhauptkammes. Österreichweit haben Winterhochwässer deutlich stärker zugenommen als Sommerhochwässer. Ein Einfluss des Klimawandels kann derzeit nicht belegt werden, denn die Häufung der Hochwässer in den letzten Jahrzehnten liegt noch im Rahmen der natürlichen Variabilität. Für die Zukunft wird eine Verschiebung des Hochwasserzeitpunktes in Richtung früher Frühjahrshochwässer und mehr Winterhochwässer insbesondere im Norden Österreichs erwartet (Band 2, Kapitel 2). Das Schadenspotenzial durch Starkniederschläge in Siedlungsräumen wird – insbesondere auch wegen zu gering dimensionierter Kanalnetze, welche das Niederschlagsvolumen nicht mehr aufnehmen und ableiten können – als hoch eingeschätzt (Band 2, Kapitel 6). Gut abgesicherte Prognosen über zukünftige Änderungen von Hochwässern sind jedoch aufgrund der unsicheren Entwicklung klimatischer Extreme (v. a. Starkniederschläge) noch nicht möglich (Band 2, Kapitel 2). Die Gewässertemperaturen sind in den letzten Jahrzehnten sowohl in Seen als auch Fließgewässern angestiegen und weitere Anstiege werden erwartet. In der Periode 2001 bis 2005 lagen die Seentemperaturen während der Badesaison (Juni  bis  September) um 0,9 °C (Einzugsgebiet der Traun), 1,3 °C (Kärntner Seen), und 1,7 °C (Einzugsgebiet der Ager) höher als in der Periode 1960  bis  1989. In den Fließgewässern betrug der Anstieg seit den 1980er Jahren im Mittel über alle Messstellen 1,5 °C im Sommer und 0,7 °C im Winter (Band 2, Kapitel 2). Für die Zukunft wird ein weiterer Anstieg der Gewässertemperaturen erwartet, wobei Seen stärker betroffen sein werden als Fließgewässer. Bis zur Mit-

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Figure S.2.3. Observed (green) and estimated (red) surface water temperatures (OF) in lakes for 2050 during the bathing season (June to September). The columns indicate the mean, the lines the maximum and minimum values between 2001 and 2005; the estimates for 2050 are based on a linear trend. Source: Dokulil (2009)

te des Jahrhunderts werden für die Badesaison durchschnittliche Zunahmen zwischen 1,2  und  2,1 °C in den Kärntner Seen und 2,2  bis  2,6 °C für die meisten Salzkammergutseen erwartet (Abbildung S.2.3). Für Fließgewässer wird bis 2050 ein Anstieg zwischen 0,7  und  1,1 °C im Sommer sowie um 0,4 bis 0,5 °C im Winter erwartet (Band 2, Kapitel 2). Grundwasser, Bodenfeuchte: Für das Grundwasser wurde in den meisten Gebieten Österreichs ein Absinken seit den 1960er Jahren und ein deutlicher Anstieg seit Mitte der 1990er Jahre festgestellt. Diese Schwankungen sind weitgehend auf natürliche Klimavariabilität sowie regionale Grundwassernutzungsänderungen zurückzuführen. Zwischen 1976 und 2008 wurde bei 24% der Messstellen eine fallende Tendenz in den Jahresmittelwerten des Grundwasserstandes festgestellt, während 10% einen steigenden Trend über denselben Zeitraum zeigten (Band 2, Kapitel 2). Der mittlere Bodenfeuchtegehalt sowie die Grundwasserneubildung werden in Zukunft moderat abnehmen. Während für die mittlere Bodenfeuchte in der Vegetationsperiode bis 2050 nur von geringen Änderungen ausgegangen wird, wird für die Periode 2051  bis  2080 eine leichte Abnahme in den Monaten März  bis  August erwartet. Auch für die Grundwasserneubildung sind bis zur Mitte des Jahrhunderts keine großräumigen Veränderungen zu erwarten. In der zweiten Hälfte dieses Jahrhunderts ergeben sich je nach unterstelltem Klimaszenario unterschiedliche Ergebnisse, wobei vor allem in außeralpinen Gebieten Änderungen in der Grundwasserneubildung von +5 % bis zu −30 % prognostiziert werden, und vor allem im Süden und Süd-

Synthese

Abbildung S.2.4. Mittelwerte der Wasserbilanz Österreichs für den Zeitraum 1960 bis 2000. Quelle: Hydrographisches Zentralbüro, BMLFUW, Abteilung IV/4-Wasserhaushalt Figure S.2.4. Average values of the water balance for Austria during the period 1960 to 2000. Source: Central Hydrographical Buro, Austrian Federal Ministry of Agriculture, Forestry, Environement and Watermanagement, Dep. IV/4 Water Balance

osten Österreichs mit Abnahmen zu rechnen ist (Band  2, Kapitel 2). Wasserbilanz: Die Wasserbilanz Österreichs zeichnet sich aktuell durch ein hohes Wasserangebot im Vergleich zur Wassernutzung aus. Für die Referenzperiode 1961 bis 1990 stehen einem mittleren Jahresniederschlag von  1 140  bis  1 170  mm (mm  =  Liter pro Quadratmeter) ein industrieller Verbrauch von 20  mm, eine häusliche Nutzung von 8  mm sowie ein landwirtschaftlicher Beregnungsbedarf von 2  mm gegenüber (Abbildung S.2.4). Für die Zukunft wird erwartet, dass die Verdunstung (derzeit 500–520 mm) zunehmen und der Abfluss (derzeit 650–690 mm) leicht abnehmen wird. Aus was-

serwirtschaftlicher Sicht besteht bis Mitte des 21. Jahrhunderts grundsätzlich nur geringer Handlungsbedarf, wobei jedoch für Gebiete mit bereits heute geringerem Wasserdargebot (v. a. im Osten und Süden Österreichs) Anpassungsbedarf gegeben ist (Band 2, Kapitel 2). Im häuslichen Wasserbedarf zeigt sich seit Jahrzehnten ein leicht rückläufiger Trend, der sich auch in Zukunft fortsetzen wird. Der Grund für diesen rückläufigen Trend liegt in der effizienteren Wassernutzung in Haushalten und Gewerbebetrieben sowie in rückläufigen Rohrnetzverlusten. Während der durchschnittliche Haushaltswasserverbrauch in Österreich im Jahr 2011 bei 135 Liter pro EinwohnerIn und Tag lag wird der

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spezifische Verbrauch bis 2050 auf ca. 120 Liter pro EinwohnerIn und Tag sinken (Band 2, Kapitel 2). Der landwirtschaftliche Wasserbedarf wird in Österreich zum überwiegenden Teil durch den Niederschlag abgedeckt. Im Osten und teilweise auch im Südosten Österreichs ist aber schon aktuell die Bereitstellung von Wasser zur Bewässerung erforderlich, wozu Grundwässer und in geringerem Umfang auch Oberflächenwässer genutzt werden. Infolge erhöhter Temperaturen steigt zukünftig der Wasserbedarf der landwirtschaftlichen Nutzpflanzen, sodass vor allem im Osten und Südosten der Bewässerungsbedarf längerfristig zunehmen wird (Band  2, Kapitel  2). Bei zunehmender Bewässerung ist eine Versalzung des Bodens möglich (Band 2, Kapitel 5).

S.2.3 S.2.3

Auswirkungen auf Relief und Böden Impacts on Topography and Soil

Das Relief ist durch langfristig wirkende geomorphologische Kräfte bestimmt, welche jedoch von kurzfristig agierenden Kräften wie Klimafaktoren überlagert werden. Während beispielsweise die großen alpinen Täler besonders durch die Eiszeiten der letzten 400 000 Jahre geprägt sind, finden in diesen Tälern ganz aktuell viele reliefformende Prozesse statt (z. B. Rutschungen), die durch die aktuell und zukünftig wirkenden Klimafaktoren (vor allem Temperatur, Strahlung und Niederschlag) maßgeblich beeinflusst werden (Band 2, Kapitel 4). Die natürlichen reliefformenden Prozesse in Österreich sind stark durch menschliche Aktivität überprägt. Die Gesellschaft verändert die natürliche Frequenz und Magnitude von geomorphologischen Prozessen wie beispielsweise Muren und Hangrutschungen. Weiters gestaltet und modifiziert sie direkt die materielle Umwelt und verändert somit die Prozessabläufe in der Reliefsphäre (z. B. durch den Bau von Infrastruktur oder die Ausweitung von Nutzungsräumen). Die Gesellschaft steuert aber auch Prozesse der Reliefsphäre (z. B. durch Flussverbauungen und Vegetationsänderungen) und kann sogar als deren Auslöser auftreten (z. B. Überschwemmung durch Fehlfunktion von Schutzbauten). Klimabedingte Änderungen in geomorphologischen Prozessen sowie der Reliefsphäre wirken daher zeitgleich mit gesellschaftlichen Einflüssen. Die Einflussfaktoren Mensch und Klima wirken manchmal verstärkend, manchmal vermindernd und häufig zeitversetzt (Band 2, Kapitel 4; Band 2, Kapitel 1). Bei zunehmenden Starkniederschlägen, langanhaltenden Niederschlagsereignissen sowie Warmlufteinbrüchen bei vorhandener Schneedecke kann die Rutschungsgefährdung zunehmen. Hierbei ist jedoch die jeweilige Landbedeckung (z. B. Wald, Ackerfläche, Grasland) von besonderer

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Bedeutung. Menschlichen Eingriffen (z. B. Landnutzungsänderungen) wird generell ein größerer Einfluss auf zukünftige Rutschungsereignisse zugemessen als dem Klimawandel. Generell besteht noch hohe Unsicherheit in Bezug auf die zukünftige Entwicklung von Rutschungen (Band  2, Kapitel  4; Band 2, Kapitel 5). Es wird vermutet, dass Muren in ihrer Häufigkeit und Magnitude in Zukunft zunehmen werden. Vor allem eine lokale Zunahme von Wärmegewittern oder lang anhaltenden Niederschlagsereignissen könnte in Zukunft zu einem Ansteigen der Murentätigkeit führen. Weiters führen das klimabedingte Schwinden von Permafrost sowie der Rückgang von Gletschern (Band  2, Kapitel  2) durch die Freilegung von nicht gefestigtem Material zu einem Anstieg der Gefährdung durch Muren (Band 2, Kapitel 4). In den von Permafrost beeinflussten Hochlagen wird der Klimawandel zu einer verstärkten Steinschlag- und Felssturztätigkeit führen. Für die größten Teile der Landesfläche, jene die Permafrost frei sind, ist jedoch eine kaum veränderte Aktivität zu vermuten. Generell konnte in Österreich in bisherigen warmen Perioden eine Verschiebung des Maximums der Felssturztätigkeit vom Frühjahr in den Sommer beobachtet werden. Tiefergründige Hangverformungen wie z. B. Bergstürze und Felsgleitungen zeigen in bisherigen Beobachtungen keinen eindeutigen Einfluss des Klimas (Band 2, Kapitel 4). In Österreich muss etwa oberhalb einer Seehöhe von 2 500 m mit dem Auftreten von Permafrost gerechnet werden, was etwa 2  % der Staatsfläche (1 600  km²) entspricht. Eine Temperaturerhöhung um 1 °C kann einen Anstieg der Permafrostgrenze um ca. 200 m bewirken (Band 2, Kapitel 4). Die Permafrostkörper in den österreichischen Alpen werden daher aufgrund der erwarteten Erwärmung zurückgehen und bedeutende Teile davon in Zukunft permafrostfrei werden (Band 2, Kapitel 2). Solifluktion (Bodenfließen) ist eine langsame, hangabwärts gerichtete Fließbewegung des aufgetauten Oberbodens über noch gefrorenem Untergrund (Band 2, Kapitel 4). Die zunehmende Erwärmung im Alpenraum wird infolge des Rückzuges des Permafrostes in größere Tiefen zu einer Abschwächung der Bodenbewegung durch Solifluktion führen. Durch den Gletscherrückgang (Band 2, Kapitel 2) werden auf den freigelegten Flächen Erosion und Sedimenteintrag in Fließgewässern zunehmen. Eine direkte Folge der Gletschererosion ist der hohe Feinsedimenteintrag in Fließgewässern und Seen, was bei letzteren zur Verlandung führen kann. Einerseits kann der Rückzug von Gletschern oder das Auftauen von Permafrost lokal zu einer deutlichen Erhöhung des Geschiebepotenzials und damit des Feststofftransports in

Synthese

Tabelle S.2.1 Abschätzung der Sensitivität von Prozessen im Boden in Bezug auf den Klimawandel. Erstellt von Geitner für AAR14 Table S.2.1 Assessment of the sensitivity of processes in soils related to climate change. Developed by Geitner for AAR14 Prozesse

Sensitivität

Erläuterungen

Mineralkörper Physikalische Verwitterung

++

A oder Z: abhängig von Höhenstufe (Frostwechselhäufigkeit)

Chemische Verwitterung

++

Z: bei Erhöhung der Temperatur (nivale / alpine Stufe) A: bei trockenen Verhältnissen

Biologische Verwitterung

+

A oder Z: bei Vegetationsänderungen

Oxidation

+

Z: bei trockenen Verhältnissen

Reduktion

+

Z: bei feuchten Verhältnissen

Tonmineralbildung

+

A: bei trockenen Verhältnissen

Tonverlagerung

+

A: bei trockenen Verhältnissen

Podsolierung

+

A: bei trockenen Verhältnissen

Carbonatisierung

+

Z: bei trockenen, wechselfeuchten Verhältnissen A: bei feuchten Verhältnissen

" X Mineralisation

+++

Z: bei durchschnittlichen Bedingungen A: bei trockenen oder bei sehr feuchten Verhältnissen

Humifizierung

+

A oder Z: in Abhängigkeit von weiteren Faktoren (z. B. Feuchtigkeit, chemische Zusammensetzung der Streu)

+

A: bei trockenen Verhältnissen

Sonstige Austauschprozesse (Ionen) Aggregatbildung

+

in Abhängigkeit von sonstigen Bedingungen

Bioturbation

++

in Abhängigkeit von sonstigen Bedingungen

Kryoturbation

++

in Abhängigkeit von Dauer der Frostphasen und Anzahl der Frostwechsel, unterschiedlich nach Höhenlage

A = Abnahme, Z = Zunahme, + = mäßige, ++ = mittlere, +++ = starke Wirkung erwartet

Fließgewässern führen. Andererseits muss bei einem vollständigen Verschwinden lokaler Gletscher mittelfristig von einer Abnahme des Feinsedimenteintrages in Gewässern ausgegangen werden. Weiters ist zu beachten, dass der Geschiebetransport in Fließgewässern stark durch menschliche Einflüsse wie Flussregulierungen und Kraftwerksbauten überprägt ist (Band 2, Kapitel 4). Sollten sich Windgeschwindigkeiten lokal erhöhen, kann auch die Winderosion in Zukunft zunehmen. Diese ist jedoch ebenfalls stark von der Vegetation(-sänderung) und landwirtschaftlichen Nutzung abhängig (Band  2, Kapitel  4; Band  2, Kapitel 5). Ökosystemleistungen werden durch etwaige klimabedingte Änderungen im Relief nur geringfügig beeinflusst. Da geologische Prozesse auf ein sich änderndes Klima langsamer reagieren als ökologische Prozesse (Band 2, Kapitel 3), werden erstere für die Bereitstellung von Ökosystemleistungen (Band 2, Kapitel  1) in Österreich während der nächsten Jahrzehnten nur von untergeordneter Bedeutung sein (Band 2, Kapitel 4).

Was den Boden betrifft, sind die deutlichsten Klimaeffekte auf das Bodenleben und den dadurch beeinflussten Humushaushalt zu erwarten. Als Boden wird der oberste, von der Verwitterung beeinflusste Teil (und somit die mit der Atmosphäre in direktem Austausch stehenden obersten Dezimeter) der Erdkruste bezeichnet. Viele Prozesse im Boden sind sowohl temperatur- als auch feuchtigkeitsabhängig – deren zukünftige Entwicklung hängt somit von den lokalen Änderungen in Temperatur und Niederschlag ab. Besonders betroffen sind dabei das Bodenleben und die Prozesse des Humusabbaus, der Nährstoffnachlieferung sowie eine mögliche Veränderungen der Bodenstruktur (Tabelle  S.2.1). Trockene Böden weisen generell eine geringere Diversität des Bodenlebens und weniger robuste Populationen auf als feuchtere, gut sauerstoffversorgte Böden (Band 2, Kapitel 5). Generell reagieren Böden träge auf klimatische Änderungen. Da die Vegetation wesentlich rascher auf Klimaveränderungen reagiert (Band 2, Kapitel 3) und ihrerseits die Bodenentwicklung – vor allem die Bildung der organischen Substanz

95

Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

im Boden – mitbestimmt, ist kurz- und mittelfristig von indirekten Klimaeffekten auszugehen (Band 2, Kapitel 1), die auf den Böden überwiegen werden (Band 2, Kapitel 5). Böden beeinflussen die Kohlenstoffbilanz und sind somit direkt klimawirksam. Die Menge an CO2, die jährlich aus den Böden in die Atmosphäre gelangt (und in etwa in gleichem Maße wieder vom Boden aufgenommen wird), übersteigt die durch fossile Brennstoffe verursachten Emissionen deutlich. Die Erhaltung des ökologischen Gleichgewichts der Böden ist somit ein wichtiger Aspekt des Klimaschutzes. Höhere Temperaturen verstärkten die Mineralisation und können daher zu einer Abnahme der organischen Substanz im Boden (und somit auch des im Boden gespeicherten Kohlenstoffs) führen. Dies setzt allerdings gleichbleibende Feuchtigkeitsbedingungen voraus. Trockenperioden verzögern den Humusabbau, ebenso ein Durchfrieren des Bodens bei geringer Schneelage (Tabelle  S.2.1). Ob und inwieweit die durch steigende Temperaturen erwarteten Humusverluste durch eine erhöhte Biomasseproduktion der Vegetation (z. B. durch erhöhtes CO2-Angebot und längere Vegetationszeiten, Band  2, Kapitel 3) ausgeglichen werden können, ist von Standort und Bewirtschaftung abhängig und noch mit großen Unsicherheiten behaftet. Auch bezüglich der Stabilität von Humuskomplexen und der Rolle des Unterbodens in der Kohlenstoffspeicherung besteht noch Forschungsbedarf (Band 2, Kapitel 5). Temperaturextreme und Trockenphasen haben größere Auswirkungen auf Bodenprozesse als graduelle klimatische Änderungen. Temperaturextreme beeinflussen z. B. Bodenlebewesen stärker als graduelle Veränderungen der durchschnittlichen Temperatur. Weiters beeinflussen Temperaturextreme und Trockenphasen die Umsatzraten von Kohlenstoff und Stickstoff im Boden stark. Bei stärker ausgeprägten Gefrierund Auftauprozessen im Winter (durch Veränderung der Dauer und Mächtigkeit der Schneebedeckung), aber auch bei starkem und langem Austrocknen des Bodens, gefolgt von Starkniederschlagsereignissen, steigen die Umsetzungsraten von Kohlenstoff und Stickstoff, wodurch es unmittelbar nach derartigen Ereignissen zu Spitzen in der THG-Emission kommt (Band 2, Kapitel 5). Durch einen lokal möglichen Rückgang von Sickerwasser und Grundwasserspiegel unter trockeneren Bedingungen (Band 2, Kapitel  2) kann auf wasserbeeinflussten Böden (Gley, Pseudogley) der Stauwassereinfluss reduziert und somit die Ertragsleistung erhöht werden. Derartige Änderungen können jedoch auch die natürliche Dynamik von Au- und Moorböden beeinträchtigen. Insbesondere Moorböden, die einen bedeutenden Kohlenstoffspeicher darstellen, reagieren empfindlich auf steigende Temperaturen und Austrocknung (Band 2, Kapitel 5).

96

Ackerböden sind stärker von der Zunahme klimatischer Extreme betroffen als Grünlandböden. Bei Ackerböden kann insbesondere in Phasen unvollständiger oder fehlender Bodenbedeckung die Erosion durch Wasser und Wind zunehmen (Band 2, Kapitel 4; Band 2, Kapitel 5). Anbau- und Bodenmanagement werden daher zukünftig an Bedeutung gewinnen, um mögliche klimabedingte Probleme durch angepasste Bewirtschaftung zu kompensieren. Für Grünlandböden ist generell von hoher Stabilität auszugehen, wobei auch hier eine klimabedingte Reduktion des Humusgehaltes möglich ist (Band  2, Kapitel  5). Im Lichte von globalen Fragen der Ernährungssicherheit bei gleichzeitig steigenden Nutzungsansprüchen an Böden (z. B. durch die vermehrte Nutzung von Bioenergie) könnte eine Steigerung der Stickstoffnutzungseffizienz in Böden einen Beitrag leisten (Band 2, Kapitel 5). Naturnahe Böden werden ihre Funktionen und Leistungen auch unter veränderten klimatischen Bedingungen besser erfüllen als stark menschlich beeinträchtigte Böden. Bodenschutz ist daher nicht nur Klimaschutz, sondern auch ein wichtiger Beitrag zur Klimaanpassung. Steigende Temperaturen führen zu erhöhten CO2-Emissionen aus Waldböden. Bei einer Temperaturerhöhung um 1 °C wird in etwa 10 % mehr CO2 durch Bodenatmung freigesetzt, bei einer Erwärmung um 2 °C werden rund 20 % mehr CO2 und N2O emittiert. Auch eine Zunahme von Störungen (z. B. durch Windwurfereignisse und nachfolgende Borkenkäferkalamitäten, Band  2, Kapitel  3) führt zu Humus- bzw. Bodenverlusten durch Erosion, zu einer erhöhten Freisetzung von CO2 aus dem Boden sowie zu einer Beeinträchtigung der hydrologischen Bodenfunktionen (Band 2, Kapitel 5). Über Auswirkungen des Klimawandels auf Hochgebirgsböden und Stadtböden ist noch wenig bekannt. Eine klimabedingte Veränderung der Vegetation – gerade im Bereich der aktuellen Waldgrenze (Band  2, Kapitel  3) – wird auch die Humusquantität und -qualität von Hochgebirgsböden beeinflussen. Andererseits werden höhere Temperaturen auch hier den Humusabbau begünstigen, zumal die Böden der Hochlagen leicht abbaubare Komponenten enthalten. Aufgrund der kleinräumigen Differenzierung der Gebirgsböden sind generelle Aussagen jedoch nur bedingt möglich (Band 2, Kapitel 5). Bei Stadtböden ist von einer starken Gefährdung durch den Klimawandel auszugehen, da sie durch die starke menschliche Beeinflussung schon per se einer erhöhten Temperatur sowie einem reduzierten Wassergehalt ausgesetzt sind und ein natürlicher Bodenaufbau oftmals fehlt. Detaillierte Studien zur Klimasensitivität von Stadtböden in Österreich fehlen jedoch (Band 2, Kapitel 5).

Synthese

S.2.4 S.2.4

Auswirkungen auf die belebte Umwelt Impacts on the Living Environment

In niederschlagsärmeren Gebieten nördlich der Donau sowie im Osten und Südosten Österreichs werden sich die landwirtschaftlichen Erträge verringern. In kühleren, niederschlagsreicheren Gebieten Österreichs steigert wärmeres Klima hingegen das Ertragspotenzial von landwirtschaftlichen Nutzpflanzen. Nicht bewässerte Sommerkulturen mit geringeren Temperaturansprüchen wie Sommergetreide, Zuckerrüben und Erdäpfeln werden zunehmend von Hitzestress und Trockenschäden betroffen sein. Das Ertragspotenzial dieser Kulturen wird stagnieren oder zurückgehen, insbesondere auf leichten Böden mit geringer Wasserspeicherkapazität (Band 2, Kapitel  3). Möglicherweise müssen bisher nicht bewässerte Kulturen regional zunehmend bewässert werden (Band 2, Kapitel 2; Band 2, Kapitel 3). Bei aktuell bereits bewässerten Kulturen ist ein zunehmender Wasserbedarf zu erwarten (Band 2, Kapitel 3). Das klimatische Anbaupotenzial wärmeliebender Nutzpflanzen wie z. B. Körnermais oder Wein weitet sich in niederschlagsreicheren Gebieten deutlich aus. Wärmeliebende Sommerkulturen wie Mais, Sojabohnen oder Sonnenblumen können durch die zunehmenden Temperaturen auch im Ertragspotenzial profitieren, solange die Wasserversorgung nicht limitierend wirkt. Die auf nationaler Ebene beobachteten Ertragssteigerungen der vergangenen Jahrzehnte sind jedoch primär dem Fortschritt bei Agrartechnik, agro-chemischen Maßnahmen und der Pflanzenzüchtung – und somit nicht dem Klimawandel – zuzuschreiben. Für die Schweiz und Österreich zeigt sich neben steigenden Erträgen auch eine steigende zwischenjährliche Variabilität, welche zumindest zum Teil auf den Klimawandel zurückzuführen ist (Band 2, Kapitel 3). Winterkulturen könnten ein ansteigendes Ertragspotential aufweisen, da sie die Winterfeuchte in den Böden besser ausnutzen. Allerdings besteht an nassen Standorten oder in niederschlagsreichen Regionen zunehmend auch die Gefahr von Staunässe durch zunehmende Niederschläge im Winterhalbjahr. Auch droht Winterkulturen (wie z. B. Winterweizen) bei wärmeren Wintern zunehmend Gefahr durch Schädlinge und Krankheiten (Band 2, Kapitel 3). Ein weiterer Temperaturanstieg wird den Weinbau in bisher weniger geeigneten Klimalagen in Österreich begünstigen. In den bestehenden Weinanbaugebieten wird sich ein Temperaturanstieg besonders günstig auf Rotweinsorten bzw. die Rotweinqualität auswirken. Bei Weißweinsorten, für welche der Säuregehalt ein wesentliches Qualitätsmerkmal ist, könnte sich die Qualität in kühleren oder neuen Anbaugebie-

ten verbessern, in bisherigen Anbaugebieten jedoch auch vermindern (Band 2, Kapitel 3). Obstkulturen werden von den erwarteten klimatischen Änderungen negativ betroffen sein. Dabei sind insbesondere zunehmende Trockenheit und Bewässerungsbedürftigkeit problematisch, da Obstkulturen generell einen höheren Wasserbedarf haben und hitze-, bzw. trockenheitsempfindlicher sind als zum Beispiel der Wein. Auch eine Zunahme der Gewittertätigkeit bzw. der Heftigkeit von Gewittern könnte die Schadensgefahr insbesondere durch Hagel weiter steigen lassen. In Tal- und Beckenlagen ist eine Zunahme von Spätfrostschäden insbesondere während der Blüte zu erwarten. Zusätzlich können durch extreme Witterungsphasen Störungen im Wachstumsrhythmus eintreten. So können zum Beispiel warme Witterungsabschnitte im Winter zu einer Abnahme der Frosthärte der Obstgehölze führen und damit die nachfolgende Frostschadensgefahr erhöhen (Band 2, Kapitel 3). Auch Nutztiere leiden unter dem Klimawandel. Zunehmende Hitzeperioden können bei Nutztieren die Leistung verringern und das Krankheitsrisiko erhöhen. Eine zunehmende Hitzebelastung kann z. B. zu einem Rückgang der Milchleistung bei Kühen oder zu einer Abnahme der Eigröße bei Legehennen führen. Neben der Umgebungstemperatur beeinflusst auch die Luftfeuchtigkeit und -strömung das thermische Wohlbefinden der Tiere (Band 2, Kapitel 3). Klimabedingt wird die Produktivität österreichischer Wälder in Berglagen und Regionen mit ausreichendem Niederschlag zunehmen. In östlichen und nordöstlichen Tieflagen und in inneralpinen Beckenlagen nimmt die Produktivität hingegen aufgrund zunehmender Trockenperioden ab. Ob potentielle Zuwachssteigerungen in der praktischen Waldbewirtschaftung tatsächlich realisiert werden können, wird jedoch zu einem wesentlichen Teil von den zahlreichen Risikofaktoren und deren klimabedingten Änderungen abhängen (Band 2, Kapitel 3). So nimmt z. B. die Intensität und Häufigkeit von Störungen in Waldökosystemen unter allen diskutierten Klimaszenarien zu. Insbesondere gilt dies für das Auftreten wärmeliebender Insekten wie etwa Borkenkäfern. Zusätzlich ist mit neuartigen Schäden durch importierte oder aus südlicheren Regionen einwandernden Schadorganismen zu rechnen. Abiotische Störungsfaktoren wie etwa Stürme, Spät‐ und Frühfröste sowie Nassschneeereignisse könnten ebenfalls höhere Schäden als bisher verursachen. Diese Störungen können zudem Auslöser für Massenvermehrungen und Epidemien bedeutender forstlicher Schadorganismen wie etwa Borkenkäfern sein. Störungen führen einerseits zu geringeren Erlösen in der Holzproduktion (Band 2, Kapitel 3). Andererseits wird auch die Schutzfunktion der Wälder u. a.

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

vor Steinschlag, Muren und Lawinen oder auch ihre Fähigkeit zur Kohlenstoffspeicherung durch steigende Störungen beeinträchtigt (Band 2, Kapitel 3; Band 2, Kapitel 4). Die trockenen Sommer der Jahre 2003  und  2007 haben gezeigt, dass auch in Österreich Waldbrände unter den entsprechenden Witterungsbedingungen rasch entstehen und erhebliche Ausmaße annehmen können. Aufgrund der erwarteten Erwärmung und der steigenden Wahrscheinlichkeit trockener Witterungsabschnitte im Sommer wird für die Zukunft eine größere Häufigkeit und Schwere von Waldbränden für den Alpenraum erwartet. Eine erhöhte Feuerfrequenz stellt insbesondere für den alpinen Raum ein Risiko dar, da dort die Regenerationszeit der Vegetation nach Waldbränden hoch ist und die Schutzfunktion des Waldes gegen Naturgefahren reduziert bzw. zunichte gemacht werden könnte (Band 2, Kapitel 4; Band 2, Kapitel 3). Laubwaldgesellschaften werden in Österreichs Wald an Konkurrenzkraft gewinnen. In Österreich würde eine Erwärmung von 2 °C bei gleichzeitig geringfügig reduziertem Niederschlag auf knapp 80 % der Waldfläche zu einer Veränderung der potentiell natürlichen Waldgesellschaft führen, wobei vor allem Buchen-, aber auch Eichen- und Buchen-TannenFichtenwaldtypen ihr potentielles Areal erhöhen würden. Regionale Unterschiede sowie die standörtliche Heterogenität im Gebirgswald führen in Verbindung mit der aktuellen Bestockung jedoch zu kleinräumigen Unterschieden in der zukünftigen Entwicklung des Österreichischen Waldes. Bis zu einem Schwellenwert der Temperaturerhöhung von in etwa +1 °C wird davon ausgegangen, dass keine größeren Arealänderungen von Waldgesellschaften in Österreich auftreten würden (Band 2, Kapitel 3). In alpinen Lagen können kälteangepasste Pflanzen in größere Höhen vordringen, jedoch auch von wärmeliebenderen Arten verdrängt werden. Das Höhersteigen der Arten in alpinen Gipfelzonen ist ein europaweit nachweisbarer Prozess, der in Österreich zu einer Vermehrung der Artenvielfalt in höheren alpinen Lagen führen kann. Weiters ist ein Anstieg von wärmeliebenden Arten auf Kosten von kälteangepassten Arten in der alpinen Vegetation zu beobachten. Während letztere in Nischen trotz Erwärmung derzeit noch überdauern können, ist mittelfristig ein lokales Aussterben von kälteangepassten Arten der alpinen Vegetation zu erwarten. Aus dem Hochgebirge stammende Arten in den niedrigeren Randlagen der Alpen sind davon besonders betroffen (Band 2, Kapitel 3). Hochmoore sind stark vom Klimawandel betroffen. Es wird geschätzt das 85 % der Hochmoore in Österreich durch einen Temperaturanstieg um 2–3 °C gefährdet sind (Band 2, Kapitel 3).

98

Österreichs Tierwelt wird durch den Klimawandel zunehmend mediterran geprägt. Dies lässt sich anhand von Artenverschiebungen bei verschiedenen Tiergruppen, wie z. B. den Libellen, Wanzen oder wirbellosen Süßwassertieren, bereits nachweisen. Gleichzeitig werden klimabedingte Arealverluste für viele Tierarten und Artengruppen erwartet, unter anderem für viele endemische (d. h. sonst nirgendwo vorkommende) Arten. Arealverschiebungen von Arten sind jedoch nicht nur von der Reaktion der einzelnen Art auf den Klimawandel abhängig, sondern werden auch durch die Fähigkeit zu wandern und sich gegenüber in neuen Gebieten vorkommenden Arten durchzusetzen bestimmt (Band 2, Kapitel 3). Amphibien sind aufgrund ihrer Lebensraumansprüche und geringen Mobilität besonders durch den Klimawandel gefährdet. Die projizierte Änderung der Niederschlagsverteilung ist dabei als Gefährdungsfaktor vermutlich von größerer Bedeutung als Temperaturveränderungen (Band 2, Kapitel 3). Im Vordergrund stehen indirekte Auswirkungen (Band 2, Kapitel  1) als Folge von Lebensraumverlust, z. B. der mögliche Rückgang von periodischen Kleingewässern und der Verlust von Feuchtlebensräumen als Folge häufiger auftretender oder verlängerter Trockenperioden (Band 2, Kapitel 3). Reptilien sind potentielle Gewinner des Klimawandels. Mit verlängerten sommerlichen Bedingungen ist für Reptilien in Österreich ein Anstieg des Reproduktionserfolges zu erwarten. Eine erfolgreiche Vermehrung nicht heimischer Reptilienarten (wie z. B. Schildkrötenarten) im Freiland wird vereinzelt bereits beobachtet (Band 2, Kapitel 3). Eine Verschiebung in Richtung warmwasserliebender Fischarten ist zu erwarten. Eine Erwärmung von 2,5 °C (Band  2, Kapitel  2) könnte eine Höhenverschiebung der Fischregionen um 70 Höhenmeter bzw. eine Verlagerung der Fischregionen flussaufwärts im Ausmaß von ca. 30  km bedeuten (Band 2, Kapitel 3). Diese theoretische Verschiebung flussaufwärts wird aber in vielen Fällen nicht möglich sein, da die Gewässer dort oftmals für Fische zu klein sind. Insgesamt ist daher mit einem Verlust an Forellen- und Äschengewässern zu rechnen. Mehr als die Hälfte der heimischen Fischarten scheint bereits in den roten Listen auf und zusätzliche Belastungen durch Klimaänderungen aber auch dem weiteren Ausbau der Wasserkraft werden zu einer weiteren Gefährdung der heimischen Fischfauna führen (Band 2, Kapitel 3). Der Klimawandel wirkt nicht nur auf einzelne Pflanzenund Tierarten, sondern beeinflusst auch deren Zusammenspiel in Lebensgemeinschaften stark. Klimabedingt können sich in Zukunft die Beziehungen zwischen Räuber und Beute, Parasit und Wirt sowie Pflanze und Bestäuber ändern. Durch eine zeitliche Entkoppelung von Prozessen, wie z. B. dem

Synthese

Copyright: Climate Change 2007: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Working Group II Contribution to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Figure 8.1. Cambridge University Press.

Abbildung S.2.5. Direkte und indirekte Wirkungspfade von Klimawandel auf Gesundheit. Quelle: adaptiert nach Confalonieri et al. (2007); McMichael et al. (2004) Figure S.2.5. Direct and indirect impact chainsinfluencing pathways of climate change affecting health. Source: adapted from Confalonieri et al. (2007); McMichael et al. (2004)

Blühzeitpunkt von Pflanzen und dem Entwicklungsstadium des Bestäubers oder durch eine räumliche „Auseinanderverschiebung“ der Areale (geringere zukünftige Arealüberschneidungen von interagierenden Arten) können Ökosysteme stark beeinflusst werden (Band 2, Kapitel 3). Generell sind Ökosysteme mit sehr langer Entwicklungsdauer besonders vom Klimawandel betroffen. Dazu zählen in Österreich sowohl Wälder als auch Lebensräume oberhalb der Waldgrenze und Moore. Durch die langsam ablaufende Entwicklung (relativ zum fortschreiten des Klimawandels) können sich derartige Ökosysteme nur bedingt an die klimatischen Änderungen anpassen. Die dadurch entstehende hohe Klimavulnerabilität betrifft sowohl die Pflanzenals auch die Tierwelt in derartigen Ökosystemen (Band  2, Kapitel 3).

S.2.5 S.2.5

Auswirkungen auf den Menschen Impacts on Humans

Die Zunahme von Hitzewellen führt zu steigenden Mortalitätsraten. Temperaturerhöhung und insbesondere Hitzewellen sind die Klimafaktoren mit den wahrscheinlich gravierendsten direkten Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit (Abbildung S.2.5). Hitze belastet den menschlichen Organismus und kann vor allem bei einer schlechten ge-

sundheitlichen Ausgangslage bis hin zum Tod führen. Insbesondere bei älteren Personen aber auch bei Kleinkindern oder chronisch Kranken, werden vermehrt Herz-Kreislaufprobleme festgestellt, häufig infolge von Dehydration. Es gibt eine ortsabhängige Temperatur, bei welcher die Sterblichkeitsrate am geringsten ist; jenseits dieser nimmt die Mortalität pro 1 °C Temperaturanstieg um 1–6  % zu (sehr wahrscheinlich, hohes Vertrauen, Band 2, Kapitel 6, Band 3, Kapitel 4). Vor allem ältere Menschen und auch Kleinkinder weisen oberhalb dieser optimalen Temperatur einen deutlichen Anstieg des Sterberisikos auf. Über Anpassungsmöglichkeiten und Anpassungsgeschwindigkeit an höhere Mitteltemperaturen ist noch wenig bekannt. Hitzewellen belasten vor allem Menschen in städtischen Siedlungsräumen, da die Hitzewellen durch den städtischen Wärmeinseleffekt (höherer Strahlungsumsatz und Wärmespeicherung) in größeren Städten verstärkt und gegebenenfalls verlängert werden kann. Auch ist die nächtliche Abkühlung in städtischen Siedlungsräumen sehr viel geringer als im ländlichen Raum, wodurch die nächtliche Erholungsphase beeinträchtigt wird (Band  2, Kapitel  6). Für die Hitzewelle im Jahr 2003 wurden in Österreich zwischen  180  und  330 hitzebedingte Todesfälle registriert. Niederschlagsbedingte Extremereignisse (Muren, Überflutungen etc.) erhöhen die Verletzungsgefahr und können ebenfalls das Leben bedrohen. Die in Schwellen- und Entwicklungsländern häufig mit Über-

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

schwemmungen verbundene Seuchengefahr ist bei intakten hygienischen Rahmenbedingungen in Österreich ein geringeres Problem. Indirekte Klimaauswirkungen auf die menschliche Gesundheit sind durch die Ausbreitung nichtheimischer Tierund Pflanzenarten zu erwarten. Hier spielen vor allem jene Krankheitserreger eine Rolle, die von blutsaugenden Insekten und Zecken übertragen werden. Denn nicht nur die Erreger selbst, sondern auch die Vektoren (Insekten und Zecken) sind in ihrer Aktivität und Verbreitung von klimatischen Bedingungen abhängig. Neu eingeschleppte Krankheitserreger wie etwa Viren, Bakterien und Parasiten, aber auch allergene Pflanzen und Pilze, wie z. B. das Beifußblättrige Traubenkraut (Ambrosia artemisiifolia) sowie der Eichenprozessionsspinner (Thaumetopoea processionea) und neue Vektoren z. B. die Tigermücke (Stegomyia albopicta) können sich etablieren, aber auch bereits vorhandene Krankheitserreger können sich regional ausbreiten (oder auch verschwinden). So beobachtet man schon jetzt eine Verschiebung der Zeckenpopulationen in höhere Regionen. Nager dienen als Reservoire, ihre Verbreitung und Zahl verschiebt sich mit dem Klimawandel. Da komplexe JägerBeute-Beziehungen eine wichtige Rolle spielen, sind konkrete Abschätzungen zukünftiger Entwicklungen schwierig. Zu den möglicherweise vermehrt auftretenden Krankheiten zählen die von Zecken und anderen Vektoren übertragene Hirnhautentzündung, das Gelbfieber, Dengue, Malaria, Leishmania, Hanta sowie grippeartige Erkrankungen. Auch durch Trinkwasser und Lebensmittel übertragene Krankheitserreger (z. B. Salmonellen) sind temperaturabhängig und können sich bei höheren Durchschnittstemperaturen entsprechend weiter ausbreiten (Band 2, Kapitel 6). Die gesundheitliche Betroffenheit durch den Klimawandel ist eng mit sozialen Bedingungen verknüpft. Meist ist es das Zusammentreffen verschiedener sozialer Faktoren (z. B. niedriges Einkommen, geringer Bildungsgrad, wenig Sozialkapital, prekäre Arbeits- und Wohnverhältnisse, Arbeitslosigkeit, eingeschränkte Handlungsspielräume), die weniger privilegierte Bevölkerungsgruppen besonders verwundbar für Folgen des Klimawandels machen. Ärmere soziale Schichten sind – zum Teil bedingt durch die Lage ihrer Wohnungen und Häuser im Siedlungsraum (z. B. im dicht verbauten Gebiet mit wenig Grün, im hochwassergefährdeten Bereich), mehr jedoch durch die bautechnische Beschaffenheit der Gebäude – dem Klimawandel gegenüber besonders exponiert und haben weniger Möglichkeiten zur Anpassung (z. B. an zunehmende Hitzewellen) und zum Schutz der Gesundheit. Die Abschwächung und Verkürzung der kalten Jahreszeit (weniger Heizgradtage) kann angesichts steigender Energiepreise hinge-

100

gen als ein entlastender Faktor für sozial Schwächere wirken (Band 2, Kapitel 6). Frauen handeln in vielen Bereichen klimafreundlicher als Männer, sind jedoch auch in Österreich oft stärker von Auswirkungen des Klimawandels betroffen. Während der Hitzewelle 2003 sind in Europa deutlich mehr Frauen als Männer (über alle Altersgruppen) zu Tode gekommen (Band 2, Kapitel 6). Der klimabedingte Migrationsdruck auf Österreich aus Entwicklungs- und Schwellenländern wird zunehmen. Dies ist vor allem dem globalen Ungleichgewicht zwischen den Verursachern des Problems und den am meisten betroffenen Menschen geschuldet (Band 2, Kapitel 6; Band 2, Kapitel 1). Ob sich der steigende Migrationsdruck auch in erhöhten Einwanderungszahlen niederschlagen wird, hängt jedoch von der politischen Gestaltung ab (Band 2, Kapitel 6). Gemessen am übrigen Europa werden für Österreich mittlere direkte Klimafolgekosten erwartet (Band  2, Kapitel  6). Die zu erwartende höhere Variabilität im Niederschlag wird primär die Land- und Forstwirtschaft, und mit Einschränkungen auch die Energie- und Wasserwirtschaft der östlichen und südöstlichen Landesteile betreffen (Band 2, Kapitel 2; Band 2, Kapitel 3). Die potenzielle Zunahme extremer Niederschlagsereignisse sowie deren mittelbare Folgen, wie Überschwemmungen und Massenbewegungen, werden vor allem im alpinen Raum sowie in einigen Flusstälern hohe Schadenspotenziale für die Infrastruktur zeitigen (Band 2, Kapitel 2; Band 2, Kapitel 4). Es ist dabei zu beachten, dass die absolute Abschätzung der Klimafolgekosten schwierig ist, da nicht nur Veränderungen in der Qualität und Quantität eines Gutes bzw. einer Dienstleistung Berücksichtigung finden müssen, sondern auch Auswirkungen auf nicht über Märkte gehandelte Ökosystemleistungen (Band 2, Kapitel 6). Die ökonomischen Gesamtschäden durch extreme Wetterereignisse sind in Österreich in den letzten Jahren stark angestiegen. Auf Basis von Versicherungsdaten wird für Österreich zwischen 1980 und 2010 ein Gesamtschaden durch extreme Wetterereignisse von 10,6 Mrd. Euro geschätzt (in Preisen von 2013, Abbildung S.2.6). Zu beachten ist jedoch, dass für das Ansteigen der ökonomischen Schäden sowohl die Anzahl und Intensität der Wetterereignisse als auch die steigende Exposition von Sachwerten verantwortlich sind. So sind z. B. aufgrund des starken Siedlungswachstums in einigen Risikoregionen die Schadenspotenziale in den vergangenen Jahrzehnten stark angestiegen. Für die Periode 2001 bis 2010 schlagen sich insbesondere die Hochwässer 2002 (rund 3,7 Mrd. Euro) und 2005 (knapp 0,6 Mrd. Euro) sowie mehrere starke Winterstürme mit Schäden von jeweils mehreren hundert  Mil-

Synthese

1 300 geschätze nicht versicherte Schäden (in Preisen 2010) geschätzte versicherte Schäden (in Preisen 2010)

3 670 Millionen EUR Gesamtschaden. Anteil des Augusthochwassers 2002 daran: 3 545 Millionen EUR.

1 100

900

700

500

300

100

2013

2012

2011

2010

2009

2008

2007

2006

2005

2004

2003

2002

2001

2000

1999

1998

1997

1996

1995

1994

1993

1992

1991

1990

1989

1988

1987

1986

1985

1984

1983

1982

1981

1980

-100

Abbildung S.2.6. Wetter- und witterungsbedingte Schäden in Österreich 1980 bis 2010. Copyright: Münchener Rückversicherungs-Gesellschaft Geo Risks Research, NatCatSERVICE (2014) Figure S.2.6. Weather and climate related damage in Austria 1980 to 2010. Copyright: Munich Re Geo Risks Research, NatCatSERVICE (2014)

lionen  Euro zu Buche. Es ist zu beachten, dass es sich dabei lediglich um direkte Schadenskosten handelt, die durch Wiederherstellung und Reparaturen anfielen, während indirekte Kosten von Folgewirkungen nicht erfasst sind. Weiters finden viele kleinere Ereignisse oder sich langsam aufbauende Schäden hier keine Berücksichtigung, weswegen der ökonomische Gesamtschaden durch Wetterereignisse noch deutlich höher als die hier angeführten Werte liegen dürfte (Band  2, Kapitel 6). Der Wintertourismus in Österreich wird mit hoher Wahrscheinlichkeit negativ vom Klimawandel betroffen sein. Eine winterliche Erwärmung und damit verbundene Verkürzung bzw. Unterbrechung der Saison sowie die geringere Schneesicherheit in tieferen Lagen und im Osten des Landes wird sich negativ auf den Wintertourismus auswirken. Weiters ist von einer steigenden Abhängigkeit von wasser- und energieintensiver künstlicher Beschneiung in ganz Österreich auszugehen (Band 2, Kapitel 6). Für Bade- und Erholungstourismus bieten steigende Temperaturen sowie geringere Niederschlagshäufigkeit zukünftig Chancen. Diesbezüglich wird vor allem der Sommertourismus vom Klimawandel profitieren, wobei sich Österreich gegebenenfalls auch als „Sommerfrische“ gerade für die Mittelmeerländer positionieren könnte. Allerdings müssen diese

Potentiale auch entsprechend genutzt werden und es ist noch nicht klar, wie weit sich diese Möglichkeiten in Zukunft erschließen lassen werden. Es wird erwartet, dass die Zuwächse im Sommertourismus die Verluste im Wintergeschäft mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht kompensieren werden können (Band 2, Kapitel 6). Der Städtetourismus zeigt sich insgesamt dem Klimawandel gegenüber als relativ robust. Auswirkungen sind insofern zu erwarten als sich die Aktivitäten von Städtetouristen eventuell stärker auf städtische Grünflächen, Parks und Gastgärten konzentrieren werden und nicht klimatisierte Gebäude in den Sommermonaten eher gemieden werden. Weiters ist mit einer Verlagerung der Besucherzahlen in Städten vom Sommer hin zu den Übergangsjahreszeiten zu rechnen (Band 2, Kapitel 6). Hinsichtlich des Energiebedarfs werden die klimawandelbedingten Heizenergieeinsparungen mit hoher Wahrscheinlichkeit den zusätzlichen Energiebedarf zur Raumkühlung mehrfach übertreffen (Band  2, Kapitel  6). Österreich deckt derzeit seinen Strombedarf zu etwa 60 % aus Wasserkraft. Für die Zukunft wird ein leichter Rückgang der Wasserkrafterzeugung erwartet, wobei die Produktion klimabedingt im Sommer ab- und im Winter zunehmen wird. Die vorliegenden Prognosen zeigen Unterschiede in der Jahreserzeugung die bis Ende dieses Jahrhunderts zwischen ±5 % und

101

Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

−15 % liegen. Bezüglich des Kühlwasserbedarfs von Kraftwerken sind regional und saisonal Einschränkungen möglich, wie z. B. im Sommer im Voralpenbereich. Kalorische Anlagen an den größeren Flüssen (Drau, Inn, Mur, Donau) sollten jedoch auch in Zukunft keinen Nutzungseinschränkungen unterliegen (Band 2, Kapitel 2). Der nicht durch Naturgefahren gefährdete Siedlungsraum wird sich weiter verkleinern. Derzeit befinden sich in Österreich rund 400 000 Gebäude in Hochwassergefahrenzonen. Es ist davon auszugehen, dass sich der künftige Siedlungsraum auch weiter in die Hochwassergefahrenzonen ausdehnen wird, sofern die Raumordnung nicht restriktiv einschreitet (Band 2, Kapitel 6). Zudem muss erwartet werden, dass sich Hochwasserzonen klimabedingt ausdehnen werden (Band 2, Kapitel 2). Gerade in Alpentälern wird die weitere Ausdehnung der Siedlungsfläche erschwert werden, da sich sowohl die Hochwasserzonen in den Tälern als auch die durch Massenbewegungen gefährdeten Bereiche in Hanglagen vergrößern werden (Band 2, Kapitel 2; Band 2, Kapitel 4; Band 2, Kapitel 6). Energie- und Verkehrsinfrastrukturen weisen eine hohe Exposition gegenüber dem Klimawandel auf, zumal sie sich häufig in exponierten Lagen befinden. Eine Unterbrechung an einer Stelle kann aufgrund der Netzstruktur oftmals zu großflächigen Serviceausfällen führen. Verkehrsinfrastrukturen sind sehr wahrscheinlich von extremen Niederschlagsereignissen besonders betroffen – aktuell treten an ihnen mehr als drei Viertel aller Schäden aus mittelbaren Folgewirkungen extremer Niederschläge (Muren, Rutschungen, Unterspülungen, Lawinen) auf. Das Ausmaß direkter Schäden durch zukünftige Extremereignisse hängt vom Szenario ab; jedenfalls können die indirekte Schäden und Folgekosten ein bedeutend höheres Ausmaß annehmen (Band 2, Kapitel 6). Wetterbedingte Störungen in der Energieinfrastruktur können durch Kaskadeneffekte zu großräumigen „Black-Outs“ führen. Gefährdungen gehen einerseits von physischen Schäden durch Massenbewegungen und Hochwasser aus (Band 2, Kapitel 2; Band 2, Kapitel 4; Band 2, Kapitel 6). Andererseits können auch Hitzewellen zu Netzproblemen führen, da hitzebedingt sowohl in der Energieerzeugung Probleme auftreten können (Niedrigwasser und verminderte Kühlwasserzufuhr, Erreichen von zulässigen Temperaturgrenzen), als auch die Durchleitungen in Richtung Italien bei zugleich steigendem Energiebedarf in Österreich (Kühlenergie und Bewässerung) besonders beansprucht sind (hoher Energiebedarf in Südeuropa und geringere Kraftwerksleistungen ebendort; Band  2, Kapitel 6).

102

S.3 S.3

S.3.1 S.3.1

Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung Climate Change in Austria: Mitigation and Adaptation

Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel Mitigation and Adaptation to Climate Change

Erfordernisse für Emissionsminderung auf globaler Ebene. Die globalen THG-Emissionen steigen weiterhin entlang des „BAU“ Szenarios und werden sich, wenn sich dieser Trend fortsetzt, bis zur Mitte des Jahrhunderts verdoppelt haben. Eine Stabilisierung des Anstiegs der globalen Jahresmitteltemperatur unter 2 °C zum Ende des Jahrhunderts (im Vergleich zum vorindustriellen Temperaturniveau) erfordert bis zur Mitte des Jahrhunderts eine Minderung der THG-Emissionen um zumindest 50 % der derzeitigen Emissionen im globalen Durchschnitt bzw. um bis zu 90 % in industrialisierten Ländern (Band 3, Kapitel 1). Die Veränderung der globalen Jahresdurchschnittstemperatur im Bereich von 4 °C und darüber, welche bei einem BAUSzenario zu erwarten ist, bewegt sich in einer Größenordnung die der Differenz des Übergangs von Eiszeit zu Zwischeneiszeit entspricht. Eine um 4 °C erwärmte Erde wäre etwa im Vergleich zu den letzten 10 000 Jahren, die zum Hervorgehen der Zivilisationen führten, eine Welt mit kaum beherrschbaren Folgen für Natur und Gesellschaft. Auch eine Erwärmung um 2 °C wäre mit signifikanten Veränderungen verbunden, stellt aber einen Schwellenwert dar, bei dem davon auszugehen ist, dass katastrophalere Folgen vermieden werden könnten (Band 1, Kapitel 1; Band 3, Kapitel 1). Sowohl Maßnahmen zur Emissionsminderung als auch zur Anpassung sind unbedingt erforderlich für jegliches Stabilisierungsniveau des globalen Temperaturanstiegs. Unter Emissionsminderung (engl.: Mitigation) von THG-Emissionen, werden technologischer Wandel, wie z. B. Effizienzsteigerungen und Verhaltensänderungen zur Reduktion des Ressourcenverbrauchs sowie der Emissionen pro produzierter Einheit verstanden. Es wird darauf abgezielt Klimaänderungen durch Management der Einflussfaktoren zu verringern. Im Gegensatz dazu beschreibt Klimawandelanpassung (engl.: Adaptation) Initiativen und Maßnahmen um die Verwundbarkeit gegenüber akuten oder erwarteten Auswirkungen des Klimawandels zu reduzieren oder die Resilienz von MenschUmwelt-Systemen gegenüber diesen zu erhöhen, beispielswei-

Synthese

Abweichung der mittleren globalen Oberflächentemperatur (°C)

6 5

IPCC SRES A1Fl

4 3

RCP 8,5

IPCC SRES A1B IPCC AR5 430-480 ppm CO2-Äq.-Bereich

RCP 6,0 RCP 4,5

2

GEA RCP 2,6

1 0 Historische Entwicklung H

-1 1900

1950

2000

2050

2100

Abbildung S.3.1. Abweichung der mittleren globalen Oberflächentemperatur (°C), historische Entwicklung sowie Darstellung von vier Gruppen an Zukunfts-Szenarien: zwei IPCC SRES-Szenarien ohne Emissionsminderung (A1B und A1F1) die bei etwa 5 °C bzw. knapp über 3 °C Temperaturanstieg im Jahr 2100 liegen (im Vergleich zum Durchschnitt der ersten Dekade des 20. Jahrhunderts), vier neue Emissionsminderungsszenarien welche für IPCC AR5 entwickelt wurden (RCP8,5; 6,0; 4,5 und 2,6), 42 GEA-Emissionsminderungsszenarien und der Bereich der IPCC AR5-Szenarien die alle die Temperatur bis 2100 bei maximal plus 2 °C stabilisieren. Quellen: IPCC SRES (Nakicenovic et al., 2000; IPCC WG I, 2014 und GEA, 2012) Figure S.3.1. Global mean surface temperature anomalies (°C) relative to the average temperature of the average of the first decade of the 20th century, historical development, and four groups of trends for the future. Two IPCC SRES scenarios without emission reductions (A1B and A1F1), which show temperature increases to about 5 °C or just over 3 °C to the year 2100, and four new emission scenarios, which were developed for the IPCC AR5 (RCP8, 5, 6.0, 4.5 and 2.6), 42 GEA emission reduction scenarios and the range of IPCC AR5 scenarios which show the temperature to stabilize in 2100 at a maximum of +2 °C Sources: IPCC SRES (Nakicenovic et al., 2000; IPCC WG I, 2014 and GEA, 2012)

se durch Hochwasserschutz oder die Ansiedelung von besser angepassten Pflanzenarten. Entschlossene Emissionsminderungsmaßnahmen wären nötig, um jegliche Ziele zur Stabilisierung des Klimas entgegen der derzeitigen Emissionstrends zu erreichen. Eine vollständige Umsetzung der in Cancun und dem Copenhagen Accord gesetzten freiwilligen Emissionsminderungsziele (sogenannter Pledges) korrespondiert mit einem Entwicklungspfad, der zu einer globalen Erwärmung von über 3 °C (mit 20  % Wahrscheinlichkeit über 4 °C) bis Ende des Jahrhunderts führt (siehe Abbildung S.3.1). Bedeutende Emissionsminderungsmöglichkeiten bestehen auf globaler Ebene in den Bereichen Energieversorgung, Verkehr, Gebäude, Industrie, Land- und Forstwirtschaft sowie Abfall. Diese werden in den nachfolgenden Kapiteln von Band 3 genauer behandelt. Im Rahmen des Europäischen „Burden Sharing Agreements“ zur Umsetzung des Kyoto-Protokolls hat sich Österreich zu einer THG-Reduktion von 13  % im Zeitraum 2008  bis  2012 gegenüber 1990 verpflichtet. Im Gegensatz zur Mehrheit der anderen EU-Mitgliedsstaaten (darunter Deutschland, Großbritannien, Frankreich und Schweden) sind die THG-Emissionen in Österreich deutlich gestiegen. Damit konnte das österreichische Kyoto-Ziel nicht durch heimische Emissionsreduktionen erfüllt werden. Eine formale

Erfüllung wurde durch Zertifikatzukäufe im Ausland im Ausmaß von etwa 80 Mio. t CO2-Äq. mit einem Mittelaufwand von rund 500 Mio. € erreicht. Das Kernelement der Europäischen Klimapolitik ist das Europäische Energie- und Klimapaket, das die drei Kernziele Reduktion der THG-Emissionen um 20  %, Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energiequellen am Endenergieverbrauch auf 20  % sowie Erhöhung der Energieeffizienz um 20  % („20-20-20-Ziel“) bis zum Jahr  2020 verglichen mit 2005 definiert. Das Klima- und Energiepaket wird darüber hinaus durch weitere Maßnahmen und Richtlinien (Europäischer Emissionshandel, Energieeffizienz, Förderung erneuerbarer Energien, Ecodesign, Energy Performance of Buildings, Kraft-Wärme-Kopplung) ergänzt (Band 3, Kapitel 1; Band 3, Kapitel 6). Um gefährliche Klimaveränderungen zu begrenzen und den durchschnittlichen Temperaturanstieg unter 2 °C zu halten (verglichen mit vorindustriellen Niveaus), bestätigte der Europäische Rat im Februar 2011 das Vorhaben der EU, die THG-Emission der EU bis 2050 um 80–95 % zu reduzieren (verglichen mit den Werten von 1990). Einige europäische Länder (Großbritannien, Dänemark, Finnland, Portugal und Schweden) haben bereits konkrete Ziele zur Emissionsminderung für die Zeit bis 2050 vorgelegt. Österreich hat sich bisher für den Klima- und Energiebereich lediglich kurzfris-

103

Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

120

100

Energie-Intensität Emissions Intensität

80 THG Emissionen

60 Österreich Effekt der Energie-Intensität (Energie / BIP) und der Emissions Intensität (Emissionen / Energie)

Index 1990=100

Index 1990=100

120

GesamtIntensität

80 60

120

THG Emissionen Österreich Effekt der Gesamt-Intensität (Emissionen / BIP) und des BIP

GesamtIntensität

40 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012

Index 1990=100

Index 1990=100

BIP

THG Emissionen Emissions Intensität EU-28 Effekt der Energie-Intensität (Energie / BIP) Gesamtund der Emissions Intensität (Emissionen / Energie) Intensität

40 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012

Emissionen

100

Energie-Intensität

80 60

40 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012

120

100

100

Emissionen

80 BIP

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THG Emissionen EU-28 Effekt der Gesamt-Intensität (Emissionen / BIP) und des BIP

Gesamt Intensität

40 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012

Abbildung S.3.2. Entwicklung der THG-Intensität des BIPs sowie die darin enthaltene Entwicklung der Energieintensität (Energieverbrauch pro Euro BIP) und Emissionsintensität der Energie (THG-Emissionen pro PJ Energie) im Zeitverlauf für Österreich und die EU-28 (oberes Panel). Aus der Entwicklung der THG-Intensität in Verbindung mit der des fast ausnahmslos steigenden BIP (unteres Panel) ergeben sich für Österreich              !! "# $ &!!' *+=!+= ?#@

Figure S.3.2. Development of the GHG emission intensity of the GDP and the embedded relative importance of energy intensity (energy use per PJ GDP) in Austria and the 28 member states of the EU (upper panel). When combining this GHG emission indicator per GDP with the clear upward development of the GDP (lower panel), Austria shows an increase of GHG emissions during that period (+5 %) while emissions  \\  =  "# $ * +' *+=!+= ?#@     

tige Minderungsziele, nämlich für den Zeitraum bis 2020 gesetzt (Band 3, Kapitel 1; Band 3, Kapitel 6). Die bisher gesetzten Maßnahmen decken den von Österreich erwarteten Beitrag zur Erreichung des globalen 2 °C Ziels nicht ab. Für die Erreichung der Ziele gemäß dem EU Energie- und Klimapaket bis 2020, wird für Österreich ein Reduktionserfordernis von 14 Mio. t CO2-Äq. gegenüber einer Referenzentwicklung geschätzt. Diese vergleichsweise bescheidene Minderung ist beispielsweise durch die Umsetzung eines Maßnahmenbündels von Technologieoptionen mit einem Fokus auf Energieeffizienz möglich und würde ein zusätzliches jährliches Investitionsvolumen von 6,3  Mrd.  € im Zeitraum 2012 bis 2020 erfordern. Neben der Emissionsminderung ergeben sich ein Output-Effekt von ca. 9,5 Mrd. € und etwa 80 000 zusätzliche Beschäftigungsverhältnisse. Gleichzeitig liegen die Betriebskosteneinsparungen im Jahr 2020 (unter eher konservativen Annahmen bezüglich zukünftiger Energiepreise) bei 4,3 Mrd. € (Band 3, Kapitel 1). Österreich hat großen Nachholbedarf in der Verbesserung der Energieintensität. Anders als der EU-Durchschnitt weist Österreich in den letzten beiden Dekaden eine relativ

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gleichbleibende Energieintensität auf (Energieverbrauch pro Euro BIP, siehe Abbildung S.3.2). Seit 1990 sank vergleichsweise hingegen die Energieintensität der EU-28 um 29  % (z. B. in den Niederlanden um 23  %, in Deutschland um 30 % und in Großbritannien um 39 %). In Deutschland und Großbritannien dürfte jedoch ein Teil dieser Verbesserungen auf der Verlagerung energieintensiver Produktionen ins Ausland beruhen. In der Emissionsintensität (THG-Emissionen pro PJ Energie), deren Verbesserung in Österreich den Ausbau der Erneuerbaren seit 1990 reflektiert, zählt Österreich hingegen gemeinsam mit den Niederlanden zu den Ländern mit der stärksten Verbesserung. Diese beiden Indikatoren gemeinsam bestimmen die THG-Emissionsintensität des BIPs, die sowohl in Österreich als auch in den EU-28 seit 1990 abgenommen hat. Die THG-Emissionen sind also langsamer gestiegen als das BIP. Im Vergleich mit den EU-28 zeigt sich nochmals deutlich, dass Österreich bei der Senkung der Energieintensität großen Nachholbedarf hat (Band 3, Kapitel 5). Der Klimawandel verursacht auf globaler und europäischer Ebene hohe Kosten. Die dem Klimawandel zuzuschreibenden globalen Schäden liegen deutlich jenseits von

Synthese

100 Mrd. € pro Jahr und könnten sogar jenseits von einer Billion pro Jahr liegen. Für Europa wurden die Kosten aus Schäden durch extreme Wettereignisse im Jahr 2080 auf 20 Mrd. € (bei globaler Erwärmung von 2,5 °C) bis 65 Mrd. € (bei globaler Erwärmung von 5,4 °C und starkem Anstieg des Meeresspiegels) geschätzt. Diese Kostenschätzungen sind jedoch mit vielen Unsicherheiten behaftet und nicht-monetarisierbare Schäden (wie z. B. der Verlust einzigartiger Lebensräume) werden dabei nicht berücksichtigt. Wie für viele andere Länder liegen auch für Österreich detaillierte Studien zu den Kosten des Klimawandels bislang nur für ausgewählte Sektoren und Regionen vor (Band 2, Kapitel 6). Trotz bestehender Unsicherheiten über das konkrete Ausmaß der Klimawandelfolgen für die unterschiedlichen Regionen und Bereiche ist die frühzeitige Planung und Durchführung von konkreten Anpassungsmaßnahmen von großer Wichtigkeit. Zuwarten verringert die Möglichkeiten für erfolgreiche Anpassung und erhöht die damit verbundenen Kosten. Anpassungsmaßnahmen können die negativen Auswirkungen des Klimawandels abmildern, aber nicht vollständig ausgleichen (mittleres Vertrauen).Für die vorausschauende Planung und Umsetzung von Anpassungsmaßnahmen steht eine breite Auswahl von Möglichkeiten zur Verfügung, die sowohl von betroffenen BürgerInnen als auch von Gemeinden / Regionen, dem Bund oder privaten und öffentlichen Einrichtungen durchgeführt werden können, wie z. B. Wissenserweiterung, technologische Maßnahmen, Bewirtschaftungsänderungen (Band 3, Kapitel 1; Band 3, Kapitel 6). Auf internationaler Ebene stand, beginnend ab 1994 unter der UNCCD und ab 2001 unter der UNFCCC in Form der „National Adaptation Programmes of Action“ (NAPA), zunächst die Unterstützung der gegenüber dem Klimawandel am meisten verletzlichen Staaten im Vordergrund. Die durch den Klimawandel bedingten Schäden in Entwicklungsländern im Jahr 2030 werden grob geschätzt zwischen 25 und 70 Mrd. € liegen, sofern keine Anpassungsmaßnahmen gesetzt werden. Dem gegenüber stehen derzeit kumulierte finanzielle Unterstützungen für Anpassung in Entwicklungsländern durch Industriestaaten unter der UNFCCC im Ausmaß von weniger als 0,8 Mrd. € gegenüber (Band 3, Kapitel 1). Seit 2005 ist auf europäischer Ebene das Thema Anpassung an den Klimawandel präsent und wurde in die Fortschreibung des Europäischen Klimaänderungsprogramms (Second European Climate Change Programme, ECCP II) integriert. Die Europäische Kommission (EK) hat mit dem Grün- und dem Weißbuch zur Anpassung erste Schritte gesetzt, um die Resilienz der EU gegenüber dem Klimawandel zu erhöhen. Während das Grünbuch die Notwendigkeit der Anpassung auf

Europäischer Ebene argumentiert, präsentiert das Weißbuch zur Anpassung bereits einen Aktionsrahmen, innerhalb dessen sich die EU und ihre Mitgliedstaaten auf die Folgen des Klimawandels vorbereiten sollen. Im Frühjahr 2013 wurde die EU-Anpassungsstrategie beschlossen (Band 3, Kapitel 1). Europäische Aktivitäten auf politischer Ebene, wie etwa die Publikation des Grün- und des Weißbuches zur Anpassung, aber auch neues Wissen aus der Forschung haben eine Vielzahl von europäischen Staaten dazu veranlasst, an der Erstellung von nationalen Strategien zur Anpassung an das veränderte Klima zu arbeiten. Bis dato haben 14 europäische Länder eine Anpassungsstrategie verabschiedet (Belgien, Dänemark, Frankreich, Deutschland, Ungarn, Malta, Niederlande, Norwegen, Österreich, Portugal, Schweiz, Spanien, Großbritannien). Österreich hat 2013 eine nationale Anpassungsstrategie verabschiedet, um den Folgen des Klimawandels gezielt begegnen zu können. Die Wirksamkeit dieser Strategie wird vor allem daran gemessen werden, wie erfolgreich einzelne betroffene Sektoren bzw. Politikbereiche in der Entwicklung geeigneter Anpassungskonzepte und deren Umsetzung sein werden. Grundlagen für deren Evaluierung, wie z. B. eine regelmäßige Erhebung der Verletzlichkeit nach dem Muster anderer Staaten sind in Österreich noch nicht vorhanden (Band 3, Kapitel 1). Studien zu den Kosten von Maßnahmen zur Klimawandelanpassung in Europa und Österreich umfassen in der Regel ausgewählte Sektoren und Regionen. Demzufolge sind die Kostenbandbreiten groß und es besteht Forschungsbedarf zur Verbesserung der Grundlagen für Kosten / Nutzenschätzungen. Aus der Notwendigkeit sowohl Emissionsminderung als auch Klimawandelanpassung zu betreiben, ergibt sich Abstimmungsbedarf, etwa hinsichtlich ihrer unterschiedlichen Fristigkeit. Erfolgt Klimaschutz in zu geringem Umfang würde dies mittel- bis langfristig einen massiven Anpassungsbedarf nach sich ziehen, der in zunehmendem Maße nicht mehr durch „softe“ oder „grüne“ Maßnahmen zu bewältigen wäre, sondern graue / technische und somit gleichzeitig kostenintensivere Maßnahmen nach sich ziehen würde. Da umgekehrt Anpassungsmaßnahmen auch CO2-intensiv sein können, ergibt sich bei der Planung ein Abstimmungsbedarf mit Klimaschutz, um diesem nicht entgegenzuwirken, sondern, wenn möglich, zu unterstützen (Band 3, Kapitel 1). Lange Nutzungsdauern von Anlagen können einen emissionsintensiven Entwicklungspfad für Jahrzehnte festschreiben (Lock-in-Effekt). Investitionen in Produktionsprozesse, Verkehrssysteme, Energieanwendung und -transformation sind auf sogenannte Lock-in-Effekte hin zu überprüfen,

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

weil bestehende Kapitalstöcke Minderungsmaßnahmen über die gesamte Nutzungsdauer erschweren und verteuern (Band 1, Kapitel 5; Band 3, Kapitel 1; Band 3, Kapitel 6). Neben der Schaffung eines transformationsförderlichen Umfeldes ist auch das Beseitigen von Barrieren ein wichtiges Handlungsfeld. Dies ist ein auch international zunehmend wichtiges Thema, das auch in theoretisch-konzeptionelle Diskussionen zu geeigneten Referenzrahmen für ein transformationsförderliches Umfeld eingebettet ist. Es ist eine Tatsache, dass es trotz gut belegter Studien zu Klimafolgen weder international noch in Österreich zu entsprechend entschiedenem Handeln zum Schutz des Klimas sowie zur Anpassung an den Klimawandel kommt. Dafür werden insbesondere auch Barrieren verantwortlich gemacht. Für Österreich wurden folgende relevante Barrieren identifiziert (hohes Vertrauen). 1. Institutionelle Barrieren: Bestehende Verwaltungsstrukturen sind aufgrund von komplexen sektoralen und föderalen Kompetenzaufteilungen zur effektiven Bearbeitung des Klimawandels wenig geeignet. Ebenso stellen die – im Verhältnis zu den langsamen, aber stetigen Prozessen des Klimawandels – kurzen Zeithorizonte gewählter politischer EntscheidungsträgerInnen eine Barriere dar. Auch internationale Rahmenbedingungen spielen eine wichtige Rolle. 2. Wirtschaftliche Barrieren: Bei vielen einzelwirtschaftlichen Entscheidungen wird der Eigennutz über das Gemeinwohl gestellt. Märkte versagen daher bei der Lösung des Klimaproblems, wenn Klimafolgen unzureichend oder gar nicht im Preis oder bei Marktregeln berücksichtigt werden. Zudem können sogenannte Rebound-Effekte durch gesteigerte Energieeffizienz zu Kosteneinsparungen führen, die wiederum zu höherer Energienachfrage führen. 3. Soziale Barrieren: Bei Haushalten und Unternehmen besteht eine Diskrepanz zwischen Umweltbewusstsein und faktischem Handeln. Dies ist oft in einem unzureichenden Vertrauen begründet, dass eigenes Handeln auf einer aggregierten Ebene einen relevanten Beitrag zu leisten vermag. 4. Unsicherheiten und unzureichendes Wissen: Unterschiedliche Ansichten zu wechselseitigen Beeinflussungen zwischen natürlichen, technischen und sozialen Systemen (z. B. inwiefern technologische Optionen das Klimaproblem lösen können) sowie widersprüchliche Berichterstattung dämpfen die Bereitschaft für entschiedenes Handeln. Beispiele für Ansätze zur Überwindung der Barrieren sind eine umfassende Reform der Verwaltungsstrukturen in Hinblick auf die zu bewältigenden Aufgaben oder die Bildung von

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neuen Netzwerken, die korrekte Bepreisung von Produkten und Dienstleistungen entsprechend ihrer Klimawirkung sowie entsprechende ordnungsrechtliche Rahmenbedingungen, eine stärkere Einbeziehung von VerantwortungsträgerInnen, einschließlich der Zivilgesellschaft und der Wissenschaft, in Entscheidungsfindungsprozesse, die gezielte Steigerung des klima- und umweltbezogenen Wissens sowie das Schließen handlungsrelevanter Wissenslücken.

S.3.2 S.3.2

Land- und Forstwirtschaft, Wasser, Ökosysteme und Biodiversität Agriculture and Forestry, Hydrology, Ecosystems and Biodiversity

Der Klimawandel stellt für Management, Nutzung und Schutz von terrestrischen und aquatischen Ökosystemen sowie für die nachhaltige Bewirtschaftung der Schlüsselressource Wasser eine besondere Herausforderung dar. Diese stellt sich je nach betroffenem System – von weitgehend natürlichen Ökosystemen und Schutzgebieten bis hin zu intensiv genutzten Agrarökosystemen – unterschiedlich dar. Das Landsystem zeichnet sich durch die sehr engen Verflechtungen zwischen sozialen, wirtschaftlichen, geomorphologischen, klimatischen und ökologischen Faktoren aus. Zwischen Land- und Forstwirtschaft, Wasserwirtschaft und Gewässerschutz sowie Erhaltung von Ökosystemen und Biodiversität bestehen zahlreiche klimarelevante Wechselwirkungen. Diese führen dazu, dass Veränderungen in einem Bereich, etwa in Wirtschaft und Gesellschaft, Auswirkungen in vielen anderen Bereichen haben (Abbildung S.3.3; Band 2, Kapitel 3; Band 3, Kapitel 2) So kann beispielsweise eine Maßnahme zur Veränderung von THG-Emissionen – z. B. die Ausweitung von Waldflächen und die Erhöhung der Bestockungsdichte im Wald zur Bindung von Kohlenstoff (C) – zu (positiven oder negativen) Rückwirkungen auf die Produktionsleistung (etwa die landund forstwirtschaftliche Produktion) sowie auf andere Ökosystemleistungen (etwa die Rückhaltekapazität für Wasser oder den Schutz vor Lawinen oder Murenabgängen), auf die Biodiversität, das Risiko von Schadereignissen (Windwurf, Borkenkäferbefall) im Wald sowie auf den Klimaschutz selbst (z. B. indirekte Landnutzungseffekte) haben. Diese Wechselwirkungen können auch die THG-Reduktionspotenziale, die mit einer Maßnahme erzielt werden können, maßgeblich beeinflussen. Dies betrifft u. a. die Frage der bei einem Ersatz von Fossilenergie durch Bioenergie erzielbaren THG-Einsparungen, welche durch systemische Effekte im Bereich der Landnutzung (z. B. Landnutzungsänderungen durch Ausweitung von Anbauflä-

Synthese

Abbildung S.3.3. Das Landsystem ist durch intensive systemische Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Bereichen, wie Wirtschaft, Gesellschaft, Klima und Klimawandel, Ökosystemen usw., gekennzeichnet. Maßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel oder zur Reduktion von THG-Emissionen haben daher in der Regel zahlreiche weitere Wirkungen zur Folge. Quelle: Adaptiert nach GLP (2005); MEA (2005); Turner et al. (2007) Figure S.3.3. Land systems are characterized by intensive systemic feedbacks between different components such as the society, the economy, climate and climate change, ecosystems, etc. Activities to reduce GHG emissions or to adapt to climate change therefore often cause numerous additional effectsimpacts. Source: Adapted from GLP (2005); MEA (2005); Turner et al. (2007)

chen in anderen Regionen) erheblich beeinflusst werden können. Die Berücksichtigung aller relevanten Wechselwirkungen („feedbacks“) stellt eine große wissenschaftliche Herausforderung dar, ist aber für die Entwicklung robuster Strategien zum Umgang mit dem Klimawandel von großer Bedeutung. Die Landwirtschaft kann in vielfältiger Weise THGEmissionen verringern und Kohlenstoffsenken verstärken. Bei gleichbleibender Produktionsmenge liegen die größten Potenziale in den Bereichen Wiederkäuerfütterung, Düngungspraktiken, Reduktion der Stickstoffverluste und Erhöhung der Stickstoffeffizienz (sehr wahrscheinlich). Nachhaltige Strategien zur THG-Reduktion in der Landwirtschaft erfordern ressourcenschonende und -effiziente Bewirtschaftungskonzepte unter Einbeziehung von ökologischem Landbau, Präzisionslandwirtschaft und Pflanzenzucht unter Erhaltung der genetischen Vielfalt. Die klimarelevanten Emissionen aus dem Sektor Landwirtschaft sanken in Österreich zwischen 1990 und 2010 um

12,9 %. Dies war zunächst vor allem auf eine Abnahme der Tierzahlen (bis  2005) und danach (2008  bis  2010) auf eine Reduktion des Stickstoffdüngereinsatzes zurückzuführen. Gleichzeitig stiegen in diesem Zeitraum die Tierzahlen bei Schweinen und Rindern wieder an, was zu einer Erhöhung der Emissionen aus der Wiederkäuerverdauung und den Wirtschaftsdüngern führte. Die Landwirtschaft war im Jahr 2010 mit 7,5  Mt  CO2-Äq. für 8,8  % der bilanzierten österreichischen THG-Emissionen verantwortlich (Band 3, Kapitel 2). Der Ausbau landwirtschaftlicher Bioenergieproduktion kann u. a. im Rahmen einer Strategie zur integrierten Optimierung von Lebensmittel- und Energieproduktion sowie in Form kaskadischer Nutzung von Biomasse zur THG-Reduktion beitragen. Dabei können auf landwirtschaftlichen Flächen die Potenziale zur THG-Reduktion vergrößert werden, indem Fruchtfolgen, Tierhaltung und Biomassenutzungsflüsse im Hinblick auf Nahrungs-, Faser- und Energieproduktion integriert optimiert werden. Zugleich sind jedoch in systemischer

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

Betrachtungsweise Energie- und Wasserbilanz, Biodiversitätserhalt u. a. mehr zu beachten (Band 3, Kapitel 2). Anpassungsmaßnahmen in der Landwirtschaft können unterschiedlich rasch umgesetzt werden. Innerhalb weniger Jahre umsetzbar sind unter anderem verbesserter Verdunstungsschutz im Ackerbau (z. B. effiziente Mulchdecken, reduzierte Bodenbearbeitung, Windschutz), effizientere Bewässerungsmethoden, Anbau trocken- oder hitzeresistenterer Arten bzw. Sorten, Hitzeschutz in der Tierhaltung, Veränderung der Anbau- und Bearbeitungszeitpunkte sowie der Fruchtfolge, Frostschutz, Hagelschutz und Risikoabsicherung. (Band  3, Kapitel 2). Mittelfristig umsetzbare Anpassungsmaßnahmen umfassen unter anderem Boden- und Erosionsschutz, Humusaufbau, bodenschonende Bewirtschaftungsformen, Wasserrückhaltestrategien, Verbesserung von Bewässerungsinfrastruktur und -technik, Warn-, Monitoring- und Vorhersagesysteme für wetterbedingte Risiken, Züchtung stressresistenter Sorten, Risikoverteilung durch Diversifizierung, Steigerung der Lagerkapazitäten sowie Tierzucht und Anpassungen im Stallbau und in der Haltungstechnik (Band 3, Kapitel 2). Grundsätzlich können im Sektor Landwirtschaft Anpassungsmaßnahmen auf Betriebsebene und auf überbetrieblicher Ebene (privater / öffentlicher Bereich) entschieden oder angeordnet werden, wobei die Umsetzung letztlich immer auch auf Betriebsebene erfolgen muss. Anpassungsmaßnahmen können mehr oder weniger zwangsläufig (autonom) erfolgen, etwa wenn der Klimawandel die Phänologie der Pflanzen beeinflusst, d. h. zeitliche Veränderungen im Jahresablauf bewirkt und auf diese Weise produktionstechnische Maßnahmen bedingt. Sie können aber auch eine bewusste Entscheidung (geplant) zwischen mehreren Optionen voraussetzen, z. B. Wechsel der Fruchtfolge, der Kulturart oder der Bodenbearbeitung. Aus gesellschaftlicher Sicht erscheint es sinnvoll, „Nutzen“ und „Kosten“ von Anpassungsmaßnahmen nicht nur ökonomisch zu betrachten, sondern auch vor dem Hintergrund einer nachhaltigen Landbewirtschaftung und hinsichtlich einer THG-Reduktion abzuwägen (Band 3, Kapitel 2). Die Art der Waldbewirtschaftung und der Holznutzung haben großen Einfluss auf den Kohlenstoffkreislauf. Der österreichische Wald stellte bis etwa 2003 eine bedeutende Senke für CO2 dar; seither ist seine Senkenfunktion geringer und in manchen Jahren nahe Null. Für die Senkenfunktion des Waldes bis 2003 war sowohl das Wachstum der Waldfläche als auch die Steigerung der pro Flächeneinheit gespeicherten Kohlenstoffmenge verantwortlich. Mit Ausnahme der letzten zehn Jahre nahmen in den vergangenen Jahrzehnten die Kohlenstoffvorräte erheblich zu, obwohl die Nutzung kontinuier-

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lich gesteigert wurde, da die Waldfläche insgesamt wuchs, sich die Altersstruktur (Altersgruppen der vorhandenen Bäume) verschob und der Holzeinschlag stets geringer als der Zuwachs war. Der Rückgang der Kohlenstoffsenke erklärt sich daraus, dass die Erntemengen nach dem Jahr 2002 signifikant anstiegen. Der Holzeinschlag stieg ab der Jahrtausendwende bis etwa 2008 stark an und nahm danach wieder etwas ab. Außerdem wurde die Berechnungsmethode verändert: Erstmals wurden die Veränderungen des Bodenkohlenstoffpools (Auflagehumus und Mineralboden) berücksichtigt, wobei der Boden eine leichte Kohlenstoffquelle darstellt (Band  3, Kapitel 2.) Die THG-Emissionsbilanz von forstlicher Biomasse hängt stark von systemischen Effekten im Forstsystem ab. Zu beachten sind Wechselwirkungen zwischen der eingeschlagenen Holzmenge, der Kohlenstoffsenke des Waldes sowie dem aufgebauten Kohlenstoffvorrat, die je nach Betrachtungszeitraum unterschiedliche Netto-THG-Emissionen ergeben (Abbildung S.3.4, Band 3, Kapitel 2). Der Ersatz von emissionsintensiven Rohstoffen bzw. Bauteilen in langlebigen Produkten, insbesondere Gebäuden, durch Holz, kann zu einer Steigerung der Kohlenstoffspeicherung in Produkten und gesamthaft zu einer THG-Reduktion beitragen. Die besten Resultate im Hinblick auf die THG-Bilanz bringt eine integrierte Optimierung der Forstwirtschaft, inklusive Forstmanagement, Nutzung von Holz für langlebige Produkte und Nutzung von Nebenprodukten, wie Schwachholz und Abfällen aus Produktion bzw. Produkten am Ende ihrer Lebenszeit für die energetische Nutzung. Eine kaskadische Nutzung von Biomasse stellt in der Forstwirtschaft in vielen Fällen eine ökologisch effektive Nutzungsstrategie dar. Je nach Standort, Baumart, wirtschaftlichen Gegebenheiten usw. kann die Nutzung von Schwachholz als Brennstoff sinnvoll sein. Ein derartiges Nutzungskonzept wird in Österreich derzeit weitgehend verfolgt (Band 3, Kapitel 2). Die Forstwirtschaft muss langfristig planen – die Anpassung an den Klimawandel stellt für sie daher eine besondere Herausforderung dar. Trotz erheblicher Unsicherheiten müssen bereits heute Entscheidungen gefällt werden, die sich unter geänderten Klimabedingungen bewähren sollen. Als geeignete Strategie in dieser Situation gilt eine Form der Waldbewirtschaftung, die den Forstwirten auch bei unerwarteten Entwicklungen ausreichend Handlungsspielraum verschafft. Als besondere Herausforderungen gelten dabei die großen Unsicherheiten bei der Regionalisierung der Veränderungen, insbesondere der extremen Wetterereignisse, und beim Risiko von Schadinsekten und forstschädlichen Pilzen. Die Wahl der geplanten Umtriebszeit ist ein wichtiger Parameter für Anpas-

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[Mio. t CO2-eq/a]

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 -10 -20 -30

THG gesamt (incl. LULUCF)

Abbildung S.3.4. THG-Emissionen (inklusive landnutzungsbedingter Quellen/Senken) in Österreich insgesamt und THG-Emissionen des Landnutzungssektors (LULUCF). Quelle: National Inventory Report, Anderl et al. (2012)

sungsstrategien insbesondere zur Verringerung des Risikos von Schadereignissen, wobei Wechselwirkungen mit der Kohlenstoffsenkenfunktion des Waldes zu beachten sind. (Band  3, Kapitel 2). Die Herausforderungen des Klimawandels für die Forstwirtschaft sind regional sehr unterschiedlich. In Regionen, in denen die Produktivität der Wälder derzeit durch die Länge der Vegetationsperiode begrenzt wird, wird die Produktivität der Wälder durch den Klimawandel verbessert. Dies gilt für weite Teile des Bergwaldes sowie für Flächen, die oberhalb der aktuellen Waldgrenze gelegen sind. Bereits bekannte Problemgebiete, wie der sommerwarme Osten und der Nordosten Österreichs, werden in Zukunft noch schwieriger zu bewirtschaften sein, da der Wald in diesen Regionen bereits an der Verbreitungsgrenze der Steppe gelegen ist. Hier ist der Wasserhaushalt der bestimmende Faktor (Band 3, Kapitel 2). Eine Umfrage ergab, dass die Relevanz des Klimawandels für die Forstwirtschaft von den LeiterInnen österreichischer Forstbetrieben bereits wahrgenommen wird. Mehr als 85  % der BetriebsleiterInnen von größeren Forstbetrieben geben an, bereits Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel umgesetzt zu haben, während KleinwaldbesitzerInnen bisher weniger reagiert haben (Band 3, Kapitel 2). Die Widerstandskraft von Wäldern gegenüber Risikofaktoren sowie die Anpassungsfähigkeit können erhöht werden. Beispiele für resilienzsteigernde Anpassungsmaßnahmen sind kleinflächigere Bewirtschaftungsformen, standorttaugliche Mischbestände, Sicherstellung der natürlichen Waldverjüngung im Schutzwald durch angepasstes Wildmanagement. Problematisch sind vor allem Fichtenbestände auf Laubmischwaldstandorten in Tieflagen sowie Fichtenreinbestände in den Bergwäldern mit Schutzfunktion. Die Anpassungsmaßnahmen in der Forstwirtschaft sind mit beträchtlichen Vorlaufzeiten verbunden (Band 3, Kapitel 2).

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LULUCF

Figure S.3.4. Total Austrian GHG emissions (including sources and sinks from land use, land-use change and forestry, LULUCF) contrasted with LULUCF emissions only. Source: National Inventory Report, Anderl et al. (2012)

Eine erfolgreiche Anpassung der Wasserwirtschaft an den Klimawandel kann durch integrative, interdisziplinäre Ansätze gewährleistet werden. Anpassungsmaßnahmen in den Bereichen Hoch- und Niederwasser, wie etwa bei Landnutzungsänderungen im Einzugsgebiet, können durch Kohlenstoffsequestrierung auch zur THG-Minderung beitragen. Veränderungen des Feststoffhaushaltes durch die global ansteigende Lufttemperatur haben weniger nachteilige Auswirkungen auf Fließgewässersysteme als das fehlende Sedimentkontinuum. In der Trinkwasserversorgung stellen insbesondere die Vernetzung kleinerer Versorgungseinheiten sowie die Schaffung von Redundanzen bei den Rohwasserquellen wichtige Anpassungsmaßnahmen dar. In der Abwasserreinigung liegt die primäre Herausforderung in der Berücksichtigung verminderter Wasserführungen in den empfangenden Gewässern. Eine Erhöhung des organischen Anteils im Boden führt zu einer Steigerung der Speicherkapazität von Bodenwasser. Durch den Schutz und die Ausweitung von Retentionsflächen (z. B. Auen) können Ziele des Hochwasserschutzes und des Biodiversitätsschutzes zur Anpassung an geänderte Abflussverhältnisse kombiniert werden (Band 3, Kapitel 2). In der Wasserwirtschaft gibt es nur geringe Möglichkeiten zur THG-Reduktion. Im Bereich der Siedlungswasserwirtschaft kann die Errichtung von Faultürmen zur Erzeugung von Biogas bei Kläranlagen von entsprechender Größe zur THG-Reduktion beitragen. Methanemissionen aus bestehenden Stauseen sind schwer zu vermeiden (Band 1, Kapitel 1). Die Auswirkung der Klimaänderung auf die Energieproduktion der Wasserkraftwerke wird in verschiedenen Studien unterschiedlich beurteilt. Erwartet wird, dass es zu einer jahreszeitlichen Verlagerung der Produktion vom Sommer- auf das Winterhalbjahr kommen wird (Band 3, Kapitel 2). Der Klimawandel erhöht den Druck auf Ökosysteme und Biodiversität, die schon derzeit durch vielfältige Faktoren

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

wie etwa Landnutzung oder Immissionen belastet sind. Viele Naturschutzmaßnahmen zur Förderung der Biodiversität können auch zur THG-Reduktion beitragen. Schutz bzw. Restaurierung von Mooren oder Verringerung der Nutzungsintensität in dafür geeigneten Wald- oder Feuchtgebieten schaffen Kohlenstoffsenken und fördern Biodiversität. Derartige Maßnahmen können auch makroökonomisch attraktiv sein, werden aber ohne Anreizsysteme nur in geringem Umfang umgesetzt werden (Band 3, Kapitel 2). Ökosysteme und biologische Vielfalt sind nicht nur durch den Klimawandel, sondern durch viele andere globale, regionale und lokale Veränderungen bedroht. Negativ können sich etwa die Einbringung gebietsfremder, invasiver Arten, die Deposition von Schadstoffen, die Zerstörung von Lebensräumen durch Bautätigkeit für Siedlungen, Gewerbe, Industrie oder Tourismus, Wassernutzung sowie Land- und Forstwirtschaft auswirken. Maßnahmen in anderen Sektoren haben daher Folgen für Naturschutz, Ökosysteme und Biodiversität, sowohl indirekt (über den Klimawandel), als auch direkt, etwa durch Landnutzung. THG-Minderungsmaßnahmen in anderen Sektoren stellen somit häufig auch Adaptionsmaßnahmen für den Bereich Naturschutz und Biodiversität dar (Band 2, Kapitel 3; Band 3, Kapitel 2). Steigender Druck auf Ökosysteme und Biodiversität kann zum Verlust der Fähigkeit von Ökosystemen führen, kritische Ökosystemleistungen weiterhin in ausreichender Quantität und Qualität zu liefern. Risiken bestehen insbesondere durch bereits vorhandene Beeinträchtigungen sowie durch klimabedingte Verschiebungen von Arealgrenzen, denen Arten auf Grund von Wanderungsbarrieren, z. B. im alpinen Raum, nicht gewachsen sind. Die Schaffung eines umfassenden Lebensraumverbundes in Österreich stellt eine wichtige Anpassungsoption dar (Band 2, Kapitel 3; Band 3, Kapitel 2). Es kann auch zu Trade-offs zwischen Klimaschutzmaßnahmen und dem Schutz der Biodiversität kommen. Etwa im Bereich erneuerbarer Energien treten Konflikte zwischen Klimaschutz und Erhaltung der Biodiversität auf. Ein weiterer Ausbau der Wasserkraft kann zu einer Verringerung der biologischen Vielfalt in Fließgewässern führen. Eine Zunahme der Flächeninanspruchnahme für den Anbau von Energiepflanzen oder eine intensivere Holznutzung der Wälder kann ihre Funktion als CO2-Senke vermindern und Auswirkungen auf die Biodiversität haben. Durch frühzeitiges Erkennen möglicher Konflikte zwischen Klima- und Biodiversitätsschutz ist es möglich, das vorhandene Potenzial für Synergien bestmöglich zu nutzen (Band 3, Kapitel 2). Nachhaltiger Konsum bietet erhebliche THG-Reduktionspotenziale. Nachfrageseitige Veränderungen, etwa eine

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Veränderung der Konsumgewohnheiten im Bereich Ernährung sowie Maßnahmen zur Reduktion von Lebensmittelabfällen, können erheblich zur THG-Reduktion beitragen. (Band 3, Kapitel 2). In der EU-25 gehen knapp 30 % der insgesamt durch Konsum verursachten THG-Emissionen auf Lebensmittel zurück. Auf den Konsum von Fleisch- und Milchprodukten entfallen in den EU-27 14 % der gesamten THG-Emissionen. In Österreich dürften die THG-Emissionen durch den Lebensmittelkonsum in einer ähnlichen Größenordnung liegen wie in Deutschland, wo etwa die Hälfte der durch die Ernährung verursachten THG-Emissionen aus der landwirtschaftlichen Produktion stammen, davon etwa 47 % aus der Tierproduktion und ungefähr 9 % aus der Pflanzenproduktion. Die verbleibenden 44 % der THG-Emissionen für Ernährung teilen sich auf Verarbeitung, Handel und Verbraucheraktivitäten wie Kühlung usw. auf (Band 3, Kapitel 2). Eine Umstellung der Ernährung in Richtung eines deutlich verringerten Konsums tierischer Produkte kann maßgeblich zur THG-Reduktion beitragen. Ein regional und saisonal orientierter, überwiegend auf pflanzlichen Produkten beruhender Ernährungsstil sowie Bevorzugung von Produkten mit niedrigen THG-Emissionen in der Vorleistungskette kann erhebliche THG-Einsparungen bringen. Ein Umstieg auf Produkte aus biologischer Landwirtschaft kann ebenfalls zur THG-Reduktion beitragen, wenn er mit einer Nachfrageveränderung in Richtung pflanzlicher Produkte verbunden ist, die den Flächenmehrbedarf durch die geringeren Erträge kompensiert. Insgesamt wird geschätzt, dass durch eine weitreichende Ernährungsumstellung mehr als die Hälfte der durch Lebensmittelbereitstellung verbundenen THG-Emissionen eingespart werden könnten (Band 3, Kapitel 2). Derartige Verhaltensänderungen haben auch bedeutsame gesundheitsrelevante Nebenwirkungen (Band 2, Kapitel 6). Die Verringerung von Verlusten im gesamten Lebenszyklus (Produktion und Konsum) von Lebensmitteln könnte einen wichtigen Beitrag zur THG-Reduktion leisten. Allerdings sind die österreichischen Daten zu Lebensmittelverlusten bzw. -abfällen widersprüchlich und wenig robust; das Vermeidungspotential liegt in internationalen Vergleicht teilweise sehr niedrig, es besteht daher erheblicher Forschungsbedarf (Band 3, Kapitel 2). Systemische Effekte verursachen große Unsicherheiten bei der umfassenden Bewertung der THG-Effekte von Bioenergie; dies betrifft insbesondere direkte und indirekte Effekte von Landnutzungsänderungen. Landnutzungsbezogene THG-Emissionen durch Bioenergieproduktion können positiv oder negativ sein. Sie entscheiden in vielen Fällen darüber, ob der Ersatz von Fossilenergie durch Bioenergie tatsächlich

Synthese

den erwünschten THG-Einspareffekt erzielt. Die Größe der mit Landnutzungswandel verbundenen THG-Emissionen hängt vor allem von zwei Faktoren ab: (1) der Nutzungsgeschichte des zum Bioenergieanbau verwendeten Landes sowie den Charakteristika der verwendeten Bioenergiepflanzen und (2) den systemischen Effekten wie etwa der Verdrängung des Anbaus von Futter- und Lebensmitteln (indirect land-use change: iLUC). Die Daten- und Modellunsicherheiten, die mit einer Abschätzung von iLUC verbunden sind, rechtfertigen es nicht, systemische Effekte, die mit einem Ausbau der Bioenergie im großen Maßstab verbunden sind, zu ignorieren. Damit würde lediglich implizit angenommen, dass die mit iLUC verbundenen Emissionen Null seien, was in der Regel nicht korrekt ist. Wenn der Ausbau der Bioenergie zur THGReduktion beitragen soll, ist es nötig, mit iLUC verbundenen Emissionen bei der Berechnung der THG-Emissionen zu berücksichtigen (Band 3, Kapitel 2).

S.3.3 S.3.3

Energie Energy

Energie ist vital für unser Wirtschaftssystem und für die Produktion von Gütern und die Bereitstellung von Dienstleistungen; der Energieeinsatz bietet daher zentrale Gestaltungsmöglichkeiten. Während in Österreich der Energieeinsatz pro Wertschöpfung (BIP) seit 1990 praktisch unverändert ist, sank er in anderen Ländern und im EU-Durchschnitt deutlich. Ohne sichtbaren Veränderungstrend wurden in Österreich von 1990 bis 2011 pro Milliarde EUR Bruttoinlandsprodukt (BIP) zwischen  4,8  und  5,5  PJ an Primärenergie eingesetzt. Aus der Sicht des Klimawandels führt dieser Energieeinsatz jedoch zu gravierenden Problemen, geht die Umwandlung von fossiler Primärenergie in Energiedienstleistungen letztendlich mit THG-Emissionen einher. Für eine Transformation des Energiesystems ist der Fokus auf Energiedienstleistungen entscheidend. Energiedienstleistungen sind die letztlich wohlstandsrelevante Größe. Die Energieproduktivität auf allen Ebenen des Energiesystems bestimmt den Bedarf an Energie, die für die Bereitstellung der Energiedienstleistung erforderlich ist. Der Energieträgermix bestimmt welche Energieträger direkt für den Endverbrauch oder Transformationsprozesse eingesetzt wird. Klimapolitik muss daher sowohl beim Energiebedarf als auch bei Energietechnologien und den Energieträgern ansetzen (Band 3, Kapitel 3; Band 3, Kapitel 6). Im Jahr 2011 betrug der gesamte Bruttoinlandsbedarf an Primärenergie in Österreich über 1 400 PJ, womit sich der Energieeinsatz seit 1955 mehr als verdreifacht hat

(Abbildung S.3.5). Zugleich ist eine Stagnation des Primärenergiebedarfs von 2005 bis 2011 zu erkennen, darunter ein signifikanter Rückgang im Jahr 2009, der auf die geringere Produktion im Zuge der Wirtschaftskrise zurückzuführen ist (Band 3, Kapitel 3). Innerhalb dieses Zeitraums zeigt sich die Dominanz fossiler Energieträger mit einem ständigen Anteil von mehr als 70 %, was in absoluten Zahlen einen Bedarfsanstieg von ca. 750 PJ (1973) auf ca. 1 000  PJ (2011) bedeutet. Bei fossilen Energieträgern zeigt Kohle sowohl anteilsmäßig also auch absolut (von 245 PJ auf 145 PJ) einen deutlichen Rückgang (Band 3, Kapitel 3). Der Bedarf an Mineralölprodukten verzeichnet seit 1973 einen Zuwachs von 450 PJ auf aktuell 550 PJ, was ausschließlich auf den Verkehrssektor zurückzuführen ist. In anderen Bereichen (Industrie, Stromerzeugung, Raumwärme) hat die Bedeutung von Erdöl deutlich abgenommen. Gas ist der einzige fossile Energieträger, dessen Anteil sich am Primärenergieverbrauch erhöhte (2011 lag der Anteil mit ca. 350 PJ bei knapp 24 %). In der Gesamtbedeutung stieg der Anteil erneuerbarer Energietechnologien im Jahr 2011 auf 26 %. Historisch betrachtet waren in der Entwicklung des Endenergieverbrauchs die wichtigsten Aspekte der Anstieg der Anteile von Strom (von 17  % im Jahr 1990 auf 23  % im Jahr 2011) und Gas (von 13 % 1990 auf 28 % 2011; Band 3, Kapitel 3). In Österreich lag der Anteil der energiebedingten THGEmissionen von 1990 bis 2011 bei ca. 87 % der Gesamtemissionen. Energiebedingte THG-Emissionen sind abhängig von der Nachfrage nach Energiedienstleistungen (Services), der Effizienz der Umwandlungstechnologie und dem spezifischen THG-Emissionsfaktor. Als Ursachen für die hohe THG-Intensität des österreichischen Energiesystems sind vor allem die großen Umwandlungsverluste (ca. 50  %) von Primärenergie zu Nutzenergie, der hohe Anteil THG-emittierender fossiler Energieträger (derzeit ca. 70 % des österreichischen Energieverbrauchs), aber auch die niedrigen Energiepreise zu sehen, welche seit 1965 im Durchschnitt in realer Größe (d. h. kaufkraftbereinigt) gleich geblieben sind. Energiebedingte THG-Emissionen in Österreich stiegen seit 1990 praktisch nur im Verkehrsbereich, wo bis 2005 ein Anstieg auf fast 25 Mio. t CO2-Äq. sichtbar ist, daraufhin allerdings ein Rückgang bis 2011. Im Haushaltssektor wurde gegenüber 1990 ein Rückgang von ca. 20 % registriert, in allen anderen Bereichen von 1990 bis 2011 nur sehr marginale Veränderungen (Band 3, Kapitel 3). Der Energiesektor ist besonders aufgrund seines hohen Anteils an THG-Emissionen und wegen der zahlreichen Minderungsmöglichkeiten von großer Klimaschutzrele-

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

Primärenergieverbrauch AT 1955-2010 1400 1200 1000

PJ

800 600 400 200

Kohle

Biomasse

Öl

Sonst Erneuerbare

Erdgas

Sonstiges

Wasser

vanz. Es bieten sich auch einige synergetische Maßnahmen an, die eine gleichzeitige THG-Reduktions- und Anpassungswirkung erzielen (z. B. passive Maßnahmen zur Reduktion der Kühllast von Gebäuden, Photovoltaik als Kapazitätsbeitrag im Sommer). Die wichtigsten Optionen zur Minderung von THG Emissionen für die einzelnen Abschnitte der Energiekette sind folgende: Energieaufbringung: Zur Reduktion von THG-Emissionen beim Primärenergieeinsatz bieten sich grundsätzlich die Nutzung erneuerbarer Energiequellen, allenfalls auch der Einsatz von Carbon Capture & Storage (CCS)-Technologien sowie die Nutzung der Atomkraft an. In Österreich stehen die Einsatzmöglichkeiten der beiden letztgenannten Optionen nicht zur Diskussion, demzufolge wird hier nur die Nutzung erneuerbarer Energie erörtert. Das Potential aller verfügbaren erneuerbaren Energiequellen in Österreich bis 2050 liegt bei ca. 170 TWh bzw. 610 PJ pro Jahr, wobei besonders Biomasse, Wind und Photovoltaik einen deutlich größeren Beitrag als heute liefern können (Band  3, Kapitel 3). Energieumwandlung und -übertragung: Szenarioabhängig kann im Bereich der Stromerzeugung bis 2050 eine bis zu 100 %ige Abdeckung durch erneuerbare Energietechnologien erreicht werden. Der Markteintritt von erneuerbaren Energietechnologien stellt momentan die bedeutendste Veränderung im Stromerzeugungsbereich dar. Wegen der derzeit kontinuierlich sinkenden Kosten, insbesondere der Photovoltaik, ist in nächster Zeit weiterhin mit einem deutlichen Anstieg der

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Abbildung S.3.5. Primärenergieaufkommen in Österreich nach Energieträgern 1955 bis 2011. Quelle: Darstellung R. Haas. Daten der Energy Economics Group und Statistik Austria (2013) Figure S.3.5. Primary energy production in Austria by energy sources. Source: Graph by R. Haas based on data of the Energy Economics Group and Statistik Austria (2013)

Erneuerbaren zu rechnen. Dies wird in den nächsten Jahren auch das gesamte österreichische Marktsystem verändern, indem temporär sehr große Strommengen aus diesen Anlagen produziert und die Eigenverbrauchsanteile erhöht werden, zugleich aber auch Stromspeichern und Smart Grids eine bedeutendere Rolle im Stromsystem zukommen wird als derzeit (Band 3, Kapitel 3). Infrastrukturveränderungen und Strukturanpassungen bei der Erzeugung, den Netzen und der Speicherung sind zur Optimierung dieser Entwicklung des Energiesystems notwendig, und bei maßvoller Weiterentwicklung der energiepolitischen Rahmenbedingungen und Einsatz von dezentralen Erneuerbaren Energieträger-Technologien im Erzeugungsbereich, von Smart-Grids auf Verteilnetzebene sowie neuen Stromspeichertechnologien und -kapazitäten sowie Smart-Meters bei den Verbrauchern durchaus erreichbar – sieht man von möglichen gesellschaftspolitischen Bedenken, u. a. hinsichtlich des Datenschutzes und des Schutzes der Privatsphäre ab (Band 3, Kapitel 3). Im Bereich der Wärmenetze werden bereits Veränderungen registriert: nach thermischer Sanierung mit Fernwärme versorgte Gebäude weisen Wärmenetze mit sehr geringer Wärmedichte auf; gleichzeitig bergen Wärmenetze das Potenzial, den Übergang zu erneuerbarer Wärmeversorgung zu ermöglichen (Band 3, Kapitel 3; Band 3, Kapitel 5). Energienutzung: Verbraucherseitige Optionen zur Energiebedarfsreduktion sind qualitativ hochwertige thermische Sanierungen des Gebäudebestands zur Wärmeversorgung und Klimatisierung von Wohngebäuden sowie eine stärke-

Synthese

re optimierte Einbindung von Erneuerbaren. Im Sinne des Klimaschutzes und der Energieeffizienz kann die derzeitige Entwicklung zunehmend ambitionierter Neubaustandards einen wichtigen Beitrag leisten, sodass unter diesen Rahmenbedingungen thermisch signifikant verbesserte Gebäude bis 2050 etwa 70 % des Wärmebedarfs durch Erneuerbare decken könnten und hier ein breites Portfolio aus Biomasse, Solarthermie und Erdwärme zum Einsatz käme (Band 3, Kapitel 3; Band 3, Kapitel 5). Beim Stromverbrauch existiert in Österreich ein beträchtliches Energieeinsparpotenzial, wobei Studien klar belegen, dass dieser ohne gravierende politische Eingriffe mit einem Portfolio an wirksamen Maßnahmen weiter deutlich ansteigen wird (Band 3, Kapitel 3). Optionen zur Anpassung an den Klimawandel: Der Anpassungsbedarf des Energiesektor an den Klimawandel betrifft vor allem die Klimaabhängigkeit der Erneuerbaren, den erhöhten Kühlbedarf von Wärmekraftwerken und Verschiebungen der Energienachfrage durch veränderten Heiz- und Kühlbedarf. Speziell bei der Wasserkraft spielen in Österreich potentielle Auswirkungen des Klimawandels aufgrund veränderter Niederschlagsmengen und –muster (vor allem auch jahreszeitliche Verschiebungen) sowie veränderter Abflussmengen durch erhöhte Verdunstung eine besondere Rolle. Dies kann auch konventionelle thermische Kraftwerke indirekt über die Verfügbarkeit von Kühlwasser betreffen. Dem könnte durch Veränderungen an Turbinen oder an Staubecken begegnet werden, um entweder die energetischen Erträge zu sichern oder sogar zu erhöhen. Energiepolitische Instrumente: Zur Umsetzung der Minderungsmaßnahmen bedarf es energiepolitischer Instrumente, welche sich aus den analysierten Studien und Szenarien im folgenden Portfolio zusammenfassen lassen (Band 3, Kapitel 3). t


CO2-bezogene Energiesteuer: Zentrales Instrument der meisten Policy-Studien ist die Einführung von kontinuierlich wachsenden Energiesteuern zur effektiven Reduktion der THG-Emissionen, kombiniert mit Anreizen zum Umstieg auf CO2-arme Energieträger und Steigerung der Energieeffizienz; dies bedeutet eine Senkung des Energieverbrauchs, aber auch vermehrte Investitionen in energieeffiziente Geräte, Kraftfahrzeuge und Anlagen. Der Wettbewerb am Energiemarkt und der damit verbundene Umstieg auf kostengünstigere (erneuerbare) Energien führen dazu, dass z. B. biogene Energieträger, Wasserstoff oder Strom für E-Fahrzeuge nicht mehr aufwendig subventioniert werden müssen. Langfristig resultieren Um-

t


t


t


weltvorteile aus der durch niedrigere Besteuerung dieser Kraftstoffe erreichten Nachfrageverschiebung. Standards: Speziell dynamische Höchstverbrauchsstandards stellen in verschiedenen Bereichen wichtige Instrumente dar: Eine Verschärfung thermischer Gebäudestandards für bestehende Gebäude, die Realisierung thermischer Standards für Neubauten (entsprechend Plusenergiehäusern), verschärfte Standards für Elektrogeräte in Haushalten und im Dienstleistungsbereich (Bürogebäude) und rigorose Verschärfung der Standards bezüglich der CO2-Emissionen verschiedener alternativer Energieträger sind wesentliche Vorgaben zur Reduktion und Optimierung des Energiekonsums. Andere Anreizsysteme: Subventionen sind vor allem in jenen Bereichen zielführend, in denen die finanzielle Förderung für Erneuerbare bevorzugt über Einspeistarife bzw. Marktprämienmodelle vorgenommen wird, vor allem solange es keine Steuern gibt, die alle Externalitäten berücksichtigen; zusätzlich sind Anreize für die zunehmende Marktintegration von Erneuerbaren, sowohl bei Strom als auch bei Wärme und Mobilität hilfreich, ebenso wie Zuschüsse zur Wohngebäudesanierung und eindeutige Anreiz- und Informationssysteme (z. B. Labeling-Systeme) zur Eliminierung von unrentablen Altgeräten. Soft knowledge and skills: Die Anhebung des allgemeinen Wissensniveaus bezüglich eines sparsamen Energieeinsatzes ist nötig zur Bekämpfung von Energiearmut und für gezielte Gerätetausch- und Sanierungsaktionen. Verbesserte Beratung für Heizungstausch, Elektrogeräte und Gebäudesanierung zählen auch zu den soft knowledge and skills. Besonders im Wohngebäudebereich gibt es hohen Bedarf an Auditing- und Monitoringaktivitäten zur sukzessiven Auffindung von energetischen Schwachstellen.

Fazit. Folgende grundsätzliche Ansätze existieren, um im Energiesektor THG-Emissionen zu senken: t
t


t


Reduktion des Bedarfs an Energiedienstleistungen, z. B. Heizung / Kühlung, Elektrogeräte, PKW-Nutzung). Verbesserung der Effizienz in der Energiekette, d. h. effizientere Bereitstellung der gesamten Energiedienstleistungsnachfrage, z. B. effizientere Elektrogeräte, geringere Kraftstoffintensität von Fahrzeugen bei gleicher Leistung und Serviceniveau). Bereitstellung der gesamten Energiedienstleistungsnachfrage mit einem CO2-ärmeren Mix an Energieträgern, z. B. durch Umstieg auf erneuerbare Energieträger.

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

Studien mit ambitionierten Energie- oder THG-Emissionsreduktionsszenarien gehen davon aus, dass im Schnitt die Nutzung von Erneuerbaren bis 2050 auf eine Größenordnung von zumindest 600 PJ gesteigert werden kann. Wenn es gleichzeitig gelingt den Gesamtenergieverbrauch auf das aus Erneuerbaren bereitstellbare Niveau zu senken, wäre eine THG-freie Energieversorgung bis 2050 erreichbar (Band 3, Kapitel 3). Abschließend sei festgestellt: Nur wenn letztlich ein abgestimmter Mix dieser einzelnen Maßnahmen umgesetzt wird, ist es möglich, das THG-Reduktionspotenzial in Österreich bis 2050 unter Berücksichtigung gesellschaftlich vorgegebener Rahmenbedingungen weitgehend zu erschließen (Band 3, Kapitel 3; Band 3, Kapitel 6).

S.3.4 S.3.4

Verkehr Transport

Von allen Sektoren sind in den letzten beiden Dekaden die THG-Emissionen im Verkehr mit +55 % am stärksten gestiegen. Die in den letzten Jahren auf EU-Ebene forcierten regulativen Instrumente – im Wesentlichen Standards für CO2-Emissionen pro zurückgelegtem km – haben lange Zeit nicht die gewünschten Erfolge gezeigt. Die Gründe dafür waren, dass die gesteigerte Effizienz der PKWs zu einem Großteil durch höhere Fahrleistungen (= gefahrene km) und größere/ schwerere PKWs kompensiert wurden (Band 3, Kapitel 3). Geht man – ohne zusätzliche Maßnahmen – von der in der österreichischen Verkehrsprognose 2025+ abgebildeten steigenden Verkehrs- und Fahrleistung (Fzgkm) aus, und unterlegt bereits (auf EU-Ebene sowie national) beschlossene technische Vorschriften, so ist davon auszugehen, dass die CO2-Emissionen in den nächsten Jahren weiter ansteigen. Die vereinbarten technischen Grenzwerte führen erst ab Mitte dieses Jahrzehnts zu einem Rückgang der CO2-Emissionen, die dann 2030 noch 12  % über dem Wert des Jahres 1990 liegen. Im Jahr 2030 werden ca. 45 % der CO2-Emissionen des Verkehrs von PKWs und etwa 35 % im Straßengüterverkehr emittiert (alle Werte ohne Berücksichtigung des Flugverkehrs; Band 3, Kapitel 3). Bereits beobachtbar sind die durch die Begrenzung des CO2-Ausstoßes pro gefahrenem Kilometer für PKWs und Lieferwagen bewirkten ersten Erfolge. Auch Angebotsänderungen im öffentlichen Verkehr und (spürbare) Preissignale hatten nachweisliche Auswirkungen auf den Anteil des Individualverkehrs in Österreich (Abbildung S.3.6, Band 3, Kapitel 3). Um eine deutliche Reduktion der THG-Emissionen des Personenverkehrs zu erzielen, ist ein umfassendes Maßnahmenpaket notwendig. Zentral sind dabei eine deutliche

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Reduktion des Einsatzes fossiler Energie, eine Erhöhung der Energieeffizienz sowie die Veränderung des Nutzerverhaltens. Voraussetzung hierfür sind verbesserte Wirtschafts- und Siedlungsstrukturen, in denen die Wegstrecken minimiert sind. Dies kann zur Stärkung umweltfreundlicher Mobilitätsformen, wie Zufußgehen und Radfahren genutzt werden. Öffentliche Verkehrsmittel wären auszubauen und zu verbessern, sowie deren CO2-Emission zu minimieren. Technische Maßnahmen für den PKW-Verkehr beinhalten weitere massive Effizienzsteigerungen bei den Fahrzeugen oder beim Einsatz alternativer Antriebe – vorausgesetzt die dafür notwendige Energie wird ebenfalls emissionsarm produziert (Band 3, Kapitel 3). Der Güterverkehr, gemessen in Tonnenkilometern, nahm in Österreich in den letzten Dekaden stärker zu als das Bruttoinlandsprodukt. Die weitere Entwicklung der Transportnachfrage ist durch eine Reihe wirtschaftlicher und gesellschaftlicher Rahmenbedingungen gestaltbar. Optimierung der Logistik und Stärkung CO2-effizienterer Verkehrsmittel sind zwei Steuerungsmöglichkeiten. Eine Reduktion der THG-Emissionen pro Tonnenkilometer kann durch alternative Antriebe und Treibstoffe, Effizienzsteigerungen sowie durch eine Verlagerung hin zum Schienenverkehr erreicht werden (Band 3, Kapitel 3). Substantielle Reduktionen der THG-Emissionen im Verkehrsbereich verlangen ein abgestimmtes Portfolio politischer Maßnahmen, welche neben der Verkehrsvermeidung (Reduktion der zurückgelegten Distanz), den Umstieg auf effiziente Verkehrsträger (öffentlicher Verkehr) sowie den Einsatz von „Zero-Emission“-Fahrzeugen und regenerativer Energie beinhalten (Abbildung S.3.7). Zentraler Aspekt sind geeignete ökonomische Rahmenbedingungen, also neue Preis(für den motorisierten Individualverkehr) und Tarifsysteme (für den öffentlichen Verkehr) als Anreiz zum Umstieg vom motorisierten Individualverkehr auf öffentlichen Verkehr und auf Zero-Emission-Fahrzeuge (Band 3, Kapitel 3). Raumplanungsmaßnahmen können zur Reduktion der Fahrzeugkilometer (Personen- und Güterkilometer) im Verkehr beitragen, indem sie es ermöglichen, die menschlichen Grundbedürfnisse (Wohnen, Arbeiten, Bildung, Erholung, Gemeinschaft) und wirtschaftlichen Austauschprozesse in geringerer räumlicher Distanz zu erfüllen. Mehr Effizienz im Autoverkehr wird auch mittels höherer Besetzungsgrade (Fahrgemeinschaften, weniger Leerfahrten, weniger Parksuchverkehr etc.) erreicht (Band 3, Kapitel 3). Die Reduktion fossiler Energie setzt Verbrennungsmotoren mit geringerem Verbrauch voraus oder Maßnahmen, die Fahrzeuge fördern, welche einen geringeren CO2-Austoss aufweisen

Synthese

20 000 18 000 16 000 1000 t p.a.

14 000 12 000 Summe Off-Road SNF LNF Motorräder Mofas PKW

10 000 8 000 6 000 4 000 2 000 1950 1952 1954 1956 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010

0

Jahr

Abbildung S.3.6. Abbildung S. 3.6: Historische Entwicklung der CO2-Emissionen des gesamten österreichischen Verkehrs 1950 bis 2010. LNF = Leichte Nutzfahrzeuge (Lieferwagen und LKWs 3,5 t Gesamtmasse sowie Busse); Off-Road = Eisenbahn (Dampf- und Dieseltraktion, Baumaschinen, Landwirtschaftliche Maschinen, Rasenmäher etc.). Quelle: Hausberger und Schwingshackl (2011) Figure S.3.6. Historical development of CO2-emissions in transport from 1950 to 2010 in Austria; LNF = light commercial vehicles (3.5 t total weight and buses); Off-road = trains (steam and diesel traction, construction machines, agricultural machines, lawnmowers, etc.). Source: Hausberger and Schwingshackl (2011)

(wie z. B. e-Mobilität, gespeist aus Erneuerbaren), bzw. einen energieeffizienteren Verkehrsfluss vorsehen (Band 3, Kapitel 3). Raumplanung: Aus Sicht der Raumplanung sind die größten Anpassungserfolge für den Alpenraum zu erwarten, indem generell Planungsinstrumente weiterentwickelt werden und ländergrenzen- und sektorenübergreifend zusammengearbeitet wird. Der daraus resultierende Wissenstransfer und die einhergehende Bewusstseinsbildung sollen Wege zur Entwicklung belastbarer Siedlungs- und Infrastrukturen bieten, ebenso wie Schutz vor Naturgefahren, optimale Verwaltung von Wasser und anderer Ressourcen, welche die Landschaftsentwicklung und Freiraumsicherung nachhaltig gewährleisten und darüberhinaus auch im Tourismusbereich eine Neuorientierung bewirken (Band 3, Kapitel 3). Finanzwirtschaftlicher Bereich (Steuern und Subventionen): In Bezug auf neue Bepreisungssysteme für den motorisierten Individualverkehr sehen alle untersuchten Studien ähnliche Prioritäten: Vor allem eine kontinuierlich ansteigende (CO2-basierte) Kraftstoffsteuer, ergänzt durch eine verbrauchsabhängige Zulassungssteuer, die den Trend zu größeren Fahrzeugen vermindern soll und somit eine bessere Effizienz gewährleisten, kann Wirkung zeigen. Hierfür können unterstützend wirken „Road-Pricing“ in großen Städten, die Abschaffung von Vergünstigungen wie die bevorzugte Behandlung von Dienstfahrzeugen, eine aufkommensneutrale Umgestaltung der Pendlerpauschale, die Entwicklung neuer Konzepte und Intensivierung der Parkraumbewirtschaftung und die Tarifvereinfachung im öffentlichen Verkehr sowie systematischer Ausbau der Anreizsysteme für Zeitkarten (Band 3, Kapitel 3).

Wissenschaftlich belegt sind außerdem die signifikanten Auswirkungen bei einer Verteuerung von energie- und THGintensiven Mobilitätsformen zugunsten einer Reduktion der Fahrleistung und/oder eine Verlagerung auf andere Verkehrsmittel, bzw. den öffentlichen Verkehr (Band 3, Kapitel 3). Verkehrsplanung und „Soft tools“: Zur Verkehrsverlagerung im Personenverkehr bedarf es des Ausbaus und weiterer Anreize für den ÖV, eines besseren Mobilitätsmanagements in Betrieben, der Förderung des Radverkehrs (Bau neuer Strecken, Lückenschlüsse in bestehenden Radverkehrsnetzen, Fahrradabstellplätze) sowie überzeugender Öffentlichkeitsarbeit (Band 3, Kapitel 3; Band 3, Kapitel 6). Der Güterverkehr benötigt zur Umsetzung einer Verkehrsverlagerung eine verbesserte Logistik, eine höhere Auslastung der Transportmittel (gewichts- und volumenmäßig) und die Erhöhung der Attraktivität bei der Nutzung von Bahn und Binnenschiff (Donau) durch Ausbau der Bahnstrecken und -anschlüsse sowie der Schifffahrtinfrastruktur (Band 3, Kapitel 3). Technische Lösungsansätze alternativer Antriebstechnologien, alternativer Energieträger und Effizienzsteigerungen konventioneller „Fahrzeuge“: Effizientere Technologien umfassen vor allem den erhöhten Einsatz alternativer Kraftstoffe und den steigenden Anteil elektrisch betriebener PKWs und LNF sowie die Reduktion spezifischer CO2-Emissionen von „Bio-Kraftstoffen“, sodass sie bis 2020 70 % weniger als fossile Kraftstoffe ausstoßen. Das Ausmaß der Reduktion wird durch Emissionen bei der Herstellung der Kraftstoffe eingeschränkt, sodass der großskalige Einsatz von Biokraftstoffen zunehmend in Frage gestellt wird (Band 3, Kapitel 3; Band 3, Kapitel 3).

115

Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

Straße PKW Benzin, Diesel, Hybrid PKW Taxi, Benzin, Diesel, Hybrid Bus, Nah und Fernverkehr

Personen [g / p-km] Fracht [g / t-km]

2- und 3-rad Motorräder Nutzfahrzeuge (NFZ) LKW leicht LKW mittelschwer LKW schwer

Bahn Personenverkehr Zug, U-Bahn, Straßenbahn Güterzug Diesel Güterzug Elektrisch

Wasser Personenverkehr Barge Autofähre Containerschiff – Küsten Containerschiff – Ozean Frachtschiff – Ozean Tankerschiff – Ozean

Luft Personenflugzeug Kurzstreckenflug im Personenflugzeug Langstreckenflug im Personenflugzeug Kurzstreckenflug Frachtflugzeug Langstreckenflug Frachtflugzeug

* Die Bereiche geben nur einen Hinweis auf direkte Fahrzeugtreibstoff-Emissionen. Sie schließen die indirekten Emissionen, die sich aus der Fahrzeugherstellung, Infrastruktur, etc. die in Lebenszyklus-Analysen einbezogen werden, außer Strom, der für Schienenverkehr verwendet wird, aus.

Copyright: IPCC (2014) In: Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Figure 8.6. [Edenhofer, O., R. Pichs-Madruga, Y. Sokona, E. Farahani, S. Kadner, K. Seyboth, A. Adler, I. Baum, S. Brunner, P. Eickemeier, B. Kriemann, J. Savolainen, S. Schlömer, C. von Stechow, T. Zwickel and J.C. Minx (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.

Abbildung S.3.7. Typische direkte CO2-Emissionen pro Passagierkilometer und pro Tonnenkilometer für Fracht und für die Hauptverkehrsträger, wenn fossile Brennstoffe benutzt werden, und thermische Stromerzeugung für den Eisenbahnverkehr benutzt wird. Quelle: IPCC (2014) Figure S.3.7. A comparison of characteristic CO2-emissions per passenger-kilometer and ton-kilometer for different transport modes that use fossil energy and thermal electricity generation in the case of electric railways. Source: IPCC (2014)

Die Relevanz alternativer Kraftstoffe (Bio-Kraftstoffe, Wasserstoff, Erdgas) wird zumindest bis 2030 in moderatem Rahmen bleiben. Eine Elektrifizierung im straßengebundenen Güterverkehr ist derzeit nicht sinnvoll darstellbar, deshalb stellen Biokraftstoffe hier ebenso wie bei mobilen Maschinen derzeit die wesentliche Alternative dar (Band  3, Kapitel 3).

116

S.3.5 S.3.5

Gesundheit Health

Der österreichische Gesundheitssektor kann wesentlich zu einer klimagerechten Transformation beitragen. Das österreichische Gesundheits- und Sozialwesen beschäftigt ca. 10 % aller Erwerbstätigen und produziert ca. 6 % der österreichischen Brutto-Wertschöpfung, wobei dieser Anteil weiter wächst. Diese wichtige Rolle im österreichischen Wirtschaftsgefüge bedingt auch eine hohe Verantwortung des Sektors für

Synthese

die nachhaltige Erbringung der Wirtschaftsleistungen. Weil ökologische Nachhaltigkeit für die langfristige Förderung und Erhaltung der Gesundheit bedeutsam ist, kommt dem Gesundheitssektor darüber hinaus eine wichtige Vorbildwirkung zu, die dessen Verantwortung im Klimaschutz weiter unterstreicht (Band 3, Kapitel 4). Viele Maßnahmen im Gesundheitswesen sind nicht spezifisch für diesen Sektor entwickelt worden, sondern sind Teil sektoraler Strategien. Maßnahmen wie hohe thermische Gebäudestandards, effizientes Energiemanagement, Umstieg auf erneuerbare Energieträger besitzen auch im Gesundheitssektor ein nennenswertes Reduktionspotenzial (siehe Strategien im Kapitel „Gebäude“), wie einige Vorreiter bereits deutlich demonstrieren. Das Gesundheitswesen hat zudem insbesondere in den Bereichen Mobilität, umwelt- und ressourcenschonende Beschaffung und klimafreundliche Abfallwirtschaft Gestaltungsmöglichkeiten bezüglich der Emissionsreduktion. Die Schaffung von Anreizen für PatientInnen und MitarbeiterInnen klimafreundliche Verhaltensweisen anzunehmen kann dabei einen wesentlichen Beitrag leisten (Band 3, Kapitel 4). Anpassung im Kontext der Gesundheit bezieht sich einerseits auf institutionelle und private, geplante Maßnahmen und andererseits auf biologisch-physiologische Prozesse. Letztere sind automatische und unbewusste Vorgänge des individuellen menschlichen Körpers und laufen auf verschiedenen Ebenen und mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ab. Diesbezüglich wesentlich ist das Wissen um bestehende Grenzen solcher Anpassungsprozesse sowie um gefährdete Risikogruppen, die aufgrund verschiedener Faktoren (Alter, Vorerkrankungen, soziale Faktoren etc.) eingeschränkte Anpassungsfähigkeiten aufweisen. Während biologisch-physiologische Prozesse eher Reaktionen auf kurzfristige Wetterereignisse ermöglichen, können institutionelle Anpassungsstrategien helfen auf langfristige Änderungen zu reagieren sowie sich der oben genannten Risikogruppen anzunehmen (Band 2, Kapitel 6; Band 3, Kapitel 4). Das Gesundheitswesen ist daher ein zentrales Element in einer Verbesserung der Anpassungsfähigkeit an mögliche gesundheitsrelevante Folgen des Klimawandels. Besonders Risikogruppen, die aufgrund von Alter oder Vorerkrankungen sensibel auf klimatische Änderungen reagieren, können so rechtzeitig unterstützt werden. Ein nachhaltiges Gesundheitswesen setzt zudem auf Prävention statt Behandlung und Heilung von Krankheiten. Eine solche Transformation erfordert eine strukturelle Änderung des gesamten Systems (Band  3, Kapitel 4). Bedrohungen durch neu eingeschleppte oder etablierte Krankheitserreger und Vektoren sind praktisch nicht voraussagbar und die Möglichkeiten, prophylaktische Gegenmaß-

nahmen zu ergreifen, sind gering. Sie stellen daher eine große Herausforderung für das Gesundheitssystem dar (Band 2, Kapitel 6). Kontinuierliche, detaillierte Erhebung und Überwachung von Gesundheitsdaten, die regelmäßig mit Klima- und Ausbreitungsdaten in Beziehung zu setzen sind, stellen eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung gezielter Anpassungsstrategien dar. Bisher sind diesbezügliche Untersuchungen zeitlich punktuell und räumlich auf wenige Regionen Österreichs beschränkt (Band 3, Kapitel 4). Eine Barriere ist in diesem Zusammenhang die eingeschränkte Verfügbarkeit von Daten. Obwohl das Gesundheitssystem bereits jetzt routinemäßig gesundheitsrelevante Daten sammelt sind diese nicht oder nicht in ausreichendem Detailgrad für die wissenschaftliche Forschung zugänglich. Datenschutzrechtliche Bedenken, unklare Kompetenzen, mangelhafte Kooperationsbereitschaft sowie technische Probleme behindern derzeit eine hinreichende Übermittlung der Daten, ohne die aussagekräftige und detaillierte Analysen der regionalen und lokalen Dosis-Wirkungs-Beziehungen und darauf aufbauende Konzepte für Anpassungsmaßnahmen nur schwer zu erstellen sind (Band 3, Kapitel 4). Gesundheitsrelevante Anpassung betrifft jedenfalls auch vielfach individuelle Verhaltensänderungen von entweder einem Großteil der Bevölkerung oder von Angehörigen bestimmter Risikogruppen (Band 3, Kapitel 4). Schließlich ist darauf hinzuweisen, dass auch Anpassungsund Klimaschutzmaßnahmen in anderen Bereichen für die Gesundheit des Menschen von Bedeutung sein können. Hier gilt es auf der einen Seite negative Feedbacks zu vermeiden und auf der anderen Seite Synergieeffekte zu nutzen (Band 3, Kapitel 4). Klimarelevante Transformation geht oft direkt mit gesundheitsrelevanten Verbesserungen und einer Erhöhung der Lebensqualität einher. Für den Wechsel vom Auto zum Fahrrad beispielsweise wurden eine positiv-präventive Wirkung auf das Herz-Kreislaufsystem und weitere signifikant positive Gesundheitseffekte nachgewiesen, welche die Lebenszeit statistisch signifikant ansteigen lassen, neben den positiven Umweltwirkungen für die Gesamtgesellschaft. Zusätzliche gesundheitsfördernde Wirkungen wurden ebenso für nachhaltige Ernährung (z. B. wenig Fleisch) nachgewiesen. Aufgrund der existierenden Feedbackeffekte erhöht es die Gesamteffektivität, wenn GesundheitsexpertInnen ein Mitspracherecht bei der Gestaltung und Planung relevanter Maßnahmen außerhalb des Gesundheitssystems eingeräumt wird. Dies alleine würde es ermöglichen Maßnahmen so zu konzipieren, dass sie vorteilhaft für die Gesundheit sind oder zumindest die positiven Effekte überwiegen (Band 3, Kapitel 4).

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

S.3.6 S.3.6

Tourismus Tourism

Weltweilt wird der jährliche Beitrag des Tourismus an den gesamten CO2-Emissionen infolge von Transport (HerkunftZielort), Beherbergung und Aktivitäten (vor Ort) auf rund 5 % geschätzt. Mit 75 % entfällt ein Großteil der tourismusverursachten CO2-Emissionen auf den Touristentransport, gefolgt von der Beherbergung mit 21  % (Abbildung S.3.8, Band 3, Kapitel 4). Auch für Österreich ist davon auszugehen, dass der Tourismussektor für einen hohen Anteil der THG-Emissionen verantwortlich ist, da er einen bedeutenden Wirtschaftszweig des Landes darstellt. Im Jahr 2010 trug der Tourismus unter Berücksichtigung indirekter Effekte 7,45 % zur Gesamtwertschöpfung bei. Bislang fehlen allerdings weitgehend genauere Untersuchungen zu den Emissionen des heimischen Tourismussektors, eine detaillierte Erfassung findet sich bislang nur im Bereich des schneebasierten Wintertourismus. Als größter Emittent wird dort die Beherbergung mit einem Anteil von 58  % identifiziert, gefolgt vom An- / Abreise- und Zubringerverkehr mit 38  %. Seilbahnen, Schlepplifte, Pistengeräte und Schneekanonen sind hingegen nur für 4 % der gesamten schneebasierten Wintertourismusemissionen verantwortlich (Band 3, Kapitel 4). Ein hohes Einsparungspotential in Bezug auf tourismusverursachte THG-Emissionen wird somit im Transportwesen und im Beherbergungsbereich gesehen und kann zudem durch Anpassung des betrieblichen Managements von touristischen Anlagen erzielt werden. Erfolgreiche PionierInnen im nachhaltigen Tourismus zeigen Wege der THG-Emissionsreduktion in dieser Branche auf. In Österreich gibt es Vorzeigeprojekte auf allen Ebenen – Einzelobjekte, Gemeinden und Regionen – sowie in verschiedenen Bereichen, wie Hotellerie, Mobilität, touristisches Angebot. Aufgrund der langfristigen Infrastrukturinvestitionen ist der Tourismus für „Lock-in Effekte“ besonders anfällig (Band 3, Kapitel 4). Veränderungen des Klimas wirken sich sehr stark auf die österreichische Tourismusbranche aus. Dies liegt an der besonders großen Abhängigkeit von den örtlichen klimatischen Bedingungen. Zieht man den derzeitigen Wissensstand hinsichtlich zukünftiger Entwicklung des Klimas in Betracht, so ist davon auszugehen, dass die Konsequenzen sowohl negativer als auch positiver Natur sein werden. Die Gewährleistung einer langfristigen und nachhaltigen Entwicklung des Tourismussektors geht mit einem rechtzeitigen Erkennen von Vor- und Nachteilen des Klimawan-

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dels sowie einer darauf aufbauenden Anpassungsstrategie einher. Die verschiedenen Bereiche des österreichischen Tourismus werden unterschiedlich stark vom Klimawandel betroffen sein. Es wird erwartet, dass zum Beispiel der Städtetourismus netto im Jahresverlauf kaum, wohl aber saisonal betroffen sein wird. Im Sommer sind sind Rückgänge im Städtetourismus aufgrund vermehrter Hitzetage und tropischer Nächte möglich. Verlagerungen der Touristenströme in andere Saisonen und Regionen sind möglich und derzeit schon beobachtbar. Für alpine Badeseen könnte sich der Klimawandel sogar als vorteilhaft herausstellen. Besonders negative Effekte sind hingegen für den Neusiedler See – dessen Wasserspiegel voraussichtlich deutlich sinken wird – den Bergtourismus und den alpinen Wintertourismus zu erwarten. Für den Bergtourismus ist vor allem der Rückgang des Permafrostes und der Rückgang von Gletscherzungen bereits heute ein großes Problem, da dadurch bestehende Wege instabil oder von Steinschlag bedroht werden. Neben Anpassung, Neubau und Instandhaltung bestehender Hüttenzugänge, Höhenwanderwege und Übergänge zur Reduzierung bzw. Vermeidung unverhältnismäßiger Risiken beinhalten Maßnahmen zur Anpassung im Bergtourismus auch das Auflassen oder die Neuanlage von Wegen sowie die Einrichtung von Wege-Informationssystemen (Band 3, Kapitel 4). Der Wintertourismus wird durch den stetigen Temperaturanstieg weiter unter Druck kommen. Im Vergleich mit naturschneesicheren Destinationen drohen vielen österreichischen Schigebieten Nachteile durch steigende Beschneiungskosten. Besonders bedeutend sind daher aus österreichischer Sicht Anpassungsmaßnahmen hinsichtlich des alpinen Wintertourismus. Das liegt einerseits an der Klimasensitivität des Wintertourismus durch die Abhängigkeit von Schnee und andererseits an der wichtigen Stellung des Wintertourismus in der heimischen Tourismuswirtschaft. Während sich nämlich die Nächtigungszahlen in Österreich im Sommer- und Winterhalbjahr in etwa die Waage halten, sind die Einnahmen pro Gast im Winter deutlich höher. Die Kompensation reduzierten natürlichen Schneefalls durch künstliche Beschneiung ist bereits heute eine verbreitete Maßnahme um mit der jährlich variierenden Schneedecke umzugehen (Band 3, Kapitel 4). Zukünftige Anpassungsmöglichkeiten durch technische Beschneiung sind begrenzt. Es sind zwar derzeit 67  % der Pistenfläche mit Beschneiungsanlagen ausgerüstet, jedoch ist der Einsatz der Anlagen durch steigende Temperaturen und die Verfügbarkeit von Wasser eingeschränkt (wahrscheinlich, Band 3, Kapitel 4). Die Förderung des Ausbaus der Beschneiung durch die öffentliche Hand könnte daher zu Fehlanpas-

Synthese

Abbildung S.3.8. Geschätzter Anteil der Tourismusaktivitäten an globalen CO2-Emissionen und Strahlungsantrieb des Tourismus (inklusive Tagestourismus) im Jahr 2005. Quelle: adaptiert von UNWTO-UNEP-WMO (2008) Figure S.3.8. Estimated share of tourist activites which contribute to global CO2 emissions and radiation (inlcuding day-trippers) in 2005. Source: adapted from UNWTO-UNEP-WMO (2008)

sungen und kontraproduktiven „Lock-in Effekten“ führen (Band 3, Kapitel 4). Die Beschneiung führt auch zu erhöhtem Energieverbrauch, dementsprechend höheren Kosten und somit zu erhöhten Preisen für die SkifahrerInnen. Bereits heute ist dies für viele Menschen ein Grund, den Skisport nicht mehr auszuüben. Eine weitere Strategie stellt die Ausweitung bzw. das Ausweichen von Skigebieten in höhere Lagen und Nordhänge zur Sicherung eines durchgehenden Schibetriebs mit frühem Saisonstart und spätem Saisonende dar. Diesbezügliche Tendenzen konnten in der Vergangenheit bereits beobachtet werden. Allerdings sieht sich auch diese Strategie einigen Beschränkungen gegenüber, wie etwa der Präferenz von SkifahrerInnen für sonnige Hänge, der naturräumlichen Begrenztheit vieler Skigebiete, sich weiter in die Höhe auszubreiten, dem potentiell erhöhten Lawinen- und Windrisiko sowie der Gefährdung fragiler Ökosysteme (Band 3, Kapitel 4). Eine allgemeine und vielfach genannte Strategie zur Anpassung an den Klimawandel – nicht nur im Wintertourismus – stellt die Diversifizierung des Angebots dar. Ein gemischtes Angebotsportfolio weist bereits aufgrund des impliziten Versicherungseffektes ein geringeres Gefährdungspotential als ein einseitig ausgerichtetes Angebot auf. Dennoch zeigen Ergebnisse, dass das Potential der Angebotsdiversifizierung begrenzt ist, denn die Skidestinationen werde nicht wegen der schneeunabhängigen Alternativangebote, sondern aufgrund der schneebasierten Aktivitäten aufgesucht (Band 3, Kapitel 4.)

Für besonders stark gefährdete Gebiete steht in letzter Konsequenz auch die Erstellung eines integrativen Ausstiegsszenarios aus dem Schneetourismus als Strategie zur Verfügung. Insbesondere am Alpenrand und in tieferen Lagen ist der Prozess der Schließung nicht mehr rentabler Anlagen kleinerer Betriebe bereits beobachtbar. Das kleine Skigebiet am Gschwender Horn in Immenstadt (Bayern) stellt ein bekanntes und erfolgreiches Beispiel eines aktiv geplanten Rückzugs vom nicht mehr rentablen Skitourismus nach einer Serie von schneearmen Wintern Anfang der 1990er Jahre dar. Die Lifteinrichtungen wurden abgetragen und die Skipisten renaturiert. Heute wird das Gebiet für Sommer- (Wandern, Mountainbiking) und Wintertourismus (Schneeschuhwandern, Schitouren) genutzt (Band 3, Kapitel 4). Grundsätzlich gibt es eine Reihe von Strategieansätzen, die eine adäquate Anpassung des Tourismussektors an den Klimawandel ermöglichen könnten (Band 3, Kapitel 4). Wie erfolgreich diese Ansätze umgesetzt werden, hängt jedoch auch davon ab, ob eher individuell und reaktiv oder vernetzend und vorausschauend gehandelt wird. Nur vernetzende und vorausschauende Aktivitäten würden kontraproduktive Situationen (wie etwa höherer Ressourcenverbrauch durch Beschneiungsanlagen) vermeiden und eine langfristig erfolgreiche Entwicklung des österreichischen Tourismussektors ermöglichen (Band 3, Kapitel 4). Einbußen im Tourismus im ländlichen Raum haben hohe regionalwirtschaftliche Folgekosten. Da der Verlust an

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

0,35 1 000 0,3 800 0,25 600

0,2 0,15

400 0,1 200 0,05 0

0 1970

S.3.7 S.3.7

Produktion Production

Der Energieeinsatz in der österreichischen Industrie war zwischen 1970 und 1995 mit 200 bis 250 PJ / Jahr relativ konstant, wuchs aber danach deutlich und überstieg 2005 die 300 PJ Marke (Abb. S 3.9, Band 3, Kapitel 5). Im Zeitraum 1970 bis 1995, in dem kaum ein Zuwachs des Energieverbrauches erfolgte, stieg der Produktionswert und die Produktionsmengen um knapp mehr als das Doppelte. Dies ist darauf zurück zu führen, dass einerseits Produktionssteigerungen durch Effizienzerhöhungen im Rahmen der allgemeinen technischen Entwicklung kompensiert wurden und andererseits darauf, dass es eine Strukturänderung im Bereich der Produktion gegeben hat. In den Jahren 1973 und 1980 erfolgten Einbrüche, die auf die damals aufgetretenen Energie(preis)krisen zurück zu führen sind. Der Anteil der elektrischen Energie ist in den letzten 30 Jahren nahezu konstant (strichlierte Linie in Abbildung S.3.9) um 30 %. In den letzten 1 ½ Jahrzehnten liegt ein völlig anderer Trend vor, der zu einer Steigerung des Energieeinsatzes um beinahe 50 % auf über 300 PJ / Jahr führte (Band 3, Kapitel 5). Aufgrund des hohen Anteils der Produktion an im Inland emittierten THG stehen für die Produktion bisher hauptsächlich Klimaschutzmaßnahmen (und nicht Anpassungsstrategien) im Vordergrund. Emissionsminderungen an klimawirksamen Gasen aus dem Energieeinsatz können im Bereich Produktion einerseits durch Reduktion des Endenergieverbrauchs erfolgen, andererseits durch eine Umstellung auf emissionsärmere Energieträger. Prozessbedingte CO2Emissionen sind nur durch Produktions- oder Produktinnovationen verminderbar. Die Reduktion anderer THGe (Methan, Stickoxide, Florkohlenwasserstoffe etc.) kann ebenfalls nur prozessspezifisch erfolgen (Band 3, Kapitel 5). Obwohl in der österreichischen Industrie bereits Klimaschutzmaßnahmen getroffen werden, gibt es nach wie vor

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0,4

1 200

PJ / a

Arbeitsplätzen hier oft nicht durch andere Branchen aufgefangen werden könnte, würde ein diesbezüglicher Strukturwandel zu Abwanderungen führen. Bereits jetzt stehen periphere ländliche Räume durch Urbanisierungswellen vor großen Herausforderungen (Band 3, Kapitel 4). Durch zukünftig zu erwartende sehr hohe Temperaturen im Mittelmeerraum im Sommer könnte der Tourismus in Österreich profitieren. Indirekt könnte der Sommertourismus davon profitieren, dass aufgrund der erwartenden hohen Temperaturen im Mittelmeerraum das österreichische Klima im Vergleich dazu attraktiver wird (Band 3, Kapitel 4).

1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

2010

Energescher Endverbrauch Österreich

Energescher Endverbrauch Produkon

Energescher Endverbrauch Produkon excl. Elektrischer Energie

Anteil des Energieverbrauches der Produkon

Abbildung S.3.9. Bedeutung des Sektors „Produktion“ beim Energieverbrauch in Österreich, Werte in PJ / Jahr. Quelle: Statistik Austria (2012) Figure S.3.9. Energy consumption of the production sector in Austria; values in PJ / yr. Source: Statistik Austria (2012)

enorme ungenutzte Emissionseinsparungspotentiale. Diese betreffen vor allem Energieeffizienzmaßnahmen und die Nutzung erneuerbarer Energien. Aber auch die Förderung und Entwicklung von radikal neuen Technologie-Innovationen ist für eine mit dem 2 °C-Ziel vereinbare Emissionsreduktion erforderlich (Band 3, Kapitel 5). Die Industrie ist größter THG-Emittent in Österreich. Im Jahre 2010 betrug der Anteil des produzierenden Bereiches am gesamten österreichischen Energieendverbrauch sowie an den THG-Emissionen jeweils knapp 30 %. Emissionsreduktionen in einem Ausmaß von etwa 50 % und mehr können nicht durch kontinuierliche Verbesserungen und Anwendung des jeweiligen Standes der Technik erreicht werden. Hier ist entweder die Anwendung von Verfahren mit Speicherung der THG-Emissionen (Carbon Capture and Storage, wie etwa in den EU-Szenarien zum Energiefahrplan 2050 hinterlegt) oder die Entwicklung klimaschonender neuer Verfahren notwendig (radikal neue Technologien und Produkte bei drastischer Reduktion des Endenergieeinsatzes). Diese eröffnet Chancen für die Entwicklung neuer Werkstoffe auf internationalen Märkten (Band 3, Kapitel 5). Nur wenige Teilsektoren haben den größten Anteil am Energiebedarf und damit an den THG-Emissionen. Die fünf größten Emittenten (Energie- und Prozessemissionen) sind die Sektoren Eisen und Stahl, Metallerzeugung, Mine-

Synthese

Abbildung S.3.10. CO2-Ströme im Güterhandel von / nach Österreich, nach Weltregionen. Die in den Importgütern implizit enthaltenen Emissionen sind mit roten Pfeilen dargestellt, die in den Exportgütern enthaltenen, Österreich zugerechneten Emissionen mit weißen Pfeilen. In der Bilanz fallen Süd- / Ostasien, besonders China und Russland als Regionen auf, aus denen Österreich emissionsintensive Konsum- und Investitionsgüter importiert. Quelle: Munoz und Steininger (2010) Figure S.3.10. CO2 streams from the trade of goods to/from Austria according to major world regions. The emissions implicitly contained in the imported goods are shown with red arrows, the emissions contained in the exported goods, attributed to Austria, are shown with white arrows. Overall, south Asia and east Asia, particularly China, and Russia, are evident as regions from which Austria imports emission-intensive consumer- and capital- goods. Source: Munoz and Steininger (2010)

ralische Produkte, Zellstoff / Papier / Druck, und Chemie. Gemeinsam sind diese Teilsektoren für mehr als zwei Drittel der Gesamtemissionen in der Produktion verantwortlich. Bei den bereits getroffenen emissionsreduzierenden Maßnahmen ist aufgrund der Kostenvorteile vor allem die Umstellung von Kohle und Öl auf Gas eine sehr effiziente, bereits umgesetzte Einsparungsstrategie. Ein daraus resultierender Nachteil ist jedoch die Ressourcenabhängigkeit von Ländern mit unsicheren und ethisch fragwürdigen politischen Situationen. Es gibt eine Reihe von weiteren freiwilligen, bereits getroffenen, Maßnahmen wobei viele davon auf die Reduktion des Brennstoffbedarfs abzielen. Diesbezüglich wird ein geringerer Brennstoffbedarf jedoch oft mit einem höheren Strombedarf kompensiert, was zwar die Emissionsbilanz des Sektors verbessert, sich jedoch negativ auf die Emissionsbilanz des Elektrizitätssektors auswirkt. Eine weitere Maßnahme ist das „EU-Emission Trading System“, dem die größten Betriebe der energieintensiven Sektoren unterliegen. Aufgrund der recht durchgängig geringen Zertifikatspreise sind die Emis-

sionsminderungssignale daraus bisher eher gering (Band  3, Kapitel 5). In Österreich sind Bemühungen zur Verbesserung der Energieeffizienz und zur Förderung erneuerbarer Energieträger zu erkennen, zur Zielerreichung sind sie jedoch nicht genügend mit Maßnahmen hinterlegt. Sowohl hinsichtlich Energieeffizienz als auch hinsichtlich des Einsatzes erneuerbarer Energieträger sind vorhandene Potentiale noch nicht ausgeschöpft. Mit Ausnahme der Zellstoffindustrie sind erneuerbare Energieträger in der Industrie gering verbreitet. Standortbedingt könnten kleinmaßstäbige Wasserkraftwerke eine Alternative zur Stromgewinnung bieten. Neben dem Einsatz von erneuerbaren Energieträgern sind besonders industrielle Kraft-Wärme Kopplungen zu erwähnen. Vor allem in der Papier- und Zellstoffindustrie gibt es diesbezüglich sehr gute Voraussetzungen. Auch in der Herstellung von elektrischem Strom aus Niedertemperaturabwärme (ORC-Anlagen) liegt ein großes Potenzial. Mittelfristig kann auch ein Teil des technologisch erforderlichen Kohlenstoffes

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

aus biogenen Quellen abgedeckt werden. Auch hier besteht ein großer Forschungsbedarf (Band  3, Kapitel  5; Band  3, Kapitel 6). Bezieht man auch die durch österreichischen Konsum im Ausland verursachten CO2-Emissionen mit ein, so liegen die Emissionswerte für Österreich um etwa die Hälfte höher. Ein weiterer wesentlicher Bestandteil einer effektiven Klimaschutzstrategie in der Industrie sollte die Berücksichtigung globaler Prozesse sein. Österreich ist Mitverursacher der Emissionen anderer Staaten. Bezieht man diese Emissionen mit ein und bereinigt sie andererseits um die den österreichischen Exporten zurechenbaren Emissionen, so erhält man die „Konsum-basierten“ Emissionen Österreichs. Diese liegen deutlich über den in der UNO-Statistik für Österreich ausgewiesenen Emissionen und dies mit steigender Tendenz (1997 um 38 %, 2004 um 44 % darüber). Aus den Warenströmen lässt sich ableiten, dass die österreichischen Importe die meisten Emissionen in China, Süd- und Ostasien allgemein, bzw. Russland verursachen (Abbildung S.1.5). Die Berücksichtigung des globalen Kontexts würde auch die teilweise hohen Rückgänge im industriellem Energieverbrauch und den Emissionen anderer EU-Mitgliedsstaaten relativieren, da diese oft auch auf Abwanderungen energieintensiver Industriezweige beruhen (Band 3, Kapitel 5; Band 3, Kapitel 6). Derzeit gibt es bei keiner der untersuchten Branchen Strategien zur Anpassung an den Klimawandel. Es ist anzunehmen, dass Veränderungen des Kühlungs- und Wärmebedarfes, der Verfügbarkeit von Bioressourcen (z. B. Holz) sowie klimabedingt veränderte Nachfrage mögliche Herausforderungen sind.

S.3.8 S.3.8

Gebäude Buildings

Basis für alle österreichischen Studien im Gebäudebereich bildet die Vollerhebung der Statistik Austria über die Anzahl an Gebäuden und Wohnungen sowie der Mikrozensus, welcher ein gleitendes statistisch relevantes Sample an Wohnungen umfasst. Für Nichtwohngebäude gibt es eine erste Studie zur Ermittlung der Energieverbräuche in verschiedenen Gewerbesparten. Der Gebäude- und Wohnungsbestand in Österreich wächst seit 1961 linear, zum einen durch die steigende Bevölkerung, zum anderen durch größere Nutzfläche pro Person. Im Jahr 2011 waren ca. 4,4 Mio. Wohnungen in 2,2 Mio. Gebäuden vorhanden, etwa ¾ davon in Form von Ein- und Zweifamilienhäusern. Ca. 70 % der Wohnfläche wurde vor 1980 mit energetisch schlechtem Standard errichtet. Ein Großteil

122

hiervon ist nach wie vor für eine energetische Sanierung geeignet (Band 3, Kapitel 5). Der Sektor Raumwärme und sonstiger Kleinverbrauch trägt mit 28  % zum Endenergiebedarf und mit 14  % zu THG-Emissionen bei. Trotz des Zubaus an Wohnfläche und Nichtwohngebäudefläche bleibt der Energiebedarf seit 1996 etwa konstant, zusätzlicher Energiebedarf durch Neubauten und Energieeinsparung durch Abriss und Sanierung halten sich etwa die Waage. Private Haushalte machen mit circa 260 PJ / Jahr etwa 62 %, die privaten und öffentlichen Dienstleister mit 130 PJ etwa 31 % des Endenergiebedarfs aus. Der Rest liegt im Bereich der Landwirtschaft. In privaten Haushalten macht die Raumheizung mit über 2 / 3 (195 PJ / Jahr) den Hauptanteil aus, die Warmwasserbereitung liegt bei circa 13 % (35 PJ / Jahr), Kochen bei knapp 3 % (7 PJ / Jahr). Der Rest (sonstiges, 37 PJ / Jahr) entspricht dem Haushaltsstrombedarf. Für Raumheizung und Warmwasser liegen Holz, Gas und Öl jeweils bei 27 %, Fernwärme bei 14 % und Strom bei 9 %; Solarthermie und Wärmepumpen machen jeweils knapp über 2 % aus. Während sich von  2003  bis  2010 der Anteil erneuerbarer Energieträger für die privaten Haushalte insgesamt von 22,9  auf  26,9  % und der Anteil der Fernwärme von 6,9  %  auf  9,9  % erhöht hat, reduzierte sich der Anteil von Heizöl von 25 auf 19 %. Erdgas blieb mit 20,5 % konstant und der Anteil von Kohle war sehr klein, was klar einen Trend hin zu erneuerbaren Energieträgern und Fernwärme darlegt. Dazu tragen die hohe Volatilität der Ölpreise und die Verfügbarkeit von technisch hochentwickelten, automatischen Heizungssystemen auf Basis von Erneuernbaren wesentlich bei. Im öffentlichen und privaten Dienstleistungssektor wurden hauptsächlich Strom (38 %), Fernwärme (23 %), Erdgas (20 %) und Heizöl (13 %) als Energiequellen herangezogen (Gesamtenergiebedarf 121 PJ), während Biomasse nur 2,5 % ausmacht (keine Angaben zu weiteren Erneuerbaren). Die leitungsgebundenen Energieträger stellen insgesamt über 80 % des energetischen Endverbrauchs im Dienstleistungssektor dar; Kohle, Diesel, Benzin und Flüssiggas sowie die Erneuerbare und Abfälle spielen mit einem Anteil von 4,2 % hingegen gesamtsektoral betrachtet eine geringere Rolle. Österreichische Haushalte verursachten 2010 ca. 24  Mio.  t  THG-Emissionen inklusive Biomasse (entspricht 26  %). Werden die CO2-Emissionen aus biogenen Energieträgern gemäß internationaler Konvention CO2-neutral bilanziert, reduzieren sich die Emissionen auf 17  Mio.  t und der Anteil auf ca. 24 %. Je die Hälfte trägt hierbei Raumwärme sowie sonstiger Kleinverbrauch, Warmwasserbereitung und Strombedarf bei.

Synthese

     

                                       





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Abbildung S.3.11. Energetischer Endverbrauch der Sektoren (links) und Anteil der Privaten Haushalte sowie Privater und Öffentlichen Dienstleister (rechts). Quelle: Statistik Austria (2012) Figure S.3.11. Energy end use according to sector (left) and proportion of households, and private & public sector providers (right). Source: Statistik Austria (2012)

Der Sektor „Raumwärme und sonstiger Kleinverbrauch“ des Bereichs Haushalte (ohne Strom- und Fernwärmebedarf ) trug nach dem Klimaschutzbericht 2011 rund 14 % der THG-Emissionen bei. Verglichen mit dem Anteil von 28 % am Endenergiebedarf, vor allem aufgrund der verwendeten CO2-emissionsarmen Energieträger (Biomasse und Fernwärme) ist dieser Prozentsatz wesentlich geringer. Der durch den Klimawandel verursachte Außentemperaturanstieg wird den Heizenergiebedarf von Gebäuden verringern, allerdings wird sich der Kühlbedarf erhöhen. Anpassungsstrategien im Gebäudebereich setzen gesetzliche und förderungstechnische Instrumente zur Reduktion des Kühlbedarfs von Gebäuden sowie technische Maßnahmen in puncto Gebäudeausrichtung, Fensterflächen, Speichermassen, Nachtlüftung etc. voraus. Basierend auf dem IPCC-Szenario IS92a und den Berechnungsalgorithmen nach der österreichischen normativen Umsetzung der EU Energy Performance of Buildings Directive (EPBD) wird die Reduktion des Heizwärmebedarfs 1990 bis 2050 ca. 20 % betragen, bei gleichzeitiger Zunahme des Kühlbedarfs. Der Heizwärmebedarf wird trotzdem für die meisten Gebäude den Kühlbedarf übersteigen. Technologischer Fortschritt realisiert bei kürzlich errichteten Neubauten und Sanierungen eine deutliche Reduktion des Heizenergiebedarfs, der von 2006 bis 2010 von 42  kWh / m² / Jahr auf 28,8  kWh / m² / Jahr im geförderten Wohnbau sank. Im Sinne des mit der europäischen Gebäude-

richtlinie (Neufassung 2010) eingeschlagenen Weges in Richtung „nearly zero energy buildings“ ist eine ambitionierte Festlegung von Neubaustandards erforderlich, um hier langfristige Klimaschutzziele zu erreichen. Der Heizwärmebedarf nach thermisch-energetischer Sanierung von Wohnbauten erreichte 2011 einen durchschnittlichen Wert von 48,8 kWh / m² / Jahr. 2006 lag der Wert bei rund 67 kWh / m² / Jahr. Da der größte Anteil an Wohnungen im Bestand liegt, kommt der energetischen Sanierung von Gebäuden der höchste Stellenwert zu. Die weitere Senkung der THG-Emissionen gelingt durch optimale Einbindung der Nutzung Erneuerbarer im Gebäudebereich. Die Potentialanalyse setzt jedoch die Betrachtung des Gesamtenergiesystems mit Mobilität, Gewerbe, Industrie und Gebäuden voraus, damit eine isolierte Betrachtung des Gebäudesektors nicht zu hohe Potentiale für diesen Bereich ergibt. Je geringer der Energiebedarf von Gebäuden, desto leichter fällt die Versorgung über Erneuerbare. Solarthermie und Photovoltaik können zunehmend auf den nicht zur Belichtung notwendigen und entsprechend richtig ausgerichteten Flächen zur Energiegewinnung genutzt werden, ebenso wird der Einsatz von mit Erneuerbaren betriebenen Wärmepumpen aufgrund der Skalierbarkeit bis zu sehr kleinen Bauund Leistungsgrößen weiter forciert werden. Aufgrund limitierter Verfügbarkeit kann Biomasse eher im Bereich Industrie und Mobilität als bei Gebäuden ausgebaut werden, sieht man von Eigenversorgung am Land ab. Nahwärmenetze spielen mit zunehmender Effizienz der Gebäude eine geringere Rolle,

123

Emissionen in Mio t CO2-äquivalent / a

Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

16 14 12 10 8 6 4 2 0

1990

2005

Summe Privathaushalte

2006

2007

2008

2009

2010

öffentliche und private Dienstleistungseinrichtungen Land- und Forstwirtscha;

Abbildung S.3.12. CO2-Äq. Emissionen des Sektors Raumwärme und sonstiger Kleinverbrauch. Quellen: Anderl et al. (2009, 2011, 2012) Figure S.3.12. CO2-equivalent emissions in the space heating sector and other small consumers. Sources: Anderl et al. (2009, 2011, 2012)

da das Verhältnis Wärmeabgabe zu Netzverluste immer ungünstiger wird. Der Haushaltsstromverbrauch wird ohne gravierende politische Eingriffe weiter ansteigen. Zwar bieten effizientere Technologien Einsparungspotential, durch Verbreitung neuer stromintensiver Anwendungsbereiche, bei gleichbleibenden niedrigen Strompreisniveaus wird der Gesamtstromverbrauch jedoch zumindest moderat weitersteigen. Bis 2050 kann mittels höherer Energieeffizienz und erneuerbaren Energien eine Abdeckung von etwa 90 % des Wärmebedarfs im Gebäudebereich erzielt werden. Die – jedoch weitgehend noch nicht mit Maßnahmen hinterlegte – Energiestrategie Österreich sieht einen Investitionseinsatz von 2,6  Mrd.  € / Jahr zur Erreichung einer 3  %-igen Sanierungsrate für Wohngebäude bis 2020 vor. Der ausgelöste Bruttoproduktionswert beträgt rund 4 Mrd. € / Jahr, der Fördermitteleinsatz wird mit ca. 1 Mrd. € / Jahr angegeben. Für Nichtwohngebäude würden bei einer Sanierungsrate von 3 % circa 400 Mio. € / Jahr dazukommen. So könnten bis 2020 ca. 4,1 Mio. t / Jahr THG-Emissionen und ca. 1,33 Mrd. € / Jahr Energiekosten eingespart und etwa 37 000 neue Arbeitsplätze geschaffen werden, was bei einer Laufzeit von 10  Jahren ca. 14 Mrd. € an Fördermitteleinsatz und ca. 3 400 t / Jahr dauerhafte Emissionseinsparung darstellt (Band 3, Kapitel 5). Handlungsoptionen zur weiteren Verbesserung der energetischen Gebäudesanierung gibt es in der verstärkt energetischen und ökologischen Ausrichtung der Bauordnungen für Neubauten und Sanierung sowie in der Verschiebung von Wohnbaufördermitteln in Richtung Sanierung. Auch die Datenlage zu Gebäudebestand und Energieverbrauch (besonders

124

Nichtwohngebäude) ist in Österreich verbesserungswürdig. Im Stadtklimabereich (Städtebau, Farbgebung, Gebäudebegrünung) liegen erst wenige Untersuchungen mit Österreichbezug vor, sodass die Abschätzung von Temperaturreduktionmaßnahmen zur Minderung der klimabedingten Erwärmung in Ballungsräumen und dadurch erzielbarer Energie- und Emissionseinsparungen noch nicht umfassend möglich ist. Detailliertere ökonomische Studien zur Kosten / Nutzen-Abschätzung hochwertiger Gebäudesanierung fehlen ebenfalls weitgehend, die meisten Studien widmen sich lediglich Einzelobjekten (Band 3, Kapitel 5).

S.3.9 S.3.9

Transformationspfade Transformative Pathways

Ohne Maßnahmen zur Eindämmung der Emissionen ist mit bedeutenden negativen Konsequenzen für die Biospäre sowie für die sozio-ökonomischen Bedingungen weltweit zu rechnen. Ein wichtiger Zielwert, um den im Sinner der UNFCCC „gefährlichen” Klimawandel einzugrenzen, ist die Zunahme der Erderwärmung auf maximal 2 °C zu begrenzen. Zusätzlich zu den notwendigen Minderungs- sind jedenfalls Anpassungsmaßnahmen erforderlich, um den Auswirkungen des nicht mehr zu verhindernden Klimawandels zu begegnen (Band 3, Kapitel 1; Band 3, Kapitel 6). Der bis zum Ende des 21. Jahrhunderts und darüber hinaus realisierte Temperaturanstieg hängt maßgeblich von den bis dahin kumulierten CO2-Emissionen ab. Abbildung S.3.13 illustriert diesen Zusammenhang anhand von Ergebnissen zahlreicher Modelle für jeden der vier vom IPCC (2013) entwickelten „Repräsentativen Konzentrationspfade“ (RCP) bis 2100. Die bisherigen Klimaschutzmaßnahmen haben sich als unzureichend erwiesen, um die gefährlichen Klimawandeltrends umzukehren. Jede weitere Verzögerung weltweiter Schutzmaßnahmen gefährdet zunehmend die Erreichbarkeit des 2 °C Zieles. Die überwiegende Wirkungsrichtung der bisher vorgeschlagenen Maßnahmen war „top-down“ und auf Nationalstaaten bezogen. Teilweise sind sie in internationalen Verträgen verbrieft. Eine wesentliche Ursache für die Ineffektivität gegenwärtiger Klimapolitik liegt darin begründet, dass sie nicht anerkennt, welch große Zahl von Akteuren an der Klimaverantwortung teilhat und dass daher ein interaktiver (bottom-up und top-down) und rückgekoppelter Politikprozess zu effektiver Regulierung notwendig wäre. Ein weiterer bedeutender Faktor für das Politikversagen ist in der komplexen Verbindung von sozialer, wirtschafts- und Umweltproblematik begründet. Die wiederholte Enttäuschung hochgesteckter

Synthese

Cumulative total anthropogenic CO2 emissions from 1870 (GtCO2) 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 5 Temperature anomaly relative to 1861–1880 (°C)

2100

4

2100

3 2100 2050

2

2050 2050

2050 2100

2030 2030

1

2010

2000 1950 1980

RCP2.6 RCP4.5 RCP6.0 RCP8.5

0

Historical RCP range 1% yr -1 CO2 1% yr -1 CO2 range

1890

0

500 1000 1500 2000 Cumulative total anthropogenic CO2 emissions from 1870 (GtC)

2500

Copyright: IPCC (2013) Summary for Policymakers. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Working Group I Contribution to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Figure SPM.10. [Stocker,T.F., D.Qin, G.-K. Plattner, M.Tignor, S.K.Allen, J.Boschung, A.Nauels, Y.Xia, V.Bex and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, USA.

Abbildung S.3.13. Die Wirkung kumulativer Emissionen auf den Temperaturanstieg, historisch von 1870 bis 2010 sowie zukünftig in den vier „repräsentativen Konzentrationspfade“ (RCP). Jeder RCP ist als farbige Linie und mit Punkten für die Durchschnitte pro Jahrzehnt dargestellt. Empirisch belegte Ergebnisse über die historische Periode (1860 bis 2010) werden fettgedruckt in schwarz angezeigt. Die dünne schwarze Linie zeigt Modellergebnisse mit 1 % jährlicher CO2-Steigerung. Der rosafarbene Bereich zeigt die Spannweite der Ergebnisse des gesamten Szenario-Ensembles für die vier RCPs (siehe Band 1, Kapitel 1; Band 3, Kapitel 1). Diese sind jeweils nach ihrem im Jahr 2100 erreichten Strahlungsantrieb (zwischen 2,6 und 8,5 W / m²) benannt. Quelle: IPCC AR5 WG1 SPM (2013) Figure S.3.13. The impact of cumulative total CO2 emissions on temperature increases for the historic period from 1870 to 2010 and for the future using four “Representative Concentration Pathways” (RCPs). Each RCP is depicted as a coloured line, with points indicating mean decadal values. Results from empirical studies for the historical period (1860 to 2010) are indicated in black. The thin black line depicts model results with a CO2 increase of 1 % per year. The pink coloured plume illustrates the spread of the suite of ensemble models for the four RCP scenarios (see Volume 1, Chapter 1 and Volume 3, Chapter 1). These are named after their radiation forcing reached in 2100 (between 2.6 and 8.5 W / m2); Source: IPCC AR5 WG1 SPM (2013)

Erwartungen bezüglich der internationalen Klimaverhandlungen hat zu Klimapolitikverdrossenheit bei PolitikerInnen und Öffentlichkeit geführt. (Band 3, Kapitel 6) Um gangbare Pfade zur Erreichung des 2 °C Zieles entwerfen zu können, ist es erforderlich ein Verständnis für die Zusammenhänge zwischen Umweltzerstörung, Armut und sozialer Ungleichheit zu entwickeln. Beispiele für solche Interaktionen sind das Zusammenwirken von Klimawandel, Mobilitätsverhalten und Landnutzungsänderungen, die Bevölkerungsentwicklung, der Gesundheitszustand der Bevölkerung und Umweltschädigungen, technologischem Wandel und globaler Marktintegration sowie der Tatsache, dass einige Teile der Welt sich rasch verändern, während andere in Stagnation und Armut verharren (Band 3, Kapitel 6). In struktureller Hinsicht stehen die Krise des Klimawandels und der übermäßige Ressourcenverbrauch in engem Zusammenhang mit der derzeit vorherrschenden wirtschaftlichen Ordnung. Aus dieser Perspektive sind die ressourcenintensiven Lebensweise und die Produktionsver-

hältnisse, sowie das Herrschen von wenigen über viele und die zunehmende wirtschaftliche Ungleichheit allesamt Bestandteil und Grundursache der Klimakrise. Weil die gegenwärtig vorherrschenden Strukturen und Praktiken für die Nachhaltigkeitskrise ursächlich sind, müssen diese zur Überwindung der Krise verändert werden. Jene derart umfassenden sozioökonomischen Veränderungsprozesse, die auf Nachhaltigkeit abzielen, werden als sozio-ökologische Transformation bezeichnet (Band 3, Kapitel 6). Zu den neuen Pfaden und Praktiken zählen transformative Ansätze der Klimawandelvermeidung und -anpassung, die über marginale und inkrementelle Schritte hinausgehen. Solche Maßnahmen können Änderungen in Form und Struktur erfordern, sie eröffnen damit grundsätzlich neue Handlungsstrategien (Band 3, Kapitel 6). Ganz in diesem Sinne zeigt die vorangegangene sektorale Betrachtungsweise, dass in Österreich in allen Sektoren bedeutendes Emissionsminderungspotential vorhanden ist und dass Maßnahmen, dieses zu nutzen, bekannt sind. Sie macht aber auch deutlich, dass weder mit den geplanten, noch mit wei-

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

terreichenden sektoralen, meist technologieorientierten Maßnahmen der von Österreich zu erwartende Beitrag zur Einhaltung des globalen 2 °C Zieles erreicht werden kann. Das 2 °C Ziel einzuhalten erfordert auch in Österreich mehr als inkrementell verbesserte Produktionstechnologien, grünere Konsumgüter und eine Politik, die marginale Effizienzsteigerungen anstößt. Es ist eine Transformation der Interaktion von Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt erforderlich, die von Verhaltensänderungen der Einzelnen getragen wird, solche aber ihrerseits auch befördert. Wird die Transformation nicht rasch eingeleitet und umgesetzt, steigt die Gefahr unerwünschter, irreversibler Veränderungen (Band 3, Kapitel 6). Die in der österreichischen Energiestrategie anvisierten Ziele zum Ausbau erneuerbarer Energien und zur Energieeffizienz orientieren sich an den EU Zielen für 2020, die eine EU-weite Reduktion der Emissionen von 20 % gegenüber 1990 anstreben. Ausgehend von verschiedenen globalen Klimaschutzszenarien bestehen ernsthafte Zweifel, ob die von der EU vorgegebenen Reduktionsziele für 2020 ausreichend sind, um das langfristig anvisierte Ziel einer Stabilisierung des Temperaturanstiegs unter 2 °C kosteneffizient zu erreichen (Band 3, Kapitel 1). Stattdessen werden für Industrieländer stringentere Emissionsziele im Bereich von −25 bis −40 % für 2020 diskutiert, was auch mit den illustrativen Reduktionspfaden im EU „Fahrplan für den Übergang zu einer wettbewerbsfähigen CO2 armen Wirtschaft 2050“ nahegelegt wird. Umgelegt auf Österreich werden die EU-2020-Ziele derzeit als Reduktionsverpflichtung von etwa 3  % gegenüber 1990 interpretiert. Das ist ein bedeutend niedrigeres Klimaschutzziel für 2020 als Österreich ursprünglich für die erste KyotoPeriode bereits für 2012 anvisierte. Als überdurchschnittlich wohlhabendes Land innerhalb der EU, das außerdem relativ großzügig mit erneuerbaren Energiepotenzialen ausgestattet ist, wäre es für Österreich gut möglich sich in seinen Klimaschutzzielen für 2020 zumindest an den ursprünglichen Kyoto-Zielen (−13  % Emissionen im Vergleich zu 1990) zu orientieren. Aktuelle Studien zu den Auswirkungen der Konjunkturkrise von 2008 bis 2010 im EU-Raum kommen darüber hinaus zu dem Schluss, dass die Krise dazu beigetragen hat, dass die EU2020 Ziele von −20% THG-Emissionen deutlich günstiger zu erreichen sind als ursprünglich angenommen und dass diese mit zusätzlichem Aufwand realistischerweise auch übererfüllt werden können (Band 3, Kapitel 6). In einigen Politikbereichen wird die Diskussion über sozio-ökologische Transformation reduziert auf Konzepte wie „nachhaltiges Wachstum“, „qualitatives Wachstum“ oder die aktuelle Variante „Green Growth“. Dabei handelt es sich

126

um Konzepte welche die Produktionsweise vor allem durch neuere Technologien umweltfreundlicher machen wollen, die Produktions- und Konsumlogik jedoch unverändert lassen. „Green Growth“ schlägt im Wesentlichen eine Fortsetzung bestehender Politikmaßnahmen zur Förderung von Wirtschaftswachstum vor, reichert diese jedoch verstärkt mit Umweltmaßnahmen an. Der kürzlich veröffentlichte „European Report on Development“ (2013) erkennt zwar Green Growth als Politikoption an, fordert aber gleichzeitig eine wesentlich breitere Palette von Zielvorstellungen und strukturellen Änderungen, die eine inklusive und nachhaltige Entwicklung gleichsam auf der lokalen, nationalen und globalen Ebene ermöglichen. Moderne Volkswirtschaften und ökonomische Forschung sind strukturell eng mit dem Paradigma des unbegrenzten wirtschaftlichen Wachstums, gemessen am Bruttoinlandsprodukt (BIP), verbunden. Nationale und internationale Klimaschutzpolitik konzentriert sich auf wachstumsabhängige Politikmaßnahmen. Nur eine kleine Zahl von Studien hinterfragt kritisch die Auswirkungen von stringenten Klimaschutzzielen auf die Entwicklungspfade von Volkswirtschaften sowie die dabei zu erwartenden Rückkopplungen. Da Green Growth als primärer Lösungsansatz umstritten ist, stellt sich die Frage wie man zu Klimaschutz bei gleichzeitiger Zielerreichung in sozio-ökologischen Systemen kommen soll. Dazu muss geklärt werden, wie Leistung und Zielerreichung in sozio-ökologischen Systemen gemessen werden sollen. Für planerische und politische Entscheidungen und um sozio-ökologische Systeme in Richtung Nachhaltigkeit steuern zu können, ist es wichtig geeignete Indikatorsysteme zur Verfügung zu haben, die gesellschaftlichen Fortschritt und Wohlergehen messen. Einige Faktoren, die zur Lebensqualität beitragen, wie etwa Wohnbauaktivität, gesunde Ernährung, Gesundheitsversorgung, Bildung, Sicherheit korrelieren positiv mit dem BIP, dem gängigen Indikator. Andererseits bewirken auch dem Gemeinwohl schadende Faktoren und Aktivitäten, wie etwa Naturkatastrophen, zunehmende Umweltschäden oder soziale Auflösungsprozesse BIP-Steigerungen. Daher wird auf europäischer und internationaler Ebene nach besser geeigneten Indikatoren gesucht. Klimafreundlichkeit ist eine erforderliche, für sich allein aber unzureichende, Bedingung nachhaltiger Entwicklung. Das Erreichen des 2 °C Ziels erfordert die gleichzeitige Fokussierung auf klimafreundliche Technologien, Verhaltensweisen und institutionellen Wandel. Insbesondere betrifft dies die Bereiche Energiebereitstellung und -nachfrage, industrielle Prozesse und Landwirtschaft. Diesen drei Aktivitätsfeldern kommt besondere Bedeutung zu: In Österreich verursachten

Synthese

1 200 1000

PJ

800 600 400 200

2012 Mobilität

2050

2050

sonsge (Haushalte, Dienstleistung, etc.)

sie im Jahr 2010 79 % der treibhauswirksamen Emissionen, davon der Straßenverkehr alleine rund ein Drittel, industrielle Prozesse verursachten 13  % der Emissionen und die Landwirtschaft 9  %. Das Kriterium Klimafreundlichkeit muss in zukünftigen Investitions-, Produktions-, Politik- und Konsumentscheidungen als Selbstverständlichkeit integriert werden um die Gefahr irreversibler Schäden zu begrenzen. Gleichzeitig ist darauf zu achten, dass weder soziale, noch ökonomische Rahmenbedingungen überfordert werden. Klimafreundlichkeit ist also in den Kontext der wesentlich breiter angelegten Kriterien der Nachhaltigkeit einzubinden. Während klimafreundliche Maßnahmen oft mit Kosten und unerwünschten Veränderungen verbunden sind, haben diese Maßnahmen auch das Potential unterschiedliche Begleitnutzen zu entfalten, etwa in den Bereichen Lebensqualität, Gesundheit, Beschäftigung, ländliche Entwicklung und Umweltschutz, Versorgungssicherheit und nicht zuletzt Entlastung der Handelsbilanz. Die Internalisierung dieser positiven Begleiteffekte von Klimaschutz schafft den nötigen Handlungsspielraum. Für Österreich liegen mehrere empirische Untersuchungen vor, die Veränderungen im Energiesystem bis 2050 analysieren. Allesamt sehen sie Möglichkeiten zur Reduktion des energetischen Endverbrauchs um etwa 50 % bis 2050 (siehe Abbildung S.3.14). Die Energiemodelle, mit denen die in Abbildung S.3.14 vorgestellten Szenario-Analysen durchgeführt wurden, zeigen, dass sie den Optionen zur Änderung der Energiebereitstellung viel Aufmerksamkeit widmen, während eine wesentliche Herausforderung weitgehend unbeachtet bleibt, nämlich die Analyse der Nachfrage und des Energieverbrauchs. Diese

Bliem et.al "Energy[R]evoluon"

Streicher et al. "Energieautarkie Konstant"

Streicher et al. "Enerigieautarkie Wachstum"

Chrisan et al. "Zukun;sfähige Energieversorgung - Forciert"

Chrisan et. al. "Zukun;sfähige Energieversorgung - Pragmasch"

ÖSTAT

0

2050 Industrie

Abbildung S.3.14. Vergleich des Energetischen Endverbrauchs nach Sektoren 2012 und 2050 in verschiedenen Szenarien; Quellen: basierend auf Statistik Austria (2011). Statistik der Zivilluftfahrt (2010) Figure S.3.14 Comparison of end energy use per sector in 2012 compared to 2050 for various scenarios; Sources: based on Statistik Austria (2011). Statistik der Zivilluftfahrt (2010)

zu untersuchen würde es erfordern eine ungleich größere Anzahl technischer Details, AkteurInnen und institutioneller Arrangements zu berücksichtigen sowie die Ursachen („driving forces“) der steigenden Energienachfrage zu analysieren. Solche Untersuchungen wären aber nötig, um die wesentlichen AkteurInnen, Maßnahmen, Barrieren, Risiken und Kosten der Transformation zu beschreiben. Weil mit dem Umbau zur Klimaverträglichkeit keineswegs nur Belastungen verbunden sind, sondern dabei auch bedeutende Wachstumsbranchen gegründet werden, besteht öffentliches und volkswirtschaftliches Interesse daran, die neu entstehenden Möglichkeiten und die zu erwartenden Umverteilungsprozesse darzustellen. Dies ist auch erforderlich um effektiv wirkende Märkte gestalten zu können und nicht zuletzt um Handlungsspielräume zur internationalen Verhandlung des globalen 2 °C Ziels zu identifizieren. Um innerhalb der oben skizzierten Energieszenarien alternative Pfade zur Transformation in eine klimafreundliche und nachhaltige Gesellschaft zu erörtern, ist es außerdem erforderlich die Auswirkung von globalen und regionalen Entwicklungsdynamiken zu berücksichtigen, die den weiteren Kontext für Entwicklungsoptionen in Österreich bilden und die in den Modellen nur unvollständig berücksichtigt werden. Bevor Handlungsmöglichkeiten einzelner AkteuInnen angesprochen werden, ist es im Sinne eines holistischen Ansatzes auch nötig die Implikation der jeweils gewählten Bilanzrahmen der Klimaverantwortung zu spezifizieren, weil diese maßgeblich definieren was als Handlungsspielraum und -wirkung der Klimaschutzmaßnahmen sichtbar wird. Der Klimawandel wird in anderen Weltregionen teilweise zu größeren Auswirkungen führen, und den Migrationsdruck

127

Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

auf Europa (und damit Österreich) erhöhen. Wiewohl Migration bisher primär innerhalb der jeweiligen Region stattfindet, könnten insbesondere die schon jetzt einsetzenden Flüchtlingsströme aus Afrika nach Europa weiter anwachsen. Veränderungen der Migrationsströme können sowohl Folge von extremen Wetterereignissen als auch von längerfristiger Klimavariabilität sein und können für viele eine effektive Anpassungsstrategie an den Klimawandel darstellen. Als kleine, diversifizierte und wirtschaftlich offene Volkswirtschaft ist Österreich einer Vielzahl von internen und externen Dynamiken ausgesetzt, die bisher nur unvollständig als treibende Faktoren in Energie- und Emissionsmodellen abgebildet werden. Ein Beispiel dafür ist die rasch fortschreitende europäische und globale Marktintegration und Globalisierung, die bewirkt, dass Prozessketten der verarbeitenden Industrien internationalisiert und komplexer werden sowie die räumlichen Distanzen zwischen den Orten der Produktion und des Konsums von Gütern weiter zunehmen. Wie weiter oben erwähnt gilt beispielsweise im Fall von Österreich, dass bei der Produktion von Importgütern mehr Emissionen im Ausland anfallen als im Inland zur Produktion von Exporten entstehen (Band 3, Kapitel 6). Klimaschutzmaßnahmen müssen solche Zusammenhänge berücksichtigen, weil zu eng definierte Bilanzrahmen eine weitere Auslagerung von Emissionen anregen können und daher ihre Aufgabe, eine globale Reduktion von THG zu erreichen, verfehlen würden. Die österreichische Politik hat sich im Rahmen der EUKlimapolitik zum Handeln verpflichtet. (Band  3, Kapitel  1; Band 3, Kapitel 6) Dazu ist eine Verstetigung und langfristige Planbarkeit der Klimaziele anzustreben, welche die österreichische Klimapolitik der jüngeren Vergangenheit nicht aufweist. Langfristig bindende Klimaziele minimieren Investitionsrisiken und ermöglichen es privatwirtschaftlichen AkteurInnen vorausschauende Planungsentscheidungen für langlebige Infrastruktur treffen zu können. Eine grundsätzliche Politikmaßnahme wäre auch die umfassende Evaluierung von Fördermitteln und Subventionen auf mögliche Klimaeffekte, da diese eine wichtige Steuerungsmöglichkeit der Politik darstellen. Das betrifft insbesondere z. B. die im EU-Vergleich niedrigen Mineralölsteuern, die Pendlerpauschale, die Wohnbauförderung soweit sie nicht mit Auflagen zur Energieeffizienz verknüpft ist, den steuerbefreiten Flugverkehr und steuerbegünstigte Firmenwagen. Besondere Bedeutung kommt der Unterstützung neuer Anreizsysteme zu, die Handeln direkt beeinflussen, gegebenenfalls neue Geschäftsmodelle entstehen lassen und die Energienachfrage bremsen. Energy Service Companies (ESCOs) sind ein Beispiel eines solchen Geschäftsmodells. Sie verfügen

128

selbst oder in Verbindung mit einem Finanzinstitut über einen Fördertopf, aus dem Kapitalmittel bezogen werden können, um Verbesserungen der Energieeffizienz von Anlagen oder Gebäuden durchführen zu können. Ein Teil der dann eingesparten Energieausgaben wird in Folge dazu verwendet, um dem Fördertopf die Investitionen in effizienzsteigernde Maßnahmen zurückzuzahlen. Durch eine Bepreisung von CO2 können Produktions-, Konsum- und Investitionsentscheidungen systematisch in Richtung Klimaverträglichkeit gelenkt und die Dekarbonisierung der Energiesysteme sowie eine klimaverträgliche Entwicklung beschleunigt werden (Band 3, Kapitel 6). Indem KäuferInnen für Güter und Dienstleistungen proportional zu deren Klimawandelauswirkung mehr zahlen müssten, besteht für sie ein Anreiz zu alternativen, mit geringeren Klimawandelauswirkungen zu wechseln – und für die ProduzentInnen ein Anreiz, den Kohlenstofffußabdruck der Güter und Dienstleistungen, die sie produzieren, zu reduzieren. Das ist der Grundgedanke des Emissionshandelssystems der Europäischen Union (EUETS; Band 3, Kapitel 1; Band 3, Kapitel 6). Die Schwäche des EU-ETS in seinem gegenwärtigen Design besteht in der fehlenden Anpassungsfähigkeit des Cap und zu großzügiger Allokation der Zertifikate (und damit einer niedrigen Bepreisung, Band 3, Kapitel 6). Daher wären Maßnahmen zur Reform des EU-ETS zielführend, welche daran ansetzen das für transformative Investitionen notwendige Preissignal zu stabilisieren (Band 3, Kapitel 6). In Frage kommen auch hier wieder eine direkte Steuerung der Preise oder eine Steuerung der Mengen, wie von der EU-Kommission vorgeschlagen („Market Stability Reserve“). In einigen Fällen sind auch Emissionssteuern eingeführt worden und haben sich in praktischen Anwendungen durchaus bewährt und als wirkungsvoll erwiesen um Emissionen zu reduzieren (Band 3, Kapitel 6). Eine wesentliche Rolle werden in der Transformation zur klimaverträglichen Energieinfrastruktur partizipative Planungsprozesse spielen. Letztendlich wird es notwendig sein, neue Rollen für Individuen, Netzwerke und Gemeinschaften zu definieren, um Entwicklungspfade zu betreten, die uns in Richtung Nachhaltigkeit bringen. Gemeinschaftliche Energieverbünde haben zwar eine lange Geschichte in Österreich, in der gegenwärtigen Marktstruktur stellen sie aber eher Ausnahmen dar. Diese sind unbedingt erforderlich um neuen und dezentralen Energietechnologien sowie erforderlichen Übertragungsnetzwerken eine Form zu geben, die lokale Akzeptanz gewinnt. Zentral ist dabei die Rolle von sozialer und technologischer Innovation. Sie erfordert Experimentierfreudigkeit und Erfahrungslernen sowie die Bereitschaft, Risiken einzugehen und den Umstand zu akzeptieren, dass einige Neuerungen

Synthese

scheitern werden. Dies ist problematisch für einzelne Unternehmen, aber auch im Bereich öffentlicher Politikmaßnahmen, wo Scheitern durchwegs mit negativen Assoziationen verbunden ist. Darüber hinaus besteht durch die Förderung von spezifischen Technologien durch die öffentliche Hand die Möglichkeit, das Regierungen von bestehenden Interessengruppen geleitet werden (Band 3, Kapitel 6). Erneuerungen von der Wurzel her, auch hinsichtlich der Güter und Dienstleistungen die von der österreichischen Wirtschaft produziert werden und groß angelegte Investitionsprogramme werden notwendig sein. In der Beurteilung von neuen Technologien und gesellschaftlichen Entwicklungen ist darüber hinaus eine Orientierung entlang einer Vielzahl von Kriterien nötig (Multikriterienansatz) und eine integrativ sozio-ökologisch orientierte Entscheidungsfindung anstelle von kurzfristig und eng definierter Kosten-Nutzen Rechnungen. Nationales Vorgehen sollte darüber hinaus international akkordiert werden, sowohl mit den umgebenden EU-Mitgliedsstaaten, als auch mit der weltweiten Staatengemeinschaft und insbesondere in Partnerschaft mit Entwicklungsländern (z. B. durch Zusammenarbeit im Bereich von Technologietransfers, wie der Initiative „Sustainable Energy for All“). In Österreich sind bereits gegenwärtig Änderungen in den Wertvorstellungen vieler Menschen festzustellen, die einer sozial-ökologischen Transformation zuträglich sind. Einzelne PionierInnen des Wandels sind bereits dabei diese Vorstellungen praktisch in klimafreundlichen Handlungs- und Geschäftsmodellen umzusetzen (z. B. Energiedienstleistungsgesellschaften im Immobilienbereich, klimafreundliche Mobilität, Nahversorgung) und Gemeinden oder auch Regionen zu transformieren. Auch auf der politischen Ebene sind Ansätze zur klimafreundlichen Transformation auszumachen. Will Österreich seinen Beitrag zur Erreichung des globalen 2 °C Zieles leisten und auf europäischer Ebene wie auch international eine künftige, klimafreundliche Entwicklung mitgestalten, müssen solche Initiativen intensiviert und durch begleitende Politikmaßnahmen, die eine verlässliche Regulierungslandschaft schaffen, gestützt werden. Politische Initiativen in Hinblick auf Klimaschutz und Klimawandelanpassung sind – zur Erreichung der zuvor genannten Ziele – auf allen Ebenen in Österreich erforderlich: Bund, Länder, und Gemeinden. Die Kompetenzen sind in der föderalen Struktur Österreichs so verteilt, dass zudem nur ein abgestimmtes Vorgehen bestmögliche Effektivität sowie die Zielerreichung selbst gewährleisten kann. (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage) Für eine effektive Umsetzung der zur Zielerreichung erforderlichen substantiellen Transfor-

mation ist zudem die Aktivierung eines breiten Spektrums von Instrumenten angebracht (hohe Übereinstimmung, mittlere Beweislage).

S.4 S.4

Bildnachweis Figure Credits

Abbildung S.1.1 IPCC, 2001: In: Climate Change 2001: The Scientific Basis. Contribution of Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge. Abbildung S.1.2 Morice, C.P., Kennedy, J.J., Rayner, N.A., Jones, P.D., 2012. Quantifying uncertainties in global and regional temperature change using an ensemble of observational estimates: The HadCRUT4 data set. J. Geophys. Res. D08101. doi:10.1029/2011JD017187 Abbildung S.1.3 Rogelj J, Meinshausen M, Knutti R, 2012. Global warming under old and new scenarios using IPCC climate sensitivity range estimates. Nature Clim. Change 2:248-253. Abbildung  S.1.4 Umweltbundesamt, 2012: Austria’s National Inventory Report 2012. Submission under the United Nations Framework Convention on Climate Change and under the Kyoto Protocol. Reports, Band 0381, Wien. ISBN: 978-3-99004-184-0 Abbildung S.1.5 Böhm, R., Auer, I., Schöner, W., 2011. Labor über den Wolken: die Geschichte des Sonnblick-Observatoriums. Böhlau Verlag. Abbildung S.1.6 Für den AAR14 erstellt auf Basis: Kasper, A., Puxbaum, H., 1998. Seasonal variation of SO2, HNO3, NH3 and selected aerosol components at Sonnblick (3106  m  a. s. l.). Atmospheric Environment 32, 3925–3939. doi:10.1016/S13522310(97)00031-9; Sanchez-Ochoa, A. und A. Kasper-Giebl, 2005: Backgroundmessungen Sonnblick. Erfassung von Gasen, Aerosol und nasser Deposition an der Hintergrundmeßstelle Sonnblick. Endbericht zum Auftrag GZ 30.955/2-VI/A/5/02 des Bundesministeriums für Bildung Wissenschaft und Kultur, Technische Universität Wien, Österreich; Effenberger, Ch., A. Kranabetter, A. Kaiser und A. Kasper-Giebl, 2008: Aerosolmessungen am Sonnblick Observatorium – Probenahme und Analyse der PM10 Fraktion. Endbericht zum Auftrag GZ 37.500/0002VI/4/2006 des Bundesministeriums für Bildung, Wissenschaft und Kultur, Technische Universität Wien, Österreich. Abbildung S.1.7 Für den AAR14 erstellt auf Basis: Steinhilber, F., Beer, J., Fröhlich, C., 2009. Total solar irradiance during the Holocene. Geophysical Research Letters 36. doi:10.1029/2009GL040142; Vinther, B.M., Buchardt, S. L., Clausen, H.B., Dahl-Jensen, D., Johnsen, S. J., Fisher, D.A., Koerner, R.M., Raynaud, D., Lipenkov, V., Andersen, K.K., Blunier, T., Rasmussen, S. O., Steffensen, J.P., Svensson, A.M., 2009. Holocene thinning of the Greenland ice sheet. Nature 461, 385–388. doi:10.1038/nature08355; Renssen, H., Seppä, H., Heiri, O., Roche, D.M., Goosse, H., Fichefet, T., 2009. The spatial and temporal complexity of the Holocene thermal maximum. Nature Geoscience 2, 411–414. doi:10.1038/ ngeo513; Hormes, A., Müller, B.U., Schlüchter, C., 2001. The Alps with little ice: evidence for eight Holocene phases of reduced glacier extent in the Central Swiss Alps. The Holocene 11, 255–265. doi:10.1191/095968301675275728; Nicolussi, K.,

129

Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

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130

2007. HISTALP—historical instrumental climatological surface time series of the Greater Alpine Region. International Journal of Climatology 27, 17–46. doi:10.1002/joc.1377, sowie auf Daten von: Climatic Research Unit, University of East Anglia, http:// www.cru.uea.ac.uk/ Abbildung S.1.9 Böhm, R., 2012. Changes of regional climate variability in central Europe during the past 250 years. The European Physical Journal Plus 127. doi:10.1140/epjp/i2012-12054-6; Basierend auf Daten von: Auer, I., Böhm, R., Jurkovic, A., Lipa, W., Orlik, A., Potzmann, R., Schöner, W., Ungersböck, M., Matulla, C., Briffa, K., Jones, P., Efthymiadis, D., Brunetti, M., Nanni, T., Maugeri, M., Mercalli, L., Mestre, O., Moisselin, J.-M., Begert, M., Müller-Westermeier, G., Kveton, V., Bochnicek, O., Stastny, P., Lapin, M., Szalai, S., Szentimrey, T., Cegnar, T., Dolinar, M., Gajic-Capka, M., Zaninovic, K., Majstorovic, Z., Nieplova, E., 2007. HISTALP – historical instrumental climatological surface time series of the Greater Alpine Region. International Journal of Climatology 27, 17–46. doi:10.1002/joc.1377 Abbildung  S.1.10 Auer, I., Böhm, R., Jurkovic, A., Lipa, W., Orlik, A., Potzmann, R., Schöner, W., Ungersböck, M., Matulla, C., Briffa, K., Jones, P., Efthymiadis, D., Brunetti, M., Nanni, T., Maugeri, M., Mercalli, L., Mestre, O., Moisselin, J.-M., Begert, M., Müller-Westermeier, G., Kveton, V., Bochnicek, O., Stastny, P., Lapin, M., Szalai, S., Szentimrey, T., Cegnar, T., Dolinar, M., Gajic-Capka, M., Zaninovic, K., Majstorovic, Z., Nieplova, E., 2007. HISTALP—historical instrumental climatological surface time series of the Greater Alpine Region. International Journal of Climatology 27, 17–46. doi:10.1002/joc.1377; ENSEMBLES project: Funded by the European Commission’s 6th Framework Programme through contract GOCE-CT-2003-505539; reclip:century: Funded by the Austrian Climate Research Program (ACRP), Klima- und Energiefonds der Bundesregierung, Project number A760437 Abbildung  S.1.11 Auer, I., Böhm, R., Jurkovic, A., Lipa, W., Orlik, A., Potzmann, R., Schöner, W., Ungersböck, M., Matulla, C., Briffa, K., Jones, P., Efthymiadis, D., Brunetti, M., Nanni, T., Maugeri, M., Mercalli, L., Mestre, O., Moisselin, J.-M., Begert, M., Müller-Westermeier, G., Kveton, V., Bochnicek, O., Stastny, P., Lapin, M., Szalai, S., Szentimrey, T., Cegnar, T., Dolinar, M., Gajic-Capka, M., Zaninovic, K., Majstorovic, Z., Nieplova, E., 2007. HISTALP – historical instrumental climatological surface time series of the Greater Alpine Region. International Journal of Climatology 27, 17–46. doi:10.1002/joc.1377; ENSEMBLES project: Funded by the European Commission’s 6th Framework Programme through contract GOCE-CT-2003-505539; reclip:century: Funded by the Austrian Climate Research Program (ACRP), Klima- und Energiefonds der Bundesregierung, Project number A760437 Abbildung S.1.12 Gobiet, A., Kotlarski, S., Beniston, M., Heinrich, G., Rajczak, J., Stoffel, M., n.d. 21st century climate change in the European Alps – A review. Science of The Total Environment. doi:10.1016/j.scitotenv.2013.07.050 Abbildung S.2.1 Abbildung für AAR14 erstellt Abbildung S.2.2 Coy, M.; Stötter, J., 2013: Die Herausforderungen des Globalen Wandels. In: Borsdorf, A.: Forschen im Gebirge –Investigating the mountains – Investigando las montanas. Christoph Stadel zum 75. Geburtstag. Wien: Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften Abbildung  S.2.3 Dokulil, M.T., 2009: Abschätzung der klimabedingten Temperaturänderungen bis zum Jahr 2050 während der Badesaison. Bericht Österreichische Bundesforste, ÖBf AG. Ver-

Synthese

fügbar unter: http://www.bundesforste.at/uploads/publikationen/ Klimastudie_Seen_2009_Dokulil.pdf Abbildung S.2.4 Hydrographisches Zentralbüro BMLFUW, Abteilung IV/4 – Wasserhaushalt Abbildung S.2.5 IPCC, 2007: In: Climate Change 2007: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Working Group II Contribution to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge. Abbildung S.2.6 Abbildung für AAR14 erstellt, auf Basis von Daten aus: Munich Re, NatCatSERVICE 2014 Abbildung S.3.1 IPCC, 2013: In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor,S. K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.; IPCC, 2000: Special Report on Emissions Scenarios [Nebojsa Nakicenovic and Rob Swart (Eds.)]. Cambridge University Press, UK.; GEA, 2012: Global Energy Assessment - Toward a Sustainable Future, Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, NY, USA and the International Institute for Applied Systems Analysis, Laxenburg, Austria. Abbildung  S.3.2 Schleicher, Stefan P.,2014. Tracing the decline of EU GHG emissions. Impacts of structural changes of the energy system and economic activity. Policy Brief. Wegener Center for Climate and Global Change, Graz. Basierend auf Daten des statistischen Amtes der Europäischen Union (Eurostat) Abbildung S.3.3 Abbildung für AAR14 erstellt, auf Basis von Daten aus: GLP, 2005. Global Land Project. Science Plan and Implementation Strategy. IGBP Report No. 53/IHDP Report No. 19. IGBP Secretariat, Stockholm. Verfügbar unter: http://www.globallandproject.org/publications/ science_plan.php; Millennium Ecosystem Assessment, 2005. Ecosystems and Human Well-being: Synthesis. Island Press, Washington, DC. Verfügbar unter: http://www.unep.org/maweb/en/Synthesis. aspx; Turner, B.L., Lambin, E.F., Reenberg, A., 2007. The emergence of land change science for global environmental change and sustainability. PNAS 104, 20666–20671. doi:10.1073/pnas. 0704119104. Abbildung  S.3.4 Umweltbundesamt, 2012: Austria’s National Inventory Report 2012. Submission under the United Nations Framework Convention on Climate Change and under the Kyoto Protocol. Reports, Band 0381, Wien. ISBN: 978-3-99004-184-0 Abbildung S.3.5 Für den AAR14 erstellt von R. Haas auf Basis von Daten der Enegrgy Economics Group und der Statistik Austria, 2013a. Energiebilanzen 1970-2011 [WWW Document].  URL http://www.statistik.gv.at/web_de/statistiken/energie_und_umwelt/energie/energiebilanzen/index.html (accessed 7.14.14). Abbildung S.3.6 Hausberger,S., Schwingshackl, M., 2011. Update der Emissionsprognose Verkehr Österreich bis 2030 (Studie erstellt im Auftrag des Klima- und Energiefonds No. Inst-03/11/ Haus Em 09/10-679). Technische Universität, Graz. Abbildung S.3.7 Übersetzt für AAR14 auf Basis von ADEME, 2007; US DoT, 2010; Der Boer et al., 2011; NTM, 2012; WBCSD, 2012, In Sims R., R. Schaeffer, F. Creutzig, X. Cruz-Núñez, M. D’Agosto, D. Dimitriu, M.J. Figueroa Meza, L. Fulton, S. Kobayashi, O. Lah, A. McKinnon, P. Newman, M. Ouyang, J.J. Schauer, D. Sperling, and G. Tiwari, 2014: Transport. In: Cli-

mate Change 2014: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Edenhofer, O., R. Pichs-Madruga, Y. Sokona, E. Farahani, S. Kadner, K. Seyboth, A. Adler, I. Baum, S. Brunner, P. Eickemeier, B. Kriemann, J. Savolainen, S. Schlömer, C. von Stechow, T. Zwickel and J.C. Minx (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA Abbildung  S.3.8 UNWTO-UNEP-WMO, 2008: Climate change and tourism – Responding to global challenges. UNWTO: Madrid, Spain. Verfügbar unter: http://www.unep.fr/scp/publications/ details. asp?id=WEB/0142/PA Abbildung S.3.9 Abbildung für AAR14 erstellt, auf Basis von Daten aus STATcube – Statistische Datenbank von Statistik Austria. Verfügbar unter: http://sdb.statistik.at/superwebguest/autoLoad. do?db=deeehh Abbildung S.3.10 Muñoz, P., Steininger, K.W., 2010. Austria’s CO2 responsibility and the carbon content of its international trade. Ecological Economics 69, 2003–2019. doi:10.1016/j.ecolecon.2010.05.017 Abbildung  S.3.11 Abbildung für AAR14 erstellt, auf Basis von Daten aus STATcube – Statistische Datenbank von Statistik Austria. Verfügbar unter: http://sdb.statistik.at/superwebguest/autoLoad.do?db=deeehh Abbildung  S.3.12 Abbildung für AAR14 erstellt, auf Basis von Daten aus: Umweltbundesamt, 2009: Klimaschutzbericht 2009. Reports, Band 0226, Wien. ISBN: 978-3-99004-024-9; Umweltbundesamt, 2011: Klimaschutzbericht 2011. Reports, Band 0334, Wien. ISBN: 978-3-99004-136-9; Umweltbundesamt, 2012: Klimaschutzbericht 2012. Reports, Band 0391, Wien. ISBN: 978-3-99004-194-9 Abbildung S.3.13 IPCC, 2013: Summary for Policymakers. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Working Group I Contribution to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker,T.F., D.Qin, G.-K. Plattner, M.Tignor, S. K.Allen, J.Boschung, A.Nauels, Y.Xia, V.Bex and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, USA. Abbildung S.3.14 Abbildung für AAR14 erstellt, auf Basis von Daten aus: Statistik Austria, 2011: Statistik der Zivilluftfahrt 2010. Wien. ISBN 978-3-902791-15-3. Verfügbar unter: http://www. statistik.at/web_de/dynamic/services/publikationen/14/publdet ail?id=14&listid=14&detail=489; Bliem, M., B. Friedl, T. Balabanov and I. Zielinska, 2011: Energie [R]evolution 2050. Der Weg zu einer sauberen Energie-Zukunft in Österreich. Endbericht. Institut für Höhere Studien (IHS), Wien; Christian et al., 2011: Zukunfsfähige Energieversorgung für Österreich (ZEFÖ). Vienna, Umweltmanagement Austria, Institut für industrielle Ökologie und Forum Wissenschaft & Umwelt im Rahmen des Programmes „Energie der Zukunft“ des BMVIT. Streicher, W., H. Schnitzer, M. Titz, F. Tatzber, R. Heimrath, I. Wetz, S. Hausberger, R. Haas, G. Kalt, A. Damm, K. Steininger and S. Oblasser, 2011: Energieautarkie für Österreich 2050. funded by the Austrian climate and energy fund (kli:en). Universität Innsbruck – Institut für Konstruktion und Materialwissenschaften, Arbeitsbereich Energieeffizientes Bauen, Innsbruck

131

     Ausprägungen Volume 1: Climate Change in Austria: Drivers and Manifestations

Kapitel 1: Das globale Klimasystem und Ursachen des Klimawandels Kapitel 2: Emissionen und Konzentrationen strahlungswirksamer atmosphärischer Spurenstoffe Kapitel 3: Vergangene Klimaänderung in Österreich Kapitel 4: Zukünftige Klimaentwicklung Kapitel 5: Zusammenschau, Schlussfolgerungen und Perspektiven

Dr. Reinhard Böhm gewidmet

© ZAMG

Als einer der besten Kenner der rezenten Klimaentwicklung Österreichs hat er das Konzept dieses Bandes wesentlich mitgestaltet und wichtige Beiträge zum ersten Entwurf geliefert. Völlig unerwartet wurde er durch den Tod mitten aus der Arbeit gerissen.

Band 1 Kapitel 1:

Das globale Klimasystem und Ursachen des Klimawandels

Volume 1 Chapter 1: The Global Climate System and Causes of Climate Change Koordinierende LeitautorInnen Leopold Haimberger, Petra Seibert LeitautorInnen Regina Hitzenberger, Andrea K. Steiner, Philipp Weihs Für den Begutachtungsprozess Matthias Rotach

Inhalt ZUSAMMENFASSUNG

138

SUMMARY

138

KERNAUSSAGEN

139

1.1

Einleitung

139

1.2 1.2.1 1.2.2

Das Klimasystem Komponenten des Klimasystems Globale Haushalte von Energie, Wasser und Kohlenstoff Strahlungshaushalt, Treibhauseffekt und Wirkung von atmosphärischen Spurenstoffen

140 140

Klimawandel Natürliche Veränderungen des Klimas Anthropogene Einflüsse auf das globale Klima Beobachtung von globalen Klimaänderungen seit 1850 Zuordnung beobachteter Klimaänderungen (anthropogen oder natürlich) Szenarien der zukünftigen klimarelevanten menschlichen Aktivitäten im 21. Jahrhundert

148 148

1.4

Klimavariabilität und Vorhersagbarkeit

160

1.5 1.5.1

Modelle für die Klimasimulation Arten von Klimamodellen und ihre Funktionsweise

162

1.2.3

1.3 1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4 1.3.5

141

144

150 152 157

158

162

1.5.2 1.5.3 1.5.4

Unsicherheiten der Modelle Retrospektive Simulationen Szenariensimulationen

163 164 164

1.6

Ausgewählte Ergebnisse globaler Klimaprojektionen

165

Literaturverzeichnis

166

1.7

    

ZUSAMMENFASSUNG Das Klimasystem der Erde ist ein dynamisches System, das neben der Atmosphäre auch die Hydro-, Kryo-, Bio- und Lithosphäre umfasst und das durch im Detail nicht vorhersagbare Schwankungen charakterisiert ist. Das Klima ist definiert als die mittleren Verhältnisse über mehrere Jahrzehnte hinweg. Es befindet sich in ständigem Wandel, aufgrund interner Variabilität und durch äußere Antriebe. In den vergangen 100 Jahren wurde eine Erwärmung der bodennahen Atmosphäre um rund 1 °C im globalen Mittel beobachtet. Die Rate dieser Erwärmung ist erdgeschichtlich betrachtet hoch, ihr Ausmaß aber noch nicht einzigartig. Jedoch ist sie ist zu einem wesentlichen Teil auf die von Menschen verursachte Emission von Kohlendioxid (CO2) und anderen Treibhausgasen wie Methan (CH4) sowie Landnutzungsänderungen zurückzuführen. Dies konnte durch Vergleich der raumzeitlichen Muster der Erwärmung mit Modellsimulationen mit und ohne anthropogenen Einfluss zweifelsfrei festgestellt werden. Die Einflüsse auf die Strahlungsbilanz der Erde werden im so genannten Strahlungsantrieb quantifiziert. Seit Beginn der Industrialisierung hat dieser um 2,2 W / m2 zugenommen. Den größten Anteil daran hat die Freisetzung von Kohlendioxid, vor allem aus fossilen Brennstoffen und Landnutzungsänderungen. Derzeit werden etwa 10 Gt C / Jahr emittiert, wovon ca. 5 Gt C / Jahr in der Atmosphäre verbleiben, während der Rest etwa zur Hälfte von Landökosystemen und dem Ozean aufgenommen wird. Im Ozean führt das zu einer Abnahme des pH-Wertes, was zu ökologischen Störungen mit längerfristig kaum abschätzbaren Konsequenzen führt. Der Einfluss der anthropogenen Aerosole wird als kühlend eingeschätzt. Durch die ungefilterte Verbrennung von Kohle und Erdöl und die damit verbundene Aerosolproduktion wurde über lange Zeit der Einfluss des anthropogenen Treibhauseffekts auf die Temperatur der Erde teilweise maskiert. Die künftige Klimaentwicklung kann für einen vorgegebenen Verlauf des Strahlungsantriebs bzw. seiner Treiber (Emissionen und Landnutzungsänderungen) mit Erdsystemmodellen (Erweiterung der klassischen Klimamodelle, die Atmosphäre und Ozean simulieren, um Modelle für biogeosphärische Prozesse) berechnet werden. Für den aktuellen 5. Sachstandsbericht des IPCC wurden die Ergebnisse solcher Erdsystemmodelle mit zahlreichen Modellen verschiedener Forschungszentren weltweit durchgeführten Berechnungen zusammengefasst. Dabei wurden nicht nur unterschiedliche Modelle, sondern auch unterschiedliche Anfangsbedingungen vor allem für den Ozean eingesetzt, um so zu einem Ensemble von Projektionen zu gelangen, das auch eine Abschätzung der

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Unsicherheiten erlaubt. Es wurden vier verschiedene „repräsentative Konzentrationspfade“ vorgegeben, die mit sozioökonomischen Entwicklungsszenarien in Verbindung stehen. Nur im niedrigsten Pfad bleibt die globale Erwärmung mit großer Wahrscheinlichkeit innerhalb des politisch angestrebten 2-Grad-Ziels. Dieser Pfad geht von einer raschen und massiven Reduktion der Treibhausgasemissionen aus und nimmt typischerweise auch Maßnahmen wie großtechnische Bindung von CO2 aus dem Abgas oder gar aus der Atmosphäre an. Der höchste Pfad führt von der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts bis 2100 zu einem Temperaturanstieg von im Mittel ca. 4,5 °C, wobei hier das Maximum der Erwärmung noch lange nicht erreicht ist. Bis ca. 2040 sind die Unterschiede zwischen den verschiedenen Pfaden geringer als die Bandbreite der unterschiedlichen Simulationen. Die Erwärmung ist regional verschieden. Auch die Niederschlagsänderungen sind uneinheitlich: feuchte Regionen und Jahreszeiten werden vermutlich mehr Niederschlag erhalten, trockene weniger. Trockene Regionen könnten sich polwärts ausdehnen. Die Erwärmung der Ozeane und das Abschmelzen von Inlandeis führt zu einem Anstieg des Meeresspiegels, der im Jahr 2100 im Bereich zwischen 0,25 m und 1,0 m erwartet wird. Wegen der Trägheit von Ozean und Eisschilden wird er zudem in jedem Fall noch Jahrhunderte lang weiter ansteigen.

SUMMARY The Earth’s climate system is a dynamical system comprising the atmosphere as well as the hydro-, cryo-, bio-, and lithosphere, and being characterised by variations which are not predictable in detail. Climate is defined as the mean conditions over several decades. It is subject to perpetual change due to internal variability and external drivers. In the past 100 years, a global mean warming of the near-surface atmosphere of about 1 °C has been observed. The rate of this warming is high in geological time scales but not yet unique. However, a substantial contribution of warming is attributed to anthropogenic emissions of carbon dioxide (CO2) and other greenhouse gases such as methane as well as to land-use changes. This was established beyond doubt by comparing the spatio-temporal patterns of the observed warming with model simulations, with and without anthropogenic influences. The influences on the radiation budget of the Earth are quantified through the socalled radiative forcing. Since the beginning of industrialisation, radiative forcing has increased by 2.2 W / m2. The largest share stems from the release of carbon dioxide, chiefly from fossil fuel combustion and land-use changes. Presently, about 10 Gt C / year are being emitted, of which about 5 Gt C / year

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remain in the atmosphere, whereas about one half of the remainder is absorbed each by terrestrial ecosystems and by the ocean. In the ocean, this leads to a decrease of the pH value, leading to ecological disturbances with yet unknown consequences in the long term. The influence of anthropogenic aerosols is considered to be a cooling one. Burning of coal and oil without flue-gas treatment masked the influence of the anthropogenic greenhouse effect on the Earth’s temperature for a long time. The future development of climate can be calculated for a given temporal evolution of the radiative forcing, or, respectively, its drivers (emissions and land-use changes) with earth system models (an extension of classic climate models simulating the atmosphere and oceans with models of biogeochemical processes). Results of such computations, carried out with different models of various research centres worldwide, were summarised in the recent 5th IPCC report. Beside different models, different initial conditions were applied especially for the ocean in order to provide an ensemble of projections allowing also for an estimate of uncertainties. Four different „representative concentration pathways“, related to socio-economic development scenarios, were prescribed. Only for the lowest of these pathways, global warming would remain with high likelihood within the politically defined objective of 2 °C maximum warming. This path supposes a rapid and massive reduction of greenhouse gas emissions; typically it also assumes measures such as large-scale separation of CO2 from flue gas or even from the atmosphere. The highest pathway leads to a temperature rise of about 4.5 °C (global mean) from the second half of the 19th century to 2100, with the maximum warming still not being reached then. Until about the year 2040, the differences between the various paths are smaller than the bandwidth of the different simulations. The warming differs regionally. Also the precipitation changes are inhomogeneous: moist regions and seasons will probably receive more precipitation, dry ones less. Dry regions may spread polewards. Ocean warming and melting of inland ice leads to sea-level rise expected to range between 0.25 m and 1.0 m in 2100. Moreover, sea level is bound to rise for centuries in any case because of the inertia of oceans and ice shields.

KERNAUSSAGEN t


Der in den letzten etwa 100 Jahren beobachtete, rasche globale Temperaturanstieg ist erdgeschichtlich nicht extrem, jedoch ist er zum ersten Mal durch anthropogene Aktivitäten mit verursacht. Der Vergleich von beobachteten und mit Klimamodellen simulierten raum-zeitlichen

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Mustern der Temperaturänderungen ergibt, dass die Änderungen nicht allein mit der natürlichen Variabilität des Klimasystems, sondern nur mit Berücksichtigung der anthropogenen Treibhausgasemissionen und Landnutzungsänderungen erklärt werden können. Eine Veränderung von Verteilung und Intensität des Niederschlags durch anthropogenen Einfluss ist neuesten Studien zufolge wahrscheinlich. Die anthropogen verursachte Erwärmung setzt sich fort, wobei je nach Szenario ca. 1,5 bis 4,5 °C Anstieg im globalen Mittel bis 2100 erreicht werden, gerechnet im Vergleich zur zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts (sehr wahrscheinlich). Natürliche Variabilität ist aber wahrscheinlich der Grund, dass trotz des starken Strahlungsantriebs die Temperatur global seit 1998 nur relativ schwach (0,04 °C / Dekade) gestiegen ist. Wahrscheinlichste Ursachen sind ein vorübergehender verstärkter Transport warmen Ozeanwassers in größere Tiefen und eine vergleichsweise schwache Sonnenfleckentätigkeit. Neben der globalen Erwärmung sind weitere gravierende Änderungen wie ein Anstieg des Meeresspiegels bis 2100 um ca. 0,25 bis 1,0 m (wahrscheinlich) gegenüber dem Ende des 20. Jahrhunderts, je nach Szenario und Modell, zu erwarten. Durch fortgesetzte Aufnahme von CO2 setzt sich die Abnahme des pH-Wertes im Ozean fort, was unkalkulierbare ökologische Konsequenzen mit sich bringt. In Bezug auf den Niederschlag wird erwartet, dass er in feuchten Regionen und Jahreszeiten zunimmt und in trockenen Regionen und Jahreszeiten abnimmt, wobei sich die trockenen Regionen polwärts ausdehnen können (wahrscheinlich). Eine Begrenzung der globalen Erwärmung auf 2 °C, entsprechend dem RCP2.6-Pfad, setzt erhebliche Anstrengungen zur Verringerung des Ausstoßes von Treibhausgasen voraus, wobei dazu typischerweise auch Maßnahmen wie großtechnische Bindung von CO2 aus dem Abgas oder gar aus der Atmosphäre (Carbon Capture and Storage, CCS) angenommen werden.

1.1 1.1

Einleitung Introduction

Der erste so genannte österreichische Klimasachstandsbericht (Austrian Assessment Report) 2014 (AAR14) befasst sich vornehmlich mit Ursachen und Folgen sowie Möglichkeiten der Abmilderung des Klimawandels in Österreich. Wie auch

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die bekannten Sachstandsberichte des „Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)“ stellt er das Problem des Klimawandels und seiner Folgen dar. Während der 5. IPCC Sachstandsbericht (Band I zur physikalischen Basis erschien im September 2013 [IPCC, 2013], die beiden weiteren Bände folgten im Frühjahr 2014) eine Wissens- und Handlungsgrundlage für die Völkergemeinschaft bietet, ist der vorliegende Sachstandsbericht spezifisch für die Wissens- und Handlungsbedürfnisse der österreichischen Gesellschaft gedacht. Ebenso wie der IPCC-Bericht hat der AAR14 eine wichtige integrierende Funktion, indem er WissenschaftlerInnen verschiedener Disziplinen und viele Interessensgruppen miteinander in Verbindung bringt. Er ist ähnlich wie der IPCC-Bericht in drei Bände (naturwissenschaftlichen Grundlagen; Folgen, Anpassung, Verwundbarkeit; Klimaschutz) unterteilt. Auch wenn der Sachstandsbericht auf Österreich und den Alpenraum ausgerichtet ist, kommt der vorliegende Band über die physikalischen Grundlagen des Klimawandels nicht umhin, das globale Klimasystem und seinen Wandel in einer kompakten Übersicht darzustellen. Erst der globale Blickwinkel, den dieses Kapitel bietet, macht die Klimaverhältnisse und auch Teile der Klimaforschung in Österreich verständlich. Eine detailliertere Behandlung der globalen Aspekte ist in den IPCC-Berichten (siehe insbesondere Band I des 5. Sachstandsberichts, IPCC, 2013) zu finden.

1.2 1.2

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1.2.1

Komponenten des Klimasystems

Zum Verständnis des Klimas ist es sinnvoll, die Erde in folgende Subsysteme (Sphären) einzuteilen (Hantel, 2005), wie sie auch in Abbildung 1.1 abgebildet sind: t


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Das Klimasystem The climate system

Die Definition des Klimasystems ist nicht eindeutig. Es ist weitgehend akzeptiert (IPCC, 2013; Hantel, 2005), dass es jene Teile der Erde enthält, die sich im Laufe von Jahrhunderten bis Jahrtausenden erheblich verändern können. Denkt man in noch längeren Zeitskalen, dann ist die gesamte Erde als Klimasystem aufzufassen, weil auch sehr langsame geophysikalische Prozesse, wie die Kontinentalverschiebung, in Betracht zu ziehen sind. Die Sonne ist nicht Teil des Klimasystems, obwohl dieses ohne sie als Energiequelle in seiner heutigen Form undenkbar wäre. Das Klimasystem strebt ständig einen Gleichgewichtszustand zwischen eingehender solarer Strahlung und abgegebener terrestrischer Strahlung an. Ein stationärer Gleichgewichtszustand wird aber nie erreicht, weil sich die Zusammensetzung der Atmosphäre und die Eigenschaften der Erdoberfläche, aber auch die Intensität der ankommenden Sonnenstrahlung ständig ändern und die Komponenten des Klimasystems unterschiedlich rasch auf diese Änderungen reagieren.

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Atmosphäre – die Lufthülle der Erde. Sie macht mit 5,15 T 106 Gt nur einen winzigen Teil der von der Sonne erwärmten Masse aus, ihre Zusammensetzung, insbesondere ihr Kohlendioxid-, Wasserdampf- und Aerosolgehalt, hat jedoch wesentlichen Einfluss auf die Temperatur der Erdoberfläche, weil sie terrestrische Strahlung absorbieren und auf die Erdoberfläche zurückstrahlen kann. Ebenso können die enthaltenen Wolken und Aerosole solare Strahlung reflektieren und absorbieren. Ihre Fähigkeit, Energie und Spurenstoffe rasch über große Distanzen zu transportieren, führt zu weit geringeren Temperaturgegensätzen zwischen Tropen und Polargebieten als durch die Verteilung der einfallenden Sonnenstrahlung zu erwarten wäre. Die Atmosphäre hat nur vergleichsweise geringe Speicherkapazität für Energie, allerdings kann sie einige für den Energie- und Strahlungshaushalt sehr wesentliche Spurenstoffe wie Kohlendioxid (CO2), Methan und Lachgas über Jahrzehnte oder noch länger speichern. Hydrosphäre – Wasser in Ozeanen, Seen und Flüssen, Grundwasser, aber auch Wasserdampf und Wolkentropfen. Sie hat aufgrund der hohen spezifischen Wärmekapazität des Wassers und durch ihre Masse von ca. 1,4 T 109 Gt eine sehr hohe Speicherkapazität für Energie, wodurch sie jahreszeitliche und auch längerfristige Temperaturschwankungen stark dämpft. Wie die Atmosphäre ist auch der Ozean ein wichtiger Speicher für klimarelevante Spurenstoffe. Auch die Hydrosphäre hat die Fähigkeit, Energie und Spurenstoffe über große Distanzen zu transportieren. Sie enthält die für das menschliche Wohlergehen so wichtigen Trink- und Nutzwasservorräte, deren Änderungen nicht nur klimabedingt, sondern auch durch Dammbauten, Bewässerung und andere direkte menschliche Eingriffe bedingt sind. Kryosphäre – Wasser in fester Form: Gletscher und Inlandeis, Permafrostböden, die Schneedecke, Meereis sowie gefrorene Wolken- und Niederschlagspartikel. Die Kryosphäre mit einer Masse von etwa 3 T 107 Gt wächst bzw. schrumpft auf Kosten der Hydrosphäre, indem Wasser friert oder schmilzt. In Polargebieten führt sie durch ihre hohe Albedo (Reflexionsvermögen für solare Strahlung) und ihre Fähigkeit, den Energiestrom zwischen warmem Ozean und kalter Atmosphäre zu unterbinden,

Kapitel 1: Das globale Klimasystem und Ursachen des Klimawandels

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zu verstärkten Temperatur- und auch Niederschlagsschwankungen bzw. Schwankungen im Spurenstoffaustausch. Am Rückgang von Meer- und Inlandeis sowie an der Verkürzung der Schneedeckendauer lässt sich der stattfindende Klimawandel sehr deutlich ablesen. Lithosphäre – der feste, unbelebte Teil der Erde. Sie hat trotz ihrer enormen Masse von 6,0 T 1012  Gt nur relativ geringe effektive Wärmekapazität, weil Wärme nur langsam und in geringe Tiefen transportiert wird. Sie ist bei weitem das größte Reservoir von Kohlenstoff in Form von Kalk, Kohle, Erdgas und Erdöl. Während natürliche Prozesse lithosphärischen Kohlenstoff nur langsam in die Atmosphäre freisetzen können, geschieht dies durch anthropogene Prozesse wie Verbrennung und Zement- bzw. Kalkproduktion in vergleichsweise kurzer Zeit. Auch ihre sonstige chemische Zusammensetzung und ihre Topographie haben starke Auswirkung auf das Klima, vor allem regional und lokal, sowie auf die darauf befindliche Biosphäre. Biosphäre – Flora und Fauna, die sich in den vier obigen Sphären findet. Auch der Mensch ist als Teil der Biosphäre zu betrachten. Trotz ihrer relativ geringen Masse von ca. 1,8 T 103 Gt hat sie durch ihre Fähigkeit, wichtige Spurenstoffkreisläufe wie den von CO2, CH4 und anderen zu kontrollieren, große Bedeutung für das globale Klima. Menschliche Aktivitäten verändern die Biosphäre direkt durch Landnutzung oder Verbauung, aber auch indirekt durch die Emission von Spurengasen und deren Folgen.

Ein wesentlicher Teil der Klimaforschung beschäftigt sich mit der Bestimmung der Reservoirs und der Flüsse von klimarelevanten Substanzen zwischen den Subsystemen (Abbildung  1.1). Hier werden Energie-, Wasser- und Kohlenstoffkreisläufe behandelt.

1.2.2

Globale Haushalte von Energie, Wasser und Kohlenstoff

Durch Messung meteorologischer Größen wie Temperatur, Druck, Feuchtegehalt, Salzgehalt oder Wind bzw. Strömungen lässt sich der lokale, spezifische Energiegehalt von Atmosphäre und Ozean bestimmen. Flussgrößen wie Wärmetransporte, Niederschlag oder Phasenumwandlungen von Wasser sind Teil des Energiekreislaufs im Klimasystem. Eine wissenschaftliche Betrachtung der Energiebilanzen erfordert die Bestimmung auch schwer messbarer Zustands- und Flussgrößen, damit die Bilanzen geschlossen sind (Haimberger, 2005). Mit geschlossenen Bilanzen werden Konsistenzprüfun-

gen und Unsicherheitsabschätzungen möglich, die wiederum für die Validierung von Klimamodellen relevant sind. Die Art und Weise wie die von der Sonne erhaltene Energie durch das Klimasystem der Erde fließt, bevor sie den Planeten wieder verlässt, erlaubt ein tieferes Verständnis der Vorgänge im Klimasystem (zu Details des Strahlungsaustauschs siehe Abschnitt 1.2.3). Die Sonnenenergie dringt zunächst als solare Strahlung ins Klimasystem (Abbildung 1.1; Houghton et al., 2001). Ein wesentlicher Teil der einfallenden Strahlung wird in fühlbare Wärme, latente Wärme und in kinetische Energie umgewandelt (97 W / m2 in Abbildung 1.2; Trenberth et al., 2009), und dann mit den globalen Zirkulationssystemen in Atmosphäre und Ozean innerhalb des Klimasystems umverteilt. Ein großer Teil der von der Erdoberfläche emittierten terrestrischen Strahlung wird in der Atmosphäre absorbiert und wieder zurückgestrahlt (333 W / m2, vgl. Abbildung 1.2). Das ist die Manifestation des Treibhauseffekts im Klimasystem. Eine Zunahme der Treibhausgase verstärkt diesen Fluss und führt damit zu einer Erwärmung an der Erdoberfläche. Ein verhältnismäßig geringer Teil der Energie wird von der Biosphäre aufgenommen, z. B. um Photosynthese zu betreiben. Sehr wesentlich ist auch der Haushalt der solaren Strahlung (Pfeile links in Abbildung 1.2). Verstärkte Reflexion von Sonnenlicht durch Zunahme von Wolken oder Aerosolen in der Atmosphäre kann die Erwärmung an der Erdoberfläche abschwächen oder sogar zu einer Abkühlung an der Erdoberfläche führen. Schließlich wird die Energie vom Klimasystem als terrestrische Strahlung wieder in den Weltraum abgestrahlt. Solare Einstrahlung (0,3–3 μm Wellenlänge) und terrestrische Ausstrahlung (3–100 μm Wellenlänge) halten sich im Mittel über einige Jahre die Waage, wenn sich das Klimasystem im globalen Gleichgewicht befindet. Wird aber die terrestrische Ausstrahlung abgeschwächt, z. B. durch Zunahme von strahlungsaktiven Spurengasen (Treibhausgase, siehe Abschnitt 1.2.3), kann das zu einer Nettoenergiezufuhr ins Klimasystem führen (vgl. Abschnitt 1.2.3, Definition des Strahlungsantriebs). Diese Zufuhr beträgt derzeit 0,9 W / m2 (nach Schätzungen von Fasullo und Trenberth, 2008; vgl. Abbildung 1.2), bzw. 0,5 ± 0,43 W / m2 nach neuesten Schätzungen von Loeb et al. (2012). Dieser Fluss erwärmt vor allem die Ozeane (siehe Abschnitt  1.3.3) und die Kryosphäre, die eine hohe Energiespeicherkapazität haben, und hält so lange an, bis der Strahlungshaushalt wieder ausgeglichen ist – dann allerdings bei höherer Erdoberflächentemperatur. Wegen seiner Bedeutung für den Klimawandel wird auf den Strahlungshaushalt der Erde in Abschnitt 1.2.3 ausführlich eingegangen.

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Climate Change 2001: The Scientific Basis. Contribution of Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Figure 1.1. Cambridge University Press

Abbildung 1.1 Darstellung der Klimasubsysteme (Rechtecke, fett), deren Wechselwirkungen (dünne Pfeile, normaler Text) und einige Aspekte, die sich im Lauf der Jahre ändern (dicke Pfeile). Für die Atmosphäre sind die für den Strahlungshaushalt hauptsächlich relevanten Spurengase und Aerosole aufgezählt. Quelle: Houghton et al. (2001) Figure 1.1 Graphical overview over climate subsystems (boxes, bold font), their exchanges (thin arrows, normal font) and some aspects which change (thick arrows). The most relevant trace gases and aerosols are mentioned. Source: Houghton et al. (2001)

Die Sonne verteilt die Energie höchst ungleich, worauf das Klimasystem mit einem polwärtigen Transport von Energie, vor allem fühlbarer und latenter Wärme, in Atmosphäre und Ozean reagiert, der die Tropen kühlt und die Polargebiete erwärmt. Detaillierte Untersuchungen des Energiehaushalts und seiner Variabilität in den letzten 30 Jahren wurden u. a. von Mayer und Haimberger (2012) durchgeführt. Trends in den globalen Energiehaushalten sind wichtige Indikatoren für Klimaänderungen, auch wenn sie mit dem derzeitigen Beobachtungssystem nur mit Vorsicht und auf der globalen Skala interpretierbar sind. Neben dem Energiehaushalt spielt der Wasserhaushalt eine zentrale Rolle. Wasser gelangt vom großen Ozeanreservoir durch Verdunstung hauptsächlich in den Subtropen in die Atmosphäre und wird von dort in die Tropen und die mittleren Breiten transportiert, wo der Niederschlag die Verdunstung übertrifft. Wasserdampf ist das wichtigste Treibhausgas. Es wird aber bei den Treibern des anthropogenen Klimawandels in der Regel nicht angeführt, da seine atmosphärische Konzentration (zumindest in der Troposphäre) nicht signifikant durch

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anthropogene Emissionen von Wasserdampf selbst beeinflusst wird und überdies seine Verweildauer kurz ist. Der zunehmende Wasserdampfgehalt in der Atmosphäre bei steigender Temperatur führt wegen der verstärkten Gegenstrahlung und der Verschiebung von latentem zu fühlbarem Wärmestrom zu einer positiven Rückkoppelung und verstärkt somit die durch unmittelbar emittierte, langlebige Treibhausgase verursachte Erwärmung. Dementsprechend wichtig ist eine genaue Beobachtung des globalen Wasserdampfgehalts. Ebenso wichtig ist natürlich die Beobachtung des Nettotransports von Wasser aus den Ozeanen in die Atmosphäre (Verdunstung minus Niederschlag auf die Ozeane), der horizontalen Transporte in der Atmosphäre und schließlich des auf das Festland fallenden Niederschlags, welcher dann durch den Abfluss in Flüssen und Grundwasserströmungen wieder ausgeglichen wird. Es gibt Anzeichen und auch theoretische Überlegungen (Held und Soden, 2006), dass sich der Wasserkreislauf im Zuge des derzeit stattfindenden Klimawandels verstärken könnte, womit stärkere Feuchtetransporte und auch Niederschläge zu erwarten wären. Eine detaillierte quantitative Aufschlüsse-

Kapitel 1: Das globale Klimasystem und Ursachen des Klimawandels

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       2

Abdruck mit freundlicher Genehmigung © 2009 American Meteorological Society

Abbildung 1.2 Energiebilanz der Atmosphäre gemittelt über die Jahre 2000 bis 2004 nach Trenberth et al. (2009). Man beachte, dass nach diesen Autoren etwa 0,9 W / m2 netto absorbiert werden und nicht in den Weltraum zurückgestrahlt werden. Man beachte auch, dass die Erde hier gesamthaft betrachtet wird und es sich bei den Zahlen um globale Mittelwerte über mehrere Jahre handelt, wobei die lokalen, kurzfristigen Werte der Flüsse erheblich abweichen und sogar das Vorzeichen wechseln können. Ein umfassendes Beobachtungssystem ist daher für eine ausreichend genaue Erfassung dieser Energiebilanz essenziell. Quelle: Trenberth et al. (2009) Figure 1.2 Global atmospheric energy budget of the atmosphere, averaged over years 2000–2004 after Trenberth et al. (2009). According to those authors about 0.9 W / m2 are absorbed by the climate system and are not radiated back to space. Note also that this is a global mean view averaged over several years. Local short term fluxes can deviate substantially and even change the sign. A comprehensive observing system is necessary for a sufficiently accurate assessment of the energy budget. Source: Trenberth et al. (2009)

lung des Wasserhaushalts findet man z. B. bei Trenberth et al. (2011). Noch mehr Details, beispielsweise Karten der globalen Niederschlagsverteilung findet man z. B. bei Hantel (2005). Die global gemittelten Größen des Wasserkreislaufs, insbesondere Wasserdampfgehalt (Fehler im Prozentbereich) oder Wasserdampftransporte (Fehler im 10 %-Bereich), sind auch mit dem modernen globalen Beobachtungssystem nur relativ ungenau bekannt. Dennoch liefern Auswertungen des Wasserkreislaufs wichtige Referenzwerte für die Verifikation von Klimamodellen. Die Betrachtung der Energie- und Wasserzyklen reicht nicht aus, um den beobachteten Anstieg der Treibhausgase in der Atmosphäre zu erklären. Dazu ist die Betrachtung biogeochemischer Kreisläufe, insbesondere des in Le Quéré et al. (2013) abgebildeten Kohlenstoffkreislaufs (carbon cycle) notwendig. Er umfasst alle Stoffwechselvorgänge, an denen Kohlenstoff beteiligt ist. Das beinhaltet Prozesse wie Photosynthese, Atmung, Speicherung und Respiration im Oze-

an. Ähnlich wie bei der Energie enthält die Atmosphäre ein vergleichsweise kleines Kohlenstoffreservoir. Der bei weitem meiste Kohlenstoff ist in kohlenstoffhaltigen Mineralien wie Kalkstein (CaCO3) gebunden. Bei natürlichen Prozessen wird seit der letzten Eiszeit nur verhältnismäßig wenig lithosphärischer Kohlenstoff freigesetzt, etwa durch Vulkanismus oder Erosion von Kalkgestein. Vor allem seit dem Zweiten Weltkrieg ist im atmosphärischen Kohlenstoffzyklus allerdings eine große und zunehmende anthropogene Quelle entstanden, die sich hauptsächlich aus Verbrennung von der Lithosphäre entnommenen fossilen Energieträgern (Kohle, Erdöl, Erdgas), Zementproduktion und Landnutzungsänderung zusammensetzt. Landnutzungsänderungen umfassen z. B. die Abholzung von Wäldern (CO2-Quelle) oder die Zunahme der Viehwirtschaft und von Stauseen (Methanquellen). Während die anthropogenen Quellen relativ genau bekannt sind, sind die zusätzlichen Senken im Kohlenstoffkreislauf wesentlich ungenauer bestimmbar. Dies liegt an den starken

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Sarmiento, Jorge L.; Occean Biogeochemical Dynamics. © 2006 Princeton University Press. Abdruck mit freundlicher Genehmingung der Princeton University Press

Abbildung 1.3 Global gemittelte Kohlenstoff-Flüsse (fast ausschließlich CO2 und Methan, in Gt C / Jahr) und Kohlenstoff-Reservoirs (in Gt C) nach Sarmiento und Gruber (2006; Abb. 10.1.1), aktualisiert mit Daten von Le Quéré et al. (2013). Durchgezogene Pfeile sind natürlich vorkommende Flüsse, strichliert sind anthropogene Flüsse für 2011. Reservoirgrößen in Normalschrift, bei der Atmosphäre ist auch die Zunahme (230 Gt C seit ca. 1800) angegeben. Die kursiven Zahlen sind Nettoflüsse in Gt C / Jahr. Hinweis: Manchmal findet man in der Literatur als Einheit für Flüsse auch die Einheit Gt CO2 / Jahr. Dabei entsprechen 11 / 3 Gt CO2 / Jahr 1 Gt C / Jahr. Der Faktor 11 / 3 ergibt sich aus dem Verhältnis der Molmassen von CO2 (44) und C (12). Quelle: Sarmiento und Gruber (2006) Figure 1.3 Global mean carbon fluxes (almost exclusively CO2 and Methane, in Gt C / a) and carbon reservoirs (in Gt C) after Sarmiento and Gruber (2006, their figure 10.1.1), updated with data from Le Quéré et al. (2013). Solid arrows are natural fluxes, dashed arrows are anthropogenic fluxes for 2011. Reservoir sizes in normal fonts, for the atmosphere also the increase since 1800 (230 Gt C) is specified. The numbers in italic are net fluxes in Gt C / a. Remark: In the literature one often finds Gt CO2 / a as units for fluxes. 11 / 3 Gt CO2 / a correspond to 1 Gt C / a, where 11 / 3 is the ratio between the molar masses of CO2 (44) and C (12), respectively. Source: Sarmiento and Gruber (2006)

individuellen natürlichen Flüssen zwischen den Klimasubsystemen. Der Kohlenstofffluss aus der Atmosphäre in die Biosphäre durch Nettoprimärproduktion (im wesentlichen Photosynthese) in der Größenordnung von 100  Gt C / Jahr wird durch einen nicht ganz so starken Fluss in die Atmosphäre durch Atmung / Verbrennung weitgehend ausgeglichen. In Abbildung 1.3 ist nur die Nettobilanz (Landsenke) eingetragen. Ähnlich verhält es sich zwischen Atmosphäre und Ozean, wo regional sehr große Kohlenstoffflüsse stattfinden, die sich im Mittel aber weitgehend kompensieren, sodass nur ein relativ kleiner Residualfluss (Ozeansenke) übrigbleibt. Durch den wegen der anthropogenen Quellen steigenden atmosphärischen CO2-Gehalt werden auch die natürlichen Senken aktiver, insbesondere vermehrte Photosynthese sowie vermehrte Lösung von CO2 in den Ozeanen (siehe Abschnitt  1.3.2). Man beachte aber, dass die Kohlenstoffbilanz der Atmosphäre trotz der zunehmenden Senken einen deutlichen Überschuss aufweist (5 Gt C / Jahr, vgl. Abbildung 1.3 nach neuesten Schätzungen von Peters et al., 2011). Dies ist konsistent mit der stetigen Zunahme des CO2-Gehalts der Atmosphäre. Die gesamten anthropogenen CO2-Emissionen seit 1870 betrugen etwa 400 Gt C. Der Kohlenstoffgehalt der At-

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mosphäre insgesamt ist seit 1870 um 230 Gt C (+39 % gegenüber vorindustrieller Zeit) angestiegen. Das zweitwichtigste Treibhausgas, Methan, hat seine Konzentration seit 1870 sogar mehr als verdoppelt. Wie sich dies auf den Strahlungshaushalt der Atmosphäre auswirkt, ist in Abschnitt 1.2.3 beschrieben. Die Lösung von CO2 im Ozean impliziert die vermehrte Bildung von Kohlensäure und hat damit eine Senkung des pHWertes im Ozean zur Folge (Versauerung der Ozeane). Dies ist eine beunruhigende Veränderung der Lebensbedingungen für viele Organismen im Ozean. Die dauerhafte Bindung und Ausfällung von CO2 als Kalkstein geht sehr langsam vor sich (0,5 Gt C / Jahr) und reicht nicht aus, um eine Anreicherung des gelösten CO2 im Ozean zu verhindern.

1.2.3

Strahlungshaushalt, Treibhauseffekt und Wirkung von atmosphärischen Spurenstoffen

Bei Planeten, deren interne Energieerzeugung vernachlässigbar ist, herrscht ein annäherndes Gleichgewicht zwischen von der Sonne empfangener Strahlungsenergie und emittierter terrestrischer Strahlungsenergie. Dies trifft im Prinzip auch auf

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die Erde zu (Fasullo und Trenberth, 2008; Loeb et al., 2012), durch den anthropogenen Treibhauseffekt gibt es aber eine systematische Abweichung (mehr siehe unten), sowie starke Schwankungen von Jahr zu Jahr. Diese nehmen derzeit Werte von 0,3–1,5  W / m² an (Bild  2.12 in IPCC, 2013; Loeb et al., 2012; Trenberth and Fasullo, 2013) und stehen in Zusammenhang mit globalen Wetterphänomenen, die Bewölkung und Temperatur beeinflussen, wie beispielsweise El Niño. Grundsätzlich steht der Energiezufuhr im solaren Spektralbereich eine Energieabgabe im terrestrischen Spektralbereich gegenüber: Die der Sonne zugewandte Seite der Erde empfängt die kurzwellige Strahlung der Sonne, ein Teil dieser Energie wird durch die Wolken, an der Erdoberfläche und von der Atmosphäre selbst in Richtung Weltraum zurück reflektiert bzw. gestreut. Die von der Erde absorbierte solare Strahlung hängt daher von der Intensität der Sonnenstrahlung, der sogenannten Solarkonstanten, ab und vom Anteil der in den Weltraum reflektierten Energie, der sogenannten planetaren Albedo. Die Erde emittiert weiters terrestrische Strahlung in den Weltraum, jedoch gelangt nur ein Teil der von der Erdoberfläche emittierten Strahlung direkt in den Weltraum. Ein Großteil wird in der Atmosphäre absorbiert und in Richtung Erdboden oder Weltraum re-emittiert (siehe Abbildung 1.2). Die in zum Erdboden re-emittierte Strahlungsenergie wird als atmosphärische Gegenstrahlung bezeichnet. Die Durchlässigkeit der Atmosphäre für terrestrische Strahlung sowie die atmosphärische Gegenstrahlung hängen von der Bewölkung und der Zusammensetzung der Atmosphäre ab. Der Strahlungsantrieb („radiative forcing“) ist ein Maß für die Störung des Gleichgewichts zwischen empfangener Solarstrahlung und in den Weltraum abgegebener terrestrischer Strahlung. Der Strahlungsantrieb bezieht sich auf die Energiebilanz an der Tropopause und hat die Maßeinheit Watt pro Quadratmeter (W / m2). Der vom IPCC-Bericht 2013 (IPCC, 2013) abgeschätzte Strahlungsantrieb der einzelnen Atmosphärenkomponenten ist aus Abbildung 1.4 ersichtlich. Der gesamte anthropogene Strahlungsantrieb machte im Jahr 2011 2,29 [1,13–3,33]  W / m2 aus. Bei der Berechnung des Strahlungsantriebs wird die erhöhte Abstrahlung zufolge einer bereits eingetretenen Erwärmung der Erdoberfläche nicht berücksichtigt (Forster et al., 2007). Aus diesem Grund ist er höher als das derzeit beobachtete Energieungleichgewicht von 0,9 W / m² in Abbildung 1.2. Es gibt drei Größen, die den Energieaustausch der Erde mit dem Weltraum und somit den Strahlungsantrieb und die mittlere Oberflächentemperatur der Erde beeinflussen können: die Solarkonstante, die planetare Albedo und der Treibhauseffekt.

Kapitel 1: Das globale Klimasystem und Ursachen des Klimawandels

Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Working Group I Contribution to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Figure TS.7. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA

Abbildung 1.4 Überblick über den Beitrag verschiedener Komponenten zum Strahlungsantrieb der Erde bei der Zusammensetzung der Erdatmosphäre wie sie im Jahr 2011 gegeben war, verglichen mit dem vorindustriellen Strahlungsantrieb (0 W / m2) um 1750 (IPCC, 2013). Links steht der Name der jeweiligen Komponente, der Balken stellt den kombinierten Strahlungsantrieb dar (primäre und sekundäre Effekte, z. B. wird zunehmender stratosphärischer Wasserdampf zum Methaneffekt gezählt). Die Fehlerbalken geben das 5–95 % Vertrauensintervall an. Die Sterne deuten das wissenschaftliche Verständnis des Effekts an (o = niedrig, * = mittel, ** = hoch, *** = sehr hoch). Abkürzungen: Halogen. KW = halogenierte Kohlenwasserstoffe, NMVOC = non-methane volatile organic compounds (flüchtige organische Verbindungen ausgenommen Methan), NOx = Stickstoffoxide. „Aerosole“ bezeichnet den direkten Strahlungseffekt von Aerosolen, „Aerosolwolkeneffekt“ den indirekten Effekt von Aerosol über veränderte Häufigkeit und optische Eigenschaften von Wolken. Albedo = Strahlungseffekt durch Landnutzungsänderungen, Solare Strahlung = Antrieb durch Änderung der solaren Strahlung seit 1750. Quelle: nach IPCC (2013) Figure 1.4 Overview over the effect of different anthropogenic radiative forcing agents in 2011 compared to 1750 when the radiative forcing was 0 W / m2 (IPCC, 2013). Left: Name of agent, the bars denote the combined radiative forcing of the agent (primary plus secondary effect, e.g. increased stratospheric water vapour through methane oxidation is added to methane effect). Error bars indicate 5–95 % confidence intervals. Stars denote level of scientific understanding (o = low, * = medium, ** = high, *** = very high). Halogen. KW = Halocarbons, NMVOC = non-methane volatile organic compounds, NOx = nitric oxides, „Aerosole“ contains direct radiative effect of aerosols. „Aerosolwolkeneffekt“ is the indirect effect of aerosols through changed frequency and optical properties of clouds. Albedo = forcing through land use change. „Solare Strahlung“ = change of solar irradiance since 1750. Source: adapted from IPCC (2013)

Die Solarkonstante Der Strahlungsfluss (Strahlungsenergie pro Flächen- und Zeiteinheit) von der Sonne an der äußeren Grenze der Erdatmosphäre auf eine senkrecht zur Einfallsrichtung stehende Flä-

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che beträgt im Jahresmittel 1 361 W / m2 (neuester Wert nach Kopp und Lean, 2011). Kurzfristige Schwankungen der Sonnenintensität im Bereich von 0,3 % stehen mit der Sonnenfleckenaktivität in Verbindung und gehören zu den natürlichen Einflussfaktoren auf das Klima. Während des sogenannten Maunder-Minimums zwischen 1650 und 1710 wurden nahezu keine Sonnenflecken beobachtet. Die Zeit zwischen 1800 und 1830 (Dalton-Minimum) war auch durch eine geringe Fleckenanzahl gekennzeichnet. Von der so genannten kleinen Eiszeit, mit den kältesten Temperaturen um 1700 und 1850 (siehe auch Band 1, Kapitel 3), wird angenommen, dass sie mit diesen Sonnenfleckenminima in Verbindung steht. Während für die vorindustrielle Zeit Vulkaneruptionen und die Variabilität der Sonnenaktivität einen wesentlichen Teil der Temperaturvariationen erklären können, ist das seit Mitte des 19. Jahrhunderts nicht mehr der Fall (Eichler et al., 2009). Die Variabilität des Strahlungsantriebs durch Änderungen der Solarkonstante während der letzten 400 Jahre dürfte unter 0,5  W / m2 liegen (Lean et al., 1995: 0,45  W / m2; Wang et al., 2005: 0,1 W / m2). Im Vergleich zu 1750 dürfte der Strahlungsantrieb, der auf eine Veränderung der Solarkonstante zurückgeht, nur 0,05 [0,00–0,10] W / m² ausmachen (IPCC, 2013).

Die planetare Albedo Die mittlere Albedo der Erde wird als planetare Albedo bezeichnet. Sie gibt das Verhältnis von die Erde verlassender zu eintreffender kurzwelliger Strahlung am Oberrand der Atmosphäre an und beträgt ca. 29  % (Kim und Ramanathan, 2012). Die zum Weltraum gerichtete Strahlung setzt sich aus der an Wolken und am Boden reflektierten Strahlung und der in der Atmosphäre durch Luftmoleküle und Aerosole zurück gestreuten Strahlung zusammen. Änderungen dieser drei Komponenten können somit zu einem negativen oder positiven Strahlungsantrieb führen. Aus der Gleichung für die Energiebilanz der Erde im Austausch mit dem Weltraum (Möller, 1973) lässt sich ableiten, dass eine Änderung der planetaren Albedo um 1 % zu einer Änderung der Strahlungsbilanz der Erde von ca. 13,6 W / m² und in weiterer Folge zu einer Änderung der effektiven Strahlungstemperatur der Erde von 1 °C führen würde (Forster et al., 2007). Die genaue Ermittlung und kontinuierliche Beobachtungen der planetaren Albedo sind für die Erforschung des Klimawandels ganz besonders wichtig. Die Verringerung der Inlandeisflächen und des Meereises in den Polarregionen könnte

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die planetare Albedo beträchtlich beeinflussen (Flanner et al., 2011; Pitman et al., 2011). Der durch das Schmelzen der Gletscher und Eisflächen verursachte Strahlungsantrieb während der letzten 30 Jahre wird auf 0,45 W / m² geschätzt (Flanner et. al., 2011). Andere Wissenschaftler (Hansen et al., 2000; Hansen und Nazarenko, 2004) haben darauf hingewiesen, dass die Zunahme von Ruß in der Atmosphäre und speziell von Rußpartikeln in Schnee und Eis die Reflexion an Eis- und Gletscherflächen stark reduzieren und global, allein durch Veränderung der planetaren Albedo, zu einem positiven Strahlungsantrieb um die 0,1 W / m² führen könnte. Simulationen (z. B. Snyder et al., 2004) zeigen, dass eine eventuelle Zunahme der Waldflächen in nördlichen Breiten (über 70°N) eher zu einer Erwärmung unseres Klimasystems führen würde. Der erwärmende Faktor ist dabei die Verringerung der Albedo, wobei diese die kühlenden Effekte der CO2-Aufnahme und der Abgabe latenter Wärme durch den Wald übertreffen würde. Vermehrung von Waldflächen in tropischen Gebieten würde im Gegensatz dazu eindeutig zu einer Abkühlung führen, primär durch die Erhöhung der Verdunstung. Forster et al. (2007) geben einen ausführlichen Überblick über den Stand des Wissens auf diesem Gebiet. Demnach ist relativ zu 1750 ein negativer Strahlungsantrieb durch Zunahme der Albedo zufolge von Landnutzungsänderungen (Klein Goldewijk, 2001) zu beobachten, der "0,15 ["0,25 bis "0,05] W / m² beträgt. Diese Änderungen betreffen vorwiegend mittlere Breiten. Der Einfluss von Aerosolen auf die planetare Albedo bzw. den Strahlungsantrieb ist komplex (IPCC, 2013). Derzeit unterscheidet man zwischen dem direkten, dem indirekten und dem semidirekten Aerosoleffekt. Der direkte Effekt ist durch die optischen Eigenschaften der Partikel bedingt. Alle Aerosolpartikel (auch die absorbierenden) streuen solare Strahlung, womit sie zu einer Erhöhung der planetaren Albedo beitragen und somit einen negativen Strahlungsantrieb verursachen. Bei stark absorbierenden Partikeln (vor allem Ruß) überwiegt jedoch der Erwärmungseffekt. Je nach Anteil der verschiedenen Arten von Aerosolpartikeln wird der negative Strahlungsantrieb abgeschwächt oder kann sogar in einen positiven Antrieb umschlagen. Die wichtigsten absorbierenden Aerosole stammen aus Verbrennungsprozessen sowie aus Erosion (Mineralstaub; Tegen, 2003). Rußemissionen aus fossilen Brennstoffen sind im Hinblick auf ihre Klimawirksamkeit schon lange Thema der Forschung (Jacobson, 2010). In den letzten Jahren richtete sich das Augenmerk verstärkt auch auf den so genannten braunen Kohlenstoff, der vor allem bei Biomassefeuern emittiert wird. Dieser braune Kohlenstoff hat ein geringeres Absorptionsvermögen als Ruß aus fossilen Brennstoffen und es

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nimmt mit zunehmender Wellenlänge stark ab (Andreae und Gelencsér, 2006). Der direkte Strahlungsantrieb von anthropogenen Aerosolen wird auf –0,27 [–0,77 bis 0,23] W / m² geschätzt (IPCC, 2013). Der indirekte Effekt von Aerosolen wird über die Änderungen der mikrophysikalischen Eigenschaften von Wolken verursacht (Haywood et al., 2011). Eine Erhöhung der Konzentration von Wolkenkondensationskernen durch anthropogene Prozesse kann die Konzentration von Wolkentröpfchen erhöhen, wobei sich gleichzeitig deren mittlere Größe verringert. Dies kann einerseits vor allem bei dünnen Wolken die Wolkenalbedo erhöhen und andererseits zu längerer Lebensdauer der Wolken führen. Beides bewirkt einen negativen Strahlungsantrieb. Wolkenkondensationskerne, die solare Strahlung absorbieren, erhöhen das Absorptionsvermögen der Wolken und verringern so den negativen Strahlungsantrieb. Der indirekte Effekt der anthropogenen Aerosole wird auch Aerosolwolkeneffekt genannt und im 5. IPCC-Bericht mit –0,55 [–1,33 bis –0,06] W / m² angegeben, wobei die immer noch große Unsicherheit gegenüber dem 4.  IPCC-Bericht wesentlich kleiner geworden ist. Noch größere Unsicherheiten gibt es beim so genannten semi-direkten Effekt, d. h. dem Einfluss von absorbierenden Aerosolen auf die Stabilität der Grenzschicht (Jacobson, 2010). Strahlungsabsorption führt zu Erwärmung einer Aerosolschicht. Wenn sich Aerosole am Oberrand der Grenzschicht ansammeln, wird die Schichtung damit stabiler und die Bildung konvektiver Wolken kann behindert bzw. unterdrückt werden. Wolken mit absorbierenden Substanzen in den Tröpfchen können sich aufgrund der davon bewirkten Erwärmung (rascher) auflösen. Neueste Schätzungen beziffern den gesamten Strahlungsantrieb von anthropogenem Ruß (inkl. braunem Kohlenstoff) in der Atmosphäre und auf Eis- und Schneeflächen mit +1,1 [0.17–2.10] W / m² (Bond et al., 2013). Das Phänomen des so genannten „global dimming“ steht mit der anthropogenen Erhöhung der atmosphärischen Aerosolkonzentration sowie mit der Erhöhung der Wolkenalbedo in Zusammenhang. Weltweit wurde zwischen den Jahren 1958 und 1992 eine Abnahme der Globalstrahlung zwischen 12 und 58  W / m² beobachtet (Stanhill und Cohen, 2001). Dieser negative Trend der Globalstrahlung hat sich Mitte der 1980er Jahre (Wild, 2012) umgekehrt („global brightening“) und wird durch die Verbesserung der Luftqualität erklärt.

Der Treibhauseffekt Aus der von der Erde in den Weltraum emittierten Strahlung lässt sich nach dem Stefan-Boltzmann-Gesetz eine effektive

Kapitel 1: Das globale Klimasystem und Ursachen des Klimawandels

Strahlungstemperatur von 254 K ("19 °C) errechnen. Diese effektive Strahlungstemperatur entspricht der von einem Beobachter im Weltraum gemessenen Temperatur der Erde. Sie wird über die in den Weltraum emittierte Strahlung der Erde bestimmt, welche hauptsächlich von den kälteren höheren Schichten der Atmosphäre stammt. Die mittlere Temperatur an der Erdoberfläche, gemittelt über alle Breiten und Jahreszeiten, ist aber mit 14 °C (287 K) im Mittel über 1961–1990 (berechnet aus HadCRUT4; Morice et al., 2012) wesentlich höher. Für den Unterschied ist die Zusammensetzung der Atmosphäre verantwortlich. Die Erdoberfläche strahlt nicht unmittelbar in den Weltraum ab, denn die Gase und Wolken in der Atmosphäre absorbieren im terrestrischen Wellenlängenbereich und strahlen in Abhängigkeit ihrer eigenen Temperatur wieder in alle Richtungen ab. Je höher die Aerosol- und Treibhausgaskonzentration ist, desto geringer ist die Durchlässigkeit für die emittierte terrestrische Strahlung und desto höher ist die atmosphärische Gegenstrahlung. Da die von der Erde aufgenommene Energie nicht mehr vollständig abgeführt werden kann, kommt es zu einer Erhöhung der Oberflächentemperatur der Erde, bis ein neues Gleichgewicht – auf höherem Temperaturniveau – erreicht ist. Als Treibhausgase werden jene Gase bezeichnet, die langwellige Emission der Bodenoberfläche Richtung Weltraum durch Absorption und Re-emission Richtung Boden und Richtung Weltraum stark reduzieren. Ein Bereich zwischen 8 und 14  μm, der als „atmosphärisches Fenster“ bezeichnet wird, ist für die vom Boden emittierte terrestrische Strahlung im Wesentlichen durchlässig, während im übrigen Bereich die vom Boden emittierte terrestrische Strahlung in der Atmosphäre vollständig absorbiert wird. Treibhausgase, welche zum anthropogen verursachtem Treibhauseffekt beitragen, weisen Absorptionsbanden im atmosphärischen Fenster auf; zu diesen Gasen zählen Kohlendioxid (CO2), Lachgas, (N2O), Methan (CH4), Ozon (O3), Fluorchlorkohlenwasserstoffe, Schwefelhexafluorid (SF6), aber auch Wasserdampf (H2O). Der Wasserdampf trägt ca. 60  % zum natürlichen Treibhauseffekt unserer Erde bei. Seine Rolle verdient eine detailliertere Betrachtung. Wasserdampf ist ein in der Luft natürlich vorkommendes Gas; die durch menschliche Aktivitäten direkt emittierten Mengen sind im Vergleich dazu auf globaler Ebene vernachlässigbar. Wasserdampf zählt daher nicht zu den Treibern (englisch: „forcings“) des anthropogenen Treibhauseffekts. Die atmosphärische Wasserdampfkonzentration reagiert jedoch auf die Lufttemperatur: höhere Temperaturen lassen die Menge von Wasserdampf in der Atmosphäre ansteigen, was zu weiterer Erwärmung führt. Dies bedeutet eine positive Rückkopplung im Klimasystem (Soden und Held,

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2006; Sherwood et al., 2010). In der Stratosphäre ist aufgrund der tiefen Temperatur und wegen der Sperrwirkung der Tropopause nur sehr wenig Wasserdampf vorhanden. Dieser hat aber eine lange Verweildauer und hat unmittelbar Einfluss auf die Strahlungsbilanz der Erde, da die Stratosphäre – anders als große Teile der Troposphäre – für terrestrische Strahlung in den Absorptions- / Emissionsbereichen des Wasserdampfs transparent ist. Der anthropogene Eintrag von Wasserdampf geht in diesen Höhen vor allem auf den Abbau von Methan zurück, er wird aber auch durch den Flugverkehr direkt emittiert. In Abbildung 1.4 ist deswegen nur der Strahlungsantrieb des stratosphärischen Wasserdampfes angegeben, und zwar als Teil des Strahlungsantriebs von Methan, wobei sein Betrag mit ca. 0,2 W / m² beziffert wird. Das globale Erwärmungspotenzial (auch Treibhauspotenzial, englisch: global warming potential, GWP) ist eine mengenspezifische Maßzahl für die Treibhauswirksamkeit der einzelnen Treibhausgase im Vergleich zu CO2. Verglichen wird der über eine vorgegebene Zeitperiode integrierte Strahlungsantrieb, hervorgerufen durch die einmalige Emission einer Masseneinheit des jeweiligen Treibhausgases. Die Wirksamkeit eines Kilogramms CH4 (aus biogenem Ursprung) beträgt integriert über 100 Jahre das 28-fache, jene eines Kilogramms N2O das 265-fache dessen der gleichen Masse CO2. Je nach Verbindung kann das GWP von fluorierten Gasen noch deutlich höher liegen. Für Schwefelhexafluorid etwa gilt ein Wert von 23 500. Die gewählte Integrationsperiode von 100 Jahren hat keine physikalische Bedeutung, wird aber in der Praxis häufig verwendet. Bezogen auf eine Periode von 20 Jahren wäre die Bedeutung eines weniger langlebigen Gases wie Methan noch deutlich höher (84-facher Wert von CO2). Alle diese Daten stammen aus dem jüngsten 5. Sachstandsbericht von IPCC (IPCC, 2013), der erstmals konsistente Methoden zur Berechnung von indirekten Effekten und Rückkopplungen zwischen den Gasen einsetzt. Früher verwendete Werte sind insbesondere für nationale Treibhausgasbilanzen weiterhin von Bedeutung, da sie als Teil der politischen Vereinbarung gelten. Aus diesem Grund verwendet Band  1, Kapitel  2, in dem die Quellen der Treibhausgase sowie ihre Konzentrationen und deren zeitliche Entwicklung beschrieben werden, die nunmehr veralteten Daten aus IPCC (1995). Wie eingangs erwähnt, schätzt der 5. IPCC-Bericht den durch homogen durchmischte Treibhausgase verursachten Treibhauseffekt auf 3,00 [2,22–3,78] W / m², wobei auf Kohlendioxid 1,68 [1,33–2,03] W / m², Methan und seine Sekundärprodukte 0,97 [0,74–1,2] W / m², Sekundärprodukte von halogenierten Kohlenwasserstoffen 0,18 [0,01–0,35] W / m² und Lachgas 0,17 [0,13–0,21] W / m² entfallen (siehe Abbildung 1.4).

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AAR14

1.3 1.3

1.3.1

Klimawandel Climate change

Natürliche Veränderungen des Klimas

Das globale Klima war über die Jahrmillionen beachtlichen Veränderungen unterworfen, die oft größere Ausmaße hatten als der zurzeit beobachtete Klimawandel. Dies konnte man aus Fossilien oder Ablagerungen aus früheren erdgeschichtlichen Epochen, insbesondere aus Isotopenverhältnissen in Tiefseeablagerungen und Eisbohrkernen rekonstruieren (Zachos et al., 2001). Erdgeschichtlich gesehen herrscht derzeit eine Zwischeneiszeit, wobei das Eiszeitalter (Quartär) erst 2,5 Mio. Jahre alt ist. Insbesondere vor etwa 50 Mio. Jahren war es auf der Erde wesentlich wärmer (um bis zu 12 °C, siehe Abbildung 1.5). Durch die Vereisung des zum Südpol wandernden antarktischen Kontinents trat vor 30 Mio. Jahren eine deutliche Abkühlung ein. Die Bildung nordhemisphärischer Eisschilde, insbesondere in Grönland und Tibet, bedingte eine weitere Abkühlung bzw. eine Anfälligkeit für weitere Vereisungen der nordhemisphärischen Landmassen. Die Schließung der Landbrücke von Mittelamerika und die dadurch stark eingeschränkte Ozeanzirkulation dürfte ebenfalls wesentlich zur Vereisung der nördlichen Polargebiete beigetragen haben. In den letzten 2  Mio. Jahren haben sich längere Eiszeiten, mit globalen Mitteltemperaturen bis zu 6 °C unter heutigen Werten, und kürzere Warmzeiten mit ähnlichen Temperaturen wie heute abgewechselt, wobei Schwankungen der Exzentrizität der Erdbahn um die Sonne und der Neigung der Rotationsachse der Erde den Übergang von Eis- zu Warmzeiten und umgekehrt verursachen oder zumindest zu starken Temperaturschwankungen innerhalb der Eiszeiten und Warmzeiten führen konnten (Klostermann, 2009). Das Klima im Alpenraum während des Eiszeitalters ist detailliert in Band 1, Kapitel 3 beschrieben. Neben Erdbahnparametern kann die Strahlungsaktivität der Sonne selbst das Klima auf unmittelbare Weise beeinflussen. Einige zyklische Schwankungen wie der 11-jährige Sonnenfleckenzyklus sind gut dokumentiert, doch könnte die interne Dynamik der Sonne auch Schwankungen auf längeren Zeitskalen verursachen, deren Ursache noch kaum bekannt ist. Auch das Spektrum der Sonnenstrahlung ist nicht konstant. So ist die UV-Strahlung während eines Sonnenfleckenmaximums maximal, während die Sonnenflecken im sichtbaren Spektralbereich dunkel erscheinen. Direkte Messungen der Sonnenstrahlung von Satelliten, die auch geringe Schwankungen erfassen können, gibt es erst seit 1978. Davor ist man auf

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Kapitel 1: Das globale Klimasystem und Ursachen des Klimawandels

Quelle: Zachos, J., M Pagani, L Sloan, E Thomas, and K Billups, 2001: Trends, Rhythms, and Aberrations in Global Climate 65 Ma to Present. Science 292, 686– 693. [DOI:10.1126/science.1059412] – Figure 2. Nachdruck mit freundlicher Genehmigung der American Association for the Advancement of Science (AAAS)

Abbildung 1.5 18O / 16O- bzw. 13C / 12C-Isotopenverhältnisse, gewonnen aus Ozeansedimenten in der Tiefsee (Zachos et al., 2001). Schwankungen des 18O / 16O-Isotopenverhältnisses können näherungsweise in Schwankungen der globalen Mitteltemperatur umgerechnet werden; die Skala der Temperaturabweichungen vom derzeitigen globalen Mittelwert ist an der unteren Achse angegeben. Man beachte dabei, dass das Holozän und damit der derzeitige globale Mittelwert bei der gegebenen zeitlichen Auflösung der Kurven praktisch nicht sichtbar ist und es in den vergangenen 2 Mio. Jahren meist viel kälter war als heute (siehe auch AAR14, Band 1, Kapitel 3). Die dicken Balken deuten die Vergletscherung der Antarktis (Beginn vor ca. 35 Mio. Jahren) und der nördlichen Polargebiete (Beginn vor ca. 8 Mio. Jahren) an (strichliert: teilweise, durchgezogen: vollständige Vereisung). In den letzten 2 bis 5 Mio. Jahren (dem sog. Eiszeitalter) hat die Varianz von 18O / 16O bzw. der Temperatur zugenommen, mit hoher Wahrscheinlichkeit bedingt durch den Eis-Albedo-Feedbackmechanismus. Quelle: Zachos et al. (2001) Figure 1.5 18O / 16O and 13C / 12C isotope ratios from deep sea sediments (Zachos et al., 2001). Anomalies of 18O / 16O correspond to anomalies of global mean temperature. The scale of temperature deviation from the global mean of the past century can be found on the lower axis. Please note that the Holocene and thus the current global mean are practically invisible given the time resolution of the curves. Temperatures were lower than today during most of the past 2 million years (see also AAR14, volume 1, chapter 3). Thick bars indicate glaciation of Antarctica (dashed = partial, solid = complete) starting 35 million years ago and of the arctic regions starting 8 million years ago. In the past 2 to 5 million years (ice age) the variance of 18O / 16O and thus temperature has increased, probably due to ice-albedo feedback mechanisms. Source: Zachos et al. (2001)

Proxydaten wie die Anzahl von Sonnenflecken angewiesen, aus denen man auf die Strahlungsintensität zurück schließt (Haigh, 2011). Trotz der Unsicherheiten kann ausgeschlossen werden, dass Schwankungen der solaren Strahlungsintensität die in den letzten 150 Jahren beobachtete Erwärmung verursacht haben (siehe auch Abschnitt 1.2.3).

Positive Feedback-Mechanismen innerhalb und zwischen den Klimasubsystemen können extern angetriebene Veränderungen wesentlich verstärken, negative können sie abschwächen. Insbesondere führt die positive Rückkoppelung zwischen Eisbedeckung und Albedo zu größeren Klimaschwankungen als man durch primäre Ursachen (z. B. Lage der Erdachse)

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erklären kann. Weitere wichtige positive Feedbackmechanismen sind die Koppelung des Wasserdampf-, CO2- und Methangehalts in der Atmosphäre mit der Temperatur, sowie die Koppelung des Methangehalts mit der Ausdehnung von Feuchtgebieten. Auch gibt es Hinweise, dass in kalten Gebieten gespeichertes CO2 und Methan (Methanhydrat) eine bereits begonnene Erwärmung weiter verstärken können. Ein derartiger Mechanismus dürfte dafür verantwortlich sein, dass Eiszeiten meist wesentlich abrupter endeten als sie begonnen haben (Zachos et al., 2001). Andererseits zeigen neue Studien (Sistla et al., 2013), dass zumindest die Permafrostböden bei Erwärmung eine geringere CO2-Quelle sein dürften als bisher angenommen. Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre und Ozean sind eine wesentliche Ursache für Klimaschwankungen auf der Zeitskala von Jahren bis Jahrhunderten, etwa El Niño – Southern Oscillation (ENSO), eine unregelmäßig wiederkehrende, starke Anomalie der Meeresoberflächentemperatur im tropischen Pazifik mit einer Amplitude von mehreren °C mit weitreichenden Auswirkungen auf die atmosphärische Zirkulation im pazifischen Raum aber auch im tropischen Atlantik (Philander, 1991; Mayer et al., 2013). Für das europäische Klima hoch relevant ist die atlantische meridionale Tiefenzirkulation (AMOC). Ein wesentlicher Teil davon ist der Nordatlantikstrom, laienhaft oft als „Golfstrom“ bezeichnet, der durch den Transport von warmem Wasser aus dem Golf von Mexiko vor die Küsten Europas auch das Klima im Alpenraum beeinflusst, und der sich bei starkem Abschmelzen des Polareises tendenziell abschwächt (Bryden et al., 2005). Damit gekoppelt ist die nordatlantische Oszillation (NAO), die mit Klimaschwankungen in Europa vor allem im Winterhalbjahr in Verbindung steht. Trotz dieser Vielzahl an möglichen Rückkoppelungsmechanismen schwankt das Klima seit dem Ende der letzten Eiszeit vor ca. 10 000 Jahren nur relativ schwach (Holozän), wobei es in den letzten 1 000 Jahren erwähnenswerte warme Phasen (um 1000) und kalte Phasen (im 17. Jahrhundert und um 1850) gegeben hat (Mann et al., 2008). Insgesamt aber schwankte die nordhemisphärische Temperatur um kaum mehr als ±0.5 °C. Weil vor der Industrialisierung der Einfluss der Menschheit abgesehen von Landnutzungsänderungen unerheblich war, müssen diese Schwankungen primär auf interne Variabilität oder Schwankungen der solaren Einstrahlung zurückzuführen sein. Immerhin konnte die Menschheit ihre technische Infrastruktur in den letzten Jahrhunderten bei relativ geringen Klimaschwankungen entwickeln. Die Infrastruktur ist auf das derzeitige Klima optimiert und dadurch potentiell anfällig auf in der Planung nicht berücksichtigte, aber in

150

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Klimaprojektionen vorhergesagte Änderungen der Intensität und Häufigkeit von extremen Wettersituationen. Daraus entstehende Kosten werden in Band 2 ausführlich diskutiert. Seit ca. 1850 steigt die globale Mitteltemperatur sowohl nach den aus Proxydaten bestimmten als auch nach den aus instrumentellen Daten gewonnenen Zeitreihen an, wobei sich der Anstieg bis in die 1990er Jahre tendenziell beschleunigt hat (Morice et al., 2012). Verglichen mit den früheren Klimaschwankungen des letzten Jahrtausends ist dieser Anstieg sehr rasch (Mann et al., 2008). Aus den vorliegenden Daten und Analysen kann man auch unter Berücksichtigung der natürlichen Variabilität entnehmen, dass der nun beobachtete rasche Anstieg in den letzten 100 Jahren um etwa 0,8 °C erdgeschichtlich nicht extrem, aber zum ersten Mal in der Erdgeschichte vorwiegend durch anthropogene Aktivitäten verursacht ist. Wenn sich die ursächlichen Prozesse für den Anstieg in ähnlicher Weise fortsetzen, ist es nahezu sicher, dass es sich erst um den Beginn einer zu erwartenden noch wesentlich stärkeren Erwärmung handelt (Abschnitt 1.4, Band 1, Kapitel 4; IPCC, 2013). Andererseits wird durch die zu Beginn dieses Abschnitts abgehandelte Abbildung 1.5 und die Proxydaten aus dem letzten Jahrtausend verständlich, dass die Anfälligkeit des Klimasystems für natürliche Schwankungen keineswegs unterschätzt werden darf. Die enge Verzahnung von natürlichen und anthropogenen Antrieben und Rückkoppelungen erschwert eine eindeutige Zuordnung von derzeit beobachteten Klimaänderungen zu anthropogenen Ursachen. Dies ist, wie in den nächsten beiden Abschnitten erklärt wird, nur durch Betrachtung des Kohlenstoffhaushalts und gemeinsamer statistischer Analyse von Beobachtungen und Simulationen des vergangenen Jahrhunderts möglich.

1.3.2

Anthropogene Einflüsse auf das globale Klima

Der Einfluss des Menschen auf das Klimasystem ist im Detail sehr komplex, jedoch erklären einige wenige Aktivitäten den Großteil der beobachteten Klimaänderungen. Dies sind: t
t


t


Verbrennung fossiler Brennstoffe (im wesentlichen Kohle, Öl und Gas); Landnutzungsänderungen (Abholzung, Aufforstung, Versiegelung) und Landwirtschaft (Abholzung, Versiegelung, Stickstoffdüngung, Methanemissionen aus Reisfeldern und den Mägen von Wiederkäuern); Prozessbezogene Emissionen der Industrie (beispielsweise CO2-Freisetzung bei Zement- und Kalkerzeugung, Stahlerzeugung, Staub und Rußemissionen).

Kapitel 1: Das globale Klimasystem und Ursachen des Klimawandels

AAR14

10

Emissionen

Kohlenstofffluss [GtC/a]

Landnutzungsänderung

Abbildung 1.6 Zeitreihe der beobachteten anthropogenen globalen CO2-Emissionen in Gt C / Jahr, sowie deren Speicherung in Atmosphäre, Ozean und Land (Le Quéré et al., 2009, 2013; Peters et al., 2011). Die Unsicherheit (± 1) liegt bei 

0 25 50

-25% - -20%

11% - 20 %

51% - 60%

-19% - -10%

21% - 30%

61% - 70%

-9% - 0%

31% - 40%

71% - 200%

1% - 10%

41% - 50%

100 >

Abbildung 2.15 Prozentuelle Änderungen des mittleren Jahresabflusses (REMO-UBA, A1B Szenario). Links: Zeitraum 2036–2065 – Zeitraum 1961–1990; rechts: Zeitraum 2061–2090 – Zeitraum 1961–1990. Quelle: aus Nachtnebel et al. (2010a) Figure 2.15 Changes in mean annual runoff (%) (REMO-UBA, A1B scenario). Left: period 2036–2065 – period 1961–1990; right: period 2061–2090 – period 1961–1990. Source: Nachtnebel et al. (2010a)

500 km², der zweiter Wert auf Gebiete < 500 km². Entsprechend dem gewählten Signifikanzniveau von 5 % sind Werte von 5 % und kleiner als insignifikant anzusehen. Quelle: Blöschl et al. (2011) Table 2.3 Percentage of gauging stations with increasing, insignificant and decreasing trends in annual runoff maxima in Austria, north and south of the Alps. The first value refers to catchments larger than 500 km2, the second one to catchments smaller than 500 km2. All values within a confidence band of (200

-100

0

100

>200

Percentage of change in species potentially suitable habitat 21st century climate change threatens mountain flora unequally across Europe, Engler et al., Global Change Biology, Volume 17/ 7; © 2011 Blackwell Publishing Ltd.

Habitaten überdauern können. Die große Bedeutung klonaler Populationen, die hunderte, ja tausende Jahre überdauern können, zeigt sich vor allem bei Zwergsträuchern, bei alpinen Rasenbildnern, aber auch Wasserpflanzen wie Schilf. De Witte et al. (2012) gelang vor kurzem mittels DNA-Fingerprinting die Bestätigung, dass die klonalen Systeme der Grasart Carex curvula ein Alter bis zu 5 000  Jahre erreichen können. Bei den ältesten Klonsystemen fand das Keimereignis zu Zeiten des Ötztaler Eismanns, d. h. in einer klimagünstigen Phase statt. In den tieferen Lagen könnten invasive gebietsfremde, häufig sehr anpassungsfähige und oft wärmeliebende Pflanzenarten, die durch den Menschen aus anderen Kontinenten einge-

Abbildung 3.2 Mit Nischenmodellen prognostizierte Habitat-Verluste von Gefäßpflanzen in europäischen Gebirgsökosystemen, inklusive der österreichischen Alpen, in den verschiedenen Höhenstufen. Die y-Achsen repräsentieren die Prozentsätze von allen pro Höhenstufe modellierten Arten, die x-Achsen den Anteil des aktuell für diese Arten geeigneten Areals, den sie bis zum Jahr 2080 verlieren oder gewinnen würden. Die modellierten Habitat-Verluste bzw. -Zugewinne sind für zwei verschiedene Klimawandelszenarien dargestellt. Beispiel: für ca. 55 % der modellierten 668 alpinen Arten würde unter dem A1FI Szenario (Bezugszeitpunkt 2100) das geeignete Areal um mehr als 80 % schrumpfen. Quelle: Engler et al. (2011) Figure 3.2 Projected habitat losses of vascular plants in European mountain systems, including the Austrian Alps, in each elevation belt. The y-axes represent percentages of all modelled species per elevation belt, x-axes the proportion of losses or of gains of suitable habitats by 2080, relative to a species’ current distribution. Projected habitat losses or gains are shown for two different climate change scenarios. Example: About 55% of the modelled 668 alpine species would lose more than 80% of the suitable area under the A1FI scenario (time reference 2100). Source: Engler et al. (2011)

führt wurden, durch eine Klimaerwärmung gefördert werden (Rabitsch et al., 2013; IPCC, 2014). Am Südrand der Alpen konnte sich während des späten 20.  Jahrhunderts etwa die Chinesische Hanfpalme (Trachycarpus fortunei) in Laubwäldern im Tessin etablieren (Walther et al., 2005).

Klimawandelfolgen in Österreich Der Stand des Wissens zu Waldbaumarten und agrarisch genutzten Pflanzenarten wird in den Abschnitten  3.2.6,  3.2.7  und  3.2.8 dargestellt. Hier werden exemplarisch Klimawandelfolgen für andere Gefäßpflanzen beschrieben.

489

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

Esche; 2,1 Ahorn; 1,3 Hainbuche; 0,8 Eiche; 2,4 Douglasie; 0,1 Rotbuche; 9,6 Zirbe; 0,4 Schwarzkiefer; 0,8 Weißkiefer; 6,6 Lärche; 6,6

Summe Weichlaub; 2,8 sonsges Hartlaubholz; 1,5

Fichte; 61,2

Tanne; 4,4

Die ohnehin kleinflächigen Vorkommen von Gebirgspflanzen könnten durch indirekte Erwärmungseffekte, etwa infolge von Konkurrenz durch nachrückende, rascher- und höherwüchsige Arten oder direkt durch physiologischen Stress, weiter eingeengt werden. Nischen-basierte Modelle prognostizieren das regionale Aussterben vieler alpiner und nivaler Arten oder zumindest starke Arealverluste und zunehmende Fragmentierung der überlebenden Populationen (z. B. Dirnböck et al., 2003; Engler et al., 2011; Abbildung  3.2). Gegen solche Prognosen wurden allerdings Vorbehalte geäußert: zum einen könnte die ausgeprägte Reliefenergie von Hochgebirgslandschaften das Überdauern der Arten in klimatischen Mikro-Nischen erlauben (Randin et al., 2009; Scherrer und Körner, 2010). Zum andern berücksichtigen die verwendeten Modelle keine transienten Migrationsbewegungen, sondern projizieren einen potentiellen Endzustand der Verteilung geeigneter Habitate unter einem hypothetischen neuen, stabilen Klimaregime. Erste Simulationen mit Hybridmodellen legen nahe, dass die Arealdynamik von Hochgebirgspflanzen mit starker Verzögerung auf klimatische Trends reagieren wird und die von Nischenmodellen prognostizierten Arten- und Arealverluste daher eventuell mit einer Verspätung von Jahrzehnten eintreten werden (Dullinger et al., 2012). Diese Verzögerung resultiert aus der Fähigkeit der großteils langlebigen und klonalen Arten, ungünstige klimatische Bedingungen über längere Zeiträume als sogenannte „remnant populations“ zu überdauern. Längerfristig wird durch den Abtrag der entstehenden „Aussterbeschuld“ (Jackson und Saxon, 2010) die Biodiversitätsbilanz der höheren Lagen aber vermutlich deutlich weniger positiv ausfallen.

490

AAR14

Abbildung 3.3 Relative Anteile der Baumarten an der Österreichischen Waldfläche (Ertragswald). Quelle: Österreichische Waldinventur (Anonymus, 2009) Figure 3.3 Relative shares of tree species in Austrian production forests according to the Austrian Forst Inventory (Anonymus, 2009)

3.2.6

Waldbaumarten

Abgrenzung und Charakterisierung Die im österreichischen Wald anteilsmäßig dominierenden Baumarten (ÖWI, 2007 / 09) sind bei den Nadelbäumen Fichte (Picea abies), Weisskiefer (Pinus sylvestris) und Lärche (Larix decidua), bei den Laubbäumen die Buche (Fagus sylvatica), Stieleiche (Quercus robur), Esche (Fraxinus excelsior) und Bergahorn (Acer psedoplatanus). Die Douglasie (Pseudotsuga menziesii) ist mit weniger als 0,2 % Flächenanteil die häufigste nicht heimische Baumart (Abbildung  3.3). Natürlich dominierende Baumarten sind unter historisch-aktuellem Klima in der kollinen Höhenstufe die Eiche; submontan die Buche; in den montanen Höhenstufen je nach Bodentyp und Ausgangssubstrat die Buche, die Fichte und die Tanne; in den hochmontanen und subalpinen Höhenstufen die Fichte, die Lärche und fallweise die Zirbe. Durch intensive Bewirtschaftung ist der Anteil der Fichte erhöht und ihr Vorkommensbereich auf tiefgelegene Laubmischwaldstandorte ausgedehnt worden. Baumarten sind potentiell besonders anfällig für Klimawandelfolgen. Ein Hauptgrund dafür ist der lange Generationszyklus von Bäumen, der in mitteleuropäischen Waldökosystemen mindestens mehrere Jahrzehnte, in der Regel jedoch noch deutlich längere Zeiträume umfasst. Dies ermöglicht nur relativ langfristig eine Anpassung an den aus der Sicht der Waldbäume sehr rasch fortschreitenden Klimawandel, die als genetische Anpassung oder in Bezug auf die Artenzusammensetzung erfolgen kann. Andererseits ist daraus auch ersichtlich, dass Baumarten aufgrund ihrer Langlebigkeit imstande sein müssen, die beträchtliche interannuelle Variabilität des Klimas zu tolerieren. Ist das Ausmaß der klimatischen Veränderung an einem Waldstandort allerdings größer als es die dort wachsenden Baumarten tolerieren können, führt dies zu einer physiologischen Schwächung und letztlich zum Absterben der betroffenen Baumindividuen entweder direkt durch klima-

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 %!    # 

bedingte Faktoren wie z. B. Trockenheit, durch Krankheiten und Insekten (siehe Abschnitt 3.2.10) oder indirekt über die Verdrängung durch unter einem veränderten Klima konkurrenzkräftigere Baumarten.

Sensitivität in Bezug auf Klimavariable Im Fall von einjährigen Intensivkulturen in der Landwirtschaft vermag die Kenntnis des Einflusses von Klimafaktoren auf produktionsökologische Prozesse (Photosynthese, Respiration) bereits ein relativ gutes Bild von den möglichen Auswirkungen einer Klimaänderung zu vermitteln. Im Gegensatz zu weitgehend künstlichen Agrarsystemen handelt es sich im Fall von Waldökosystemen in weiten Bereichen Zentral- und Mitteleuropas um relativ naturnahe, oftmals aus mehreren Baumarten bestehende, Mischwälder. Da Baumarten individuell auf Veränderungen in ihrer Umwelt reagieren und klimasensitive Prozesse wie Störungen zusätzlich auch die Dynamik auf ökosystemarer Ebene verändern, sind Auswirkungen einer Klimaveränderung auf die Entwicklungsdynamik in Wäldern bedeutend schwieriger abzuschätzen. Die Kenntnis, wie sich eine Klimaveränderung auf Prozesse der Nettoprimärproduktion und des Pflanzenwachstums auswirkt, reicht im Fall von Wäldern nicht aus. Zum Verständnis von naturnah bewirtschafteten Waldökosystemen sind darüber hinaus auch die populationsdynamischen Prozesse der Reproduktion und Verjüngung sowie der Baummortalität notwendig. In Tabelle  3.4 sind Klimafaktoren und eine Auswahl von ihnen ausgehender Wirkungsmechanismen in Bezug auf Wachstum, Reproduktion und Mortalität von Waldbäumen dargestellt.

Baumwachstum Ein Temperaturanstieg führt zu positiven Wachstumseffekten; bei gleichbleibenden oder abnehmenden Niederschlägen steigt aber auch die Evapotranspiration (Rebetez und Dobbertin, 2004). Pflanzen reagieren auf Trockenstress mit dem Schließen der Stomata um Wasserverlust und Blattwelke zu verringern (Larcher, 2003). Während die Verringerung der Stomata-Leitfähigkeit eine Anpassung an Trockenstress ist, reduziert das Schließen der Stomata die Photosynthese und die C-Aufnahme (Körner und Ohsawa, 2006). Durch die höhere Evapotranspiration bei wärmeren Temperaturen kann es in Gebieten mit geringeren Niederschlägen insbesondere im Sommerhalbjahr dazu führen, dass der Verdunstungsbedarf das Niederschlagsangebot übersteigt und, abhängig von der Wasserspeicherkapazität des Bodens, dies relativ rasch zu Tro-

ckenstress führt. Diese Situation wird durch geringere Schneehöhen und kürzere Schneedeckendauer im Frühjahr noch verschärft. Die größere Wassernutzungseffizienz bei erhöhtem CO2Gehalt der Atmosphäre vermag teilweise die schlechtere Wasserversorgung auszugleichen. Steigen jedoch gleichzeitig die Temperaturen, könnte dieser Effekt wieder durch den erhöhten Kühlungsbedarf der Blattorgane durch Transpiration verloren gehen. Der direkte CO2-Düngungseffekt durch höheren Partialdruck von CO2 im Blattinneren reduziert durch die Beeinflussung des Enzymsystems die Photorespiration und erhöht dadurch die Brutto-Photosynthese. Es ist jedoch noch immer unsicher, inwieweit die in Experimenten festgestellte Steigerung der Assimilationsleistung durch CO2-Düngung von kurzfristig bis zu 60 % (z. B. Norby et al., 1999), bezogen auf einen CO2-Gehalt der Atmosphäre von 580  ppm, langfristig aufrecht erhalten werden kann (siehe dazu auch Körner und Ohsawa, 2003; Ainsworth und Long, 2005). Ein Grund für diese mögliche „Akklimatisierung“ von Wäldern könnten andere limitierende Faktoren sein (z. B. Nährstoffe). Außerdem wurde festgestellt, dass die Dichte der Spaltöffnungen an den Blattorganen seit etwa 200  Jahren kontinuierlich abgenommen hat. Dies könnte ebenfalls auf einen nicht nachhaltigen Effekt der CO2-Düngung hindeuten. In Gebirgslagen ist allgemein von einem positiven Effekt einer Erwärmung auf die Biomasseproduktivität auszugehen. In inneralpinen Tälern und Becken könnten die positiven Auswirkungen von längeren Vegetationsperioden und günstigeren Temperaturverhältnissen (das Temperaturoptimum für die Brutto-Photosynthese liegt abhängig von der Baumart meist unter 30 °C und wird damit an vielen Tagen während der Vegetationsperiode nicht erreicht) durch eingeschränkte Wasserversorgung aufgehoben werden. Während jedoch die BruttoPhotosynthese bei Temperaturen über dem Optimum wieder abnimmt, steigt die Atmung mit der Temperatur steil an (Larcher, 2003). Zusätzlich zur möglichen Beeinträchtigung des Enzymsystems wirken sich Hitzeperioden mit Temperaturen über 30 °C generell negativ auf die Nettophotosynthese aus. Satellitengestützte und wachstumskundliche Untersuchungen in den Alpen zeigen z. B. für den europäischen Hitzesommer 2003, dass Hochlagen von diesen extremen Bedingungen profitieren konnten, während für weite Teile der Mittel- und Tieflagen deutliche Wachstumsrückgänge dokumentiert sind (Jolly et al., 2005). Die tatsächliche Verlängerung der Vegetationsperioden wird durch phänologische Beobachtungen gestützt. Anhand der Periode 1971 bis 2000 konnten Menzel et al. (2006) ein früheres Austreiben bei Baumarten und teilweise eine spätere

491

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

AAR14

Tabelle 3.4 Sensitivität von Waldbaumarten in Bezug auf klimabedingte Umweltfaktoren. B = Beobachtung, E = Experiment, S = Simulation Table 3.4 Sensitivity of forest tree species with regard to climate-related environmental factors. B = observation, E = experiment, S = simulation Klimafaktor

Wirkungsmechanismus

qqN

Baumarten

höhere Temperatur

Besseres Wachstum durch höhere Netto-Photosynthese, da TemperaturOptima (ca. 28–30 °C) für viele Baumarten unter heutigem Klima noch nicht erreicht sind

B, E, S

Alle heimischen Waldbaumarten

Steigende C-Verluste durch Atmung – Atmungsrate steigt exponentiell mit der Temperatur an

B, E, S

Verringertes Wachstum durch direkte Hitzeschäden

E, B

Verringertes Wachstum durch Trockenstress wegen ungünstigerer Wasserbilanz durch erhöhten Verdunstungsbedarf (insbesondere in Sommermonaten)

E, B, S

Direkte Hitzeschäden an Keimlingen

E, B

Höheres Mortalitätsrisiko durch poikilotherme Schädlinge (siehe Abschnitt 3.2.4)

B, S

Fichte, Kiefer, Tanne

Höhere Prädisposition gegenüber Winterstürmen durch geringere Bodenfrostdauer und -intensität

B, S

v. a. Koniferenarten, besonders betroffen flachwurzelnde Arten wie Fichte

Erhöhte Waldbrandgefahr durch schnelleres Austrocknen von brennbarem Material im Wald

B, S

Alle Baumarten

Absterben von frischen Trieben (Wechselwirkung mit längerer Vegetationsperiode)

E, B

Buche, Eichen

Absterben von Jungpflanzen durch Frost

B, S

v. a. Spätfrost-gefährdete Arten, z. B. Buche

Besseres Wachstum durch verlängerte Vegetationsperiode, wo Temperatur heute limitierender Faktor ist (z. B. Gebirge, nördliches Europa)

B, S

Änderungen in Austriebs- und Blühzeitpunkt (Phänologie) können zu einer abnehmenden Schädlingsgefährdung durch gestörte Synchronisierung von Austriebszeitpunkt und Schädlingsauftreten führen

B5

z. B. im Fall des Grauen Lärchenwicklers

Verringertes Wachstum durch Trockenstress; insbesondere bei Baumarten die sensitiv auf sommerliche Trockenperioden reagieren; Nadelbaumarten reagieren hydrostabil, die meisten Laubbaumarten hydrolabil (Wohlfahrt und Mayr, 2012; Karrer et al., 2012)

B, S, E

Buche, Fichte

Verbesserte Habitatbedingungen (Brutmaterial) für einzelne Insektenarten durch physiologische Schwächung von Wirtsbäumen wegen Trockenstress

E, B

Fichte, Buche

Verringerte Gefährdung durch Schneeschimmel in Gebirgswäldern wegen kürzerer Schneedeckendauer

B

Fichte, Zirbe

Erhöhte Waldbrandgefahr durch geringere Feuchtegehalte von brennbarem Material im Wald

B, S

Alle Baumarten

erhöhte Baummortalität durch Trockenheit

B, S

Baumartenwechsel in Folge von trockenheitsbedingten Mortalitätsevents

B, S

v. a. trockenheitsgefährdete Baumarten wie Fichte

Verjüngungsprobleme als Folge von Absterben von Jungpflanzen durch Trockenheit

B, S

v. a. trockenheitsgefährdete Baumrten, z. B. Fichte

Höherer Niederschlag, verbesserte Wasserversorgung

Verbessertes Wachstum durch günstigere Wasserbilanz wenn heute wasserlimitiert

B, S

Alle Baumarten

Höhere Infektionsgefahr durch Pilzsporen

E

Erhöhter CO2-Gehalt in der Atmosphäre

Verbessertes Wachstum durch CO2-Düngungseffekt und bessere Wassernutzungseffizienz

E

Komplexe Interaktion zwischen Nahrungsqualität von Wirtsbäumen und Insektenentwicklung

E, B

Geändertes Verhältnis zwischen unter- und oberirdischer Biomasse durch Änderung der Allokation von Photosyntheseprodukten zu Pflanzenorganen

B, S

Spätfrost

längere Vegetationsperiode

eingeschränkte Wasserversorgung, Trockenperioden

492

Buche

Alle Baumarten

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 %!    # 

Blattverfärbung im Herbst feststellen. Es stellt sich die Frage, ob generell mit der Komplexität der Klimawandeleinflüsse eine gegenseitige Verstärkung oder, wie von Leuzinger et al. (2011) postuliert, eine Überlagerung und eine gegenseitige Aufhebung von positiven und negativen Effekten wirksam werden. Die in den Ergebnissen von nationalen Waldinventuren und Dauerversuchsflächen seit den 1980er Jahren festgestellten Zuwachssteigerungen (z. B. Spiecker (2000) für Dänemark, Deutschland, Österreich, Frankreich, Schweden und die Schweiz; Pretzsch und Utschig, 2000; Ciais et al., 2008) werden teilweise verbesserten Bewirtschaftungsmethoden, Stickstoffeinträgen in Waldökosystemen, verlängerten Vegetationsperioden und dem erhöhten CO2-Gehalt der Atmosphäre zugeschrieben. Bäume können sich jedoch steigenden CO2-Gehalten anpassen und dieser Effekt kann daher rasch aufgehoben werden (Bader et al., 2013). Der derzeitige Stand des Wissens geht davon aus, dass auf einem Großteil der untersuchten Waldflächen dem Stickstoffeintrag die wichtigste Rolle bei der Erklärung der positiven Zuwachstrends zukommt. Analysen mit Physiologie-basierten Waldwachstumsmodellen zeigten, dass von den beobachteten Zuwachssteigerungen auf Versuchsflächen seit 1920 zwischen 2  und  4  % auf den Anstieg des CO2-Gehalts in der Atmosphäre zurückzuführen sind (Kahle et al., 2008). Eine weitere Verdoppelung der CO2-Konzentration und höhere Temperaturen gemeinsam könnten zu zukünftigen Steigerungen in der Biomasseproduktivität von 15–25 % führen, wenn andere Faktoren nicht limitierend wirken (Cannell et al., 1998; Kellomäki und Leinonen, 2005). Ebenfalls in einer simulationsgestützten Analyse wurden die wärmeren Temperaturen der letzten Dekaden für die Veränderungen der Zuwachstrends im österreichischen Wald als zumindest mitverantwortlich identifiziert (Hasenauer et al., 1999). Eine zwischenzeitliche Reduktion der Zuwächse um das Jahr 1991 wurde in dieser Studie der verringerten Strahlung nach dem Ausbruch des Vulkans Pinatubo zugeschrieben.

Reproduktion & Waldverjüngung Während zu Wachstumsprozessen von Baumarten zahlreiche Forschungsergebnisse vorliegen, bestehen in Bezug auf die Sensitivität von Reproduktions- und Verjüngungsprozessen auf Klimafaktoren derzeit noch große Wissenslücken. In Aufforstungen zum Beispiel, die bisher meist im Frühjahr und Frühsommer durchgeführt werden, könnten durch häufigere Trockenperioden hohe Ausfälle auftreten. Empirische Studien, die Veränderungen in der Baumartenzusammensetzung analysieren, fokussieren in vielen Fällen auf die besser zu isolieren-

den Prozesse Wachstum und Mortalität. Verjüngungsprozesse hingegen weisen oftmals eine große kleinstandörtliche Variabilität auf, sodass in vielen Fällen der Einfluss von klimatischen Faktoren kaum statistisch signifikant nachgewiesen werden kann. Im Gegensatz dazu konnten Pröll et al. (2011) am Standort Zöbelboden in Oberösterreich signifikante Einflüsse von Stickstoffeintrag und -mineralisierung auf die Reproduktion von Buchen und Bergahorn feststellen, während Effekte auf Eschen nicht nachweisbar waren.

Störungen und Baummortalität Ob die oben beschriebenen potentiellen Zuwachssteigerungen durch eine Klimaänderung in der praktischen Waldbewirtschaftung tatsächlich realisiert werden können, wird zu einem wesentlichen Teil von dem zahlreiche potentielle Schadfaktoren abhängen, welche Störungen in Waldökosystemen verursachen können. Störungen sind Ereignisse die durch abiotische (z. B. Sturm, Schnee) oder biotische (z. B. Insekten, Pilze) Störfaktoren abrupt und teilweise großflächig Baummortalitäten verursachen. Störungsregime sind immanenter Bestandteil eines jeden Waldökosystems und nehmen u. a. durch das Schaffen von Verjüngungsnischen eine wichtige Rolle in der Selbstregulierung und Diversität von Ökosystemen ein. Infolge des Klimawandels und stark beeinflusst durch Bewirtschaftungseffekte (Baumartenzusammensetzung, Waldstrukturen) ist zu erwarten, dass sich die für bestimmte Regionen und Waldtypen bisher charakteristischen Störungsregime stark verändern werden (siehe Box 3.5. In den letzten Jahren sind etwa zunehmende Schäden durch Borkenkäfer in fichtendominierten Wäldern (insbesondere durch Ips typographus und Pityogenes chalcographus) – nicht mehr nur auf Tieflagen beschränk, was die Relevanz einer Klimaänderung für klimasensitive Störungsfaktoren deutlich demonstriert. Warme und trockene Jahre in Verbindung mit vorangegangenen großflächigen Störungen durch Sturm und Schnee ließen die Anteile von Kalamitätsnutzungen an den gesamten jährlichen Nutzungsmengen deutlich ansteigen. Folgen sind u. a. unmittelbare Entwertung von Sortimenten, sinkende Holzpreise durch plötzliches Überangebot auf den Holzmärkten sowie höherer Planungs- und Bewirtschaftungsaufwand. Der Einfluss von Klimaveränderungen auf Störungen wird auf der Ökosystemebene (Abschnitt 3.3.4) detaillierter dargestellt.

Klimawandelfolgen in Österreich Von Steiner und Lexer (1998) wurde für Österreich zur Identifizierung von „hot spots“ die physiologische Nische von

493

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

AAR14

Klimaänderung Klimastress

(2071-2100) [mit Borkenkäfer]

sehr hoch moderat gering

Heutiges Klima (1961-1990)

Klimaänderung (2071-2100)

Abbildung 3.4 Modellierter Klimastress für die Fichte basierend auf dem Konzept der physiologischen Nische. Datenbasis: Standortdaten der Österreichischen Waldinventur (ohne Schutzwald außer Ertrag). Links unten: Heutiges Klima repräsentiert durch die Messperiode 1961 bis 1990; rechts unten: Klimaänderungsszenario A1B am Ende des 21. Jahrhunderts (Temperatur: bis +4,5 °C, Niederschlag: bis "—   * =!„= ^

+=  ' ˜!¤ ¡  ˆ#§ \=‡!+= –+= \! § +†+=   \  !! rationen des Fichtenborkenkäfers Ips typographus. Rot = Klimastress sehr hoch, gelb = Klimastress moderat, grün = Klimastress gering bzw. nicht vorhanden Figure 3.4 Simulated climate-related stress index for Picea abies based on the physiological niche concept. Data: Site data from Austrian Forest Inventory (exluding protection forests with out yield). Left bottom panel: current climate represented by period 1961 to 1990; right bottom panel: climate change scenario A1B at end of 21st +  ‡  \   ' \  @$ ¨} \ +\  ' \  "—     $

Right top panel: climate change scenario A1B incl. effects of potential generations of the spruce bark beetle Ips typographus. Red = high stress, yellow = moderate stress, green = low/ no stress

Hauptbaumarten modellhaft anhand des Zusammenwirkens von Temperaturregime (Temperatursummen, Winterfrost, Sommerhitze), dem Sättigungsdefizit der Atmosphäre sowie der Wasserversorgung (Indikatoren für die Wasserverfügbarkeit während der Vegetationsperiode, Sommertrockenheit) beschrieben und das Auftreten von Klimastress unter heutigem Klima und einem Klimaänderungsszenario simuliert (Steiner und Lexer, 1998; Niedermair et al., 2007). Abbildung  3.4 zeigt am Beispiel der Fichte die erwartete Entwicklung am Ende des 21.  Jahrhunderts. Bei wärmerem und trockenerem Klima leidet die in Mitteleuropa von Natur aus auf montane bis subalpine oder inneralpine Lagen beschränkte Fichte zunehmend und häufiger unter periodischem Trockenstress. Unter Klimawandelbedingungen (für Details siehe die Bildunterschrift von Abbildung  3.4) werden große

494

Gebiete Nieder- und Oberösterreichs sowie der Steiermark und des Burgenlandes für die Fichte ungeeignet, wobei diese Verengung der Nische noch durch ein in wärmerem Klima öfter zu erwartendes Massenauftreten des Borkenkäfers Ips typographus verstärkt wird. Gebiete in denen die Fichte geringem Klimastress ausgesetzt ist reduzieren sich unter den angenommenen Szenariobedingungen auf höher gelegene Berglagen. Für die Buche hätte eine deutliche Erwärmung zur Folge, dass diese Baumart in den Gebirgslagen des gesamten Ostalpenraumes vermehrt Standorte mit geeigneten klimatischen Bedingungen vorfindet und nur mehr in Hochlagen durch Kälte limitiert wird (Abbildung 3.5). Sollten jedoch Trockenperioden häufiger und intensiver werden, würde dies auch zu einer starken Zunahme der durch Trockenstress belasteten Gebiete vor allem im Waldviertel sowie entlang des Alpenostrands

AAR14

 %!    # 

Heutiges Klima (1961-1990)

Klimaänderung (2071-2100)

Abbildung 3.5 Modellierter Klimastress für die Buche basierend auf dem Konzept der physiologischen Nische. Datenbasis: Standortdaten der Österreichischen Waldinventur (ohne Schutzwald außer Ertrag). Links: Heutiges Klima repräsentiert durch die Messperiode 1961 bis 1990;

+= ' ˜!¤ ¡  ˆ#§    #$ ¥= =  \   '  @$ ¨} – +=!'  "—   * =!„= $

Rot = hoher Klimastress, gelb = mäßiger Klimastress, grün = geringer Klimastress Figure 3.5 Simulated climate-related stress index for Fagus sylvatica based on the physiological niche concept. Data: Site data from Austrian Forest Inventory (exluding protection forests without yield). Left bottom panel: current climate represented by period 1961 to 1990; right bottom panel: climate change scenario A1B at the end of 21st +  ‡  \   ' \  @$ ¨} \ +\  ' \  "—    

season). Red = high stress, yellow = moderate stress, green = low/no stress

bis ins südliche Burgenland führen. In Summe aber wird die Buche das für sie potentiell besiedelbare Areal in Österreich als Folge der Klimaänderung ausdehnen können. Während in Abbildung 3.4 und Abbildung 3.5 der potentielle Klimastress für einzelne Baumarten an Standorten in Österreich wissensbasiert abgeschätzt wird (Steiner und Lexer, 1998; Niedermayr et al., 2007), gibt es auch Ansätze, die anhand von Daten aus Großrauminventuren mit statistischen Methoden Beziehungen zwischen Standort- und Klimaparametern sowie dem Auftreten einer Baumart kalibrieren und diese Modelle dann zur Abschätzung des potentiellen Vorkommens unter Klimaänderungsbedingungen einsetzen (z. B. Zimmermann et al., 2013). Der direkte Vergleich dieser beiden Nischenmodellansätze ist nur sehr schwer möglich. Teilweise zeigen die statistisch ermittelten Nischenmodelle (Zimmermann et al., 2013) mit ökophysiologischen Nischenansätzen idente Ergebnisse. Es treten jedoch auch widersprüchliche Ergebnisse auf. Die Fichte etwa ist im statistischen Modellkonzept in Abbildung 3.6 in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts im Mühlviertel vertreten während im ökophysiologischen Konzept (Abbildung 3.4) praktisch nur mehr der Alpenhauptkamm befriedigende Bedingungen für Fichten aufweist. Die Interpretation der wissensbasierten ökophysiologischen Nischenmodelle ist sehr einfach möglich (d. h. im Sinne der „Eignung einer Baumart“), bei den statistischen Nischenmodellen bleiben Ursache-Wirkungsbeziehungen und der Interpretationsspielraum bei der geschätzten „Auftretenswahrscheinlichkeit“ vielfach unbekannt. Ein weiteres quantitatives Modell der ökologischen Nische von Waldbaumarten wurde von Kölling (2007) für Deutsch-

land vorgestellt. Hierzu wurden Karten von Vegetationstypen verwendet um einen Datensatz zu Absenz bzw. Präsenz von Baumarten zu generieren, der wiederum dazu verwendet wurde, sogenannte baumartenspezifische Klimahüllen zu entwickeln.

3.2.7

Einjährige landwirtschaftliche Nutzpflanzen

Abgrenzung und Bedeutung Winterungen einjähriger Nutzpflanzen, wie diverse Wintergetreidearten oder Raps, werden typischerweise im Herbst angebaut, überwintern in weiterer Folge und starten als Jungpflanzen in die Wachstumsperiode des neuen Jahres. Dies bedingt einen Entwicklungsvorsprung gegenüber Sommerungskulturen mit früherer Reife und Ernte. Viele Winterungskulturen, wie Wintergetreide, sind im Jugendstadium auf niedrige Temperaturen als Voraussetzung für ihren Entwicklungszyklus angewiesen („Vernalisation“), profitieren in trockenen Regionen wesentlich von der Winterfeuchte, also den höheren Bodenwassergehalten während ihrer Wachstumsphase, sind aber auch Frost und Nässe mehr ausgesetzt als Sommerungskulturen (Kersebaum und Eitzinger, 2009). Sommerungen werden als einjährige Nutzpflanzen (Mais, Sommergetreide, Zuckerrübe, Sonnenblume, Gemüsearten, usw.) im Frühjahr angebaut und befinden sich je nach Kultur bis in den Sommer oder bis hin zum Herbst in der Wachstumsphase. Dadurch sind sie im Mittel häufiger Sommertrockenheiten und Hitzeperioden ausgesetzt als typische Winterun-

495

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

Fagus sylvatica L. Current

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q  

 q 

q 

q  

 q 

q 

0 100 >

Picea abies L. Current

0 100 >

Abbildung 3.6 Potentielle Verbreitung von Buche und Fichte in mehreren Zeitfenstern während des 21. Jahrhunderts. Das verwendete Klimaänderungsszenario beinhaltet eine Erwärmung von etwa 3 °C und eine 10 %ige Abnahme der Sommerniederschlage bis 2051/80. Rot = die Baumart kommt wahrscheinlich vor, orange = die Baumart kommt möglicherweise vor, grau = die Baumart kommt potentiell nicht vor. Quellen: Zimmermann et al. (2013), Jandl et al. (2012) Figure 3.6 Potential future distributions of Fagus sylvatica and Picea abies during the 21st century. The climate scenario assumes a warming of 3 °C and a decline in summer precipitation by 10 % until 2051/80. Red = presence of tree species is very likely, orange = moderate likelihood of tree species presence, grey = presence of tree species is unlikely. Source: Zimmermann et al. (2013), Jandl et al. (2012)

gen. Mehrjährige Kulturen, wie im Futterbau, können unter diesem Aspekt zu Sommerungen gezählt werden, obwohl sie durch die Überwinterung auch vom Winterhalbjahr beeinflusst werden. Ihr Vorteil kann jedoch eine tiefere Durchwurzelung und die damit verbundene bessere Erschließung von Wasservorräten sein. Im Jahr 2012 wurde in Österreich eine Ackerfläche von 1,35  Mio.  ha bewirtschaftet (vgl. landwirtschaftliche Landnutzung, Band 3, Kapitel 2). Das entspricht 16,2 % der österreichischen Staatsfläche. Den größten Anteil des Ackerlandes nahm der Getreideanbau mit rund 60 % ein, wobei hier der Winterweichweizen mit ca. 280 000 ha vor Körnermais mit ca. 220 000 ha die bedeutendste Rolle spielt (BMLFUW, 2013). Feldfutterbau beansprucht nach Angaben im Grünen Bericht (BMLFUW, 2013) 18,0 % des Ackerlandes, Ölfrüchte (inkl. Raps) 10,6  %. Hackfrüchte (inkl. Zuckerrübe mit ca. 50 000 ha) sind auf 5 % der Ackerflächen zu finden, während Körnerleguminosen (Erbsen und Pferdebohnen) nur 1,6 % des Ackerlandes ausmachen. 3,0 % des Ackerlandes liegen brach. Raps hat in den vergangenen Jahren in Mitteleuropa vor allem durch seine Verwendung als Energiepflanze flächenmäßig an Bedeutung gewonnen. Spezialkulturen, wie zahlreiche Nutzpflanzen im Gemüsebau, sind flächenmäßig weitaus we-

496

niger bedeutend und in den jeweiligen Anbauregionen (Eferdinger Becken oder Marchfeld) konzentriert vorzufinden.

Sensitivität in Bezug auf Klimavariable Eine allgemeine Charakterisierung der physiologischen Reaktion von C3- und C4-Pflanzen auf Umweltfaktoren, insbesondere das Temperatur- und Wasserversorgungsregime findet sich in Abschnitt 3.2.5 gegeben. Beispiele für C3-Nutzpflanzen sind Weizen, Roggen, Hafer oder Reis, für C4-Pflanzen Mais, Zuckerrohr oder Hirse. Die Produktivität von Nutzpflanzen kann insbesondere von Wetterextremen negativ beeinflusst werden. Zum Beispiel können leichte Hagelschäden oder mechanische Schäden durch starke Windböen vermehrt Fusariumbefall auslösen und damit die Toxinbelastung des Ernteproduktes erhöhen. Auch Gasbestandteile der Luft beeinflussen das Pflanzenwachstum. Bodennahes Ozon, das während Hitzeperioden verstärkt auftritt, schädigt zum Beispiel den Spaltöffnungsmechanismus. Kohlendioxid hingegen wirkt stimulierend auf die Photosyntheseleistung. C3-Pflanzen reagieren stärker auf einen steigenden Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre, als C4Pflanzen. Allerdings ist diese Reaktion von Umweltfaktoren

AAR14

 %!    # 

und genetischen Faktoren abhängig. Zum Beispiel zeigte die Zuckerrübe in Experimenten geringere Reaktionen auf eine höhere CO2-Konzentration der Atmosphäre (Schaller und Weigel, 2007) als Getreidearten, wobei es auch hier Sortenunterschiede gibt.

Klimawandelfolgen in Österreich Die in den nationalen Ertragsstatistiken europäischer Länder der vergangenen Jahrzehnte sichtbaren Ertragssteigerungen sind primär dem Fortschritt bei Agrartechnik, agro-chemischen Maßnahmen und in der Pflanzenzüchtung zuzuschreiben (Kersebaum und Eitzinger, 2009). Neben diesem positiven Ertragstrend zeigt sich vor allem in der Schweiz und Österreich eine Zunahme der zwischenjährlichen Ertragsvariabilität (Peltonen-Sainio et al., 2010), die zum Teil auf klimawandelbedingte Faktoren zurückgeführt wird. Es muss allerdings bei nationalen Ertragsstatistiken darauf hingewiesen werden, dass es sich dabei um aggregierte Werte handelt, die für regional differenzierte Aussagen wenig geeignet sind. So ist durchaus anzunehmen, dass in den humideren bzw. höher gelegenen kühleren Regionen das Ertragspotenzial beispielsweise für Getreide oder im Futterbau durch den Klimawandel im Gegensatz zu heute schon trockeneren und wärmeren Regionen in Mitteleuropa zunimmt (Fuhrer et al., 2007; Eitzinger et al., 2013). Nicht bewässerte Sommerkulturen mit geringeren Temperaturansprüchen (Sommergetreide, Zuckerrübe, Kartoffel, usw.) werden zunehmend von Hitzestress und Trockenschäden betroffen sein, ihr Ertragspotenzial wird stagnieren bis zurückgehen, insbesondere auf leichten Böden mit geringer Wasserspeicherkapazität. Wärme liebende Sommerkulturen wie Mais, Sojabohne oder Sonnenblume können durch die zunehmenden Temperaturen im Ertragspotenzial profitieren, solange die Wasserversorgung nicht limitierend wirkt. Winterkulturen, wie z. B. Winterweizen, könnten tendenziell ein ansteigendes Ertragspotential aufweisen, da sie die Winterfeuchte in den Böden besser nutzen. Allerdings besteht an nassen Standorten oder in niederschlagsreichen Regionen zunehmend auch die Gefahr von Staunässe wegen zunehmender Niederschläge im Winterhalbjahr. Auch droht Winterkulturen bei wärmeren Wintern zunehmend Gefahr von Seiten der Schädlinge und Krankheiten. Bei bewässerten Kulturen besteht ein zunehmender Wasserbedarf, möglicherweise müssen bisher nicht bewässerte Kulturen regional zunehmend bewässert werden. Die erwartete Zunahme der Vegetationsperiodenlänge um durchschnittlich ca. 8  Tage / Jahrzehnt in den nächsten Jahrzehnten (Band  1, Kapitel  4) bedingt eine entsprechende

Vorverschiebung der Pflanzenphänologie als auch der damit verbundener Feldarbeiten (Anbau, Düngung, Ernte). Die Entwicklung der Pflanzen beschleunigt sich, damit werden an die Phänologie gebundene Arbeiten immer früher stattfinden (früherer Anbau, frühere Erntetermine, Verschiebung bei den Pflegemaßnahmen). Durch heißere Sommer wird es insgesamt zwar mehr Feldarbeitstage im Sommer geben, die Arbeitsspitzen werden aber immer früher stattfinden. Dadurch könnten sich schlechtere Bedingungen für Feldarbeiten, insbesondere bei frühem Anbau einstellen (Eitzinger et al., 2013). Eine mögliche Zunahme von klimatischen Extremereignissen bewirkt eine Zunahme der jährlichen Ertragsschwankungen in der landwirtschaftlichen Produktion. Dazu zählen insbesondere Hitzeperioden und Trockenheit, aber auch durch Starkniederschlag verursachte Bodenerosion oder Auswinterungsschäden, regionale Sturmschäden (vor allem durch heftigere Gewitter) sowie regional Frost- und Hagelschäden. Es sind deutliche Änderungen bei Unkräutern, Schädlingen und Krankheiten zu erwarten (Weigand und Tischner, 2007; Glauninger und Kersebaum, 2009; Kocmancova et al., 2010). Vor allem wärmeliebende Insekten können sich stärker ausbreiten (neue Schädlinge, höhere Überwinterungsraten, raschere Ausbreitung oder zusätzliche jährliche Generationen). Viele Pilzkrankheiten könnten in den trockeneren Regionen eher zurückgehen, allerdings haben auch andere Faktoren, wie eine schnellere Entwicklung der Pflanzen einen Einfluss auf den Befallsdruck. Es könnte zu einer Ausbreitung wärmeliebender und wurzelbetonter Unkrautarten (vor allem hitze- und trockentolerante Arten) kommen. Siehe auch Abschnitt 3.2.9 („Schadorganismen an Nutzpflanzen“). Die nachfolgend genannten Erkenntnisse zu den Auswirkungen von Klimaszenarien auf die Produktivität von Nutzpflanzen in Österreich basieren meist auf den A1B- und A2-Szenariosimulationen mehrerer globaler Klimamodelle. Die saisonalen Klimasignale (im Vergleich zur Bezugsperiode 1961 bis 1990) der verwendeten Klimaszenarien (Kombinationen von Klimamodell und Emissionsszenario) liegen in den weiter unten diskutierten Studien für 2050 (als Orientierungshilfe) bei der Temperatur bei +2  bis  +3 °C (ganzjährig) und beim Niederschlag bei ca. +4 bis +20 % (Okt. bis Apr.) sowie "1 bis "40 % (Mai bis Sept.).

Winterweizen Für verschiedene Standorte in Nord-Österreich zeigen Simulationsrechnungen für Weizen in der Periode um 2050 gegenüber dem Referenzzeitraum 1961  bis  1990 einen Rückgang der Erträge um "2 bis "8 % (Alexandrov et al., 2002) ohne

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

Berücksichtigung des CO2-Düngungseffekts. Mit Berücksichtigung der Wirkung einer erhöhten atmosphärischen CO2-Konzentration auf die Photosynthese verschiebt sich die Schätzung in den positiven Bereich und zeigt Ertragszuwächse von +4 bis +11 % (Kersebaum et al., 2008; Fuhrer, 2003; Strauß et al., 2012). Die weiteren Aussichten für den Zeitraum bis 2080 weisen eine weitere Verstärkung der Trends sowohl in negativer wie auch in positiver Richtung mit CO2-Effekt aus (Eitzinger et al., 2003). Neuere Studien für Österreich (Thaler et al., 2012; Eitzinger et al., 2013) berücksichtigen auch den Einfluss verschiedener Bodenklassen und bereits angepasster Saattermine auf die Erträge. Die raschere Abtrocknung der flachgründigen Böden kann vermehrt Trockenstress während der besonders empfindlichen Phasen der Blüte und Kornfüllung verursachen. Auf den besseren landwirtschaftlichen Böden verliert die nutzbare Feldkapazität als limitierender Faktor an Bedeutung. Eine Steigerung der nutzbaren Feldkapazität von 200 auf 300 mm im gesamten Wurzelraum führt hier kaum mehr zu einer Ertragssteigerung. Auch auf diesen Böden stellt Wasser einen wesentlichen limitierenden Faktor dar, wobei hier jedoch die Witterung ausschlaggebend ist. Trotz möglicherweise steigender Sommertrockenheit nimmt die durchschnittliche Belastung von Winterweizen durch Trockenstress ab und es kann für fast jede Bodenklasse mit einem Anstieg des Winterweizenertrags gerechnet werden. Der negative Effekt der verkürzten Wachstumsperiode des Winterweizens wird durch den simulierten CO2-Düngungseffekt bzw. den früheren Wachstumsbeginn überkompensiert. Trotz dieses positiven Bildes zeigt sich aber auch, dass die Unterschiede im Ertragspotenzial zwischen den Bodenklassen und damit die regionalen Unterschiede tendenziell zunehmen. Der fallweise simulierte positive Effekt auf das Ertragspotenzial sagt jedoch noch nicht aus, dass dies auch für die realen Erträge gelten muss, wenn bisher nicht berücksichtigte aber potentiell stärker werdende Schadfaktoren wirksam werden, wie deutlich zunehmende Witterungsextreme oder Schädlingsbefall. Simulationsstudien für Trockengebiete in Tschechien, Slowakei, Österreich und Deutschland weisen auf zusätzlichen Wasserbedarf der Nutzpflanzen zur Erhaltung eines optimalen Ertrages hin (Thaler et al., 2012; Eitzinger et al., 2013; Kersebaum und Eitzinger, 2009). Für das Marchfeld in Österreich ergab sich ein Zusatzwasserbedarf bei Winterweizen von ca. 30 mm (entspricht ungefähr einer Beregnungsgabe) für die 2050er Jahre (mit CO2-Effekt, auf mittelschwerem Boden). Auch weisen manche Simulationen auf steigende Nitratauswaschung unter Klimaszenarien hin (Strauß et al., 2012; Thaler et al., 2012).

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Wintergerste Für Wintergerste liegen nur wenige Abschätzungen für die zukünftige Entwicklung vor. Obwohl die Reaktionen auf Klimafaktoren und steigende CO2-Konzentration grundsätzlich ähnlich wie bei Weizen sind, ist durch die frühere Entwicklung der Wintergerste eine etwas geringere Empfindlichkeit gegenüber sommerlichen Hitze- und Trockenperioden zu erwarten. Andererseits ist bei niedrigeren Temperaturen auch mit einer geringeren Stimulierung des Wachstums durch die höhere CO2-Konzentration zu rechnen (Schaller und Weigel, 2007). Durch langfristig wärmere Wintermonate unter Klimaszenarien besteht die Gefahr, dass die Winterhärte der Gerste abnimmt und dadurch die Auswinterungsgefahr (neben zunehmender Gefahren durch Krankheiten) in einzelnen Jahren steigt (Schaller und Weigel, 2007).

Raps Für Raps liegen keine Untersuchungen vor. Die Entwicklung von Winterraps könnte jedoch durch wärmere Winter begünstigt werden. Frostschäden sollten eher zurückgehen, vorausgesetzt es treten keine Anpassungen bezüglich der Winterhärte ein. Allein die schnellere Entwicklung durch die höheren Temperaturen könnte im Frühsommer zu einer Beschleunigung der Abreife und damit zu geringeren Erträgen führen. Bei Zunahme der Sommertrockenheit könnte der Winterraps vor allem nach relativ spät räumenden Vorfrüchten in der Anfangsphase betroffen sein, da zu trockene Bodenverhältnisse das Auflaufen und die Etablierung des Vor-Winterbestandes behindern könnten.

Weitere Winterungskulturen Andere eher frostempfindliche Winterformen von Kulturarten wie Ackerbohnen könnten in Zukunft deutlich an Produktionspotenzial gewinnen und zunehmend auch typische Sommerungsfrüchte ersetzen. Neue Zuchtformen, die zukünftigen Klimabedingungen angepasst sind, lassen in Zukunft ein entsprechend größeres Sortenspektrum erwarten, das für den Anbau zur Verfügung steht.

Mais In den meisten Klimawandelstudien wird Mais, abgesehen von einigen trockenen Regionen, als Gewinner des Klimawandels in Mitteleuropa beschrieben (d. h. mit steigendem Ertragspotenzial, vorausgesetzt man steigt auf späterreifende

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Sorten um), obwohl beim Mais als C4-Pflanze eine höhere atmosphärische CO2-Konzentration kaum ertragssteigernd wirkt (Eitzinger et al., 2009a). Da in Österreich in den wichtigen Maisanbaugebieten später reifende Sorten angebaut werden könnten, wäre eine Erwärmung im langjährigen Mittel hinsichtlich des Ertragspotenzials bei Mais positiv zu beurteilen. Dies bestätigen auch zahlreiche europaweite Simulationsstudien, welche für die temperaturlimitierten Maisanbaugebiete vorwiegend zunehmende Ertragspotenziale vorhersagen, vorausgesetzt, die Wasserversorgung während der Vegetationsperiode ist weitgehend sichergestellt. Ein hohes Schadpotenzial haben bei Mais allerdings Witterungsextreme, welche regional unter den Bedingungen von Klimaszenarien durchaus zu einem zunehmenden Problem werden könnten (vgl. Sensitivität der Nutzpflanzen in Abschnitt 3.2.7). Das Produktionspotential von Mais dürfte in Österreich unter Klimawandelszenarien der nächsten Jahrzehnte insbesondere in den derzeit kühleren und niederschlagsreicheren Regionen, wie Oberösterreich, stark ansteigen (Eitzinger et al., 2009b). Aber auch Regionen mit zusätzlich nötiger Bewässerung für Mais dürften sich in den kommenden Jahrzehnten in Österreich ausweiten, bzw. neu entwickeln (zum Beispiel Teile der Südoststeiermark, auf Schotterböden der Welser Heide im zentralen Oberösterreich). Dort wo schon bewässert wird, wird mit wärmeren und trockeneren Bedingungen der Bestandswasserbedarf von Mais weiter ansteigen. Die Grenze für den Körnermaisanbau dehnt sich in Österreich langsam in größere Höhenlagen aus. So könnte Körnermais von den klimatischen Bedingungen her zunehmend in jetzt typische Silomaisgebiete (vorwiegend Futterbauregionen) des Alpenvorlandes (etwa über 500 m Seehöhe, zum Beispiel die „Bucklige Welt“ am Ostalpenrand Österreichs) oder von Mittelgebirgen (zum Beispiel der böhmischen Masse) vordringen, soweit dies sonstige Bedingungen zulassen. Hinterholzer (2004) berichtet über zunehmende Jahrestemperatursummen (um 200–300 °C) in drei klimatisch unterschiedlichen österreichischen Maisanbaugebieten von Oberösterreich, der Steiermark und dem Burgenland im Zeitraum 1970  bis  2000. Am kühleren Standort Lambach erhöhte sich die Temperatursumme für die Wachstumsperiode des Maises zum Beispiel von 900 auf 1 200 °C mit bis heute weiter steigender Tendenz. An allen drei Versuchsstandorten wurden in diesem Zeitraum deutlich abnehmende Kornfeuchtigkeiten bei der Abreife in der jeweiligen Reifeklasse gemessen. Der praktische Anbau hat in diesen Regionen bereits darauf reagiert, sodass heute bereits Sorten mit

höheren Reifezahlen angebaut werden als in den kühleren 1970er-Jahren. Die Erwärmung hat auch deutliche Auswirkungen auf den Krankheits- und Schädlingsbefall von Mais (Zunahme der Blattflecken [H. turcicum], des Maiszünslers, Verschiebung der Artenspektren bei Fusarium) und auf die Ausbreitung bestimmter Beikräuter (Glauninger und Kersebaum, 2009; Grünbacher et al., 2006). In den letzten Jahren hat sich insbesondere der Maiswurzelbohrer (Pilz und Kahrer, 2012; AGES, 2012) in Österreich ausgebreitet. Maßnahmen in Bezug auf Fruchtfolge und Anbaudichte sind ausstehend.

Sommergetreide Für Sommergetreide wie Sommerweizen oder -gerste dürften sich in den trockenen Regionen unter Klimawandelszenarien auch trotz. Berücksichtigung des CO2-Effektes leicht abnehmende Erträge ergeben, vor allem wegen zunehmender Wasserknappheit während des Sommers. Als Beispiel sei hier das Marchfeld angeführt, wo Simulationsanalysen für die Periode um 2050 für Sommergerste eine je nach Bodenwasserspeicherfähigkeit unterschiedlich starke Ertragsabnahme bzw. Zunahme von Trockenstress der Gerste zeigen; der Effekt ist umso stärker je weniger Wasserspeichervermögen der Boden hat (Thaler et al., 2012; Eitzinger et al., 2013). Für andere Getreidearten wie für Hafer gelten dieselben Prinzipien hinsichtlich der Auswirkungen.

Zuckerrüben Für Zuckerrüben bedeutet die Erwärmung zunächst eine Verlängerung der mittleren Wachstumsperiode, da die Erwärmung keine vorzeitige Abreife verursacht wenn sich die Pflanze im gesamten Jahr im vegetativen Stadium befindet. Limitierend könnte sich jedoch das Wasserangebot auswirken, da bei abnehmenden Sommerniederschlägen zunehmend mit Trockenstress zu rechnen ist. Auch könnten sich höhere Nachttemperaturen insbesondere im Herbst negativ auf die Zuckerausbeute auswirken. Europaweit wird eine Verschiebung der Anbauflächen in Richtung Norden erwartet (Jones et al., 2003). In Österreich zeichnet sich in den trockenen Regionen, wie im Marchfeld bereits ein Rückgang des Zuckerrübenanbaues ab, vor allem im Zusammenhang mit einer entweder nicht mehr kostendeckenden Bewässerung oder mangelnder Infrastruktur für zusätzliche Bewässerung. An diesem Beispiel zeigt sich, dass Klimawandelfolgen anhand von Verhaltensindikatoren meist vieldeutig zu interpretieren sind.

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

Kartoffel Ähnlich wie für die Zuckerrübe sind die Auswirkungen für den Kartoffelanbau einzuschätzen. Die Verlängerung der Vegetationszeit dehnt die potenzielle Anbauperiode aus und erlaubt eine höhere Flexibilität. Da Kartoffeln im Gegensatz zu Zuckerrüben an Standorten mit leichteren, sandigen Böden zu finden sind, dürfte die Anfälligkeit gegenüber sinkenden Sommerniederschlägen tendenziell höher sein bzw. die Notwendigkeit für Bewässerung bzw. die Bewässerungsmenge stärker ansteigen. Dies gilt vor allem für die wärmeren Anbauregionen, wie das Marchfeld im Osten Österreichs, aber auch für die höher gelegenen, kühleren Standorte mit sehr flachgründigen Böden, wie zum Beispiel im Waldviertel, und generell für Gebiete nördlich der Donau in Österreich. Im Waldviertel kann es zum Beispiel notwendig werden, zusätzlich Bewässerung einzuführen, wobei in dieser Region die Verfügbarkeit von Bewässerungswasser zu einem Problem werden könnte (geringe Grundwasserreserven, hügeliges Terrain). Der Kartoffelanbau ist bezüglich möglicher Auswirkungen im Schädlings- und Krankheitsauftreten stark betroffen. Es könnte sein, dass sogenannte „Gesundungsgebiete“ in den kühleren Regionen (oft als Vermehrungs- und Züchtungsstandorte genutzt) aufgrund der zunehmenden Verbreitung von Viruskrankheiten bzw. derer Vektoren ihre Funktion nicht mehr zufriedenstellend erfüllen können (zum Beispiel Gebiete im Wald- und Mühlviertel Österreichs). Andererseits können trockenere Bedingungen durch schlechtere Ausbreitungsmöglichkeiten für Pilzkrankheiten dem Gesundheitszustand der Kartoffel nützen und den Pflanzenschutzaufwand verringern, der allein zur Bekämpfung bzw. Vorbeugung der Kraut- und Knollenfäule einen beträchtlichen Einsatz erfordert.

Weitere Sommerkulturen Für andere Sommerkulturen liegen nur wenige regionale Simulationsstudien vor. Europäische Untersuchungen, wie ACCELLERATES (Audsley et al., 2006), welche die Auswirkungen des Klimawandels auf verschiedene Kulturen auf einer größeren räumlichen Skala abschätzen, bestätigen regionale Studien, dass wärmeliebende Kulturen insgesamt ein größeres Produktionspotenzial unter Klimaszenarien aufweisen werden. Für Mitteleuropa wird unter Berücksichtigung des CO2-Düngungseffektes in Szenarien mit maximal moderatem Niederschlagsrückgang im Sommerhalbjahr zum Beispiel eine deutliche Zunahme der Sojabohnenerträge erwartet. Aber auch Mais, und Sonnenblume würden demnach mit Ertrags-

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steigerungen von bis zu 30 % und mehr bis zu den 2050erJahren deutlich profitieren. Trockenstressempfindliche Sommerkulturen würden in den Erträgen eher nachgeben oder weniger zunehmen, wie vor allem Sommergetreide, Kartoffel oder Grünland. Dies kann allerdings regional, in einer kleineren räumlichen Skala, je nach Standortbedingungen und zugrunde gelegtem Klimaszenario ein sehr unterschiedliches Bild ergeben.

Gemüsekulturen Diese Kulturen zeichnen sich, von einigen Ausnahmen abgesehen, durch eine relativ kurze Wachstumsperiode, hohen Wasserbedarf und notwendige gleichmäßige Wasserversorgung (wegen des meist nur flachgründigen Wurzelsystems) aus. Sie erfordern hohe Investitionen pro Flächeneinheit, weisen dafür einen hohen Deckungsbeitrag auf und werden intensiv betreut, um alle Wachstumsfaktoren zu optimieren. So werden diese Kulturen, wenn nötig, größtenteils bewässert, so dass die in den Klimaszenarien angegebenen abnehmenden Niederschläge keine direkte Schadwirkung hervorrufen werden. Lediglich der durch die zunehmenden Verdunstungsraten erhöhte Wasserbedarf für die Bewässerung könnte regional zu einem Problem werden, wenn zum Beispiel Grundwasserstände langfristig zu stark absinken und damit zusammenhängende Nutzungsbeschränkungen erlassen werden bzw. sich die Wassernutzung verteuert (EEA, 2008). Der größte Vorteil beim Anbau von Gemüsekulturen wird wahrscheinlich aus einer Verlängerung der Vegetationsperiode resultieren, die unter Umständen wegen der kurzen Vegetationszeit der Kulturen einen zusätzlichen Anbauzyklus pro Jahr erlaubt. Die bei einem sehr frühen Anbau notwendige Verwendung von Folien zur Förderung des Jugendwachstums durch Erhöhung der Bodentemperatur könnte teilweise entfallen (außer Bodenfolien oder Folientunnel werden als Verdunstungsschutz eingesetzt). Auf der anderen Seite ist vor allem der deutlich zunehmende Trend zu mehr Hitzeperioden mit damit verbundenem Hitzestress zu nennen, der insbesondere in Folientunneln und schlecht regulierbaren Glashäusern zu zunehmenden Problemen durch Überhitzung führen kann. Extrem hohe Bodentemperaturen könnten wegen der oft nicht geschlossenen Bestände beim Gemüse (offener, abgetrockneter oder dunkler Boden erhitzt wesentlich stärker bei Sonneneinstrahlung als bedeckter Boden) zunehmend zu einem Problem für die Pflanzen werden. Hier spielen negative Auswirkungen auf das Wurzelwachstum oder mögliche Förderung von Wurzelkrankheiten und Schadinsekten eine wichtige Rolle. Die Kombination von durchschnittlich erhöhten Temperaturen

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und vermehrter Bewässerung schafft ein feucht-warmes Mikroklima, welches das Auftreten von bestimmten Pilzkrankheiten begünstigt, die wegen der hohen Flächenproduktivität ein besonders hohes Schadpotenzial aufweisen.

3.2.8

Landwirtschaftliche Dauerkulturen

Abgrenzung und Bedeutung Der Obst- und Weinbau hat in Österreich regionale Schwerpunkte: Der Weinbau in den klimatisch warmen Regionen der Steiermark, Niederösterreichs und des Burgenlandes, der Obstbau in den humid warmen Klimaregionen der Steiermark. Der Erwerbsobstbau wird in Österreich auf etwa 11 000 ha (großteils in Form von Apfelproduktion) betrieben. Der Weinbau umfasst für 2012 eine Anbaufläche von etwa 43 600 ha (BMLFUW, 2013).

terungsbedingungen zu einem erhöhten Befallsdruck durch Fäulniserreger (Eitzinger et al., 2009c). Während Wein abgesehen vom Jugendstadium relativ trockenresistent ist, reagieren Obstkulturen (vor allem Apfelkulturen) empfindlich auf Trockenheit und sind daher eher auf Bewässerung oder humide Regionen angewiesen. Dauerkulturen sind insbesondere durch Extremwetterereignisse gefährdet, was gerade aufgrund des hohen flächenbezogenen Deckungsbeitrags von großer ökonomischer Bedeutung ist. Hierbei sind insbesondere Schäden durch Hagel oder Extremniederschläge zu nennen, im Obstbau auch Hitze- und Frostschäden.

Klimawandelfolgen in Österreich Auswirkungen des Klimawandels auf landwirtschaftliche Dauerkulturen (Wein- und Obstbau) zeichnen sich bereits seit längerer Zeit ab.

Sensitivität in Bezug auf Klimavariable

Weinbau

Die mehrjährigen, landwirtschaftlich genutzten Wein- und Obstbaukulturen weisen im Allgemeinen eine höhere Sensitivität in Bezug auf den Klimawandel auf. Dauerkulturen sind der ganzjährigen Witterung ausgeliefert und ökonomisch meist durch hohe und längerfristig gebundene Investitionen gekennzeichnet, was eine mittelfristig nur wenig oder nur mit hohem Aufwand veränderbare Produktionstechnik bedingt. Auswirkungen des Klimawandels auf Dauerkulturen müssen daher aufmerksam verfolgt werden, um rechtzeitig kurz- und langfristig sinnvolle Anpassungsmaßnahmen setzen zu können (siehe dazu Band 3). Bei Dauerkulturen werden die Wachstumsperiode und die phänologische Entwicklung der Pflanzen in Abhängigkeit ihrer Bedürfnisse stark von der Temperatur bzw. den Temperatursummen gesteuert. Höhere Temperaturen lassen einen Trend zur früher einsetzenden und insgesamt schneller ablaufenden phänologischen Entwicklung erkennen. Insbesondere milde Winter und Frühjahre beschleunigen die phänologische Entwicklung in den frühen Entwicklungsphasen, begünstigen andererseits aber auch das Potenzial für Frostschäden. Auf den Blühbeginn des Weines zum Beispiel haben vor allem die Temperaturen im Mai einen großen Einfluss. Die Temperaturen beeinflussen auch die Inhaltsstoffe, wie z. B. den steigenden Zuckergehalt der Trauben bei höheren Temperaturen. Eine frühe Rebenphänologie bedeutet auch, dass die reifenden Beeren insgesamt höheren Temperaturen am Stock ausgesetzt sind. Dies führt in Kombination mit höheren Zuckergehalten und niedrigeren Säuregehalten der Beeren bei feuchten Wit-

In Österreich würde ein weiterer Temperaturanstieg in den nächsten Jahrzehnten den Weinbau begünstigen. In den bestehenden Weinanbaugebieten würde sich ein Temperaturanstieg besonders günstig auf Rotweinsorten bzw. auf die Rotweinqualität auswirken. Weißweinsorten, bei denen der Säuregehalt ein wesentliches Qualitätsmerkmal ist, könnten in kühleren oder neuen Anbaugebieten an Qualität gewinnen bzw. in bisherigen Anbaugebieten an Qualität einbüßen. Welche Veränderungen der flächenmäßigen Ausweitung des klimatischen Potenzials für den Weinanbau sich für Klimaänderungsszenarien ergeben, kann aufgrund von für den Weinbau abgestimmten klimatischen Indizes, wie dem HUGLIN Index (Wärmesumme über 10 °C von April bis September), abgeschätzt werden. Abbildung 3.7 zeigt den historischen Trend des Huglin-Index für einige repräsentative Wetterstationen typischer Weinbauregionen seit 1961. Für eine genauere Bewertung von Standorten und eine optimale Abstimmung der Produktionstechnik müssen alle Standortfaktoren berücksichtigt werden. Einen Eindruck dazu liefert eine aktuelle, räumlich hoch aufgelöste Analyse des Weinanbaugebietes „Carnuntum“ in Ostösterreich (Eitzinger et al., 2012b). Der tatsächliche Weinanbau wird durch frostgefährdete Tallagen beschränkt. Diese haben zwar im Normalfall die höchsten Temperatursummen und simulierten Mostgewichte, der Weinanbau kann aber aufgrund der bisherigen Frostgefährdung zum größten Teil nicht dauerhaft, oder nur unter Inkaufnahme von Frostschäden stattfinden. Deutlich kommt der Einfluss der Hangausrichtung und des

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

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2200 1 Kremsmünster 2 Graz 3 Wien

2100 2000 Huglin-Index

1900 1800

3

1700 2 1600 1500

Grenache, Syrah

Cabernet Sauvignon Merlot Cabernat franc Blaufränkisch Chardonnay Sauvignon-Blanc Riesling Grüner Veltliner Müller-Thurgau

1400 1 1300 1200 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 Pentade

Geländes auf die Temperatursummen und andere klimatische Parameter, wie Windgeschwindigkeit oder Luftfeuchte, zum Ausdruck. Daneben kann es durch eine mögliche Zunahme von Extremwetterereignissen zu Schäden kommen, deren Entwicklung schwer abzuschätzen ist. Eine zunehmende Häufigkeit von Starkregenereignissen kann in Hanglagen zu einer verstärkten Erosion zwischen den Reben führen. Über die letzten 20 Jahre zeigt sich in den mitteleuropäischen Anbaugebieten ein im Mittel 10  bis  20  Tage früherer Ablauf der phänologischen Entwicklungsphasen wie Austrieb, Blüte und Reife. Abbildung 3.8 zeigt den langjährigen Trend zeitlich früheren Lesereife und der früheren Lesetermine an unterschiedlichen Weinbaustandorten in Europa. Der Trend zu früherer Reife in Österreich wird durch steigende Zuckergehalte (zunehmendes Mostgewicht) und abnehmende Säuregehalte zum selben Messtermin sowie durch eine immer frühere Blüte bestätigt (Eitzinger et al., 2009b). Aber auch die Dauer der einzelnen Entwicklungsphasen verkürzt sich, wie zum Beispiel die Dauer der Rebblüte (Bauer, 2008; Koch, 2008). Beim Wein wirkt sich die Veränderung beim Blühtermin direkt auf das Mostgewicht der Trauben aus. Der mit steigenden Temperaturen prognostizierte frühzeitige Reifebeginn lässt zwar hohe Mostgewichte erwarten, könnte sich aber negativ auf andere qualitätsbestimmende Inhaltstoffe auswirken. Neben zu niedrigen Säurewerten können sich bei einer zu frühen Reife die subjektiven Geschmackskomponenten (durch zu hohen Alkoholgehalt, wenig Säure, höheren Gerbstoffanteil u. a.) negativ verändern, was bisher in Mitteleuropa vor allem beim Weißwein beobachtet wird. Die Reifephase der Beeren erfolgt in einem wärmeren Klima unter höheren Temperaturbedingungen, wodurch wegen der höheren Tages- und Nachttemperaturen ein verstärkter Säureabbau (Wein- und Apfelsäure) erfolgt, was zur Ausbildung veränderter Fruchtaromen führt. Es wird wahrscheinlich

502

Abbildung 3.7 Entwicklung des Huglin-Index (Wärmesumme über 10 °C von April bis September) seit 1961 für verschiedene meteorologische Stationen in Österreich. Farbgebung charakterisiert the Huglin-Bereich für spezifische Rebsorten. Quelle: Eitzinger et al. (2009c) Figure 3.7 Development of Huglin-Index (heat sum > 10 °C from April to September) since 1961 for a set of weather stations in Austria. Colours denote Huglin categories for specific grapes. Source: Eitzinger et al. (2009c)

zur Verschiebung des Rebsortenspektrums kommen, hin zu später reifenden Rebsorten. Eine Veränderung der Weinqualität in Richtung reiferer, extrakt- und alkoholreicherer Weine ist zu erwarten. Die Verfrühung der Rebenphänologie bedeutet, dass die reifenden Beeren insgesamt höheren Temperaturen am Stock ausgesetzt sind. Dies führt in Kombination mit höheren Zuckergehalten und niedrigeren Säuregehalten der Beeren bei feuchten Witterungsbedingungen zu einem erhöhten Befallsdruck durch Fäulniserreger, wie Pilzbefall durch Botrytis (Botrytis wird allerdings auch stark von Erziehung, Nährstoffversorgung und Bodenpflege beeinflusst) und Grünfäule (Penicillum sp.) sowie andere Schaderreger, wie Essigsäurebakterien (Petgen, 2007). Zusätzlich behindert die höhere Temperatur des Leseguts eine optimale Gärung. Um diese zu gewährleisten, müssten zukünftig die Trauben in den kühleren Abend- und Nachtstunden geerntet oder vor der weiteren Verarbeitung gekühlt werden (Hoppmann, 2005). Eine große Unbekannte ist das neue oder veränderte Auftreten von klimasensitiven Schädlingen oder Krankheiten im Weinbau. So konnte in Österreich in den letzten Jahren das Auftreten der besonders rebenschädigenden amerikanischen Rebzikade (Scaphoideus titanus) beobachtet werden, die als Überträger einer gefährlichen und in Österreich meldepflichtigen Rebkrankheit gilt, der Goldgelben Vergilbung (Blondes Gold) – oder auch „Flavescence dorée“ genannt (vgl. Abschnitt  3.2.10). In Slowenien hat die Goldgelbe Vergilbung, welche zu starken Blattvergilbungen führt, bereits erste Rebbestände vernichtet. Beim Traubenwickler besteht zunehmend die Gefahr der Ausbildung einer dritten Generation (wie im Burgenland schon zu beobachten; vgl. Glauninger und Kersebaum, 2009). Ein weiteres Beispiel für den Einfluss des Klimawandels ist der kalifornische Blütenthrips. Der Schädling, der Nektarinen

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3-Nov 24-Oct 3

Datum

14-Oct 4-Oct

4 2

1

24-Sep 14-Sep 4-Sep 25-Aug 1940 1 2 3 4

1950

1960

1970

1980 1990 2000 2010 Jahr Frankreich, Chateauneuf-du-Pape (Grenache) Slowakei Deutschland, Schloss Johannisberg, Rheingau (Riesling) Österreich, Weinbauschule Krems, Wachau (Riesling; abgeleitet aus Blühterminen) 10-Jahresmmittel

und Wein befällt und derzeit nur in Gewächshäusern überwintern kann, könnte bereits Mitte des 21. Jahrhunderts in Österreich und Süddeutschland imstande sein, im Freiland zu überwintern und in weiterer Folge Freilandkulturen schädigen. Die Temperaturerhöhung der letzten Jahre wird bei ausreichender Feuchtigkeit mit einem vermehrten Auftreten von pilzlichen und bakteriellen Krankheitserregern, nicht nur beim Wein, in Verbindung gebracht. So führte der feucht-heiße Sommer 2006 im Weinbau vielerorts zu verstärktem Befall durch Fäulniserreger wie Grünfäule (Pilz) und Essigfäule (Bakterium; vgl. Petgen, 2007). Auch andere Pilzkrankheiten werden durch Beobachtungen in der Praxis in Verbindung mit dem Klimawandel gebracht, wie Krankheiten durch holzzerstörende Pilze (ESCA, Eutypiose). Stressbedingte physiologische Krankheiten (durch Trockenheit, erhöhte Temperaturen), wie die Traubenwelke, können durch verstärkten Nährstoffstress oder unausgeglichene Nährstoffversorgung (durch Trockenheit bedingt) zum Teil auch auf veränderte Klimabedingungen zurückgeführt werden (Fardossi, 2007). In Verbindung mit Trockenstress verschlechtert sich die Nährstoffaufnahme der Reben. Eine Folge davon kann zunehmende Traubenwelke sein (zusätzlich verstärkt bei Kaliummangel). In kontinental geprägten Klimazonen kommt es möglicherweise zu einer Zunahme der Spätfrostgefahr durch früheren Austrieb. Die Winterfrostgefahr durch zu tiefe Wintertemperaturen (unter ca. "30 °C) könnte in den derzeit gefährdeten Anbauregionen abnehmen, ist aber schwer einzuschätzen, da zum Beispiel längere warme Perioden im Winter die Frosthärte (sortenspezifisch) herabsetzen können. Manche Spezialprodukte, wie zum Beispiel Eiswein, werden wegen zu hoher Temperaturen im Herbst und Winter an

Abbildung 3.8 Trend zur früherer Lesereife und Leseterminen bei Wein in den vergangenen Dekaden an verschiedenen Standorten und bei verschiedenen Sorten in Deutschland, Frankreich, Österreich und der Slowakei. Nach: Koch (2008), in: Eitzinger et al. (2009b). Gleitendes 10-Jahresmittel des Lesetermins nach Julianischen Tagen Figure 3.8 Trend towards earlier vintage at different sites and for different grapes in Germany, France, Austria and Slovakia (Koch, 2008, in: Eitzinger et al. 2009b). Moving 10year average of vintage dates in Julian days

ihren klassischen Standorten schwieriger oder seltener zu produzieren sein. Erhöhte Starkniederschläge (intensivere Gewitterniederschläge und zunehmende Winterniederschläge) führen zu zunehmender Bodenerosionsgefahr, vor allem bei zwischen den Reihen unbedeckten Böden und in hügeligem Gelände. Dies ist vor allem dann begünstigt, wenn die Rebreihen aus Bewirtschaftungsgründen entlang der Falllinie angelegt sind. Eine mögliche regional erhöhte Wahrscheinlichkeit von Hagelereignissen birgt eine steigende Gefahr von Ernteausfällen bis hin zu Stockschäden und -verlusten.

Obstbau Die Auswirkungen eines wärmeren Klimas auf die Phänologie gelten allgemein auch für den Obstbau, je nach den klimatischen Ansprüchen der jeweiligen Kulturart. Bei Obstkulturen sind insbesondere zunehmende Trockenheit und Bewässerungsbedürftigkeit problematisch, da Obstkulturen generell einen höheren Wasserbedarf haben sowie hitze- und trockenstressempfindlicher sind als zum Beispiel der Wein. Auch eine Zunahme der Gewittertätigkeit bzw. der Heftigkeit von Gewittern, wie es unter einem wärmeren Klima erwartet wird, könnte die Schadensgefahr, insbesondere von Hagel in den wichtigsten österreichischen Anbauregionen der Steiermark weiter steigen lassen. In Tal- und Beckenlagen besteht regional die Zunahme der Gefahr von Spätfrostschäden bei Obstgehölzen, insbesondere während der Blüte. Zusätzlich können durch extreme Witterungsphasen Störungen im Wachstumsrhythmus eintreten. So können zum Beispiel warme Witterungsabschnitte im Winter

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

zu einer Frostenthärtung der Gehölze führen und damit die nachfolgende Frostschadensgefahr erhöhen (Chmielewski et al., 2007). Im Obstbau sind viele Schädlinge, insbesondere Insekten, in ihrer Entwicklung von der Temperatur abhängig, wobei hier nur der Apfelwickler genannt sei, der große wirtschaftliche Bedeutung hat (Chmielewski et al., 2007) und der je nach Region eine zusätzliche Generation ausbilden könnte. Modellrechnungen auf der Basis von Klimaszenarien für die Bodenseeregion weisen zum Beispiel eine deutlich höhere Wahrscheinlichkeit einer zweiten Larvengeneration pro Jahr für die kommenden 50 Jahre im Vergleich zu den letzten 50 Jahren aus (Stock et al., 2005). Auch der Befallsdruck für Apfelschorf, der zu hohen Ertragsverlusten und Qualitätseinbußen im Apfelanbau führen kann, wird in Regionen ansteigen, wo trotz der erhöhten Temperaturen mit einer noch ausreichenden Feuchte für die Entwicklung des Pilzes gerechnet werden kann (niederschlagsreichere Anbauregionen).

3.2.9

Schadorganismen an Nutzpflanzen

Der Klimawandel beeinflusst eine Vielzahl abiotischer und biotischer Faktoren, die sich direkt oder indirekt auf die Pflanzengesundheit auswirken (Blümel, 2007). Änderungen im Klima können zur Verschiebungen des Wirtspflanzenspektrums von Schaderregern führen sowie das zunehmende Auftreten neuer Schaderreger unterstützen bzw. ermöglichen (Chakraborty et al., 2000; Garret et al., 2006; Garret, 2008; MacLeod et al., 2010; Salinari et al., 2006; Scherm, 2004; Shaw, 2009), deren Einschleppung, Etablierung und Ausbreitung durch die wachsende Globalisierung des Welthandels zusätzlich begünstigt wird. Extreme Wetterereignisse wie Dürre, Hitze, Starkregen oder Hagel können durch eine Schwächung der Pflanzen eine erhöhte Anfälligkeit gegenüber Schaderregern und eine verstärkte Schadwirkung auf Wirtspflanzen bewirken. Die Synchronisation der Entwicklung von Wirtspflanzen mit dem Auftreten von Schaderregern und deren natürlichem Gegenspielern kann sich verschieben und steigende Temperaturen zu einer Zunahme des Auftretens, einer rascheren Generationsfolge, der Zunahme der Migration und der Überwinterung bei Schadarthropoden führen (siehe auch Band 2, Kapitel 2). Ein Trend zu noch wärmeren Temperaturen kann die Situation zunehmend verändern und einen signifikanten Einfluss auf die Biodiversität haben, wobei Schaderreger sich regional stärker ausbreiten oder jene mit kühleren Temperaturansprüchen zurückgedrängt werden können (Eitzinger et al., 2013).

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Eine Veränderung der Bedeutung von Pflanzenkrankheiten, Schädlingen und Unkräutern aufgrund des Klimawandels (Verstärkung oder Verminderung der Schadwirkung) deutet sich bereits durch zahlreiche Beobachtungen in der Praxis an (Glauninger et al., 2010; Grausgruber et al., 2010; Huss, 2012). Siehe dazu auch Details bei einzelnen Nutzpflanzenarten. In den vergangenen Jahren wurden neue oder schadensauffällige Organismen (Krankheiten, Schädlinge, Unkräuter) in Österreich besonders intensiv untersucht, wobei aber ein kausaler Zusammenhang der Ausbreitung oder Häufigkeit dieser Schadorganismen mit dem Klimawandel oft noch ungeklärt und Gegenstand von Vermutungen ist (Blümel, 2007; Kahrer und Formayer, 2007). Als Beispiel seider Maiswurzelbohrer (Cate et al., 2006; Grabenweger, 2007, 2009) genannt, dessen rasche Ausbreitung als neuer Schädling in Europa nicht nur auf den Klimawandel zurückzuführen ist. Unter den Krankheiten bildeten z. B. die Phytoplasmose (zellwandfreie Bakterien, die als Parasiten in Pflanzen leben) Flavescence dorée mit ihrem Überträger, der Amerikanischen Rebzikade (Reisenzein et al., 2010; Steffek et al., 2006, 2012; Zeisner und Hausdorf, 2006, 2010), die Kraut- und Knollenfäule und die Alternaria-Dürrfleckenkrankheit bei Kartoffeln (Thenmayer et al., 2006; Glauninger et al., 2010) sowie die Viröse Gelbverzwergung bei Wintergetreide mit verschiedenen Blattlausarten als Überträgern (Jungmeier et al., 2009; Jungmeier, 2010) wichtige Arbeitsschwerpunkte. Unter den neuen Unkräutern werden gegenwärtig ca. 30 bis 40 Arten bearbeitet. Hierzu zählen u. a. einige Unkrauthirsen, die Pferdenessel, die Große Knorpelmöhre, das Drüsige Springkraut, die Giftbeere, die Ambrosie (Follak et al., 2013), die Samtpappel und die Seidenpflanze (Burger und Glauninger, 2007; Follak, 2007, 2008; Fragner, 2010; Glauninger et al., 2006; Glauninger, 2011; Huemer und Glauninger, 2010).

3.2.10 Fauna Abgrenzung und Interaktion mit anderen Biotopelementen In Österreich leben rund 46 000  Tierarten (Geiser, 1998). Die Zahl der jedes Jahr erstmals neu im Bundesgebiet festgestellten Arten (bisher übersehene, eingewanderte oder eingeschleppte, neu beschriebene Arten) ist unbekannt. Seit 1990 wurden beispielsweise jährlich rund sieben Tierarten neu für die Wissenschaft beschrieben (Rabitsch und Essl, 2009). Bei der Insektengruppe der Wanzen (Heteroptera) beträgt der durchschnittliche Zuwachs durch übersehene, eingewanderte

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;%O% ]]"`@     ;%O%   "=!•   Die Tierarten der Fauna-Flora-Habitat-Richtlinie (FFH-RL) sind in besonderem Maße EU-weit geschützt. In Österreich kommen rund 164 Tierarten (Anhang II, IV, V der Fauna-Flora Habitatrichtlinie; inklusive Arten der EU-Osterweiterung, aber ohne Berücksichtigung taxonomisch problematischer Fälle) der FFH-RL vor. Gezielte Untersuchungen zu den Auswirkungen eines Klimawandels auf die FFH-Tierarten in Österreich liegen nicht vor. Im letzten Bericht über den Erhaltungszustand der Arten und Lebensräume (Artikel 17 FFH-RL) wurde auf Grundlage der Angaben der einzelnen Länder jedoch angegeben, dass sich der Klimawandel besonders negativ auf Amphibien in Europa auswirken könnte (EC, 2009). ;%O%@=

 Artengruppen und Anteil der durch den Klimawandel gefährdeten Arten auf Grundlage der Artikel 17-Berichte der EU-Mitgliedsländer ;%O%@=  Species groups and percentages of species at risk under climate change according to Article 17-reports of EU Member States. Artengruppen Amphibien

Summe der Arten in dieser Gruppe

•     = Arten

51

45

Arthropoden

118

29

Säugetiere

125

26

Weichtiere

35

17

Reptilien

87

13

Fische

100

4

Die möglichen Auswirkungen des Klimawandels auf Tierarten der Anhänge der FFH-RL sowie Interaktionen zwischen ausgewählten Arten wurden von Beierkuhnlein et al. (2012) für Europa untersucht. Beispielhaft ist hier die Interaktion zwischen der Großen Mosaikjungfer, Aeshna viridis und der Krebsschere (Stratiotes aloides). Die Grüne Mosaikjungfer ist in Mitteleuropa an Gewässer mit Vorkommen der Krebsschere gebunden, die die einzige Eiablagepflanze dieser Art darstellt. Die Modellierung der zukünftigen Verbreitung beider Arten im Klimawandel projiziert für beide Arten einen Verlust an der südlichen Verbreitungsgrenze und eine Ausbreitung nach Norden, sodass sich auch die zukünftigen Verbreitungsgebiete überlappen. Eine räumliche Desynchronisation wird von dem Modell nicht projiziert. Aufgrund der zu erwartenden kleinräumigen regionalen Unterschiede wäre eine konkrete Untersuchung der Auswirkungen des Klimawandels auf FFH-Arten für Österreich wünschenswert. Derzeit liegen keine solchen Untersuchungen vor.

oder eingeschleppte Arten seit 1990 rund drei Arten pro Jahr (Rabitsch, 2008). Auch wenn der Wissensstand zum Inventar der europäischen Fauna gut ist, bestehen bei vielen Tiergruppen noch Lücken, insbesondere bei kleinräumig verbreiteten, endemischen Arten (Essl et al., 2012), der Kenntnisstand zu den Tierarten Österreichs ist daher sehr heterogen. Während Verbreitung und Biologie einiger Arten sehr gut bekannt sind, liegen für die Mehrzahl der Arten kaum Informationen vor. Dies gilt auch für Teile der Biodiversität mit hoher Verantwortung (siehe dazu Box 3.3). Aussagen über die Auswirkungen des Klimawandels beschränken sich daher zwangsläufig auf wenige „Modellarten oder -gruppen“, die nicht immer repräsentativ für alle Tiergruppen sein müssen, oder auf Untersu-

chungen aus anderen Regionen. Die grundlegenden Auswirkungen des Klimawandels auf Organismen lassen sich jedoch auf dieser Grundlage ableiten. Die Populationen können sich durch phänotypische Plastizität oder evolutionäre Selektion in Raum und Zeit anpassen: Populationsbiologie (Phänologie, Lebenszyklus) und Verhaltensökologie (Abwanderung in klimatisch geeignete Räume) stellen die wichtigsten Dimensionen möglicher Anpassungsmechanismen dar (Bellard et al., 2012). Näheres zu autonomer und geplanter Anpassung ist in Band 3 zu finden. Der allgemeine Ansatz, zuerst Arten (bzw. Artengruppen) zu diskutieren und daran anschließend deren Verhalten im ökosystemaren Kontext zu betrachten, lässt sich bei vielen Ar-

505

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

ten der Fauna nur schwer einhalten. Einer der Hauptgründe dafür ist, dass viele Tierarten eine ganze Reihe an unterschiedlichen Vegetations- bzw. Habitattypen in ihrem Lebensraum benötigen, d. h. unterschiedliche funktionale und taxonomische Ebenen simultan berücksichtigt werden müssen. Inwiefern die aktuell beobachtbare Korrelation von Habitat und Artvorkommen eine wirkliche Habitatbindung darstellt, ist vielfach ungeklärt. Für diesen Fall sind sowohl die mögliche Veränderung des Habitats als auch die direkten Auswirkungen eines Klimawandels auf den Organismus relevant. Es werden daher in diesem Kapitel, wo nötig, simultan Artenebene und Ökosystemebene berücksichtigt. Von besonderer Bedeutung für die Funktionalität der Lebensgemeinschaften sind Interaktionen zwischen den Arten, zum Beispiel Räuber-Beute-, Wirt-Parasit- sowie PflanzenBestäuber-Beziehungen. Solche Interaktionen können auf verschiedene Weise durch den Klimawandel beeinflusst werden, z. B. durch zeitliche Desynchronisation zwischen Blühzeitpunkt und Entwicklungsstadium der Bestäuber oder durch die räumliche „Auseinanderverschiebung“ der Areale von Arten (Hegland et al., 2009; Schweiger et al., 2010; Van der Putten et al., 2010). Die Bandbreite möglicher Klimaänderungsszenarien ergibt dabei in Kombination mit der natürlichen Variabilität biologischer Prozesse ein hohes Maß an Unsicherheit in Bezug auf Klimawandelfolgen für Arten der Fauna. Dennoch lassen sich klimasensible Arten und Lebensgemeinschaften bzw. Lebensräume identifizieren, Klimawandelfolgen abschätzen und mögliche Anpassungsmaßnahmen für die Erhaltung von Ökosystemleistungen und den Naturschutz ableiten (siehe dazu auch Band 3). In diesem Abschnitt zur Fauna werden neben Arthropoden, Amphibien und Reptilien, Fischen und Vögeln auch Nutztiere und die Auswirkungen eines Klimawandels auf deren Befinden, Produktivität und Gefährdung durch Krankheiten behandelt.

Sensitivität in Bezug auf Klimavariable Klimatische Parameter haben die Entstehung der Fauna Österreichs in besonderem Maße geprägt. Die pleistozänen Eiszeiten haben wiederholte Wanderungen und Extinktionen von Populationen verursacht, die sich bis heute in Verbreitungsmustern und im Genpool der Arten widerspiegeln (Schmitt, 2007; Graf et al., 2007). Dies deutet eine hohe Sensitivität in Bezug auf klimatische Veränderungen an. Auf der Artenebene relativ gut identifizierbare und auch gut dokumentierte Reaktionen auf klimatische Veränderun-

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gen sind phänologische und verhaltensbiologische Anpassungen. Zu nennen sind insbesondere veränderte Ankunfts- und Abflugzeiten sowie verkürzte Flugstrecken der Zugvögel (z. B. Dunn und Winkler, 2010). Auch veränderte Reproduktionszyklen bei ektothermen Organismen, wie das Auftreten zusätzlicher Generationen bei Insekten, sind vielfach belegt (z. B. Ott, 2008). Die Auswirkungen sind art- und situationsspezifisch verschieden und können positiv oder negativ sein: Mildere Wintertemperaturen können die Mortalitätsraten verringern (wenn Extremwerte ausfallen) oder erhöhen (wenn im Winter keine Nahrung zur Verfügung steht) und sind kontextabhängig zu untersuchen und zu bewerten. Arealverschiebungen als Folge des rezenten Klimawandels sind bereits heute zu beobachten und verschiedene Modelle lassen für unterschiedliche Tiergruppen in Europa teilweise bedeutende Änderungen bis Ende des Jahrhunderts erwarten. Voraussetzung dafür ist jedoch die Fähigkeit der Arten in der zukünftigen Landschaftsmatrix zu wandern und sich gegenüber den in den neuen Gebieten vorkommenden Arten durchzusetzen. Araújo et al. (2006) projizierten Arealerweiterungen für Amphibien und Reptilien in Europa bei ungehinderter Ausbreitung, jedoch Arealverluste bei fehlender Ausbreitung. Settele et al. (2008) erwarten, basierend auf der Annahme fehlender Ausbreitung, bis 2050 für rund 31  % der Tagfalter Europas substanzielle Populationseinbrüche. Nach Huntley et al. (2008) könnten sich die Areale vieler europäischer Brutvögel bei einer Erwärmung um 3 °C mehrere hundert Kilometer nach Norden verschieben und zugleich um rund 20 % an Fläche verlieren. Devictor et al. (2012) konnten zeigen, dass die Geschwindigkeit der Arealverschiebungen von Vögeln und Schmetterlingen in Europa jedoch nicht mit der Geschwindigkeit der Temperaturerhöhungen mithalten kann. Maiorano et al. (2011) projizierten modellbasiert signifikante Diversitäts-Rückgänge für Säugetiere im Mediterrangebiet, trotz der Annahme ungehinderter Ausbreitung in ihren Modellen. Für Wildschweine wird hingegen eine Zunahme der Häufigkeiten sowie eine Arealerweiterung nach Norden und Nordosten in Europa prognostiziert (Melis et al. 2006). Arealverluste werden hingegen für verschiedene aquatische Arthropodengruppen in Mitteleuropa (Domisch et al., 2011) und endemische Tiergruppen in Österreich (Dirnböck et al., 2011) erwartet. In allen Modellen steigen die Verluste mit der Stärke des Klimawandels (IPCC, 2014). Eine nordwärts gerichtete Arealverschiebung führt zu einer Mediterranisierung der Fauna Europas, wie sie anhand von Libellen (Ott, 2008), Süßwasser-Makroinvertebraten (Bonada et al., 2007) und Wanzen (Rabitsch, 2008) bereits beschrieben wurde. Die Analyse klimaanaloger Räume (Gebiete, die derzeit ein Klima aufweisen,

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das dem zukünftigen Klima anderer Gebiete vergleichbar ist) hat gezeigt, dass für südliche Arten die Wahrscheinlichkeit, in Zukunft in Mitteleuropa passende Umweltbedingungen vorzufinden, hoch ist (Bergmann et al., 2010). Während die nordwärts gerichtete Arealerweiterung gegenwärtig zu einer Zunahme der Artenzahlen in Mitteleuropa führt, ist in Zukunft mit einem Rückgang und Arealverlust in den südlichen Arealteilen zu rechnen. Dasselbe gilt für Arealgewinne und -verluste in entsprechenden Höhenlagen. Die zukünftigen Auswirkungen auf aktuelle Vergesellschaftungen, die Entstehung neuer Artengemeinschaften und Interaktionen zwischen den Arten sind jedoch großteils unbekannt. Entsprechende Vorsicht ist daher bei der Interpretation von modellbasierten Sensitivitäts- und Impaktstudien geboten. Vereinfachende Aussagen hinsichtlich der „Gewinner und Verlierer“ des Klimawandels gehen oftmals auf die ökologischen Eigenschaften der Arten zurück. In vielen Biotopen lebensfähige, opportunistische und anpassungsfähige Arten werden eher profitieren, als stenöke, spezialisierte Arten mit kleinen Arealen. Xerothermophile oder hoch mobile Arten haben vermutlich Vorteile gegenüber hydro- oder hygrophilen Arten mit geringem Ausbreitungspotenzial (Ott, 2008; Rabitsch et al., 2010). Besonders vom Klimawandel betroffene Lebensraumtypen – und in der Folge deren Zönosen – sind jene mit langer Entwicklungsdauer, wie Moore, altholzreiche Wälder, Lebensräume oberhalb der Waldgrenze, wie alpine Rasen und Schneebodengesellschaften, Gebirgsseen und Fließgewässer-Oberläufe, sowie kleinflächige Lebensräume mit stabilen Umweltbedingungen (z. B. Quellen). Der Klimawandel stellt somit eine Bedrohung, aber auch ein „window of opportunity“ für Arten dar und es ist kaum möglich, exakt vorherzusagen, welche Arten in der Lage sein werden, die (für sie) verbesserten Umweltbedingungen zu nutzen und welche nicht. Inwieweit sich die Zunahme klimatischer Extremereignisse auf die Tierwelt auswirken wird, ist – auch wegen der Unregelmäßigkeit der Ereignisse – noch ungenügend bekannt. Eine Förderung biologischer Invasionen wird vermutet, u. a. durch die Herabsetzung der Widerstandsfähigkeit („biotic resistance“) natürlich angepasster Artengemeinschaften gegenüber eingeschleppten, gebietsfremden Arten (Diez et al., 2012). Der Klimawandel kann gebietsfremde Arten begünstigen, die bislang nicht in der Lage waren sich selbständig in der freien Natur zu vermehren (z. B. Arten in Glashäusern, wie der Kalifornische Blütenthrips Frankliniella occidentalis, vgl. Kahrer und Formayer, 2006), deren Bestände durch regelmäßige kalte Winter reguliert wurden (z. B. Nutria Myocastor coypu, vgl. Doncaster und Micol, 1990) oder deren Reproduktion direkt von der

Temperatur abhängt (z. B. die Rotwangen-Schmuckschildkröte Trachemys scripta elegans, vgl. Ficetola et al., 2009; vgl. auch die Übersicht bei Rabitsch und Essl, 2010). Die Entkopplung von Wirt-Parasitoid-Interaktionen ist möglich und kann das Risiko einer Zunahme von Schadinsekten erhöhen (Hance et al., 2007). Extremereignisse sind schwierig vorherzusagende Stressfaktoren, die jedoch, wenn sie in Kombination mit anderen Faktoren wirken, das Vorkommen und die Verbreitung von Arten wesentlich beeinflussen können (Jentsch et al., 2007). Der anthropogene Klimawandel wirkt nicht in Isolation auf die Umwelt. Eine Vielzahl weiterer Faktoren, wie die Zerstörung und Degradation natürlicher und naturnaher Lebensräume durch intensive Landnutzung, infrastrukturelle Maßnahmen sowie die daraus folgende Fragmentierung und zunehmende Isolation geeigneter Habitate und neue Konkurrenzverhältnisse durch absichtlich oder unabsichtlich ausgebrachte gebietsfremde Arten bedrängen die biologische Vielfalt (MEA, 2005; Brook et al., 2008; Walther et al., 2009; IPCC, 2014). Die zahlreichen, auf Rasterdaten mit geringer räumlicher Auflösung beruhenden, modellbasierten Analysen liefern zwar vereinfachte Anhaltspunkte, die realen Bedingungen sind jedoch wesentlich komplexer und kleinräumlich kaum vorhersagbar. Mikroklimatische Gegebenheiten, insbesondere in orographisch reich strukturierten Regionen in Österreich, wirken als Puffer gegenüber makroklimatischen Veränderungen. Synökologische Faktoren (Konkurrenz, Mobilität, Populationsdynamik) beeinflussen Ausbreitungsvorgänge in grundlegender Weise, sodass rein statische Analysen, die diese Faktoren nicht berücksichtigen, nur aus theoretischer Sicht interessant sind (vgl. Abschnitt 3.1.2). Die Komplexität der Vorgänge erzwingt zwar eine Vereinfachung und kann zumindest teilweise in aufwendigen, prozessbasierten Modellen (Kühn et al., 2009) oder in der Kombination verschiedener Methoden (Dawson et al., 2011) berücksichtigt werden, die Grenzen der Gültigkeit der Interpretationen sollten jedoch immer deutlich gemacht werden. Neben beobachtbaren Änderungen der Areale oder der Phänologie der Arten, geschehen eine Reihe von weniger offensichtlichen, oft nur durch spezielle Methoden nachweisbare Änderungen, die langfristig die mögliche Anpassung und damit die Auswirkungen des Klimawandels wesentlich beeinflussen werden. Keine Art (mit wenigen Ausnahmen) besteht aus genetisch homogenen Populationen. Mit dem Arealverlust lokaler Populationen gehen somit auch bestimmte genetische Informationen verloren, d. h. der Verlust an genetischer Vielfalt ist höher als der Verlust an Artenvielfalt (Abbildung 3.9). Habel et al. (2010) haben diesen Effekt für den Blauschillern-

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

Artenvielfalt

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Mit freundlicher Genehmigung von Macmillan Publishers Ltd.:Nature Climate Change Vol. 1, Bálint et al., Cryptic biodiversity loss linked to global climate change, © 2011 http://www.nature.com/

Abbildung 3.9 Unterschiedliche Verlustraten auf verschiedenen Ebenen der Biodiversität: Keine Änderung durch Klimawandel (schwarz), Verlust bei anhaltendem Klimawandel (dunkelgrau; IPCC-Szenario A2a, +2,0 bis +5,4 °C), Verlust bei moderatem Klimawandel (hellgrau; IPCC-Szenario B2a, +1,4 bis +3,8 °C). Die Projektionen beruhen auf den Durchschnitten der Klimamodelle CSIRO, HadCM3, CCCMA für das Zieljahr 2080. Untersucht wurden sieben Köcherfliegen, eine Eintagsfliege und eine Steinfliege aus montanen Lebensräumen in Europa. Während die Artenvielfalt bei beiden Szenarien zu zwei Dritteln unverändert bleibt, gilt dies nur für rund ein Drittel der MOTUs (Molecular operational taxonomic units) und weniger als ein Viertel der Mitochondrien-DNA Haplotypen (Bálint et al., 2011) Figure 3.9 Different loss rates at various levels of biodiversity. Black = no loss due to climate change; dark gray = loss in climate change scenario A2a (between +2.0 and +5.4 °C warming); light gray = loss in climate change scenario B2a (+1.4 up to +3.8 °C increase in temperature). Projections are mean values from the climate models CSIRO, HadCM3, CCCMA for the year 2080. Seven Trichoptera, and one Ephemeroptera and Plecoptera species were analysed. While species diversity remained unchanged (in blue) for about two thirds in both scenarios, in MOTUs (molecular operational taxanomic units) just one third, and in mt-DNA haplotypes even less remained unchanged (Bálint et al., 2011)

den Feuerfalter Lycaena helle in Westeuropa im Klimawandel projiziert, Bálint et al. (2011) konnten einen solchen Verlust für mehrere montane aquatische Insektenarten nachweisen. Dieser mögliche Verlust kryptischer (versteckter) evolutionärer Linien wurde bislang noch kaum untersucht, ist jedoch für die Strategien und Optionen des Naturschutzes von hoher Bedeutung.

Arthropoden Abgrenzung und Charakterisierung Arthropoden stellen die mit Abstand artenreichste Tiergruppe in Österreich dar. Rund 85 % der in Österreich vorkommenden Tierarten sind Spinnentiere, Tausendfüßer, Insekten und Krebstiere (Geiser, 1998). Arthropoden leben in allen terrestrischen und aquatischen Lebensräumen und besitzen die unterschiedlichsten Ernährungsgewohnheiten. Sie besitzen in vielen Ökosystemen Schlüsselfunktionen als Räuber (inkl. Parasiten) oder Beute, Destruenten oder Bestäuber und sind mitunter von großer wirtschaftlicher Bedeutung.

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Sensitivität in Bezug auf Klimavariablen und Klimawandelfolgen in Österreich Während die Kenntnis zu Biologie und Verbreitung bei einigen Gruppen als sehr gut bezeichnet werden kann, ist über viele Arten sehr wenig bekannt. Dies gilt auch für die möglichen Auswirkungen des Klimawandels. Dokumentiert sind vor allem Änderungen der Areale und der Phänologie, wenngleich nur selten Langzeitdatenreihen aus standardisierten Erhebungen vorliegen. Medienwirksam aufbereitete „Signale“ des Klimawandels, wie die Ausbreitung des Ammen-Dornfingers (Cheiracanthium punctorium) oder von Sandfliegen (Phlebotominae) halten bei genauerer Analyse nicht immer einer kritischen Analyse stand und lassen sich zumindest teilweise durch andere Faktoren erklären (Muster et al., 2008; Naucke et al., 2011). Es liegen aber auch eine Reihe gut dokumentierter Fälle vor, wobei die Ausbreitung bei mobilen Arten sehr schnell ablaufen kann. Dies belegen beispielsweise die rasche Besiedlung Mitteleuropas durch die Feuerlibelle (Crocothemis erythraea) und die Wespenspinne (Argiope bruennichii) in den 1990er-Jahren (Ott, 2008, 2010; Kumschick et al., 2011) und die aktuell rasante Ausbreitung der Efeu-Seidenbiene (Colletes hederae), die möglicherweise mit den verringerten Frostschäden des Efeus zusammenhängt, dessen Pollen als Larvennahrung dient (Frommer, 2010, siehe dazu Box 3.4). Da neben

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der Ausbreitungsfähigkeit auch die entsprechenden Habitate im neuen Areal verfügbar sein müssen, ist die Ursache einer rasanten Ausbreitung aber oft nicht eindeutig, sondern multifaktoriell zu begründen. Eine entsprechende zusammenfassende Auswertung mit österreichischen Daten steht noch aus. Prognosen über zukünftige Entwicklungen auf Basis von Modellen sind aufgrund der beschränkten Datenlage nur für wenige Gruppen (vor allem Tagfalter, Libellen) möglich. Für Arten in aquatischen Lebensräumen spielt neben der lückenhaften Kenntnis der Verbreitung auch die Frage der Übertragbarkeit terrestrischer Umwelt- und Klimadaten eine wichtige Rolle. Der „Klima-Risiko-Atlas“ der Tagfalter Europas von Settele et al. (2008) zeigt deutliche Verschiebungen klimatisch geeigneter Gebiete für viele europäische Arten nach Norden. Der grobe Maßstab von 50 T 50 km2 erlaubt jedoch keine detaillierten Aussagen über kleinräumige Anpassungsoptionen, insbesondere in orographisch reich strukturierten Landschaften wie Österreich. Es ist anzunehmen, dass hier eine größere Vielfalt an Klein-Habitaten zur Verfügung steht, wodurch Abwanderungen und schließlich das lokale Aussterben von Populationen verzögert werden. Bei Tagfaltern sind aktuell Arealverschiebungen und Änderungen der Höhenverbreitung zu beobachten und z. B. im Schweizer Biodiversitätsmonitoring dokumentiert (Vittoz et al., 2010). Wie bereits oben festgestellt, ist jedoch einschränkend festzuhalten, dass für viele Arten die tatsächliche Ausbreitungsfähigkeit nicht bekannt ist und kleinräumig verbreitete Arten (z. B. alpine Tagfalter oder Moor-Spezialisten) sich einer Modellierung aufgrund der Datenlage entziehen. Taubmann et al. (2011) projizierten deutliche Arealverluste für die boreo-alpin verbreitete Eintagsfliege Ameletus inopinatus in Europa. In Kombination mit genetischen Daten wurden von den Autoren Regionen (überwiegend in Ost-Europa) identifiziert, die eine hohe genetische Vielfalt und geeignete Klimaräume im Klimawandel vereinen und daher aus Sicht des Naturschutzes besondere Aufmerksamkeit erfahren sollten. Isolierte inneralpine Vorkommen in Österreich (Andertal-Moor, Kärnten) besitzen ebenfalls eine große genetische Vielfalt, die eine Anpassung an den Klimawandel erlaubt und als Ausgangspopulation für eine zukünftige Besiedlung klimatisch geeigneter Räume in den Zentralalpen dienen könnte. Untersuchungen zu veränderten Flugzeiten und phänologischen Änderungen verschiedener Tiergruppen liegen für zahlreiche Länder Europas vor (Essl und Rabitsch, 2013). Eine gruppenspezifische oder übergreifende Auswertung innerhalb der Arthropoden Österreichs gibt es bisher jedoch nicht.

Bei wirtschaftlich relevanten Arthropoden (z. B. Schadinsekten in der Land- und Forstwirtschaft) können klimawandelbedingte Veränderungen in der Populationsdynamik bzw. Habitatveränderungen zu erhöhten Ertragsverlusten und Bekämpfungs- bzw. Kontrollaufwand führen. Besonders gut untersucht sind Borkenkäfer (Scolytidae) und die Auswirkungen des Klimawandels auf ihre Phänologie und Areale (siehe dazu Box  3.5). Borkenkäferkalamitäten in Waldbaumpopulationen sind in wärmerem Klima häufiger, da ein entsprechendes Temperaturregime den wechselwarmen Insekten eine Massenvermehrung ermöglicht (Netherer und Schopf, 2010; Seidl et al., 2009). Eine Erhöhung der Temperatur innerhalb artspezifischer Grenzwerte steigert die Entwicklungsgeschwindigkeit, was unter anderem eine verringerte Exposition empfindlicher Entwicklungsstadien gegenüber natürlichen Gegenspielern mit sich bringt. Plastische Arten können darüber hinaus die Zahl der Generationen pro Jahr erhöhen. Das häufigere oder seltenere Über- oder Unterschreiten letaler Temperaturgrenzwerte wird sich auf die Mortalität auswirken (Moore und Allard, 2008; Netherer und Schopf, 2010). Letzteres wird vor allem an den derzeitigen Verbreitungsgrenzen wichtig sein (z. B. Jepsen et al., 2008; Bentz et al., 2010) und sich besonders bei Arten oder Stadien mit geringer Frosthärte oder bei winteraktiven Insekten auswirken (Netherer und Schopf, 2010). Diese können im Falle von zunehmenden Wintertemperaturen mit einer Ausweitung ihres Verbreitungsgebietes reagieren, wie es etwa für den Pinienprozessionsspinner sehr gut dokumentiert ist (Battisti et al., 2005; Robinet et al., 2007). An der Südgrenze oder am unteren Verbreitungsrand können letale hohe Temperaturen eine analoge Rolle spielen (Rouault et al., 2006). Auf herbivore Insekten kann eine Klimaänderung auch indirekt wirken, etwa über verringerte Abwehrfähigkeit von Bäumen gegen Borkenkäfer nach Trockenheit oder über eine Änderung der Nahrungseignung von Nadeln und Blättern, die positiv oder negativ ausfallen kann (Rouault et al., 2006; Netherer und Schopf, 2010; Bentz et al., 2010). Temperaturänderungen können auch zu einer Störung der Synchronisation von Insekten und ihren Wirtspflanzen führen (Baltensweiler, 1993). Co-evolvierte Wechselbeziehungen werden gestört: es kann das Insekt, die Pflanze oder keiner von beiden davon profitieren. Generell bestehen noch beachtliche Wissenslücken über die spezifische Bedeutung der Temperatur bei vielen Insekten, auch bei vermeintlich gut untersuchten Schädlingen (Netherer und Schopf, 2010). Über die Auswirkung sich ändernder Niederschlagsmuster liegen überhaupt nur sehr fragmentarische Informationen vor (Moore und Allard, 2008). Beispielsweise

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

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;%O$ ‰X xXx™    ˆ Steiermark Box 3.3: ‰ x x Ž™;  Styria

Am Südostrand der Alpen, speziell im Steirischen Hügelland, sind die Jahresmittelwerte seit der Jahrtausendwende flächig um rund 1 °C gestiegen, lokal um bis zu 3 °C. Die Gottesanbeterin (Mantis religiosa) war seit 1950 für zumindest drei Jahrzehnte im Beobachtungsgebiet eine Rarität. Heute besiedelt sie das gesamte Ost- und Weststeirische Hügelland mit lokal stabilen Populationen. Durch Zeitungsumfragen konnten tausende Einzelmeldungen mit den Witterungsdaten vergleichend dargestellt werden. Demnach kommt die Gottesanbeterin in überdurchschnittlich trockenwarmen Jahren deutlich häufiger vor als in Normaljahren und besiedelt über die warme Hangstufe ansteigend sonnenexponierte Wiesenhänge bis in 1 200 m Seehöhe. Demgegenüber reduzieren durchschnittliche und kühle Sommer ihre Häufigkeit und drängen sie wiederum auf eine Höhenverbreitung zwischen 400 und 800 m zurück. Wesentliche Einflussgrößen der Jahreshäufigkeiten sind Spätfröste, die früh schlüpfende Larven reduzieren, aber auch längere Regenperioden während des Sommers. Demnach konnte Mantis religiosa in den letzten 25 Jahren vom Süden kommend 20–30 km in Richtung Grazer Bergland, also in alpine Regionen und sporadisch sogar über 50 km weit in Richtung Zentrum der Ostalpen vordringen. Ähnliche Ausbreitungstendenzen zeigten unter anderen Prämissen in den vergangenen drei Jahrzehnten die Zebraspinne (Argiope bruennichi) sowie der vor 180 Jahren eingebürgerte Japanische Seidenspinner (Antherea yamamai). Frühere Raritäten wie der Steirische Fanghaft (Mantispa styriaca) oder der Schmetterlingshaft (Libelloides macaronius) sowie der Osterluzeifalter (Zerynthia polyxena) weiteten ihre Areale ebenfalls in Richtung Norden aus und gewannen an Höhe – aber vor allem wurden sie deutlich häufiger. Die vom Buchdrucker (Ips typographus) bekannte Steigerung der Generationenzahl ist von mehreren waldbewohnenden Neuropterenarten nachgewiesen und lokal auch von der Orientalischen Mauerwespe (Sceliphron curvatum, früher eine, jetzt mitunter zwei Generationen) sowie von der Gefleckten Ameisenjungfer (Euroleon nostras, früher zweijährig, jetzt partiell einjährig belegt).

Box 3.4 Abbildung 1 Verbreitung der Gottesanbeterin (Mantis religiosa) 2011 in der Steiermark, nach Daten einer Zeitungsumfrage. Autor: Johannes Gepp Box 3.4 Figure 1 Distribution of praying mantis (Mantis religiosa) in Styria, Austria. Based on data from a survey in regional newspapers. Author: Johannes Gepp

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Borkenkäfer sind ein natürlicher und unverzichtbarer Bestandteil im Stoffkreislauf von Waldbiozönosen. Sie besiedeln meist sekundär bereits stark geschwächte Baumindividuen. Nur wenige Arten haben das Potential, im Zuge von Massenvermehrungen vitale Bäume zu befallen, somit das Gleichgewicht von Waldbeständen zu stören und in Folge Sukzessionsprozesse zu initiieren. Als prominentester biotischer Störungsfaktor fichtendominierter Wälder Mitteleuropas gab der Buchdrucker (Ips typographus) in den vergangenen 20 Jahren den Anstoß für eine großflächige Verjüngung der Fichtenbestände im Nationalpark Bayerischer Wald (Heurich und Rall, 2006). Für Wirtschaftswälder stellen Gradationen ein immenses Gefährdungspotential dar. In Österreich dokumentierte das BFW 11,7 Mio. Erntefestmeter Käferholz für den Zeitraum 1991 bis 2000, bzw. 20,5 Mio. in den Jahren 2001 bis 2010. Dies bedeutet, dass 10–15 % des Einschlags im genannten Zeitraum Borkenkäferkalamitäten als Auslöser hatten. Auslöser der Gradationen waren zumeist Sturmschadensereignisse (z. B. Vivian und Wiebke im Jahr 1990 oder Kyrill im Jahr 2007), in deren Zuge ein großes Angebot an bruttauglichem Holz bereitlag, gefolgt von günstigen Temperaturen für die Käferentwicklung. Die unmittelbare Abhängigkeit der Phänologie von den mikroklimatischen Umgebungsbedingungen ermöglicht eine genaue Abschätzung des Schwärmbeginns, der Entwicklungsrate und der potentiellen Generationsanzahl des Buchdruckers. Entwicklungsmodelle wie PHENIPS (Baier et al., 2007) prognostizieren eine Häufung von drei Filialgenerationen in den Tieflagen Mitteleuropas bzw. von zwei Generationen auf Gebirgsstandorten (Krenn, 2007), im Falle steigender Frühjahrs- und Sommertemperaturen bis in die zweite Hälfte dieses Jahrhunderts (Hlásny und Turcáni, 2008). Kleinräumige Untersuchungen stellten jedoch keinen direkten oder zeitlich verzögert wirkenden Zusammenhang zwischen Temperaturbedingungen und der Neubefallsrate von Bäumen fest. Inwieweit die prognostizierte Temperaturzunahme die vorherrschende univoltine Entwicklung des Buchdruckers im alpinen Raum wirklich beeinflusst, bedarf daher weiterer Untersuchungen (Schopf et al., 2012). Für den Norden Europas wird eine Verschiebung von primär univoltiner auf bivoltine Populationsentwicklung als sehr wahrscheinlich erachtet (Lange et al., 2006; Jönsson und Bärring, 2011). Das erhöhte Vermehrungspotential von Borkenkäfern trifft auf Nadelwaldbestände, die zunehmend durch Trockenheitsperioden und Extremtemperaturen geschwächt und damit auch gegenüber sekundären Arten disponiert sind. So treten im südalpinen Raum in den letzten Jahren verstärkt Massenvermehrungen des Sechszähnigen Kiefernborkenkäfers (Ips acuminatus) auf (Colombari et al., 2012).

wird bei Borkenkäferarten die Reaktion auf Klimaänderungen durch einen „hohen Grad an Komplexität und Unsicherheit“ (Bentz et al., 2010) gekennzeichnet sein. Es muss davon ausgegangen werden, dass es durch Klimaänderungen zu Arealverschiebungen oder Ausweitungen der Zonen mit Massenvermehrungen forstschädlicher Insekten kommt. Neue Assoziationen mit bislang nicht betroffenen Wirtspflanzen sind eine mögliche Folge (Netherer und Schopf, 2010; Bentz et al., 2010). Zusätzlich werden invasive gebietsfremde Arten (Neozoen) zunehmende Bedeutung erlangen (Rabitsch, 2010). Es ist zu erwarten, dass Klimaänderungen expansive Schädlingsarten begünstigen werden. Die erfolgreiche Bekämpfung des Asiatischen Laubholzbockkäfers (Anoplophora glabripennis) in Braunau / Oberösterreich hat rund 2 Mio. Euro gekostet, aber dadurch forstwirtschaftliche und ökologische Schäden viel höheren Ausmaßes vermieden.

Diese Insekten sind meist plastischer in ihrer Lebensweise und von breiterer ökologischer Amplitude, so dass sie unter sich wandelnden Umweltbedingungen den angepassten, spezialisierten Arten konkurrenzüberlegen sein werden (Rabitsch, 2010). Mit zunehmendem internationalem Handel erhöht sich das Risiko für die Einschleppung neuer Arten, graduelle Änderungen der Klimabedingungen können die Möglichkeiten zur Etablierung auch in vormals ungeeigneten Gebieten bringen. Verstärkt werden können negative Auswirkungen von wirtschaftlich bedeutsamen Arten durch mögliche Entkopplungen bestehender Interaktionen mit Parasiten und Pathogenen (z. B. Hance et al., 2007). Siehe dazu auch „Störungsregime“ in Abschnitt 3.3.4. Manche Schadinsekten im Intensivgrünland werden durch wärmeres Klima begünstigt, z. B. die Wurzeln fressenden Larven verschiedener Blatthornkäfer, wie Feldmaikäfer (Me-

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

lolontha melolontha) und Junikäfer (Amphimallon solstitiale), oder auch manche Kurzfühlerheuschrecken, die kurzfristige Massenvermehrungen durchlaufen könnten (Eitzinger et al., 2009c). Auch für human- und veterinärgesundheitlich relevante Arthropoden sind Änderungen der Vorkommen zu erwarten. In Süd- und Westeuropa haben z. B. Prozessionsspinner an Häufigkeit zugenommen und ihr Areal erweitert (Netherer und Schopf, 2010). Es ist insgesamt damit zu rechnen, dass sich das Spektrum an medizinisch relevanten Arten in Mitteleuropa ändern wird (Aspöck, 2007). Es ist zu erwarten, dass die komplexen ökologischen Beziehungen zwischen Arten, wie Herbivorie, Prädation, Bestäubung, Parasitismus und Konkurrenz, durch den Klimawandel beeinflusst werden. Ein Beispiel ist die projizierte räumliche Entkopplung des Natternwurz-Perlmutterfalters (Boloria titania) und seiner Hauptnahrungspflanze, dem Schlangen-Knöterich (Polygonum bistorta, vgl. Schweiger et al., 2008). Modellberechnungen zeigen, dass es bis 2080 zu einer Verlagerung der klimatisch günstigen Gebiete des Falters in den Norden kommt, während der potenzielle Klimaraum der Pflanze stark reduziert wird. Das hat zur Folge, dass Klimagebiete, in denen beide Arten gemeinsam vorkommen, stark eingeschränkt werden. Selbstverständlich reagieren nicht alle Arten in derselben Weise, wodurch Prognosen weiter erschwert werden (Pöyry et al., 2009). Nach Schweiger et al. (2011) ist nicht die Arealgröße oder Nischenbreite von Faltern für eine mögliche Entkopplung entscheidend, sondern die Arealgröße der Futterpflanzen. Modellierungen der potenziellen Arealveränderung einzelner Arten der Wildbienengattung Colletes in Europa zeigten für Generalisten und für Spezialisten Arealverluste und erhöhte Isolation zwischen geeigneten Klimaräumen (Roberts et al., 2011). Auch bei aquatischen Arten deuten Klimamodelle eine Arealverschiebung in höhere Bereiche an, aufgrund der Mikrohabitat-Einnischung, insbesondere die Bindung an spezifische Substrate, ist jedoch mit Populationseinbußen durch fehlende Mikrohabitatverfügbarkeit zu rechnen. Hinzu kommt, dass viele aquatische Insektenendemiten (vor allem Plecoptera und Trichoptera) am Südwest-, Süd- bzw. Südostrand der Alpen aufgrund der geringen Höhe der Gebirge kaum Möglichkeiten haben, bei einer Temperaturerhöhung in höhere, kühlere Lagen auszuweichen (siehe dazu Box 3.6). Durch den zunehmenden globalen Waren- und Güterverkehr, insbesondere durch den Zierpflanzenhandel und Holzimporte, gelangt eine steigende Zahl an gebietsfremden Arthropoden nach Mitteleuropa, von denen einige in der Lage sein werden, von einem geänderten Klima zu profitieren. Darunter sind wirtschaftlich relevante Arten, wie z. B. die Amerikanische Rebzikade (Scaphoideus titanus). Diese aus Nordamerika

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eingeschleppte Kleinzikade überträgt Phytoplasmen, die bei Weinstöcken die Vergilbungskrankheit „Flavescence dorée“ verursachen. Die Zikade hat sich in den letzten Jahren von Slowenien her in die Südoststeiermark (Zeisner, 2006) und weiter in das Süd- bzw. Mittelburgenland ausgebreitet. Mit einer weiteren Ausbreitung ist zu rechnen (Steffek et al., 2007). Eine Studie zur Auswirkung einer durchschnittlichen Temperaturerhöhung um 2,8 °C auf die Verbreitung zeigte indes, dass sich die Zikade im Norden besser etablieren könnte, im Süden jedoch durch Hitze- und Trockenstress limitiert wäre, wodurch es zu einer Verschiebung ihrer südlichen Verbreitungsgrenze kommen würde (Strauss et al., 2012). Neben den unabsichtlich durch den Menschen eingeschleppten invasiven Arten sind auch Pflanzenschädlinge aus Südeuropa von Bedeutung, welche ihr Areal ohne menschliche Hilfe nach Norden ausdehnen, sobald das Klima es zulässt: Hierbei hat sich gezeigt, dass dieser Vorgang stufenweise vor sich geht. Zunächst ermöglichen mildere Winter einen ausreichenden Überwinterungserfolg einzelner bisher nur weiter südlich auftretender Arten. Eine erfolgreiche Überwinterung allein führt jedoch nicht notwendigerweise zu Schäden für die Landwirtschaft, da in diesem Stadium noch mit keinem Massenauftreten gerechnet werden muss. Erst bei entsprechend hohen Sommertemperaturen sind südliche Arten infolge ihrer hohen Temperaturansprüche in der Lage, sich ausreichend fortzupflanzen und dann auch in Österreich eine Massenvermehrung zu verursachen. Offenbar findet die Baumwollkapseleule (Helicoverpa armigera) derzeit solche Bedingungen vor. Nur in den besonders heißen Sommermonaten der Jahre 2003 und 2012 wurden ihre Raupen an Mais, Tabak, Paradeiser, Paprika, Fisolen und verschiedensten Blumen schädlich. Dies hängt offenbar hauptsächlich mit den in diesen Jahren herrschenden tropischen Sommertemperaturen zusammen und weniger mit den milderen Wintermonaten. Dieser Zusammenhang bietet eine gute Erklärung dafür, dass die Puppen der Baumwollkapseleule nicht nur in ihrem normalen Fluggebiet im Flachland (Andau, Seewinkel, 300  m  Seehöhe), sondern auch in Mittelgebirgslagen (Mönichkirchen, 1 000 m Seehöhe) im Experiment gut überwintern konnten (Kahrer et al., 2012), obwohl sie dort nicht vorkommen oder zumindest nicht schädlich werden. Besonderes Augenmerk wird in Zukunft auch auf Gewächshausschädlinge (z. B. Frankliniella occidentalis, Trialeurodes vaporariorum, Liriomyza huidobrensis, Tuta absoluta) oder Vorratsschädlinge zu lenken sein, die in Österreich bereits vorhanden sind und bei fortschreitender Klimaänderung zunächst im Freien überwintern und sich später massenhaft vermehren könnten (Kahrer und Formayer, 2006).

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Endemiten sind Arten oder andere taxonomische Einheiten, die nur in einem eingeschränkten Gebiet vorkommen. In Österreich kommen 748 (sub)endemische Tier- und Pflanzenarten vor (1,2 % der Gesamtbiodiversität), der Großteil davon in den nicht eiszeitlich vergletscherten, randlichen Refugialgebieten der Ost- und Südalpen (Rabitsch und Essl, 2009). Viele Endemiten besitzen geringe Populationsgrößen, haben eine geringe Ausbreitungsfähigkeit und sind ökologisch anspruchsvoll. Dadurch besteht für sie bei veränderten Umweltbedingungen ein erhöhtes Aussterberisiko als Folge stochastischer Zufallsereignisse, fehlender Migrationskapazität und geringem Anpassungspotenzial. In einer Studie, welche die österreichischen Endemiten alpiner Lebensräume aus fünf Tier- und einer Pflanzengruppe (Schmetterlinge, Spinnen und Weberknechte, Laufkäfer, Schnecken, Gefäßpflanzen) umfasste, wurden diese Risiken quantifiziert (Dirnböck et al., 2011). Mit einem Modell wurde die potenziell mögliche Verschiebung der Waldgrenze bei verschiedenen Klimawandelszenarien simuliert. Es zeigte sich, dass jene Gebiete, in denen die meisten Endemiten vorkommen, den stärksten Verlust waldfreier, alpiner Flächen erleiden werden. Schon unter dem schwächsten Klimawandelszenario (+1,8 °C bis zum Jahr 2100) gehen der Modellanalyse nach 77 % dieser Gebiete verloren. Bei einem stärkeren Temperaturanstieg (+4 °C bis zum Jahr 2100) würden kaum alpine Flächen in diesen Gebieten übrig bleiben. Die weltweit nur in den Alpen vorkommenden endemischen Arten sind als einzigartiger Beitrag zur globalen Biodiversität für den Naturschutz von besonderer Bedeutung und einem besonders hohen Aussterberisiko ausgesetzt.

Verändert nach Dirnböck et al., Disproportional risk for habitat loss of high-altitude endemic species under climate change, Global Change Biology, Volume17/2. © 2011 Blackwell Publishing Ltd.

;%O&==  Endemiten-Vielfalt in den österreichischen Alpen: Summe endemischer Gefäßpflanzen, Schmetterlinge, Spinnen und Weberknechte, Laufkäfer und Schnecken, zunehmend von grün über gelb nach rot; weiße Rasterzellen kennzeichnen Gebiete ohne Endemiten. Verändert nach Dirnböck et al. (2011) ; %O& ]  Diversity of endemic species in the Austrian Alps: sum of endemic vascular plants, butterflies, spiders, beetles and snails (increasing diversity from green to red; white grid cells represent areas without endemic species). Modified after Dirnböck et al. (2011)

;%O&==  Relativer Verlust alpiner, waldfreier Habitate bei angenommenen +1,8 °C Erwärmung im Jahr 2100 (zunehmender Verlust von grün über gelb nach rot). Verändert nach Dirnböck et al. (2011) ;%O&]Relative loss of alpine, non-forested habitats under a +1.8 °C warming scenario in 2100 (increasing loss from green to red). Modified after Dirnböck et al. (2011)

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

Amphibien und Reptilien Abgrenzung und Charakterisierung Für Österreich sind derzeit 21  Amphibien- und 14  Reptilienarten bekannt. Ihre Verbreitung ist gut dokumentiert und es liegen zahlreiche Arbeiten zur Populationsbiologie und zur Gefährdung vor (Cabela et al., 2001; Gollmann, 2007). Hinzu kommen einige absichtlich ausgesetzte Arten und Unterarten, darunter südeuropäische Mauereidechsenvorkommen in Oberösterreich, die als etabliert gelten (d. h. selbständig reproduzierende Populationen ausbilden, vgl. Grillitsch und Cabela, 2001) und gebietsfremde Schildkrötentaxa, die sich bislang nicht dauerhaft im Freiland fortpflanzen, aber aus naturschutzfachlicher Sicht als problematisch bewertet werden (Kleewein und Wöss, 2010). Amphibien und Reptilien spielen eine wichtige Rolle als Räuber von Wirbellosen und als Beute für andere Tiere in aquatischen und terrestrischen Lebensräumen. Sie gelten auch als ausgezeichnete Indikatoren für den Zustand von Ökosystemen.

Sensitivität in Bezug auf Klimavariablen und Klimawandelfolgen in Österreich Aufgrund ihrer Lebensraumansprüche und geringen Mobilität gelten Amphibien als besonders durch den Klimawandel gefährdet (z. B. Henle et al., 2008; Blaustein et al., 2010; Rödder und Schulte, 2010). Die projizierte Änderung der Niederschlagsverteilung ist als Gefährdungsfaktor vermutlich von größerer Bedeutung als Temperaturveränderungen (Gollmann, 2007). Im Vordergrund stehen indirekte Auswirkungen als Folge von Lebensraumverlust, z. B. der mögliche Rückgang von ephemeren und periodischen Kleingewässern und der Verlust von Feuchtlebensräumen als Folge häufiger auftretender oder verlängerter Trockenperioden (z. B. McMenamin et al., 2008). Direkte Auswirkungen auf die Phänologie, Populationsbiologie und Verbreitung sind bekannt oder werden vermutet, sind bisher aber bei europäischen Arten noch kaum genauer untersucht. Der Lebenszyklus von Amphibien erfordert eine gesonderte Betrachtung des Risikos für die jeweiligen Lebensabschnitte. Generell beschleunigen höhere Wassertemperaturen die Entwicklung von Amphibienlarven. Durch die geringere Sauerstofflöslichkeit bei höheren Temperaturen kann aber die Sauerstoffaufnahme negativ beeinflusst und die Entwicklung gestört werden. Die mögliche Folge ist eine verringerte Körpergröße bei der Metamorphose. Die Überlebensraten der Larven sind jedoch auch von anderen Faktoren, insbesondere ihrer Häufigkeit und der Nahrungsverfügbarkeit im Gewässer, abhängig (Blaustein et al., 2010). Beim Fadenmolch vermin-

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dert eine höhere Wassertemperatur die Anzahl der abgelegten Eier (Galloy und Denoel, 2010). Neben den Auswirkungen in den Laichgewässern sind mögliche Änderungen der Sommer- und Winterlebensräume sowie deren Konnektivität zu beachten (Kyek et al., 2003). Physiologische Reaktionen auf veränderte Temperaturbedingungen und negative Auswirkungen von Extremereignissen, wie z. B. Hitzewellen (Neveu, 2009), sind zu erwarten. Die Wahrscheinlichkeit, von Spätfrösten überrascht zu werden, erhöht sich für Frühjahrsarten. Ein erhöhter Energieverbrauch in wärmeren Winterquartieren wurde für die Erdkröte in England festgestellt und mit verringerter Fitness und erhöhter Krankheitsanfälligkeit in Verbindung gebracht (Reading, 2007). Wird das Geschlecht der Nachkommen durch die Inkubationstemperatur während der Embryogenese bestimmt, wie es bei vielen Reptilien der Fall ist, sind Verschiebungen des Geschlechterverhältnisses möglich (Hulin et al., 2009). Auch verhaltensbiologische Anpassungen sind zu erwarten, vor allem reduzierte Aktivitätsphasen bei zunehmender Trockenheit, die negative Auswirkungen auf Nahrungssuche, Fortpflanzung, Ausbreitung und damit die Populationsentwicklung haben können. Nach einem schneearmen Winter entstehen im Frühjahr weniger Tümpel. Die Springfrösche und Gelbbauchunken im Lainzer Tiergarten haben daher z. B. im Jahr 2012 vermehrt in den Wienerwaldbächen abgelaicht, wo die kühleren Bedingungen die Entwicklung – trotz eines überdurchschnittlich warmen Jahres – verzögern. Eine phänologische Verschiebung hin zu vorverlegten Ablaichterminen ist aus mehreren Regionen Europas bekannt, z. B. 2  bis  5  Tage pro Grad Celsius Temperaturerhöhung für Fadenmolch und Teichmolch in Wales (Chadwick et al., 2006), 5  bis  10  Tage beim Grasfrosch in England (Carroll et al., 2009) und rund einen Monat in Frankreich (Neveu, 2009), 8 bis 9 Tage bei Grasfrosch und Erdkröte in Polen (Tryjanowski et al., 2003) und rund ein Monat bei einer subalpinen Erdkrötenpopulation in der Schweiz (Vittoz et al., 2010; vgl. Abbildung 3.10). Für Österreich liegen bislang keine Untersuchungen vor (Kyek et al., 2003). Phillimore et al. (2010) konnten zeigen, dass eine Vorverlegung des Ablaichtermines um 5  bis  9  Tage für den Grasfrosch (Rana temporaria) in Großbritannien je nach lokalen Wetterbedingungen möglich ist, für eine Anpassung an die prognostizierten Temperaturerhöhungen bis 2070 aber eine Vorverlegung um 21 bis 39 Tage erforderlich sein könnte. Zeitliche Verschiebungen des Wanderverhaltens sind ebenfalls zu vermuten, für Mitteleuropa bislang jedoch nicht eindeutig festzustellen (Kyek et al., 2003). Es ist zu erwarten, dass

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;%O' J# #˜” = ;%O' J# #˜  = Der Chytridpilz (Batrachochytrium dendrobatidis) verursacht das Krankheitsbild der Chytridiomykose und wurde 1998 bei tropischen Fröschen in Australien und Mittelamerika entdeckt. Der Pilz stammt vermutlich aus Afrika und wurde mit der Verwendung des Krallenfrosches (Xenopus laevis) als Versuchstier und in weiterer Folge durch den Handel mit Amphibien in alle Kontinente verschleppt (Measey et al., 2012). Zwischen Gewässern erfolgt die Ausbreitung durch mit Zoosporen belastetes Wasser, das zum Beispiel mit Angelzubehör transportiert wird. In Europa wurde der Pilz bereits in mehreren Ländern nachgewiesen, in Spanien wird der Rückgang von Geburtshelferkröte, Erdkröte und Feuersalamander direkt mit dem Pilz in Verbindung gebracht (Bosch et al., 2001). Der Pilz ernährt sich vom Keratin in der Hornsubstanz der Amphibienhaut und führt zu deren Ablösung. Die Tiere stellen häufig die Nahrungsaufnahme ein und in Verbindung mit anderen Stressfaktoren endet die Infektion oft tödlich. Das weltweit beobachtete Amphibiensterben wird – unter anderem – mit der Chytridiomykose in Verbindung gebracht. Die Auswirkungen sind jedoch sehr variabel und können – auch innerhalb einer Art – von 0 bis nahezu 100 % Mortalität reichen; offenbar sind dafür verschiedene Faktoren verantwortlich, wie zum Beispiel Immunabwehr oder Habitatbeschaffenheit (Daszak et al., 2003). Studien zu den Auswirkungen des Klimawandels auf die Ausbreitung und Mortalität des Chytridpilzes zeigen unterschiedliche Ergebnisse. Während Pounds et al. (2006) und Bosch et al. (2007) eine Förderung der Ausbreitung feststellten, konnten Lips et al. (2008) keinen Zusammenhang nachweisen. Garner et al. (2011) konnten experimentell zeigen, dass bei Erdkröten (Bufo bufo) höhere Überwinterungstemperaturen die Infektionsrate erhöhen. Sie stellten aber auch fest, dass die Überlebensrate der Tiere vor allem von ihrem Körpergewicht im Winter abhängt und nicht von der Umgebungstemperatur oder der Infektionsrate. Die höchsten Mortalitätsraten wurden bisher in montanen Höhenlagen festgestellt, alpine Lebensräume scheinen aber für den Chytridpilz ungeeignet und könnten so potentielle Refugialräume für Amphibien schaffen (Sztatecsny und Hödl, 2009), die durch den Klimawandel in höhere Lagen abwandern müssen. Aufgrund der komplexen Wechselbeziehungen in Wirt-Parasit-Systemen unter Klimawandelbedingungen sind weitere Studien für mitteleuropäische Lebensräume erforderlich, um die möglichen Auswirkungen dieser Krankheit beurteilen zu können.

die Auswirkungen art- und populationsspezifisch verschieden stark ausfallen und Adaptation sowie Akklimatisation wichtige Rollen bei der Bandbreite möglicher Reaktionen der Arten spielen (Blaustein et al., 2010). Araújo et al. (2006) projizierten großmaßstäbliche Arealerweiterungen für Amphibien und Reptilien in Europa bei ungehinderter Ausbreitung und Arealverluste bei fehlender Ausbreitung. Die Übertragbarkeit der Projektionen auf kleinere räumliche Skalen ist jedoch schwierig. Während eine großräumige Einwanderung wärmeliebender Arten aus dem Mittelmeergebiet nach Österreich aufgrund der in der Regel geringen Ausbreitungsfähigkeit der Arten, der Fragmentierung geeigneter Habitate und bestehender Migrationsbarrieren kaum zu erwarten ist, ist eine kleinräumige Erweiterung (oder Verschiebung) der Areale von Tieflandarten in höhere Lagen denkbar, wie sie in der Schweiz bereits beobachtet wird (Vittoz et al., 2010). Die Lebensräume kälteadaptierter Arten (z. B. Alpensalamander, Bergmolch) könnten zurückgehen, detaillierte Un-

tersuchungen zu Änderungen der Areale oder Höhenverbreitung der Amphibien und Reptilien in Österreich liegen aber nicht vor. In einer auf biologischen Eigenschaften der Arten beruhenden Klimasensitivitätsanalyse (Rabitsch et al., 2010) und bei Habitatmodellierungen (mit bis zu 75  % projiziertem Arealverlust bis 2100; ohne Ausbreitung; Beierkuhnlein et al., 2012) wurde für den Alpensalamander in Deutschland ebenfalls ein hohes Risiko durch den Klimawandel festgestellt. D’Amen und Bombi (2009) konnten einen Zusammenhang zwischen Temperaturerhöhung und Artenrückgang in Italien feststellen. Der mögliche Zusammenhang zwischen dem weltweit beobachteten Amphibiensterben, dem Klimawandel und der Ausbreitung des Chytridpilzes wurde in den letzten Jahren besonders intensiv erforscht (siehe Box  3.7), wobei Kombinationen verschiedener Ursachen für den Artenrückgang als Erklärung am wahrscheinlichsten sind. Reptilien gelten allgemein eher als potentieller Gewinner des Klimawandels, vor allem wegen der meist thermophilen

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

10.Jul

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Sensitivität in Bezug auf Klimavariable

30.Jun

Fische benötigen als wechselwarme Organismen mehrfach ungesättigte Strukturlipide, um ihre Zellmembranen für physiologische Prozesse elastisch und funktionell zu halten. Obwohl kürzlich erfolgte Forschung unser Wissen über die Retention von Fetten in verschiedenen aquatischen Taxa österreichischer Gewässer erweitert hat (z. B. Heissenberger et al., 2010; Schultz et al., 2012), wissen wir noch nicht, welche Effekte unterschiedliche Temperaturen auf die Lipidzusammensetzung der Zellmembranen von aquatischen Organismen, ihr somatisches Wachstum, Reproduktion und Überleben haben.

20.Jun 10.Jun 31.Mai 21.Mai 11.Mai 01.Mai

Jahr

Klimawandelfolgen in Österreich Abbildung 3.10 Zeitliche Verschiebung der Maxima der Laichwanderung einer Erdkrötenpopulation auf der Großen Scheidegg (1.850 m Seehöhe) im Berner Oberland (Schweiz). Quelle: Verändert nach Vittoz et al. (2010) Figure 3.10 Temporal shift of spawning maxima of common toads at Großer Scheidegg (1850 m asl) in Switzerland. Source: Modified after Vittoz et al. (2010)

Habitatansprüche. Chamaillé-Jammes et al. (2006) konnten einen Anstieg der Körpergröße und des Reproduktionserfolges sowie verringerte Abwanderungstendenzen der Jungtiere für die Waldeidechse (Zootoca vivipera) in den französischen Alpen feststellen. Mit verlängerten sommerlichen Bedingungen ist für Reptilien- und Amphibienarten in Österreich ein Anstieg des Reproduktionserfolges zu erwarten. Eine zukünftig erfolgreiche Reproduktion gebietsfremder Schildkrötenarten im Freiland wird für Mitteleuropa erwartet (Ficetola et al., 2009) bzw. vereinzelt bereits beobachtet (Kleewein und Wöss, 2011).

Fische Abgrenzung und Charakterisierung Das heimische Artenspektrum umfasst inklusive Neunaugen 84 Arten, wovon 4 Arten nur in Seen, 43 Arten in Fließgewässern und 18  Arten in beiden Ökosystemen anzutreffen sind (Wolfram und Mikschi, 2007). In Österreich kommen entsprechend der gemäßigten Klimazone und der topographischen Verhältnisse Fischarten vor, die an den unteren und mittleren Temperaturbereich angepasst sind. Als Endglieder der Nahrungskette spiegeln sie wesentliche Prozesse der gesamten Nahrungskette wider.

Detaillierte und umfassende Informationen hinsichtlich der Temperaturpräferenzen heimischer Fischarten liegen nur für Salmoniden vor (siehe Beispiel Bachforelle Abbildung 3.11). Hohe Temperaturen können sich sowohl auf das Verhalten von Bachforellen, als auch auf ihr Wachstum, Reproduktion und Sterberate auswirken, was schließlich zu einer Verdrängung durch besser angepasste Fischarten führt. Beobachtungen an der Oberen Traun im Sommer 2012 zeigten, dass hohe Temperaturen (bis zu 21 °C an der Bachsohle) vor allem große Bachforellen, welche einen besonderen ökologischen und ökonomischen Wert darstellen, negativ beeinflussen können (H. Ficker, pers. Mitt.; StartClim2013.A1). Bei anderen Arten ist der Wissensstand äußerst lückenhaft. Daher ist derzeit nur eine vergleichsweise grobe Einteilung möglich in obligatorische Kaltwasserfischarten (oligo-stenotherm) – die auf kalte Gewässer beschränkt sind – und Arten, die an wärmere Temperaturen angepasst sind (meso-eurytherm). Während bei den oligo-stenothermen Arten der gesamte Lebenszyklus auf einen vergleichsweise niedrigen Temperaturbereich beschränkt ist, variieren die Temperaturansprüche und Toleranzen bei den meso-eurythermen Arten in Abhängigkeit von Lebensstadium und Jahreszeit beträchtlich. So sind z. B. für eine erfolgreiche Reproduktion der meso-eurythermen Arten im Frühjahr bzw. Sommer bestimmte Minimaltemperaturen erforderlich. Im Sommer werden wesentlich höhere Temperaturen präferiert und toleriert als von Kaltwasserfischarten. Auch bezüglich der Verbreitung von nicht heimischen Fischarten sind in Österreich Veränderungen dokumentiert, die in Zusammenhang mit einer Klimaänderung stehen können. Von den fünfzehn in Österreich etablierten nicht heimischen Fischarten (Wiesner et al., 2010; Rabitsch et al., 2013) ist nur die Regenbogenforelle weit verbreitet, die im Vergleich zu den heimischen Salmoniden etwas toleranter gegenüber höheren 1

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http://www.austroclim.at/index.php?id=startclim2013

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Letal

Letal Nahrungsaufnahme KARPFEN

Wachstumsoptimum

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Stress

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Eientwicklung Nahrungsaufnahme Wachstumsoptimum

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Stress

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Temperatur (°C) Abdruck mit freundlicher Genehmigung von Springer Science+Business Media:Klima als Umwelt- und Überlebensfaktor, F. Essl und W. Rabitsch (Hrsg.), Abb. 2–3, © Springer Berlin Heidelberg 2013

Abbildung 3.11 Unterschiedliche Temperaturansprüche im Lebenszyklus von Karpfen (Cyprinus carpio) und Bachforelle (Salmo trutta). Aus Essl und Rabitsch (2013). Verändert nach Langford (1990) Figure 3.11 Diverging temperature requirements within the life cycle of common carp (Cyprinus carpio) and brown trout (Salmo trutta) Essl and Rabitsch (2013). Adapted from Langford (1990)

Wassertemperaturen ist. In den letzten Jahren sind in der österreichischen Donau zwei invasive Fischarten eingewandert, die Kesslergrundel (Neogobius kessleri) und die Schwarzmundgrundel (Neogobius melanostomus), die nunmehr in weiten Bereichen den Fischbestand der Donau dominieren. Diese Arten bevorzugen ähnliche Habitate wie heimische Arten (z. B. Koppe [Cottus gobio]), sind jedoch temperaturtoleranter und können daher heimische Arten verdrängen (Wiesner et al., 2010). Auch der aus Nordamerika stammende Sonnenbarsch Lepomis gibbosus und der aus Ostasien stammende Blaubandbärbling Pseudorasbora parva bevorzugen wärmere Gewässer und könnten von einer Erwärmung profitieren (Rabitsch et al., 2013). Als Folge der Wassertemperaturveränderungen ist eine Verschiebung von kaltwasserliebenden hin zu warmwasserliebenden Arten und folglich eine Verschiebung der Fischregionen zu erwarten (siehe auch Abschnitt  3.3.6). So könnte eine Erwärmung von 2,5 °C (Jahresmitteltemperatur) eine

höhenzonale Verschiebung der Fischregionen von 70 m bzw. eine Verlagerung der Fischregionen flussaufwärts im Ausmaß von ca. 30  km bedeuten. Diese theoretische Verschiebung flussaufwärts wird aber in vielen Fällen nicht möglich sein, da die Gewässer flussaufwärts in vielen Fällen für Fische zu klein sind. Insgesamt ist daher mit einem Verlust an Forellen- und Äschengewässern zu rechnen. Innerhalb der Gruppe der Salmoniden würde das eine weitere Zunahme des Anteils der Regenbogenforelle bedeuten. Auch bei anderen Fischarten wird sich der Klimawandel indirekt über Konkurrenz mit exotischen Arten auswirken. Mehr als die Hälfte der heimischen Fischarten scheint bereits in den Roten Listen auf (z. B. Wolfram und Mikschi, 2007). Zusätzliche Belastungen durch Klimaänderungen werden zu einer zunehmenden Gefährdung der heimischen Fischfauna führen.

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

Vögel Abgrenzung und Charakterisierung In Österreich kommen etwas mehr als 200 regelmäßig nachgewiesene Brutvogel-Arten vor, davon 150 allein im Neusiedler See-Gebiet. Hinzu kommen rund 200 Gastvogelarten und Durchzügler, also Arten die im Gebiet nicht regelmäßig brüten. Vögel werden häufig als Indikatoren herangezogen, da sie empfindlich und rasch auf Umweltveränderungen reagieren und die Datenlage zur Verbreitung vergleichsweise gut ist. Aktuell werden Daten für eine Neubearbeitung des Österreichischen Brutvogelatlas erhoben.

Sensitivität in Bezug auf Klimavariable Steigende Temperaturen führen bei Vögeln zu phänologischen Änderungen, dies betrifft insbesondere Ankunfts- und Abflugzeiten der Zugvögel (IPCC, 2014), weiters kommt es zu Änderungen der Vorkommensgebiete (Verschiebungen der Areale und Höhenvorkommen) sowie zu populationsbiologischen Änderungen. Je nach Ausbreitungsfähigkeit, Anpassungskapazität und physiologischer Toleranz reagieren die Arten und Populationen unterschiedlich. Standvögel, die zum Überwintern nicht in südliche Gebiete wandern, brüten früher und können dadurch Brutgebiete besetzen, noch bevor die Zugvögel aus dem Süden im Frühling heimkehren. Für Zugvögel sind veränderte phänologische Muster insbesondere wegen der möglichen Desynchronisation mit der Verfügbarkeit ihrer Nahrung problematisch. Änderungen des Zugverhaltens bei Vögeln zählen zu den am besten dokumentierten biologischen Reaktionen auf globale Erwärmung in den letzten zwei Jahrzehnten (Root et al., 2003; Parmesan, 2007). So konnten z. B. Berthold et al. (1992) zeigen, dass kurze Strecken ziehende Mönchsgrasmücken (Sylvia atricapilla), darunter auch Exemplare aus Oberösterreich im Herbst nicht mehr Richtung Südwesten nach Spanien, sondern nordwestlich nach Großbritannien mit seinen milder werdenden Wintern ziehen und dort überwintern. Both und Visser (2001) zeigten anhand einer Langzeitstudie an Trauerschnäppern (Ficedula hypoleuca), dass diese im Schnitt 10 Tage früher beginnen Eier zu legen als noch vor 30 Jahren. Da aber die Ankunftszeit gleich geblieben ist, wird die Zeit für die Brutvorbereitungen immer kürzer, was den Stress erhöht und sich negativ auf das Brutgeschehen auswirkt. Weitere Beispiele gibt es nicht nur von Untersuchungen an ausgewählten Arten, sondern auch von Langzeit-Fangprogrammen an bestimmten Beringungsstationen. Anhand von Daten aus Nordamerika konnte gezeigt werden, dass Kurzstreckenzieher schneller auf Erwärmung reagieren als Mittel- oder Langstreckenzieher

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(Miller-Rushing et al., 2008). Diese unterschiedlichen Ergebnisse zwischen Vögeln mit verschiedenen Zugstrategien waren noch stärker bei Untersuchungen, die sich mit dem Herbstzug auseinandersetzten. Jenni und Kery (2003) stellten fest, dass Langstreckenzieher, die südlich der Sahara überwintern, früher aus Europa wegziehen als noch vor 30 Jahren. Kurz- bzw. Mittelstreckenzieher (überwintern nördlich der Sahara) ziehen jedoch später ab bzw. versuchen sogar zu überwintern.

Klimawandelfolgen in Österreich In Österreich gibt es kaum vergleichbare, über Jahrzehnte andauernde Untersuchungen. Winkler et al. (2004) konnten mittels Beobachtungsdaten an kurze Strecken ziehenden Vogelarten einen Trend zur höheren Anzahl an überwinternden Individuen zeigen, sowie bei Blaumeisen (Cyanistes caeruleus) einen Trend zu früherem Brutbeginn. In Summe fehlen in Österreich jedoch standardisierte ornithologische Untersuchungen, die durchgehend Daten über die letzten drei Jahrzehnte beinhalten. Einzig das von der deutschen Vogelwarte Radolfzell initiierte Mettnau-Reit-Illmitz-Programm, im Zuge dessen in Illmitz standardisiert Vögel während des Herbstzuges gefangen und markiert wurden, liefert zumindest teilweise entsprechende Daten über einen längeren Zeitraum. Für Populationen aus Österreich und aus anderen Teilen Europas ist das Gebiet des Neusiedler Sees ein wichtiger Rastplatz. Obwohl der Großteil der Datenauswertung und des Vergleichs mit den vorhergehenden drei Jahrzehnten noch nicht abgeschlossen ist, zeigt bereits der Vergleich von ausgewählten Arten interessante Veränderungen. Österreich ist aufgrund der Unterzeichnung von internationalen Richtlinien, wie zum Beispiel der EU-Vogelschutzrichtlinie und der Bonner-Konvention, zur wissenschaftlichen Bearbeitung und zum Monitoring wandernder Vogelarten verpflichtet. Aufgrund fehlender wissenschaftlicher Institutionen und langfristiger Finanzierungen kann diesen Aufgaben allerdings derzeit nicht nachgekommen werden.

Nutztiere Abgrenzung und Charakterisierung Höhere Temperaturen und trockenere Sommer können großen Einfluss auf die Leistung von Nutztieren und auf die Tiergesundheit in den gemäßigten Breiten haben. In diesem Kapitel werden mit Rindern, Schweinen und Geflügel die wichtigsten landwirtschaftlichen Nutztierartengruppen in Österreich behandelt. Zum größten Teil werden diese Nutztiere in Österreich ganzjährig oder temporär in geschlossenen Stallsystemen gehalten. Die Witterung (insbesondere Hitze) hat entweder direkten Einfluß auf die Tiere (Aufenthalt im Frei-

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en) oder indirekt, z. B. über die Raumtemperaturen und den Luftaustausch nach außen.

Sensitivität in Bezug auf Klimavariable Neben direkten klimatischen Auswirkungen auf Nutztiere über das Temperaturregime werden zukünftig vermutlich eine Vielzahl an neuen bzw. exotischen Infektionskrankheiten zu berücksichtigen sein. Besonders Krankheitserreger, die von Arthropoden wie Stechmücken oder Zecken übertragen werden, werden zunehmende Verbreitung finden. Steigende Temperaturen und vermehrt auftretende Hitzewellen spielen dabei in Österreich eine bedeutende Rolle, insbesondere in den wärmeren Klimaregionen Österreichs, in denen Tierhaltung betrieben wird. Im Folgenden werden die Auswirkungen eines Klimawandels in den unterschiedlichen Teilaspekten dargestellt (nach: Grummer, 2009). Landwirtschaftliche Nutztiere sind gleichwarme (homoiotherme) Tiere. Im Gegensatz zu wechselwarmen (poikilothermen) Tieren können sie ihre Körpertemperatur selbst regulieren, was sie in ihren Aktivitäten weitgehend unabhängig von der Umgebungstemperatur macht (Engelhardt und Breves, 2000). Abweichungen der Körperkerntemperatur oberhalb kritischer Werte führen zu erhöhter Wärmeabgabe und verminderter Wärmeproduktion bei Hitzebelastung bzw. erhöhter Wärmekonservierung und Wärmebildung bei Kältebelastung. In der Folge kann es in diesen Situationen zu einem Leistungsverlust anderer physiologischer Systeme kommen, was sich beispielsweise in einem Rückgang der Milchleistung bei Kühen oder in der Abnahme der Eigröße bei Legehennen äußern kann (Groth, 1984; Smith, 1973). Eine Klimaerwärmung mit häufigeren bzw. länger andauernden Hitzeperioden wird für Nutztiere deutliche Anforderungen bezüglich ihrer Stressbelastung bzw. ihrer Anpassungsmechanismen stellen. Jede Tierart besitzt in Abhängigkeit vom Alter eine thermoneutrale Zone, d. h. einen Temperaturbereich, der keine Energie zur Thermoregulation erfordert und das Optimum für eine hohe Leistungsfähigkeit darstellt (Poczopko, 1984). Neben der Umgebungstemperatur beeinflusst aber auch die Luftfeuchte und die Luftströmung das thermische Wohlbefinden der Tiere. Liegt die Umgebungstemperatur oberhalb der thermoneutralen Zone, wird die Wärmebildung herabgesetzt und die Wärmeabgabe erhöht. Dies geschieht durch die Erweiterung von Gefäßen und durch vermehrtes Schwitzen (Engelhardt und Breves, 2000). Das Tier kann, je nach Möglichkeiten der Haltungsform, auch durch ein verändertes Verhalten auf zu hohe Umgebungstemperaturen reagieren (z. B. Schattenplätze, Suhlen). Bei Tierarten ohne ausreichende Schweißbildung erfolgt die Abgabe von Wärme hauptsächlich über die Schleim-

häute des Nasen-Rachen-Raums (z. B. durch Hecheln). Beide Reaktionen können bei den verschiedenen Tierarten unter thermischer Belastung unterschiedlich stark gesteigert werden. Kann trotz aller Maßnahmen zur Wärmeabgabe die im Stoffwechsel erzeugte Wärme nicht abgeführt werden, kommt es zur Hyperthermie und Hitzestress. Die Schwere des Hitzestresses wird durch die aktuelle Temperatur und Luftfeuchtigkeit, aber auch durch die Länge der Hitzestress-Periode, das Ausmaß der Abkühlung in der Nacht sowie Ventilation und Luftgeschwindigkeit beeinflusst (Nienaber et al., 1999). Neben klimatischen Faktoren kommen individuelle Faktoren, wie die Größe des Tieres, Dichte und Farbe des Haarkleids und möglicherweise genetische / züchterische Merkmale hinzu.

Rinder Besonders Milchvieh leidet aufgrund seiner hohen Leistung schnell unter zu hohen Temperaturen. Im Stoffwechsel der Rinder fällt viel Wärme durch die Aktivität der Pansenflora und durch die Milchbildung an (Engelhardt und Breves, 2000). Die Wärmeabgabe ist wegen des Verhältnisses von Körpervolumen zu Körperoberfläche eingeschränkt. Die Tiere halten sich bei Hitzestress vermehrt im Schatten auf und zeigen eine erhöhte Atemfrequenz, der Effekt auf die Milchleistung ist zunächst gering. Bei steigendem Hitzestress fangen die Tiere verstärkt an zu speicheln, die Atemfrequenz erhöht sich weiter und die Tiere schwitzen. Die Wasseraufnahme steigt an, um den durch das Schwitzen entstandenen Flüssigkeitsmangel auszugleichen. Die Futteraufnahme wird hingegen reduziert, obwohl durch die Veränderungen der Körpertemperatur und der Atemfrequenz ein erhöhter Energiebedarf besteht, weshalb die Energiebereitstellung für die Milchproduktion sinkt. Bei einem ausgeprägten Hitzestress sind die Tiere in ihrem Verhalten und Wohlbefinden deutlich eingeschränkt und es können fieberhafte Temperaturen erreicht werden (beim erwachsenen Rind > 39 °C). Die Milch- und Reproduktionsleistungen fallen erheblich ab und es besteht Gefahr für das Leben des Tieres. Durch vermehrtes Schwitzen und Abatmen besteht ein erhöhter Bedarf an Mineralstoffen wie Natrium und Kalium. Wird dieser Bedarf nicht gedeckt, kann es zu einer tödlichen Verschiebung im Säure-Basen-Haushalt kommen (respiratorische Alkalose, d. h. der pH-Wert des Blutes erhöht sich; vgl. Beatty et al., 2006).

Geflügel Da Vögel keine Schweißdrüsen haben, sind sie in ihren Möglichkeiten zur Wärmeabgabe erheblich eingeschränkt. Tagestemperaturen von über 30 °C und fehlende Abkühlung in der Nacht verursachen bei allen Geflügelarten Hitzestress (Bogin

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

et al., 1996). Besonders bei gleichzeitig hoher Luftfeuchtigkeit wird der Temperaturausgleich für die Tiere erschwert und sie versuchen sich über locker gespreizte und herabhängende Flügel und eine stärkere Durchblutung der unter der Haut gelegenen Blutgefäße abzukühlen. In der Folge sinkt die Futteraufnahme und der Wasserverbrauch steigt an. Durch die benötigte Temperaturregulierung steigt der Energieverbrauch, so dass weniger Energie für andere Körperfunktionen zur Verfügung steht und Stoffwechselfunktionen eingeschränkt werden. Dies äußert sich bei Legehennen zunächst in einer Abnahme der Eigröße, Rückgang der Legeleistung, Verschlechterung der Eischalenqualität und helleren Eidottern (Smith, 1973). Nähert sich die Umgebungstemperatur der Körpertemperatur der Hühner (40-41 °C), atmen die Tiere mit geöffnetem Schnabel, um über die Verdunstung von Wasser über die Atemwege Wärme abzugeben. Dabei erhöht sich die Atemfrequenz bis zum Hecheln. Wenn die Körpertemperatur trotzdem weiter ansteigt, werden die Vögel matt und sterben innerhalb weniger Stunden. Der Hitzetod kann bereits bei Stalltemperaturen von 35 °C und über 75 % Luftfeuchtigkeit auftreten (Bogin et al., 1996). Die genannten Risikobereiche bei den Temperaturen werden in allen Erwärmungsszenarien häufiger vorkommen und lassen die Notwendigkeit von baulichen Anpassungsmaßnahmen als sehr wahrscheinlich erscheinen.

Schweine Auch Schweine können nicht schwitzen und sind bei höheren Temperaturen auf andere Abkühlungsmöglichkeiten angewiesen. Die Tiere beginnen bei Hitzestress zu hecheln und versuchen sich durch Ablegen an kühlen und wenn möglich feuchten Stellen der Hitze zu entziehen. Durch das Ablegen auf feuchten Stellen wird eine Benetzung des Körpers erreicht und Verdunstungskälte erzeugt. Wenn keine Suhle zur Verfügung steht, legen sich die Tiere gezwungenermaßen auch auf die Kotfläche der Bucht, was mit erheblichen Verschmutzungen der Tiere einhergeht. Bei Mastschweinen wird bei Hitzestress eine verminderte Futteraufnahme mit reduzierten Mastleistungen beobachtet, bei Zuchtschweinen leidet die Spermaqualität, die Umrauschquote (prozentueller Anteil der belegten Sauen) steigt und Verlustraten bei Ferkeln durch Erdrücken steigen an. Ungenügende Futteraufnahme hat unmittelbare Folgen beim nächsten Wurf und führt zu einer Beeinträchtigung der nächsten Brunst. Ferner haben Untersuchungen gezeigt, dass die Hitzebelastung das Immunsystem beeinträchtigt, was die Anfälligkeit für Krankheiten erhöht (SalakJohnson und McGlone, 2007). Durch die wenig behaarte und wenig pigmentierte Haut sind die meisten Schweinerassen anfällig für Sonnenbrand. Bei Schweinen kann Hitzestress

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in Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit bereits ab 21 °C einsetzen.

Klimawandel und Infektionskrankheiten bei Nutztieren Ein Klimawandel kann die Voraussetzungen für das Neuauftreten oder die Rückkehr von Krankheitserregern in unsere Breitengrade schaffen. Durch eine Klimaerwärmung finden verschiedene Arthropodengruppen, wie Stechmücken, Fliegen oder Zecken, die bislang nur in Südeuropa heimisch waren, auch in Österreich klimatisch günstige Bedingungen vor, so dass die Alpen ihre Funktion als natürliche Nordgrenze des Vorkommens vieler durch Arthropoden übertragener Infektionskrankheiten verlieren werden. Verlässliche Voraussagen über das Auftreten neuer Infektionskrankheiten als Folge der Klimaerwärmung gestalten sich jedoch schwierig, denn erst das Zusammenspiel verschiedener Faktoren ermöglicht es Erregern von Infektionskrankheiten, sich in neuen geographischen Regionen zu etablieren und auszubreiten. Neben den direkten Umwelteffekten auf den Erreger und den Wirt, werden vor allem die Effekte auf die übertragenden Vektoren großen Einfluss nehmen.

Klimawandeleffekte auf Krankheitserreger Für virale Krankheitserreger werden die direkten Effekte eines Klimawandels nur eingeschränkte Bedeutung haben, denn Viren sind obligat intrazelluläre Parasiten und benötigen für ihre Vermehrung lebende Zellen. Außerhalb von Organismen behalten die meisten von ihnen nur kurze Zeit ihre infektiösen Eigenschaften. Allerdings ist die Entwicklung von Viren, die von Insekten übertragen werden, temperaturabhängig. Der Vermehrungszyklus des Blauzungen-Virus (BTV) in der Überträger-Gnitze (verschiedene Arten der Mückenfamilie der Ceratopogonidae) dauert beispielsweise bei 25 °C 6 bis 8 Tage, bei 30 °C nur mehr 4 Tage. Bei Temperaturen unter 10 °C findet keine Virusvermehrung in den Gnitzen statt (Van Dijk und Huismans, 1982). Bakterielle Infektionserreger könnten ebenfalls vom Klimawandel profitieren. Durch stärkere Niederschläge mit nachfolgenden Überschwemmungen können Abwässer und andere organische Abfälle in offene Gewässer wie Flüsse und Seen geschwemmt werden. Dadurch werden Nährstoffe in die Gewässer eingetragen, was unter gewissen Bedingungen die Massenentwicklung von Cyanobakterien (Blaualgen) begünstigt. Bei lange anhaltenden hohen Temperaturen, wie sie zukünftig in der warmen Jahreszeit erwartet werden, kommt es zu einer sehr raschen Vermehrung (Paul, 2008). Cyanobakterien bilden eine Reihe unterschiedlicher Gifte (Toxine) und stellen

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eine bisher unterschätzte Gefahr für Tiere, Pflanzen und für die Trinkwasserversorgung dar. Die Bedrohung ist spätestens seit dem Verenden von Schafen und Hunden in Großbritannien und dem Tod von über 50 Rindern im Bereich hochalpin gelegener Bergseen in der Schweiz sehr ernst zu nehmen (Eitzinger et al., 2009b). Auch Parasiten werden vom Klimawandel profitieren, da häufig Entwicklungszyklen, die außerhalb des Wirtes ablaufen, durch höhere Temperaturen begünstigt werden. Generationszeiten werden verkürzt und die Anzahl der Generationen pro Jahr erhöht. In direkter Folge nimmt die Populationsgröße zu. Lange und extreme Kälteperioden in den Wintermonaten, in denen Eier oder Larven der Parasiten abgetötet werden, könnte es zukünftig immer weniger geben. Stattdessen werden mildere Winter mit ausgeprägten Niederschlägen erwartet. Auch dies könnte sich positiv auf die Entwicklungszyklen einiger Parasiten auswirken.

Klimawandeleffekte auf Krankheitsüberträger Zu den bedeutendsten Vektoren von Infektionskrankheiten zählen blutsaugende Insekten (u. a. Stechmücken, Läuse, Flöhe), Spinnentiere (Zecken) und Nagetiere (Ratten, Mäuse). Eine Klimaänderung wird deutliche Auswirkungen auf die Verbreitung von Vektoren und der von ihnen übertragenen Erreger haben. Voraussetzung für das Auftreten einer Vektor(Überträger)assoziierten Krankheit ist neben dem Vorhandensein eines geeigneten Vektors auch das Vorhandensein infizierter Wirte, an denen sich der Vektor infizieren kann (Reservoirwirte). Weiterhin müssen bestimmte klimatische Voraussetzungen erfüllt sein. In vielen Fällen ist eine Mindesttemperatur zur Entwicklung der Erreger im Vektor notwendig. Meist besteht eine positive Korrelation zwischen Entwicklungsgeschwindigkeit und ansteigender Temperatur, die aber einen Höchstwert nicht überschreiten darf, da es durch zu hohe Temperaturen zu Feuchtigkeitsverlusten und dem Eintrocknen von Biotopen kommt. Auch die Fähigkeit mancher Vektoren, sich mit Viren zu infizieren, variiert mit den Temperaturen (Lines, 1995). Ein aktuelles Beispiel ist das Virus der Blauzungenkrankheit (BTV) und sein Arthropoden-Wirt, die Gnitzengattung Culicoides. Mit zunehmenden Temperaturen steigt die Wahrscheinlichkeit für die Gnitzenarten, sich mit BTV zu infizieren. Bei Temperaturen im Bereich von 27–30 °C sinkt zwar die Lebensdauer der Gnitzen, aber die Frequenz der Nahrungsaufnahme steigt und damit die Wahrscheinlichkeit Blut eines mit BTV-infizierten Wiederkäuers aufzunehmen (Wittmann und Baylis, 2000). Die ursprüngliche Verbreitung im Mittelmeerraum und die spätere Ausbreitung des BTV nach Norden

hin wird als Folge des Klimawandels angesehen (siehe auch IPCC, 2014): Der wichtigste Überträger ist Culicoides imicola, eine wärmeliebende Gnitzenart, die ursprünglich nur in Afrika und Südostasien beheimatet war. Culicoides imicola benötigt für ihr Überleben monatliche Durchschnittstemperaturen von mindestens 12 °C. ExpertInnen vermuten, dass C. imicola im Verlauf der aktuellen Klimaerwärmung nach Norden wandert (Purse et al., 2005). Es scheint, dass bei uns noch andere Gnitzenarten an der Übertragung des BTV beteiligt sind, die an andere klimatische Bedingungen angepasst sind. Wie das BTV seinen Weg nach Österreich gefunden hat, ist nach wie vor ungeklärt (Enserink, 2006). Ähnliches gilt möglicherweise für das Virus der Afrikanischen Pferdepest. Diese bei Pferden fast immer tödlich verlaufende Infektion ist in Europa sporadisch in den Jahren von 1987 bis 1990 in Spanien und Südportugal aufgetreten. Wie bei BTV ist die Verbreitung abhängig vom Vorkommen der Culicoides-Spezies. Auch für das Virus der Afrikanischen Pferdepest ist C. imicola der Hauptvektor und es ist zu vermuten, dass der Erreger genauso wie BTV in zuvor virusfreie Regionen eingeschleppt werden könnte. Ob allerdings das Virus der Afrikanischen Pferdepest sich an einheimische CulicoidesArten adaptieren kann wie das BTV bleibt abzuwarten. Das West Nil-Virus stammt ursprünglich aus Nordafrika und dem Vorderen Orient. Bis vor knapp zehn Jahren trat es nur in Afrika, Asien und Südeuropa in Erscheinung. 1999 kam es zu einem Primärausbruch in den USA. ExpertInnen vermuten, dass für die weitere Ausbreitung des West-NilVirus in Nordamerika eine besonders günstige Kombination von Wetterfaktoren verantwortlich war: Ein milder Winter, gefolgt von einem trockenen, heißen Sommer hat die Vermehrung der übertragenden Stechmücken begünstigt. Einmal aufgenommen, reifte das Virus dank der hohen Temperaturen rasch im Vektor heran (Dohm et al., 2002). Entsprechend schnell übertrugen die infizierten Stechmücken das Virus auf Vögel und eine Infektionslawine erfasste Mücken, Vögel und schließlich den Menschen. Heftige Regenfälle gegen Ende August erzeugten neue Wasserlachen, die den Mücken als Brutstätten dienten und schließlich eine weitere Welle an potenziellen Virus-Trägern freisetzten. Mittlerweile befindet sich das West-Nil-Virus auch in Europa auf dem Vormarsch. Zum ersten Mal seit 35  Jahren erkrankten 2007 wieder Pferde in der Camargue an dem Virus. Feucht-schwülere Bedingungen würden den Überträger des Virus stark begünstigen. Durch den Klimawandel werden zukünftig nicht nur neue Infektionskrankheiten bei Nutztieren mit nachfolgenden potentiell schwerwiegenden ökonomischen Folgen zu erwarten sein, sondern es werden auch zunehmend sogenannte Zoono-

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

se-Erreger Verbreitung finden. Hierbei handelt es sich um Viren, Bakterien oder Parasiten, die vom Tier auf den Menschen übertragen werden können. Die Übertragung dieser Erreger erfolgt durch direkten Kontakt mit infizierten Tieren (Kontaktzoonose) oder durch den Konsum von Lebensmitteln tierischer Herkunft („Foodborne Disease“). Das durch ein Virus ausgelöste, mit Fieber und Gelenkbeschwerden einhergehende Chikungunya-Fieber wird durch die Asiatische Tigermücke (Aedes albopictus) übertragen, die sich in Europa ausgebreitet hat (siehe Band 2, Kapitel 6). In Europa ist das Chikungunya-Fieber als importierte Erkrankung bei rückkehrenden Tropenreisenden diagnostiziert worden und konnte sich kleinräumig in Italien ausbreiten. Nach verschiedenen Prognosemodellen ermöglicht ein Klimawandel die weitere Ausbreitung der Asiatischen Tigermücke in Europa, sodass theoretisch die Möglichkeit von Epidemien auch in Europa gegeben ist (Queyriaux et al., 2008).

3.3 3.3

3.3.1

Gesellschaften und Ökosysteme Communities and ecosystems

Allgemeines

In den bisherigen Abschnitten von Kapitel 3 wurde der Stand des Wissens zu Klimawandelauswirkungen aus der Perspektive einzelner Arten beschrieben. Wegen der auf multiplen Zeitund Raumskalen stattfindenden Interaktionen zwischen Arten und Habitaten können sich auf der Ebene von Artenvergesellschaftungen und Ökosystemen jedoch Reaktionsmuster ergeben, die bei artspezifischer Betrachtungsweise nicht erkannt werden können. Für einige besonders intensiv erforschte Ökosystemtypen sind die Auswirkungen eines Klimawandels bereits gut dokumentiert (z. B. alpine und nivale Habitate) oder durch Szenariosimulationen mit Ökosystemmodellen analysiert (z. B. Wälder, Agrarsysteme). Für den überwiegenden Teil der Lebensräume sind für Österreich jedoch keine entsprechenden Untersuchungen vorhanden. Nachfolgend wird für diejenigen Ökosysteme bzw. Gesellschaften, für die Literatur zu Klimawandelfolgen vorhanden ist, ein Überblick zu möglichen Auswirkungen von klimatischen Veränderungen gegeben.

3.3.2

Moore

Österreich weist aktuell ca. 21 000  ha Moorflächen auf. Die Verbreitungsschwerpunkte der Moore in Österreich liegen in

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den feucht-kühlen Gebieten des Alpenvorlandes und der Alpen (Jungmeier et al., 2004). Moore reagieren potenziell sensitiv auf Klimaerwärmung, insbesondere jene, deren Wasserhaushalt aus Regenfällen gespeist wird. Insgesamt sind dies die ca. 4 000 ha sogenannter „Regenmoore“, von denen die Hochmoore ca. 95 % umfassen (Niedermair et al., 2011). Selbst unter gemäßigten Klimaänderungsszenarien zeigen Simulationsstudien, dass ein großer Anteil der Moorgebiete in Österreich um die Mitte des 21.  Jahrhunderts zunehmend Trockenheits- und Hitzestress ausgesetzt sein wird. Der erwartete Temperaturanstieg, gekoppelt mit Niederschlagsrückgängen, könnte insbesondere für die etwa 600 Hochmoore in Österreich kritisch werden (Walentowski et al., 2008; Essl et al., 2012). Vor allem diejenigen Gebiete, die bereits durch andere Einflüsse in ihrem Wasserhaushalt gestört sind, werden durch zusätzliche negative Umwelteinflüsse einer erhöhten Gefährdung ausgesetzt. Für intakte Hochmoore stellen Temperaturerhöhungen von über 2 °C ein hohes klimatisches Risiko dar. Niedermoore sind von Niederschlagsveränderungen weniger stark betroffen, da sie durch ihre Anbindung an das Grundwasser alternative Wasserspeisungsmöglichkeiten aufweisen. Niedermoore und Verlandungsmoore im Umfeld von stehenden Gewässern können daher als relativ widerstandsfähig eingeschätzt werden (Niedermair et al., 2011).

3.3.3

Alpine und nivale Pflanzengesellschaften

Hochgebirgs-Ökosysteme sind in Bezug auf eine Erwärmung des Klimas besonders sensitiv, weil einem Höherwandern ihrer kälteadaptierten Flora und Fauna topographische bzw. edaphische Grenzen gesetzt sind. Nischen-basierte Modelle prognostizieren das regionale Aussterben vieler alpiner und nivaler Arten oder zumindest starke Arealverluste und zunehmende Fragmentierung der überlebenden Populationen (z. B. Dirnböck et al., 2003, 2011; Engler et al., 2011). Gegen solche Prognosen wurden Vorbehalte geäußert. Zum einen könnte die ausgeprägte Reliefenergie von Hochgebirgslandschaften das Überdauern der Arten in klimatischen Mikro-Nischen erlauben (Randin et al., 2009; Scherrer und Körner, 2010). Zum anderen berücksichtigen die verwendeten Modelle keine tatsächlichen Migrationsbewegungen, sondern schätzen den potentiellen Endzustand der (Neu-)Verteilung geeigneter Habitate unter einem hypothetischen zukünftigen, stabilen Klimaregime ab. Mittelfristig ist daher vielmehr damit zu rechnen, dass die Vegetation höherer Lagen sich mit nachrückenden Arten mit höherem Wärmeanspruch anreichert, während viele Vertreter der kälte-adaptierten Flora diese Standorte

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noch längere Zeit besetzt halten werden. Eine solche Anreicherung wurde in Studien festgestellt, welche die Reaktion von Hochgebirgsvegetation auf die klimatischen Trends der letzten Jahrzehnte untersucht haben (Pauli et al., 2012). Längerfristig wird durch den Abtrag der entstehenden „Aussterbeschuld“ (Jackson und Saxon, 2010) die Biodiversitätsbilanz der höheren Gebirgslagen aber vermutlich deutlich weniger positiv ausfallen. Wiederholungsuntersuchungen in den Alpen und in Nordeuropa bestätigen bisher die in Modellstudien prognostizierte Artenanreicherung. Neukartierungen hoher Alpengipfel, deren Gefäßpflanzenbestand bereits im 19. oder im frühen 20. Jahrhundert erhoben wurde, zeigten eine starke Zunahme der Artenzahlen (Grabherr et al., 1994, 2001; Bahn und Körner, 2003; Holzinger et al., 2008; Vittoz et al., 2008). Ganz ähnliche Ergebnisse liegen für die Skanden (Klanderud und Birks, 2003; Kullman, 2010) und die schottischen Gebirge (Britton et al., 2009) vor. Die längste Beobachtungsreihe stammt vom Piz Linard in der Silvretta / Graubünden (1835 bis 2010), mit einer sukzessiven Zunahme von einer auf 16 Arten (Wipf et al., 2012). Auf erosionsbelasteten, schuttreichen Standorten stagnierte die Artenzahl (Gottfried et al., 1994), ebenso am touristisch stark frequentierten Piz Julier in Graubünden (Pauli et al., 2001). Im Allgemeinen scheint die Artenanreicherung innerhalb der letzten zwei bis drei Jahrzehnte jedoch rascher abzulaufen als vor den 1980er-Jahren (Walther et al., 2009). Vergleichsdaten von 1994 und 2004 der Art-Deckungen (d. h. Prozentsatz der Bodenoberfläche, die von Pflanzenbiomasse bedeckt wird) in Dauerbeobachtungsflächen am alpin-nivalen Übergangsbereich des Schrankogel (Stubaier Alpen, Tirol) zeigten aber erstmals auch deutliche Rückgänge: Alle nivalen Arten verloren an ihrer Untergrenze an Deckung und gleichzeitig erfolgte eine Zunahme von alpinen Rasenarten (Pauli et al., 2007). Diese gerichtete Veränderung lässt auf eine aktuelle Höherverschiebung des alpin-nivalen Ökotons schließen, die einer Höherverlagerung der sommerlichen Schneegrenze folgt (Gottfried et al., 2011). Das Höhersteigen der Arten in alpinen Gipfelzonen ist ein europaweit nachweisbarer Prozess, der im Zeitraum 2001  bis  2008 allerdings zu unterschiedlichen Artenzahlveränderungen führte: überwiegend Zunahmen im borealen und temperaten Europa, Stagnation oder Abnahmen im mediterranen Süden des Kontinents (Pauli et al., 2012). Letzteres könnte insbesondere durch eine Kombination von Erwärmung und verringerter Wasserverfügbarkeit bedingt sein. Eine weitere paneuropäische Studie zeigt eine Anreicherung wärmeliebender bzw. einen Rückgang kälte-adaptierter Arten in alpinen Pflanzengesellschaften. Diese „Thermophilisierung“ alpiner

Tabelle 3.5 Neun Moortypen und deren erwarteter Verlust unter Klimawandelbedingungen in Österreich. Quelle: verändert nach Essl et al. (2012) Table 3.5 Nine mire types in Austria and projected loss under climate change conditions. Source: modified from Essl et al. (2012) Moor-Typ

Erwarteter Verlust in % (2080 bis 2100) B2 (+2.5 °C)

saures Niedermoor karbonatisches Niedermoor alpines Niedermoor

A1F1 (+4.4 °C)

61

61

6

6

79

76

Schwingmoor

86

75

Übergangsmoor

24

36

Hochmoor

60

72

Hochmoor mit Krummholz

58

65

degradiertes Hochmoor

97

100

9

10

Pioniergesellschaften auf Torf

Vegetation zeigt deutliche Unterschiede zwischen einzelnen Gebirgssystemen (Abbildung 3.12) und korreliert mit der regional variablen Frühsommer-Erwärmung von den 1990er- zu den 2000er-Jahren (Gottfried et al., 2012). Die allgemeine Tendenz, mit zunehmender Erwärmung höherliegende Habitate zu erschließen gilt dementsprechend auch für Baumarten. In den Alpen waren bislang Nutzungsänderungen der wichtigste Faktor für die aktuell zu beobachtende Waldzunahme in Gebirgslagen. Nach den Ergebnissen der Österreichischen Waldinventur ist die fortschreitende Waldflächenzunahme in Seehöhen über 1 800 m am stärksten ausgeprägt. So entfielen von den über 31 000 ha Waldflächenzunahme zwischen 2000 und 2009 über 30 % auf diese hochsubalpinen Bereiche (Russ, 2011). Dies kann einerseits durch die Extensivierung der Bewirtschaftung von Almflächen, andererseits über günstigere Klimabedingungen erklärt werden. Nicolussi und Patzelt (2006) prädizieren bei einem Fortbestand der gegenwärtigen Temperaturverhältnisse einen Anstieg der Baum- bzw. Waldgrenze um etwa 100–150 Höhenmeter über jener zur Mitte des 19.  Jahrhunderts. Untersuchungen von Dullinger et al. (2004) in den Nördlichen Kalkalpen scheinen diesen Trend zu bestätigen, doch wurden wesentlich langsamere Veränderungen der Waldgrenze (Pinus mugo [Legföhre] als Waldgrenzbaumart) festgestellt, die stark von der zwischenartlichen Konkurrenzsituation abhängen. So könnte sich unter den Verhältnissen des Klimawandels unter den Waldgrenzbaumarten die Fichte besser etablieren als ihre beiden Konkurrenten Legföhre und Lärche (Dullinger et al., 2005).

523

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

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European D (0.054) 95% confidence interval (± 0.024) Northern Scandes, Sweden (1) Polar Urals, Russia (2) Southern Scandes, Norway (3) Cairngorms, Scotland (4) Southern Urals, Russia (5) High Tatra, Slovakia (6) Northeastern Alps, Austria (7) East Carpathians, Romania (8) Dolomites, Italy (9) Valais, Switzerland (10) Northern Apennines, Italy (11) Central Pyrenees, Spain (12) Central Caucasus, Georgia (13) Corsica, France (14) Central Apennines, Italy (15) Sierra Nevada, Spain (16) Lefka Ori-Crete, Greece (17)

-0.250

-0.125

0

0.125

0 .2 5 0

0 .37 5

0 .5 0 0

Thermophilization indicator D (S2008-S2001) Mit freundlicher Genehmigung von Macmillan Publishers Ltd.:Nature Climate Change 2, Gottfried et al., Continent-wide response of mountain vegetation to climate change, © 2012 http://www.nature.com/

Abbildung 3.12 Die Thermophilisierung alpiner Gipfelvegetation in europäischen Hochgebirgen zwischen 2001 und 2008 (GLORIA-Beobachtungsgipfel). Der Thermophilisierungs-Indikator (D) zeigt die Veränderung der Artenzusammensetzung hinsichtlich wärmeliebender versus kälteadaptierter Arten. Positive D-Werte indizieren eine Deckungszunahme oder Einwanderung wärmeliebenderer Arten (die vorwiegend in tieferen Lagen vorkommen) und/oder einen Rückgang oder das Verschwinden von Arten, die vorwiegend in höheren Lagen vorkommen. Rauten und horizontale Linien: D und 95 %-Konfidenzintervalle für die einzelnen Beobachtungsgipfel, orange Kreise und horizontale Balken: D und 95 %-Konfidenzintervalle für Gebirgssysteme, rote Linien und vertikaler grüner Balken: europäisches D und 95 %-Konfidenzintervall, schwarze Linie: Referenzlinie bei D = 0. Quelle: Gottfried et al. (2012) Figure 3.12 The thermophilisation of alpine summit vegetation in European high mountain systems between 2001 and 2008. The thermophilisation indicator (D) shows the change in species composition with respect to warm-demanding versus cold-adapted species. Positive values of D indicate an increase or immigration of warm-demanding species (which predominantly occur in lower elevations) and/or a decrease or disappearance of which usually occur in higher elevations. Diamonds and horizontal lines: D and 95 % confidence intervals for the summits, orange dots and horizontal bars: D and 95 % confidence intervals for the mountain regions, red line and green shading, European D and its 95 % confidence interval, black line, reference line at D = 0. Source: Gottfried et al. (2012)

In der Schweiz fanden nur 4 % der Zunahme oberhalb des natürlichen2 Baumgrenz-Ökotons statt (Gehrig-Fasel et al., 2007). In einigen anderen Hochgebirgen (Ural, Rocky Mountains / SW-Yukon) konnte aber bereits ein massives Höhersteigen der natürlichen Baumgrenze beobachtet werden (Moiseev und Shiyatov, 2003; Danby und Hik, 2007; Kammer et al., 2009). Im aktuellen IPCC-Sachstandsbericht (IPCC, 2014) wird dieser Trend auch für europäische Gebirgshabitate beschrieben. Speziell in stark fragmentierten alpinen Lebensräumen mit einem hohen Anteil endemischer Arten, im Mediter2

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www.gloria.ac.at

rangebiet, aber auch in den niedrigeren Randketten der Alpen (Pauli et al., 2003; Essl et al., 2009; Dirnböck et al., 2011) wirkt sich eine fortschreitende Thermophilisierung und Verwaldung alpiner Habitate wegen der geringen Höhenerstreckung der alpinen Stufe auf die Verbreitung von subalpinen, alpinen und nivalen Pflanzengesellschaften negativ aus.

3.3.4

Wälder

Die mit Nadelhölzern bestockte Fläche hat laut Österreichischer Waldinventur 2007 / 09 seit der letzten Erhebungsperiode 2000 / 2002 um rund 116 000 ha abgenommen. Vor allem

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Eichen-dominierte Waldtypen Buchen-dominierte Waldtypen Fichten-Tannen-Buchen-dominierte Waldtypen Fichten-Tannen-dominierte Waldtypen montane Fichten-dominierte Waldtypen -100 -50

0 50 100 150 200 250 relative Flächenveränderung [%]

300

Abbildung 3.13 Mit einem dynamischen Ökosystemmodell simulierte relative Veränderung wichtiger potentiell natürlicher Waldtypen (d.h. ”–€   =\†   ® 

+=+= ¦!ƒ     ˜!¤ ¡   ¨} "#  *  +=!$

Quelle: Lexer (2001) Figure 3.13 Relative changes in area shares of selected potential natural vegetation types (i.e. PNV) at plots of the Austrian Forest Inventory  !  ~ =  ‡+   +‡  !$ }!  += + '  ¨}  ! \    "#   \ +\  on). Source: Lexer (2011)

die Fichte hat im Vergleich zur Vorperiode über 100 000  ha an Fläche verloren, ein Grund dafür sind die Windwurfkatastrophen 2007 und 2008. Aber auch die mit Weißkiefer bestockte Fläche ist um rund 14 000 ha zurückgegangen. Damit einher geht eine Zunahme der Laubholzflächenanteile. Aktive Maßnahmen in der Waldbewirtschaftung bzw. deren Unterlassung sind jedoch der bei weitem wichtigste Grund für diese beobachteten Veränderungen. Da der überwiegende Teil der Waldfläche in Österreich bewirtschaftet wird, ist der Anteil klimwandelabhängiger Ursachen schwierig zu quantifizieren. Teil der oben angesprochenen Bewirtschaftungsmaßnahmen können z. B. als Anpassungsmaßnahme an einen Klimawandel interpretiert werden (vgl. Band 3, Kapitel 2). Für die Schweiz und für Österreich liegen Simulationsstudien vor, die davon ausgehen, dass artenreiche Laubwaldtypen ihr potentielles Areal im Klimawandel vergrößern werden (Kienast et al., 1998; Lexer et al., 2002). In Österreich würde es demzufolge bei einer Klimaerwärmung von 2 °C und geringfügig reduziertem Niederschlag auf knapp 80 % der Waldfläche zu einer Veränderung der potentiell natürlichen Waldgesellschaft kommen, wobei vor allem Buchen-, aber auch Eichen- und Buchen-Tannen-Fichtenwaldtypen ihren Flächenanteil erhöhen würden (Abbildung 3.13). Ähnliche Einschätzungen liegen aus Slowenien vor (Kajfež-Bogataj, 1999). Courbaud et al. (2010) weisen am Beispiel der französischen Alpenwälder darauf hin, dass durch die starke Heterogenität der Gebirgswaldstandorte die Abschätzung, wie sich natürliche Waldtypen verändern würden, extrem schwierig ist. Eine Klimaveränderung wird sich allerdings nicht in allen Regionen und selbst innerhalb von Regionen nicht auf allen Standorten gleich auswirken, sondern in Abhängigkeit des heutigen Ausgangszustands in Bezug auf Klima und Waldaufbau unterschiedliche Effekte bewirken. Theurillat und Gu-

isan (2001) schließen etwa auf Basis einer umfassenden Literaturrecherche, dass in den Alpen die Waldökosysteme eine Temperaturerhöhung von 1–2 °C im Allgemeinen tolerieren könnten, ohne dass wesentliche Arealveränderungen von aktuell bestehenden Waldtypen ausgelöst würden. Basierend auf Simulationsstudien sahen Lexer et al. (2002) diesen Schwellenwert in Bezug auf Temperaturerhöhungen bei etwa +1 °C. Die Annahmen, die zur Simulation der potentiell natürlichen Vegetation (PNV) zusätzlich getroffen werden müssen sowie die bestehenden Wissenslücken etwa bei Verjüngungsprozessen, führen zu beträchtlichen Einschränkungen in der direkten Verwertbarkeit der so generierten „zukünftigen“ PNV als Planungsgrundlage in der praktischen Waldbewirtschaftung. Außerdem muss berücksichtigt werden, dass eine Voraussetzung zur Simulation eines „Gleichgewichtszustandes zwischen Standort und Vegetation“ (d. h. PNV) ein konstant stabiles Klima ist. Sämtliche verfügbaren Klimaänderungsszenarien enden jedoch im Jahr 2100 mit sich fortsetzendem Erwärmungstrend. Damit entspricht die Verwendung eines „Gleichgewichtszustandes“ bei fortgesetztem Klimawandel nach 90 Jahren nicht einmal einem durchschnittlichen heutigen Umtrieb von Fichte oder Kiefer. Schließlich werden auch heute durchaus erfolgreich Baumarten, die nicht in der (heutigen) PNV vertreten sind, auf großen Flächen außerhalb ihrer „natürlichen“ Nische in Wäldern mit prioritärer Produktionsfunktion favorisiert. Es ist selbstredend, dass potentiell interessante gebietsfremde Baumarten wie Douglasie oder Roteiche, die nicht der heimischen Flora angehören, im traditionellen PNV-Ansatz nicht berücksichtigt werden. Der PNV-Ansatz ermöglicht die Analyse der Veränderung von ökologischen Potentialzuständen unter Klimawandeleinwirkung, ist aber nicht geeignet für die Analyse tatsächlich ablaufender kurz- bis mittelfristiger Klimawandeleffekte auf

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

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Waldschäden durch Wind und Borkenkäfer haben in Europa in den letzten Jahrzehnten deutlich zugenommen (Schelhaas et al., 2003). In Österreich wurden in den Jahren 2002 bis 2010 im Durchschnitt 3,1 bzw. 2,2 Mio. m³ durch Wind und Borkenkäfer geschädigt, was dem zwei- bis neunfachen der Periode 1961 bis 1990 entspricht (Tomizcek et al., 2011). Klimafaktoren haben einen bedeutenden Einfluss auf Störungsprozesse: So treten z.B. Sturmereignisse in Österreich vor allem im Winter auf, wo eine Abnahme des Bodenfrosts die Baumstabilität negativ beeinflussen kann. Borkenkäferschäden sind sowohl von der Insektenpopulation als auch vom Abwehrvermögen der Bäume abhängig, wobei erstere durch Erwärmung ansteigt, während z. B. Trockenstress letztere verringert. Der bereits stattgefundene Klimawandel hat über derartige Prozesse bereits signifikant zum Ansteigen von Waldschäden in Österreich und Europa beigetragen (Seidl et al., 2011a; siehe auch Box 5). Störungen werden jedoch auch von Waldaufbau und -zusammensetzung stark beeinflußt. Sowohl die forstwirtschaftlichen Erfolge der letzten Jahrzehnte – steigende Waldfläche und Waldvorrat in Österreich – als auch die waldbaulichen Fehler vergangener Jahrzehnte (z. B. der Anbau von Fichtenbeständen weit außerhalb ihres natürlichen Verbreitungsgebietes) haben zu einem Ansteigen der Waldschäden durch Störungen beigetragen – in Österreich ist dieser Effekt sogar stärker als jener des Klimawandels (Seidl et al., 2011a). Sowohl Klimawandel als auch Waldbewirtschaftung haben also zu einer europaweiten Intensivierung der Störungsregimes beigetragen. Für die Zukunft kann erwartet werden, dass sich dieser Trend weiter fortsetzt, da sich das Klima weiter erwärmen wird und die Waldstruktur und -zusammensetzung nur sehr langfristig veränderbar ist. Für Borkenkäferschäden konnte z.B. anhand eines regionalisierten Klimawandelszenarios gezeigt werden, dass eine moderate Erwärmung von +2.4 °C zu einer Vervierfachung der Borkenkäferschäden in Österreich führen könnte (Seidl et al., 2009a). Hierzu tragen sowohl zunehmende Käferpopulationen als auch abnehmende Wirtsfitness bei, wobei die relativ größten Anstiege für höher gelegene Gebiete simuliert wurden, wo große, bisher aufgrund zu geringer Temperaturen nicht für den Käfer geeignete, Nadelholzpopulationen durch den Klimawandel zunehmend geschädigt werden (siehe auch Marini et al., 2012). Wie schon für die historische Schadentwicklung dokumentiert, kann durch Waldbewirtschaftung die Schadanfälligkeit maßgeblich beeinflusst werden (Seidl et al., 2008), wobei bedacht werden muss, dass waldbauliche Maßnahmen lange Vorlaufzeiten haben und zukünftige robuste Waldzustände schon heute begründet werden müssen.

Vegetationsstruktur und -zusammensetzung und kann auch keine Bewirtschaftungseffekte integrieren. Analysen mit dynamischen Waldökosystemmodellen, die sowohl Klima- als auch Bewirtschaftungseffekte abbilden können, erlauben hingegen eine direkte Beurteilung von Klimaänderungseffekten auf Waldökosystemstruktur und -funktionsweise. Seidl et al. (2011a) analysierten 160 000  ha Wirtschaftswald der Österreichischen Bundesforste und kamen zum Schluss, dass bei Fortführung des derzeitigen Bewirtschaftungskonzeptes knapp 40 % dieser Waldflächen in der 2. Hälfte des 21. Jahrhunderts als hoch vulnerabel in Bezug auf die weitere Erbringung von Ökosystemleistungen einzuschätzen sind. Primär dafür verantwortliche Wirkungsketten sind steigende Schäden durch Störungen (vgl. hierzu Box 3.5 zu Borkenkäfern, sowie Box 3.8 und 3.9) und negative Zuwachstrends, vor allem auf physiologisch flachgründigen Kalkstandorten.

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3.3.5

Grünland

Abgrenzung und Charakterisierung Das typische anthropogen bestimmte Dauergrünland besteht aus einer Anzahl unterschiedlicher Pflanzenarten, wobei hier aus Sicht der landwirtschaftlichen Nutzung die Artengruppen der Gräser, der Leguminosen und der Kräuter von besonderer Bedeutung sind. Dauergrünland wird im Verbund mit Wiederkäuerhaltung (Rinder, Schafe) betrieben und ist durch einen relativ höheren spezifischen Wasserbedarf für die pflanzliche Biomasseproduktion gekennzeichnet als die meisten Ackerkulturen. Dies liegt daran, dass die jeweils am besten für eine intensive Futternutzung geeigneten Artenzusammensetzungen (also jene mit einer insgesamt hohen Biomasseleistung bei gleichzeitig hoher Futterqualität) an niederschlags-

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;%O\ ‡ ˜H      –= œ ;%O\ ‡ ˜    ;œ Die Gemeine Mistel (Viscum album) ist ein Halbparasit (d. h. sie entzieht ihren Wirtspflanzen Nährstoffe, kann aber selbst Photosynthese betreiben) an einer Vielzahl von Baumarten und schädigt diese durch den Entzug von Wasser und Mineralnährstoffen (Nierhaus-Wunderwald und Lawrenz, 1997; Butin, 2011). Sie wird in drei wirtsspezifische Unterarten unterteilt: Die Laubholzmistel (Viscum album ssp. album) befällt viele verschiedene Laubhölzer, die Tannenmistel (V. album ssp. abietis) die Weißtanne und die Kiefernmistel (Viscum album spp. austriacum), Weiß-, Schwarz- und Hakenkiefer und selten auch andere Nadelbäume (Nierhaus-Wunderwald und Lawrenz, 1997; Butin, 2011). Misteln haben hohe Licht- und Wärmeansprüche und es wird erwartet, dass sich aufgrund höherer Temperaturen ihre Verbreitungsgebiete erweitern und ihre Häufigkeit zunehmen werden (Kliejunas et al., 2009). Im Schweizer Kanton Wallis kam die Kiefernmistel am Beginn des 20. Jahrhunderts nur selten über 1 000 m Seehöhe vor, bei einer systematischen Erhebung 2002 / 03 wurde aber auch über 1 000 m starker Mistel-Befall an Weißkiefern festgestellt (Hilker et al., 2005; Rigling et al., 2006). Obwohl der Anteil der Probeflächen mit Misteln und die Intensität des Befalls in tieferen Lagen höher waren, trat die Kiefernmistel auch noch in 1 250 m Seehöhe auf der Hälfte der Untersuchungsflächen auf. Die höchste Fundstelle befand sich auf knapp 1 500 m (Hilker et al., 2005). Für das Wallis konnte somit eine Erhöhung der Verbreitungsgrenze während des letzten Jahrhunderts um 200–250, an manchen Orten sogar um rund 300 Höhenmeter, dokumentiert werden (Hilker et al., 2005). Mithilfe eines statistischen Regressionsmodells konnte die Höhenverschiebung des Mistelvorkommens durch einen gleichzeitigen Anstieg der Winter- und Frühjahrstemperaturen erklärt werden (Dobbertin et al., 2005; Hilker et al., 2005; Rigling et al., 2006). Auch die Erhöhung der Befallsintensität von Misteln an Kiefern steht vermutlich in Zusammenhang mit wärmeren Temperaturen, und der Halbparasit ist auch ein wichtiger Faktor bei dem im Wallis beobachteten Weißkiefernsterben, das durch einen abiotisch-biotischen Schädigungskomplex verursacht wird (Dobbertin und Rigling, 2006; Rigling et al., 2006). Kiefern- und Tannenmistel sind in Österreich gebietsweise wichtige Schädigungsfaktoren an ihren Wirtsbaumarten, meist in lichten Waldbeständen auf trocknen Standorten (Cech und Perny, 1998; Krehan und Cech, 1998). In talnahen Waldkiefernwäldern nördlich des Inns in Tirol wird seit 25 bis 30 Jahren eine Zunahme des Befalls durch die Kiefernmistel beobachtet (Cech und Perny, 1998). Ähnlich wie in der Schweiz ist zu erwarten, dass sich aufgrund einer Klimaerwärmung die Verbreitungsgebiete von Misteln ausdehnen sowie die Befallsintensität und ihre Bedeutung als Schädigungs- und Störungsfaktor zunehmen werden. Erhöhte Absterberaten von Mistel-befallenen Bäumen wurden nach Trockenperioden beobachtet (Dobbertin und Rigling, 2006; Rigling et al., 2006).

;%O\== Befall der Gemeinen Mistel an Weißtanne (Bild links) und an Weißkiefer (Bilder Mitte und rechts) in Niederösterreich ;%O\]Common mistletoe on Silver fir (left) and on Scots pine (center, right) in Lower Austria

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

reichere Verhältnisse angepasst sind (sogenannte „Fettwiesen“) und somit Wasser weniger effizient nutzen. Der pflanzliche Wasserbedarf im intensiv genutzten Grünland (mehr als drei Schnitte / Jahr) beträgt ca. 600–900 l / kg gebildeter Trockensubstanz, also ca. das Doppelte von Getreide. Andererseits ist aber der unproduktive Wasserverlust durch Bodenevaporation aufgrund der ständigen, ganzjährigen Bodenbedeckung geringer als im Ackerbau. Dies dürfte durch Interzeptionsverluste (d. h. Verdunstung von benetzten Pflanzenoberflächen), die bei geschlossenen Pflanzenbeständen im Mittel ca. 20 % des Niederschlags betragen, zum Teil wieder kompensiert werden. Dauergrünland ist über die gesamte Vegetationsperiode im Wachstum wobei sich eine möglichst gleichmäßige Niederschlagsverteilung günstig auf die Biomasseproduktion auswirkt. Eine rentable Grünlandproduktion ist auf eine dauerhafte Erhaltung eines produktiven und leistungsfähigen Pflanzenbestandes ausgerichtet und braucht während der Sommermonate ausreichend und regelmäßigen Niederschlag (mind. 500–600 mm von April bis September).

Klimawandelfolgen in Österreich Das landwirtschaftliche Grünlandproduktionspotenzial dürfte durch eine Klimaerwärmung insbesondere in den heute schon trockeneren Grünlandgebieten (mittlere Jahresniederschläge unter ca. 800  mm) durch zunehmenden Trocken- und Hitzestress zurückgehen. Regional kann dieses Bild durch die Temperaturverhältnisse, die saisonale Niederschlagsverteilung, die Bodeneigenschaften (Nährstoff- und Wasserspeichervermögen) und die Produktionstechnik (Schnitthäufigkeit, Art und Höhe der Düngung usw.), welche das Produktionspotenzial wesentlich mitbestimmen, entsprechend differenziert sein. Am Ostalpenrand ist in den Übergangsregionen von Grünland und Ackerbau mit sinkendem Produktionspotenzial zu rechnen, da sich unter den meisten Klimaänderungsszenarien im Osten Österreichs in den nächsten Jahrzehnten eher Niederschlagsabnahmen bei deutlich wärmeren Temperaturen abzeichnen. Nördlich der Alpen ist unter gegenwärtigen Klimabedingungen generell die zunehmende Entfernung zum Alpenrand mit abnehmenden Niederschlägen verbunden, was sich in geringerem Produktionspotenzial und höherem Ertragsrisiko äußert. In diesen Gebieten dürfte sich das Produktionspotenzial von Grünland weiter verschlechtern. Zusätzlich werden vor allem Grünlandregionen mit Böden welche geringes Wasserspeichervermögen aufweisen relativ stärker betroffen sein. Nach Eitzinger et al. (2009c) zählen dazu das böhmische Massiv bzw. weite Teile Nordösterreichs und der angrenzenden Regionen Tschechiens (Abbildung 3.14).

528

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Die Auswirkungen der klimatischen Verhältnisse des Jahres 2003 haben erkennen lassen, dass beim Auftreten von trockeneren Sommern das Schadensausmaß im Grünland beträchtlich sein kann (Zarzer, 2004). Dieser empirische Befund wird durch neue agroklimatische Studien (z. B. Eitzinger et al., 2009a; Schaumberger, 2012) bestätigt. In Gunstlagen mit deutlich höheren Niederschlägen (mit über 800  mm Jahresniederschlag) würde durch die höheren Temperaturen das Produktionspotenzial ansteigen. In höheren Lagen, wo aktuell vor allem die Temperatur und die Länge der Wachstumsperiode begrenzend wirken, dürfte dieser Effekt stärker ausfallen, wenngleich kleinräumig durch die Exposition (Hangneigung und -ausrichtung) große Unterschiede gegeben sein können. In den alpinen und subalpinen Lagen hat insbesondere die Dauer der Schneedecke im Frühjahr einen großen Einfluss auf die potenzielle Länge der Wachstumsperiode des Grünlandes und auf das Ertragspotenzial. Aus Schweizer Simulationsstudien (Calanca et al., 2005) ist bekannt, dass sich bei einer mittleren Temperaturzunahme um ca. 3 °C (entspricht dem Zeitfenster von 2071 bis 2100 in vielen Klimaänderungsszenarien) die Wachstumsperiode des Grünlandes in den mittleren und tiefen Lagen um 30 bis 40 Tage verlängern könnte, womit ein zusätzlicher Schnitt im Jahr möglich wäre. In den höheren Lagen würde es zu einer um 5 bis 8 Wochen früheren Ausaperung im Frühling und zu einer entsprechend früheren Bewirtschaftung kommen (Jasper et al., 2004). Da aber gleichzeitig unter den Klimaänderungsszenarien in Mitteleuropa zunehmende Winterniederschläge erwartet werden, könnte die im Frühjahr nötige Bewirtschaftung des Grünlandes und die Futterkonservierung insbesondere des ersten Schnittes in den niederschlagsreichen Bergregionen erschwert werden. Die in den Klimaszenarien durchwegs auftretende Abnahme der Sommer- und Frühherbstniederschläge dürfte die Erntebedingungen und arbeitswirtschaftlichen Bedingungen im übrigen Jahr im Grünland verbessern. Höhere Wintertemperaturen können allerdings auch Schadfaktoren für das Grünland fördern. Hierzu zählen zum Beispiel Wechselfröste (Auffrieren und Austrocknen der Pflanzen), vorübergehende Wärmephasen (Frostenthärtung und Reservestoffverbrauch), undurchlässige Schneedecken mit Eisauflage wegen vermehrter Tauphasen (Schneeschimmel) und Spätfröste (Schädigung frühreifer Arten / Sorten), wobei die regionalen Auswirkungen bisher kaum abzuschätzen sind (Diepolder, 2007). Durch klimatische Verschiebungen sind Änderungen in der Artenzusammensetzung des Dauergrünlands zu erwarten, da weiter zunehmende Trockenheit tendenziell die Bewirtschaf-

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Abbildung 3.14 Die unter dem HadCM A2 Klimaänderungsszenario für 2050 negativ betroffenen Grünlandregionen nördlich der Alpen (in rot). Zugrundeliegende Klimasignale im Vergleich zur Bezugsperiode 1961 bis 1990: Temperatur +2,7 °C (Oktober bis April), +3,8 °C (Mai bis September); Niederschlag +7.1 % (Oktober bis April), +23,8 % (Mai bis September). Ursache ist eine zunehmend schlechtere Wasserbilanz im Sommer und damit sinkendes Produktionspotential bzw. deutlich höheres Ertragsrisiko. Quelle: Eitzinger et al. (2009c) verändert Figure 3.14 Negative impacts on meadows north of the Alps (red) under climate change conditions in 2050 (temperature: +2.7 °C (October to April), +3.8 °C (May to September); precipitation: +7.1 % (October to April), +23.8 % (May to September) compared to the period from 1961 to 1990. Source: modified from Eitzinger et al. (2009c)

tung eher unerwünschte Arten mit meist niedrigerer Futterqualität und niedrigerem Ertragspotenzial fördert (Verschiebung der Artenzusammensetzung von einer „Fettwiese“ hin zu „Trockenrasen“). Insgesamt bewirkt eine intensivere Nutzung eine geringere Wurzelmasse und eine Dominanz der feuchteliebenden Fettwiesenarten, was insgesamt und zusätzlich in Kombination mit einem höheren Flächenertrag einen deutlich höheren Wasserbedarf im Vergleich zu extensiv genutztem Grünland ergibt. Bezüglich der Gefährdung durch Trockenheit ist daher mehrschnittiges, intensiv genutztes Grünland als empfindlicher einzustufen als extensiv genutztes Grünland (Karrer et al., 2010). Trockenschäden im Grünland, die mehrere Jahre nachwirken können, verursachen unter anderem Lücken in der Grasnarbe, welche Nachsaaten oder Neueinsaaten erfor-

derlich machen oder die Verunkrautung mit Wurzelunkräutern fördern können. Im Grünland ist, so wie bei vielen Ackerkulturen, bei verdoppeltem Kohlendioxidgehalt der Luft eine Zunahme der Biomasseleistung um ca. 10–20 % zu erwarten. Es ist derzeit weitgehend unklar, in welchem Ausmaß diese Effekte sich im Grünland langfristig manifestieren, da es Wechselwirkungen mit vielen Umweltfaktoren und vor allem zahlreiche Anzeichen langfristiger Anpassungen (Akklimatisierungseffekte) gibt (Kammann et al., 2005). Als Folge des steigenden CO2-Gehaltes der Atmosphäre werden Änderungen in der Bestandesarten-Zusammensetzung erwartet, wie etwa die Förderung der Leguminosen (Nösberger und Lüscher, 1995; Pötsch, 1998) und damit höhere N-Fixierungsraten des Pflanzenbestandes, wodurch andere Nährstoffe

529

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

wie Phosphor eine zunehmende ertrags- und qualitätsbestimmende Rolle erhalten können (Diepolder, 2007). Ein steigender Kohlendioxidgehalt der Luft hat, so wie beim Getreide nachgewiesen, Auswirkungen auf die Inhaltsstoffbildung bei Pflanzen, wie etwa die Eiweißbildung und die Eiweißqualität (Veränderung des C:N-Verhältnisses in der Biomasse durch Zunahme des Kohlenstoffanteils). Die Stickstoffdüngung und eine mögliche Ausbreitung der Leguminosen im Grünland könnten den erwarteten Eiweißabfall nicht fixierender Arten aber auch kompensieren (Diepolder, 2007). Für das Grünland bedeutende Schädlinge (vorwiegend Insekten; Kreuter, 2007), wie zum Beispiel Engerlinge, könnten wegen höherer Bodentemperaturen regional verstärkt auftreten und Schäden in der Futterproduktion verursachen. Aus der Praxis wird zum Beispiel berichtet, dass zunehmend mehrere Generationen nebeneinander auftreten und mehrere Arten beteiligt sind (Maikäfer, Gartenlaubkäfer, Junikäfer), allerdings mit stark regionalen Unterschieden. Neben Ertragseinbußen bewirken Engerlinge durch Grasnarbenschädigung auch eine Zunahme des Erosionsrisikos. Durch zunehmend mildere Herbst- und Winterwitterung können verschiedene Gräserkrankheiten, wie Rostpilze, gefördert werden (Diepolder, 2007). Langandauernde Schneedecken können aufgrund von Eiskrustenbildungen durch Tauphasen zum Beispiel den Schneeschimmel, eine nicht nur im Grünland verbreitete Pilzkrankheit, fördern. Ein positiver Effekt auf die Grünlandwirtschaft dürften die besseren Erntebedingungen im Sommer sein, da sich unter den Klimaszenarien durchgehend zunehmende Sommertrockenheiten und eine niedrigere Luftfeuchte abzeichnen (mit hohen Unsicherheiten wegen der großen Variationen in den regionalen Niederschlagsszenarien). Dies ist nicht nur für die Bodenbefahrbarkeit sondern insbesondere für eine schnellere und günstige Anwelkung zur Silageproduktion bzw. Feldtrocknung zur Heugewinnung von Vorteil, was im Mittel die Qualität des Erntegutes wesentlich verbessern würde. Andererseits könnte eine zu schnelle Bodenabtrocknung durch hohe Temperaturen insbesondere bei Silierverfahren zusätzliche Probleme schaffen (zum Beispiel Hemmung der erwünschten Milchsäuregärung, schwierigere Verdichtung des Erntegutes, Entwicklung von Schimmelpilzen). Insgesamt gesehen sind die Einflüsse des Klimawandels auf das Grünland von sehr komplexer Natur, vor allem aufgrund der unterschiedlichen und standortvariablen Grünlandartenzusammensetzung und der komplexen Interaktionen zwischen Biozönose, Standort und Bewirtschaftungsaktivitäten.

530

3.3.6

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Gewässer

Allgemeines Wärmere Wassertemperaturen verursachen steigenden Stoffwechsel der aquatischen Organismen, von Primärproduzenten bis zu Fischen. Aquatische Primärproduzenten synthetisieren essentielle Nährstoffe, die positiv auf Wachstum, Reproduktion und Überleben von Konsumenten wirken. Für die heimische Makrophytenvegetation sind Gefährdungen vor allem in stehenden und langsam fließenden Gewässern oder Gewässerabschnitten gegeben (Janauer et al., 2003). Viele der neuen Arten haben starke Auswirkungen auf das befallene Gewässersystem, besonders aber auf die vorher dort wachsenden Wasserpflanzen. Daraus kann eine Gefährdung der heimischen Biodiversität mit Auswirkungen auf die Fisch und Wirbellosen-Zönosen sowie die Sportfischerei entstehen. Spezifische Auswirkungen auf Hydrologie und Abflussverhalten werden in Band 2, Kapitel 2 behandelt. Als Folge der Temperaturzunahme ist ein Vordringen wärmeliebender aquatischer Makrophyten (Wasserpflanzen) zu erwarten. Die Verbreitung erfolgt dabei vorwiegend entlang der Donau, wobei sich thermophile Arten aus dem unteren Donauraum flussaufwärts und Arten aus dem atlantischen Bereich über den Rhein-Main-Donau-Kanal flussabwärts ausbreiten und von dort in die Seen gelangen. Diese Ausbreitung erfolgt aktiv durch Wanderungen bzw. passiv durch den Transport mit Schiffen. Wärmere Wassertemperaturen können für kälteliebende Arten limitierend werden, wenn art- und stadienspezifische physiologische Temperaturgrenzen überschritten werden. Dies kann zu einer Verschiebung des Artenspektrums von kälte- zu wärmeliebenden Arten führen.

Fließgewässer Fließgewässer lassen sich von der Quelle bis zur Mündung in Fischregionen gliedern und die Fischlebensgemeinschaften anhand des Fischregionsindex (Schmutz et al., 2000) beschreiben. Dieser Index kann jeden Wert zwischen 1 und 7 annehmen (siehe Tabelle 3.6). Die Fischregionen werden durch eine Vielzahl von abiotischen Kenngrößen wie Abfluss und Wassertemperatur geprägt. Veränderungen des Abflusses in Österreich fanden bislang nur in geringem Ausmaß statt und sind meist nicht auf klimabedingte, sondern auf andere Ursachen wie Kraftwerksnutzung zurückzuführen. Österreichweite Prognosen deuten auf saisonale Änderungen, aber auf keine wesentlichen Veränderungen in der Wasserbilanz hin (Holzmann et al., 2010).

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Die Erwärmung wird für die meisten kälteliebenden Fischarten eine Verschiebung ihrer Lebensräume gegen höhere Breiten und in größere Seehöhen bedeuten (Hari et al., 2006; Schmutz, 2008). Zugleich können kälteliebende durch wärmeliebende Arten verdrängt werden. Das bedeutet auch ein Zurückdrängen der Salmoniden. Einzelne Arten, wie z. B. die Äsche (Thymallus thymallus), sind lokal infolge anthropogener Eingriffe in ihrem Bestand schon derzeit so stark gefährdet, dass zusätzliche, klimabedingte Beeinträchtigungen sie an den Rand des Aussterbens bringen könnten. Es sind jedoch nicht nur einzelne Arten, sondern die gesamte Lebensgemeinschaft betroffen (Melcher et al., 2010; Schmutz und Mielach, 2011).

Tabelle 3.6 Fischregionen in Österreich Table 3.6 Fish regions in Austria *;

Fischregion

1

Quellregion

2

Untere Quellregion

3

Obere Forellenregion

4

Untere Forellenregion

5

Äschenregion

6

Barbenregion

7

Brachsenregion

Großräumige Folgewirkungen auf die Fließgewässerbiozönosen lassen sich daher derzeit nicht ableiten. In bestimmten Einzugsgebieten wurde aber in den letzten Jahrzehnten bereits eine signifikante Zunahme der sommerlichen Niederwasserperioden nachgewiesen, was zu verringerter Habitatverfügbarkeit führen kann (Hauer et al., 2012). Anders als bei der Hydrologie verhält es sich mit der Wassertemperatur, die eng an die Lufttemperatur gekoppelt ist. Bereits in den letzten 100 Jahren ist eine Zunahme der Wassertemperatur in den Fließgewässern zu verzeichnen, wie dies anhand von Langzeitmessungen an der Donau ersichtlich wird (Abbildung  3.15). Die Jahresmitteltemperatur der Donau nahm in den letzten 100 Jahren um ca. 2 °C zu. Besonders stark war die Zunahme in den letzten 20 Jahren. Als Folge der Wassertemperaturveränderungen ist eine Verschiebung von kaltwasserliebenden hin zu warmwasserliebenden Arten und folglich eine Verschiebung der Fischregionen zu erwarten (siehe Abschnitt 3.2.10).

Stillgewässer Die oberflächennahe Wassertemperatur von Seen in Österreich steigt derzeit um etwa 0,4–0,6 °C pro Dekade an (Dokulil, 2014). Im Tiefenwasser der Seen beträgt die Erwärmung etwa 0,1–0,2 °C pro Dekade (Dokulil et al. 2006; Abbildung 3.16; vergleiche auch Band 2, Kapitel 2). Diese Änderungen beeinflussen den trophischen Status von Seen ebenso wie deren Nahrungsketten und -netzwerke. Im Hinblick auf die Biologie ermöglichen die höheren Temperaturen im Frühjahr einen früheren Wachstumsbeginn des Phytoplanktons. Gerten und Adrian (2000) konnten bereits eine Vorverlegung des Maximums im Frühjahr um einen Monat nachweisen. Die wichtigen Zooplankton Arten (Keratella, Bosmin und Daphnia) entwickelten sich ebenfalls zwei Wochen früher, was zu einem früheren Eintritt der sogenannten Klarwasserphase führte.

11,5

Wassertemperatur (°C)

11,0 10,5 10,0 9,5 9,0 y = 0,016x - 21,535 R2 = 0,543 y = 0,0167x - 23,026 R2 = 0,8545

8,5 8,0 Jahr Jahresmittel

Linear (Jahresmittel 1900-2005)

10-Jahres-Mittel

Linear (Jahresmittel 1975-2005)

Abbildung 3.15 Langzeitmessung der Wassertemperatur der Donau. Datenquelle: Hydrographisches Zentralbüro Figure 3.15 Longterm observations of water temperature in the River Danube in Austria. Source: Central Hydrographic Office

531

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

AAR14

Abbildung 3.16 Langzeitmessung der Wassertemperaturen aus verschiedenen Tiefen ausgewählter Seen in Österreich. Nach Dokulil et al. (2006) Figure 3.16 Longterm observations of water temperature in different depths of selected lakes in Austria. Adapted from Dokulil et al. (2006)

Als Folge der Temperaturzunahme ist ein Vordringen wärmeliebender aquatischer Vegetationselemente zu erwarten. Die Verbreitung erfolgt dabei vorwiegend entlang der Donau, wobei thermophile Elemente aus dem unteren Donauraum flussaufwärts vordringen und sich aus dem atlantischen Bereich Makrophyten (Wasserpflanzen) über den Rhein-MainDonau-Kanal flussabwärts verbreiten und von dort in die Seen gelangen. Diese Ausbreitung erfolgt aktiv durch Wanderungen bzw. passiv durch Transport mit Schiffen. Für die heimische Makrophytenvegetation sind Gefährdungen vor allem in stehenden und langsam fließenden Gewässer oder Gewässerabschnitten gegeben (Janauer et al., 2003). Viele der neuen Arten haben starke Auswirkungen auf das befallene Gewässersystem, besonders aber auf die vorher dort wachsenden Wasserpflanzen. Daraus kann eine Gefährdung der heimischen Biodiversität mit Auswirkungen auf die Fisch- und wirbellose Fauna sowie die Sportfischerei entstehen. Von einer Erwärmung der Oberflächengewässer sollten bei den Fischen jene Neozoen profitieren, die höhere Temperaturen bevorzugen, wie etwa der Graskarpfen (Ctenopharyngodon idella) oder der Sonnenbarsch (Lepomis gibbosus; vgl. Rabitsch et al., 2013).

3.4 3.4

3.4.1

Ökosystemleistungen Ecosystem services

Definition und Abgrenzung

Die Betrachtung von Leistungen der Natur, die aufgrund ihres Nutzens für die Menschen zur Wohlfahrt beitragen (McVittie

532

et al., 2013) hat in den letzten Jahren einen enormen Aufschwung genommen (Costanza et al., 1997). Die Vereinten Nationen prägten mit dem Millennium Assessment (MEA, 2005) den Begriff der „Ökosystemleistungen“ („ecosystem services“). Nach dem „Millennium Ecosystem Assessment“ lassen sich Ökosystemleistungen in vier Kategorien einteilen, wobei die sogenannten unterstützenden Leistungen (z. B. Erhaltung der genetischen Vielfalt) als Basis für die übrigen Leistungen angesehen werden: (i) Unterstützende Leistungen (Basisleistungen; Ökosystemleistungen, die auf Bodenbildung, Nährstoffkreislauf und Erhaltung der genetischen Vielfalt beruhen), (ii) Bereitstellende Leistungen (Bereitstellung von Nahrung, Wasser, Baumaterial – Holz, Fasern, Rohstoffe für Arzneimittel), (iii) Regulierende Leistungen (Regulierung von Klima, Überflutungen, Erosion, Rutschungen, Steinschlag, Krankheiten, Wasserqualität, Abfallbeseitigung, Bestäubung), und (iv) Kulturelle Leistungen (Ökosystemleistungen, die Erholung, Naturtourismus, ästhetisches Vergnügen und spirituelle Erfüllung fördern). Der Begriff der Ökosystemleistungen muss von „Ökosystemfunktionen“ unterschieden werden. Obwohl es terminologische Überschneidungen gibt, werden als Ökosystemfunktionen in der Regel die hinter den Ökosystemleistungen stehenden ökosystemaren Prozesse, seltener auch dahinterstehende ökosystemare Strukturen und Zustände bezeichnet. Die Unterschiede beruhen z. B. darauf, dass der Begriff der Ökosystemleistungen verschieden weit gefasst wird. Teilweise werden Ökosystemfunktionen und -prozesse als „Ökosystemleistung“ gekennzeichnet, wohingegen in anderen Definitionen von einer strikten Trennung in ökosystemare Prozesse, Funktionen und Leistungen sowie in den daraus entstehenden Nutzen ausgegangen wird.

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Derzeit ist mit dem CICES-Prozess (Common International Classification of Ecosystem Goods and Services) ein weiterer Versuch auf EU-Ebene im Gange, aufbauend auf MEA und TEEB (Haines-Young und Potschin, 2010) einen konsistenten Rahmen für die Analyse von Ökosystemleistungen zu schaffen. Letztendlich sollen Klassifikationssysteme die Grundlage für die Erfassung und Bewertung von „Naturleistungen“ bilden. Im CICES werden jedoch, die Basisleistungen (supporting services; z. B. Photosynthese, Nährstoffkreislauf etc.) des MEA nicht angeführt, um Doppelzählungen zu vermeiden. Im Rahmen des gegenständlichen Kapitels wird die vorhandene Literatur zu potentiellen Auswirkungen eines Klimawandels auf Ökosystemleistungen mit Bezug zu Österreich gesammelt und dargestellt. Im Sinne des MA wird die Erhaltung der Biodiversität als Voraussetzung für die Erbringung der anderen Ökosystemleistungen (bereitstellende, regulierende und kulturelle) betrachtet. Es wird hier im Rahmen der bereitstellenden Ökosystemleistungen zwischen der Produktion von Holzbiomasse sowohl für materielle Zwecke als auch zur Energiegewinnung und der Produktion von Biomasse zu Ernährungszwecken unterschieden. Im Sinne von regulierenden Ökosystemleistungen werden die Speicherung von Kohlenstoff als Klimaschutzleistung, die Sicherung der Wasserschüttung bzw. der Grundwassernachlieferung und der Schutz vor gravitativen Naturgefahren betrachtet. Es wird darauf verweisen, dass dieses Kapitel keinen Gesamtüberblick zu Ökosystemleistungen in Österreich liefert und viele wichtige Ökosystemleistungen nicht berücksichtigt werden, da keine Information zu deren Beeinflussung durch den Klimawandel vorliegen. Für Moore, Wälder, Grünland und Ackerflächen werden nachfolgend ausgewählte Ökosystemleistungen, zu denen wissenschaftliche Literatur vorhanden ist, in Bezug auf ihre Anfälligkeit gegenüber Phänomenen des Klimawandels zumeist qualitativ auf Basis von vorliegenden Detailstudien bzw. als Synthese verfügbarer Information beurteilt. Der Begriff der Vulnerabilität wird hier im Sinne von O´Brien et al. (2004) ohne die Miteinbeziehung von möglichen Anpassungsoptionen als summarische qualitative Bewertung der zu erwartenden Klimawandelauswirkungen verwendet (vgl. Abschnitt 3.1 und Band  2, Kapitel  1). Berücksichtigt werden dabei die Erzeugung von Nahrungs- und Futtermitteln, Holzbiomasse für materielle Verwendung sowie für energetische Zwecke (bereitstellend), die Speicherung von Kohlenstoff als Klimaschutzleistung, die Sicherung der Wasserschüttung bzw. der Grundwassernachlieferung und der Schutz vor gravitativen Naturgefahren (regulierend).

3.4.2

Moore

Moorgebiete stellen nicht nur spezielle Habitate dar, die eine Anzahl hochgradiger Spezialisten aus der Pflanzen- und Tierwelt beherbergen, sondern sind auch hocheffiziente Kohlenstoffspeicher mit über 150  t gespeichertem Kohlenstoff pro Hektar in dem obersten 50  cm Bodenhorizont. Waldböden haben im Durchschnitt nach Weiss et al. (2000) in Österreich etwa 119 t / ha Kohlenstoff gespeichert. Vor allem Hochmoore sind sensitiv auf wärmeres und niederschlagsärmeres Klima. In Österreich handelt es sich ca. um 4 000 ha solcher klimasensitiver Hochmoore. Niedermair et al. (2010) sehen 85 % der Hochmoore in Österreich bei Temperaturerhöhungen von 2–3 °C als gefährdet an. Zu ähnlichen Ergebnissen kommen auch Essl et al. (2012; vgl. auch Tabelle 3.5). Absolut gesehen ist die Relevanz dieser ökologisch bedeutsamen Ökosysteme als Kohlenstoffspeicher jedoch als eher gering einzustufen.

3.4.3

Wälder

Mit ca. 50 % der Fläche Österreichs ist die Relevanz von Waldökosystemen für die Erbringung von Ökosystemleistungen offensichtlich. Die Bedeutung einzelner Waldleistungen variiert örtlich stark und kann in einzelnen Regionen in Abhängigkeit von ökologischen Produktionsbedingungen oder der jeweiligen Regionalpolitik generell unterschiedlich sein (EEA, 2010). Tabelle 3.7 zeigt einen Überblick zu Waldleistungen und deren Beeinflussung durch Klimawandeleffekte. Die Holzproduktion könnte einerseits von höheren Zuwächsen profitieren, doch wird es vor allem in jetzt schon trockenen inneralpinen Tallagen und auf seichtgründigen Standorten, die wenig Wasser speichern können, zu einem teilweisen Rückgang der Produktivität durch Trockenperioden und Hitzewellen kommen (Seidl et al., 2011b). Die Fichte wird in submontanen Höhenlagen auf großen Flächenanteilen als Hauptbaumart für eine geregelte Forstwirtschaft nicht mehr geeignet sein, da sich durch eine Klimaerwärmung in diesen Höhenlagen regelmäßig 2–3 Generationen Fichtenborkenkäfer pro Jahr entwickeln können (Seidl et al., 2008; Jönsson et al., 2011; siehe auch Box 3.5). Allgemein wird im heute nadelholzdominierten Bergwald durch die zunehmende Konkurrenzkraft von Laubhölzern, wie z. B. Buche und Bergahorn, die Baumartenvielfalt und damit der waldbauliche Entscheidungsspielraum bei der Baumartenwahl vergrößert. Der durchschnittliche Holzvorrat in den Alpenwäldern wird sich wahrscheinlich weiter erhöhen: Denn einerseits wird weniger Holz genutzt als zuwächst, andererseits steigt durch das Älterwerden

533

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

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Tabelle 3.7 Qualitative Beurteilung der Vulnerabilität ausgewählter Ökosystemleistungen von Wäldern im Ostalpenraum. (+) nicht vulnera! " ƒ! !$ €  !! ¡ !+=  ¡  ?? \ \† ƒ+=  #??$ ‰ ˆ      

Quellen die in vorangegangenen Kapiteln zu Arten und Ökosystemen verwendet wurden Table 3.7 &!  ƒ „  ƒ! ! ‡  !+    +‡   ƒ+  ˆ $   ƒ! ! " ƒ! !$ 

horizone 2050. Longterm until 2100. Based on all sources used in previous chapters on species and ecosystems Ökosystemleistung

Einschätzung der Vulnerabilität

Holzproduktion

"

auf großen Flächen Zunahme der Produktivität; lokal-regional durch großflächige Störungen und durch Trockenheit gefährdet; langfristig Erhöhung des Laubholzanteiles

Kohlenstoffspeicherung

"

korrespondiert tw. mit Holzproduktion; Kohlenstoffpools im Waldboden könnten bei Erwärmung durch intensiveres Störungsregime zur CO2-Quelle werden

Objektschutz

"

durch höhere Störungsfrequenz, häufigere und intensivere Niederschlagsereignisse vulnerabel; wichtig zur Aufrechterhaltung von Infrastruktur und Siedlungsräumen

Trinkwasserschutz

"

durch höhere Störungsfrequenz, häufigere und intensivere Niederschlagsereignisse raschere Humusabbauraten und Nitratauswaschung vulnerabel

Biodiversität

|"

über der Waldgrenze Verdrängung artenreicher Grasvegetation durch das Höherwandern der Waldgrenze; die Baumartendiversität in der montanen Vegetationsstufe nimmt zu

der Waldbestände der Holzvorrat. Dieser weitere Anstieg des Holzvorrates hat möglicherweise negative Auswirkungen auf die Schadanfälligkeit durch Stürme, wodurch der Trend zu ansteigenden Vorräten sich in sein Gegenteil verkehren könnte. Wälder mit Schutzfunktion (d. h. Wälder, welche entweder menschliche Einrichtungen und Bauwerke oder aber den Boden vor negativen Effekten durch gravitative Naturgefahren wie Lawinen, Steinschlag oder Erosion schützen) haben im Alpenraum eine besondere Relevanz. So geht etwa in der Schweiz das Bundesamt für Umwelt davon aus, dass zirka 40– 60 % des Schweizer Waldes eine Schutzfunktion gegen Naturgefahren aufweisen (Wehrli et al., 2007). In den Bayerischen Alpen gelten gemäß Waldgesetz ungefähr 60 % des Waldes als Schutzwald, in Österreich sind etwa 31 % der gesamten Waldfläche prioritär mit einer Schutzfunktion belegt (Niese, 2011). In einzelnen alpinen Regionen liegt der Schutzwaldanteil höher, beispielsweise in Tirol mit mehr als 66  %. In den letzten Jahrzehnten hat die Bedeutung der Schutzfunktionalität zugenommen, weil Gebiete, die früher im Winter gemieden wurden, heute ganzjährig besiedelt sind oder eine bedeutende Rolle im Tourismus spielen. Durch die klimawandelbedingt zu erwartende Intensivierung der Störungsregime wird auch zunehmend der Schutz vor gravitativen Naturgefahren betroffen sein und es werden vermehrt temporäre technische Schutzmaßnahmen wie Steinschlagnetze und Schneewerke erforderlich sein. Insgesamt werden die Anforderungen in Bezug auf stabile, ausreichend zahlreiche Dauerbestockungen gegen Steinschlag und Lawinenanbrüche sowie gutes Wasserrückhaltevermögen durch humusreiche, biologisch aktive Böden zur Vorbeugung und Abschwächung von Hochwasserereignissen in Zukunft noch

534

wichtiger werden (Maroschek et al., 2009). Zusätzlich wird wahrscheinlich auch das Naturgefahrenpotential regionsspezifisch zunehmen. Zum Beispiel wird etwa die Erosionsgefährdung aufgrund der Zunahme von Starkniederschlägen ansteigen. In tieferen Lagen ist zwar allgemein mit geringeren Schneehöhen zu rechnen, jedoch aufgrund von häufigeren Nassschneesituationen auch mit vermehrten Lawinenanbrüchen im Waldbereich (Perzl und Kammerlander, 2010). Ein Beispiel aus den Dolomiten in Italien zeigt, dass es durch den Klimawandel aber auch zu geringerer Gefährdung durch Naturgefahren kommen könnte. So wird wegen der geringeren Schmelzwassermengen im Frühjahr mit einer Verminderung von Hangrutschungen gerechnet (Dehn, 1999). Bisher stellte die Verfügbarkeit von qualitativ hochwertigem Trinkwasser im Alpenraum kein Problem dar. Mit Ausnahme einiger prioritär als Quellschutzwälder bewirtschafteter Flächen wurde die Sicherstellung der Trinkwasserschüttung im „Kielwasser“ anderer Waldfunktionen als gegeben unterstellt. Bei weiter anhaltendem Eintrag von atmosphärischem Stickstoff in Waldökosysteme bei gleichzeitig klimabedingt zunehmenden Störungen und häufigeren Starkniederschlägen könnten die Nitratgehalte im Quellwasser jedoch über die Grenzwerte ansteigen (Herman et al., 2007). Um die Wasserqualität zu sichern, werden daher in Zukunft auf Quellschutz zugeschnittene Waldbaukonzepte notwendig werden, die spezielles Augenmerk auf waldhydrologisch günstige Baumartenzusammensetzung, stabile Bestandesaufbauformen und Humusmanagement legen. Der österreichische Wald repräsentierte nach Weiss et al. (2000) im Jahr 1990 einen Kohlenstoffvorrat von 783 ±190 Mt C (Waldbiomasse: 320 ±42 Mt C; Waldboden:

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Aufforstung & natürliche Neubewaldung

Wald

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Holzprodukte

Materialsubstitution

1990: 783+/- 190 Mt C davon 320+/- 42 Mt C in Waldbiomasse

„Biomasse“

Energiesubstitution

463  ±185  Mt  C; vgl. Abbildung  3.17) und somit den mit Abstand größten Kohlenstoffspeicher in der österreichischen Landschaft. Dieser Vorrat entspricht in etwa 40 österreichischen CO2-Äq.-Emissionen der Treibhausgase CO2, CH4 und N2O im Jahr 1990. Nach Weiss et al. (2000) war der österreichische Wald im Zeitraum 1961 bis 1996 eine Nettokohlenstoffsenke. Die mittlere jährliche Nettokohlenstoffbindung der Waldbiomasse betrug in diesem Zeitraum 2 527 kt C (9 267 Gg CO2) mit einem Jahresminimum von 1 014  kt  C und einem Jahresmaximum von 3 689 kt C (Unsicherheit ±748 kt C). Für den Zeitraum 1980  bis  1996 entspricht diese Nettokohlenstoffbindung etwa 14 % der gesamten österreichischen BruttoCO2-Äq.-Emission der Treibhausgase CO2, CH4 und N2O. Das Temperaturregime hat einen wesentlichen Einfluss auf den Bodenkohlenstoff. Eine Temperaturzunahme führt zu erhöhter mikrobieller Aktivität und damit zu erhöhten CO2Freisetzungsraten aus Waldböden. Experimentelle Klimamanipulationen in Achenkirch / Tirol zeigen dass bei einer Bodenerwärmung um 4 °C kurzfristig bis zu fünfzig Prozent mehr CO2 ("2,5 t ha"1) freigesetzt werden können (Schindlbacher et al., 2009). Inwieweit dieser Trend langfristig anhält und ob Österreichs Waldböden entsprechend große Mengen an Kohlenstoff verlieren, ist noch unklar und eine der zentralen Fragestellungen der Bodenökologie. Veränderungen im Niederschlag könnten den Bodenkohlenstoff in ähnlichem Umfang beeinflussen. Die Richtung kann allerdings entgegengesetzt sein, sodass vermehrte Trockenheit im Sommer möglicherweise zu einer verminderten Freisetzung von CO2 und zu einer Kompensation des Erwärmungseffekts führt (Schindlbacher et al., 2012). Dieser Temperatureffekt und ansteigende Nutzungen (z. T. durch Kalamitäten bedingt) haben in den 1990er und 2000er Jahren die Senkenstärke des österreichischen Waldes deutlich verringert (siehe dazu Band 3, Kapitel 2). Diese Entwicklung

Abbildung 3.17 Klimaschutzfunktion des österreichischen Waldes. In situ waren 1990 nach Weiss et al. (2000) 783 Mt C gespeichert. Die Nutzung von Waldbiomasse wurde ex situ durch Substitution von fossilen Energieträgern sowie energieintensiveren Materialien durch Holzprodukte klimaschutzwirksam. Natürliche Neubewaldung = Zuwachsen von bisherigen Nichtwaldflächen Figure 3.17 Climate change mitigation effects of the Austrian forests. In situ storage of 783 Mt C (Weiss et al., 2000), harvested biomass contributed ex situ to climate change mitigation via substitution of fossil fuels and energy intensive materials. Natural afforestation = forest succession on current non-forest land

zeigt auf, dass in Zukunft in Abhängigkeit von Störungsregime und Bewirtschaftung die Kohlenstoffpools im Wald abnehmen könnten. Für eine Gesamtbewertung der waldbasierten Minderungswirkung ist jedoch der Energiesektor, Materialsubstitution und die Speicherung von Kohlenstoff in Holzprodukten zu berücksichtigen (siehe dazu Band 3, Kapitel 2). Am Standort Poschach (Obergurgl, Ötztal) wurde festgestellt, dass die Verdrängung von Zwergsträuchern an der Waldgrenze nach Hochlagenaufforstung zu Kohlenstoffverlusten im Boden führt. Die Zwergsträucher Calluna und Rhododendron sind für ihre schlecht abbaubare Streu und für den extrem geschlossenen Nährstoffkreislauf bekannt. Die Böden unter Zwergsträuchern erwiesen sich als wesentlich kohlenstoffreicher als jene unter einem 50  Jahre alten Zirbenwald (Jandl, 2011). Dies hat Implikationen für die Kohlenstoffbilanz: Zwar wird in der oberirdischen Biomasse im Wald ein großer Kohlenstoffvorrat aufgebaut, doch wird gleichzeitig der stabilere Kohlenstoffvorrat im Boden abgebaut. Die Implikation für die österreichische Kohlenstoffbilanz ist, dass durch die Vegetationsänderung insgesamt nur ein kleiner Bodenkohlenstoffpool aufgebaut wird, der überdies stark auf Temperaturanstieg reagiert und leicht abbaubar ist. Biologisch könnten die Wälder in Österreich in den kommenden Dekaden auch weiter zusätzlichen Kohlenstoff speichern (z. B. Zierl und Bugmann, 2007; Seidl et al., 2008, Hagedorn et al., 2010). Allerdings ist die Speicherleistung von Wäldern limitiert, da nicht unbegrenzt große Biomassevorräte und damit Kohlenstoffmengen aufgebaut werden können. Geht man davon aus, dass in Zukunft Störungsintensität und -häufigkeit zunehmen, besteht das Risiko, dass der durchschnittliche Hektarvorrat an Waldbiomasse sinken könnte. Die in situ Senkenwirkung der Waldflächen ist stark von der zukünftigen Nutzungsintensität abhängig. Obwohl Kohlen-

535

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

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Tabelle 3.8 Qualitative Beurteilung der Vulnerabilität ausgewählter Ökosystemleistungen von Grünlandflächen im Ostalpenraum. (+) nicht ƒ! ! " ƒ! !$ ‰ ˆ       &!!   ƒ  ˜\ ! ¡ ˆ   ®†‡ 

verwendet wurden Table 3.8 &!  ƒ „  ƒ! ! ‡   ! +‡   ƒ+  ˆ $   ƒ! ! " ƒ! !$ §  !!

sources used in previous chapters on species and ecosystems Ökosystemleistung

Einschätzung der Vulnerabilität

Holzproduktion

"

auf großen Flächen Zunahme der Produktivität; lokal-regional durch großflächige Störungen und durch Trockenheit gefährdet; langfristig Erhöhung des Laubholzanteiles

Kohlenstoffspeicherung

"

korrespondiert tw. mit Holzproduktion; Kohlenstoffpools im Waldboden könnten bei Erwärmung durch intensiveres Störungsregime zur CO2-Quelle werden

Objektschutz

"

durch höhere Störungsfrequenz, häufigere und intensivere Niederschlagsereignisse vulnerabel; wichtig zur Aufrechterhaltung von Infrastruktur und Siedlungsräumen

Trinkwasserschutz

"

durch höhere Störungsfrequenz, häufigere und intensivere Niederschlagsereignisse raschere Humusabbauraten und Nitratauswaschung vulnerabel

|"

über der Waldgrenze Verdrängung artenreicher Grasvegetation durch das Höherwandern der Waldgrenze; die Baumartendiversität in der montanen Vegetationsstufe nimmt zu

Biodiversität

stoffspeicherung aufgrund der fehlenden Märkte zurzeit noch eine untergeordnete Rolle in der Waldbewirtschaftung in Österreich spielt, konnten erste Abschätzungen auf Basis von Simulationsmodellen zeigen, dass waldbauliche Maßnahmen die Senkenfunktion von Wirtschaftswald deutlich weiter erhöhen können (Seidl et al., 2007, 2008). Es würde allerdings zu kurz greifen, nur die in situ Klimaschutzfunktion der Wälder zu berücksichtigen. Über eine kaskadische Nutzung von Waldbiomasse kann dieser Effekt verstärkt werden (siehe dazu Band 3, Kapitel 2). Neophyten, wie z. B. der Götterbaum, aber auch heimische Baumarten bilden im Klimawandel neue Nischen auf Standorten, wo sie bisher nicht konkurrenzstark genug waren. Für den Naturschutz ergeben sich daraus neue Herausforderungen (z. B. Maroschek und Lexer, 2010).

3.4.4

Grünland, Weiden und Wiesen

Die land- und forstwirtschaftlich genutzte Fläche in Österreich beträgt laut Agrarstrukturerhebung 2010 7 348 000 ha, davon werden 1 441 000  ha als Dauergrünland und 1 371 000  ha als Ackerland bewirtschaftet (BMLFUW, 2013). Eine Klimaveränderung hat potentiell großen Einfluss auf die landwirtschaftliche Produktion und könnte eine bedeutsame Veränderung der Landnutzung erzwingen (u. a. Schaumberger et al., 2011). An Ökosystemleistungen sind sowohl bei Grünland- als auch Ackerflächen Produktion (Futter, Nahrungsmittel), Kohlenstoffspeicherung in

536

situ, Erosionsschutz, Trinkwasser-, Gewässerschutz und die Erhaltung der Biodiversität bedeutsam. Das österreichische Grünland nimmt in all seinen sehr unterschiedlichen Ausprägungen eine ganz besondere Rolle in der Bereitstellung multifunktionaler Ökosystemleistungen durch die Landwirtschaft ein (Götzl et al., 2011). Neben der Produktion von hochwertigem Grundfutter erfüllt und unterstützt Grünland zahlreiche ökologische Funktionen wie Artenvielfalt, Erosions-, Boden- und Gewässerschutz und stellt ein markantes sowie unverzichtbares Element der Kultur- und Erholungslandschaft dar (Pötsch, 2012; vgl. auch Tabelle 3.8). Die zunehmenden Ansprüche der menschlichen Gesellschaft durch den steigenden Bedarf an Nahrungsmitteln sowie stofflich und energetisch genutzter Biomasse führen zu stärkeren Flächenkonkurrenzen, die durch die Verknappung fossiler Ressourcen und insbesondere durch den Klimawandel noch verstärkt werden (Exner, 2011). Es gibt Grünlandflächen, die aufgrund der klimatischen oder topografischen Bedingungen nur eine extensive Nutzung zulassen. Die Analyse von Verschiebungen und Veränderungen zwischen intensivem und extensivem Grünland aufgrund von Klimawandeleffekten ist nur bedingt möglich, da intensives Grünland natürlich in Abhängigkeit von Rahmenbedingungen auch extensiv bewirtschaftet werden kann. Die Statistik zeigt eine Reduzierung der Grünlandflächen insgesamt. Das verbleibende Grünland muss daher intensiver genutzt werden, um die Erträge aufrechterhalten zu können. Eine intensivere Nutzung wirkt sich negativ auf die Biodiver-

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AAR14

Tabelle 3.9 Qualitative Beurteilung der Vulnerabilität ausgewählter Ökosystemleistungen von Ackerflächen im Ostalpenraum. (+) nicht ƒ! ! " ƒ! !$ ‰ ˆ       &!!   ƒ  ˜\ ! ¡ ˆ   ®†‡ 

verwendet wurden Table 3.9 &!  ƒ „  ƒ! ! ‡  !+   ! +‡   ƒ+  ˆ $   ƒ! ! " ƒ! !$ § 

all sources used in previous chapters on species and ecosystems. Ökosystemleistungen Produktion

Einschätzung der Vulnerabilität "

Überwiegend Zunahme der Produktivität durch autonome Anpassungen in der Produktionstechnik; Mögliche Zunahme der interannualen Ertragsschwankungen insbesondere durch Hitze und Trockenheit, regional auch durch andere Extremwetterereignisse (Hagel, Starkniederschläge) und Schaderreger

Kohlenstoffspeicherung

"

Kohlenstoffpools in Ackerböden könnten bei Erwärmung zur CO2-Quelle werden, regional Gefährdung durch Bodenerosion

Standort-/Objektschutz

"

Bodenerosions- und Überflutungsgefahren durch häufigere und intensivere Niederschlagsereignisse

Trinkwasser-, Gewässerschutz

"

Durch höhere Störungsfrequenz, häufigere und intensivere Niederschlagsereignisse, Bodenerosionsgefahr, raschere Humusabbauraten und höhere Nährstoffauswaschung

Biodiversität

|"

Gefährdung der Biodiversität durch Intensivierung; Steigerung der Biodiversität bei ökologischen oder naturnahen Landbaumethoden

sität aus. Der Bedarf an zusätzlicher Grünlandfläche könnte so manche bereits aufgegebene extensive Fläche wieder in die Nutzung zurückholen, falls sie noch nicht zu stark verwaldet ist. Neben der Produktion von Futtermitteln spielt die Kohlenstoffspeicherung bei Grünland eine wichtige Rolle. So liegt das Verlustpotential an Kohlenstoff unter Grünland bei bis zu 13  t / ha, wenn kein Augenmerk auf adäquates Humusmanagement gelegt werden würde (von Haaren et al., 2010; Kirchner et al., 2012).

3.4.5

Ackerflächen

Der Flächennutzungsanteil des Ackerbaues ist vor allem in den Flachlandregionen Österreichs hoch. Bezüglich der Vulnerabilität von Ökosystemleistungen der Ackerflächen (Tabelle 3.9) spielt die Topografie eine bedeutende Rolle, wobei hier vor allem die Bodenerosionsanfälligkeit oder die klimatische Wasserbilanz von Bedeutung ist. Allgemein ist für die Vulnerabilität verschiedener Funktionen die Art der Bewirtschaftung von Bedeutung, wie die Bodenbearbeitung, die Fruchtfolgen und die Intensität der Bewirtschaftung (z. B. ökologisch oder konventionell). Als Beispiel kann der Maisanbau dienen. Wegen der relativ späten Bestandesschließung sind extremere Niederschläge und höhere Winterniederschläge im Maisanbau hinsichtlich der Bodenerosion eine große Gefahr für das Ertragspotenzial des Bodens. Insbesondere in hügeligem Gelände und in den niederschlagsreicheren Anbaugebieten sind Bodenerosion

und Verschlämmungen eine bedeutende Klimawandelfolge in bestimmten Regionen Österreichs, wie etwa im Weinviertel (Klik und Eitzinger, 2010).

3.4.6

Aquakulturen

Die wirtschaftliche Bedeutung von Fischzuchtanlagen in Österreich hat in den letzten Jahren zugenommen. Im niederösterreichischen Alpenvorland wurde untersucht, wie sich ein zu erwartender Klimawandel auf die Wassertemperatur bzw. die Durchflussmenge der Alpenvorlandflüsse auf Fischzuchtanlagen sowie das Biomassepotential generell auswirken kann (Heissenberger et al., 2010; Kainz, 2011). Die derzeitige Wasserführung in diesen Alpenvorlandsflüssen liegt in der Regel um ein Vielfaches über dem Schwellwert der für Fischzuchtanlagen für Kaltwasserfische (Forellen, Saiblinge) erforderlich ist. Grundsätzlich sollten Kaltwasserarten wie Forellen und Saiblinge bei Wassertemperaturen < 18˚C gezogen werden. Dem Datensatz des Hydrographischen Jahrbuchs (2006) zufolge liegen z. B. die Wassertemperaturen im Flussunterlauf der Ybbs (Messstation Greimpersdorf ) sowie der Erlauf (Messstation Niederndorf ) in den Sommermonaten Juni und Juli bereits jetzt bei > 18˚C (Greimpersdorf: 20–21˚C; Niederndorf: 18,5–19,5˚C). Demzufolge werden bei steigenden Wassertemperaturen Aquakulturanlagen im Alpenvorland in Oberflussregionen gedrängt werden, wobei es jedoch insgesamt Steigerungspotential in Bezug auf produzierte Fischbiomasse gibt.

537

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

3.5 3.5

Forschungsbedarf Research needs

Der Wissensstand zu Klimawandelauswirkungen auf die Biosphäre mit spezieller Berücksichtigung österreichischer Verhältnisse ist derzeit in Bezug auf Sektoren, Ökosysteme und Arten(-gruppen) äußerst heterogen. Intensiv beforscht wurden bisher land- und forstwirtschaftliche Sektoren mit zugehörigen Nutzpflanzen bzw. Baumarten und Waldökosystemen sowie einzelne Schädlinge (bzw. Störungsregime), die Hochgebirgsflora und ausgewählte Aspekte der Fauna (z. B. Fische und Gewässerökosysteme). Der Forschungsbedarf in Bezug auf die Biosphäre ist daher im Allgemeinen bedeutend, die Relevanz hoch. Biodiversität ist die Grundlage für die Erbringung von Ökosystemleistungen, die für das menschliche Wohlbefinden unabdingbar sind. Die Biosphäre spielt eine Schlüsselrolle im globalen Kohlenstoffkreislauf und damit für den Klimaschutz. t


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In bisher weniger beachteten Ökosystemtypen bzw. Artengruppen sollte der Wissensstand zu Klimawandeleffekten dringend verbessert werden. Als vordringlich wird die Identifikation klimasensitiver Arten, Lebensräume, Schutzgebiete und Ökosystemleistungen und der erforderlichen Maßnahmen für deren Schutz erachtet. Dies gilt in besonderem Maße für Teile der Biodiversität mit hoher Verantwortung (geschützte, gefährdete und prioritäre Arten und Lebensräume) Vermehrtes Augenmerk sollte auf die Auswirkungen von Extremereignissen (Hitze, Frost, Trockenheit, Stürme) und Störungsregime sowie die interannuelle Schwankung von Klimavariablen gelegt werden Der Kenntnisstand zur Sensitivität von Arten, Ökosystemen und Ökosystemleistungen in Bezug auf mögliche zukünftige Klimawandelpfade sollte durch gezielteres und konsistenteres Verwenden von mehreren Klimawandelszenarien in den Analysen verbessert werden Allgemein sind Forschungsanstrengungen dahingehend zu intensivieren, dass in der Klimafolgenforschung ein Methodenmix zur Anwendung gelangt, der Modellbildung und Simulation und empirisch-experimentelle Forschungsansätze kombiniert Anzustreben sind integrierte Untersuchungsansätze die verschiedene Artengruppen in Ökosystemen bzw. interagierende Ökosystemtypen in zeitlich-räumlichen Untersuchungsansätzen auf verschiedenen Skalen berücksichtigen, um das holistische Systemverständnis zu verbessern

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Insbesondere die Wechselwirkungen mit anderen Faktoren des Globalen Wandels (z. B. Landnutzung, Globalisierung) und die Anpassungskapazitäten der Arten und Lebensräume sind nicht ausreichend bekannt Die Einrichtung von Klimafolgen-Monitoringprogrammen (wie z. B. GLORIA) auf Grundlage wissenschaftlicher Methoden, die verschiedene Artengruppen oder Ökosysteme berücksichtigen, ist erforderlich, um klimawandelbedingte Änderungen der Biodiversität zu erkennen. Aufgrund der großen regionalen Vielfalt Österreichs sind räumlich-explizite, vergleichende Untersuchungen von hoher Relevanz

t


3.6 3.6

Literaturverzeichnis References

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

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 %!    # 

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Band 2 Kapitel 4:

Der Einfluss des Klimawandels auf die Reliefsphäre

Volume 2 Chapter 4: Climate Change Impact on Geospheres

Koordinierender Leitautor Thomas Glade LeitautorInnen Rainer Bell, Paul Dobesberger, Christine Embleton-Hamann, Reinhard Fromm, Sven Fuchs, Karl Hagen, Johannes Hübl, Gerhard Lieb, Jan-Christoph Otto, Frank Perzl, Robert Peticzka, Christoph Prager, Cyrus Samimi, Oliver Sass, Wolfgang Schöner, Dagmar Schröter, Lothar Schrott, Christian Zangerl, Antonia Zeidler

Für den Begutachtungsprozess Peter Houben

Inhalt ZUSAMMENFASSUNG

558

SUMMARY

558

KERNAUSSAGEN

558

4.1 4.1.1 4.1.2 4.1.3

Allgemeine Grundlagen Prozesse in Reliefsystemen Dynamik in Reliefsystemen Menschlicher Einfluss auf die Reliefsysteme

560 560 562

$O 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5 4.2.6

”* #  Gravitative Massenbewegungen Schneelawinen Periglaziale Prozesse Glaziale Prozesse Waldbrände Weitere Sedimenttransporte

+&+ 565 572 575 580 581 583

4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4

Dienstleistungen der Reliefsphärensysteme Supporting Services Provisioning Services Regulating Services Cultural Services

586 587 588 588 588

4.4

Forschungsbedarf

589

4.5

Kurzfassung

591

4.6

Literaturverzeichnis

592

563

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

ZUSAMMENFASSUNG Der Einfluss des Klimawandels auf die Reliefsphäre ist über veränderte Aktivitäten der unterschiedlichen Oberflächenprozesse sichtbar. Es werden direkte Folgen wie beispielsweise verstärkte Murtätigkeit durch veränderte Niederschlagsverhältnisse und indirekte Folgen wie veränderte Waldbrandaktivität festgestellt. Wesentliche Fragen sind hierbei, welche langfristigen, über viele hunderte und tausende Jahre ablaufenden Schwankungen stattfinden, wie stark der Mensch durch seine raumwirksame Aktivität in das Prozesssystem eingreift und welche Bedeutung der Klimawandel hierin hat. Es muss mit Sorgfalt untersucht werden, ob die festzustellenden Änderungen ausschließlich auf den Einfluss des Klimawandels zurückzuführen sind. Im Rahmen dessen muss in diesem Kontext auch immer die Grundfrage geklärt werden, wie stark der Einfluss des Klimawandels auf die Reliefsphäre, im Vergleich zu den menschlichen Eingriffen, tatsächlich ist. In diesem Kapitel werden die unterschiedlichen Einflüsse auf die Reliefsysteme für gravitative Massenbewegungen, Schneelawinen, periglaziale und glaziale Prozesse, Waldbrände und weitere fluviale und äolische Sedimenttransporte analysiert. Die jeweiligen theoretischen Erläuterungen werden anhand vieler regionaler Beispiele aus Österreich dargestellt. Weiterhin werden die Dienstleistungen der Reliefsphärensysteme mit ihren Supporting -, Provisioning -, Regulating - und Cultural Services vorgestellt. Das Fazit ist, dass der Einfluss des Klimawandels sicherlich großen Einfluss auf die Reliefsphäre besitzt. Eindeutige Signale beschränken sich jedoch auf die Auswirkungen der Extremwetterereignisse und sind mit langfristig stattfindenden Änderungen und dem Einfluss des menschlichen Wirkens auf die Erdoberflächen überlagert. Es wird gezeigt, dass die unterschiedlichen Kräfte in verschiedenen raum-zeitlichen Skalen in den Reliefsphären gleichzeitig agieren. Deshalb können die beobachtbaren Änderungen dieser Reliefsphären nicht immer eindeutig dem Klimawandel zugeordnet werden.

SUMMARY The climate change impact on geospheres is visible for a variety of earth surface systems. Direct consequences include, for example, increased debris flow activity that is caused by changing extreme precipitation events, while indirect consequences refer to changing forest fire activities. Fundamental issues thus include the simultaneous interaction of long-term trends and patterns over thousands of years with the current human impact on these earth surface systems and the impact of climate change. Consequently, one has to address the investigation of

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climate change impacts on geospheres with great care in order to avoid any false interpretations of current observed changes. Basically, any determined changes need to be analyzed within their respective contexts in order to identify in detail the role of climate change on earth system processes. In this chapter, the climate change impacts are explored for different earth surface systems such as landslides, snow avalanches, periglacial and glacial processes, forest fires and extended fluvial and aeolian processes. These processes are discussed in this respect using numerous Austrian examples. Finally, the ecosystem services of geospheres are highlighted for supporting -, provisioning -, regulating - and cultural services. It is concluded that climate change impacts have indeed a high influence on geospheres, however, the explicit impact signals have to be reduced to extreme weather events which occur in phases of natural long-term variations and the distinct human impacts on the earth’s surfaces. Therefore, the different forces acting within the geospheres at different spatiotemporal scales are overlaid and the consequences of climate change on the earth surface system cannot be unambiguously concluded.

KERNAUSSAGEN t


Reliefsysteme sind von lang-, mittel- und kurzfristigen Änderungen gesteuert. Viele Untersuchungen zeigen, dass das Relief unserer Erde von sehr langfristigen über Jahrmillionen ablaufende Prozesse wie Gebirgsbildungen, von mittelfristigen über Jahrtausende andauernde Modifikationen wie der Vegetationsveränderung und von kurzfristigen in Perioden von Monaten, Wochen und Tagen stattfindenden Prozessen wie Starkniederschlägen gesteuert wird. Der substanzielle Einfluss des Klimawandels auf die lang- und mittelfristigen Wechselwirkungen in den Reliefsystemen gilt als unwahrscheinlich bei niedriger Beweislage und niedriger Übereinstimmung der Forschungsergebnisse. Der Einfluss auf kurzfristige Veränderungen ist dagegen bei einer mittleren Übereinstimmung und Beweislage als sehr wahrscheinlich anzusehen. t


Der menschliche Einfluss und die Auswirkungen des Klimawandels auf die Reliefsphäre sind häufig nicht zu trennen. Durch das räumliche und zeitliche Wirken des Menschen in seiner Umwelt werden die Abläufe und Wechselwirkungen im Reliefsystem ganz entscheidend verändert und beeinflusst. Dadurch kann nicht mehr genau zwischen Ursache und Wirkung differenziert werden kann. Ist der Einfluss des Klimawandels

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zum Beispiel die Zunahme einer Muraktivität im Gerinne tatsächlich eindeutig auf eine Zunahme von Starkniederschlägen oder aber auf veränderte Geschiebeverfügbarkeit bzw. Landnutzung im Einzugsgebiet zurückzuführen? Eine klare Zuweisung des menschlichen oder des klimatischen Einflusses auf die Reliefsysteme ergibt eine niedrige Übereinstimmung und schwache Beweislage, eine eindeutig beschreibbare Auswirkung des Klimawandels auf die Reliefsphäre wird daher als sehr unwahrscheinlich angesehen. t


Der Einfluss des Klimawandels auf gravitative Massenbewegungen ist sichtbar. Die maßgebliche Beeinflussung gravitativer Massenbewegungen und Muren durch den Klimawandel wird als wahrscheinlich angesehen, jedoch reagieren die unterschiedlichen Typen von Bewegungen in unterschiedlicher Weise (mittlere Übereinstimmung, geringe Beweislage). Hierzu gehört ein vermehrtes Auftreten spontaner Rutschungen oder Muren durch intensivere Starkniederschläge, aber auch eine verringerte Aktivität bei langsam kriechenden Massenbewegungen durch längere Trockenperioden und verringerte Wasserzufuhr durch Schneeschmelze. Sehr wahrscheinlich ist die Steigerung der Felssturzhäufigkeit oberhalb der Permafrostgrenze (hohe Übereinstimmung, mittlere Beweislage). t


Einflüsse des Klimawandels auf Schneelawinen sind in tieferen Lagen erkennbar. Veränderte Klimaverhältnisse beeinflussen die winterliche Schneedecke und damit die Schneelawinenaktivität in starker Abhängigkeit mit der Höhenlage. Einen großen Einfluss hat hierbei die steigende Temperatur. Einerseits führt dies in tieferen Lagen zu einer Abnahme der Schneedeckendauer (hohe Übereinstimmung und Beweislage) und andererseits ist zu erwarten, dass mehr Regen – aufgrund der Erwärmung – die Stabilität der Schneedecke negativ beeinflusst (hohe Übereinstimmung, mittlere Beweislage). Die Nassschneelawinen nehmen in tieferen Lagen zu (hohe Übereinstimmung und Beweislage). Bei einer Zunahme extremer Niederschlagereignisse in Hochlagen ist eine Zunahme von Lawinen in höheren Lagen zu erwarten (hohe Übereinstimmung, geringe Beweislage). Faktoren wie der anthropogen bestimmte Waldbestand sind für das Auftreten von Schneelawinen weiterhin wichtig (hohe Übereinstimmung, mittlere Beweislage). t


Das glaziale und periglaziale Reliefsystem wird deutlich vom Klimawandel geprägt. Da das glaziale und periglaziale Reliefsystem sehr stark über klimatische Signale wie Niederschlag und Temperatur gesteu-

ert wird, kann eine deutliche Auswirkung des Klimawandels konstatiert werden. Als Folge der Gletscherschmelze und des Auftauens von Permafrostbereichen ist mit vermehrten gravitativen Massenbewegungen (besonders Stürze aus Felsbereichen) zu rechnen (hohe Übereinstimmung, mittlerer Beweislage). Ein Rückgang der Permafrostvorkommen in Lockersedimenten (Schutthalden und Blockgletschern) kann zudem eine erhöhte Murgangaktivität zur Folge haben (hohe Übereinstimmung, geringe Beweislage). Eine erhöhte Geschiebetätigkeit in den glazial geprägten Abflussregimen und ein verstärkter Transport von Feinsedimenten der Gletscherschmelze ist mit dem Abschmelzen von Gletschern zu erwarten (hohe Übereinstimmung, geringe Beweislage). Weitere klimabedingte Veränderungen im glazialen und periglazialen Reliefsystem sind daher als sehr wahrscheinlich anzusehen. t


Der Klimawandel verändert das Reliefsystem durch Waldbrände. Waldbrände werden maßgeblich durch Temperatur und Niederschlag gesteuert. In wärmeren, trockeneren Sommern ist wahrscheinlich mit einer höheren Feuergefahr zu rechnen (hohe Übereinstimmung, mittlere Beweislage). Jedoch ist die Auslösung der Brände zu ca. 90 % anthropogenen Gründen zuzuordnen. Weiterhin wirkt eine verbesserte Brandbekämpfung einem Anstieg der Feuerhäufigkeit entgegen. Beachtung finden muss die veränderte Schutzfunktion von Wald gegenüber anderen Naturgefahren wie Überschwemmungen, Schneelawinen, Muren und Felsstürzen. Zusammengefasst wird der Einfluss des Klimawandels über Waldbrände auf das Reliefsystem bei einer mittleren Übereinstimmung und schwachen Beweislage nur als sehr unwahrscheinlich angesehen. t


Sedimenttransporte werden durch den Klimawandel verändert. Die Reliefsysteme werden u. a. durch fluviale und äolische Sedimenttransporte geformt und bestimmt. Diese Prozesse sind von den Transportmedien Wasser und Wind abhängig und insofern auch indirekt mitbestimmt durch den Klimawandel. Gleichzeitig modifiziert der Mensch die entsprechenden Systeme beispielsweise über Sedimentrückhaltebecken, Flussregulierungen und Landnutzungen und greift somit in die vom Klimawandel hervorgerufenen Änderungen maßgeblich ein. Die differenzierte Ursachen – Folgenforschung ergibt bei fluvialen Prozessen einen wahrscheinlichen Einfluss des Klimawandels (hohe Übereinstimmung, mittlere Beweislage). Bei äolischen Prozessen wird ein Einfluss des Klimawandels als sehr unwahrscheinlich bewertet (mittlere Übereinstimmung, schwache Beweislage).

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

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Der Klimawandel beeinflusst die Dienstleistungen der Reliefsphären nur untergeordnet. Die Dienstleistungen der Reliefsphären sind nur untergeordnet vom Klimawandel beeinflusst. Dieser verändert zwar die unterschiedlichen Services, diese Veränderungen sind jedoch nachrangig zu betrachten gegenüber den anthropogen verursachten Umgestaltungen. Zentrale Bedeutung hat die Reliefsphäre als Cultural Service für den Tourismus und hier besonders den Skitourismus. Dieser Service wird vom Klimawandel beeinflusst. Abgesehen vom Skitourismus fehlen jedoch hier grundlegende Forschungsarbeiten, weshalb bei niedriger Übereinstimmung und schwacher Beweislage ein Einfluss als sehr unwahrscheinlich eingestuft wird.

4.1 4.1

4.1.1

Allgemeine Grundlagen Fundamentals

Prozesse in Reliefsystemen

Das Relief, definiert als die Oberflächengestalt der Erdoberfläche, ist das Ergebnis endogen und exogen wirksamer Prozesse, wobei im Allgemeinen endogene Prozesse relieferhöhend wirken und exogene Prozesse relieferniedrigend. Abweichungen wie Grabenbrüche oder Sedimentationen als Ergebnis einer Erosion sind lokal anzutreffen. Grundlegend bleibt festzuhalten, dass die durch Tektonik etc. bedingte potentielle Energie in kinetische Energie umgewandelt wird und zum Prozessablauf führt. Trotzdem hat der Klimawandel für die exogenen Prozesse besondere Bedeutung, da diese geomorphologischen Prozesssysteme ihre Energiezufuhr direkt oder indirekt von der Sonnenstrahlung erhalten und darüber hinaus von Temperatur und Niederschlag gesteuert werden. Die Reliefsphäre umfasst alle an der Erdoberfläche ablaufenden Prozesse und Formen und wird durch die geomorphologische Prozessdynamik geprägt. Diese Prozesse formten früher, bestimmen heute und werden auch in der Zukunft die Reliefsphäre prägen. In Österreich passiert dies vielgestaltig und umfasst sowohl die Alpen als auch deren Vorländer, die Beckenlandschaften sowie das Gneis- und Granithochland der Böhmischen Masse. Diese heterogene Reliefsphäre weist sehr unterschiedliche geomorphologische Prozesse auf. Zu nennen wären: gravitative Massenbewegungen (Rutschungen, Muren, Stürze), Schneelawinen, periglaziale, glaziale, fluviale und äolische Prozesse. Ganz allgemein ist bei allen Prozessen festzustellen, dass es Bereiche gibt, in denen Material abgetragen (Erosion), transportiert (je nach Prozess und Größe

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des Ereignisses unterschiedlich weit; von wenigen Metern bis mehrere Kilometer) und abschließend wieder abgelagert (Akkumulation) wird. Neben diesen spielen, wenn auch lokal sehr begrenzt, Waldbrände eine wichtige Rolle, da sie das Prozessgeschehen in diesen Reliefsystemen stark beeinflussen können (Abschnitt 4.2.4). Gravitative Massenbewegungen sind bruchlose und bruchhafte hangabwärts gerichtete Verlagerungen von Felsund / oder Lockergesteinen unter Wirkung der Schwerkraft (Dikau und Glade, 2002). Auf folgende Typen von gravitativen Massenbewegungen wird in Abschnitt 4.2.1 eingegangen: Gleitprozesse (flachgründige und tiefgründige Rutschungen), Fließprozesse (Muren) und Sturzprozesse (Steinschlag, Felssturz und Bergsturz). Schneelawinen sind schnelle Massenbewegungen mit einem Volumen von mehr als 100 m³ und einer Länge von mehr als 50 m1. Es kann zwischen Trocken- und Naßschneelawinen (nach Art der Schneezusammensetzung) und Fließ- und Staublawinen (nach Art der Bewegung) unterschieden werden (Hübl et al., 2011b; Abschnitt  4.2.2). Periglaziale Prozesse (Abschnitt  4.2.3) kommen in den höheren Bereichen der Hochgebirge (periglaziale bzw. subnivale Höhenstufe) vor. Zur Ausbildung eines dauergefrorenen Unterbodens (Permafrost) kommt es, wenn die mittlere Temperatur während zwei oder mehr aufeinanderfolgenden Jahren unter 0 °C liegt. Permafrostbedingungen befinden sich in den österreichischen Alpen über 2500  m  Seehöhe (Ebohon und Schrott, 2008). Im Sommer kommt es durch die Sonneneinstrahlung zu oberflächlichen Auftauprozessen, die spezifische geomorphologische Prozesse wie Bodenkriechen bzw. Solifluktion in Gang setzen. Ein weiteres wichtiges Phänomen, das in diese Prozessgruppe gehört, sind die Blockgletscher. Dabei handelt es sich um Schuttmassen, die einen großen Anteil Eis enthalten, welcher sich deformieren kann, wodurch der Blockgletscher sich kriechend hangabwärts bewegt. Glaziale Prozesse umfassen sämtliche Phänomene, die durch die Bewegung des Gletschereises und der in, auf und unter dem Eis sowie am Eisrand bewegten glazialen Sedimenten durch Erosion und Akkumulation geschaffen werden. Analog fallen unter fluviale Prozesse all jene Phänomene, die durch das fließende Wasser der Bäche und Flüsse erschaffen werden (Abschnitt 4.2.5). Bei den äolischen Prozessen stehen die Wirkung des Windes und der dadurch geschaffenen Erosions- und Akkumulationsformen im Vordergrund. Rutschungen und Muren werden häufig durch kurze Starkniederschläge oder langandauernde Niederschläge geringerer Intensität ausgelöst. Jedoch ist auch die Temperatur 1

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entscheidend, so dass bei hohen Temperaturen die Evaporation höher und somit die Vorfeuchte des Bodens / Lockergesteins reduziert ist, wodurch eventuell das System stärkere Niederschläge verkraften kann ohne das ein Prozess ausgelöst wird (Crozier, 2010). Sollte zuvor viel Niederschlag in fester Form gefallen sein, entscheidet die Temperatur und die Strahlung über zusätzliche Wasserfreisetzung aus der Schneedecke, wodurch weniger Niederschlag in flüssiger Form benötigt wird, um Rutschungen und Muren auszulösen (Luino, 2005; Matsuura et al., 2013). Hintergründe zur hier angedeuteten komplexen Dynamik geomorphologischer Prozesse werden in Abschnitt  4.1.2 gegeben. Bei Schneelawinen ist die Neuschneemenge, die Triebschneemenge (durch Wind dem Lawinenhang zugeführter Schnee), die Ausbildung von Schwachschichten im Schneepaket (v. a. die Entstehung von Oberflächenreif in kalten Nächten) sowie Temperaturerhöhungen, die zur Durchfeuchtung der Schneedecke führen, entscheidend (Hübl et al., 2011b). Bei den glazialen Prozessen sind im Alpenraum in allen Gletscher-Monitoring Programmen ausschließlich abschmelzende Gletscher zu beobachten. Dies ist v. a. auf die erhöhte Temperatur, die Einstrahlung und den Grad der Bewölkung zurückzuführen, doch im Detail ist auch das Ausmaß und der Zeitpunkt der winterlichen und ggf. sommerlichen Schneedecke entscheidend, wie schnell ein Gletscher abschmilzt (siehe Band 2, Kapitel 2). Beim Permafrost geht man ebenso von einem Ausschmelzen (Degradation) auf Grund der steigenden Temperaturen aus, doch auch dabei sind z. B. der Zeitpunkt und die Mächtigkeit der Schneedecke bedeutsam. Bei den Waldbränden und äolischen Prozessen wird eine starke Trockenheit benötigt, d.h. hohe Temperaturen und wenig Niederschlag, sowie bei letzteren starker Wind. Der Klimawandel manifestiert sich v. a. über die Veränderung der Temperatur, des Niederschlags, der Einstrahlung und der Verdunstung. Verändern sich diese Parameter, könnten sich auch die geomorphologischen Prozesse ändern. In welchem Ausmaße dies geschehen könnte bzw. welche Kenntnisse derzeit bereits hinsichtlich der genannten geomorphologischen Prozesse vorliegen, wird in den nachfolgenden Kapiteln ausführlich diskutiert werden. Im Folgenden soll auf einige ausgewählte Beispiele eingegangen werden, um stellvertretend das Ausmaß und die potenziellen Konsequenzen geomorphologischer Prozesse aufzuzeigen, die sich durch den Klimawandel zukünftig häufen oder verschärfen könnten. In der Steiermark kam es im Juni 2009 neben großen Überschwemmungen zur Auslösung von extrem zahlreichen Rutschungen. Allein im Bezirk Feldbach sind 3 000 Rutschungen aufgetreten. Einige Häuser mussten evakuiert werden. Die

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Sanierung von 382 Rutschungen im Siedlungsgebiet und auf landwirtschaftlichen Nutzflächen gelegenen Rutschungen kostete 8,9 Mio. € (Hornich und Adelwöhrer, 2010). Zur Gesamtschadenhöhe liegen keine Angaben vor. Auslöser für diese Ereignisse waren Niederschläge von bis zu 200 mm / m2 innerhalb von drei Tagen. Bereits die Schneeschmelze im Winter 2008 / 2009 verursachte infolge der relativ hohen Schneedecke im Frühjahr 2009 etliche Rutschungen (Hornich und Adelwöhrer, 2010). Die Schneeschmelze mag vorbereitend auch dafür gesorgt haben, dass der Untergrund noch sehr feucht war, so dass im Juni die Auslösung neuer Rutschungen begünstigt wurde. Im Verlaufe des Sommers führten verschiedene Starkniederschläge immer wieder zur Reaktivierung und Neuauslösung von Rutschungen (Hornich und Adelwöhrer, 2010; vgl. auch Band 2, Kapitel 6). In Winter 1998 / 1999 kam es infolge von außergewöhnlich lang andauernden Schneefällen vielerorts zu extremen Schneehöhen in den Alpen, so dass zahlreiche und teilweise extrem große Schneelawinen ausgelöst wurden, so auch in Galtür (Stötter et al., 2002). Im Februar 1999 führten die Schneelawinen dort zu 53 verschütteten Personen, 31 Toten, sechs zerstörten Wohngebäuden und 18 zum Teil schwer beschädigten Gebäuden. Der Sachschaden betrug 5,27 Mio. € (Heumader, 2000). Die beschlossenen Schutzmaßnahmen, deren Umsetzung bis 2020 abgeschlossen sein sollen, belaufen sich auf Kosten in Höhe von ca. 14,5  Mio.  € (Stötter et al., 2002). Die Rolle des Klimawandels bei dieser Katastrophe konnte nicht eindeutig geklärt werden (vgl. auch Band 2, Kapitel 6). Im Jahr 2003 mit dem sehr warmen Sommer wurden in Österreich 203 Waldbrände verursacht. Die meisten davon traten in Niederösterreich, Tirol und Kärnten auf (Vacik, 2012). Häufig waren die Wälder im Hochgebirge betroffen (Gossow et al., 2009). Auch wenn diese überwiegend direkt oder indirekt vom Menschen ausgelöst wurden (Vacik, 2012) und es insgesamt relativ wenige Waldbrände in der Vergangenheit gab, zeigt das Beispiel von 2003, dass bei zunehmenden Temperaturen und Trockenheit auch die Waldbrandgefahr signifikant zunehmen kann. Im gleichen Jahr kam es alpenweit zu einer Zunahme von Sturzereignissen, die u. a. auf degradierenden Permafrost zurückgeführt werden. In Österreich war dies allerdings nicht zu beobachten (vgl. Abschnitt 4.2.5). Diese Beispiele zeigen, dass das Auftreten geomorphologischer Prozesse und deren Einwirken auf den Lebens- und Gestaltungsraum des Menschen beträchtliche Risiken, Opfer und Schäden hervorrufen kann (vgl. auch Band 2, Kapitel 6). Daher ist dringend zu untersuchen, zu welchen Veränderungen der Naturgefahren im Sinne modifizierter Prozessfrequenzen bzw. -magnituden und der potentiellen Risiken und tatsächli-

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

chen Schäden der Klimawandel in Zukunft führen kann, um darauf basierend geeignete Gegenmaßnahmen zu ergreifen. Der Einfluss des Klimawandels auf die Reliefsphäre und der in ihr ablaufenden geomorphologischen Prozesse ist Gegenstand der nachfolgenden Kapitel.

4.1.2

Dynamik in Reliefsystemen

Das österreichische Staatsgebiet kann in Bezug auf das Reliefsystem in Großformen gegliedert werden, für die – auf jeweils unterschiedlichen zeitlichen und räumlichen Skalen – gilt, dass sie nicht als statisch angesehen werden können, obgleich charakteristische Landschaftsformen über einen längeren Zeitraum ohne sichtbare Veränderung existieren. Diese Großformen sind das Ergebnis relativ stabiler Grenzbedingungen für ihre Entstehung, wie etwa konstante klimatische Rahmenbedingungen, Tektonik, oder Bodenbedeckung. Folgende Großeinheiten des Reliefsystems können in Österreich unterschieden werden: die österreichischen Alpen (Nord-, Zentral- und Südalpen), die alpinen Vorländer und Becken (Alpen- und Karpatenvorland, Wiener Becken, südöstliches Alpenvorland) sowie das Gneis- und Granithochland (Böhmische Masse). Die Dynamik in diesen Reliefsystemen findet in unterschiedlichen räumlichen und zeitlichen Skalen statt. In geologischen Zeiträumen (> 106 Jahre) betrachtet, können endogen und exogen wirksame Prozesse als kontinuierlich angesehen werden, Zeit ist hier eine unabhängige Variable. Wird der Betrachtungszeitraum allerdings verkürzt (< 102 Jahre), treten geomorphologische Prozesse diskontinuierlich bzw. episodisch auf. Zeit kann somit zu einer abhängigen, steuernden Variable werden. So transportieren Gebirgsflüsse kontinuierlich Sediment aus den Einzugsgebieten in die Vorfluter, auf einer kleineren Skale (< 10 Jahre) findet dieser Transport jedoch je nach Ereignisverteilung im Jahresverlauf (Maximum im Frühsommer) und im Tagesverlauf (Maximum am frühen Nachmittag) mit unterschiedlicher Intensität statt. Je nach Argumentation befindet sich somit das Reliefsystem im Ostalpenraum in einem dynamischen Gleichgewicht oder ist das Ergebnis nichtlinearer Dynamik und komplexer Wechselwirkungen (Keiler et al., 2010). Der Grundgedanke einer Messung der Effektivität von Veränderungen im Reliefsystem beruht auf dem Konzept von Frequenz (Ereignishäufigkeit) und Magnitude (Ereignisgröße). Häufige Ereignisse treten hierbei mit kleineren Magnituden auf als seltene Ereignisse, die umgekehrt eine höhere Ereignismagnitude aufweisen. Da die meisten Veränderungen im Reliefsystem (auf einer kleinen zeitlichen Skale) aus diskontinuierlichen Prozessereignissen bestehen, sagt ein Mittelwert der Veränderung in Reli-

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efsystemen jedoch wenig aus. Die Frequenz eines Ereignisses ergibt sich aus der Häufigkeit, mit der eine Ereignisgröße innerhalb eines bestimmten Zeitraums überschritten wird und drückt sich im Allgemeinen über die Eintretenswahrscheinlichkeit des Ereignisses aus. Viele geomorphologische Prozesse entziehen sich hinsichtlich der Frequenz und Magnitude jedoch einer direkten Messung, da sie entweder nicht beobachtet werden oder sie in langen Zeiträumen und großen Gebieten stattfinden, die bisher messtechnisch nur sehr schwer zu erfassen sind. Folglich muss der Zusammenhang zwischen Ereignisgröße und zeitlichem Auftreten indirekt abgeleitet werden. Dies erfordert eine Kenntnis der Ursache-WirkungsZusammenhänge, wobei zwischen Grunddisposition, variabler Disposition und auslösendem Ereignis unterschieden wird. Der Begriff Disposition bezeichnet den Systemzustand über die Zeit und steuert die Anfälligkeit eines betrachteten Gebietes gegenüber Veränderungen im Reliefsystem. Die Grunddisposition ist über den gewählten Betrachtungszeitraum mehr oder weniger konstant und räumlich beispielsweise durch die geologischen Verhältnisse geprägt. Variable Disposition bezeichnet die mittelfristige zeitliche Variabilität von Faktoren, die Veränderungen im Reliefsystem zur Folge haben, wie beispielsweise die hydrologischen Bedingungen im Untersuchungsgebiet. Auslösende Ereignisse (Trigger) sind episodische und im Normalfall auf einer kleinen zeitlichen und räumlichen Skale wirksame Belastungen des Systems, die unmittelbar zu einer Veränderung der Oberflächenform führen (Zimmermann, 2013). Auslösende Ereignisse sind mit dem Begriff des Schwellenwertes verbunden. Allgemein kann ein Schwellenwert definiert werden als kritische Konstellation, bei deren Eintreten sich abrupte Änderungen im Prozessverhalten des Systems ergeben. Diese Änderungen können Ergebnis eines internen Faktors aufgrund progressiver interner Systemänderungen (Beispiel: Zunahme der Abflussgeschwindigkeit führt zum Transport größerer Korngrößen) oder eines externen Faktors sein (Beispiel: hohe Niederschlagsintensitäten führen zu einer Überschreitung des Scherwiderstandes, es werden Rutschungen ausgelöst). In hoch sensitiven Reliefsystemen führen relativ kleine Änderungen bei den prozessauslösenden Faktoren zu Änderungen im System, während wenig sensitive Systeme nicht zu einer Systemänderung neigen. Derartige nichtlineare Beziehungen zwischen Frequenz, Magnitude, und Schwellenwerten stellen eine Herausforderung für die Quantifizierung der Dynamik in Reliefsystemen dar. Während Untersuchungen zu den direkten Auswirkungen des Klimawandels – vor allem in Bezug auf die Kryosphäre – im Ostalpenraum lange Forschungstradition haben (z. B.

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Abermann et al., 2009; vgl. Abschnitt 4.2.3 und 4.2.5), weist die Untersuchung indirekter Auswirkungen auf das Reliefsystem hingegen noch Forschungsbedarf auf (Keiler et al., 2010). Es wird postuliert, dass vor allem bei jenen Prozessgruppen, an denen Wasser als Agens beteiligt ist, eine Aktivitätszunahme zu beobachten ist (Fuchs, 2010). Die Analyse alpiner Naturgefahrenprozesse in Österreich zeigt aber auch, dass die Anzahl schadensverursachender Ereignisse seit 1950 rückläufig ist (Fuchs, 2009; Totschnig et al., 2011) und ein Trend hin zu einer höheren Frequenz oder einer größeren Magnitude derzeit nicht nachweisbar ist. Ursachen hierfür sind zum einen in der Erstellung technischer Verbauungen im gesamten hydrologischen Einzugsgebiet zu suchen, zum anderen in einer Veränderung der Vegetationsgrenze im Alpenraum und der Artenzusammensetzung, die wiederum mit Klimaänderungen zusammenhängen, aber auch mit einer geänderten Struktur der Landnutzung in Höhenlagen. Dies wird aus geomorphologischer Sicht und für eine andere zeitliche Skale auch von Embleton-Hamann und Slaymaker (2012) diskutiert. Die für die Geomorphologie wichtigen Ablagerungs- und Umlagerungsraten von Sediment waren im frühen Postglazial deutlich höher als heute. Darüber hinaus gibt es Hinweise, dass geomorphologische Verlagerungs- und Umlagerungsprozesse in Gebirgsregionen vor allem die Höhenlagen < 2 200 m Seehöhe sedimentlimitiert sind (Harris et al., 2009). Bislang ist dies jedoch für den österreichischen Alpenraum nicht hinreichend genau quantifiziert worden. Ebenso konnte beispielsweise nicht einwandfrei nachgewiesen werden, dass der Rückgang des Permafrosts eine Zunahme von Hanginstabilitäten oder generell eine erhöhte Aktivität geomorphologischer Prozesse zur Folge hat (Sattler et al., 2011). Allerdings scheinen sich die Anrissbereiche von Gerinneprozessen sukzessive in größere Höhenlagen zu verschieben (Bader und Kunz, 2000). Änderungen im Temperaturregime und in der jahreszeitlichen Verteilung des Niederschlages haben eine Reihe von Sekundäreffekten zur Folge (Gletscherausdehnung, Verteilung und jahreszeitliche Dauer der Schneedecke, Permafrostverteilung). Änderungen im Reliefsystem sind stark von Hangneigung und -exposition abhängig, der Sedimentverfügbarkeit und dem Bodenwasserhaushalt. Die hohe räumliche und zeitliche Variabilität dieser Parameter macht exakte Aussagen zur Dynamik in Reliefsystemen schwierig (Huggel et al., 2012a; Keiler et al., 2012). Während es ein grundsätzliches theoretisches Verständnis für die diskutierte Aktivitätsänderung von Massenverlagerungsprozessen gibt, können Veränderungen hinsichtlich der Magnitude und Frequenz aus den bisherigen Archiven weder für den österreichischen Alpenraum, noch für einzelne Einzugsgebiete hinreichend genau abgeleitet werden.

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Es gibt Hinweise darauf, dass systeminterne Rückkoppelungsmechanismen einen stärkeren Einfluss auf die Dynamik in Reliefsystemen haben, als die derzeitige Rate der Änderung klimatologischer Parameter (Sailer et al., 2012). Andererseits wird argumentiert, dass der Klimawandel nur eine Ursache für die Dynamik in Reliefsystemen darstellt, diese Dynamik ist insbesondere im Alpenraum aber des Weiteren von einem langfristig wirkenden Signal gesteuert: der Anpassung der Landschaftsdynamik nach dem Ende der letzten Eiszeit. Dieser langfristige Übergang von einem vergletscherten Stadium zu einem unvergletscherten führt mit einer zeitlichen Verzögerung zu einer gewissen Dynamik im Prozessgeschehen nicht nur im österreichischen Alpenraum, sondern ebenso in den Vorländern und Becken. Aus diesem Grund kommt der weiteren Untersuchung dieser Phänomene eine hohe Bedeutung zu, vor allem in einem dicht besiedelten und von unterschiedlichen Nutzungsansprüchen geprägten Raum wie den Ostalpen.

4.1.3

Menschlicher Einfluss auf die Reliefsysteme

Die Reliefsphäre setzt sich aus unterschiedlichsten Komponenten der Klima-, Vegetations-, Hydro-, Pedo- und Lithosphäre zusammen. Wenn man sich den Auswirkungen des Klimas auf die Reliefsphäre widmet muss jedoch unbedingt beachtet werden, dass es bestimmte Gebiete gibt in denen diese Auswirkungen rein „natürlich“ wirken, d.h. die Prozessabläufe in der Reliefsphäre sind vom Menschen direkt relativ unbeeinflusst. Es gibt jedoch auch Regionen, in denen der „Human Impact“ so groß ist, dass die Wirkungen des Klimas grundsätzlich verändert werden können. Dies kann dazu führen, dass ein klimatischer Auslöser durch den „Human Impact“ verstärkt (z. B. durch Kanalisierung) oder reduziert wird (z. B. durch Wasserreservoire, vgl. auch Bender et al., 2011). Natürlich sind diese Wirkungen trotz der möglichen Reduktion oder Verstärkung immer auch Ausdruck der Magnitude und dem Wiederkehrintervall der meteorologischen Auslöser. Grundsätzlich wirkt der Mensch indirekt auf die gesamte Reliefsphäre. Über den global wirkenden Klimawandel mit seinen regional differenzierten Ausprägungen sind auch Gebiete der Reliefsphäre betroffen, die nicht direkt von der Gesellschaft verändert wurden. Hierzu zählen in Österreich beispielsweise die meisten Gletscher in den Hochgebirgen. Aber bereits die großen Seen in den alpinen Tälern sind vom Menschen beeinflusst, sei es durch kontrollierte Zu- und Ableitungen oder sei es im Kontext der touristischen Nutzung. Aus dem Grund der starken anthropogenen Beeinflussung der Reliefsphäre werden

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

im Folgenden die unterschiedlichen Möglichkeiten der Modifikationen näher beleuchtet. Hierdurch wird aufgezeigt, dass die später aufgeführten Veränderungen nicht zu leichtfertig den Klimafolgen zugeschrieben werden dürfen. Besonders tragend für die Reliefsphäre sind die direkten Eingriffe der Gesellschaft im weitesten Sinne (Messerli et al., 2000). Hierzu gehören beispielsweise Vegetationsänderungen (Crozier, 2010), Hangmodifikationen durch Flurbereinigungen oder für neue Siedlungsräume, Verbauungen von Wildbächen, Begradigungen von Flüssen und Änderungen des hydrologischen Kreislaufes (z. B. durch Staudämme, Drainagen, Wasserzu- oder -ableitungen) (z. B. Debene, 2006; Prettenthaler et al. 2010). Im Folgenden sollen diese direkten Wirkungen exemplarisch an den vier Themenkomplexen Veränderungen, Umgestaltung, Steuerung und Auslösung aufgegriffen werden, anhand derer die unterschiedliche Ausprägung der Wechselwirkung zwischen dem Klima und der Gesellschaft im weitesten Sinne dargelegt wird. t


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Die Gesellschaft verändert das natürliche Frequenz- / Magnituden-Verhältnis der in der Reliefsphäre ablaufenden Prozesse wie beispielsweise Muren, Hangrutschungen, Schneelawinen, Überschwemmungen oder Feuer. Dies sei am Beispiel von Wildbachverbauungen verdeutlicht. Die Wildbachverbauungen zielen u. a. auf eine Reduktion der natürlichen Tiefen- und Seitenerosion der Wildbäche. Häufig werden hierzu in regelmäßigen Abständen Murverbauungen in die Wildbäche eingebracht um das Gefälle zu verringern und das Geschiebe zurückzuhalten. Somit wird die Erosionskraft des Wildbaches reduziert. Diese Verbauungen eignen sich ausgezeichnet zur Reduktion des Auftretens von kleinen Muren mit hoher Frequenz. Falls jedoch ein extremes Niederschlagsereignis auftritt das größer als das „Design“ereignis der Verbauung ist besteht die Gefahr, dass die Schutzbauten versagen und kollabieren (Alcoverro et al., 1999). Dadurch steht eine viel größere Geschiebefracht zur Verfügung als unter natürlichen Umständen zum Transport bereit steht, denn die vielen kleineren Murereignisse hätten bereits das Sediment aus den Einzugsgebieten sukzessive abtransportiert. In den verbauten Einzugsgebieten kann somit das Frequenz- / Magnituden-Verhältnis der Muren durch die Designgrößen der Schutzbauwerke determiniert werden. Bei extrem großen und seltenen Ereignissen kann dies sogar noch zu einer Vergrößerung der Prozessmagnitude beitragen, d.h. Klimafolgen können durch ein anthropogenes Signal verstärkt werden.

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Die Gesellschaft gestaltet und modifiziert direkt die materielle Umwelt und verändert somit die Prozessabläufe in der Reliefsphäre. Der Bau von Infrastruktur, die Ausweitung von Nutzungsräumen oder die intensive agrarische Nutzung verändert flächenhaft die Prozessabläufe in der Reliefsphäre (z. B. Crozier, 2010). Durch den Bau von touristischer Infrastruktur im hochalpinen Raum (z. B. Bergstationen, Fundamente der Stützpfeiler, etc.) kann sich der Permafrost zurück bilden und es kann lokal begrenzt aber auch großflächig zu starken Felsbewegungen kommen, die ein großes Zerstörungspotential haben (Stoffel und Huggel, 2012). Hangstabilitäten verändern sich aufgrund von künstlichen Böschungen, Aufschüttungen oder Hangoberflächenmodifikationen beispielsweise durch Flurbereinigungen. Dies führt zu einer geänderten Hydrologie entweder des natürlichen Oberflächen-, Zwischen- oder Grundwasserabfluss oder über Drainagen oder Zuleitungen zu komplett veränderten Wasserbewegungen (Djerbal und Melbouci, 2012). Untersuchungen in Gasen / Haslau von Rutschungen haben beispielsweise gezeigt, dass die Lage der gravitativen Massenbewegungen neben den natürlichen Faktoren auch sehr stark auch vom Wegenetz abhängig ist (Länger, 1975; Andrecs et al., 2007). Dies hat einen signifikanten Einfluss auf spätere Gefahrenhinweiskarten, die neben den eigentlichen auslösenden Faktoren wie Starkniederschlägen auch sehr stark über anthropogene Faktoren gesteuert sein können (Zhao et al., 2010). Die Gesellschaft steuert die Prozesse der Reliefsphäre direkt. Beispiele seien hierfür Flussverbauungen, Vegetationsänderungen, Einbringung von Dünger mit den Folgen einer geochemisch veränderten Bodenstruktur und beeinflussten Hangstabilitäten oder Entnahme von Grundwasser. Auch der Bau von Wasserreservoiren ist hierfür ein ausgezeichnetes Beispiel (Xia et al., 2013). Über diese großen Reservoire wird der Wasserkreislauf kontrolliert. Wasser wird künstlich gespeichert und dem Wasserkreislauf bedarfsgerecht zugeführt. Mögliche Auswirkungen beinhalten u. a. eine geänderte Geschiebeführung der fluvialen Systeme, eine veränderte Grundwasserneubildung, veränderte Hangstabilitäten im Staubereich und veränderte Bodenfeuchteregime mit entsprechenden Folgen in der Vegetationsdecke. Auch hier können folglich Auswirkungen möglicher Klimaänderungen entweder gepuffert oder in ihren Wirkungen verstärkt werden. Die Gesellschaft löst Prozesse in unserer natürlichen Umwelt aus. Dies können so simple Dinge wie die weggeworfenen Zigarette, die einen Waldbrand auslöst, betreffen.

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Die Auslösung reicht aber auch bis zu zur Energiegewinnung genutzten Wasserstauwehren. Beispielsweise besteht bei großer langanhaltender Trockenheit ein hoher Strombedarf. Dies führt an den Strombörsen zu einem hohen Abnahmepreis. Zur Erzielung des bestmöglichen Gewinns werden dann große Mengen von Wasser freigesetzt um in den Laufturbinen die entsprechende Energiemenge zu produzieren. Die entstehenden Schwallwellen stellen nicht nur eine Gefahr für die Menschen dar, die sich im Unterlauf möglicherweise im Flusslauf befinden, sondern löst auch einen Geschiebetransport aus, der unter normalen klimatischen Umständen, wie beispielsweise einem kleinen Niederschlagsereignis im Einzugsgebiet oder eines trockenen Sommertages, nicht stattgefunden hätte (Pfitscher, 1996). Dies betrifft selbstverständlich auch die direkten potenziellen Auswirkungen auf die Gewässerökologie. Im Kontext der plötzlichen Freisetzung großer Mengen von Schwallwasser wird kurz auf den tragischen Fall im Martell-Tal in Südtirol eingegangen. Am 24. August 1987 führte eine Verkettung unglücklicher Umstände (Pfitscher, 1996) zu einer großen Wasserfreisetzung. Diese initiierte einen riesigen Geschiebetransport, der ca. 18 ha landwirtschaftliche Flächen zerstörte und in den Gemeinden Gand, Ennewasser und Latsch Schäden in der Höhen von 23–25 Mio € verursachte. Leider waren in diesem Ereignis auch Tote und viele Verletzte zu beklagen (Pfitscher, 1996). Gerade in diesem Beispiel wird deutlich, dass in der Natur ablaufende Prozesse nicht mehr eindeutig einem Klimasignal zuzuordnen sind.

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werden. Und diese getrennte Betrachtung ist unabdingbar für eine fundierte Bewertung der treibenden Kräfte in der Reliefsphäre, sei es der „Human Impact“, sei es der Klimawandel oder sei es die untrennbare Kombination der beiden. In der Erforschung der einzelnen gestaltenden Kräfte liegt ein großer zukünftiger Forschungsbedarf.

4.2 4.2

”* #  Impact on landform systems

Die klimarelevanten Einflüsse auf die Reliefsysteme sind vielfältig und beinhalten folgende Prozessbereiche: gravitative Massenbewegungen, Schneelawinen, periglaziale Prozesse, Waldbrände und weitere Sedimenttransporte wie fluviale, glaziale und äolische Prozesse. Es sei darauf hingewiesen, dass die Bodenerosion nicht an dieser Stelle sondern in Band 2, Kapitel 5 behandelt wird.

4.2.1

Gravitative Massenbewegungen

Gravitative Massenbewegungen werden vorwiegend durch die Schwerkraft gesteuert. Bei der Auslösung und teils auch hinsichtlich der Prozessdynamik spielen klimatische Bedingungen eine wesentliche Rolle. Die auftretenden Massenbewegungen lassen sich in Sturzprozesse (Steinschlag & Felssturz), tiefgründige Massenbewegungen (Bergstürze), Rutschungen und Muren unterscheiden.

Rutschungen Auf Basis der vier exemplarischen Themenkomplexen Veränderungen, Umgestaltung, Steuerung und Auslösung muss konstatiert werden, dass die Gesellschaft mit all ihrem Wirken durch die unterschiedlichsten Mechanismen in den verschiedensten Skalen (lokale Wassereinleitung bis regionale Abholzung) auch in Österreich einen sehr großen Einfluss auf die Reliefsphäre besitzt. Eine grundlegende Problematik liegt in der Tatsache, dass dieses gesellschaftliche Wirken zeitgleich mit den unbestrittenen Auswirkungen des Klimawandels zusammenfällt. Diese beiden Kräfte wirken häufig zeitversetzt. Beispielsweise wird ein neu entwaldetes oder flurbereinigtes Gebiet erst dann von gravitativen Massenbewegungen betroffen, wenn auch der Auslöser, beispielsweise ein Starkregenereignis, wirkt – auch wenn dies erst nach 10 Jahren stattfindet. Die eineindeutige Differenzierung der beiden Kräfte Klima und Gesellschaft ist eines der wesentlichen zukünftigen Ziele. Nur durch diese Differenzierung des Ursache- / Wirkungsgefüges können die in der Reliefsphäre wirkenden Prozesse getrennt betrachtet

Rutschungen treten in vielen Regionen Österreichs auf und können sowohl beträchtliche ökonomische Schäden als auch Todesfälle verursachen. Sie werden definiert als hangabwärtsgerichtete Bewegungen von Locker- und / oder Festgestein auf Gleitflächen oder dünnen Zonen intensiver Scherverformung (Dikau und Glade, 2002). Rutschungen werden meist durch kurze intensive oder langanhaltende Niederschläge ausgelöst, oft auch in Kombination mit einer starken Schneeschmelze (Luino, 2005; Matsuura et al., 2013). Darüber hinaus können sie ebenfalls durch Erdbeben oder anthropogen ausgelöst werden. Da der Klimawandel die hydrometeorologischen Faktoren beeinflussen wird, werden nur diese hier näher betrachtet. Generell können flach- und tiefgründige Rutschungen unterschieden werden. Erstere treten für gewöhnlich spontan auf, während tiefgründige Rutschungen sich auch kontinuierlich bewegen können. Die Magnituden reichen von einigen m3 bis zu mehreren Millionen m3, die Geschwindigkeiten von

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mm / Jahr bis zu mehreren m / Tag. Es handelt sich demnach um Prozesse, die sich sehr divers manifestieren können. Während kurze Starkniederschläge vor allem flachgründige Rutschungen auslösen, verursachen langanhaltende Niederschläge sowohl flachgründige als auch tiefgründige Rutschungen (z. B. Zêzere et al., 2005; Guzzetti et al., 2007; Marques et al., 2008; Crozier, 2010; Matsuura et al., 2013). Am rutschungsanfälligsten ist die Flyschzone, die den nördlichen Kalkalpen vorgelagert ist (Schweigl und Hervás, 2009). Während die grobkörnigen Bereiche der Molasse relativ stabil sind, ist die feinkörnige Molasse ebenso wie die Anteile der nördlichen Kalkalpen, in denen Mergel-, Ton-, Salz- oder Gipslagen dazwischen geschaltet sind, sowie Phyllite und Glimmerschiefer der Zentralalpen anfällig für Rutschungsprozesse (vgl. Schweigl und Hervás, 2009). Darüber hinaus treten flachgründige Rutschungen in den quartären Deckschichten und Verwitterungsdecken auf. In der letzten Dekade hat es einige extreme Ereignisse in Österreich gegeben, wie z. B. 2005 in Vorarlberg, Gasen / Haslau (> 770 gravitative Massenbewegungen inkl. Rutschungen; Tilch et al., 2011) und Tirol (hier sind kaum Rutschungen aufgetreten sondern v. a. Hochwasser und Muren) (BMLFUW, 2006). Im Jahr 2009 gab es Extremereignisse in Niederösterreich (> 300 gemeldete Rutschungen [Schweigl, pers. Mitteilung] sowie > 600 Rutschungen in Klingfurth und Umgebung; vgl. Tilch, 2009) und der Steiermark (> 3 000 Rutschungen; Hornich und Adelwöhrer, 2010). In 2010 war v. a. das Kleinsölktal in der Steiermark betroffen (zahlreiche

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Rutschungen und Muren, siehe Abbildung 4.1) und 2012 die Obersteiermark, hier v. a. das Paltental und St. Lorenzen. Bei letzterem führten zahlreiche Rutschungen zur Bereitstellung von sehr viel Sediment im Gerinne, woraufhin sich eine sehr große Mure entwickelte, die sehr große Schäden in St. Lorenzen verursachte (Mayerl, 2012, pers. Mitteilung). Demnach scheint es v. a. in der Steiermark eine Häufung der Extremereignisse zu geben. Eine nähere Untersuchung dessen liegt allerdings noch nicht vor. Theoretisch scheint es sehr plausibel, dass infolge des Klimawandels mit zunehmenden Niederschlägen, insbesondere jener mit höherer Intensität, auch die Rutschungsgefährdung zunimmt, da die Kohäsion reduziert und positiver Porenwasserdruck aufgebaut werden kann, welcher die Hangstabilität reduziert. Über mehrere Dekaden bis Jahrzehnte können langfristig die erhöhten Temperaturen und die vermehrte Feuchtigkeit die Verwitterungsintensität erhöhen und damit über die Zeit ebenfalls die Hangstabilität reduzieren (Crozier, 2010). Crozier (2010) merkt aber kritisch an, dass die Infiltrationskapazität des Bodens darüber entscheidet, wie viel Wasser in den Boden infiltrieren kann, so dass eine erhöhte Niederschlagsintensität gegebenenfalls nur zu erhöhtem Oberflächenabfluss führt. Er verweist auf ein Beispiel, bei dem bei einem Starkniederschlagsereignis mehrheitlich Rutschungen im Wald ausgelöst wurden. Als Erklärung wird die erhöhte Infiltrationskapazität im Wald angeführt, die in diesem Fall offensichtlich bedeutender war als die stabilisierende Wirkung über die Wurzelkohäsion. Generell dominiert die Ansicht,

Abbildung 4.1 Durch ein stationäres Gewitter mit > 130 mm Niederschlag in 3 Stunden ausgelöste Rutschungen und Muren im Kleinsölktal 2010. Foto: Markus Mayerl, Wildbach- und Lawinenverbauung, Gebietsbauleitung Ennstal und Salzatal Figure 4.1 Landslides and debris flows triggered by a stationary thunderstorm characterized by > 130 mm precipitation in 3 hours in the Kleinsölk-valley 2010. Fotograph: Markus Mayerl, Torrent and Avalanche Control, section Ennsvalley and Salzavalley

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dass der Wald eine stabilisierende Wirkung auf die Hänge hat, was empirisch u. a. durch das Ereignis in der Steiermark 2009 belegt wird, bei dem der überwiegende Teil der Rutschungen auf landwirtschaftlichen Flächen aufgetreten ist und nicht im Wald (Hornich und Adelwöhrer, 2010). Rickli et al. (2002) weisen allerdings darauf hin, dass die stabilisierende Wirkung des Waldes abhängig ist von der Hangneigung und somit ab einem bestimmten Schwellenwert diese nicht mehr gegeben ist. Dieser Schwellenwert ist vermutlich auch von den Umweltbedingungen abhängig und kann sich demnach infolge des Klimawandels ändern. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist, dass der Wald zwar die Frequenz kleinerer und meist flachgründiger Rutschungen verringern kann, es aber mittel- und langfristig zu mehr größeren Rutschungen kommt, so dass über die Zeit das Volumen des verlagerten Materials unter Wald genauso groß oder gar größer sein kann als bei anderen Landnutzungen (z. B. Moser, 1980; Rickli, 2002). Im Zuge der Diskussion rund um die Auswirkungen des Klimawandels sind somit noch vielfältige Fragen zum Einfluss des Waldes auf die Hangstabilität zu klären. Ein wichtiger Aspekt ist, dass mit den steigenden Temperaturen auch die Verdunstung zunimmt. Studien zur Vorhersage von klimatischen Parametern mittels Downscaling von globalen Zirkulationsmodellen der Atmosphäre kommen durchaus zu dem Schluss, dass eine erhöhte Rutschaktivität aufgrund der stärker zunehmenden Evapotranspiration unwahrscheinlich ist (Collison et al., 2000) oder dass gar die Rutschaktivität deutlich zurückgehen wird (van Beek, 2002). In einer anderen Studie zeigen die Modellrechnungen, dass der Niederschlag weniger werden wird, so dass mit einer geringeren Rutschaktivität zu rechnen sei (Dehn et al., 2000). Alle derartigen Forschungsarbeiten sind mit sehr großen Unsicherheiten behaftet. Melchiorre und Frattini (2012) betonen neben den Unsicherheiten in den Niederschlagsszenarien v. a. die großen Unsicherheiten in den Parametern zur Hanghydrologie und Hangstabilität, welche die Unsicherheiten bezüglich der Klimaänderung übertreffen können, so dass sie keine akkuraten quantitativen Aussagen zur Veränderung der Hangstabilität infolge einer Klimaänderung treffen können. Neben den erwähnten Unsicherheiten stellen aber auch komplexe nichtlineare Verhaltensweisen der betroffenen Geosysteme große Herausforderungen dar (siehe auch Abschnitt  4.1.2), um Aussagen über die vom Klimawandel abhängigen zukünftigen Rutschungsgefährdungen zu treffen. Hier sind u. a. negative und positive Feedback-Mechanismen, Schwellenwerte und „Tipping points“, sowie Selbstorganisation zu nennen (Philipps, 2003 und Huggel et al., 2012a). So kann z. B. ein positiver Feedback-Mechanismus dazu führen,

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dass ein ursprünglicher Impuls durch eine klimatische Veränderung Prozesse in Gang setzt, die sich nachfolgend allerdings unabhängig von einer Klimaänderung entwickeln; das Überschreiten von Schwellenwerten und das Vorhandensein von Tipping points kann dazu führen, dass sich fortan das System (der Hang, die Rutschung) komplett anders verhält als zuvor (Huggel et al., 2012a). In Gebieten, in denen auf Grund der Klimaerwärmung die Gletscher abschmelzen und der Permafrost degradiert, werden vor allem mehr Fels- und Bergstürze sowie auch Muren erwartet (Stoffel und Huggel, 2012). Es könnte aber auch die Rutschungsaktivität im vom Permafrost frei werdenden Moränenmaterial oder Schutthalden zunehmen. In der Analyse ob eine potentiell beobachtete Zunahme von Rutschungen tatsächlich auf eine Klimaänderung zurückzuführen ist, darf der Einfluss menschlicher Aktivitäten in den Geosystemen nicht unberücksichtigt bleiben (siehe auch Abschnitt  4.1.3). So können sämtliche Eingriffe des Menschen zu weit größerer Erhöhung der Rutschgefährdung führen als die potentiellen Folgen des Klimawandels (Crozier, 2010). Über die 3 000 Rutschungen in der Steiermark 2009 berichten Hornich und Adelwöhrer (2010) ebenfalls davon, dass bei der überwiegenden Anzahl anthropogene Einflüsse mitverantwortlich für das Auftreten dieser waren. Abschließend muss festgehalten werden, dass es derzeit noch keine unwiderlegbaren Studien gibt, die eine Veränderung der Frequenz und Magnitude von Rutschungen oder gravitativen Massenbewegungen im Allgemeinen einzig und allein auf Klimaveränderungen zurückführen können (siehe auch Huggel et al., 2012b). Dies gilt auch für die erwähnte Häufung von Extremereignissen in Österreich bzw. in der Steiermark. Trotz Häufung mögen diese dennoch singuläre Ereignisse sein, die noch im Rahmen der natürlichen Variabilität liegen. In weiteren Forschungsarbeiten sind v. a. die Auswirkungen der regional unterschiedlichen Niederschlagstrends und -vorhersagen für Österreich (vgl. Band 1, Kapitel 3 und Kapitel 4) in Kopplung mit den Veränderungen der Temperatur, der Verdunstung und der Schneedeckendauer unter Berücksichtigung der Anfälligkeit der verschiedenen Lithologien und des menschlichen Einflusses detailliert zu studieren. Zielführend wären auch Verbesserungen in der Auflösung der regionalen Klimamodelle, um verlässlichere Vorhersagen für alle Klimaparameter zu erhalten, die nachfolgend in die Studien über die sich verändernden Hanginstabilitäten zu berücksichtigen wären. Sämtliche Analysen sollten getrennt für flachgründige und tiefgründige Rutschungen untersucht werden, da diese unterschiedlich sensitiv auf verschiedene Veränderungen reagieren.

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Mure Murgänge sind eine Sonderform der gravitativen Prozesse, die durch eine Suspension aus Wasser und Feststoffen (Geschiebe und Wildholz) gebildet werden. Dieser Naturprozess stellt eine nicht unbeträchtliche Gefahr für besiedelte Regionen im Alpenraum dar. Als vorherrschende Auslöser für Muren in alpinen Regionen sind intensive Niederschlagsereignisse, sowie Schneeschmelze und / oder eine Kombination aus beiden zu nennen. Es können aber auch andere Faktoren wie Erdbeben oder menschliche Aktivitäten zur Entstehung solcher Wildbachprozesse beitragen. Die Dichte dieses Wasser-FeststoffGemisches liegt zwischen 1 700  kg / m3 und 2 400  kg / m3, wobei eine volumetrische Feststoffkonzentration von 40 % bis 70 % typisch ist (Pierson und Costa, 1987). Muren können als einzelne Welle, oder zusammengesetzt aus mehreren Wellen, sogenannte Murschüben, auftreten (vgl. ONR 24800, 2009). Aufgrund der komplexen Wechselwirkungen zwischen bodenmechanischen Eigenschaften, Niederschlags- und Abflussbedingungen sowie limitierter Daten gibt es nur grobe Abschätzungen über Frequenz und Magnituden von Muren (Hübl et al., 2011a). Ihr Auftreten wird sowohl von den klimatischen Verhältnissen, als auch von den geomorphologischen Gegebenheiten bestimmt. Deshalb können klimatische Veränderungen einen starken Einfluss auf die Disposition zu Murgängen ausüben und eine Änderung des Gefahrenpotentials mit sich bringen. Um eine mögliche Auswirkung des Klimawandels auf die zukünftige Disposition von Murgängen und das daraus resultierende Gefahrenpotential abschätzen zu können, ist ein besseres Verständnis ihrer Auslösemechanismen nötig. Dies kann im Wesentlichen nur aus möglichst vielen Informationen über vergangene Ereignisse gewonnen werden. Die Schwierigkeit besteht hierbei darin, dass durch die Klimaveränderungen die früheren Beziehungen zwischen Murinitiierung und dem hydrometeorologischen Auslöser in Zukunft nicht in der bisherigen Form Bestand haben werden. Da Murgänge bzw. mur-artige Feststofftransporte in alpinen Einzugsgebieten hauptsächlich durch lokale Wärmegewitter und lang anhaltende Niederschlägen (Landregen) hervorgerufen werden (vgl. Berti et al., 1999; Marchi et al., 2002) ist anzunehmen, dass der Klimawandel einen direkten Einfluss auf ihre Frequenz und Magnitude hat (Stoffel, 2010). Studien zum Klimawandel zeigen, dass es in den Alpen zu einer erhöhten Niederschlagsvariabilität und damit zu einer regional und saisonal unterschiedlich starken Zunahme extremer Niederschläge kommen kann (Christensen und Christensen, 2004; BMU, 2007; Frei et al., 2007; Dèquè, 2007).

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In hochalpinen Lagen ist zu erwarten, dass durch den Anstieg der mittleren und der maximalen Temperatur das Schmelzen der Gletscher und die Degradation des Permafrostes beschleunigt werden (Stoffel und Huggel, 2012). Durch Schwinden des Permafrosts aus Schuttkörpern (z. B. Blockgletscher) oder wenn neues nicht stabil lagerndes Moränenmaterial durch die Gletscherschmelze freigelegt wird, kann sich die Grunddisposition innerhalb weniger Dekaden ändern (Zimmermann et al., 1997). Folglich werden durch die Änderungen der thermischen Bedingungen im Untergrund Hänge instabil und die potentielle Materialverfügbarkeit erhöht. Die Auslösung von Murgängen wird somit begünstigt. Somit lässt sich vermuten, dass die Magnitude von Muren durch die konstante Temperaturerhöhung zunehmen wird (Stoffel et al., 2011). Welche Auswirkungen auf die Frequenz von Muren zu erwarten sind muss noch detaillierter untersucht werden. Kenntnisse über vergangene Ereignisse in Verbindung mit regionalen bzw. lokalen Klimamodellen sind für alle Zukunftsszenarien unabdingbar. Mit einem episodischen, schwer vorhersehbaren Auftreten solcher Ereignisse ist jedenfalls auch in Zukunft zu rechnen. Mögliche Klimawandelfolgen auf Wildbachgefahren, mit Fokus auf Frequenz- und Magnitudenänderungen, werden u. a. in den ACRP finanzierten Projekten DEUCALION und ClimCatch anhand repräsentativer Einzugsgebiete in Österreich untersucht.

Steinschlag und Felssturz Unter Steinschlag und Felssturz versteht man frei fallende oder springende Gesteinsbruchstücke an Felswänden oder steilen Hängen. Hinsichtlich des Volumens lässt sich eine grobe Dreigliederung vornehmen. Steinschlag (engl. debris fall) umfasst häufige, kleinere Abstürze von Steinen bis zu einem Volumen von ca. 10 m³ (z. B. Whalley, 1984). Die nächstgrößeren Magnitude der Felsstürze ist im deutschsprachigen Raum sehr unscharf abgegrenzt (z. B. Ahnert, 2003) und liegt zwischen Steinschlag und Bergstürzen. Letztere beginnen ab einer Magnitude von ca. 106 m³ (z. B. Abele, 1974). Durch das oft steile Relief bedingt, zählen Sturzprozesse zu den bedeutendsten und am weitesten verbreiteten Naturgefahren im österreichischen Alpenraum, von denen eine erhebliche Gefährdung für Siedlungen und Infrastruktur ausgehen kann. Auslöser für Steinschläge und Felsstürze können Erdbeben, anthropogene Aktivität oder meteorologische Parameter sein, deren Veränderung im Kontext des Klimawandels auf Magnitude und Frequenz einwirken kann. Steinschlag reagiert in der Regel auf kurzfristige Schwankungen von Temperatur und Wassergehalt, wie z. B. bei Starkregen oder täglichen bzw.

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jährlichen Frostwechseln. Dabei sind die Steuerparameter vielfältig und noch nicht zur Gänze verstanden – Gefrierrate, Frosttiefe und Feuchtegehalt spielen komplex zusammen (Sass, 2005). Eine möglichst lange Andauer von Temperaturen im sogenannten „frost cracking window“ zwischen ca. −3 und −8 °C wird dabei als besonders verwitterungswirksam angesehen (z. B. Anderson und Anderson, 2010). Ferner erhöht das Vorhandensein von Permafrost im Fels generell die Wirksamkeit der Frostverwitterung (Murton et al., 2001), weshalb in von Permafrost erfüllten Felswänden höhere Steinschlagraten beobachtet werden können. (z. B. Sass, 2010). Auch für Felsstürze wurden bereits verschiedene und zum Teil widersprüchliche Auslöser genannt. Die Wichtigkeit von Niederschlagsphasen wurde ebenso herausgestellt (z. B. Krähenbühl, 2004) wie eine positive Korrelation mit der Temperatur (Perret et al., 2006). Nach Gruner (2008) bewirken kalte Winter Kontraktion und Kluftbildung im Gestein. Auslöser des Sturzprozesses ist dann häufig hydrostatischer Porendruck durch Regenfälle und Schmelzwässer, weshalb im Jahresverlauf das zeitliche Maximum von Felsstürzen oft im Frühjahr liegt. Aufgrund der Vielzahl möglicher meteorologischer Einflussfaktoren lassen sich die Auswirkungen des aktuellen Klimawandels auf die Frequenz von Sturzereignissen schwer abschätzen. Durch die Erwärmung im Alpenraum werden sich die Zonen maximaler Frostwechselintensität nach oben verschieben, die erreichte Wahrscheinlichkeit für extreme Minimaltemperaturen wird tendenziell abnehmen. Eine durchgreifende, monokausale Ab- oder Zunahme verwitterungsaktiver Wetterlagen ist angesichts des komplexen Zusammenspiels von Feuchte und Temperatur jedoch nicht zu erwarten. Bei Degradation des Permafrosts ist kurzfristig in der entsprechenden Höhenlage wegen der starken Aufbereitung des Gesteins eine höhere Steinschlagintensität zu erwarten, mittelfristig (in Jahrzehnten bis Jahrhunderten) ist jedoch mit einer Stabilisierung zu rechnen. Eine erhöhte Felssturztätigkeit wird jedoch als eine direkte und möglicherweise überraschend schnelle Reaktion auf die Erwärmung in Permafrostregionen angesehen (Gruber et al., 2004a). Diese Befürchtung wurde im warmen Jahrhundertsommer 2003 bestätigt, in dem alpenweit eine erhöhte Anzahl von Felsstürzen dokumentiert wurde, insbesondere in großer Höhe und an nordexponierten Hängen der Schweizer Alpen (z. B. Gruber et al., 2004a; Nötzli et al. 2004). Felsstürze sind von einer fortschreitenden Permafrostdegradation besonders stark betroffen, da die zu erwartenden Auftautiefen im Meterbereich liegen und damit die für die Auslösung von Stürzen dieser Magnitude relevanten Felsbereiche erfassen. Auch die Erwärmung von Eis in Klüften ohne tatsächliches

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Schmelzen wurde bereits als möglicher Trigger von Felsstürzen identifiziert, da die Scherfestigkeit von Eis nahe dem Schmelzpunkt deutlich zurückgeht (Krautblatter und Funk, 2010). Außerdem wird ein überraschend schnelles Auftauen wegen des Transports von latenter Wärme durch Schmelzwasser diskutiert. Deline et al. (2008) führten mehr als die Hälfte der 2007 / 2008 beobachteten Sturzereignisse im Montblanc-Gebiet auf Permafrostdegradation zurück. In Österreich wurde von Kellerer-Pirklbauer et al. (2012b) ein großes Felssturzereignis im Jahr 2007 aus dem unteren Randbereich der Permafrostverbreitung am Pasterze-Gletscher dokumentiert. Ebenfalls unter Beobachtung sind massive Hangdeformationen und sukzessive Fels- und Eisstürze im Bereich der Bliggspitze im Kaunertal (Krautblatter et al., 2009; Fey et al., 2010). Gefährdete Bereiche sind naturgemäß in den Hochlagen insbesondere der Tiroler Alpen anzutreffen, aufgrund der geringen Siedlungsdichte stellen sie jedoch nur ein begrenztes Gefahrenpotenzial für Gebäude und Infrastruktur dar. Gefährdet sind vorwiegend exponierte touristische Einrichtungen (z. B. Seilbahnstationen, Liftstützen) sowie einzelne Wanderende und BergsteigerInnen. Die Begehbarkeit zahlreicher alpiner Übergänge in Gletschernähe hat nach Aussagen der Alpenvereine erheblich gelitten, vielfach mussten bereits Wege verlegt werden. Während erhöhte Felssturzhäufigkeit aus Bereichen von degradierendem Permafrost als ziemlich gesichert betrachtet werden kann, kann im erheblich größeren permafrostfreien Anteil von 97 % des österreichischen Alpenraums in den letzten Jahrzehnten keine Zunahme von Felssturzereignissen beobachtet werden. Auch im Jahrhundertsommer 2003 konnte österreichweit gesehen kein signifikanter Anstieg der Felssturztätigkeit festgestellt werden (Sass und Oberlechner, 2012). Auch Gruner (2008) konstatierte anhand von Felssturzdaten aus der Schweiz, dass eine mit der aktuellen Klimaerwärmung zu parallelisierende Zunahme von Felsstürzen nicht feststellbar ist und nach Ansicht des Autors auch in näherer Zukunft nicht zu erwarten ist. In warmen Perioden, wie etwa den letzten ein bis zwei Jahrzehnten, wurde jedoch sowohl in Österreich als auch in der Schweiz eine Verschiebung des Maximums der Felssturztätigkeit vom Frühjahr in den Sommer festgestellt (Gruner, 2004; Sass und Oberlechner, 2012). Ob dies an einem Rückgang der Frühjahrsaktivität aufgrund von milden Wintern oder an einer Zunahme der Sommeraktivität aufgrund von häufigeren Starkregen liegt, kann momentan (2013) noch nicht beantwortet werden. Gesicherte Aussagen werden auch dadurch erschwert, dass kaum verlässliche, homogene Datensätze vorliegen, die wenigstens einige Jahrzehnte in die Vergangenheit zurückreichen. Eine tatsächliche Zu- oder Abnahme lässt sich damit

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statistisch momentan noch schwer nachweisen. Zum anderen konzentrieren sich zur Zeit viele Forschungsaktivitäten auf die Permafrostgebiete in den Hochlagen der Alpen, während die gefährdete Infrastruktur oft in den Tallagen weit unterhalb der Permafrostgrenze liegt. Das stark gestiegene mediale Interesse und die oft erst seit wenigen Jahren aufgebauten Kataster führen zwangsweise zu einer starken Konzentration von bekannten Sturzereignissen auf die letzten 10 bis 20 Jahre (Sass und Oberlechner, 2012). Diesen scheinbaren Anstieg unreflektiert auf Klimaänderungen zurückzuführen, sollte vermieden werden. Zusammenfassend kann somit festgestellt werden, dass die fortschreitende Erwärmung mit hoher Wahrscheinlichkeit innerhalb der kommenden Jahrzehnte in den von Permafrost beeinflussten Hochlagen zu einer verstärkten Felssturztätigkeit führen wird, die potenzielle Probleme vor allem für die touristische Infrastruktur und exponierte Verkehrswege verursachen kann (Lan et al., 2010; Krumm et al., 2011). Für den bei weitem größten Teil der Landesfläche lässt sich noch keine statistisch gesicherte Aussage treffen, zu vermuten ist jedoch eine kaum veränderte Gefährdungslage. Felsstürze, die reliefbedingt die besiedelten Tallagen gefährden, werden weiterhin auftreten, für eine aktuelle Zunahme gibt es jedoch momentan keinen Beleg.

Tiefgründige Massenbewegungen An glazial übersteilten Hangflanken alpiner Täler treten neben verschiedenen flachgründigen Massenbewegungen (z. B. Steinschlag, Felsstürze, Muren) häufig auch tiefgründige Hangverformungen unterschiedlicher geometrischer und kinematischer Ausprägung auf (Felsgleitungen >  10  m Mächtigkeit, Bergstürze > 1 Mio. m³). Hinsichtlich der Bewegungsaktivität sind rasche Felsgleitungen und Bergstürze (Verformungsraten m / s) mit z. T. großen Reichweiten (Sturzströme – bis zu mehrere Kilometer) von langsamen, „kriechenden“ Felsgleitungen (Verformungsraten mm / a bis m / a) zu unterscheiden (Cruden und Varnes, 1996). Allgemein werden tiefgründige Massenbewegungen von einer komplexen Wechselwirkung verschiedener geologischer und hydrogeologischer Ursachen mit fels- bzw. bodenmechanischen und klimatischen Prozessen charakterisiert. Wesentlich sind progressive Bruchbildungsprozesse (Wachstum und Vernetzung von Trennflächen), die zu einer zeitabhängigen Verminderung der Gebirgsfestigkeiten und zur Bildung von basalen Ablöse- und Bewegungszonen führen (z. B. Turner und Schuster, 1996; Evans et al., 2006; Clague und Stead, 2012). Diese Prozesse werden durch verschiedene, sich gegenseitig in Raum und Zeit überlagernde

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bzw. beeinflussende Faktoren bestimmt (z. B. Geologie, Hydrogeologie, In-situ Spannungen, Erdbeben, Klima). Informationen über die Ursachen und Auslöser von tiefgründigen Massenbewegungen sind durch fossile Ablagerungen, historische Ereignisdokumentationen und aktuelle Beobachtungen und Messungen gegeben. Altersdatierungen von fossilen Bergstürzen und raschen Felsgleitungen zeigen zwar zeitliche Anhäufungen im frühen und mittleren Holozän, wobei aber Ursachen und mögliche Auslöser (z. B. Klima, Erdbeben, geänderte In-situ Spannungen) derzeit noch nicht schlüssig geklärt sind (Prager et al., 2008). Auswertungen von rund 800 historischen Sturzereignissen ergeben für den Zeitraum von 1500 bis 1900 keinen eindeutigen Zusammenhang mit bekannten Feucht- oder Warmphasen; für das 20.  Jahrhundert weisen diese Daten auf einen Zusammenhang mit dem Witterungsverlauf hin, indem kältere Temperaturen und verstärkte Niederschläge mit einem vermehrten Auftreten von Sturzereignissen korrelieren (Gruner, 2006). Dem gegenüber zeigen rezente Messungen an langsamen tiefgründigen Felsgleitungen, dass gravitative Hangbewegungen sowohl zeitlichen Beschleunigungs- aber auch Stabilisierungsphasen unterworfen sind. Dabei stellt sich nach Phasen höherer Aktivität (Hanggeschwindigkeit) häufig wieder eine „Grundaktivität“ ein, ohne dass irreversible Beschleunigen bis hin zu einem vollständigen Hangversagen auftreten. Die Mechanismen, die zu Änderungen des kinematischen Verhaltens führen sind äußerst komplex und durch Kombinationen verschiedenster Faktoren geprägt. Zeitlich und räumlich variierende Hanggeschwindigkeiten ergeben sich durch Änderungen der Systembedingungen (z. B. Bergwasserspiegelschwankungen, Stauspiegelschwankungen, Hangfußerosion, Erdbeben, fortschreitende Hangdeformation, zeitlich veränderliche Materialeigenschaften der Deformationszonen) bzw. vielfältige Wechselwirkungen. Hinsichtlich der Entstehung von schnellen Massenbewegungen und des Bewegungsverhaltens von langsamen Felsgleitungen ist der mögliche Einfluss des Klimawandels auf regionaler Maßstabsebene bisher noch nicht detailliert untersucht. Entsprechend dem aktuellen Forschungsstand (z. B. Field et al., 2012) ist durch den Klimawandel mit einer Änderung des Niederschlagsverhaltens und einem Temperaturanstieg, mit einem damit verbundenen Gletscherrückzug und Permafrostabbau, zu rechnen. Konzeptionell betrachtet, können langfristige klimatische Veränderungen das zeitlich variable Deformationsverhalten von langsamen, tiefgründigen Felsgleitungen sowie die Entstehung von raschen Gleitungen / Stürzen durch geänderte Bergwasserverhältnisse und bruchmechanische Prozesse beeinflussen.

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••‡=wegung ;$O Total displacement of an highly active sliding block of a landslide Die Komplexität des Verhaltens von tiefgründigen Massenbewegungen spiegelt sich exemplarisch an der Massenbewegung im Steinlehnen / Sellraintal wieder (Zangerl und Engl, 2009). Ende Juni 2003, im Zuge überdurchschnittlich hoher Temperaturen und unterdurchschnittlich niedriger Niederschläge, kam es zur Bildung und Beschleunigung einer Dekameter mächtigen, stark aufgelockerten Teilscholle. An dieser Teilscholle wurden maximale Hanggeschwindigkeiten von über 4 m pro Tag gemessen, wobei sich innerhalb von nur wenigen Wochen Gesamtverschiebungen von über 20 m akkumulierten (Box 4.1 Abbildung 1a). Nach dieser Akutphase der Hangbewegungen, deren Auslösefaktoren weitgehend unbekannt sind, folgte eine kontinuierliche Abnahme der Geschwindigkeiten. Im darauf folgenden Frühjahr 2004 kam es erneut zu Beschleunigungen mit Maximalgeschwindigkeiten von bis zu 4 cm pro Tag (ca. um den Faktor 100 niedriger), die auf die Schneeschmelze zurückgeführt werden können (Box 4.1 Abbildung 1b). Generell zeichnete sich aber eine Verlangsamung der Bewegungen ab, die sich schließlich im Herbst 2004 auf ca. 0,5 mm pro Tag reduzierten. Starkniederschläge im August 2005 konnten zu keiner verstärkten Reaktivierung der Teilscholle führen; d. h. seit 2005 liegen die mittleren Bewegungsraten unter 2 dm pro Jahr (Box 4.1 Abbildung 1b). Insgesamt zeigt das Fallbeispiel Steinlehnen die Schwierigkeiten bei der Erfassung kausaler Auslösefaktoren, die sich zeitlich und räumlich verändern können, denn z. B. auch nur geringe fortschreitende Hangdeformationen beeinflussen das komplexe Systemverhalten.

; $O ==   a) Mit terrestrischem Laserscanner gemessene Gesamtverschiebungen auf der hochaktiven Teilscholle (LiDAR Messfenstern L1–L4), sowie b) tachymetrisch bestimmte Gesamtverschiebungen der hochaktiven Teilscholle (geodätische Reflektoren G1–G5) für das Zeitintervall November 2003 bis Mai 2007 ;$O== a) Total displacement of the highly active sliding mass obtained from laser scanner measurements (LiDAR scan windows L1–L4), and b) tachymetric measurements (geodetic reflectors G1–G5) of the highly active sliding mass between November 2003 and May 2007

Durch klimatisch bedingte Niederschlagsveränderungen werden die hydrologischen und hydrogeologischen Randbedingungen (z. B. Abflussverhalten, Grundwasserneubildung) beeinflusst, wodurch sich im Gebirge Bergwasserspiegel, Kluftwasserdrucke und hydraulische Gradienten verändern. Als Folgen können hydromechanisch gekoppelte Prozesse (Strömungskräfte, effektive Spannungen) wiederum felsmechanische Bruchprozesse und das Bewegungsverhalten von tiefgründigen Massenbewegungen beeinflussen. So weisen

Quellmessungen und geodätische Messkampagnen auf hydromechanisch gekoppelte Prozesse hin, wo variable Kluftwasserdrücke zu messbaren, elastisch reversiblen Oberflächenbewegungen führen (Löw et al., 2007). Langfristig können derartige, klimatisch beeinflusste Prozesse das progressive Risswachstum begünstigen und durch Minderung der Gebirgsfestigkeit auch tiefgründige Massenbewegungen beeinflussen. Zudem kann die Zunahme von Hochwasserereignissen zu verstärkter Erosion im Hangfuß- bzw. Stirnbereich von Mas-

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senbewegungen führen und dadurch sekundäre Hanginstabilitäten (Sturz-, Gleit- und Fließprozesse) verursachen. Derartige Massenumlagerungen (häufig in Kombination mit erhöhtem Bergwasserspiegel) verändern den In-situ Spannungszustand im Hangfußbereich und können Reaktivierungen und / oder Beschleunigungen instabiler Hangflanken auslösen (Henzinger et al., 2009; Bonzanigo et al., 2007; Zangerl et al., 2012). Auch für zahlreiche andere, z. T. besonders umfassend erkundete und mittels verschiedener Monitoringmethoden beobachtete Massenbewegungen sind die prozessrelevanten Faktoren oft schwierig zu bestimmen und allgemeingültige Aussagen zur Hangentwicklung mit Unschärfen behaftet. So finden sich unzählige Fallbeispiele die einen direkten Zusammenhang zwischen der durch Niederschlag / Schneeschmelze beeinflussten hydrogeologischen Situation und der Hangaktivität erkennen lassen (z. B. Bonzanigo et al., 2007; Macfarlane, 2009). Andere tiefgründige Massenbewegungen wiederum zeigen auch trotz langjähriger, umfassender Messungen und Analysen keinen eindeutig nachweisbaren direkten Einfluss von Klima / Witterung auf das Hangverhalten (z. B. Zangerl et al., 2010). Neben geänderten Niederschlagsverhältnissen können sich auch klimatisch bedingte Temperaturveränderungen auf tiefgründige Massenbewegungen im alpinen Hochgebirge auswirken, nämlich in Form geänderter Permafrostbedingungen und / oder Gletscherständen. In-situ Bohrlochmessungen in geklüftetem Gebirge zeigen, dass der Permafrost in den Alpen bis über 100  m tief reicht (Gruber et al., 2004b; Harris et al., 2003) und damit die Gebirgsfestigkeit durch den Zustand eisgefüllter Klüfte tiefgründig beeinflussen kann. Eine Veränderung der Permafrostverhältnisse (Erwärmung) reduziert die Festigkeit der Klüfte, beschleunigt Bruchprozesse und verringert damit die Gebirgsfestigkeit (Davies et al., 2000; Huggel et al., 2012a, b; Krautblatter et al., 2012). Weiters führt das beobachtete Gletscherrückschmelzen im Hochgebirge zur Entlastung von Hangflanken im Hangfußbereich und damit zu einer ungünstigen Veränderung der In-situ Spannungen. Die in Folge verminderte Standfestigkeit ermöglicht entweder die Reaktivierung oder Beschleunigung bestehender Massenbewegungen und / oder die Bildung von neuen flach- und tiefgründigen Hanginstabilitäten. So zeigen Prozessanalysen von Erkundungs- und Messdaten einer Felsgleitung im Bereich des Eigers / Schweiz eindrucksvoll die destabilisierende Wirkung des fortschreitenden Gletscherrückzugs auf Hangflanken im anstehenden Festgestein (Jaboyedoff et al., 2012). Auch einige andere neuzeitliche Hanginstabilitäten in den Schweizer Alpen werden zumindest teilweise auf klimatisch gesteuerte Gletscher- und Permafrostveränderungen zurückgeführt (Fischer et al., 2012; Huggel et al., 2012a, b).

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Diese und zahlreiche andere Fallbeispiele in verschiedenen Gebirgsmassiven (z. B. Deline, 2008; Crozier, 2010; Allen et al., 2011) sowie konzeptionelle Betrachtungen weisen deutlich auf direkte und indirekte Einflüsse des Klimawandels auf tiefgründige Massenbewegungen hin (z. B. Allen et al., 2011; Crozier, 2010; Davies et al., 2000; Deline, 2008; Gruber et al., 2004a, b; Huggel et al., 2012a). Jedoch ist weiterer Forschungsbedarf zwingend gegeben, um lokal und regional das Prozessverständnis tiefgründiger Massenbewegungssystem im Detail zu erhöhen und mit zukünftigen Klimaszenarien in Bezug setzen. In Bezug auf alle Typen gravitativer Massenbewegungen ist hervorzuheben, dass deren Wirkungsbereich selbstverständlich nicht nur auf die Hanglagen beschränkt ist. Auch Gebiete vor dem Hangfuß und in angrenzenden Talbereichen können potentiell betroffen sein. Neben der Einwirkung auf die dort siedelnde Bevölkerung und Infrastruktureinrichtungen können gravitative Massenbewegungen auch einen großen Einfluss auf die fluvialen Systeme ausüben, beispielsweise durch Abtrag und Anlieferung von Sedimenten, durch Verdrängung von Bächen und Flüssen aus ihrem ursprünglichen Bett oder durch das Aufstauen von Flüssen bei einer vollständigen Blockade des Gerinnes. Diese möglichen Folgewirkungen müssen immer mitbedacht werden, um die vollständigen und umfassenden Konsequenzen der gravitativen Massenbewegungen in den unterschiedlichen Reliefsphären zu berücksichtigen.

4.2.2

Schneelawinen

In Österreich wurden in den letzten zwei Jahrzehnten mehrere Studien zu den Auswirkungen des Klimawandels auf die Schneedecke durchgeführt (Mohnl, 1991; Hantel et al., 2000; Schöner et al., 2009, vgl. auch Band 2, Kapitel 2). Diese beschränken sich zumeist auf Änderungen in den Schneehöhen und / oder der Dauer der Schneedecke. Aussagen über die Lawinenaktivität sind dagegen nur bedingt möglich. In einigen Studien wurde versucht einen Zusammenhang zwischen Hauptwetterlagen, bzw. Zirkulationsmustern und der Schneehöhe zu finden (z. B. Schöner et al., 2009), jedoch ist die Korrelation nicht sehr aussagekräftig. Dobesberger und Zeidler (2010) beschreiben in einer Studie gezielt die Auswirkungen von möglichen Klimaänderungen auf den Naturgefahrenprozess durch Lawinen. Der Studie zur Folge konnte kein signifikanter Trend in der Anzahl von Lawinen gefunden werden, jedoch konnte in den Untersuchungsgebieten gezeigt werden, dass der Anteil von Nass- gegenüber Trockenschneelawinen zunimmt. Diese Beobachtungen decken sich mit den Ergebnissen der Studien von Martin et al. (2001), Laternser und Schneebeli (2002) und Eckert et al. (2010a, b).

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Eine quantitative statistische Analyse der Lawinenaktivität ist limitiert, da die Lawinenaufzeichungen mit großen Unsicherheiten verbunden sind. Die Datenqualität und Vollständigkeit ist von dem / der jeweiligen BeobachterIn abhängig und in der Vergangenheiten wurden häufig nur Lawinenabgänge aufgezeichnet, welche einen hohen wirtschaftlichen Schaden verursachten (Hug, 2012). Zudem wurden in Österreich viele Anbruchgebiete über Siedlungsgebieten durch technische Verbauungen gesichert und somit ein Lawinenabbruch weitestgehend verhindert (Voigt et al., 2010). Deutlicher als den Klimawandel erkennt man in diesen Datensätzen somit die gesellschaftliche Entwicklung über die letzten Jahrzehnte hinweg. Anhand der Ergebnisse der oben angesprochenen Studien und durch Interpretation von physikalischen Zusammenhängen werden im Folgenden mögliche Auswirkungen der prognostizierten Änderungen in den Klimaparametern Temperatur, Niederschlag und Wind auf den Schneedeckenaufbau und damit auf die Lawinenaktivität erläutert. Dabei werden die vier typischen Lawinensituationen (Neuschnee, Triebschnee, Nassschnee und Altschnee), die für die Mehrzahl der Lawinenereignisse verantwortlich sind (Harvey et al., 2012; Mair und Nairz, 2010), in Hinblick auf mögliche Änderungen infolge des Klimawandels diskutiert. Eine Quantifizierung der Änderung der Lawinenaktivität ist aufgrund der oben angesprochenen Unsicherheiten in den Lawinenaufzeichnungen nicht möglich. Die Annahmen in Bezug auf erwartete Klimaänderungen in Österreich sind dabei a) ein Anstieg der Lufttemperatur, b) eine Zunahme der Jahresniederschlagssummen (insbesondere eine Intensivierung nördlich des Alpenhauptkammes im Winter) und c) ein geringer Anstieg der Windgeschwindigkeiten (Beniston et al., 2007, vgl. auch Band  1, Kapitel 4). Große Neuschneemengen sind mitunter eine der Hauptursachen für die Auslösung von Neuschneelawinen. In Hinblick auf die Szenarien zu Änderungen der Lufttemperatur und des Niederschlags und aufgrund der Tatsache, dass Neuschnee von einem Zusammenspiel beider Klimaparameter abhängt, können folgende Aussagen in Bezug auf Lawinen getroffen werden. Jene Bereiche der Alpen, die bei NW-Wetterlagen zuerst angeströmt werden, haben mit einer Zunahme an Stauniederschlägen zu rechnen (Beniston et al., 2007). In Anbruchgebieten unterhalb der Baumgrenze ist mit einem deutlichen Rückgang des festen Anteils am Niederschlag (vgl. Band  1, Kapitel 3) und damit verbunden mit einem Rückgang von Lawinen infolge von intensiven Neuschneefällen zu rechnen. In höher gelegenen Einzugsgebieten kann es zu einer Zunahme der Neuschneemengen kommen, allerdings wird die Dich-

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te von Neuschnee aufgrund höherer Temperaturen steigen. Grundsätzlich kann man nicht direkt von der Mächtigkeit einer Schneedecke auf die mechanische Stabilität schließen. Im Allgemeinen verfestigt sich eine Schneedecke bei höheren Temperaturen schneller, außer die Temperaturzunahme erfolgt so rasch, dass Spannungen in der Schneedecke entstehen, die in weiterer Folge zu Lawinen führen können (McClung und Schaerer, 1993). Laternser und Schneebelli (2002) haben keine Zunahme der Lawinenaktivität über die letzten 50 Jahre in der Schweiz festgestellt, obwohl eine Zunahme der Niederschlagsmenge dies vermuten ließe. Die Autoren führen dies auf den verstärkten Einsatz von Lawinenschutzmaßnahmen zurück, haben jedoch den Schneedeckenaufbau nicht zusätzlich berücksichtigt. Triebschnee erhöht in vielen Fällen die Lawinengefahr. Bereits wenige Stunden Schneedrift können große Mengen Schnee verfrachten (McClung und Schaerer, 1993; Mair und Nairz, 2010). Da kleinräumige Vorhersagen der Windgeschwindigkeit nur über einige Stunden oder Tage möglich sind, werden für Klimavorhersagen daher indirekte Größen (Luftdruckverteilung) herangezogen, aus denen sich großskalige Windgeschwindigkeiten abschätzen lassen. Studien gehen davon aus, dass die Windgeschwindigkeiten von Stürmen im Winter in Mittel- und Nordeuropa zunehmen werden; allerdings ist der Alpenraum weniger stark betroffen (Beniston et al., 2007; Munich Re, 2002). Südlich der Alpen wird mit einer Abnahme der Windgeschwindigkeiten gerechnet. Die Strömungsmuster zeigen, dass in Zentraleuropa vermehrt NW-Lagen auftreten werden. Da sich Triebschnee im Lee von Hindernissen (Bergen) bildet, sind ost- bis süd-exponierte Hänge stärker betroffen. Gefährliche Triebschneeansammlungen entstehen entweder, wenn während des Niederschlags starker Wind vorherrscht oder, wenn abgelagerter Schnee nur schwach gebunden ist. Die Strahlung, die Lufttemperatur und -feuchte beeinflussen die Verfestigung der Schneedecke (Gabl und Lackinger, 1996). Der Einfluss des Klimawandels auf die Zu- oder Abnahme von Triebschneelawinen hängt also nicht nur mit den Veränderungen der Windgeschwindigkeiten zusammen. Im Hinblick auf steigende Temperaturen und damit verbundene höhere Schmelzraten, sowie auf eine Zunahme von Regen-auf-Schnee-Ereignissen kann davon ausgegangen werden, dass die Schneedecke vor allem in tiefen Lagen stärker durchfeuchtet wird. Mit zunehmendem Flüssigwassergehalt verliert die Schneedecke an Festigkeit (Bhutiyani, 1994). Zusätzlich kann sich Wasser an Schichtgrenzen innerhalb der Schneedecke oder der Grenzschicht zum Untergrund stauen wodurch potentielle Gleitschichten entstehen. Demzufolge

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kann davon ausgegangen werden, dass vor allem in tieferen Lagen Nassschneelawinen- und Gleitschneelawinenereignisse häufiger auftreten werden. Während Lockerschneelawinen häufig nach Neuschneefällen oder aufgrund von oberflächennaher Durchfeuchtung (starke Einstrahlung oder Regen) zu beobachten sind, bilden sich Schneebrettlawinen durch einen Bruch in einer Schwachschicht im Altschnee oder an der Schichtgrenze zwischen Alt- und Neuschnee (McClung und Schaerer, 1993). Zu den häufigsten Schwachschichten, die auch über einen längeren Zeitraum erhalten bleiben, zählen eingeschneiter Oberflächenreif und durch die aufbauende Metamorphose entstandene kantige Schneekristalle (kantige Vollformen). Ob und wie viele dieser Schwachschichten in der Schneedecke auftreten, ist vom Witterungsverlauf abhängig. Ganz allgemein gilt, dass höhere Temperaturen die Verfestigung der Schneedecke unterstützen und weniger langlebige Schwachschichten (kantige Formen) entstehen, da für deren Bildung ein großer Temperaturgradient in der Schneedecke und damit niedrige Temperaturen an der Schneeoberfläche auftreten müssen (McClung und Schaerer, 1993). Eine Zunahme der Anzahl von Regenereignissen kann einerseits dazu führen, dass Schichten, welche einen ungünstigen Schneedeckenaufbau charakterisieren (z. B. eingeschneiter Oberflächenreif ) abgebaut werden aber andererseits auch zu einem Verlust der Festigkeit beitragen. Ein Bruch in tieferen Schwachschichten in der Altschneedecke ist bei einer rapiden Zunahme der Schneeauflast zu erwarten. Veränderungen der Lawinenaktivität können aus Änderungen der Schnee- und Wetterverhältnisse sowie aus Veränderungen der Landnutzung und Vegetation resultieren. Dabei spielt die Bewaldung eine große Rolle. Teich et al. (2012) konnten in der Schweiz für die letzten 41 Jahre eine Abnahme der Tage mit Lufttemperatur-, Strahlungs-, Niederschlags- und Schneeverhältnissen feststellen, welche die Auslösung von Waldlawinen begünstigen. Die Daten der österreichischen und der schweizerischen Waldinventur und Arealstatistik sowie lokale Fallstudien zeigen für die letzten drei Jahrzehnte eine Zunahme der Schutzwaldfläche und im Wald eine Zunahme der Überschirmung, des Vorrats und der Stammzahl (Duc und Brändli, 2010; Teich et al., 2012; Perzl et al., 2012). Es ist in den letzten 50 Jahren in den Alpen auch zu einer Verdichtung des Waldes an der Waldgrenze, nicht jedoch zu einem erwärmungsbedingten erheblichen Anstieg der Waldgrenze gekommen (Perzl et al., 2012). In der Schweiz betragen nach Zimmermann et al. (2006) und Gehrig-Fasel et al. (2007) der maximale Anstieg der lokalen Waldgrenzen zwischen 1979 / 1985 und 1992 / 1997 im Durchschnitt 39,7  Höhenmeter (Median 28,0  m;

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2,3 bis 3,3 m maximaler Anstieg pro Jahr). Die meisten Waldgrenzenanstiege waren sehr gering. Die Zunahme der Waldfläche an der Waldgrenze ist überwiegend eine Verdichtung innerhalb des Waldgrenzökotons, jedoch kein Höhenanstieg. Dabei muss auch berücksichtigt werden, dass bestockte Flächen bereits ab 20 % Überschirmung und Strauchflächen zum Wald gezählt wurden. Nur 18 % der angestiegenen Waldflächen wurden als Wald im engeren Sinn klassifiziert. Die Analysen beziehen sich auf den maximalen lokalen und nicht auf den mittleren Anstieg. Die Hauptursache des Anstiegs waren Veränderungen der Landnutzung. Nur etwa 4  % dieses Waldflächenanstiegs geht auf klimatische Faktoren zurück (Zimmermann et al., 2006; Gehrig-Fasel et al., 2007). In Österreich gibt es keine für solche Analysen geeigneten Waldflächendaten. Regionale und lokale Studien zeigen aber ähnliche Tendenzen. Stützer (2002) stellte auf der Saualpe in Kärnten eine Verdichtung der Baumbestände im Waldgrenzökoton in den letzten 60 Jahren fest. Die Waldgrenze hat sich aber noch nicht nach oben verschoben. Stützer (2002) rechnet noch mit einigen Jahrzehnten, bis diese Verdichtung zu einem Anstieg der Waldgrenze um etwa 50 Höhenmeter führen wird. Untersuchungen an der oberen Waldgrenze im Oberen Zemmgrund im Zillertal (Tirol), ergaben für den Zeitraum 1955 bis 2004 eine erhebliche Flächenzunahme des Zirbenwaldareals, die ebenfalls überwiegend eine Zunahme und Verdichtung von Verjüngungsbereichen innerhalb bestehender Baum- und Jungwuchsgruppen ist (Pindur et al., 2007). Stepanek et al. (2009) stellten durch Luftbildvergleiche für den Zeitraum 1950 bis 2000 einen mittleren Anstieg der Waldgrenze im Tiroler Paznauntal von 20 Höhenmetern fest. Daraus lassen sich Höhenanstiege der Waldgrenze von durchschnittlich ca. 0,4– 0,6 m pro Jahr in den letzten 50–60 Jahren abschätzen. Geht man von einem Anstieg der Lufttemperatur in Österreich von etwa 1,1 °C während dieses Zeitraums aus, ist nach Grace et al. (2002) ein klimabedingter mittlerer Anstieg der Waldgrenze von durchschnittlich 1,6 Höhenmetern pro Jahr, also etwa das Dreifache, zu erwarten. Die relativ geringe Reaktion der alpinen Waldgrenze (im Sinne der obersten Front der als Wald definierten Flächen) trotz Erwärmung und Hochlagenaufforstungen kann auf die dort immer noch extremen Bedingungen und auf von Menschen verursachte Einflüsse (Beweidung, Wildeinfluss) zurückgeführt werden (Grace et al., 2002). Der Wald muss erst die gerodeten Gebiete unterhalb der bisherigen potenziellen natürlichen Waldgrenze rückerobern. Welche Umweltfaktoren die Ausbildung der natürlichen (klimatischen) Waldgrenze bestimmen, das ist noch nicht eindeutig geklärt (Grace et al., 2002). Im Waldgrenzökoton werden weiterhin Extremereignisse (zum Beispiel Frost, Lawinen) die

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Ausbreitung des Waldes nach oben behindern (Wieser 2012, zit. nach Perzl et al., 2012). Durch die Verdichtung des Waldes hat auch die von der Walddichte beeinflusste Schutzwirkung des Waldes gegen Lawinen zugenommen (Teich et al., 2012; Perzl et al., 2012). Das bestätigt sich auch dadurch, dass seit etwa 1990 nur sehr wenige und kleine Schadenslawinen direkt aus dem Wald dokumentiert wurden (Perzl und Walter, 2012). Es gibt aber auch Argumente dafür, dass über diese mittelfristigen Trends hinaus im Grenzsaum zwischen montanen und subalpinen Lagen langfristig die Grunddisposition für Lawinenanbrüche im Wald zunehmen könnte (Perzl und Walter, 2012). Im oberen Bereich der heutigen montanen Stufe könnte in Zukunft ein höherer Regenanteil am Winterniederschlag in Verbindung mit der bereits beobachteten stärkeren Erwärmung und Strahlung im Frühjahr (Auer et al., 2007; vgl. Band 1, Kapitel 4) häufiger Nassschneesituationen bewirken, bei denen die Schutzwirkung des Waldes vor Lawinenanbrüchen geringer ist (Perzl und Walter, 2012). Im Bereich sehr steiler Hänge, der Lawinenschneisen und Rinnen, ist keine generelle Verdichtung des Waldes belegt (Lardelli und Bebi, 2005; Bebi et al., 2009; Perzl et al., 2012). In Österreich hat nach der Österreichischen Waldinventur (ÖWI) die Fläche der Rinnen, Runsen und Lawinenzüge im Wald von der Periode 1992 / 1996 bis 2007 / 2009 von 20 000 auf 23 000  ha leicht zugenommen (Perzl, 2012 unveröffentlicht). Möglicherweise ist das eine Folge erhöhter Lawinenaktivität (auch Mur- und Steinschlagaktivität) im tiefsubalpinen und hochmontanen Bereich durch die Erwärmung. Jedoch liegt diese Zunahme noch im Bereich der Stichprobenfehler. Die Tatsache, dass viele Faktoren die Stabilität der Schneedecke beeinflussen, macht es schwierig, das Anbrechen von Lawinen exakt vorherzusagen. Aussagen über den Einfluss des Klimawandels auf die Lawinenaktivität sind daher nur allgemein formulierbar und zum jetzigen Zeitpunkt nicht quantifizierbar. Einzig in der Aussage, dass sich der Anteil von Naßschneelawinen gegenüber Trockenschneelawinen in den Alpen erhöht sind sich die zitierten AutorInnen einig, wobei dies v. a. auf den Temperaturanstieg zurückzuführen ist.

4.2.3

Periglaziale Prozesse

Der Periglazialbereich wird durch frost- und kaltklimatische Prägung sowie durch frostinduzierte Prozesse wie Frostsprengung, Solifluktion und Kryoturbation charakterisiert. Periglaziale Gebiete sind in der Umgebung von Gletschern, in gletscherfreien Hochgebirgsregionen sowie Polar- und Subpolarregionen zu finden. Periglaziale Prozesse setzen das

Vorhandensein von Frostbedingungen im Untergrund (Festgestein, Lockermaterial, Boden) voraus. Dabei ist zwischen intensiven Frostwechseln, saisonalem Frost und Permafrost zu unterscheiden. Diese Bedingungen treten in den Alpen in der subnivalen bzw. periglazialen Höhenstufe auf. Folgende dem periglazialen Reliefsystem zugeordnete Prozesse sind in Österreich zu differenzieren: Solifluktion und Bodenkriechen, Kriechen von Lockergesteinsmassen sowie Hebungs- und Setzungsvorgänge durch Tau- und Gefrierzyklen (temporärer Frost und Permafrost). Diese Prozesse führen zu charakteristischen Landformen wie Solifluktionsloben, Blockgletscher, Thufur (isländ: kleiner Aufeishügel) oder Frostmusterböden.

Bodenkriechen / Solifluktion Die Solifluktion („Bodenkriechen“ bzw. „Bodenfließen“) ist ein flächig wirkender, wichtiger geomorphologischer Hangprozess. Solifluktion tritt in den österreichischen Alpen schon bei sehr schwach geneigten Hängen in der periglazialen bzw. subnivalen Höhenstufe auf. Da die Prozesse selbst nur sehr unzureichend beobachtet werden können, wird dies durch die zugehörigen Formen von Solifluktionszungen, -loben und -girlanden belegt (Veit und Höfner, 1993; Stingl et al., 2010). Solifluktion findet als saisonaler Prozess besonders im Frühjahr und Frühsommer während der Schneeschmelze statt, wenn der noch gefrorene Untergrund oberflächig auftaut. Permafrost ist eine günstige Bedingung zur Ausbildung von Solifluktionsprozessen, jedoch keine Voraussetzung. Es wird generell zwischen Regelationsfließen / Frosttkriechen (engl.: frost creep) und Durchtränkungsfließen (engl.: gelifluction) unterschieden (French, 2007; Stingl et al., 2010). Beim Durchtränkungsfließen kann das freigesetzte Wasser nicht versickern und es kommt zu einer wassergesättigten breiartigen Sedimentmasse, die sich langsam hangabwärts verlagert. Auch die intensive Frostwirkung in der subnivalen Höhenstufe führt zu einem Bodenversatz durch das ständige Gefrieren und Wiederauftauen (Frostwechsel). Insgesamt werden durch diese Prozesse Bewegungsbeträge von wenigen Millimetern bis zu mehreren Dezimetern im Jahr erreicht (Jaesche et al., 2003). Das Ausmaß der Solifluktion hängt generell stark von der Beschaffenheit des Lockermaterials, dem Wasserangebot, der Frostintensität sowie dem Zeitpunkt und Verlauf des Auftauens des winterlichen Frostbodens ab. Eine der längsten Messreihen (seit 1985) zur Solifluktion in den Alpen stammt aus dem Gebiet der Glorer Hütte in den Hohen Tauern in Osttirol (Stingl et al., 2010). Diese Messreihe zeigt, dass Solifluktion in der frühsommerlichen Auftauphase stattfindet und in relativ kurzer Zeit (in Tagen bis wenigen Wochen) abläuft. Der

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

Vorgang vollzieht sich in erster Linie als Durchtränkungsfließen (über gefrorenem Untergrund), wogegen Frostkriechen / Regelationsfließen (Frostwechsel) nur einen geringen Beitrag zur Gesamtbewegung des Bodens liefert. Es zeigte sich ferner, dass die Variabilität der Solifluktion von Jahr zu Jahr auf klimatische Ursachen zurückzuführen ist. Jedoch besteht keine einfache Wechselbeziehung mit der Jahresmitteltemperatur oder dem Jahresniederschlag. Ausschlagend ist vielmehr die Frostbodentiefe, die wiederum stark vom Witterungsverlauf im Herbst (Temperaturverlauf, Schneedeckenbildung) sowie von der Mächtigkeit und Dauer der winterlichen Schneedecke abhängt (Jaesche et al., 2003). Besonders intensive Solifluktionsprozesse und ausgeprägte Solifluktionsformen in tieferen Höhenlagen können daher auch mit ehemaligem Permafrostbedingungen in Verbindung gebracht werden (Strunk, 1986). Grabungen und kleinere Aufschlüsse an Solifluktionsloben zeigten an mehreren Standorten in den österreichischen Alpen einen stapelartigen Aufbau von Solifluktionsloben, die durch fossile Bodenhorizonte voneinander getrennt waren. Diese Wechsellagerung deutet auf aktive Solifluktionsphasen während kalter, eventuell auch schneereicher Phasen und warmer Perioden mit geringer Solifluktionsaktivität inklusive zunehmender Bodenbildung hin. Mit Hilfe von 14C-Datierungen ist es gelungen, für das Holozän eine Abfolge dieser Solifluktions- und Bodenbildungsphasen abzuleiten (Veit, 2002). Die zunehmende Erwärmung im Alpenraum hat unmittelbare Auswirkungen auf den Prozess der Solifluktion und wird nach bisherigen Erkenntnissen zu einer Abschwächung der Bewegungsbeträge führen (Stingl et al., 2010). Es besteht jedoch ein Forschungsdefizit in der Frage, wie die maßgeblichen Steuergrößen durch den Klimawandel beeinflusst und in welchen zeitlichen und räumlichen Dimensionen diese Veränderungen ablaufen werden. Solifluktionsbewegungen und die damit verbundene Hebungs- und Setzungserscheinungen können zudem Schäden an alpiner Infrastruktur (z. B. Wegen, Seilbahnstützen) verursachen. Periglazialgebiete, in denen mit Forstwechselprozessen zu rechnen ist, nehmen einen weitaus größeren Bereich des Hochgebirges ein als vergletscherte Gebiete. Quantitative Angaben über die potentiell betroffenen Flächen fehlen jedoch weitgehend. Die Erforschung dieses Prozesses im Kontext des Klimawandels ist daher auch von unmittelbarer gesellschaftlicher Relevanz. Neue Technologien, empirische Messungen und Modellansätze, wie das terrestrische Laserscanning, die hochaufgelöste Datenerhebung relevanter Parameter oder die physikalischbasierte Modellierung können dazu beitragen, die komplexen Wechselwirkungen der Solifluktion und klimatischer Steuergrößen besser zu verstehen (Otto und Schrott, 2010).

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Hochgenaue Bewegungsmessungen mittels Laserscanning ermöglichen zum Beispiel die großfläche Aufnahme von Hangbewegungen und Lobenbildung. Es fehlen jedoch umfassende Modellansätze, um Solifluktion auch großflächig zu simulieren. Die Solifluktion ist neben den Gletschern ein weiterer wertvoller Indikator für den Klimawandel im Alpenraum. Sie trägt zudem zur Sedimentproduktion im Gebirge bei und wirkt sich kleinräumig auf die Biodiversität aus.

Blockgletscher Im Zentral- und Ostteil der österreichischen Alpen (ohne Nordtirol und Vorarlberg) gibt es 347 intakte Blockgletscher, welche in Summe eine Fläche von 21,3 km² bedecken. Die meisten dieser intakten Blockgletscher wurden in Osttirol (145) und Kärnten (126) kartiert, gefolgt von Salzburg (67). In der Steiermark fanden sich immerhin noch neun intakte Blockgletscher, wohingegen die Bundesländer Oberösterreich, Niederösterreich, Wien und Burgenland keine solchen intakten Formen aufweisen. Die mittlere Länge der intakten Blockgletscher beträgt 351 m, die Breite im Durchschnitt 222 m und im Mittel reichen sie bis 2 515 m herab (Kellerer-Pirklbauer et al., 2012a). In einer vergleichbaren Studie wurden alle Blockgletscher von Tirol inventarisiert, wobei alleine in diesem Bundesland 1 432 intakte Blockgletscher ausgewiesen wurden (Krainer und Ribis, 2012). Dies ist mit dem großflächigeren Vorhandensein von Permafrost und Blockgletscher begünstigenden Bedingungen in den Zentralalpen Tirols zu erklären (Ebohon und Schrott, 2008). Als Permafrostformen sind intakte Blockgletscher von den klimatischen Rahmenbedingungen abhängig und werden daher in ihrer Dynamik vom Klimawandel beeinflusst. Als wichtigste steuernde Größen gelten die Strahlungs-, die Temperatur- und die Schneeverhältnisse (Kellerer-Pirklbauer und Kaufmann, 2012). Intakte Blockgletscher reagieren auf Veränderungen der Umweltbedingungen durch a) Zu- oder Abnahme des Schutt- und Eiseintrags in das Blockgletscher-System, b) Zu- oder Abnahme des im System gebundenen Eisgehaltes, c) Zu- oder Abnahme der Kriechbewegung, d) Veränderung des Temperaturregimes und e) Veränderung des Abflusses (Barsch, 1996; Haeberli et al., 2006). Die längsten, im Kontext des Klimawandels relevanten Datenreihen sind zur Bewegungsdynamik verfügbar, wobei die diesbezüglichen Forschungsinitiativen in Österreich am Inneren Ölgruben-Blockgletscher, im Kaunertal und am Äußeren Hochebenkar bis in die 1920er Jahre zurückreichen (Finsterwalder, 1928). Pillewizer begann im Jahr 1938 am Hochebenkar-Blockgletscher mit Bewegungsmessungen und legte den

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In den Bereichen der periglazialen Höhenstufe mit Permafrost sind aktive Blockgletscher eine markante Geländeform. Dabei handelt es sich um eisübersättigten Schuttmassen, die durch Deformation des im Schutt enthaltenen Eises sich kriechend hangabwärts bewegen. Die daraus resultierenden Formen weisen eine gewisse Ähnlichkeit zu Lavaströmen mit Querund Längswülsten auf. Innerhalb der intakten Blockgletscher kann zwischen aktiven (verbreiteter Permafrost und rezente Bewegung) sowie inaktiven (verbreiteter Permafrost jedoch ohne rezente Bewegung) unterschieden werden (Barsch, 1996). Intakte Blockgletscher entstehen, wenn a) eisübersättigter Permafrost, b) große Schuttmengen und c) Gelände mittlerer Neigung vorhanden sind. Dies ist in hoch gelegenen, gletscherfreien Karen der Fall, worin intakte Blockgletscher nicht nur typische Reliefelemente, sondern auch bedeutende Schutttransportmedien darstellen (Box 4.2 Abbildung 1).

;$O==  Der Blockgletscher im Hinteren Langtalkar, Schobergruppe, Hohe Tauern, ist einer der schnellsten Blockgletscher im gesamten Alpenraum mit mittleren Bewegungsraten im vorderen Bereich von über 2 m / Jahr (Delaloye et al., 2008). Der Blockgletscher bedeckt den gesamten Karbereich und weist für Blockgletscher typische Wulstformen auf. Aufgrund der hohen Bewegungsraten dieses Blockgletschers bildeten sich an diesem Blockgletscher in den letzten beiden Jahrzehnten Zerrspalten ähnliche Formen (Kaufmann und Ladstädter, 2010). Foto: Andreas Kellerer-Pirklbauer 23.08.2012 ;$O==  The Hinteres Langtalkar Rock Glacier, Schober Mountains, Hohe Tauern Range, is one of the fastest movin g rock glaciers in the entire European Alps with mean surface velocities of 2 m / year (Delaloye et al., 2008). The rock glacier covers the entire cirque and is characterised by typical ridges and furrows. Crevasse-like openings formed during the last two decades because of high longitudinal strain (Kaufmann and Ladstädter, 2010). Photograph: Andreas Kellerer-Pirklbauer, 23.08.2012

Grundstein für die längste global verfügbare Bewegungsmessreihe auf Basis unterschiedlicher Messmethoden (Pillewizer, 1938, 1957; Vietoris 1958, 1972; Schneider und Schneider, 2001; Kaufmann und Ladstädter, 2002, 2003; Kaufmann, 2012). Ein weiteres Beispiel für Langzeitbeobachtung stellt der Dösener-Blockgletscher (Ankogelgruppe, Nationalpark Hohe Tauern) dar, für den seit 1954 aus photogrammetrischen und seit 1995 aus jährlichen geodätischen Messungen die zeitliche Variabilität der Oberflächenbewegung quantifiziert werden

kann (Kaufmann et al., 2007). Abbildung 4.2. zeigt die Bewegungsentwicklung dieses Blockgletschers gemeinsam mit jenen vom Hinteren Langtalkar-Blockgletscher (hier jedoch nur der Mittelwert des oberen, langsameren Teiles) und des Weissenkar-Blockgletschers. Die Variabilität der Oberflächenbewegung zeigt mit einer Zeitverzögerung von etwa 2 bis 3 Jahren eine deutliche Korrelation mit der Lufttemperatur, indem die Blockgletscher-Bewegung sich in kühlen Perioden – wie etwa die Zeit der letzten markanten Gletschervorstöße in den

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Abbildung 4.2 Mittlere Jahresbewegung am Dösener, Hinterem Langkar- (oberer Teil) und Weissenkar-Blockgletscher zwischen 1954 und 2011 auf Basis von geodätischen und photogrammetrischen Daten. Zum Vergleich dargestellt das gleitende Jahresmittel der Lufttemperatur am meteorologischen Observatorium Hoher Sonnblick seit 1950 Verändert nach: Kellerer-Pirklbauer und Kaufmann (2012) Figure 4.2 Mean surface velocities of the three rock glaciers Hinteres Langtalkar, Dösen and Weissenkar during the period 1954 to 2011 based on geodetic and photogrammetric data. The running mean annual air temperature at the meteorological observatory Hoher Sonnblick is plotted additionally for comparison. Modified after Kellerer-Pirklbauer and Kaufmann (2012)

1970er und 1980er Jahren – verlangsamt, in wärmeren hingegen beschleunigt (Kellerer-Pirklbauer und Kaufmann, 2012). Eine vergleichende Studie von 16 alpinen Blockgletschern in Frankreich, Schweiz und Österreich zeigte, dass im gesamten Alpenbogen Bewegungsveränderungen von Blockgletschern miteinander korrelieren (Delaloye et al., 2008), was den Klimaeinfluss auf Bewegungsveränderungen unterstreicht. Die Ursache hierfür ist neben der bei höheren Temperaturen vergrößerten Deformierbarkeit des Eises möglicherweise in der vergrößerten Verfügbarkeit von flüssigem Wasser im System zu suchen (Krainer und He, 2006; Lieb et al., 2012). Ungeachtet dieser kurzfristigen Variationen der Geschwindigkeit ist jedoch davon auszugehen, dass in der langen Zeitskala seit dem Höhepunkt der Würm-Kaltzeit (Last Glacial Maximum) die Blockgletscher-Aktivität jeweils an die kälteren Klimaphasen (Stadiale des Spätglazials, kältere Perioden des Holzäns) gebunden war. Somit zeichnet sich als Reaktion von intakten Blockgletschern auf den aktuellen und zukünftigen Klimawandel – in Übereinstimmung mit Ergebnissen aus allen Teilen der Alpen – der folgende Ablauf als typisch ab: (a) der Temperaturanstieg führt gegenwärtig zu einer Erhöhung der Bewegung; (b) die gleichzeitige Vergrößerung der sommerlichen Auftauschicht verursacht hingegen das Absinken der Permafrost-Oberkante und damit eine Reduktion des Eisvolumens; (c) sinkt dieses unter einen (für jeden Blockgletscher individuellen) Schwellenwert, so kommt es zur Reduktion der Bewegung bzw. schließlich zu Stillstand (ein aktiver Blockgletscher wird inaktiv), was bei vielen intakten Blockgletschern in den kommenden Jahrzehnten erwartet werden kann (Kellerer-Pirklbauer et al., 2012); (d) das völlige Ausschmelzen des Eises durch Per-

578

mafrost-Degradation wird wegen der Trägheit von Blockgletscher-Systemen möglicherweise aber wesentlich länger dauern. Aus diesen geschilderten Veränderungen sind nur in Ausnahmefällen Folgeprozesse zu erwarten, die wesentliche negative Auswirkungen auf andere Elemente hochalpiner Mensch-Umwelt-Systeme (z. B. Naturgefahrenpotenzial, Hydrogeologie) haben werden.

Permafrost Die Erforschung des Permafrostes im Hochgebirge ist ein vergleichsweise junger Forschungszweig, der im Alpenraum systematisch erst seit den 1970er Jahren betrieben wird (Haeberli et al., 2010; Krainer et al., 2012). Durch die zunehmende Medienberichte zu den Folgen des Klima- und Umweltwandels wird das Thema Permafrost in den letzten Jahren verstärkt in der Öffentlichkeit wahrgenommen. Das vermehrte Auftreten von Felsstürzen in überdurchschnittlich warmen Sommern (z. B. 2003 und 2005) sowie die Beeinträchtigung von hochalpinen Wanderwegen und Bauwerken machen Veränderungen im Zusammenhang mit dem Klimawandel und dem unsichtbaren Phänomen Permafrost bemerkbar; direkte und indirekte Auswirkungen auf die Nutzung des Hochgebirgsraum sind die Folge (Gruber and Haeberli, 2007, Kern et al., 2012). Da es sich bei Permafrost um ein rein thermisches Phänomen handelt – Lithosphärenmaterial (Boden, Schutt, Fels), das mindestens über zwei aufeinander folgende Jahre Temperaturen von ≤ 0 °C aufweist (French, 2007) – kann die räumliche Verbreitung nur indirekt über Geländeindikatoren (Blockgletscher, perennierende Schneeflecken, protalus ramparts) und Modelle abgeleitet werden (Schrott et al., 2012a).

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AAR14

In Österreich muss ab etwa 2 500 m Seehöhe mit dem Auftreten von Permafrost gerechnet werden (Tabelle 4.1); das entspricht rund 2 % der Staatsfläche (1 600 km²) (Ebohon und Schrott, 2008). In den hochgelegen Alpenregionen – wie den Hohen Tauern – unterliegen rund 25 % dem Einfluss des Permafrostes (Schrott et al., 2012a). Je nach Höhenlage, Exposition, Schneeverhältnissen und Untergrundbeschaffenheit variiert die Untergrenze des Permafrosts in den Hohe Tauern um wenige Meter bis zu mehreren hundert Metern (Otto et al., 2012). Für dieses Kerngebiet der österreichischen Alpen steht seit 2012 eine detaillierte Permafrostkarte zur Verfügung (Schrott et al., 2012a). Sie dient als Hinweiskarte zur Abschätzung des gegenwärtigen Permafrostvorkommens im regionalen Maßstab (Abbildung  4.3). Die Karte liefert UmweltplanerInnen nützliche Dienste im Sinne einer Einschätzung von alpinen Gefahren und Risiken und ist eine Entscheidungshilfe bei der Interpretation von Landschaftsveränderungen. Alpine Naturgefahren (Felsstürze, Muren etc.), die sich durch Veränderungen im Permafrost ergeben, sind meist eine Folge von Schmelzprozessen in eishaltigen Sedimentkörpern oder Felswänden. Bauwerke werden in der Folge durch Setzungserscheinungen oder durch Massenbewegungen wie Hangrutschungen, Muren oder Steinschlag beschädigt und die Funktion von Anlagen (z. B. Seilbahnstützen, Lawinenschutzzäune) auf abwärts kriechenden Permafrostkörpern kann stark beeinträchtigt werden. Steinschlag- und Felssturzprozesse sind bereits heute eine zunehmende Gefährdung für Straßen, Wanderwege, Kletterrouten, Schipisten und Seilbahnen (Krainer, 2007). Gefahren können aber auch schon durch eine Erwärmung des Perma-

frostes hervorgerufen werden, da die Festigkeitseigenschaften schon bei Temperaturen um −1,5 °C abnehmen (Davies et al., 2001). Während die Verbreitung der Permafrostbereiche in Österreich grob abgeschätzt werden kann, sind die thermischen Eigenschaften und die zukünftige Entwicklung des Phänomens noch weitgehend unbekannt. Hierzu sind langfristige Untersuchungen z. B. durch Temperaturmonitoring in Bohrlöchern notwendig, wie sie bereits am Kitzsteinhorn durch die Uni Salzburg und am Hohen Sonnblick durch die ZAMG durchgeführt werden (Hartmeyer et al., 2012b; Schöner et al., 2012). Um abschätzen zu können, wie sich der Klimawandel in den Alpen auf die gegenwärtige Permafrostausdehnung auswirkt, können Szenarien herangezogen werden, die einen möglichen Temperaturanstieg und eine Erwärmung der Permafrosttemperatur bzw. ein Auftauen des Permafrostes simulieren. Basierend auf den aktuell verfügbaren, langjährigen Messreihen ausgewählter Klimastationen in den Hohen Tauern wurden Temperaturgradienten zwischen Berg- und Talstationen berechnet. Für die Hohen Tauern ergibt sich ein adiabatischer   – also ohne Austausch von Energie vonstattengehender – Temperaturgradient von ca. −0,51 °C / 100 m (ZAMG, 2013). Bei einer zukünftigen Temperaturerhöhung um +1 K und unter der stark vereinfachten Annahme einer linearen Beziehung zwischen der Permafrostverbreitung und der Lufttemperatur, würden die Permafrostuntergrenzen um ca. 200 m ansteigen (Schrott et al., 2012b). Schon ein partielles Auftauen oder eine Erwärmung der Permafrosttemperatur kann zu einer Intensivierung gravitati-

Tabelle 4.1 Potenzielle Permafrostvorkommen Österreichs in Bezug auf die Gesamtfläche und differenziert nach Bundesländern. Die Angaben entstammen Ebohon und Schrott (2008) und basieren auf einem topoklimatischen Schlüssel mit dessen Hilfe die Permafrostuntergrenzen modelliert werden Table 4.1 Potential permafrost distribution (portion of surface area) in the states of Austria. Data according to the modeling approach of Ebohon und Schrott (2008) which is based on a topoclimatic key . „Œ

Permafrost möglich (%)

Permafrost wahrscheinlich (%)

Burgenland

0,00

0,00

0,00

Kärnten

1,65

0,87

0,78

Niederösterreich

0,00

0,00

0,00

Oberösterreich

0,04

0,03

0,01

Salzburg

2,76

1,48

1,28

Steiermark

0,05

0,05

0,00

Tirol

9,82

3,84

5,44

Vorarlberg

1,90

1,28

0,61

Wien

0,00

0,00

0,00

Österreich

1,90

0,86

1,04

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

AAR14

Abbildung 4.3 Modellierung der Permafrostverbreitung im Bereich des Großglockners. Aus: Schrott et al. (2012a) Figure 4.3 Modelling of permafrost distribution in the surrounding of the Großglockner area. Based on: Schrott et al. (2012a)

ver Prozesse führen. Untersuchungen von Harris et al. (2009) zeigen, dass die felsmechanische Scherfestigkeit schon bei Temperaturen um −1,5 °C abnimmt und somit die Felsinstabilität nachhaltig beeinträchtigt wird. In Sedimentkörpern kann schon eine Zunahme der Auftauschicht (partielles Auftauen des Permafrostes) zu vermehrten Murgängen und Rutschungen führen, da vermehrt mobilisierbares Lockermaterial zur Verfügung steht (vgl. Abschnitt  4.2.1). Die komplexen Zusammenhänge sind jedoch bislang nur teilweise geklärt und es liegen nur vereinzelt detaillierte Untersuchungen aus dem Alpenraum vor (Hirschmugl, 2003; Sattler et al., 2011). Um die Auswirkungen des Klimawandels auf die Permafrostgebiete besser abschätzen zu können, sind Langzeituntersuchungen der Permafrosttemperatur erforderlich. Im Rahmen des Projektes MOREXPERT („Developing a Monitoring Expert System for Hazardous Rock Walls“) wird am Kitzsteinhorn (3 203 m), basierend auf einer Kombination von Bohrlochmessungen im Fels, geophysikalischen Untersuchungen und meteorologischen Aufzeichnungen, ein Langzeitmonito-

580

ring realisiert (Hartmeyer et al., 2012a). Die fünf temperaturbestückten Bohrlöcher im Festgestein mit Tiefen zwischen 20 und 30 m liefern neben geoelektrischem Monitoring und zahlreichen oberflächennahen Felstemperaturen (1 m) ab 2012 auch wertvolle Daten zur Temperatur des Permafrosts im Fels und damit zur zukünftigen Entwicklung des Permafrostes.

4.2.4

Glaziale Prozesse

Große Areale der österreichischen Alpen und ihrer Vorländer sind durch glaziale (und glazifluviale) Prozesse geformt worden. Moränenlandschaften, Trogtäler und Zungenbeckenseen sind Ausdruck des Wechsels zwischen Glazial- und Interglazialzeiten (Zeitskala von 104 bis 105 Jahren) bzw. von Schwankungen innerhalb der Eiszeiten (Zeitskala 1 000  Jahre). Die Folgen des aktuellen Klimawandels in der Zeitskala von Jahrzehnten bis Jahrhunderten müssen unabhängig von diesen großräumigen Prozessen im Vergleich mit den Klimaund Gletscherschwankungen des Holozäns betrachtet und

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 Box 4.3:

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Das empirische Modell PERMAKART 3.0 modelliert die Wahrscheinlichkeit für Permafrostauftreten in den Hohen Tauern. Das Kernelement des Modells PERMAKART 3.0 ist ein topoklimatischer Schlüssel, der bei acht Expositions- und drei verschiedenen Hangneigungsklassen (steiler Fels, Hänge, Hangfußflächen) in den jeweiligen Höhenstufen die gegenwärtigen Untergrenzen der Permafrostverbreitung ausweist. Mit Hilfe eines digitales Geländemodell in hoher Auflösung (10 m Raster) berechnet das Modell die Auftretenswahrscheinlichkeit und visualisiert das Ergebnis anhand eines Index von 1–100 (Schrott et al., 2012a). Die Ergebnisse der Modellierung sind mit über 600 Messungen zur Basistemperatur der winterlichen Schneedecke (BTS) validiert worden und zeigen eine gute Übereinstimmung (Schrott et al., 2012b).

Neigungsänderungen, Konkavität / Konvexität des Gletscheruntergrundes) und der Geologie (Gesteinsart) zusammen. Allgemein kann man davon ausgehen, dass durch die Temperaturzunahme die Gletscher negative Massenbilanzen aufweisen und die Abflussbildung verstärkt wird (insbesondere bei großer Abweichung vom Gleichgewichtszustand), während die Gletscherbewegung sich auf Grund der abnehmenden Eismasse verlangsamt. Sowohl Gletscherbewegung als auch die glaziale Wasserführung beeinflussen Sedimentbildung und Sedimenttransport. Zusätzlich können unterirdische Senkenbereiche an der Gletscherbasis Sediment-Zwischenspeicher bilden, die auch dann vermehrt Sedimente freigeben, wenn Gletscherbewegung und Erosionswirkung allgemein abnehmen. Solange Gletscher noch existieren, ist das subglaziale Abflussregime zeitlich schnellen Änderungen unterworfen und die Sedimentfracht daher schwer modellierbar. Erst bei einem vollständigen Verschwinden der Gletscher kann von einer eindeutigen Abnahme des Feinsedimentbeitrages in den alpinen glazial beeinflussten Fließgewässern ausgegangen werden.

4.2.5

quantifiziert werden. Durch den Gletscherrückgang werden große Flächen freigegeben die aufgrund der erst langsam aufkommenden Vegetation und der meteorologischen Bedingungen durch eine intensive Verwitterung gekennzeichnet sind. Eine direkte Folge der Gletschererosion ist insbesondere der hohe Feinsedimenteintrag (Gletschermilch) in Fließgewässer und Seen, ein typisches Charakteristikum glazial geprägter Abflussregime. Eindrucksvoll zeigen sich die Folgen der Sedimentbildung und des Sedimenttransportes bei hochalpinen Speicherseen in glazial geprägten Einzugsgebieten. Der Margaritzenstausee in den Hohen Tauern (Großglockner) ist ein gut untersuchtes Beispiel für die Verlandungsproblematik von Stauseen (Knoblauch et al., 2006). Hartmeyer et al. (2007) haben für die ca. 18 km² große Pasterze für das Jahr 2006 eine Schwebstofffracht von 50 000 t durch die Gletschererosion berechnet. Neben den künstlichen Seen bilden auch natürliche Seen Sedimentfallen für die in den Fließgewässern transportierten Sedimente und können bei entsprechendem Sedimentnachschub auch verlanden (z. B. Sandersee bei der Pasterze). Während die Sedimentbildung eindeutig beobachtbar und messbar ist, kann der Zusammenhang zu Veränderungen des Klimas nicht einfach hergestellt werden. Die Gletschererosion temperierter Gletscher hängt nicht nur mit Eigenschaften des Gletschers, (Bewegung, Wasserführung) sondern auch mit den topographischen Gegebenheiten des Gletscherbetts (Neigung,

Waldbrände

Waldbrände sind in Österreich eine bislang relativ wenig beachtete Naturgefahr. Verglichen mit Mediterrangebieten, Savannen oder borealen Wäldern sind die Wälder des Alpenraums als ein nur gering feueranfälliges Ökosystem einzustufen. Im ganzjährig humiden Österreich spielt Feuer für den Wald verglichen mit Windwurf und Schädlingsbefall nur eine geringe Rolle. Laut der Datensammlung zum österreichischen Waldschadensbericht kam es z. B. im Jahr 2011 zu einem Schaden von über 79 272 ha durch Sturm und 40 284 ha durch Muren und Lawinen, aber nur 44 ha durch Waldbrand. Zum Vergleich: In Italien wurde in 2010 die ca. 1 000-fache Fläche (46 537 ha) durch Waldbrand geschädigt (Schmuck et al., 2011). Die Bekämpfung kann in ganz Österreich dank einer funktionierenden Feuerwehrorganisation frühzeitig und effektiv erfolgen, was neben der geringen klimatischen Disposition zu einer recht geringen Größe der beeinträchtigen Areale führt. Große Brandflächen sind momentan fast ausschließlich aus der Zeit von vor 1950 bekannt (Sass et al., 2012). Die aktuelle Erwärmung könnte jedoch die Feueranfälligkeit erheblich steigern. Die trockenen Sommer der Jahre 2003 und 2007 haben deutlich gezeigt, dass Waldbrände unter den entsprechenden Witterungsbedingungen rasch entstehen können und erhebliche Ausmaße annehmen können (Gossow et al., 2009; Vacik et al., 2011). Eine erhöhte Feuerfrequenz stellt insbesondere für den alpinen Raum ein Risiko dar, da die Regenerationszeiten der Vegetation nach Feuerschäden relativ

581

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

hoch sind (z. B. Wohlgemuth et al., 2005). Die Auswirkungen solcher Feuer sind daher oft noch nach Jahrzehnten im Landschaftsbild zu sehen. Eine vollständige Entwaldung nach einem Waldbrand führt durch die fehlende Schutzfunktion des Waldes zu einem erheblich erhöhten Potenzial für sekundäre Naturgefahren. Statistische Daten zur Waldbrandfrequenz sind inhomogen und unvollständig. Waldbranddaten für ganz Europa werden im Europäischen Waldbrand-Informationssystem (EFFIS) gesammelt; Daten aus Österreich werden jedoch erst seit 2006 planmäßig erfasst und in diese Datenbank eingespeist. Eine noch unpublizierte Datenbank der BOKU und der KFUGraz enthält zur Zeit ca. 1 200 Brandereignisse, welche bis ins 19. Jahrhundert zurückreichen; der überwiegende Schwerpunkt liegt jedoch auch hier auf dem Zeitraum von 2003 bis heute. Eine Analyse des mittelfristigen Effekts der aktuellen Klimaänderung auf die Feuerfrequenz lässt sich aufgrund dieser Inhomogenität nur schwer durchführen. Am stärksten betroffen sind momentan die Bundesländer Niederösterreich, Kärnten und Tirol (Gossow et al., 2009). Wichtige räumliche Steuerfaktoren für Waldbrände sind waldbaulicher, topographischer und sozioökonomischer Art. Nach Erkenntnissen des seit 2011 laufenden FIRIA-Projekts (Sass et al., 2012) sind im Vergleich zur gesamten Waldfläche die Waldbrände insbesondere in den häufigen Fichten- und den Fichten-Föhren-Beständen leicht überrepräsentiert. Südexponierte Hänge weisen ein um fast 100 % erhöhtes Waldbrandrisiko auf, was vermutlich auf das wärmere und trockenere Mikroklima sowie die dadurch früher eingeleitete Schneeschmelze und die damit freigelegte abgestorbene Biomasse zurückzuführen ist. Bei der Hangneigung zeigt sich ein Maximum der Branddichte bei ca. 35°. Unterhalb davon etwa bei 25° sind die Ausbreitungsbedingungen für Feuer vermutlich ungünstiger, oberhalb davon etwa bei 50° nimmt hingegen die Nutzungsdichte deutlich ab (Sass et al., 2012). Die Auslöser von Waldbränden in Österreich sind zu ca. 10 % Blitzschläge, zu ca. 90 % sind die Ursachen anthropogen (Unachtsamkeit, Brandstiftung, Eisenbahnfeuer usw.; vgl. Sass et al., 2012). Daher ist es nicht überraschend, dass die Entfernung zu Siedlungsräumen und Infrastruktur deutlich mit der Feuerfrequenz korreliert und die vorher genannten Abhängigkeiten häufig überdeckt werden. Multivariate Korrelationsanalysen zeigen, dass in Tirol die bedeutendsten räumlichen Steuerfaktoren die Bevölkerungsdichte und das Mesoklima (Anzahl von Tagen über Schwellenwerten bestimmter Feuerwetterindizes) sind (Arpaci et al., 2014). Entgegen des bisweilen aus Medienberichten entstehenden Eindrucks sind laut der EFFIS-Datenbank in ganz Europa die

582

AAR14

Feuerzahlen ebenso wie die geschädigten Flächen rückläufig (Schmuck et al., 2011). Ein klimatisch bedingter Anstieg wird vermutlich durch den gegenläufigen Effekt einer verbesserten Brandbekämpfung kompensiert. Auch für Österreich kann, bei allgemein unklarem Trend, eine abnehmende Anzahl und Fläche von Waldbränden bei etwa gleichbleibender mittlerer Feuergröße konstatiert werden. In den letzten Jahrzehnten besteht die Tendenz zur Verschiebung der Feuersaison vom Frühjahr in den Sommer bei einem gleichzeitigen Anstieg des Prozentanteils von Blitzschlagfeuern (Vacik et al., 2011). Die überdurchschnittlich stark blitzschlaggefährdete Fichte (z. B. Pezzatti et al. 2009) könnte sich hier als besonders anfällig erweisen. Zwar sind und waren die Brandauslöser in Österreich ganz überwiegend anthropogen, aber das Klima wirkt dennoch stark modifizierend auf die Brandhäufigkeit. Ein Maximum von Waldbränden konnte in den 1940er Jahren festgestellt werden (Sass et al., 2012), was auf eine Superposition von trockenen Sommern und intensiver anthropogener Aktivität (z. B. Wilderei, Schmuggel) zurückzuführen ist. Für das letzte Jahrzehnt ist die Datenbasis deutlich homogener; hier konnte ein starker Anstieg der Waldbrandhäufigkeit im „Jahrhundertsommer“ 2003 und im ebenfalls trockenen Sommer 2007 festgestellt werden (Vacik et al., 2011 und Abbildung  4.4). Aufgrund der aktuellen Erwärmungstendenz und der steigenden Wahrscheinlichkeit trockener Witterungsabschnitte im Sommer wird daher in Zukunft eine größere Häufigkeit und Schwere von Waldbränden für den Alpenraum erwartet. Außerdem könnten Sturmschäden und möglicherweise häufigere Schädlingsbefälle die Vulnerabilität gegenüber Feuer erhöhen, da der Brennstoffvorrat durch solche Ereignisse stark ansteigt. Auch wenn die von Feuer betroffenen Waldflächen momentan nur klein sind, ist zu beachten, dass auf ungünstigen, ökologisch nicht an Feuer angepassten Standorten die Regeneration sehr langwierig sein kann. Die Regeneration von alpinen Waldbrandflächen wurde an den schweizerischen Waldbrandflächen von Müstair und Leuk systematisch untersucht (Wohlgemuth et al., 2005; Wasem et al., 2010), aus Österreich liegen Untersuchungen aus den Tiroler Kalkalpen vor (Sass et al., 2012). Offenbar ist die Gefahr langfristiger Degradation auf Kalkstein besonders groß, da hier Böden mit hohem organischem Anteil durch den Brand komplett zerstört werden können. Auf den dann weitgehend kahlen Flächen ist die Frequenz und Intensität geomorphologischer Prozesse extrem verstärkt. Wegen der mechanischen Schäden durch Lawinen und Steinschlag ist die Erholung der Vegetation oft schwierig, so dass die Regeneration in ungünstigen Lagen Jahrzehnte oder sogar Jahrhunderte in Anspruch nehmen kann (Sass et al., 2012).

AAR14

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Abbildung 4.4 Waldbrandhäufigkeit in den Jahren 2002 bis 2013 in den Bundesländern Österreichs (Vacik et al., 2011, verändert und ergänzt) Figure 4.4 Forest fire frequency in the years 2002 to 2013 in the federal countries of Austria (Vacik et al., 2011, modified and supplemented)

Aufgrund der kleinen betroffenen Flächen und der allgemein sehr gut organisierten Feuerbekämpfung ist der mögliche direkte Schaden für den Menschen als relativ gering einzustufen. Die entscheidende Besonderheit im Gebirgsland Österreich ist jedoch die Schutzfunktion des Waldes gegenüber Lawinen, Steinschlag und Hochwasser. An steilen Hängen wird die Schutzfunktion des Waldes durch schwere Brände erheblich reduziert, was zu einer erhöhten Wahrscheinlichkeit von sekundären Naturgefahren führen kann. Die bedeutendsten Folgeereignisse sind erhöhter Abfluss und Bodenerosion und Murgangaktivität (Shakesby und Doerr, 2006) und Lawinentätigkeit (Sass et al., 2010). Diese Prozesse haben wiederum eine negative Rückkopplung auf die Wiederbesiedlung. Es bestehen noch erhebliche Wissenslücken hinsichtlich der besonders betroffenen Waldgesellschaften, der Regenerationszeit nach schweren Bränden und des Wechselspiels zwischen klimatischer Disposition und anthropogener Auslösung. Zusammenfassend lässt sich jedoch aufgrund der erwähnten „Feuersommer“ 2003 und 2007 vermuten, dass die Disposition für Waldbrände mit einer größeren Häufigkeit sommerli-

cher Trockenperioden weiter zunehmen wird, auch wenn die tatsächliche Brandhäufigkeit und Brandfläche durch bessere Aufklärung, Frühwarnung und Brandbekämpfung möglicherweise weiter sinken wird. Aufgrund der möglichen, gravierend negativen Folgen für die Schutzfunktion des Waldes sind weitere Forschungsaktivitäten und frühzeitliche waldbauliche Gegenmaßnahmen notwendig.

4.2.6

Weitere Sedimenttransporte

Fluviale Prozesse Der Transport von Feststoffen (Sedimenttransport) in wasserführenden Gerinnen erfolgt als Geschiebe oder als Schwebstoff. Da Österreich ein Gebirgsland ist, kommt Gebirgsbächen und -flüssen gegenüber großen Flusssystemen des Tieflands erhöhte Bedeutung zu; der vorherrschende Transportprozess in diesen ist der Geschiebetransport. Dieser ist definiert als Verlagerung von Gesteinskörnen im Gerinne, die auf oder nahe der Gewässersohle gleitend, rollend oder springend fortbewegt werden (ÖN B 2400).

583

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

(a)

Geschiebeführung (m3/s)

Gs

QGrUS

QGrDS

Abfluß

(m3/s)

Q

Abfluß

(b)

(m3/s)

Q QGrDS QGrUS

Zeit

t

T

Geschiebeführung (m3/s)

Gs

Vs

Zeit

t

Abbildung 4.5 (a) Zusammenhang zwischen Abfluss und Geschiebeführung bzw. (b) zwischen Abfluss- und Geschiebeganglinie (Vischer und Huber, 1993). Bei der Grenzschleppspannung (GrDS) gerät das Geschiebe in Bewegung. Sie ist ca. 30 % größer als die Sedimentationsschleppspannung (GrUS) bei welcher die Ablagerung beginnt Figure 4.5 (a) Relationship between runoff and sediment transport respectively (b) between runoff and sediment transport hydrograph (Vischer und Huber, 1993). Reaching the critical tractive force (GrDS) the sediment movement starts. It is about 30 % greater than the critical tractive force (GrUS) where deposition starts.

Die Materialmenge, die durch das abfließende Wasser mobilisiert und transportiert werden kann, hängt einerseits von der Transportkapazität des Gerinnes und andererseits vom Widerstand, den das Material seinen Abtransport entgegensetzt (Materialverfügbarkeit – Materialeigenschaften), ab. Beson-

584

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ders in den Gebirgsbächen (Wildbächen) können große Geschiebemengen in kurzer Zeit transportiert werden, während in den größeren Flusssystemen über längere Zeiträume große Feststoffmengen verlagert werden. Die Transportkapazität wird von der abfließenden Wassermenge und der Strömungsgeschwindigkeit bestimmt. Der Abfluss wiederum beeinflusst auch die Strömungsgeschwindigkeit und das Gerinnequerprofil (zu diesem Zusammenhang vgl. z. B. Fließformel nach Gauckler-Manning-Strickler). Er ist generell von den Witterungsverhältnissen und speziell von der Entwicklung der extremen Niederschlagsereignisse abhängig. Dadurch besteht ein Einfluss des Klimawandels auf den Geschiebetransport in Gerinnen. Damit Material tatsächlich mobilisiert und transportiert werden kann, ist ein kritischer Abfluss nötig, welcher als untere Grenze für den Materialtransport gilt (z. B. Bestimmung nach Meyer-Peter in Sendzik, 2003) Über diesem Grenzwert steigt die Menge des transportierten Geschiebes (in ungestörten Regimen und bei höheren Gerinneneigungen) überproportional zur Abflussmenge (Abbildung 4.5 a und 4.5 b). Die künftige Entwicklung extremer Niederschlagsereignisse und die damit verbundene Magnitude von Spitzenabflüssen ist dadurch relevant, während z. B. sinkende Mittel- und Niederwasserstände auf den Geschiebetransport keinen nennenswerten Einfluss haben werden (Abbildung 4.5; Vischer und Huber, 1993; Habersack et al., 2009). Im Alpenraum wird von einer Änderung in den Abflussregimen ausgegangen, die saisonal, regional und bezogen auf die Einzugsgebietscharakteristik differenziert zu betrachten ist (vgl. Band 2, Kapitel 2; Fürst et al., 2010; Mauser und Prasch, 2010; Nachtnebel und Stanzel, 2010; Climchalp, 2008; Schädler et al., 2007). Für Österreich werden Änderungen der Abflüsse bei Hochwässern im Bereich von −4 % bis +10 % erwartet (Blöschl et al., 2011). Die Unsicherheiten sind aber speziell in den kleinen Einzugsgebieten von Gebirgsbächen sehr groß, in denen Geschiebetransportprozesse eine große Rolle spielen und die sehr sensibel auf Änderungen reagieren (Blöschl et al., 2011). Der zweite wesentliche Faktor der die Geschiebeführung bestimmt, ist die Materialverfügbarkeit. Der Klimawandel kann lokal zu einer deutlichen Erhöhung des Geschiebepotenzials (z. B. in Gletscherrückzugsgebieten oder durch das Auftauen von Permafrostbereichen) und damit der Feststofftransportraten führen. Diese Auswirkungen werden allerdings auf Gerinne und steile Bachläufe des Gebirgsraums begrenzt sein (Blöschl et al., 2011; Raymond-Pralong et al., 2011; Schleiss et al., 2010; Schädler, 2010). Intensivere Niederschlagsereignisse können zu einem vermehrten Auftreten von Rutschun-

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gen (Tilch et al., 2011) und dadurch ebenfalls zu lokal erhöhten Geschiebepotenzialen führen. In diesen Bereichen kann es in steilen Gerinnen durch einen Prozesswechsel (z. B. von fluvialen Geschiebetransport hin zu murartigen Abflüssen) zu überproportionalen Auswirkungen kommen (Vervielfachung der maximalen Abflussmenge; Andrecs et al., 2010). In den flacheren Gerinnen und Flussläufen größerer Einzugsgebiete sind solche Auswirkungen nicht zu erwarten, die mögliche Zunahme des Geschiebetriebs sollte hier unter den natürlichen Schwankungen liegen (Blöschl et al., 2011). Neben der natürlichen Steuerung wird der Geschiebetransport vor allem von anthropogenen Aktivitäten bestimmt. Verschiedene Landnutzungstypen haben unterschiedlichen Einfluss auf das Abflussregime (Markart et al., 2012) und damit auch auf den Feststofftransport (Habersack et al., 2009; BAW, 2007). Die Effekte der Klimaänderungen (insbesondere veränderte Niederschlagsintensitäten) können durch Landnutzungsarten, die zu hohen Oberflächenabflüssen führen (wie z. B. Bodenversiegelung), verstärkt werden. In den steilen Oberläufen der Gebirgsbäche begrenzen Schutzbauten oft den Geschiebetransport. Eine lokal erhöhte Geschiebeverfügbarkeit und eventuell erhöhte Niederschlagsintensitäten können in diesen Bereichen zu verstärkter Beanspruchung der Bauwerke führen (Andrecs et al., 2010; Schädler, 2010). Entsprechende Untersuchungen sind allerdings noch mit großen Unsicherheiten verbunden. Die Geschiebetransportsysteme in Flussläufen werden in weiten Bereichen durch Flussregulierungen und Kraftwerksbauten bestimmt. Durch Flussregulierungen sind natürliche Retentionsräume verloren gegangen: die Gerinnerauigkeit wurde verringert und das Gefälle (durch Begradigungen) erhöht. Die damit erzielte Erhöhung der Abflusskapazitäten durch höhere Fließgeschwindigkeiten (im Hochwasserfall) führt gleichzeitig zu einer Erhöhung der Transportkapazitäten. Demgegenüber unterbrechen Kraftwerke den Feststofftransport (Habersack et al., 2011). In den Staubereichen kommt es aufgrund verringerter Fließgeschwindigkeiten zur Ablagerung des Geschiebes, das in der Folge fehlt. Dadurch treten unterhalb von Kraftwerken trotz der regulierten Abflüsse häufig Erosionsprozesse (Gerinneeintiefungen) auf. Die Intensität dieser Prozesse hängt direkt von der Entwicklung der Abflüsse (insbesondere Hochwasser-Frequenz und -Magnitude) und damit von der Entwicklung des Klimas ab. (z. B. RaymondPralong et al., 2011; Blöschl et al., 2011). Abschließend ist festzuhalten, dass Aussagen zur Entwicklung des Niederschlags im Zuge der Klimaänderung unsicher sind und die Veränderungen der zukünftigen Niederschlagsverhältnisse zwischen den einzelnen RCM’s (Regionalen Kli-

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mamodellen) stark variieren (Kling, 2011; siehe auch Band 1, Kapitel  4). Eine verlässliche Prognose der Entwicklung extremer Niederschlagsereignisse (insbesondere von konvektiven Niederschlagsereignissen; vgl. Schöner et al., 2011; Böhm, 2008), der daraus resultierenden Abflussereignisse und der Geschiebetransportprozesse kann derzeit nicht erfolgen.

Äolische Prozesse Fragen nach Änderungen der äolischen Prozesse aufgrund eines möglichen Klimawandels werden oft auf die Frage der Bodenerosion bzw. der Verlagerung und Transport von Partikel reduziert im Sinne von „Emission – Transmission – Immission“. Zur Beurteilung der Auswirkungen dieser Prozesse auf die Reliefum- und -neubildung sind darüber hinaus eine Vielzahl weiterer Parameter – ganz entscheidend die Nutzung und die lokalen Oberflächengegebenheiten – mit in die Betrachtungen einzubeziehen (McVicar et al., 2012). Aufgrund ihrer unterschiedlichen Oberflächenbeschaffenheit müssen die Landschaftsräume Österreichs in Bezug auf das Wirken äolischer Prozesse differenziert betrachtet werden. Neben den Hochgebirgsräumen, welche durch große vegetationsfreie Flächen gekennzeichnet sind und in denen aktuell durch den Rückzug der Gletscher neue Quellen für äolischen Sedimenttransport verfügbar werden, sind es vor allem intensiv (sowohl agrarisch als auch unbebaute Gebiete im Siedlungsraum) genutzte Flächen im Osten von Österreich, die durch das Wirken des Windes beeinflussbar sind. Als wichtigstes Sediment in diesem Landschaftsbereich kann der durch äolische Akkumulationsvorgänge in den quartären Kaltzeiten entstandene Löss angesehen werden. Das Vorliegen dieses Sediments in all seinen Ausprägungen – inklusive der Komponenten Schwemmlöss, verlagerter Löss und Flugsand – ist vor allem für das Bundesland Niederösterreich von großer Bedeutung (Peticzka et al., 2010). Dieses Sediment ist von seiner Textur her durch sehr hohe Schluffanteile (63–2 μm) gekennzeichnet, die in den östlichen Bereichen bis zu 80 %, weiter im Westen 40–60 % ausmachen können Die Wechselwirkung von Ausblasungsgebieten und Ablagerungsgebieten ist maßgeblich für die Ausformung und Überprägung der Reliefsituation in ihrer heutigen Ausprägung und damit auf die Auswirkungen des aktuellen Klimawandels auf äolische Prozesse. Im Gegensatz zu den alpinen Bereichen, welche durch den Gletscherrückzug direkt zu Quellen des äolischen Abtrages und der Winderosion werden, sind diese Sedimentkörper jedoch pedogenetisch stark überprägt und werden heute überwiegend durch Schwarzerdeböden des Typus „Tschernosem“

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

überlagert. Dieser Bodentyp gilt in seiner heutigen Ausprägung als nicht, bzw. mäßig (wind)erosionsgefährdet (BMLF, 1975). Eine Änderung zu höheren Windgeschwindigkeiten kann prinzipiell zu erhöhter Erosion führen, die Auswirkungen sind immer unter den gegebenen bodenkundlichen Standortbedingungen zu betrachten (siehe auch Band 2, Kapitel 5). Diese sind in den agrarisch intensiv genutzten Flächen von der jeweiligen Frucht und damit einhergehend von der Bodenbedeckung abhängig. So stellt unter geschlossener Vegetationsdecke die Winderosion – auch bei hohen Windgeschwindigkeiten – eine vergleichsweise vernachlässigbare Größe dar (Mendez und Buschiazzo, 2010). Dies steht natürlich im starken Gegensatz zu den äolischen Erosionsprozessen, die etwa unter Schwarzbrache zu erwarten sind. Eine weitere, die Winderosion massiv beeinflussende Größe ist die aktuelle Bodenfeuchte. Wenngleich auch dieser Parameter seriös nicht ohne die jeweilige Frucht betrachtet werden sollte, so kann doch von einer verminderten Erosionsgefährdung an gut durchfeuchteten Standorten ausgegangenen werden (Webb und Strong, 2011). Hier zeigt sich die wohl signifikanteste Abhängigkeit zu möglichen Klimaänderungen. Eine Verlängerung der Zeitspannen ohne oder mit vernachlässigbaren Niederschlägen würde so direkt auf die (Wind)Erodibilität der Standorte wirken. Zusammenfassend sei angemerkt, dass die Auswirkungen möglicher Klimaänderungen auf die Reliefentwicklung bedingt durch äolische Prozesse neben den lokalen, bodenkundlichen Standortfaktoren (Aggregatstabilität, Humusgehalt und Bodenfeuchte) auch immer unter dem Aspekt der jeweiligen Nutzung und damit verbunden der Vegetationsbedeckung gesehen werden muss. Eine Änderung der Nutzung – egal wodurch diese zustande kommt – ist daher in jede Prognose mit einzubeziehen. Dies zeigt sich unter anderem deutlich in den Sanddünen des Marchfeldes im Bereich Oberweiden östlich von Wien. Sowohl die Mobilisierung dieser Dünen im 10. und 11. Jahrhundert als auch die Stabilisierung durch die Aufforstungen im 18. Jahrhundert waren durch Nutzungsänderungen und nicht durch klimatologische Prozesse induziert worden (Mrkvicka und Schneider, 2005). Die für die Reliefentwicklung relevanten äolischen Prozesse der Erosion – und im geringeren Masse der Akkumulation – sind daher immer auch unter Einbeziehung der Nutzung zu betrachten.

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4.3 4.3

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Dienstleistungen der Reliefsphärensysteme Services of geosphere systems

In der von ökologischer Seite geführten Diskussion der „Ecosystem Services“ (siehe hierzu eine ausführlichere Diskussion in Band 2, Kapitel 1) kommt der Reliefsphäre kaum Bedeutung zu. Im Millennium Ecosystem Assessment wird der Begriff Geomorphologie dreimal verwendet, der Begriff Relief ebenfalls dreimal (Hassan et al., 2005), wobei Relief nur einmal in Bezug zu „Ecosystem Services“ steht, nämlich als Grundlage der Landschaft im Kontext von Kulturraum. Der Begriff Geomorphologie steht neutral als ein Faktor im Abschnitt zu Naturgefahren. Sucht man nach weiteren geomorphologischen Termini häuft sich nur „Hang“, entweder bei Definitionen von Gebirgsräumen und allgemeinen Beschreibungen oder im Zusammenhang mit Massenbewegungen und Erosion. Dies ist allerdings auch nicht unbedingt überraschend, da das Relief zwar als abiotischer Faktor Ökosysteme mitsteuert, zeitlich aber im Vergleich zur ökologischen Dynamik relativ konstant ist. Ökosystemprozesse und Funktionen werden weitgehend von biotischen Prozessen gesteuert, beispielsweise durch die unmittelbare Reaktion von Vegetation auf Klimavariabilität und Landnutzung. Im Millennium Ecosystem Assessment wird deshalb definiert: „Ecosystem services are the benefits people obtain from ecosystems.“ (Hassan et al., 2005). Damit stehen die Prozesse und Funktionen von Ökosystemen im Zentrum der Betrachtung. Die Reliefsphäre ist somit zwar eingebunden, da sie Standortbedingungen von Ökosystemen beeinflusst, sie nimmt aber nicht direkt am biologischen Kreislauf teil, sondern nur indirekt über den geologischen Kreislauf (Neumeister, 1988). Konsequent definieren de Groot et al. (2002) „only those goods and services are included that can be used on a sustainable basis, in order to maintain the ecosystem functions and associated ecosystem processes and structures“. Das Verb „use“ (benutzen, verbrauchen), ist dabei entscheidend. Relief wird im Sinne von „Ecosystem Services“ im weiteren Sinn zwar verbraucht, beispielweise beim Straßen- und Pistenbau oder im Zuge von landwirtschaftlicher Nutzung. Relief wird aber nur in geringem Umfang durch Ökosystemprozesse nachgebildet und so ist es in der wissenschaftlichen Debatte um Ökosystemdienstleistungen nur indirekt zu finden, wie oben bereits diskutiert. Eine Ausnahme stellt hier die Terrassenkultur an Hängen dar, in der ein Relief künstlich so geformt wird, dass bestimmte Ökosystemdienstleistungen genutzt werden können, nämlich vor allem landwirtschaftlicher Ertrag sowie Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit (Verringerung

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der Bodenerosion und des Oberflächenabflusses). In Österreich spielt die Terrassenkultur im Weinbau eine Rolle. Da der oben erwähnte große geologische Kreislauf auf den Klimawandel deutlich langsamer reagiert als Kreisläufe in Ökosystemen, abgesehen von Massenbewegungen und Flussdynamik, fehlt auch die wissenschaftliche Auseinandersetzung über „Ecosystem Services“ und Reliefsphäre im Kontext des Klimawandels. Innerhalb der Fachdisziplin der Geomorphologie entwickelte sich in der letzten Dekade die programmatische Forderung „geomorphologische“ Dienstleistungen in Anlehnung an die Ökosystemdienstleistungen zu definieren (siehe z. B. das jüngste Geomorphologie-Handbuch von Gregory und Goudie, 2011). Einigermaßen befriedigende Konzepte gibt es jedoch erst zu zwei Aspekten der kulturellen Dienstleistungen. Zum einen befasst sich die Working Group „Geomorphosites“ der International Association of Geomorphologists (IAG) intensiv mit der Unterschutz-Stellung herausragender geomorphologischer Formen und Landschaften. Zum anderen ist die Literatur zur Aufbereitung von geomorphologischen Kenntnissen für die Beförderung von Wissen und Bildung angewachsen (z. B. Davis, 2002). Der Einfluss des Klimawandels auf Reliefformungsprozesse wird von geomorphologischer Seite ähnlich wie von ökologischer Seite beurteilt. Für die Veränderung geomorphologischer Formen und Prozesse sind drei Steuerfaktoren verantwortlich, nämlich Tektonik, Klima und der Mensch selbst. Tektonische Impulse können sich sowohl rasch als auch langsam auswirken, klimatische Impulse führen meist zu längeren Responsezeiten in den geomorphologischen Prozessen, anthropogene Impulse aber werden in den meisten Fällen sehr rasch wirksam (Slaymaker et al., 2009; Gregory und Goudie, 2011). Folgerichtig ist der Schluss zu ziehen, dass im 21. Jahrhundert die dominanten Steuerfaktoren für Veränderungen der Reliefsphäre die direkten menschlichen Eingriffe in die formschaffenden Prozesse sind. Auf der Bühne dieser raschen gegenwärtigen anthropogenen Reliefveränderungen kann allerdings der zusätzliche Klimawandel eine unerwartete Verschlechterung des Landnutzungspotentials auslösen (siehe Beispiel in Abschnitt 4.3.4). Zusammenfassend ist festzustellen, dass weder im Millennium Ecosystem Assessment noch in ökologischen Fachzeitschriften der Einfluss des Klimawandels auf die Reliefsphäre diskutiert wird. In der geomorphologischen Literatur wurden bislang ausschließlich zwei Aspekte der kulturellen Dienstleistungen adressiert. Sucht man nach dieser Thematik unter dem Blickwinkel des Österreich-Bezugs, so steht man vor einem nahezu unbeschriebenen Blatt!

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Bevor auf die verschiedenen „Services“ im Detail eingegangen wird, sei kurz der Einfluss des Reliefs auf Standort- und Nutzungsbedingungen in Österreich charakterisiert. Dieser ist in der Alpenregion und in den außeralpinen Gebieten grundlegend verschieden. In den Alpen sind Hangneigung und Exposition, abgesehen vom Ausgangsgestein, die wichtigsten Parameter, die über die potentielle natürliche Vegetation (PNV) und deren Nutzung und Überprägung, die landwirtschaftliche Inwertsetzung der Flächen und die Siedlungs- und Infrastrukturmöglichkeiten entscheiden. Historische Siedlungs- und Nutzungsstrukturen sind weitgehend an Verflachungen auf Trogschultern, Flussterrassen, Schwemm- und Murkegel gebunden. Zur Nutzungsproblematik dieser Kegel im Zeichen des Klimawandels siehe Abschnitt 4.2.1. Außeralpin vereinen die quartären Schotterterrassen der größeren Flüsse in vielen Aspekten optimale Standortsbedingungen für die menschliche Nutzung. Sie bieten flaches Bauland, große Grundwasserspeicher für die Wasserversorgung, unmittelbaren Zugang zu Baustoffen sowie ertragreiche Böden auf den höheren, mit Löss bedeckten Terrassen. Alle außeralpinen Schotterterrassen sind daher Zentrum einer raumplanerisch schwierig zu lösenden Verdichtung von Siedlung, Industrie und Agrarflächen. In Bezug auf den Klimawandel ist aber weder in alpinen noch in außeralpinen Gebieten eine dramatische Veränderung der basalen Reliefverhältnisse zu erwarten.

4.3.1

Supporting Services

Nach dem Millennium Ecosystem Assessment (Hassan et al., 2005) zählen die Bodenbildung, die Photosynthese und die darauf basierende Primärproduktion, der Nährstoff- sowie der Wasserkreislauf zu den Supporting Services. Diese Services werden alle über den Standortfaktor Relief indirekt gesteuert, indem, wie oben geschildert, das Relief beispielsweise die PNV und deren Nutzung steuert und so die Photosyntheseleistung der Vegetation und damit deren Primärproduktion. Dies gilt auch für Grasland und Ackerpflanzen. Entscheidend sind aber vor allem die Prozesse der Biosphäre und der Einfluss des Klimawandels auf diese Prozesse. Der Faktor Relief bleibt in den Zeitskalen des anthropogenen Klimawandels und der Ecosystem Services weitgehenden konstant bzw. gilt als Störung, wenn Massenbewegungen Vegetation zerstören und damit Biomasse zeitweise reduzieren. Gleiches gilt im Prinzip für den Einfluss der Reliefsphäre auf die Bodenbildung und den Wasserkreislauf. Auch der Nährstoffkreislauf ist eng an die Vegetationsausstattung, die Bodenprozesse und die Wasserverfügbarkeit gekoppelt, und damit übt das Relief auch hier indirekt Einfluss aus.

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

Zusammenfassend sei vermerkt, dass direkte Einflüsse des Klimawandels auf die Biosphäre, den Boden, Wasserkreislauf und damit auf die Primärproduktion sowie Nährstoffkreisläufe bedeutender sind und schneller wirken, als langsame Veränderungen der Reliefsphäre und deren indirekter Einfluss. Die Reliefsphäre ist somit in der Diskussion über Veränderungen von Supporting Services im Kontext des Klimawandels vernachlässigbar.

4.3.2

(Hassan et al., 2005). Das Relief übt auf die Regulating Services indirekten Einfluss aus. Im Falle der Terrassenkultur im Weinbau wird das Relief gezielt beeinflusst, um sich Regulating Services zunutze zu machen, nämlich die verringerte Bodenerosion und die größere Verweilzeit des Wassers in flacheren Hangneigungen, die somit zu größeren und nachhaltigeren Erträgen führen (Berhe et al., 2012). Dies wird im Hinblick auf den Klimawandelanpassungen des Weinbaus im Abschnitt 4.3.2 diskutiert.

Provisioning Services 4.3.4

Unter Provisioning Services versteht man u. a. die Erzeugung von Nahrung, Holz, Fasermaterial, diatomischen Mineralien, Medizinalpflanzen, genetischen Ressourcen, Trinkwasser, sowie Energie (Hydroenergie, Wind- und Biomasse-Energie; Hassan et al., 2005). Auf diese Provisioning Services übt das Relief indirekten Einfluss aus. Der Einfluss des Klimawandels wird schneller und direkter auf die Biosphäre selbst spürbar sein, als durch über etwaige Reliefveränderungen ausgelöste Prozesse. Im Falle des Weinbaus wird das Relief von Menschenhand beeinflusst, um einen erhöhten Ertrag an Feldfrüchten, sowie verringerte Bodenerosion (Erhalt der Bodenfruchtbarkeit) zu erreichen. In anderen Weltregionen wird der verstärkte Terrassenfeldbau als Anpassung an zu erwartende größere Trockenheit vorgeschlagen (Hassan und Nhemachena, 2008). Eine Anpassungsstrategie, die im Weinbau diskutiert wird, ist die Verlagerung von Anbaugebieten, in höhere Lagen (Soja, 2010). Dies würde somit zu einem indirekten Einfluss des Klimawandels auf das Relief führen, wenn neue Terrassen angelegt würden, um Ertragseinbußen in niederen Lagen durch erneute Erschließung von ökologischen Dienstleistungen in höheren Lagen wett zu machen. Allerdings ist die Terrassenkultur arbeitsaufwändig und somit teuer. Schon jetzt ist in manchen Betrieben fraglich, ob die bestehenden Terrassen weiter gepflegt und genutzt werden können (Wimmer, 2009). Finanzielle Gründe werden daher eine entscheidende Rolle spielen, ob ein einzelner Weinbauer / eine einzelne Weinbäuerin die Anpassungsstrategie der Neuerschließung eines Weingartens in höherer Lage verwirklichen kann.

4.3.3

Regulating Services

Unter Regulating Services versteht man u. a. Kohlenstoffspeicherung und Klimaregulierung, Abfallabbau und Entgiftung, Filterung von Wasser und Luft, Steuerung von Wasserabfluss sowie Erosion, Kontrolle von Naturgefahren, Kontrolle von Krankheiten und Schädlingen oder auch die Bestäubung

588

AAR14

Cultural Services

Exemplarisch können für Österreich eine Reihe von Zusammenhängen zwischen Reliefformen und den verschiedenen Aspekten der kulturellen Werte (im Folgenden kursiv angeführt) identifiziert werden. Die kulturelle Diversität des Landes beruht unter anderem auf den völlig unterschiedlichen Lebensumständen in Gebieten mit hohen (Alpenraum), geringeren (Alpenvorland und Böhmische Masse) sowie unbedeutenden Reliefunterschieden (Ostösterreich). Sakrale Bauten und Denkmäler als Ausdruck spiritueller und religiöser Werte wurden häufig auf Kulminationspunkten des Reliefs errichtet. Auf diese Weise entstanden einzigartige Kulturlandschaften. Ein Beispiel hierfür ist die Region „Salzburgischer Flachgau“ im Zungenbecken des eiszeitlichen Salzach Vorlandgletschers, in der die Kuppen der Grundmoränen-Landschaft (morphogenetisch meist Drumlins) häufig von Kirchen, Kapellen und Bildstöcken gekrönt und akzentuiert sind. Um den Wissenstransfer über die Entstehung bestimmter Landschaftsformen und Landschaften nehmen sich elf geomorphologische Lehrpfade im Nationalpark Hohe Tauern2 an. Aber auch in vielen Tourismusgemeinden Österreichs wird in Informationszentren und auf Schautafeln entlang der Wanderwege geomorphologisches Wissen für Laien aufbereitet; insbesondere die Zahl der Eiszeitwanderwege ist beeindruckend. Die Bedeutung des Reliefs als Grundlage für Freizeitsport und Erholung braucht im Tourismusland Österreich kaum betont zu werden. Das alpine Relief schafft die notwendigen Hangneigungen und die entsprechende Seehöhe für das Skilaufen und steht so im Zentrum des Wintertourismus. Der Sommertourismus knüpft sich zum einen an die Voralpenseen, die während der Eiszeit durch glaziale Beckenerosion angelegt wurden, zum anderen an das Wandererlebnis in schönen „alpinen“ Landschaften. „Alpine Landschaften“ beinhalten die Kulturlandschaft der Almen, deren Entwicklung in der Existenz von (glazial geschaffenen) Flachformen 2

www.hohetauern.at

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in höheren Stockwerken der Alpen gründet. An „alpine Landschaften“ knüpft sich aufgrund ihrer Naturnähe aber auch die gesellschaftliche Erwartung, dass es sich um Landschaften von hohem ästhetischem Wert handelt. Wie Untersuchungen im Rahmen des „Man and Biosphere“ Programms der UNESCO zeigten spielt in den alpinen Hochgebirgslandschaften Österreichs das Relief einen dominanten Faktor im Zustandekommen ästhetischer Landschaftserlebnisse. Die Präsenz vieler unterschiedlicher Reliefformen oder aber starke Reliefkontraste rufen ein positives Landschaftserlebnis hervor. Hingegen führen Reliefelemente, die als „künstlich geschaffen“ wahrgenommen werden, wie z. B. herausgesprengte und völlig glatt einplanierte Skipistenbänder, zu starken Einbrüchen des Landschaftserlebnisses (Hamann, 1988; Embleton-Hamann, 1994). In den letzten zwei Jahrzehnten haben anthropogene Reliefelemente im österreichischen Alpenraum durch die Anlage von Speicherseen für die Skipistenbeschneiung noch deutlich zugenommen (Hahn, 2004). Sie bilden einen groben Verstoß gegen das „sense of place“ Konzept. Dieses Konzept kristallisiert sich innerhalb der Untersuchungen zur optischen Qualität von Landschaften immer mehr als kritisches Konzept heraus (siehe z. B. Van den Berg et al., 2003) und besagt, dass eine Naturszene keine fremdartigen (= gebauten) Elemente enthalten sollte. In den Dienstleistungen der Reliefsphäre für Tourismus und Erholung wird sich die Klimaerwärmung zumindest indirekt auswirken. Sie ist, wie in Band 2, Kapitel 2 und 6 sowie Band 3, Kapitel 4 eingehend dargestellt wird, mit überwiegend negativen Konsequenzen für den Wintertourismus behaftet. In manchen Regionen Österreichs ist bereits in 10 bis 15 Jahren mit unzureichenden Schneebedingungen und ökonomisch nicht mehr tragbaren Beschneiungskosten zu rechnen. Umgekehrt werden aber die steigenden Temperaturen den Sommertourismus in Österreich begünstigen und konkurrenzfähig gegenüber dem dann zu heißen Mittelmeerraum machen. Wirtschaftlich wird also im unteren Stockwerk der Alpen eine Umstellung auf den Sommertourismus erfolgen müssen. Dieser benötigt, wie gezeigt, intakte und ästhetische Landschaftsbilder, in denen die künstlichen Landschaftselemente der heutigen Wintersport Industrie ein äußerst problematisches Erbe darstellen werden.

4.4 4.4

Forschungsbedarf Research needs

Die folgenden Fragen zum Themenbereich „Einfluss des Klimawandels auf die Reliefsphäre“ fassen den bisher aufgezeigten Forschungsbedarf zusammen. Grundlegend sollten diese immer in verschiedenen zeitlichen und räumlichen Dimensionen und im historischen, momentanen und zukunftsorientierten Kontext bearbeitet werden. t


Wie stark ist die Dynamik in der Reliefsphäre vom Klimawandel abhängig? Es gilt zu klären, welche natürlichen, über Jahrhunderte und Jahrtausende andauernden Schwankungen, die Dynamik der Reliefsphäre bestimmen und welche besondere Bedeutung dem aktuellen, durch den anthropogenen Einfluss verstärkten, Klimawandel in der Veränderung dieser Dynamiken zukommt. t


Wie kann bei der Analyse der beobachtbaren Veränderungen in der Reliefsphäre, zwischen den Auswirkungen des Klimawandel und der direkten menschlichen Aktivtäten differenziert werden? Zu untersuchen ist, welche der festzustellenden Änderungen in der Reliefsphäre eindeutig, d.h. auch quantifizierbar auf den Klimawandel zurückzuführen sind und welche auf den direkten (z. B. Hangplanierungen, Gerinnemodifikationen) und indirekten (z. B. geänderte Hangdrainagen, Entwaldung oder Aufforstung) Einfluss menschlicher Aktivitäten zurückzuführen sind. Erschwerend ist hierbei, dass diese beiden Einflüsse in der Reliefsphäre häufig parallel ablaufen, sich teilweise aufheben, abschwächen aber auch verstärken. t


Welchen Einfluss hat der Klimawandel kurz-, mittel- und langfristig auf Veränderungen in der Vorbereitung, dem Auslöser und dem Bewegungsablauf der gravitativen Massenbewegungen? Auf die gravitativen Massenbewegung hat der Klimawandel in unterschiedlichen Bereichen einen umfassenden Einfluss. Es werden vorbereitend Faktoren durch den Klimawandel verändert (z. B. geänderte Vegetation, veränderte Verwitterung des Anstehenden), die für die Disposition gravitativer Massenbewegungen wichtig sind. Auslösende Faktoren können sich ändern (z. B. Erhöhung / Erniedrigung des Gesamtniederschlags oder der Niederschlagsintensität, Verschiebung des festen und flüssigen Niederschlagsanteils). Die für den Bewegungsablauf der gravitativen Massenbewegungen verantwortlichen kontrollierenden Faktoren (z. B. Vegetation, Bodenstruktur und

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

-feuchte, Niederschlagsverteilung) können sich durch den Klimawandel verändern. Diese Wechselwirkungen gilt es im kurz-, mittel- und langfristigen Verlauf zu untersuchen. t


Welche Bedeutung kommt dem Klimawandel für Veränderungen bei den periglazialen Prozessen zu? Die periglazialen Prozesse wie u. a. die Solifluktion, der Frostsprengung und Kryoturbation und charakteristische periglaziale Formen wie u. a. Frostmusterböden, Blockgletscher und ganz besonders der Permafrost werden massiv durch den Klimawandel modifiziert. Hierzu gehören die Auswirkungen erhöhter Temperaturen und veränderter Strahlungsbilanzen genauso wie unterschiedliche Niederschlags- und Feuchtigkeitsregime im zeitlichen Verlauf und der räumlichen Ausprägung. t


Welche Auswirkungen haben veränderte glaziale Prozesse auf die Landschaftsentwicklung? Neben der aktuellen Veränderungen der Gletscher an sich (im Sinne geänderter Massenbilanz, Albedo etc.) sind auch die Reliefsphären von diesen neuen Bedingungen des glazialen Systems betroffen. Hierzu gehört die geänderte, langfristige Erosionsleistung von Gletschern genauso wie die Produktion und Lieferung von Feinsedimenten, die im folgenden Reliefsystem maßgebliche Veränderungen hervorrufen können (u. a. Verlandung von Seen, erhöhte sommerliche Hochwasserspitzen mit entsprechenden Geschiebetransport etc.). Diese Veränderungen gilt es im Kontext des Klimawandels zu adressieren. t


Welche veränderten Aktivitäten bei Schneelawinen sind mit dem Klimawandel zu erwarten? Zwar gibt es bereits einige sporadische Untersuchungen zu den Schneelawinen im geänderten Klima, aber detaillierte Untersuchungen bezüglich der Auswirkungen des Klimawandels auf die unterschiedlichen Lawinentypen in ihrer raumzeitlichen Veränderung wären noch ausständig. Von zentraler Bedeutung wäre in diesem Kontext auch die Berücksichtigung der Waldentwicklung. t


Steuern die anthropogenen Faktoren oder der Klimawandel die Veränderungen bei Waldbränden? Obwohl Waldbrände bisher in Österreich nur ein untergeordnetes Thema für die Entwicklung der Reliefsphäre sind könnte sich dies durch veränderte klimatische Rahmenbedingungen massiv verändern. Es gälte zu untersuchen, wie sich in diesem Fall der Klimawandel auswirkt und welche Folgewirkungen für die Landschaften zu erwarten wären, auch im Sinne einer veränderten Nutzung und besonders im Kontext der Schutzfunktion des Waldes gegenüber Naturgefahren.

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AAR14

t


Welche Effekte in der Reliefsphäre können durch geänderte Wasserverfügbarkeit in den Flusssystemen erwartet werden? Neben der Wasserversorgung hat die geänderte Wasserführung von Flusssystemen (inkl. Wildbäche) einen massiven Einfluss auf jegliche Sedimentbewegung. Es gilt hierbei weiter zu untersuchen, welche veränderten Geschiebebereitstellungen, -führungen und -ablagerungen eindeutig auf den Klimawandel und welche auf den menschlichen Einfluss über die Modifikation der gesamten Einzugsgebiete (inkl. der Gerinne an sich) zurückzuführen sind. t


Wie stark sind äolische Prozesse durch den Klimawandel betroffen und welche Auswirkungen können für Österreich erwartet werden? Der Einfluss der äolischen Prozesse in Österreich durch den Klimawandel ist nur marginal untersucht. Es gilt hier, die Beziehungen zwischen geänderten Klimaparametern (z. B. Feuchtigkeit, Windfelder) und den äolischen Prozessen im Kontext der Vegetationsbedeckung und Landnutzung zu untersuchen und in einen längeren Holozänen, aber auch Pleistozänen Bezug einzuordnen, sowie Zukunftsszenarien zu entwickeln. t


Wie bedeutend ist für die Ökosystemdienstleistungen der Reliefsphäre der Klimawandel? Die ökosystemaren Dienstleistungen sind in Bezug auf die Reliefsphäre in weiten Bereichen vollkommenes Neuland. Es gilt hier, die unterstützenden, bereitstellenden, regulierenden und kulturellen Dienstleistungen der Reliefsphäre grundlegend aufzuarbeiten und in den Kontext der möglichen, durch den menschlich verstärkten Klimawandel verursachten, Veränderungen zu stellen. t


Welche Kaskadeneffekte werden in der Reliefsphäre durch den Klimawandel ausgelöst? Häufig werden besonders einzelne Effekte des Klimawandels in der Reliefsphäre betrachtet, z. B. die Auswirkungen veränderter Niederschlagsextreme auf die Muraktivitäten. Hier wäre zu untersuchen, inwieweit welche Änderungen welche Folgewirkungen in der Reliefsphäre nach sich ziehen. Beispielsweise wird eine erhöhte Murtätigkeit mehr Geschiebe in den Vorfluter liefern und dessen Abflussverhalten verändern. Gleichzeitig könnte im Initiierungsgebiet der Mure durch den Massenverlust zur Instabilität eines größeren Hangbereichs führen, die sich möglicherweise in Form einer großen Rutschung oder Sackung manifestieren könnte. Es ist klar, dass auch hier der menschliche Einfluss massiv wirkt. Deshalb müsste man auch hier

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besonders darauf achten, welche Anteile möglicher Kaskadeneffekte eindeutig auf den Klimawandel zurückzuführen sind. t


Welche direkten Vor-Ort-Veränderungen und indirekten regionalen Modifikationen der Reliefsphäre können kurz-, mittel- und langfristig durch den Klimawandel erwartet werden? Es ist evident, dass die Auswirkungen des Klimawandels direkt vor Ort erfolgen, dass sich diese Auswirkungen aber auch in weiteren Distanzen bemerkbar machen. Wenn beispielweise ein großer Bergsturz durch veränderte Niederschlagsextreme ausgelöst wurde und das Tal dauerhaft versperrt ist, wird sich das gesamte fluviale System an die neuen Bedingungen anpassen müssen und insofern müssten auch Wirkungen in großer Distanz festzustellen sein. Dementsprechend sollte anhand verschiedener Beispiele aus der Reliefsphäre untersucht werden, welche direkten vor-Ort und Fernwirkungen eindeutig dem Klimawandel zuzuordnen sind. t


Welche Pufferungskapazitäten hat die Reliefsphäre gegenüber dem Klimawandel und wo liegen die nicht umkehrbaren Kipppunkte in unserem Geosystem? Wie jedes System hat auch die Reliefsphäre Möglichkeiten externe Wirkungen zu puffern. Es gälte hier diese Pufferungskapazitäten im Detail für die verschiedenen Kompartimente der Reliefsphäre zu untersuchen. Von besonderer Bedeutung wäre auch die Untersuchung der verschiedenen, nicht mehr umkehrbaren Kipppunkte in der Reliefsphäre. Unter Kipppunkt wird in diesem Kontext verstanden, dass beim Überschreiten dieser Punkte das System nicht mehr in den Originalzustand zurückkehren kann. Beispielsweise kann ein Hangsystem gewisse hydrometeorologische Schwankungen puffern, aber nach dem Überschreiten eines Kipppunktes findet die unumkehrbare Hangrutschung statt. t


Welche gesellschaftlichen Auswirkungen haben die durch den Klimawandel hervorgerufenen Veränderungen in der Reliefsphäre? Die Reliefsphäre verändert sich kontinuierlich weiter. In einem ersten Schritt wäre dementsprechend zu untersuchen, welche dieser Entwicklungen ganz normale, natürliche raumzeitliche Entwicklungen darstellen und welche davon eineindeutig dem Klimawandel zuzuordnen sind. In einem zweiten Schritt ist es dann notwendig, die Auswirkungen speziell der durch den Klimawandel hervorgerufenen Änderungen auf die Gesellschaften zu untersuchen, rückblickend im Kontext der historischen Entwicklungen aber auch zukunftsorientiert im Sinne von Entwicklungsszenarien.

t


Welche Resilienzstrategien und Adaptierungsoptionen hat die Gesellschaft bezüglich der durch den Klimawandel zu erwartenden Veränderungen der Reliefsphäre? Es gälte hier zu untersuchen, welche gesellschaftlichen Strategien zu Stärkung der Resilienz und der verschiedenen Optionen der Adaptierung an zu erwartende Veränderungen in der Reliefsphäre entwickelt werden können. Neben der Ursachenanalyse würde hier besonders der Fokus auf dem Umgang mit möglichen Veränderungen in der Reliefsphäre liegen. Hierbei könnten gesellschaftliche Handlungsoptionen zu zukünftigen Entwicklungen ausgearbeitet werden.

4.5 4.5

Kurzfassung Summary

Die Reliefsphäre ist intensiv dem Klimawandel ausgesetzt. Hierbei ist eine starke Wechselwirkung zwischen Klima und dem Relief zu konstatieren. Das Klima wird besonders in den Gebirgsräumen stark vom Relief geprägt, gleichzeitig beeinflussen die externen Kräfte des Klimas aber auch das Relief nachhaltig. Diese Kapitel widmet sich der Frage des Einflusses des Klimawandels auf das Relief und adressiert somit nur einen Teil der Wechselwirkungen. Eine weitere wesentliche Gestaltungskraft der Reliefsphäre ist der Mensch, auf die aber im Folgenden zwar nicht vertieft, aber doch im Kontext des Klimawandels eingegangen wird. Es werden die wesentlichen in Österreich wirkenden geomorphologische Prozesse wie gravitative Massenbewegungen (Rutschungen, Muren, Stürze), Schneelawinen, periglaziale, glaziale, fluviale und äolische Prozesse anhand vieler Beispiele dargestellt und hinsichtlich der feststellbaren oder potentiell möglichen Veränderung beleuchtet. Abschließend wird die Reliefsphäre noch im Kontext der ökosystemaren Dienstleistungen diskutiert. Von zentraler Bedeutung sind bei allen Untersuchungen die Dynamiken, welche sich in unterschiedlichen räumlichen und zeitlichen Maßstäben artikulieren und von denen die verschiedenen Prozessdomänen in unterschiedlichem Ausmaß betroffen sind. Bei den gravitativen Massenbewegungen spielen die klimatischen Bedingungen eine zentrale Rolle. Die flachgründigen Rutschungen treten hierbei in ganz Österreich auf, wobei besonders die Flyschzone als besonders rutschungsanfällig identifiziert wurde. Muren sind dagegen in Gebieten mit großen Reliefunterschieden und transportierbaren Sedimenten anzutreffen. Felsstürze und Steinschlag benötigen eine steile Wand als Quellgebiet und kommen deshalb auch nur in stark reliefiertem Gelände vor. Auch die großen tiefgründigen

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

Massenbewegungen sind besonders auf die alpinen Gebiete Österreichs beschränkt. Alle Typen der gravitativen Massenbewegungen sind u. a. sehr stark direkt von den hydrometeorologischen Konditionen oder indirekt von Faktoren wie Vegetationsbedeckung abhängig und insofern auch einem potenziellen Wandel unterzogen. Die Schneelawinen sind sehr stark abhängig vom Aufbau der Schneedecke, vom Relief, von den Waldbeständen und den klimatischen Gegebenheiten. Es kann gezeigt werden, dass einerseits die Schneemächtigkeit aber auch der Schneedeckenaufbau stark vom Klimawandel beeinflusst ist. Dieser wirkt auch massiv auf die periglazialen Prozesse. Die bereits an schwach geneigten Hängen auftretende Solifluktion ist besonders von der zur Verfügung stehenden Feuchtigkeit und dem Frost- / Tauzyklus abhängig. Blockgletscher kommen in den österreichischen Alpen häufig vor und sind indirekte Indikatoren für Permafrost. Der Aktivitätsgrad dieser Schuttmassen ist auch sehr abhängig vom Klimawandel, der das Eisvorkommen in den Schuttmassen und die Auftautiefe sowie die Verbreitung des Permafrosts bestimmt. Eine weitere Bedeutung des Einflusses des Klimawandels in der Reliefsphäre sind die zu erwartenden Veränderungen bei den Waldbränden. Auch hier ist zukünftig mit einer variierenden Stärke und Häufigkeit zu rechnen, mit all den Konsequenzen im geänderten Prozessgefüge an und in den betroffenen Flächen. Zusätzlich sind vom Klimawandel veränderte Sedimenttransporte zu erwarten. Dies beinhaltet bei Flüssen modifizierte Sedimentfrachten, bei Gletschern neue Sedimentaufbereitungen und -transporte durch geänderte Bewegungsund Schmelzvorgänge sowie bei äolischen Prozessen die Winderosion mit all ihren Folgeerscheinungen. Auch die Dienstleitungen der Reliefsphärensysteme sind potenziell vom Klimawandel beeinflusst, wenn auch nur mit untergeordneter Bedeutung. Im vorliegenden Beitrag werden besonders die Terrassenkulturen an Hängen als stark beeinflusstes System angeführt. Im Kontext der Supporting Services der Reliefsphäre wird festgehalten, dass deren Veränderungen vernachlässigbar gering seien. Bei den Provisioning Services gibt es einzelne Bereiche wie den Weinbau, der möglicherweise betroffen sein könnte. Auswirkungen auf die Cultural Services sind besonders in der kulturellen Diversität, in den sakralen und religiösen Werten, im Freizeitsport und in der Erholung sowie bei veränderten ästhetischen Werten zu erwarten. In den Beiträgen wird deutlich, dass zwischen den „natürlichen“, „normalen“ kontinuierlichen Veränderungen und einem möglicherweisen geänderten klimatischen Einfluss, sei es momentan oder in Zukunft, nur sehr schwer unterschieden werden kann. Dieser Versuch der klaren Identifizierung des kli-

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matischen Einflusses auf die Reliefsphäre wird noch durch den sogenannten „Human Impact“ massiv erschwert. Die fundamentale zukünftige Herausforderung besteht in der eindeutigen Trennung zwischen den Auswirkungen in der Reliefsphäre aufgrund des Klimawandels, bzw. aufgrund des menschlichen Einflusses. So lange diese Trennung nicht klar gezogen werden kann wird es sehr schwierig sein, eine klare Zuordnung zu den Ursachen und Wirkungen des klimatischen Einflusses auf die Reliefsphäre mit entsprechenden Vertrauensbereichen und Unsicherheiten zu identifizieren. Hierbei sind besonders die Zeitreihenanalysen von übergeordneter Bedeutung – nur durch diese kann die enge Kopplung differenzierter betrachtet werden.

4.6 4.6

Literaturverzeichnis References

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599

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

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600

AAR14

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Band 2 Kapitel 5:

Der Einfluss des Klimawandels auf die Pedosphäre

Volume 2 Chapter 5: Climate Change Impact on the Pedosphere

Koordinierende Leitautoren Andreas Baumgarten, Clemens Geitner LeitautorInnen Hans-Peter Haslmayr, Sophie Zechmeister-Boltenstern Beiträe von Andreas Bohner, Winfried E.H. Blum, Georg Dersch, Michael Englisch, Alexandra Freudenschuss, Sigbert Huber, Paul Illmer, Robert Jandl, Klaus Katzensteiner, Barbara Kitzler, Andreas Klik, Rosa Margesin, Gerhard Markart, Erwin Murer, Heide Spiegel, Dieter Stöhr, Peter Strauss, Walter Wenzel Für den Begutachtungsprozess Martin Gerzabek

Inhalt ZUSAMMENFASSUNG

602

SUMMARY

602

KERNAUSSAGEN

602

5.1 5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.1.4

5.2 5.2.1 5.2.2 +O% 5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4 +O$ 5.4.1 5.4.2 5.4.3

Prozesse und Dynamiken im System Pedosphäre Bodenbildende Faktoren und Prozesse Einfluss des Klimas auf Boden und Bodenbildung: Direkte und indirekte Faktoren Zeitliche Aspekte der Klimasensitivität von Böden Räumliche Aspekte der Klimasensitivität von Böden Bodendaten in Österreich: Bestand und Auswertungsmöglichkeiten Bodendaten und Bodenmonitoring Bodenbewertung und Bodenschutz

604 604 605 605 607 608 608 610

        den Wasserhaushalt Bodenlebewesen Kohlenstoffhaushalt Stickstoffhaushalt

610 611 611 612 615

       X  Abhängigkeit von deren Nutzung Ackerböden Grünlandböden Waldböden

617 617 618 620

5.4.4 5.4.5

Böden oberhalb der Waldgrenze Stadtböden

621 625

5.5

Anthropogene Beeinträchtigungen von Böden in Bezug auf den Klimawandel Bodenerosion Bodenverdichtung

626 626 628

5.5.1 5.5.2 5.6

5.6.4

Auswirkungen des Klimawandels auf die Ökosystemleistungen der Pedosphäre Unterstützende Ökosystemleistungen (Supporting Services) Bereitstellende Ökosystemleistungen (Provisioning Services) Selbstregulierende Ökosystemleistungen (Regulating Services) Kulturelle Leistungen (Cultural Services)

5.7

Forschungsbedarf

630

5.8

Literaturverzeichnis

632

5.6.1 5.6.2 5.6.3

629 629 629 630 630

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

ZUSAMMENFASSUNG Dieses Kapitel befasst sich mit dem Einfluss des Klimawandels auf die Pedosphäre, d. h. auf Böden. Diese stellen nicht nur einen elementaren Bestandteil der Ökosysteme dar, sie bilden auch die Grundlage für die landwirtschaftliche Produktion und somit auch für die Ernährungssicherheit. Böden beeinflussen darüber hinaus wesentlich die globale Kohlenstoffbilanz. Der Anteil an Kohlendioxid (CO2), der jährlich aus den Böden in die Atmosphäre gelangt (und ebenso von ihnen wieder aufgenommen wird), übersteigt jenen aus fossilen Brennstoffen bei weitem. Umso wichtiger ist es, das ökologische Gleichgewicht der Böden zu erhalten. Sicher ist, dass die biotische Komponente des Bodens, verglichen mit chemischen oder physikalischen Eigenschaften, am raschesten und deutlichsten auf Klimaveränderungen reagiert, was Folgen für die Ökosystemleistungen des Bodens hat. Dies betrifft vor allem mikrobiologische Prozesse, die die Menge und Qualität der organischen Substanz und damit die Erhaltung des großen Kohlenstoffspeichers im Boden steuern. Viele Prozesse im Boden sind sowohl temperatur- als auch feuchtigkeitsabhängig. Da das zukünftige Zusammenspiel dieser beiden Klimafaktoren in Österreich räumlich stark variieren wird, sind regional und lokal sehr unterschiedliche Folgewirkungen auf den Boden und seine Ökosystemleistungen zu erwarten. In Österreich ist die Datenlage über die Böden und ihre räumliche Verteilung vergleichsweise gut. Die Wechselbeziehungen zwischen Boden und Vegetation sind von besonderer Relevanz, da die Vegetation wesentlich rascher auf Klimaänderungen reagiert und ihrerseits die Bodenentwicklung mitbestimmt. Das kontinuierliche Monitoring von Böden ist zwar aufwendig, muss aber für die Zukunft als unerlässlich angesehen werden, um jene Prozesse im Boden beobachten und differenzierter nachbilden zu können, die im Hinblick auf den Klimawandel bedeutend sind. Böden sind durch anthropogene Eingriffe zahlreichen Belastungen (z. B. durch Bodenbearbeitung, Entwässerung, Baumaßnahmen) ausgesetzt, die zunächst mit Klima anscheinend nur wenig zu tun haben. Diese Grundbelastungen können jedoch klimabedingte Veränderungen im Boden verschärfen, insbesondere wenn Böden stark degradiert sind oder gar durch Versiegelung kaum mehr natürliche Leistungen erbringen können. Insofern muss Bodenschutz auch als Klimaschutz verstanden werden.

SUMMARY This chapter focuses on the impacts of climate change on the pedosphere, i. e., on soils. In addition to their role as a primary

602

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component of ecosystems, soils constitute the basis of agricultural production and ultimately food security. Soils have a major effect on the global carbon budget. The annual release (and uptake) of carbon dioxide (CO2) from soils largely exceed those emissions due to fossil fuel combustion, making it crucial to preserve the ecological balance of soils. The biotic component of soils is very sensitive to climate change, which in turn has important implications on ecosystem services. Soil micro-biota control the processes responsible for the amount and quality of soil organic matter and accordingly for the maintenance of the huge carbon storage pool of soils. Many soil processes are temperature and moisture dependent. In Austria, the future interactions of these two climate factors have high spatial variation, and therefore the consequences of climate change on soils and their ecosystem services are expected to vary both locally and regionally. In Austria, an extensive dataset on soils and their spatial distribution is available. For the assessment of climate change impacts, the relationships between soils and vegetation are of paramount importance, as vegetation reacts quickly to climate change with implications on soil development. The continuous monitoring of soils, though labour intensive, is essential in order to observe and reconstruct relevant processes with respect to climate change. Soils are exposed to several anthropogenic threats, which at first glance have little to do with climate. However, these basic stresses may exacerbate climate change effects on soils, particularly if soils cannot sustain their ecosystem services due to soil degradation or soil sealing. In this respect, soil protection is an important component of climate change measures.

KERNAUSSAGEN t


Der Klimawandel ist für den Boden relevant – und umgekehrt. Durch die Kenntnis der in den Böden ablaufenden Prozesse ist es zweifelsfrei, dass diese auf Klimaänderungen reagieren (sehr wahrscheinlich). Diese Tatsache wird allerdings kaum in der Diskussion berücksichtigt, was unter anderem damit zusammenhängt, dass die meisten Reaktionen in Böden eher langfristig ausfallen und noch zu wenig erforscht sind. Da die weltweiten Landflächen mit ihren Böden um ein Vielfaches mehr an CO2 an die Atmosphäre abgeben (und etwa ebenso viel wieder aufnehmen) als die anthropogene Verbrennung fossiler Energieträger, sind die Rückkopplungseffekte in Böden von besonderer Bedeutung. Insbesondere Moorböden sind große Kohlenstoffspeicher und reagieren empfindlich auf höhere Temperaturen (sehr wahrscheinlich).

 +!    .

AAR14

t
Der Klimawandel verändert den Bodenwasserhaushalt. Bei zunehmender Verdunstung und gleichbleibenden bzw. regional abnehmenden Niederschlagsmengen wird es im Osten Österreichs zu abnehmenden Sickerwassermengen und zu einem Absinken des Grundwasserspiegels kommen. Dadurch werden Böden, die unter Grund- oder Stauwassereinfluss stehen (Gleye und Pseudogleye), flächenhaft weniger werden (sehr wahrscheinlich). Auf Böden mit geringer Wasserspeicherfähigkeit sind durch Trockenstress Ertragseinbußen bei land- und forstwirtschaftlicher Nutzung zu erwarten (sehr wahrscheinlich). Durch die Zunahme von Starkniederschlagsereignissen kommt es zu erhöhtem Oberflächenabfluss und damit zu Bodenverlusten durch Bodenerosion (wahrscheinlich). Durch die Zunahme von Bodenverdichtungen werden diese Prozesse weiter verstärkt (sehr wahrscheinlich). t


Der Klimawandel verändert das Leben im und auf dem Boden. Eine Erhöhung der Luft- und Bodentemperaturen wird die Pflanzengemeinschaft und das Wurzelwachstum eines Standorts und infolgedessen die Gemeinschaftsstruktur der Bodenlebewesen verändern (wahrscheinlich). Trockene Böden weisen dabei eine geringere Diversität und weniger robuste Populationen auf als feuchtere aber gut belüftete Böden. t
Der Klimawandel verändert die organische Substanz. Temperatur- und Wasserregime steuern Abbau- und Umsatzprozesse der organischen Substanz, sodass Reaktionen auf den Klimawandel zu erwarten sind (sehr wahrscheinlich). In Abhängigkeit vom Standort kann die Reaktion aber sehr unterschiedlich ausfallen. Generell werden durch eine erhöhte Temperatur – zumindest bei gleichbleibender Feuchte – die Mineralisationsprozesse im Boden beschleunigt und folglich die organische Bodensubstanz verstärkt abgebaut (sehr wahrscheinlich). Dies hat neben den Folgen der dadurch gesteigerten Treibhausgasemissionen (Lachgas [N2O], Methan [CH4] und Kohlenstoffdioxid [CO2]) auch negative Auswirkungen auf die Bodenfruchtbarkeit und andere Bodenfunktionen. Ob und inwieweit diese Humusverluste durch eine erhöhte Biomasseproduktion (durch erhöhtes CO2-Angebot und längere Vegetationszeiten) ausgeglichen werden, ist von Standort und Nutzung abhängig und kann noch kaum abgeschätzt werden (etwa so wahrscheinlich wie nicht). Durch das verstärkte Auftauen von Permafrostböden bzw. den Rückzug des Permafrostes im Hochgebirge kann im Permafrost konservierte organische Substanz von Bodenmikroorganismen abgebaut werden, was zu einer zusätzlichen Freisetzung von Methan und CO2 führt (wahrscheinlich).

t
Der Klimawandel verändert den Stoffhaushalt. Mit steigenden Temperaturen wird die Verwitterungsrate der Ausgangssubstrate zunehmen, wenn ausreichend Feuchtigkeit vorhanden ist. Dadurch wird es zu Veränderungen im Bodennährstoffhaushalt kommen (wahrscheinlich). Eine Zunahme von Temperaturextremen und Trockenphasen beeinflusst die Umsatzraten von z. B. Kohlenstoff (C) und Stickstoff (N) (sehr wahrscheinlich). Bei stärker ausgeprägten Gefrier- und Auftauprozessen im Winter (durch Veränderung der Schneedeckendauer und -mächtigkeit), aber auch bei starkem und langem Austrocknen des Bodens, gefolgt von Starkniederschlagsereignissen, steigen die Umsetzungsraten von Kohlenstoff und Stickstoff, und es kommt unmittelbar danach zu Emissionsmaxima von Treibhausgasen (wahrscheinlich). t
Der Klimawandel verändert die Ertragsfähigkeit. Eine Erhöhung der Lufttemperatur und eine Verlängerung der Vegetationsperiode kann in kühleren und niederschlagsreicheren Gebieten das Ertragspotential steigern, während in niederschlagsärmeren Gebieten das Ertragspotential aufgrund der Zunahme von Trocken- und Hitzestress sinken wird (sehr wahrscheinlich). t
Waldböden sind empfindlich gegenüber Störungen. Bei einer Temperaturerhöhung um 1 °C wird etwa 10 % mehr CO2 durch Bodenatmung freigesetzt, bei 2 °C werden etwa 20  % mehr CO2 und N2O emittiert (wahrscheinlich). Die Stickstoffdeposition hat infolge erhöhter Bildung von Nadel- / Blattmasse einen wesentlichen Einfluss auf die Bodenkohlenstoffspeicher (wahrscheinlich). Zunehmende Intensität und Häufigkeit von Störungen (Windwurfereignisse mit nachfolgenden Borkenkäferkalamitäten) führen zu Humus- bzw. Bodenverlusten durch Erosion (sehr wahrscheinlich), zu einer erhöhten Freisetzung von CO2 aus dem Boden (sehr wahrscheinlich) und zu einer Beeinträchtigung der hydrologischen Bodenfunktionen (wahrscheinlich). t


Die Reaktion der Böden der Hochlagen umfasst gegenläufige Prozesse. Böden in Hochlagen enthalten leicht abbaubare Komponenten, die im Falle einer Temperaturerhöhung bevorzugt umgesetzt würden (sehr wahrscheinlich). Ob durch einen erhöhten Biomasseeintrag der Bodenkohlenstoffgehalt zunimmt, ist ungewiss (etwa so wahrscheinlich wie nicht). Von zentraler Bedeutung sind die Stabilität und die Qualität des organischen Kohlenstoffs.

603

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

t


Anthropogene Beeinträchtigungen mindern die Resilienz des Bodens gegenüber dem Klimawandel. Insbesondere durch Versiegelung, Erosion, Verdichtung und Humusabbau werden die Böden in ihrer Funktionalität stark eingeschränkt, wodurch sie auch gegenüber den Einflüssen des Klimawandels weniger resilient sind (sehr wahrscheinlich). t
Das Erosionsrisiko wird durch Klimawandel erhöht. Durch die Zunahme von Witterungsextremereignissen (Niederschlag, Wind) kann bei unvollständiger oder fehlender Bodenbedeckung von Ackerböden die Erosion durch Wasser und Wind zunehmen (wahrscheinlich). Durch höhere Temperaturen können Böden häufiger austrocknen und sind für Abtrag durch Wind anfälliger (wahrscheinlich).

5 5

Der Einfluss des Klimawandels auf die Pedosphäre Climate Change Impact on the Pedosphere

Einleitend werden grundlegende Zusammenhänge im System Pedosphäre skizziert und auf den Einfluss des Klimawandels bezogen. Anschließend wird ein kurzer Überblick zu den in Österreich vorliegenden Bodendaten sowie zu Ansätzen des Bodenmonitorings gegeben, die einen wesentlichen Teil der nationalen Wissensbasis darstellen. Die folgenden Kapitel sind dem Einfluss des Klimawandels auf die Böden gewidmet. Hier stehen zunächst jene Prozesse im Vordergrund, welche im Boden ablaufen und vom Klimawandel beeinflusst werden bzw. diesen beeinflussen können. Anschließend werden Auswirkungen des Klimawandels im Hinblick auf bestimmte Bodennutzungen thematisiert. Ergänzend werden Aspekte anthropogener Beeinträchtigungen aufgegriffen, da diese für die Vulnerabilität der Böden relevant sind. Abschließend werden die Folgen des Klimawandels unter dem Gesichtspunkt der Ökosystemleistungen von Böden diskutiert. In der bisherigen Diskussion kommen die Wirkungen des Klimawandels auf die Böden zu kurz. Böden werden häufig lediglich in Bezug auf die Auswirkungen des Klimawandels auf die Land- und Forstwirtschaft erwähnt (z. B. Götzl et al., 2011), wobei vor allem die Folgen für die Pflanzen und das Bodenwasser thematisiert werden. Diese sehr eingeschränkte Betrachtung des Bodens mag damit zusammenhängen, dass er wenig öffentliche Aufmerksamkeit erfährt, aber auch damit, dass die Reaktionen von Böden eher langfristig ausfallen und noch zu wenig erforscht sind. Aus dem Verständnis der im

604

AAR14

Boden ablaufenden Prozesse ist es zweifelsfrei, dass Böden auf Klimaänderungen reagieren (Blume et al., 2010b). Noch weitgehend unerforscht ist, wie intensiv und in welchen Zeiträumen dies geschieht und ob es dabei kritische Punkte gibt, bei denen das System in einen neuen Zustand gelangt.

5.1 5.1

5.1.1

Prozesse und Dynamiken im System Pedosphäre Processes and dynamics in the pedosphere system

Bodenbildende Faktoren und Prozesse

Unter dem Begriff der Pedosphäre wird die Vielfalt der Böden in ihrer globalen Verbreitung zusammengefasst (Blume et al., 2010b). In der Pedosphäre durchdringen sich Litho-, Hydro-, Atmo- und Biosphäre und führen zu einem spezifischen räumlichen Muster unterschiedlich ausgeprägter Böden. Diese räumliche Differenzierung ist in Bezug auf die Auswirkungen des Klimawandels entscheidend, sodass im weiteren Text nur noch von Boden bzw. Böden als Teile dieser globalen Pedosphäre gesprochen wird. Nach ÖNORM L 1076 (2013) wird der Boden als „oberster Bereich der Erdkruste, der durch Verwitterung, Um- und Neubildung (natürlich oder anthropogen bedingt) entstanden und weiter veränderbar ist,“ definiert (vgl. Box 5.1). Blum (2007) differenziert die Struktur und die Komponenten des Bodens genauer, nämlich als „eine von der Erdoberfläche bis zum Gestein reichende, in Horizonte gegliederte, mit Wasser, Luft und Lebewesen durchsetzte Lockerdecke (Ausschnitt aus der Pedosphäre), die durch Umwandlung anorganischer und organischer Ausgangsstoffe, unter Zufuhr von Stoffen und Energien aus der Atmosphäre neu entstanden ist und in der diese Umwandlungsprozesse weiter ablaufen (dynamisches, dreiphasiges System)“. Zum Verständnis des Systems Boden müssen die sogenannten bodenbildenden Faktoren sowie die von ihnen gesteuerten, im Boden ablaufenden Prozesse und die daraus entstehenden Bodenmerkmale differenziert werden (vgl. Abbildung 5.1). Das komplexe Zusammenwirken der bodenbildenden Faktoren (einschließlich ihrer gegenseitigen Beeinflussung) steuert im Boden eine Reihe von Prozessen. Die konkreten Merkmale und damit auch Eigenschaften von Böden sind das Ergebnis dieser Prozesse über einen mehr oder weniger langen Zeitabschnitt. Um den Einfluss des Klimawandels auf die Böden abschätzen zu können, muss herausgearbeitet werden, wie die

 +!    .

AAR14

unterschiedlichen Bodenprozesse durch den Wandel einzelner Klimaparameter verändert werden. Ob und in welchem Maße sich dabei auch die Merkmale und Eigenschaften der Böden ändern, hängt davon ab, wie stark die Prozesse modifiziert werden und wie lange diese einwirken.

5.1.2

Einfluss des Klimas auf Boden und Bodenbildung: Direkte und indirekte Faktoren

Die Bedeutung des Klimas für die Bodenbildung zeigt sich im globalen Maßstab an der Ausprägung der Bodenzonen, welche eng mit den Klimazonen zusammenhängen (Zech und Hintermaier-Erhard, 2002; Schultz, 2002). Je kleinräumiger die Betrachtung ausfällt, desto stärker treten die bodenbildenden Faktoren Gestein, Relief, Vegetation und die Nutzung durch den Menschen in den Vordergrund. Dennoch spielt der Einfluss des Klimas auch bei den kleinsten Bodeneinheiten eine dominante Rolle. So ist davon auszugehen, dass Veränderungen im Klimasystem über alle Maßstäbe hinweg Veränderungen im Bodensystem hervorrufen werden. Dabei sind insbesondere das Mikroklima an der Bodenoberfläche und die Temperatur- und Feuchtebedingungen im Boden relevant, was bedeutet, dass die klimatischen Einflussgrößen durch die üblichen meteorologischen Stationsdaten nur unzureichend repräsentiert sind. Temperatur und Niederschlag stellen zwei der wichtigsten Klimaelemente für den Boden dar (Blume et al., 2010b), wobei nicht nur Mittelwerte, sondern auch der saisonale Verlauf und seltene Extremwerte zu berücksichtigen sind. In Bezug auf den Niederschlag ist jener Anteil für die Bodenbildung entscheidend, der versickert. Der Anteil, der oberflächlich abfließt, kann zu Erosion an der Bodenoberfläche führen. Es wirken aber nicht nur die einzelnen Klimaelemente auf den Boden ein, sondern auch komplexere klimatische Bedingungen, die sich aus dem Zusammenspiel einzelner Klimaelemente ergeben. Zu nennen sind z. B. die Dauer von Vegetationszeiten, Aktivitätszeiten der Bodenlebewelt, Aper- bzw. Schneebedeckungszeiten oder auch die Dauer und Häufigkeit von Trockenphasen. Veränderungen dieser komplexen Klimabedingungen dürften für den Boden eine große Rolle spielen, sind aber in ihrer zukünftigen Entwicklung ungleich schwerer abzuschätzen. Als dritte Gruppe klimagesteuerter Einflussgrößen auf den Boden sind jene indirekten Faktoren zu nennen, die ihrerseits klimasensitiv sind, v. a. die Vegetation (vgl. Band 2, Kapitel 3). Eine veränderte Vegetation kann über das Mikroklima, die Bodenbedeckung, den Bodenwasserhaushalt,

Abbildung 5.1 Schematischer Überblick zu den bodenbildenden Faktoren und Prozessen und den sich daraus ergebenden Merkmalen des Bodens. Die Vielfalt an Faktoren und Prozessen sowie ihrer Kombinationsmöglichkeiten lassen erahnen, wie schwer die Zusammenhänge im System Boden zu identifizieren und zu quantifizieren sind. Erstellt von Geitner für AAR14 Figure 5.1 Schematic overview of the soil forming factors and processes, and the resultant soil features. The high diversity of factors and processes and their possible combinations indicate the difficulties in identifying and quantifying interrelations in the soil system. Developed by Geitner for AAR14

das Wurzelsystem und die Streu auch den Zustand des Bodens maßgeblich und schon in kurzer Zeit verändern.

5.1.3

Zeitliche Aspekte der Klimasensitivität von Böden

Jeder Boden hat sich über eine bestimmte Zeit entwickelt. Ohne diese zeitliche Dimension können seine Eigenschaften nicht erklärt werden. In Abhängigkeit von der quartären Kli-

605

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

;+O –œ ;+O – œ

;+O==  Bodenprofil einer „Typischen Braunerde“ aus dem Wienerwald. Boden im bodenkundlichökologischen Verständnis umfasst die wenigen Dezimeter von der organischen Auflage bis zum anstehenden Gestein. Der oberste, meist deutlich dunklere Horizont ist von Humus durchsetzt und intensiv belebt. Die Wurzeln reichen meist bis in die tieferen, verwitterten Bereiche. Trotz ihrer geringen Mächtigkeit erfüllen Böden eine Fülle von Funktionen (vgl. Abschnitt 5.2.2). Insbesondere der intensiv belebte Oberboden ist sehr vulnerabel gegenüber physikalischen und chemischen Belastungen. Das Foto zeigt den Bodentyp „Typische Braunerde“ (Nestroy et al., 2000, 2011) aus dem Wienerwald. Foto: R. Reiter ;+O] Soil profile of a „typical brown earth“ from the Vienna Woods. Soil in a soil-scientific and ecological sense includes the few decimeters from the organic layer to the non-weathered parent material. The uppermost, usually darker, horizon is characterized by humus enrichment and biological activity. The roots reach further down into the weathered zone. In spite of their shallowness, soils perform highly diverse functions (see Chapter 5.2.2).The living topsoil is particularly vulnerable to physical and chemical stresses. The photograph shows the soil type „brown earth“ from the Vienna Woods. Photograph by R. Reiter

606

AAR14

mageschichte und der Ausdehnung der Gletscher zum Höchststand der letzten Vereisung repräsentieren die meisten Böden Österreichs maximal rund 12 000 (Beginn Holozän) oder maximal rund 20 000 Jahre (nach der maximalen Gletscherausbreitung) (van Husen, 1987). Nicht vergletscherte Gebiete und damit während der letzten Kaltzeit periglazial geprägte Böden sind in Österreich auf die nördlichen und östlichen Tief-, Hügel- und Terrassenländer beschränkt. Böden können aber auch viel jünger sein, wenn es in ihrer Entwicklung zu morphodynamischen Störungen (Erosion oder Akkumulation) gekommen ist. Mit ihren aktuellen Merkmalen integrieren die Böden die physikalischen, chemischen und biologischen Prozesse während ihrer gesamten Bildungsphase (Lorz, 2008) und können somit auch zur Rekonstruktion klimatischer Veränderungen in der Vergangenheit herangezogen werden (vgl. Band 1, Kapitel 3; Bork et al., 2003; Starnberger et al., 2009). Im Hinblick auf die Analyse aktueller Veränderungen in Böden sind speziell die darin ablaufenden Prozesse ins Auge zu fassen (vgl. Abbildung  5.1), da diese rascher als die Bodenmerkmale auf Änderungen der bodenbildenden Faktoren reagieren können. Unter den Bodenprozessen im Vergleich ist davon auszugehen, dass die biologisch gesteuerten am unmittelbarsten auf Veränderungen reagieren, gefolgt von chemisch und physikalisch kontrollierten Reaktionen (Blume et al., 2010b). Dementsprechend ist zunächst vor allem mit Veränderungen der organischen Substanz durch den Klimawandel zu rechnen. Tabelle 5.1 bietet eine Übersicht zu den Prozessen im Boden und ihren abgeschätzten Sensitivitäten gegenüber dem Klimawandel. Zu den Veränderungen der Bodenprozesse gibt es in Österreich keine kontinuierlichen Dauerbeobachtungen, sodass entsprechende Daten fehlen. Zur Untersuchung der Veränderlichkeit ausgewählter Bodenprozesse bieten sich einerseits experimentelle Ansätze unter definierten Rahmenbedingungen sowohl im Freiland als auch im Labor an. In diesem Zusammenhang sind z. B. Messungen der Bodenatmung unter kontrollierten Temperatur- und Feuchtebedingungen zu nennen, wie sie in den letzten fünf Jahren intensiv durchgeführt werden (vgl. Abschnitt 5.4.3). Andererseits kann auch die Analyse von Boden-Chronosequenzen, wie sie beispielsweise im Einflussbereich von großen Flüssen zu finden sind, herangezogen werden (Zehetner et al., 2009). Die Ergebnisse beider Ansätze können für plausible Abschätzungen der durch veränderte Umweltbedingungen bedingten, überwiegend chemischen und mikrobiologischen Veränderungen im Boden verwendet werden. Wichtig ist jedoch, in Studien mit experimentellem Ansatz auch die Langzeitkomponente zu berücksichtigen, denn es ist weitgehend ungeklärt, ob und bei welchen Pro-

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AAR14

Tabelle 5.1 Abschätzung der Sensitivität von Prozessen im Boden in Bezug auf den Klimawandel. Erstellt von Geitner für AAR14 Table 5.1 Assessment of the sensitivity of processes in soils related to climate change. Developed by Geitner for AAR14 Prozesse

Sensitivität

Erläuterungen

Mineralkörper Physikalische Verwitterung

++

A oder Z: abhängig von Höhenstufe (Frostwechselhäufigkeit)

Chemische Verwitterung

++

Z: bei Erhöhung der Temperatur (nivale / alpine Stufe) A: bei trockenen Verhältnissen

Biologische Verwitterung

+

A oder Z: bei Vegetationsänderungen

Oxidation

+

Z: bei trockenen Verhältnissen

Reduktion

+

Z: bei feuchten Verhältnissen

Tonmineralbildung

+

A: bei trockenen Verhältnissen

Tonverlagerung

+

A: bei trockenen Verhältnissen

Podsolierung

+

A: bei trockenen Verhältnissen

Carbonatisierung

+

Z: bei trockenen, wechselfeuchten Verhältnissen A: bei feuchten Verhältnissen

" X Mineralisation

+++

Z: bei durchschnittlichen Bedingungen A: bei trockenen oder bei sehr feuchten Verhältnissen

Humifizierung

+

A oder Z: in Abhängigkeit von weiteren Faktoren (z. B. Feuchtigkeit, chemische Zusammensetzung der Streu)

+

A: bei trockenen Verhältnissen

Sonstige Austauschprozesse (Ionen) Aggregatbildung

+

in Abhängigkeit von sonstigen Bedingungen

Bioturbation

++

in Abhängigkeit von sonstigen Bedingungen

Kryoturbation

++

in Abhängigkeit von Dauer der Frostphasen und Anzahl der Frostwechsel, unterschiedlich nach Höhenlage

A = Abnahme, Z = Zunahme, + = mäßige, ++ = mittlere, +++ = starke Wirkung erwartet

zessen im Boden selbstverstärkende Entwicklungen in Gang gesetzt werden bzw. ob und in welcher Zeit das System wieder einen gewissen Gleichgewichtszustand erreicht. Chronosequenzanalysen geben dafür erste Anhaltspunkte, allerdings erscheinen kontinuierliche Langzeitbeobachtungen über mindestens zehn Jahre hinweg zur Feststellung von Kausalitäten unabdingbar.

5.1.4

Räumliche Aspekte der Klimasensitivität von Böden

Je vielfältiger eine Region hinsichtlich der Faktoren Gestein, Relief und Klima ausgestattet ist, desto zahlreicher sind die dort vorkommenden Bodeneinheiten. Im Hinblick auf die Abschätzung der Einflüsse des Klimawandels muss dieser Vielfalt der Böden unbedingt Rechnung getragen werden. Ein Boden in einer feuchten Senke am schattigen Talgrund wird aufgrund des Wasserüberschusses und des spezifischen Mikroklimas auf eine Temperaturerhöhung anders reagieren

als ein Boden in südexponierter Hanglage, der ohnehin durch Wärme und Trockenstress gekennzeichnet ist. Für belastbare Aussagen zur Sensitivität von Böden muss daher räumlich entsprechend differenziert werden. Dies trifft insbesondere für Gebirgslandschaften zu, wo durch die Kombination von Höhenstufen, Neigung und Exposition extrem kleinräumige Klima-Boden-Systeme bestehen (Geitner, 2007). Wie sensitiv ein Boden auf Klimaänderungen reagiert, hängt aber nicht nur von seiner Lage, sondern auch von seinen physikalisch-chemischen Eigenschaften ab. So steuern beispielsweise Korngrößenverteilung und Humusgehalt den Wasserhaushalt, sodass beispielsweise in Trockenphasen die tatsächliche Austrocknung der Böden unterschiedlich stark ausfällt (Blume et al., 2010b). Daher sind Böden gegenüber Witterungsschwankungen unterschiedlich gut gepuffert und somit unterschiedlich resilient. Vor diesem Hintergrund gilt es mit den vorhandenen Bodendaten herauszufinden, welche Böden von klimatischen Veränderungen insofern besonders betroffen sind, als deren extreme Systemzustände durch den Klimawandel kritisch zu-

607

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

nehmen. Diese Abschätzungen sind nicht nur für den Boden selbst relevant, sondern auch im Hinblick auf seine Ökosystemleistungen (vgl. Abschnitt 5.6).

5.2

5.2

Bodendaten in Österreich: Bestand und Auswertungsmöglichkeiten Soil data in Austria: inventory and evaluation possibilities

Als Voraussetzung, um Aussagen zu den Wechselwirkungen zwischen Klimawandel und Boden treffen zu können, sind umfangreiche Datengrundlagen erforderlich. Mit den in Österreich vorhandenen Bodenaufnahmesystemen werden Informationen über Böden gesammelt und für die weitere Anwendung für Land-, Forst-, Wasser- und Abfallwirtschaft, Naturschutz, Raumplanung sowie für Forschung und Lehre zur Verfügung gestellt. Zum Teil wurden diese Daten über Pedotransferfunktionen1 in komplexere Bodenparameter umgerechnet (Murer et al., 2004) und als Grundlagen für die Erstellung thematischer Karten (z. B. Karte der nutzbaren Feldkapazität) herangezogen. Diese stellen somit weiterführende, bereits anwendungsnahe Bodeninformationen zur Verfügung. Da in Österreich die Erhebung und Verwaltung der Bodeninformationen von unterschiedlichen Institutionen durchgeführt wird (Schwarz et al., 2001), liegen diese in uneinheitlicher Form vor.

5.2.1

Bodendaten und Bodenmonitoring

Flächendaten Flächenbezogene Daten liegen in Form von Bodenkarten vor, die neben der graphischen Darstellung noch Zusatzinformationen (Attributdaten) enthalten. Für die gesamte landwirtschaftlich genutzte Fläche Österreichs existieren zwei flächendeckende Bodendatenbestände: Die Bodenkartierung (Bodenkarte) und die (Finanz-)Bodenschätzung. Die Daten der österreichischen Bodenkartierung liegen in analoger und digitaler Form vor. Die analoge Bodenkarte im Maßstab 1 : 25 000 unterteilt die Staatsfläche in viele Kartierungsbereiche und besteht für jeden Kartierungsbereich aus Kartenblättern und einem Erläuterungsheft, das die Beschrei1

Rechenmodelle zur Abschätzung bodenphysikalischer Kenngrößen aus Standardmessgrößen (z. B. Berechnung der Feldkapazität aus den Messgrößen Bodenart, Trockenrohdichte, Gehalt an organischer Substanz und Grobbodenanteil)

608

AAR14

bungen der Bodenformen (u. a. Bodentyp, Ausgangsgestein, Relief ), Profildarstellungen und chemische sowie physikalische Analysedaten (u. a. pH-Wert, Humus- und Kalkgehalt) enthält. All diese Daten wurden in digitale Bodenkarten überführt, die über die Web-GIS-Applikation eBOD auch im Internet abgerufen werden können (BFW, 2012). Die Bodenkarte orientiert sich überwiegend an der Österreichischen Bodensystematik gemäß Fink (1969). Die Aufnahmen ab dem Jahr 2000 entsprechen der aktuellen Fassung der Bodensystematik, die von Nestroy et al. (2000, 2011) entwickelt wurde. Die Finanzbodenschätzung zur Feststellung der Bodenqualität dient als eine der Grundlagen für die Besteuerung landwirtschaftlicher Betriebe. Die Ergebnisse sind bundesweit in Karten auf Basis der Katastralmappe (Maßstab 1 : 2 000) dargestellt sowie in Büchern festgehalten. Die Schätzungsreinkarte weist Klassenflächen (Flächen mit gleichem Ertragspotential) aus und enthält entsprechende Wertzahlen für jede Klassenfläche (Acker- und Grünlandzahlen). Das Schätzungsreinbuch beinhaltet kurze Profilbeschreibungen, den Bodentyp sowie Aussagen zu Gelände und Klima. Flächenbezogene Daten für Waldböden liefert die Forstliche Standortkartierung, die in der Vergangenheit von unterschiedlichen Urhebern (u. a. Bundesforschungszentrum für Wald, Österreichische Bundesforste, Landesforstdirektionen, Landeskammern, Universität für Bodenkultur) durchgeführt wurde. Das Bundesforschungszentrum für Wald (BFW) übernimmt als zentrale Anlaufstelle die Koordination und Qualitätssicherung von Standortkartierungs-Projekten. Derzeit sind etwa 15 % der österreichischen Waldfläche kartiert (Englisch et al., 2001a). Je nach Aufgabenstellung stehen verschiedene Darstellungsmöglichkeiten zur Verfügung, Darstellungen von Standorteinheiten (Maßstab 1 : 10 000) oder Übersichtsdarstellungen (Maßstab 1 : 25 000 bis 1 : 200 000). Die Karten enthalten Ausweisungen der Standorteinheiten (Standorte mit ähnlicher Faktorenkombination [Regionalklima, Bodenform, Reliefform, Höhenlage, Grundgestein, Wasserhaushalt und Komponenten des Bodens wie Textur und Gründigkeit] und Wuchsbedingungen) wie der Zustandsformen. Ein Erläuterungsband enthält textliche Beschreibungen des Kartierungsgebietes, Klassifizierungstabellen und Beilagen.

Punktdaten In Österreich gibt es eine Fülle von Punktdaten zu Böden, die aus unterschiedlichen Erhebungen stammen und unter verschiedenen Zielsetzungen erhoben wurden (Schwarz et al., 2001): Daten der Landwirtschaftlichen und Forstlichen Bo-

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AAR14

Tabelle 5.2 Übersicht über erhobene Parameter der wichtigsten Punktdatensätze zu den Böden in Österreich. Quelle: Schwarz et al., 2001

WBZI (Waldbodenzustands-Inventur) (514)

GEA (Waldbodendatenbank) (ca. 5 000)

. „////Œ

Bundes- und Landesmusterstücke (426)

Vergleichsstücke Bodenschätzung (ca. 30 000)

 ƒ„$/////Œ

Bodenanalysen für Düngeberatung (ca. 150 000)

BZIs (Bodenzustandsinventuren) (5 462)

Cäsiumdaten (2 373)

BDB-Flächen (Bodendauerbeobachtung) (30)

Einzelerhebungen in BORIS (1 754)

BOKU: Inst. f. Bodenforsch., Inst. f. Waldökol. (ca. 600)

Weitere Einzelerhebungen (ca. 1 000)

Table 5.2 Breakdown of captured parameters for major Austrian point data sets. Source: Schwarz et al., 2001

Georeferenzierung

x

x

x

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-

x

x

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x

zT

zT

Allgem. Standortsmerkmale

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x

-

x

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zT

zT

Bodenhydrologische Situation

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x

x

x

x

zT

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x

-

x

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zT

zT

Bodenspez. Standortsmerkmale

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x

x

x

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-

x

-

x

zT

zT

zT

Vegetationskundl. Parameter

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zT

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-

-

-

-

-

zT

zT

zT

zT

Bodentyp

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x

x

x

x

x

-

x

zT

x

zT

zT

zT

Profilbeschreibung

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x

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x

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zT

zT

Bodenphysik. Parameter Feld

x

x

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x

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-

zT

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zT

Bodenphysik. Parameter Labor

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-

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zT

-

zT

zT

zT

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Allgemeine Parameter Labor

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-

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x

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zT

zT

Nährstoffe

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x

x

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x

x

-

x

zT

zT

zT

Nährstoffverfügbarkeit

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zT

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x

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x

zT

zT

zT

SM-Gesamtgehalte

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zT

zT

-

-

-

zT

x

-

x

zT

zT

zT

SM-mobile Anteile

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-

-

-

-

-

-

zT

-

x

zT

zT

zT

Bodenbiologische Parameter

-

-

-

-

-

-

-

zT

-

zT

zT

zT

zT

Organische Schadstoffe

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-

-

-

-

-

-

zT

-

zT

zT

zT

zT

Sonderdaten

x

zT

-

zT

zT

zT

-

zT

Cs

zT

zT

zT

zT

Daten digital verfügbar

x

x

zT

zT

zT#

zT#

-

x

x

zT

x

zT

-

Daten über BORIS verfügbar

x

zT

-

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-

-

-

x

x

zT

x

-

-

Erläuterung: x … ist großteils erfüllt, zT … ist zum Teil erfüllt, # … ist zu 5–10 % erfüllt, (514) = Anzahl der Standorte

denzustandsinventur, Daten von Bodendauerbeobachtungen, Cäsiumdaten, Bodenanalysedaten im Rahmen der Düngeberatung (vgl. Tabelle 5.2). Außerdem enthalten die flächenhaften Datenbestände der Bodenkartierung und Bodenschätzung auch Punktdaten wie Profildarstellungen, Bundes- und Landesmusterstücke sowie Vergleichsstücke. Vor allem in den 1990er Jahren wurden von den zuständigen Ämtern der einzelnen Landesregierungen Inventuren zur

Erfassung des Bodenzustands in Hinblick auf Nährstoffversorgung und Schadstoffbelastung durchgeführt. Insgesamt wurden in Form eines Rasters mit Netzweiten zwischen 1,38 und 8,70 km österreichweit ca. 6 000 Probeflächen untersucht. Die Ergebnisse sind in den Bodenzustands-Inventurberichten der einzelnen Bundesländer sowie dem 3., 4. und 5. Umweltkontrollbericht des Umweltbundesamtes enthalten (z. B. Umweltbundesamt, 1998).

609

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

Zur Erfassung der zeitlichen Veränderungen der Böden war ursprünglich eine regelmäßige Wiederholung der Bodenzustandsinventuren vorgesehen, die jedoch aufgrund der hohen Kosten bis auf wenige Ausnahmen (etwa im Zuge des Projekts BioSoil, vgl. Mutsch und Leitgeb, 2009; Mutsch et al., 2013) nicht umgesetzt wurde. Stattdessen entschied man sich für die Einrichtung von Bodendauerbeobachtungsflächen. Durch dieses Monitoring auf einer geringeren Zahl von Untersuchungsflächen können Messungen wesentlich intensiver durchgeführt werden. Aufgrund der heterogenen Datenstruktur und der Vielzahl an unterschiedlichen Urhebern wurde vom Umweltbundesamt das Bodeninformationssystem BORIS entwickelt. Dieses ermöglicht österreichweite Abfragen zum Überblick über die vorhandenen Einträge von bestimmten Bodenparametern und bodenrelevanten Zusatzinformationen. Darüber hinaus werden Kartendarstellungen ausgewählter Bodenaspekte (Schwermetalle, Humus) zur Verfügung gestellt. Ein ausführlicher Überblick über die Gesamtheit der in Österreich verfügbaren Bodendaten ist bei Englisch et al. (2001b) zu finden. Tabelle 5.2 listet die erhobenen Parameter der wichtigsten Punktdatensätze in Österreich auf. Eine kritische Betrachtung der Datenbestände ist insofern wichtig, als mögliche Auswirkungen des Klimawandels nur dann realistisch abgeschätzt, modelliert oder (in langfristigen Monitoringsystemen) beobachtet werden können, wenn die Böden räumlich, systematisch und messtechnisch differenziert genug erfasst sind. Zudem kann eine umfassende Dokumentation der Böden den sorgsamen Umgang mit dieser Ressource im Sinne der Nachhaltigkeit fördern. Das nachfolgende Kapitel zeigt auf, wie die vorhandenen Bodendaten etwa durch die Bodenfunktionsbewertung in den Dienst des Bodenschutzes gestellt werden können.

Bewertungsansätze dar, indem aus den Erhebungsparametern bodenphysikalische Größen abgeleitet wurden. Ein Beispiel dafür ist die Karte der nutzbaren Feldkapazität, die eine wesentliche Größe zur Bestimmung des Bodenwasserhaushaltes darstellt und damit etwa der Landwirtschaft oder dem Hochwasserschutz wichtige Informationen liefert. Bei der funktionsbezogenen Bewertung der Böden werden Funktionen (Lebensraumfunktion, Funktion des Bodens im Wasserhaushalt, Filter-, Puffer- und Transformationsfunktion etc.) als Leistungen des Bodens betrachtet und deren Erfüllungsgrad beurteilt. Mit dem Instrument der Bodenfunktionsbewertung kann dem Schutzgut Boden in der Planung sowie in Umweltprüfungen entsprechend seiner Bedeutung als wertvolle, endliche Ressource angemessen Rechnung getragen werden. Eine entsprechende ÖNORM zur Bodenfunktionsbewertung (ÖNORM L 1076, 2013) sowie eine begleitende Handreichung für ihre Umsetzung (BMLFUW, 2013) wurden jüngst erarbeitet. In Bezug auf die gesetzliche Situation ist der Boden in Österreich eine Querschnittsmaterie. Diesbezüglich bemerkt Norer (2009: 34): „Aus kompetenzrechtlicher Sicht berühren zwar zahlreiche Bundeszuständigkeiten bodenschutzrelevante Aspekte, das „klassische Bodenschutzrecht“ ist jedoch gemäß Artikel 15 B-VG den Ländern vorbehalten.“ Allerdings verfügt nicht jedes Bundesland über ein Bodenschutzgesetz. Nach Raschauer (2002) werden von Bund und Ländern die Möglichkeiten für eine rechtliche Verankerung eines umfassenden Bodenschutzes derzeit nicht in zufriedenstellendem Ausmaß ausgeschöpft.

5.3 5.3

5.2.2

     Boden Impact of climate change on the soil

Bodenbewertung und Bodenschutz

Bodendaten können als Grundlage für die funktionsbezogene Bewertung von Böden herangezogen werden. Diese spielt jedoch in Österreich aktuell noch eine untergeordnete Rolle und hat im Sinne des vorsorgenden Bodenschutzes noch kaum in die Planungspraxis Eingang gefunden. Dabei bietet eine umfassende funktionsbezogene Bewertung der Böden auch für die Abschätzung klimabedingter Veränderungen und deren Auswirkungen auf bodenbezogene Ökosystemleistungen eine solide Basis. Bisher beschränkte sich die Bewertung des Bodens im engeren Sinne (anhand einer feldbodenkundlichen Ansprache) auf die Finanzbodenschätzung (vgl. Abschnitt 5.2.1). Andere thematische Karten (vgl. Abschnitt 5.2.1) stellen erste

610

AAR14

Im Folgenden werden jene Prozesse und Eigenschaften im Boden ausführlicher besprochen, für die durch den Klimawandel Veränderungen zu erwarten sind oder bereits festgestellt werden konnten (zur aktuellen Situation und den Szenarien vgl. Band 1). Bei physikalischen oder chemischen Prozessen, wie beispielsweise der Verwitterung, sind Veränderungen nur schwer nachweisbar, da diese in der Regel nur sehr gering ausfallen dürften. Wesentlich stärkere Auswirkungen sind zu erwarten, wenn der Wasserhaushalt und die Lebewelt des Bodens betroffen sind.

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AAR14

5.3.1

Wasserhaushalt

Aufgrund des Klimawandels werden Veränderungen der Niederschlagsmengen, der Intensität aber auch der saisonalen Niederschlagsmuster erwartet (Beniston, 2006; BMU, 2007). Die Extrapolationen lassen auf ein vermehrtes Auftreten von Extremereignissen schließen. Zudem werden ein Temperaturanstieg und eine höhere saisonale Temperaturvariabilität prognostiziert (EEA, 2009; EEA und OPOCE, 2009). Es soll zu ausgeprägten und längeren Nass- und Trockenperioden kommen. Durch eine Erhöhung der Temperatur nimmt das Verdunstungspotential zu. Das führt zu einer Veränderung der klimatischen Wasserbilanz als Differenz zwischen Niederschlag und potentieller Evapotranspiration (ATV-DVWK, 2002) und bedeutet, dass sich langfristig die Gebiete mit einer negativen klimatischen Wasserbilanz ausweiten (zu aktuellen Szenarien vgl. Band 1). Zurzeit nehmen in Österreich die Bereiche mit einer langjährigen mittleren negativen klimatischen Wasserbilanz eine Fläche von ca. 11 % ein (BMLFUW, 2007). Bezugnehmend auf Stenitzer (1991) soll die kontinuierliche Erwärmung bei gleichzeitiger Abnahme der Niederschläge in den trockenen Regionen zu deutlichen Rückgängen der Sickerwassermenge führen, was auch ein Absinken des Grundwasserspiegels zur Folge hätte (vgl. Band 2, Kapitel 2; Erhart et al., 2003). Dadurch würden Böden, die jetzt noch unter Grundwassereinfluss stehen (Gleye, Auböden, Niedermoore) sowie alle wasserbeeinflussten Biotope weiter zurückgehen (Herbst und Hörmann, 1998; IPCC, 2001b; Dawson et al., 2003). Trockenstressbedingte Ertragseinbußen bei land- und forstwirtschaftlicher Nutzung sind auf Böden mit geringer Wasserspeicherfähigkeit zu erwarten (Stenitzer, 1986, 2001, 2003; Stenitzer und Hösch, 2004). Eine wesentliche Zunahme des Bewässerungswasserbedarfs innerhalb der Saison wie auch des Flächenanteils bewässerter Kulturen ist zu erwarten. Dabei ist die Gefahr gegeben, dass es zu Versalzungsphänomenen kommt. Es ist zudem von einer Verschiebung und Ausweitung der thermischen Vegetationsperiode und damit einer Anpassung der Kulturen auszugehen, was auch Auswirkungen auf den Abbau organischer Substanz in den Böden hätte (Chmielewski, 2007). Im nördlichen Alpenvorland und in der Schlufflehm-Decke der Südost-Steiermark sind vergleyte tiefgründige Böden (Pseudogleye, pseudovergleyte Braunerden) sehr verbreitet (Murer, 2009; BFW, 2012). Durch den Klimawandel könnte sich der Bodenwasserhaushalt dieser Böden verbessern, sodass sich auch die Ertragssicherheit erhöhen würde (Murer, 2002). Der Wasserhaushalt würde zwar auf Pseudogleyen mit hoch

anstehendem Staukörper ausgeglichener, an Standorten mit tief liegendem Staukörper, die aktuell ausreichend wasserversorgt sind, könnte es aber zu trocken werden, worunter die Ertragssicherheit leiden würde (vgl. Band 2, Kapitel 2). In Ergänzung der genannten Aspekte streicht das BMLFUW (2008) die Frage der Schadstoffmobilisierung im System Boden-Gewässer unter sich verändernden Klima- und Nutzungsbedingungen als Forschungsbedarf heraus.

5.3.2

Bodenlebewesen

Die Diversität der Bodenlebewesen übersteigt um ein Vielfaches jene der oberirdischen Systeme (Wardle, 2002). Die abgestorbene organische Substanz wird durch Bodentiere, Bakterien und Pilze zerkleinert und zersetzt. Durch die Aktivität der Bodentiere wird der Boden gelockert und durchmischt. So wird die Durchlüftung des Bodens verbessert, der Mineralboden mit Humus angereichert und die Wasserhaltekapazität erhöht. Diversität und Aktivität der Bodenlebewesen sind abhängig von verschiedenen Umweltbedingungen. Auch wenn bisher kein genereller Zusammenhang zwischen Bodenfeuchte und Bodenorganismen gefunden werden konnte (Pritchard, 2011), kann festgestellt werden, dass gut durchfeuchtete Böden eine höhere mikrobielle Diversität, größere Umsetzungsraten und robustere Populationen aufweisen als sehr trockene (Wardle, 2002). Eine Temperaturerhöhung müsste aufgrund des vorliegenden Verständnisses biogeochemischer Abläufe fast alle Bodenprozesse beeinflussen: Die globale Erwärmung kann vor allem die Zusammensetzung der Pflanzengemeinschaft und das Wurzelwachstum verändern, wodurch es wiederum zu einer Änderung der Wurzelausscheidung und infolgedessen zu Änderungen der Gemeinschaftsstruktur der Bodenlebewesen kommen kann. Temperaturextreme haben dabei eine größere negative Auswirkung auf Pflanzen und Bodenlebewesen als eine Veränderung der durchschnittlichen Temperaturen. Sowohl besonders ausgeprägte Gefrier- und Auftauprozesse im Winter als auch starkes und langes Austrocknen des Bodens, gefolgt von einem Starkniederschlagsereignis, lassen die Aktivität und die Umsetzungsraten von z. B. Kohlenstoff und Stickstoff ansteigen. Unmittelbar nach so einem Ereignis kommt es zu Emissionsmaxima von Treibhausgasen aus Böden (Butterbach-Bahl et al., 2013). Durch den Klimawandel kann auch das Zusammenspiel zwischen Bodenlebewesen, Pflanzen und Insekten gestört werden. Der Nährstoffkreislauf zwischen Pflanze und Boden wird unter Umständen verlangsamt. Wenn es z. B. zu vermehrtem

611

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

Insektenfraß kommt, werden Nährstoffe schneller im Boden verfügbar gemacht. So konnten Stevnbak et al. (2012) zeigen, dass Pflanzen unter dem kombinierten Einfluss mehrerer Faktoren, wie erhöhte CO2-Konzentration, Temperatur und Trockenheit weniger Stickstoff abgeben und Bodenbakterien, aber auch andere Bodenorganismen wie Einzeller, langsamer wachsen. Den Bodenlebewesen steht damit vor allem weniger Stickstoff zur Verfügung, was sich etwa abträglich auf die Fruchtbarkeit des Bodens auswirkt. Abschließend kann gesagt werden, dass in den meisten Studien die Auswirkungen von Einzelfaktoren auf die Bodenorganismen und deren Aktivität untersucht wurden. Die Studien basieren größtenteils auf Laborexperimenten, deren Ergebnisse nur mit Einschränkungen auf das Freiland übertragen werden können. Die Wechselwirkungen von verschiedenen Klimaelementen (Temperatur, Niederschlag, erhöhte CO2Konzentration in der Atmosphäre, Stickstoffverfügbarkeit etc.) in Freilandmanipulationsexperimenten über Dekaden oder länger zu untersuchen, wäre notwendig, um fundierte, langfristig gesicherte Erkenntnisse über die Auswirkung von Klimaänderungen zu erhalten.

5.3.3

Kohlenstoffhaushalt

Weltweit enthalten Böden nach Lal (2008) mit rund 1 550 Gigatonnen organisch gebundenen Kohlenstoff (Corg) den größten Anteil der Kohlenstoffvorräte terrestrischer Ökosysteme. Neuere Schätzungen gehen sogar von der doppelten Menge

AAR14

aus (Tarnocai et al., 2009). Der Kohlenstoff wird vor allem im Humus gespeichert, der zu mehr als der Hälfte (ca. 58 %) aus organischem Kohlenstoff besteht. Bodenkohlenstoff ist eine wichtige Voraussetzung für die Bodenbildung, die Erfüllung der Bodenfunktionen und den Erhalt der Bodenfruchtbarkeit. In Österreich sind ca. 820 Megatonnen Corg in den Böden gespeichert (Anderl et al., 2012), wovon etwas mehr als die Hälfte auf Waldböden entfällt. Durch den stetigen Kohlenstoffaustausch mit der Atmosphäre spielen Böden eine zentrale Rolle im Klimageschehen. Weltweit geben die Landflächen um ein Vielfaches mehr CO2 an die Atmosphäre ab (und nehmen in etwa dieselbe Menge wieder auf ), als dies durch anthropogene Verbrennung fossiler Energieträger geschieht (Bahn et al., 2009). Umso wichtiger ist es, das natürliche Gleichgewicht zwischen dem Boden und der Atmosphäre zu erhalten. Um die daran beteiligten Prozesse besser abschätzen zu können, stellen Messungen zur Bodenatmung einen wichtigen Input dar (Bahn et al., 2010). Untersuchungen an Wiesenökosystemen zeigten etwa einen engen Zusammenhang zwischen Bodenatmung und Photosynthese der Pflanzen (Bahn et al., 2008). Zudem konnte belegt werden, dass der von der Vegetation aufgenommene Kohlenstoff teilweise sehr rasch über den Boden abgegeben wird und dass ausgeprägte tageszeitliche Unterschiede bestehen (Bahn et al., 2009; Kutsch et al., 2009; Subke und Bahn, 2010). Die Dynamik des Kohlenstoffhaushaltes im Boden wird im Wesentlichen durch den Eintrag von Biomasse und den Abbau der organischen Substanz durch Bodenmikroorganismen be-

Abbildung 5.2 Schema des Kohlenstoffkreislaufes am Beispiel von Ackerböden. Quelle: nach Kuka (2005) Figure 5.2 Typical carbon cycle scheme of arable land. Source: adapted from Kuka (2005)

612

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AAR14

stimmt (vgl. Abbildung 5.2). Temperatur, Feuchtigkeit sowie Nutzungsart und Bewirtschaftungsweise haben wesentlichen Einfluss darauf, ob Humus auf- oder abgebaut wird (Blume et al., 2010b). In stabilen Systemen herrscht ein Gleichgewicht zwischen dem Eintrag an frischer organischer Substanz und der Zersetzung organischer Bodensubstanz, sodass sich für jeden Standort ein charakteristischer Kohlenstoffvorrat im Boden einstellt (vgl. Tabelle 5.3). Aufgrund der genannten Zusammenhänge kann der Klimawandel Veränderungen der Gehalte und Vorräte an organischer Substanz in Böden bewirken (European Commission, 2008). Steigt die Temperatur, werden die Mineralisationsprozesse im Boden beschleunigt und folglich die organische Bodensubstanz verstärkt abgebaut (Kirschbaum, 1995). Die Zusammenhänge sind jedoch sehr komplex, sodass derzeit keine allgemein gültigen bzw. gesicherten Aussagen über die Veränderungen der Gehalte und Vorräte an Corg in den Böden möglich sind, zumal der Stickstoffeintrag aus der Luft die Kohlenstofffestlegung in Boden und Biomasse beeinflusst. Komplexe Rückkoppelungen zwischen den Kohlenstoff- und Stickstoff-Kreisläufen machen hier jede Aussage unsicher. Schindlbacher et al. (2009, 2012) konnten zeigen, dass aufgrund höherer Temperaturen bei ausreichender Feuchtigkeit der Abbau an organischem Kohlenstoff in Böden beschleunigt

wird. Vor allem in der alpinen Höhenstufe ist durch einen Temperaturanstieg mit einer Verlängerung der Vegetationsperiode zu rechnen, wodurch die mikrobielle Umsetzung von Kohlenstoff verstärkt werden kann. Gehen mit dem Temperaturanstieg allerdings auch längere Trockenperioden in der Vegetationszeit einher, schränkt das nicht nur den Eintrag an Kohlenstoff durch die Photosynthese (Reichstein et al., 2013), sondern auch dessen Transport durch die Nahrungsnetze (Seeber et al., 2012) und den Abbau von organischer Substanz ein, wie es auch ein Klimamanipulationsexperiment in Tirol (Schindlbacher et al., 2012) sowie Studien aus den Schweizer Alpen (Hagedorn et al., 2010c) und in mediterranen Gebirgssystemen (Bahn et al., 2008) belegen. Auch die Abnahme von Schneehöhe und Dauer der Schneebedeckung durch wärmeres Klima in subalpinen und alpinen Höhenstufen kann mit einer Verminderung der Bodenatmung im Winter einhergehen. Diese ist auf die niedrigeren Bodentemperaturen durch die geringere Isolation der Schneedecke zurückzuführen (vgl. Band 2, Kapitel 2; Djukic, 2011). Auch die Einwanderung der Zwergsträucher in die alpinen Rasen (vgl. Band 2, Kapitel 3), die in den letzten 50 Jahren aufgrund von Nutzungsänderungen und / oder einer Temperaturerhöhung aufgetreten ist (Cannone et al., 2007), kann der durch Erwärmung bedingten Erhöhung des Abbaus organi-

Tabelle 5.3 Landnutzungsspezifische C-Vorräte in Böden (t / ha C). Quelle: Anderl et al. (2011) Table 5.3 Land-use specific C stores in soils (t / ha C). Source: Anderl et al. (2011) Landnutzung

J`_X„qJŒ

Wald

Mineralboden (Auflagehumus)

Acker

einjährig

Grünland

Wetland

Siedlung

0–30 cm

0–50 cm

-

106 (15)

50

60

{

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Weiss et al. 2000 Gerzabek et al. 2005

mehrjährig – Wein

48

58

Gerzabek et al. 2005

mehrjährig – Obst

67

78

Gerzabek et al. 2005

intensiv

70

81

Gerzabek et al. 2005

extensiv

104

119

Gerzabek et al. 2005

Gewässer

0

0

Anderl et al. 2011

Moore

-

500

Anderl et al. 2011

Wohn-, Gewerbeflächen

50

60

Anderl et al. 2011

Industrie, Bergbau

0

0

Anderl et al. 2011

Deponie

0

0

Anderl et al. 2011

71

-

Körner et al.1993 (flächengew. Wert)

Zwergstrauchheide

-

81

Körner et al. 1993

Schutthalde

-

0

Körner et al. 1993

Felsen

-

0

Körner et al. 1993

Sonstige

-

119

Körner et al. 1993

Sonstiges Land

613

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

scher Substanz entgegenwirken. Grund dafür ist eine geringere Abbaurate und eine längere Umsatzzeit der Streu (Djukic et al., 2010; Djukic et al., 2011). Ergebnisse einer Höhengradient-Studie zeigen, dass steigende Temperaturen in alpinen Ökosystemen den Abbau von Streu beschleunigen können und auch zu einer raschen Anpassung der Mikroorganismen an die neuen Umweltbedingungen führen (Djukic et al., 2013). Die Ergebnisse legen auch nahe, dass der Klimaeffekt auf den Massenverlust von Streu durch Unterschiede in den Bodenparametern (z. B. pH-Wert, Wassergehalt) ausgeglichen werden kann. Auch ähnliche mikrobielle Gemeinschaften beeinflussen den Streuabbau (Duboc, 2012). Eine Laborstudie mit Material von Waldböden eines Höhengradienten in Tirol auf Karbonatgestein hat gezeigt, dass nicht allein die externen Faktoren für die höhere Abbaurate der organischen Substanz verantwortlich sind; es wurden auch Unterschiede in der Stabilität der organischen Substanz festgestellt. Die Böden der Hochlagen enthielten mehr leicht-abbaubare Komponenten, die im Falle einer globalen Erwärmung bevorzugt abgebaut würden (Schindlbacher et al., 2010). Die Produktion pflanzlicher Biomasse kann durch Temperatur, aber auch durch eine erhöhte CO2-Konzentration in der Atmosphäre angeregt werden. Ein erhöhter Biomasseeintrag bedeutet allerdings nicht, dass der Kohlenstoffgehalt im Boden gleichermaßen zunimmt. Für die Senkenwirkung des Bodens ist entscheidend, wie lange der Humus stabil im Boden verbleibt. Studien aus Österreich (z. B. Bahn et al., 2009) und der Schweiz (z. B. Hagedorn et al., 2010c) zeigen, dass ein beträchtlicher Teil des von den Pflanzen in den Boden gepumpten Kohlenstoffs nicht festgelegt, sondern durch Atmung schnell wieder als CO2 an die Atmosphäre abgegeben wird, teilweise innerhalb weniger Stunden (Grünland) bis Tage (Wald). Innerhalb des ersten Monats setzen Mikroben 10–15 % des neuen Humus um. Das Potential der Böden, als Kohlenstoffsenke zu fungieren, ist daher begrenzt. Die Stabilität des organischen Kohlenstoffs, also seine molekulare Zusammensetzung, ist daher in Bezug auf den Klimawandel, aber auch hinsichtlich der Anpassungsstrategien der Land- und Forstwirtschaft an den Klimawandel von zentraler Bedeutung (BMLFUW 2012; Eitzinger et al., 2009; Kutsch et al., 2009). Während bei terrestrischen Bodenformen noch viele Fragen hinsichtlich der Humusdynamik durch sich ändernde Klimabedingungen offen sind, sind sich die ExpertInnen einig, dass Moore (v. a. Hochmoore) höchst empfindlich auf höhere Temperaturen reagieren (Niedermair et al., 2011). Moore haben im Laufe ihrer Entstehung besonders viel Kohlenstoff angereichert. Um ihre Funktion als CO2-Speicher weiterhin erfüllen zu können, benötigen sie einen ganzjährig hohen Wasserstand.

614

AAR14

Sinkt dieser ab, dringt Sauerstoff an den Torf, die Temperatur steigt an, und die Moore werden zur CO2-Quelle (Niedermair et al., 2011). Gehalte bzw. Vorräte von organischem Bodenkohlenstoff schwanken in einem weiten Bereich und sind abhängig von Standorteigenschaften (Klima, Seehöhe, Relief / Exposition, Durchwurzelungstiefe, Bodenwasserhaushalt, Bodenart und -typ), der Vegetation sowie der historischen und aktuellen Landnutzung. Abschätzungen der organischen Kohlenstoffvorräte in den obersten 50 cm der Böden in Österreich ergaben folgende Reihung: Moore (500  t / ha  C) > Wälder (121 t / ha C) > extensives Grünland (119 t / ha C) > intensives Grünland (81 t / ha C) > Ackerland (60 t / ha C) (Gerzabek et al., 2005; Niedermair et al., 2011; Weiss et al., 2000). Landnutzungsänderungen, z. B. zum Zweck der Siedlungsraumgewinnung, gehören zu den größten anthropogenen Eingriffen in den Kohlenstoffkreislauf terrestrischer Ökosysteme und stellen auch in Österreich eine relevante Größe dar. Insgesamt unterlagen jährlich ca. 0,3–0,5 % (im Zeitraum 1990 bis 2010) der österreichischen Landesfläche einem langfristigen Landnutzungswechsel (Anderl et al., 2012). Die aus Landnutzungsänderungen entstehenden Treibhausgasemissionen (THG-Emissionen) müssen als sogenannte „key category“ mit genau festgelegten Berechnungsmethoden im Rahmen der nationalen Treibhausgasinventur abgeschätzt werden (Anderl et al., 2012). THG-Emissionen aus Umwandlungen von Wald in andere Landnutzungsformen bzw. Kohlenstoffsenken aus Neu- und Wiederbewaldung müssen auch im Rahmen des Kyoto-Protokolls (Art.  3.3) in die Zielerreichung der Emissionsreduktion eingerechnet werden. Mit etwa 1 Mt / Jahr CO2-Emission (aus Biomasse und Boden) stellen die aus den Umwandlungen von Wald resultierenden Emissionen eine signifikante Größe in der österreichischen Kyoto-Bilanz dar. Dass auch weniger deutliche Veränderungen der Landnutzung einen Einfluss auf den Kohlenstoffhaushalt ausüben, konnten Meyer et al. (2012a, 2012b) am Beispiel aufgelassener Almflächen in Tirol aufzeigen. Für die Entwicklung der Kohlenstoffgehalte in den Waldböden lassen sich sowohl aus nationalen Berechnungen als auch aus den Daten des EU-Projekts BioSoil (Mutsch et al., 2013) keine eindeutigen Aussagen ableiten. Modellsimulationen ergaben, dass sich der Kohlenstoffvorrat in den Waldböden und der Humusauflage in den letzten drei Jahrzehnten um etwa 0,2 t / ha / Jahr C verringert hat (Anderl et al., 2013). Die Unsicherheit dieser Schätzungen ist jedoch sehr hoch, sodass nicht von einem eindeutigen Trend ausgegangen werden kann. Landwirtschaftliches Bodenmanagement (Bodenbearbeitung, organische und mineralische Düngung, Management

AAR14

 +!    .

Tabelle 5.4 Ergebnisse von AGES-Dauerversuchen über die Auswirkungen unterschiedlicher Bewirtschaftungsformen auf den Gehalt an organischem Kohlenstoff im Boden. Quelle: Dersch und Böhm (2001); Spiegel et al. (2007), verändert Table 5.4 Results of the AGES endurance test showing the impacts of different cultivations on the content of organic carbon in soils. Source: Dersch and Böhm (2001); Spiegel et al. (2007), modified Langjährige landwirtschaftliche Maßnahmen

Durchschnittliche jährliche Veränderun J„qq‚JŒ /˜+q%/ 

Anzahl der Versuchsjahre

Optimale mineralische N-Düngung verglichen mit unterlassener N-Düngung

+0,058

36

Einarbeitung der Ernterückstände verglichen mit der Abfuhr

+0,200

17

Zusätzliche Stallmistdüngung

+0,267

21

Minimalbodenbearbeitung (Frässaat) verglichen mit konventioneller Pflugbewirtschaftung

+0,372

21

+0,620 bis +1,400

16

–0,114

21

Kompostanwendung (entsprechend 175 kg N ha-1 a-1) verglichen mit N-Mineraldüngung Beregnung

von Ernterückständen, Fruchtfolge etc.) beeinflusst den organischen Bodenkohlenstoff auf unterschiedlichste Weise (Spiegel, 2012) und kann sowohl zu einer Anreicherung (z. B. Verbleib von Ernterückständen auf dem Feld) als auch zum Abbau (z. B. intensive Bodendurchlüftung und mechanische Zerstörung der Bodenaggregate) beitragen (Gattinger et al., 2012; Leifeld et al., 2013). Menge und Dauer der Kohlenstoffspeicherung im Boden sind auch abhängig von der Art der Kohlenstoffpools und ihrer Stabilität (z. B. Gerzabek et al., 2006; Kögel-Knabner et al., 2008; Bachmann et al., 2008; Ekschmitt et al., 2008; Marschner et al., 2008). Die Änderungen des organischen Bodenkohlenstoffs sind kurz nach der Einführung einer Maßnahme am höchsten (Smith et al., 1997), nach langjährig gleichbleibender Bewirtschaftung stellt sich ein neues Gleichgewicht zwischen Anlieferung und Abbau der organischen Substanz ein. Das zusätzliche Kohlenstoffspeicherungspotential ist begrenzt (Smith et al., 1996; Körschens et al., 2013). In österreichischen Langzeitfeldversuchen (meist > 20 Jahre) der AGES konnten durchschnittliche Änderungen an organischem Kohlenstoff zwischen −0,114  t / ha / Jahr  C und 1,40  t / ha / Jahr  C festgestellt werden (vgl. Tabelle  5.4). Die Kohlenstoffvorräte der Bezugsvarianten (0–25 / 30 cm Bodentiefe) lagen – unter anderem in Abhängigkeit vom Standort – zwischen 34,1 und 80,7 t / ha. Die errechneten Veränderungen an organischem Kohlenstoff sind mit den Kohlenstoffsequestrierungsraten anderer Europäischer Ackerböden vergleichbar (Freibauer et al., 2004). Im Rahmen der Evaluierung von ÖPUL-Maßnahmen hinsichtlich ihrer Klimawirksamkeit wurde berechnet, dass mit ausgewählten humusaufbauenden und düngerreduzierenden Maßnahmen eine durchschnittliche Kohlenstoffänderung

in österreichischen Ackerböden von +43 kg / ha / Jahr  C für das Jahr 2007 erzielt werden konnte (Freudenschuß et al., 2010). Allerdings ist die Hochrechnung mit einer großen Unsicherheit behaftet. Durch die ÖPUL-Maßnahmen wurde zudem eine Reduktion von N2O-Emissionen im Ausmaß von 0,5 bis 2,4 % der Gesamtemissionen (CO2-Äquivalente) ermittelt.

5.3.4

Stickstoffhaushalt

Der Stickstoffhaushalt, also die Nachlieferung, Umwandlung, Speicherung und Rückhaltung von Stickstoff (N), ist eine wesentliche Leistung von Böden in ihrer Funktion als Pflanzenstandort; im Zuge dessen bildet Stickstoff auch die Basis für die Ernährungssicherheit. Da der Stickstoffkreislauf von biologischen Prozessen geprägt wird, die alle temperaturabhängig sind, wirken höhere Temperaturen stimulierend auf die Stickstoffumsetzungen. Global ist eine rasante Beschleunigung des Stickstoffkreislaufs zu beobachten (Galloway, 2002), wobei der Mensch darauf direkt durch die Freisetzung reaktiver Stickstoffverbindungen und indirekt über den Klimawandel Einfluss nimmt. Pflanzen brauchen Stickstoff nicht nur für ihr Wachstum, sondern er spielt auch eine wesentliche Rolle in fast allen pflanzlichen Prozessen (Schilling, 2000). Stickstoff wird in der landwirtschaftlichen Produktion teilweise nur ineffizient genutzt (z. B. bei hohem Stickstoffangebot zum Zeitpunkt geringen Stickstoffbedarfs; so nutzen Getreidearten beispielsweise lediglich etwa 30 % des Stickstoffdüngers für ihr Wachstum), so wird etwa weltweit trotz geringeren Bedarfs jährlich ca. 90 Mio. t Stickstoffdünger ausgebracht (Schilling, 2000). Die-

615

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

se Düngepraxis ist nicht nur ökonomisch verschwenderisch, sondern auch umweltschädlich: Stickstoffeutrophierung von Wasserwegen ist weltweit ein steigendes Problem (Schilling, 2000). Stickstoffdüngung trägt auch wesentlich zur Emission des Treibhausgases N2O bei, dessen Treibhauspotential fast 300 Mal höher ist als jenes von CO2 und dadurch mit einem Anteil von mehr als 5 % zum menschlich verursachten Treibhauseffekt beiträgt (IPCC, 2001a). Es besteht kein Zweifel daran, dass die anthropogene Produktion von reaktiven Stickstoffverbindungen (Nr) die landwirtschaftliche Produktivität verbessert hat. Ohne diese könnte ein Hektar fruchtbarer landwirtschaftlicher Boden in Österreich ca. zwei Tonnen Getreide / ha / Jahr hervorbringen, sofern keine anderen wachstumslimitierenden Faktoren vorherrschen. Mit Düngereinsatz ist die Produktion von acht bis zehn Tonnen Getreide / ha / Jahr möglich (Sutton et al., 2011). Synthetische Stickstoffverbindungen tragen über ihre Auswirkungen auf die Produktivität in der landwirtschaftlichen Produktion etwa 50 % zur Ernährung der Weltbevölkerung bei. Die Effizienz der landwirtschaftlichen Produktion in Abhängigkeit von der Stickstoffdüngung kann als Indikator für den Nutzen des Einsatzes von Nr herangezogen werden (kg Ernteprodukt pro kg eingesetztem Stickstoff). In Abhängigkeit von den Marktpreisen des Getreides und des Mineralstickstoffs kann pro in Nr-Dünger investiertem Euro ein finanzieller Gewinn von zwei bis fünf Euro erzielt werden (Sutton et al., 2011). Aus dieser Berechnung ergibt sich auch die Stickstoffnutzungseffizienz. Diese liegt in Europa im Schnitt bei 30 % (Sutton et al., 2011). Hier gibt es noch Potenzial für Verbesserungen, die aber nur unter stabilen Klimabedingungen, die das Pflanzenwachstum fördern, verwirklicht werden können. Verschlechtert sich die Stickstoffnutzungseffizienz, so sind nicht nur Ertragseinbußen, sondern auch negative Umwelteffekte die Folge. Die Ankurbelung des Stickstoffkreislaufs und folglich die Anreicherung von Nr in der Umwelt bringt Probleme für Gewässer und für natürliche Ökosysteme mit sich; auch zahlreiche negative Nebenwirkungen auf die Bodenqualität können die Folge sein (Velthof et al., 2011). Gerade anhand von Böden wird die Komplexität der Nr-Effekte und ihrer vernetzten Natur sichtbar. So sind die wesentlichen Folgeerscheinungen der Nr-Eutrophierung von Waldböden der Versauerungseffekt, die daraus resultierende Veränderung der organischen Bodensubstanz („soil organic matter“ – SOM) und der Verlust der Bodenbiodiversität (Velthof et al., 2011). Bodenversauerung kann sowohl durch den Einfluss von oxidierten als auch von reduzierten Nr-Verbindungen stattfinden, die jeweils als Folge von NOx- und NH3-Emissionen aus Verbrennungsprozessen bzw. intensiver Viehhaltung mit dem Niederschlag in

616

AAR14

den Boden kommen. Daraus können negative Effekte auf das Waldwachstum und eine Auswaschung von Schwermetallen resultieren. Man geht davon aus, dass die Bodenversauerung in Europa innerhalb der nächsten Dekaden aufgrund der Reduktion der SO2- und NOx-Emissionen verlangsamt werden kann. Hingegen werden sich die NH3-Emissionen nur geringfügig vermindern; sie werden in Zukunft hauptverantwortlich für die Bodenversauerung sein (Velthof et al., 2011). In Mooren können hohe Eintragsraten von Nr das Kohlenstoffspeichervermögen beeinträchtigen und zur Veränderung der Vegetationsgesellschaften bzw. zum Verlust von geschützten, an Nährstoffarmut angepassten Pflanzenarten führen (Velthof et al., 2011). In landwirtschaftlichen Böden steigert Nr die Bodenfruchtbarkeit und erhöht den Anteil der organischen Bodensubstanz. Einige Bodenpilze und stickstofffixierende Bakterien werden jedoch durch eine gesteigerte Stickstoffverfügbarkeit gehemmt. Es gibt zahlreiche Interaktionen zwischen Stickstoff und der Biodiversität in Böden. Studien in Europäischen Wäldern zeigen die Zunahme eines bakteriellen Stressindikators und eine Abnahme des Pilz-Bakterien-Verhältnisses mit erhöhten Nr-Einträgen (z. B. Zechmeister-Boltenstern et al., 2010). Generell kann man davon ausgehen, dass an nährstoffarme Bedingungen angepasste Bodenorganismen wie v. a. Pilzbasierte Nahrungsketten mit einer Vielzahl an Collembolen (Springschwänzen), Milben und Enchytraeiden (Kleinringelwürmern) mit zunehmender Eutrophierung abnehmen, während auf Bakterien basierte Nahrungsketten tendenziell zunehmen (Wardle et al., 2004). Laut Food and Agricultural Organisation (FAO) stellt in gemäßigten Breiten die Stickstoffeutrophierung global die größte Bedrohung für die Biodiversität im Allgemeinen dar (Sala et al., 2000), d. h. die Stickstoffeutrophierung ist stärker wirksam als der Klimawandel, aber indirekt von ihm abhängig. Die Bodenbiodiversität ist in erster Linie durch Landnutzungsänderungen gefährdet (Bunning und Jimenez, 2003), gefolgt von erhöhten CO2-Konzentrationen und invasiven Arten. Im Vergleich zu den angeführten globalen Veränderungen ist der Temperaturanstieg in diesem Zusammenhang weniger relevant, kann aber zu Veränderungen der mikrobiellen Gemeinschaft und damit auch des Stickstoffhaushalts führen (Mele, 2011). Der Klimawandel wirkt sich sowohl auf den Stickstoffhaushalt des Bodens als auch auf die Stickstoffnutzungseffizienz der Pflanzen aus. So beschleunigen steigende Temperaturen die Bodenprozesse der Stickstoffmineralisierung und der Nitrifikation; Trockenheit hat hingegen die gegenteilige Wirkung (Groffman et al., 2009). Aus Studien in semiariden Gebieten lässt sich schließen, dass Stickstoffmineralisierung und -immo-

AAR14

bilisierung (also Freisetzung versus Festlegung) bei Bodentemperaturen über 20 °C nicht mehr eng aneinander gekoppelt sind, was ein hohes Risiko für Stickstoffverluste in Form von Nitrat bedeutet (Bijay-Singh, 2011). Nitrat kann aus dem Boden verloren gehen durch Auswaschung oder durch Ausgasung in Form des Treibhausgases N2O. Erwärmung, erhöhte CO2Konzentration und Extremwetterereignisse (Dürre, Starkniederschläge) zeigen zahlreiche Wirkungen auf die THG-Emissionen, wobei Stickstoff diese Wirkungen verstärken kann (vgl. Band 3, Kapitel 2). Hinweise auf eine Verbesserung der Stickstoffnutzungseffizienz von Waldbäumen in Kombination mit erhöhten CO2Gehalten in der Atmosphäre konnten nicht bestätigt werden. Vielmehr zeigte sich, dass sich nur die Stickstoffaufnahme von Wäldern der gemäßigten Breiten erhöht und so zu einer gesteigerten Produktivität der Wälder führt (Finzi et al., 2007). In vielen Fällen hat allerdings die Stickstoffdeposition einen wesentlichen Einfluss auf die Bodenkohlenstoffspeicherung infolge erhöhter Bildung von Nadel- und Blattmasse und erhöhtem Streufall sowie einer langsameren Umsetzung organischen Materials. Knorr et al. (2005) fanden bei Stickstoffeinträgen von 5 bis 10  kg / ha / Jahr verringerte, bei Werten unter 5  kg / ha / Jahr erhöhte Streuabbaugeschwindigkeiten. Die Netto-Kohlenstoffakkumulation in Waldböden hängt schlussendlich davon ab, ob der fortschreitende Humusabbau oder erhöhte Stickstoffeinträge mit erhöhter Biomasse- und Streuproduktion überwiegen. De Vries et al. (2009) und Reay (2007) stellen übereinstimmend fest, dass pro kg Stickstoffeintrag zwischen 5 und 35 kg Kohlenstoff in Waldböden gespeichert werden. Ergebnisse eines Inkubationsversuchs von Linke et al. (2004), bei dem eine Erhöhung der CO2-Konzentration in Kombination mit einer Temperaturerhöhung um 3 °C simuliert wurden, zeigten eine Steigerung der Photosyntheseleistung von Hartweizen, wobei Wassermangel und geringe Stickstoffversorgung diesen Effekt wieder aufhoben. Es stellt sich die generelle Frage, ob die verschiedenen Einflüsse des Klimawandels aufgrund ihrer Komplexität eine wechselseitige Verstärkung oder, wie von Leuzinger et al. (2011) postuliert, eine Überlagerung und eine gegenseitige Aufhebung von positiven und negativen Effekten bewirken. Luo und Weng (2011) sprechen von der Gefahr von Schwellenwerten und kritischen Punkten, bei deren Erreichen es zur Destabilisierung von Systemen kommen kann. Dementsprechend könnte es durch kombinierte Klimawandeleffekte (z. B. Temperaturerhöhung bei gleichzeitiger Trockenheit) entweder zur Neutralisierung von positiven und negativen Effekten auf die Stickstoffnutzungseffizienz kommen oder aber zur Destabilisierung und

 +!    .

damit zu einer Beeinträchtigung des Stickstoffhaushalts von Böden mit hohen Stickstoffverlusten führen.

5.4 5.4

    X =•‰ƒ J      

Bei der Betrachtung der Auswirkungen des Klimawandels auf die Böden müssen deren vielfältige Ausprägungen berücksichtigt werden. Dabei spielen einerseits die Bodentypen als Ausdruck der bodenbildenden Faktoren wie Gestein, Relief, Klima und Vegetation eine wesentliche Rolle. Andererseits sind viele der Böden aufgrund spezifischer Nutzungsformen bereits anthropogen überprägt. Dementsprechend kommt gerade auch diesem Faktor eine besondere Rolle zu. Im Folgenden werden die Besonderheiten der Böden Österreichs, bezogen auf deren Nutzung, in Bezug auf den Klimawandel thematisiert.

5.4.1

Ackerböden

Ackerböden werden zeitlich begrenzt – zumeist für die Dauer einer Vegetationsperiode – mit Kulturpflanzen (Getreide, Hackfrüchte etc.) bebaut. Die einzelnen Kulturen (Arten und Sorten) können unterschiedlich auf Änderungen von Klima- und Witterungsparametern reagieren, zum Teil auch in Abhängigkeit vom Photosynthesetyp (C3-Pflanzen wie Getreide, Kartoffel, Zuckerrübe verglichen mit C4-Pflanzen wie etwa Mais und Hirse) (Eitzinger et al., 2009). Eine erhöhte CO2-Konzentration in der Atmosphäre kann die pflanzliche Biomassebildung fördern. Dagegen führen Wassermangel, Hitzestress, hohe Ozonbelastungen, höhere UV-B-Strahlung in unterschiedlichem Ausmaß zur Verminderung der Produktqualität und zu Ertragseinbußen bei Kulturpflanzen (Eitzinger et al., 2009). Letztere haben auch eine verminderte Zufuhr an organischer Substanz über Ernte- und Wurzelrückstände zur Folge (vgl. Abschnitt 5.3.3). Temperatur und Wasserangebot steuern Abbau- und Umsatzprozesse der organischen Substanz im Boden. Für diese sind organisch gebundener Kohlenstoff und Stickstoff von wesentlicher Bedeutung; mikrobiologisch gesteuerte Umsetzungsprozesse von Kohlen- und Stickstoff sind eng miteinander verknüpft. Von einer Änderung des Temperatur- und Wasserregimes ist daher vor allem auch die Umsetzung von Stickstoff und anderen Nährstoffen betroffen. So berichten Rustad et al. (2001, zitiert nach Bijay-Singh, 2011), dass eine Temperaturerhöhung zu einer Erhöhung der Stickstoffmine-

617

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

ralisierung in terrestrischen Ökosystemen führte. Dies könnte Stickstoffengpässen, die mit einer Erhöhung der pflanzlichen Biomassebildung in Zusammenhang stehen, entgegenwirken (Hovenden et al., 2008). Da Nährstoffe nur in gelöster Form (z. B. in Ionenform) aus der Bodenlösung in die Pflanze aufgenommen werden, hat Wassermangel eine verminderte Aufnahme von Nährstoffen zur Folge. Dies muss insbesondere bei Ackerkulturen bei der Mengenbemessung der Stickstoffdüngung beachtet werden, da Stickstoff normalerweise der am meisten ertragsbegrenzende Faktor ist und auch die Produktqualität (z. B. Rohproteingehalt von Getreide) wesentlich beeinflusst (Mengel et al., 2001). Die Stickstoffdüngeempfehlung für die Landwirtschaft basiert in erster Linie auf Richtwerten, wobei die Ertragslage eine wesentliche Rolle spielt und auch Bodendauereigenschaften (Gründigkeit, Bodenschwere, Wasserverhältnisse, Grobanteil) und das standörtliche Stickstoffmineralisationspotenzial einbezogen werden können (BMLFUW, 2006; Spiegel et al., 2006). Eine unzureichende Wasserversorgung, insbesondere in kritischen Entwicklungsstadien der Kulturen, z. B. zwischen Schossen und Milchreife bei Getreide, kann dazu führen, dass eine Düngerbemessung in Erwartung des normalerweise erreichbaren Ertrages nicht genutzt werden kann (geringe Stickstoffnutzungseffizienz) oder sogar zu Ertragsminderungen führt (Dersch, 1994). Eine Abnahme der Niederschläge kann in Gebieten mit intensiver landwirtschaftlicher Produktion – wie etwa in Ostösterreich – durch Bewässerung kompensiert werden. Allerdings ist durch die negative Wasserbilanz die Gefahr gegeben, dass es zu Versalzungsphänomenen kommt. Stickstoffdüngung führt zur Emission von N2O, die derzeit nach IPCC (1997) mit einem Emissionsfaktor von 1,25 % der Stickstoffzugabe durch Stickstoffdüngung berücksichtigt werden. In den 2006 überarbeiteten Guidelines wurde dieser Faktor auf 1 % herabgesetzt (IPCC, 1997 und 2006). Da N2O ca. 300 Mal klimawirksamer ist als CO2, wird es als ein wesentlicher Verursacher des Klimawandels genannt, und jede Erhöhung von N2O-Emissionen, insbesondere durch unsachgemäß hohe Stickstoffdüngung, sollte vermieden werden. Geht diese nämlich über das Optimum hinaus, kann dies neben N2OEmissionen auch zu NO3-Auswaschung ins Grundwasser und zu weiteren umwelt- und auch klimarelevanten gasförmigen Stickstoffverlusten (Ammoniak und elementarer Stickstoff nach Denitrifikation) führen. Daher ist für eine Bewirtschaftung von Ackerböden unter den Rahmenbedingungen des Klimawandels eine möglichst genaue Bemessung der Stickstoffdüngung von besonderer Bedeutung. Zu diesem Zweck können analytische Methoden wie die Berücksichtigung des Gehalts an Nitrat- und Ammoniumstickstoff (Nmin) zu Vege-

618

AAR14

tationsbeginn oder vor Anbau für eine Abschätzung des Mineralisationspotenzials durch die anaerobe Bebrütungsmethode oder die Chlorophyllmessung (Blattanalyse) verwendet werden (Diepenbrock et al., 2009; Spiegel et al., 2009). Wesentlich ist auch eine realistische Einschätzung der Ertragslage und der Berücksichtigung der konkreten vorangegangenen Witterung (Dersch, 2007). Die Anwendung von stabilisierten Stickstoffdüngern könnte dazu beitragen, die Stickstoffnutzungseffizienz zu erhöhen und somit N2O-Emissionen zu verringern (z. B. Menendez et al., 2012; Hillier et al., 2012). Durch die Zunahme von extremen Witterungsereignissen (Starkregen, starke Winde) kann insbesondere bei unvollständiger oder fehlender Bodenbedeckung von Ackerböden die Erosion durch Wasser und Wind zunehmen (Eitzinger et al., 2009; vgl. Abschnitt  5.5.1). Reduzierte oder konservierende Bodenbearbeitungen vermindern den Bodenabtrag um etwa 70 %, den Stickstoffaustrag um 55 % und den Phosphoraustrag um 70 % (Klik, 2003). Bodenschonende Bewirtschaftung durch Reduzierung der Bodenbearbeitungshäufigkeit und -tiefe kann zur langfristigen Erhaltung der organischen Substanz im Boden beitragen (Spiegel et al., 2007 und 2010). Zusammenfassend ist festzustellen, dass unter den Veränderungen des Klimawandels ein optimales Bodenmanagement zunehmend wichtig wird. Dies betrifft insbesondere eine standortspezifische Anpassung der Fruchtfolgen, optimales Wasserhaushaltmanagement und eine humusschonende Bodenbearbeitung sowie Art, Menge und Ausbringung von organischen und mineralischen Düngemitteln. Insbesondere ist auf eine Erhöhung der Stickstoffnutzungseffizienz durch Vermeidung zu hoher Stickstoffdüngemengen und eine Düngung, die auch zeitlich auf den Nährstoffbedarf der Pflanze abgestimmt ist, zu achten.

5.4.2

Grünlandböden

Das Dauergrünland nimmt in Österreich eine Fläche von ca. 1 342 500 ha ein (BMLFUW, 2011). Dies entspricht 16 % der Gesamtfläche Österreichs oder 57 % der landwirtschaftlich genutzten Fläche. Die Böden des Dauergrünlandes haben somit flächenmäßig in weiten Teilen von Österreich eine große Bedeutung. In Österreich dominiert das Dauergrünland in jenen Gebieten, wo der Jahresniederschlag im langjährigen Durchschnitt 900 mm oder mehr beträgt und / oder die Jahresmitteltemperaturen unter 7–8 °C liegen. In diesen Gebieten sind für die Vegetation die niedrigen Lufttemperaturen und die kurze Vegetationsperiode die begrenzenden klimatischen Faktoren. Eine Erhöhung der Lufttemperatur und eine Verlängerung der Vegetationsperiode, die mit dem Klimawandel zu

 +!    .

AAR14

Tabelle 5.5 Kohlenstoffgehalt und Kohlenstoffvorrat in Böden des Dauergrünlandes (A-Horizont, 0–10 cm Bodentiefe) in Abhängigkeit von der Wasserhaushaltsstufe. Quelle: Bohner (2012) Table 5.5 Carbon content and carbon stocks in soils of permanent grassland (A-horizon, 0–10 cm depth) according to the soil moisture status. Source: Bohner (2012) C (%)

C„qŒ  =` 

 =







n







32

463

146

138

32

463

146

138

Minimum

2,7

2,1

2,0

3,8

27 200

21 324

19 800

19 200

Maximum

10,1

18,4

44,1

53,3

101 200

184 400

441 000

266 350

Arithmetischer Mittelwert

6,8

6,6

9,7

32,5

67 700

65 800

97 400

162 550

Median

6,6

6,2

8,2

36,2

66 300

62 209

81 700

181 200

Annahme: Lagerungsdichte = * 1 g / cm3 bzw. ** 0,5 g / cm3; n = Anzahl der Bodenanalysen

erwarten sind, werden daher in kühleren und niederschlagsreicheren Grünlandgebieten zu natürlichen und anthropogenen Veränderungen im Pflanzenbestand führen. Das Ertragspotenzial der Grünlandflächen wird zunehmen, folglich ist auch eine Nutzungsintensivierung (frühere und häufigere Mahd, längere und stärkere Beweidung) zu erwarten. Vor allem in Bergregionen ist aufgrund der Geländemorphologie (häufig steile Hanglagen) allerdings eine großflächige Umwandlung von Dauergrünland in Ackerland wenig wahrscheinlich. In wärmeren, niederschlagsärmeren und meist vom Ackerbau dominierten Gebieten hingegen dürfte auf Grund des zunehmenden Trocken- und Hitzestresses das Ertragspotenzial im Grünland sinken (Eitzinger et al., 2009). Klimatische Veränderungen werden sich mehr oder weniger stark vor allem auf die Bewurzelung, den Humusgehalt und die Struktur im Oberboden von Grünlandböden direkt und indirekt auswirken. Während sich die Bewurzelung und die Bodenstruktur kurzfristig verändern können, sind beim Humusgehalt nur langfristig klimabedingte Veränderungen möglich. Unter Dauergrünland sind nahezu alle in Österreich vorkommende Bodentypen anzutreffen. Die Grünlandvegetation liefert in der Regel leicht abbaubare Bestandesabfälle. Durch die rasche Zersetzung der abgestorbenen Pflanzenteile und deren sofortige Einmischung in den Mineralboden durch Bodentiere kommt es auf regelmäßig bewirtschafteten Grünlandböden im Allgemeinen zu keiner bedeutenden Anreicherung von Auflagehumus. Die Böden des Dauergrünlandes weisen im Oberboden (A-Horizont) in der Regel hohe Humusgehalte auf (vgl. Tabelle 5.5). Die ganzjährige und weitgehend geschlossene Grünlandvegetation schützt vor Erosion (Bohner, 2012). Die räumliche Wurzelverteilung und die Durchwurzelungstiefe im Boden werden ebenfalls vom Klima beeinflusst (Lichtenegger, 1997). Generell fördern Trockenheit und Wärme das

Tiefenwachstum der Wurzeln, während Nässe und Kälte das Tiefenstreben hemmen. In wärmeren Gebieten erreichen die Wurzeln der Gräser auf frischen Standorten Tiefen bis über 1 m, einige Kräuter sogar bis über 2 m. In kühleren Gebieten hingegen dringen die Graswurzeln kaum noch tiefer als 50 cm in den Boden ein, und die Kräuter erreichen selten eine Wurzeltiefe von über 1 m (Lichtenegger, 1997). Somit kann in kühleren und niederschlagsreicheren Grünlandgebieten die Erwärmung auf den extensiv bis mäßig intensiv genutzten Grünlandflächen einen größeren Wurzeltiefgang bewirken. Eine tieferreichende Durchwurzelung erhöht den Humusgehalt im Unterboden und vermindert die Nährstoffverluste durch Auswaschung mit dem Sickerwasser. Außerdem werden die Wasser- und Nährstoffvorräte im Unterboden besser ausgenützt. In Tabelle 5.5 sind Kohlenstoffgehalt und Kohlenstoffvorrat in den Böden des Dauergrünlandes in Abhängigkeit von der Wasserhaushaltsstufe dargestellt. Die Böden des Dauergrünlandes weisen im Oberboden in der Regel hohe Humusgehalte auf. Allerdings schwanken die organischen Kohlenstoffgehalte in den obersten 10  cm in Abhängigkeit vom Standort, dem Bodenwasserhaushalt und der Nutzung in einem weiten Bereich; der Median beträgt in den einzelnen Wasserhaushaltsstufen mehr als 6  %  Corg. Die Böden des Dauergrünlandes sind bedeutende Speicher von organischem Kohlenstoff. Sie enthalten in den obersten 10 cm als Median etwa 60 000 bis weit über 100 000 kg / ha Corg. Der Humusgehalt kann durch den Klimawandel sowie durch eine unterschiedliche Art und Intensität der Grünlandbewirtschaftung nur langfristig innerhalb verhältnismäßig enger Grenzen verändert werden. Er ist im Grünlandboden im Allgemeinen umso höher, je niedriger die Bodentemperatur und je höher die Bodenfeuchte

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

während des Jahres ist (Bohner, 2012). Eine Nutzungsintensivierung vermindert die Wurzelmasse und erhöht die mittlere Bodentemperatur im Oberboden (Bohner und Herndl, 2011). Eine durch den Klimawandel verursachte Nutzungsintensivierung kann daher langfristig zu einer geringen Abnahme des Humusgehaltes im Boden führen. Die krümelige oder körnige Struktur (bei tonreichen Böden) ist typisch für die Oberböden des extensiv genutzten Dauergrünlandes. Eine Nutzungsintensivierung (häufigeres Befahren, stärkere Beweidung) führt zu einer Oberbodenverdichtung und Strukturveränderung (Bohner, 2012). Verdichtete Oberböden weisen in Hanglage infolge verminderter Infiltration von Regen- und Schneeschmelzwasser einen erhöhten Oberflächenabfluss sowie eine geringere Infiltration der flüssigen Wirtschaftsdünger (Gülle, Jauche) auf. Dies verstärkt das Risiko für Nährstoffausträge in die Oberflächengewässer durch Abschwemmung (Bohner et al., 2012). Verdichtete Grünlandböden können durch eine Erhöhung des Oberflächenabflusses bei Starkregen auch Hochwasser fördern; sie weisen vor allem bei häufiger Staunässe und reichlicher Düngung erhöhte N2OEmissionen auf (Sitaula et al., 2000).

5.4.3

Waldböden

Wald nimmt in Österreich nach der Österreichischen Waldinventur (ÖWI) 2007 / 09 eine Fläche von 3,99 Mio. ha ein (BFW, 2011). Dies entspricht 47,6 % der Gesamtfläche. Seit der Inventurperiode 1961 bis 1970 der ÖWI hat die Waldfläche um etwa 300 000  ha zugenommen, seit 1913 geht man von einer Zunahme der Waldfläche in Österreich von rund 800 000  ha aus (Katzensteiner und Englisch, 2007). Das heißt, dass ca. 20 % des Waldbodens kürzer als die Dauer einer Umtriebszeit unter forstlicher Nutzung stehen. Während die Siedlungstätigkeit des Menschen und die landwirtschaftliche Nutzung sich auf die relativ günstigen Flächen beschränken, bleiben Ungunstlagen dem Wald vorbehalten (vgl. Band 2, Kapitel 3). Nährstoff- und Wasserkreislauf von Waldböden unterscheiden sich deutlich von Böden unter Acker- und Grünlandnutzung. Das Verhältnis von oberirdischer Biomasse zur Nettoprimärproduktion (NPP) ist wesentlich weiter als z. B. in Grünland oder Savannen, wodurch große Mengen an Kohlenstoff und Nährstoffen über Jahrzehnte bis Jahrhunderte in der Biomasse gebunden sind. Der Bestandsabfall (Streu und verholztes Material) führt oft zur Entwicklung einer organischen Auflage. Typisch für Waldböden sind hoher Humusgehalt, geringere Basensättigung, niedrigere pH-Werte und niedrige Lagerungsdichten. Hohe Porosität und Leitfähigkeit bewirken deutliche Unterschiede der funktionellen Eigenschaften von

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Waldböden gegenüber landwirtschaftlichen Böden (Fisher und Binkley, 2000). Aufgrund dieser funktionellen Besonderheiten sind Einflüsse des Klimawandels nicht nur in Bezug auf den Waldboden allein, sondern auf das jeweilige Waldökosystem zu betrachten. Neben direkten Klima- und Witterungseinflüssen werden im Folgenden auch indirekte Einflüsse wie z. B. Veränderungen von Ökosystemgrenzen, veränderte Störungsregime und energiepolitisch bedingte Veränderungen der Bewirtschaftung diskutiert. Ein Rückgang der Intensität der Landnutzung und klimatisch günstigere Bedingungen wie anhaltender Temperaturanstieg (vgl. Band 1, Kapitel 3 und 4; Böhm, 2010) und Veränderung der phänologischen Jahreszeiten (Menzel und Fabian, 1999) fördern die Wiederbewaldung ehemaliger Almflächen in der subalpinen Stufe und den Anstieg der Waldgrenze (vgl. Band  2, Kapitel  3; Leonelli et al., 2011). Bei gleichem Niederschlagsangebot sind Böden unter Wald oder unter alpinen Zwergsträuchern aufgrund der hohen Interzeptions- und Transpirationsleistung der Bestände in der Regel deutlich aufnahmefähiger als Böden unter kurzwüchsigen Vegetationsformen. Als Folge der intensiven Durchwurzelung ist in Waldböden der Anteil an Sekundärporen im Vergleich zu umgebenden Nichtwaldflächen in der Regel höher (Whipkey, 1962). Der Anteil des von der Baumvegetation über die Wurzeln aufgenommenen und über die Nadeln oder Blätter an die Atmosphäre abgegebenen Wassers ist doppelt bis viermal so hoch wie z. B. von kurzwüchsigen alpinen Rasen (Markart et al., 2011). Das Aufnahmevermögen der von der Sukzession zu Wald bzw. alpiner Zwergstrauchheide betroffenen Böden könnte sich daher in der hochmontanen bis subalpinen Stufe künftig verbessern, sofern nicht negative Effekte wie z. B. sekundäre Vernässung aufgrund extensivierter Be- und Entwässerungssysteme die Infiltrationskapazität und Speicherleistung auf großer Fläche herabsetzen. Die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Oberflächenabfluss bei Starkregen ist mit Ausnahme von vernässten und sehr bindigen Böden unter Wald deutlich geringer als auf waldfreien Flächen (Bunza et al., 1996). Hochwasserspitzen treten in bewaldeten Einzugsgebieten verzögert und auf niedrigerem Niveau auf (Cosandey, 2005). Beobachtungen nach natürlichen Starkregenereignissen und Resultate von Starkregensimulationen lassen erkennen, dass Waldböden auch bei hohen Niederschlagsmengen und -intensitäten meist später die Grenze ihrer Aufnahmekapazität erreichen (Bunza et al., 1996; Markart et al., 1997; Markart et al., 2007). Diese positiven Eigenschaften von Waldböden könnten unter den von Böhm (2010) skizzierten klimatischen Aussichten für Öster-

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reich bis zum Jahr 2100 noch größere Bedeutung erlangen. Ein Effekt der Landnutzung zeigt sich u. a. darin, dass durch die Neubewaldung der Kohlenstoffvorrat der Böden zunimmt. Diese Auswirkungen sind besonders stark bei der Aufforstung von Ackerland und etwas weniger bei Grünland ausgeprägt. Die Rolle der Wiederbewaldung auf Gebirgsböden ist noch nicht abschließend beurteilt. Besonders unter Zwergstrauchheiden bilden sich sehr humusreiche Böden, deren organische Substanz schwer abbaubar ist (Larcher, 1977; Wieser und Tausz, 2007). Bei einer Wiederbewaldung wird die Humusform verändert; möglicherweise wird auch der Kohlenstoffpool des Bodens vermindert (vgl. Abschnitt 5.3.3). Dieser mögliche Kohlenstoffverlust kann aber durch den Aufbau von Waldbiomasse ausgeglichen werden. Die Häufigkeit von Störungen in Waldökosystemen des Alpenraums hat in den letzten Jahren zugenommen (Steyrer und Krehan, 2011). So fanden etwa Seidl et al. (2011) heraus, dass Störungen durch Windwurf, Waldbrand oder Borkenkäfer, die indirekt auch zu erheblichen Störungen der Wasser- und Nährstoffkreisläufe des Bodens führen, einerseits zwar vom Klima stark abhängig sind, andererseits aber auch vom Wandel in der Forstwirtschaft, etwa von häufig bevorzugten Nadelbaumarten und von der europaweit zu beobachtenden Steigerung der Holzvorräte pro Flächeneinheit beeinflusst werden. Die erwartete Zunahme und Intensität von Trockenperioden (IPCC, 2007) kann vor allem auf grobtexturierten und flachgründigen Böden (z. B. in den Kalkalpen oder im kontinentalen Osten) Probleme in der Wasserversorgung aufwerfen. So wurden nach dem „Jahrhundertsommer“ 2003 von Minerbi et al. (2006) Trockenschäden an Rotföhren (Pinus sylvestris) auf durchlässigen Böden im Südtiroler Eisacktal festgestellt. Viele der geschädigten Bäume wiesen dabei allerdings bereits eine Vorschädigung durch den Trockensommer 1976 auf. Einen oftmals nur lokalen Sonderfall stellen Böden dar, die durch Brandereignisse beeinflusst worden sind. Dass es bei einer Zunahme von sommerlichen Trockenphasen vermehrt zu solchen Ereignissen kommen wird, zeigen Vacik et al. (2011) am Beispiel der Sommer 2003 und 2006. Auf steilen Flächen in den Alpen kann im Extremfall nach Brandereignissen die Vegetation so stark geschädigt sein, dass intensive und lang anhaltende Erosionsprozesse auftreten. Untersuchungen von Sass et al. (2012) anhand historischer Brandereignisse belegen, dass im ungünstigsten Fall nur noch der Fels bzw. das Lockergestein übrig bleiben und es auch nach Jahrzehnten kaum zu einer Wiederbesiedlung der Flächen kommt. Aber auch bei moderateren Brandereignissen werden die Böden in struktureller und chemischer Hinsicht verändert (Kloss et al., 2012). Im Gegensatz zu Feuereinwirkungen, bei denen der Mine-

ralboden freigelegt werden kann, bleibt bei der Holznutzung der Boden bedeckt, der Bestandesabfall verbleibt im Bestand, Nährstoffverluste, Abfluss- und Erosionsdisposition sind daher geringer (Cosandey et al., 2005). Bis zur ausreichenden Wiederbewaldung nach Störungen ist aufgrund der hohen kinetischen Energie des Niederschlages bei Starkregen mit hohen Abflussraten zu rechnen (Bunza et al., 1996). Die reduzierte Bodendeckung resultiert in der Regel in höheren Erosionsraten als Folge des Splash-ErosionEffektes und der damit verbundenen Zerstörung von Bodenaggregaten (Ghadir und Payne, 1988; Fox et al., 2007). Die Untersuchungsergebnisse über Auswirkungen von letztendlich klimabedingten Störungen auf den Kohlenstoffhaushalt von Waldböden sind widersprüchlich. Don et al. (2012) fanden in der Hohen Tatra keine signifikante Abnahme der Kohlenstoffspeicherung im Boden. Hollaus et al. (2012) zeigen hingegen im Projekt SicAlp2 gravierende Humusverluste nach Windwurf und Käferkalamitäten auf Humuskarbonatböden. Durch erhöhte CO2-Freisetzung in der Kahlphase können solche Flächen über Jahre eine CO2-Quelle darstellen. Die Wiederbewaldung dauert auf diesen Standorten oft Jahre bis Jahrzehnte (Pröll und Katzensteiner, 2012). Neben verstärkter Erosion führt die Temperaturerhöhung des Bodens zu einer massiven Erhöhung der heterotrophen Bodenrespiration und damit zu Rückkopplungseffekten auf die Atmosphäre (Mayer und Katzensteiner, 2012). Die Erreichung der Vorgaben der Directive 2009/28/EC und des National Renewable Energy Action Plan 2010 (CEC, 2010) lässt eine Intensivierung der Nutzung von Biomasse aus dem Wald erwarten (Katzensteiner et al., 2013). Diese kann die Produktivität nachhaltig vermindern (Winiwarter et al., 2012). Die Auswirkungen intensivierter Nutzung auf den Kohlenstoffhaushalt von Waldböden sind noch nicht ausreichend untersucht. Eine starke Beeinträchtigung von Waldböden stellt der unkontrollierte flächige Einsatz schwerer Erntemaschinen bei Nutzungen dar, die den Bodenwasserhaushalt und den Gaswechsel besonders auf schweren oder biologisch wenig aktiven Böden jahrzehntelang beeinträchtigen können (vgl. Box 5.2; Hildebrand, 1987; Katzensteiner et al., 2013).

5.4.4

Böden oberhalb der Waldgrenze

Gebirgsböden weisen einige Besonderheiten auf, die mit den stark unterschiedlich ausgeprägten bodenbildenden Faktoren und deren kleinräumigem Wechsel zusammenhängen. Zudem 2

https://forschung.boku.ac.at/fis/suchen.projekt_uebersicht? sprache_in=de&menue_id_in=300&id_in=8005

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

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;+O==  Der dargestellte Hang zeigt starke Bodenerosion nach großflächigen Kalamitäten durch Windwurf 2002, nachfolgende Borkenkäferkalamität im „Jahrhundertsommer 2003“ und den Forststraßenbau in Donnersbachwald. Foto: K. Katzensteiner ;+O] Soil erosion after coarse scale forest disturbance by windthrow in 2002, subsequent bark beetle infestation in the extremely warm summer 2003 and road construction in a valley of the Austrian Alps. Photograph by K. Katzensteiner

;+O==  Die Graphik zeigt die Feststoff- und Porenverteilung eines in den 1950er Jahren aufgeforsteten Weidebodens an der Waldgrenze in den Tuxer Alpen (organische Auflage 1,5 cm). Auch Jahrzehnte nach der Aufforstung sind die Auswirkungen der früheren mechanischen Belastung als Reduktion des rasch leitenden Porenanteiles in 5–10 cm Tiefe noch deutlich erkennbar, was eine deutlich verringerte Infiltrationsfähigkeit zur Folge hat. Quelle: Markart und Kohl (2009) ;+O] Organic matter, mineral grain size and pore size distribution in a forest soil at the timberline in the Tuxer Alps. The forest has been established on former pastureland in the 1950s. The litter layer is only 1.5 cm thick. The former soil compaction due to cattle grazing is still visible. The reduced amount of macro-pores in 5–10 cm depth inhibits water infiltration. Source: Markart und Kohl (2009)

Die angeführten Beispiele zeigen, dass der Einfluss des Klimawandels auf die Waldböden im Kontext des gesamten, auch durch die Nutzung geprägten Systems Wald gesehen werden muss. Die damit angedeuteten Zusammenhänge entscheiden über die Resilienz des Waldbodens gegenüber dem Klimawandel, auch wenn zu den Details noch keine ausreichenden Daten vorliegen.

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sind sie aufgrund reduzierter chemischer Verwitterung und biologischer Aktivität von ihrer Struktur her weniger stabil und daher – zusätzlich zur Steilheit des Reliefs – anfällig für Erosion (Geitner, 2007). Dem Relief und der Geomorphodynamik kommt im Gebirge auf allen Maßstabsebenen eine dominante Rolle zu, zumal auch andere bodenbildende Faktoren stark durch topographische Effekte modifiziert werden, was besonders für das Mikroklima und den Wasserhaushalt entscheidend ist (Geitner et al., 2011). Die Höhenstufung von Klima und Vegetation führt zu starken Veränderungen der Böden in vertikaler Richtung, aber auch die Exposition hat einen wesentlichen Einfluss auf die Böden und ihre räumliche Verbreitung (Egli et al., 2006, 2009). Aufgrund dieser kleinräumig wechselnden Standortbedingungen sind die Abschätzungen möglicher Reaktionen der Böden auf den Klimawandel im Gebirgsraum unsicher. Dabei werden auch mögliche Veränderungen der Schneedecke eine wichtige Rolle spielen (vgl. Band 2, Kapitel 2). Zudem ist die Datenlage hinsichtlich der Böden in den Hochlagen sehr schlecht, da es kaum systematische Kartierungen oberhalb der Waldgrenze gibt. Über die Besonderheiten der Böden im Bereich der Waldgrenze gibt Stöhr (2007) einen Überblick. Das aktuelle Höherwandern der Waldgrenze ist ein augenfälliges Phänomen (vgl. Abbildung 5.3), das vielfach mit dem Klimawandel in Zusammenhang gebracht wird, da die Waldbzw. Baumgrenze in den Alpen von Klimafaktoren bestimmt wird (Körner, 1998). Zahlreiche Untersuchungen aus den Alpen und anderen Gebirgsregionen belegen diese Entwicklung (vgl. Band 2, Kapitel 3; Van der Meer et al., 2004). Speziell in den Alpen ist zu beachten, dass auch der Rückgang der land-

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wirtschaftlichen Nutzung in der Waldgrenzregion zu einer Wiederbewaldung führen kann, was den Einfluss des Klimawandels derzeit noch deutlich überlagert (Gehrig-Fasel et al., 2007). Rückläufige Beweidung und fehlende Almpflege durch regelmäßiges Entfernen der Baumverjüngung führen in weiten Teilen der Alpen zu zunehmender Bewaldung in der subalpinen Stufe. Nach den Daten der österreichischen Waldinventur (BFW, 2011) hat die Waldfläche des subalpinen Fichtenwaldes und des Lärchen-Zirbenwaldes in Österreich zwischen den Inventurperioden 1992 bis 1997 und 2007 bis 2009 um ca. 15 000 ha zugenommen (vgl. Band 2, Kapitel 3). Mit dem Ansteigen der Waldgrenze sind auch Bodenveränderungen zu erwarten. Nach Untersuchungen aus den Schweizer Alpen erhöht sich der Kohlenstoffvorrat in Waldböden um 4,5  t / ha  C  pro  100  Höhenmeter, was etwa einer Zunahme von 30  % über 1 000  Höhenmetern entspricht (Hagedorn et al., 2010a). Falls alpine Graslandökosysteme von Wäldern besiedelt werden, steigt der Kohlenstoffvorrat im Boden an (vgl. Abschnitt 5.4.3). Auf der anderen Seite ist aufgrund der erhöhten mikrobiellen Aktivität in Folge der Erwärmung in den tiefergelegenen subalpinen Waldökosystemen mit einer Freisetzung von Kohlenstoff vor allem aus den Auflagehumushorizonten zu rechnen (Hagedorn et al., 2010c). Die Auswirkungen der sich überlagernden Entwicklungen (Nutzungswandel und Klimawandel) auf Böden der subalpinen Stufe sind wesentlich weniger gut dokumentiert. Untersuchungen von Tasser et al. (2001) zeigen, dass bei der Wiederbewaldung von Almweiden und Bergmähdern eine Anreicherung von organischer Substanz im Boden und der oberirdischen Biomasse innerhalb von 30 bis 50 Jahren

Abbildung 5.3 Natürliche Waldverjüngung durch Zirbe (Pinus cembra) und Lärche (Larix decidua) im Bereich der subalpinen Waldgrenze auf ehemaligen Weideflächen in der Gemeinde Sölden (Ötztal) auf ca. 2 200 m ü. d. M. im Jahr 2005. Foto: D. Stöhr Figure 5.3 Natural forest regeneration with Arolla pine (Pinus cembra) and European larch (Larix decidua) in the range of the subalpine forest line on former grazing land in the municipality of Sölden (Ötz valley) at around 2 200 m a. s. l. in 2005. Photograph by D. Stöhr

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

nach der Aufgabe der landwirtschaftlichen Nutzung erfolgt. In der Übergangsphase von der landwirtschaftlichen Nutzung kann es zu einer Häufung von Naturgefahrenprozessen wie Erosion und Schneegleiten kommen, bevor sich die Ökosysteme mit Etablierung der Waldvegetation wieder stabilisieren (Tasser et al., 2001). Künstliche Aufforstung kann diesen Übergangszeitraum deutlich verkürzen. Während eine Reihe von Studien die Auswirkungen von (erhöhten) Temperaturen auf die Vegetation und / oder die Funktionalität des Bodens in mittleren Höhenlagen untersucht (z. B. Diaz et al., 2003), ist die Höhenstufe oberhalb der Waldgrenze im Hinblick auf den Klimawandel deutlich schlechter erforscht. Das ist umso erstaunlicher, als diese Höhenlagen nicht nur in manchen Regionen (etwa in Tirol) einen beträchtlichen Anteil der Gesamtfläche ausmachen, sondern auch dadurch bedeutsam sind, dass diese Systeme in einigen Aspekten mit subpolaren und polaren Regionen verglichen werden können, wodurch die globale Bedeutung dieser Lagen offensichtlich ist. Hinzu kommt noch der Aspekt der Bodenstabilität, dem in den erosionsgefährdeten hochalpinen Regionen eine besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden muss. Einflüsse des Klimawandels auf die abiotische Komponente des Bodens, z. B. auf die Textur, auf die Umwandlung primärer in sekundäre Minerale, die Kationenaustauschkapazität oder die Nährstoffgehalte sind kaum bekannt, sodass hier dringender Forschungsbedarf besteht. Lediglich eine Beeinflussung von Qualität und Quantität der organischen Substanz durch die Klimaveränderung und mögliche Rückkopplungsmechanismen wurde bereits mehrfach nachgewiesen (Hagedorn et al., 2010c; Schmidt et al., 2011), jedoch noch nicht in hochalpinen Böden. In Bezug auf die Pflanzenwelt der Hochgebirge gibt es mit dem GLORIA-Projekt eine von Österreich ausgehende, international höchst angesehene Initiative zur Untersuchung alpiner / nivaler Ökosysteme und deren Beeinflussung durch den Klimawandel (vgl. Band 2, Kapitel 3). Diese Untersuchungen konnten deutliche Verschiebungen der Artenspektren und Aufwärtsbewegungen von Pflanzen als Reaktion auf steigende Temperaturen nachweisen (Gottfried et al., 2012); sie zeigen aber auch, dass entsprechende Effekte zum Teil von anderen Faktoren wie z. B. der Wasserverfügbarkeit überlagert bzw. verstärkt werden (Pauli et al., 2012). Umfassende, die Bodenmikroflora einschließende Untersuchungen fanden dabei bisher kaum statt. Huber et al. (2007) untersuchten am Schrankogel (3 497 m Seehöhe), einer Mastersite des GLORIA-Projekts, Aspekte des Stickstoffkreislaufes im alpin-nivalen Ökoton. Sie fanden zwischen etwa 2 900 und 3 100 m Seehöhe die stärksten Unterschiede, sodass sie diesen

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Höhenbereich als sehr klimasensitiv einstuften. Weitere Untersuchungen u. a. zur Aktivität und Abundanz von Bodenmikroorganismen an diesem Modell-Standort finden seit 2011 statt (Thaler et al., 2013). Wenn auch nicht in der nivalen, so doch in der hochalpinen Stufe wurden in den vergangenen Jahren z. B. im Gletschervorfeld des Rotmoosferners viele aufschlussreiche Untersuchungen durchgeführt, die sich mit der mikrobiellen Sukzession und Artenzusammensetzungen beschäftigten (Philippot et al., 2011; Tscherko et al., 2004). In jüngsten Untersuchungen konnte auch nachgewiesen werden, dass Archaea als die einzigen Organismen, die Methan bilden können, entgegen früheren Annahmen auch in diesen gut durchlüfteten hochalpinen Rohböden sehr abundant sind, wobei die Aktivität wiederum mit steigender Temperatur zunimmt (Hofmann et al., 2013). Auch hier gilt allerdings, dass Interaktionen mit dem Wassergehalt die entsprechenden Aktivitäten, in diesem Fall die Methanogenese, maßgeblich beeinflussen und den rein temperaturbedingten Effekt häufig übersteigen (Hofmann et al., 2013). An anderen Standorten konnte zudem gezeigt werden, dass das Ausmaß mikrobiell gebildeten und klimarelevanten Methans durch die Bewirtschaftungsformen und die Intensität der Viehhaltung sehr deutlich beeinflusst wird (Wagner et al., 2012). Diesem Effekt, der für Steppen bereits von Chen et al. (2011) nachgewiesen wurde, kommt vor dem Hintergrund unterschiedlicher Formen der Landnutzung und Viehhaltung eine bedeutende, auch globale Bedeutung zu. Die Höhenlage und die damit verbundenen Temperaturbedingungen beeinflussen die Aktivität von Bodenmikroorganismen auch auf biochemischem Niveau. So konnten Margesin et al. (2009) zeigen, dass mit zunehmender Höhe die Temperatursensitivität der Bodenenzyme zunimmt, was eine klimatisch bedingte Beeinflussung der Umsatzraten in verschiedenen Stoffkreisläufen möglich erscheinen lässt. Auch für Bodentiere zeichnen sich Zusammenhänge mit der Temperatur, aber auch Interaktionen mit dem Bodenwasser ab, doch besteht diesbezüglich noch ein erheblich größerer Forschungsbedarf. Es wird zwar sowohl von österreichischen als auch von internationalen Forschungsgruppen intensiv die Bodenfauna im österreichischen Hochgebirge untersucht – z. B. an der Alpinen Forschungsstelle der Universität Innsbruck in Obergurgl –, doch sind hier die Forschungsarbeiten erst am Anfang und bislang noch nicht so sehr auf die Wirkungen des Klimawandels ausgerichtet (König et al., 2011). Durch das verstärkte Auftauen von Permafrostböden (vgl. Band  2, Kapitel  4) in der alpinen und nivalen Stufe (in der Regel erst oberhalb von 2 500 m Seehöhe) könnte die im Permafrost konservierte organische Substanz von Bodenmikro-

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Abbildung 5.4 Tagesmittelwerte der Bodenprofiltemperaturen (tiefengewichtet) an allen Untersuchungsstandorten in Oberhausen (01.08.2010– 31.07.2011). Quelle: Kuttler et al. (2012) Figure 5.4 Daily averages of soil profile temperatures (depth-weighted) of all study sites in Oberhausen (01.08.2010–31.07.2011). Source: Kuttler et al. (2012)

organismen abgebaut werden, was zu einer zusätzlichen Freisetzung von Methan und CO2 führen würde. Eine aktuelle Studie von Zollinger et al. (2013) aus der Schweiz konnte diese Annahme jedoch nicht bestätigen. Bei dem Vergleich von Böden ohne und mit Permafrosteinfluss zeigten sich in letzteren geringere Mengen an organischer Substanz, was eher darauf hinweist, dass diese auch bei Abbau des Permafrosts erhalten bleiben könnte.

5.4.5

Stadtböden

In städtischen Verdichtungsräumen wurden wesentliche Faktoren der Bodenentwicklung, wie etwa Relief, Ausgangsgestein, Klima sowie Fauna und Flora, intensiv seitens des Menschen verändert. Daraus folgt, dass sich viele Eigenschaften dieser Böden erheblich von denen im Umland unterscheiden und sich auf deren Funktionen als Pflanzenstandort, Lebensraum für Organismen, Schadstofffilter und Regulator des Landschaftswasserhaushalts auswirken (Blume et al., 2010a). Böden in Städten sind häufig überbaut bzw. versiegelt. Für diese Böden haben Klimaänderungen keine unmittelbaren Auswirkungen, da sie hinsichtlich Gas- und Wasseraustausch abgeschirmt sind. Auch offene Böden sind in ihrer Entwicklung oft wesentlich durch menschliche Eingriffe verändert bzw. durch Überlagerung mit natürlichen oder technogenen Substraten und deren Mischungen beeinflusst. So finden sich oft begrabene humose Horizonte in tieferen Schichten, während mineralisch geprägte Horizonte häufig in den oberen Profilbereichen vorkommen. Vielfach sind auch Artefakte wie Ziegelsteine, Beton und sonstiges Abbruchmaterial so-

wie verunreinigtes organisches Material in den Stadtböden zu finden. Ein natürlicher Aufbau des Bodens mit typischer Horizontfolge ist nur selten gegeben (Pietsch und Kamieth, 1991). Das Stadtklima weist einige Besonderheiten auf. Im Jahresmittel ist es um 1–3 °C wärmer als im Umland (Blume et al., 2010a; Kuttler et al., 2012), wobei lokal und saisonal auch größere Unterschiede auftreten können. Dies spiegelt sich auch im Boden wider; innerstädtische, stark versiegelte Böden sind im Jahresmittel um ca. 3 °C wärmer als Böden am Stadtrand bzw. im Umland (vgl. Abbildung  5.4). Dies ist unter anderem auf den hohen Versiegelungsgrad, die verwendeten Baumaterialien und die ungünstigere Wasserversorgung der Standorte zurückzuführen (Kuttler et al., 2012). Hinsichtlich der Feuchtigkeit ist zu beachten, dass bei hoher Staubbelastung der Luft aufgrund der erhöhten Anzahl an Kondensationskernen der Niederschlag vergleichsweise erhöht ist. Trotzdem sind die Böden in Städten grundsätzlich trockener, weil aufgrund der geringen Infiltrationsmöglichkeit mehr Wasser abfließt oder verdunstet (Kuttler et al., 2012). Die angeführten Beispiele belegen, wie Stadtökosysteme zur Verstärkung von Klimaextremen beitragen können. Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Stadtböden sind aufgrund ihrer Heterogenität im Aufbau und der kleinräumigen Muster kaum generalisierbar. Die Erhaltung bestimmter Bodenfunktionen, vor allem im Wasserhaushalt, ist daher von besonderer Bedeutung. Konkretere Beurteilungen erfordern Expositionsversuche unter verschiedenen Bedingungen. Durch hohe Anteile versiegelter und verdichteter Böden wird es bei Starkregen zu erhöhtem Oberflächenabfluss

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

kommen. Bei Anwesenheit von porösen Materialien wie Ziegel, Tuff oder Aschen ist zumindest lokal von einer erhöhten Wasserspeicherfähigkeit auszugehen. Bei einer Erhöhung der Temperaturen und ausreichender Feuchtigkeit kann es in humusreichen Böden, wie sie beispielsweise in Haus- oder Schrebergärten vorliegen, zu einem verstärkten Abbau der organischen Substanz kommen. Erhöhen sich die Windgeschwindigkeiten, so ist bei offenen, unbewachsenen Böden vermehrter Bodenabtrag zu erwarten, besonders dann, wenn die Böden trocken und von geringer Bindigkeit sind (Blume et al., 2010a).

5.5

5.5

Anthropogene Beeinträchtigungen von Böden in Bezug auf den Klimawandel Anthropogenic disturbances of soils with respect to climate change

Auch für die Böden stellt das „Anthropozän“ (vgl. Band  1; Crutzen und Stoermer, 2000) eine Phase tiefgreifender Veränderungen und Belastungen dar. Auch wenn der Einfluss des Menschen durch Land- und Forstwirtschaft, insbesondere durch die Kultivierung von Böden nach Rodung der natürlichen Waldbestände, seit Jahrtausenden gegeben ist (McNeill und Winiwarter, 2004, 2010), sind die Gefährdungen des Bodens seit der Industrialisierung vielfältiger und intensiver geworden, sodass seine ökologischen Leistungen deutlich eingeschränkt worden sind (Blume et al., 2010a). Gegen Ende des 20.  Jahrhunderts wurde auch politisch Verantwortlichen klar, dass neben dem Schutz anderer Umweltgüter wie Wasser oder Luft auch dem Boden mehr Aufmerksamkeit zuteil werden muss. Daher wurde auf Europäischer Ebene im Rahmen des 6. Umweltaktionsprogramms 2002 eine thematische Strategie (KOM(2002)179 endgültig, Kommission der Europäischen Gemeinschaften, 2002) entwickelt, zu der die damals 15 Umweltministerinnen und -minister Ratsschlussfolgerungen annahmen. In der entsprechenden Mitteilung der Kommission „Hin zu einer spezifischen Bodenschutzstrategie“ wurden acht Hauptgefahren für die Böden in der EU benannt: Erosion, Rückgang der organischen Substanz, Kontamination, Versiegelung, Verdichtung, Rückgang der biologischen Vielfalt im Boden, Versalzung sowie Überschwemmungen und Erdrutsche (Kommission der Europäischen Gemeinschaften, 2002). Ein großer Teil der thematischen Strategie Bodenschutz wurde bzw. wird umgesetzt. Der Vorschlag der Europäischen

626

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Kommission aus dem Jahr 2006 für eine Bodenschutz-Rahmenrichtlinie konnte jedoch im Rat wiederholt keine ausreichende Mehrheit finden. Der Entwurf von 2006 wird von mehreren Staaten, darunter auch Österreich, nicht als das angemessene, zukunftsweisende Instrument gesehen. Im 7. Umweltaktionsprogramm und auf internationaler Ebene wird der Bodenschutz weiter verfolgt. In Bezug auf den Klimawandel kommt den anthropogenen Beeinträchtigungen des Bodens eine zusätzliche Bedeutung zu. Die damit verbundenen physikalischen, chemischen und biologischen Veränderungen können die Resilienz des Bodens gegenüber dem Klimawandel maßgeblich vermindern. Der an das Klima gekoppelte Wasserhaushalt steht in engem Bezug zu physikalischen, teilweise aber auch chemischen Veränderungen des Bodens, was nachfolgend an den Gefährdungen durch Erosion und Verdichtung aufgezeigt werden soll.

5.5.1

Bodenerosion

Etwa 12 % der Gesamtfläche Europas sind durch Wasser- und Winderosion gefährdet (CEC, 2006). Schätzungen deuten darauf hin, dass als Folge des Klimawandels das Erosionsrisiko bis zum Jahr 2050 auf 80 % der landwirtschaftlichen Nutzfläche Europas ansteigen wird (EEA, 2000). Davon werden jene Regionen – darunter auch Österreich – besonders betroffen sein, in welchen die Bodenerosion aktuell bereits hoch ist (EEA, 1999). Österreichweit liegen bisher nur wenige Studien zu den Folgen des Klimawandels für den Bodenverlust durch Erosion auf landwirtschaftlich genutzten Flächen vor (Scholz et al., 2008; Klik und Eitzinger, 2010). Landwirtschaftlich genutzte Gebiete werden insgesamt vorrangig untersucht, weil das Ausmaß des Bodenabtrags dort bereits ein Problem darstellt. In den zur Verfügung stehenden Studien wurden für verschiedene Feldfrüchte und Gebiete einerseits die durch den Klimawandel zu erwartenden Effekte auf den Bodenabtrag berechnet, andererseits auch die Wirkung von Erosionsschutzmaßnahmen unter den Bedingungen des Klimawandels abgeschätzt. Dabei zeigte sich, dass im Allgemeinen die positive Wirkung von Erosionsschutzmaßnahmen (falls angewendet) weitaus stärker war, als die durch den Klimawandel erwarteten negativen Effekte. Während Scholz et al. (2008) allgemein geringere Erosionsraten für die Kombination aus verwendetem Klimaszenario und geänderten Inputparametern berechneten, wurden bei Klik und Eitzinger (2010), in Abhängigkeit von den verwendeten Klimaszenarien, sowohl höhere als auch niedrigere Erosionsraten berechnet. Die Ergebnisse beider Untersuchungen sind mit hohen Unsicherheiten behaftet. In Abbildung 5.5 sind die

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Abbildung 5.5 Generalisierte Wechselwirkungen zwischen klimarelevanten Bestimmungsfaktoren der Bodenerosion (Wind und Wasser). Erstellt von Strauss für AAR14 Figure 5.5 Generalized interactions between factors affected by climate and affecting erosion processes (wind and water). Developed by Strauss for AAR14

Wechselwirkungen zwischen den relevanten Einflussfaktoren für die Bodenerosion generalisiert dargestellt. Aus Abbildung 5.5 wird ersichtlich, dass eine Vielzahl klimatischer Kenngrößen wie Häufigkeit und Intensität eines auftretenden Ereignisses sowie Lufttemperatur etc. die Bodenerosion direkt beeinflusst. Zusätzlich spielen diese Faktoren aber indirekt über ihren Einfluss auf den Boden und in Bezug auf die Biomasse eine wichtige Rolle. Dies gilt sowohl für Wind- als auch Wassererosion. Für eine Prognose des Ausmaßes der Bodenerosion unter den Bedingungen des Klimawandels ergibt sich eine Reihe von Schwierigkeiten: Einerseits ist aufgrund der komplexen Wechselwirkungen zwischen geänderten Umweltbedingungen und der Anpassung der landwirtschaftlichen Produktion eine Abschätzung von durch die Bedingungen des Klimawandels geänderten Parameterwerten für Erosionsmodelle schwierig. Andererseits sind die aktuell verfügbaren Informationen zur Änderung wichtiger klimatologischer Basisdaten unter den Bedingungen des Klimawandels nicht ausreichend. So herrscht zwar derzeit Übereinstimmung darüber, dass allgemein mit einer Abnahme von Niederschlagsereignissen bei gleichzeitiger Erhöhung der Niederschlagintensität zu rechnen sein wird (IPCC, 2007), eine für die Modellierung von Bodenerosion notwendige Quantifizierung ist bisher aber nur für Einzelauswertungen möglich, da die vorhandenen globalen Klimamodelle noch nicht in der Lage sind, etwa die erwarteten Intensitäten von Ereignisniederschlägen zu prognostizieren. Im Folgenden werden einige internationale Studien angeführt. Basierend auf den Ergebnissen von zwei mit globalen Zirkulationsmodellen (global circulation models – GCM) erstellten Klimaszenarien berechnete Nearing (2001) mithilfe verschiedener Modelle mögliche Veränderungen der Regen-

erosivität für die USA (vgl. Band 3, Kapitel 2). Trotz unterschiedlicher Modellresultate ergaben sich für die gesamten USA bis zum Jahr 2100 signifikante Veränderungen von im Mittel 16  %, was beträchtliche Auswirkungen auf zukünftige Erosionsraten haben kann. Zhang et al. (2005) evaluierten mögliche Effekte der Klimaänderung auf die Erosivität im Einzugsgebiet des Gelben Flusses bis zum Jahr 2100. Die Berechnungen ergaben eine signifikante Zunahme der Regenerosivität in den kommenden Jahrzehnten. Außerdem waren die prozentuellen Veränderungen in der Erosivität um den Faktor 1,2–1,4 größer als jene des Niederschlages. Laut Sauerborn et al. (1999) ist auch für Teile von Deutschland eine Zunahme der Regenerosivität zu erwarten. Verstraeten et al. (2006) analysierten eine 100-jährige Niederschlagsmessreihe für eine Station in Belgien und fanden keinen signifikanten Trend in der Erosivität. Dennoch lag der Mittelwert für den Zeitraum 1991 bis 2002 um 31 % über jenem des Zeitraums 1898 bis 1990. Studien in Italien zeigten einen negativen Trend im Jahresniederschlag, einen schwachen Trend für eine Intensitätszunahme, jedoch keinen Trend hinsichtlich einer Änderung der Regenerosivität (Brunetti et al., 2001; Buffoni et al., 1999; D’Asaro et al., 2007). Für die iberische Halbinsel ergaben Untersuchungen von De Luis et al. (2010) eine Abnahme der Erosivität unter semiariden Bedingungen, jedoch eine Zunahme in ariden und humiden Gebieten. Pruski und Nearing (2002) simulierten für acht Standorte in den USA die Bodenerosion mit Daten aus GCM-Klimaszenarien für den Zeitraum bis 2100. Vielfältige Interaktionen zwischen den einzelnen erosionsauslösenden Faktoren zeigten einen großen Einfluss auf Oberflächenabfluss und Bodenabtrag. Direkte Auswirkungen von Zu- bzw. Abnahmen im Niederschlag auf Abfluss und Erosion waren zwar zu beobachten,

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

oft aber nicht dominant. Vielmehr hing die Abtragsrate von der dadurch hervorgerufenen Veränderung in der Biomasse ab. Dennoch berechneten die Autoren für Gebiete mit einer Niederschlagszunahme eine Veränderung des Abflusses zwischen −13 % und +41 % und eine Zunahme der Erosion von 15 bis 102  %. Berechnungen von Michael et al. (2005) für zwei Standorte in Sachsen ergeben eine Zunahme des Bodenabtrags im Zeitraum bis 2050, wobei mögliche Veränderungen von Bodenkennwerten sowie in der Bewirtschaftung nicht berücksichtigt wurden. Rippel und Stumpf (2008) verglichen zwei Klimamodelle (ECHAM5 und ECHAM4) im Hinblick auf ihre Auswirkungen auf die Bodenerosion in Bayern. Bis 2050 ergaben sich mit ECHAM5 im Durchschnitt nur geringe Veränderungen beim Bodenabtrag (Abnahme um 1 %). Auf Grundlage von ECHAM4 berechneten sie für den gleichen Zeitraum einen Anstieg des Bodenabtrags auf durchschnittlich 116  % (d. h. eine Zunahme von 16 %) bei einer Spannweite von 98 bis 157 %. Berechnungen mit Klimamodellen ergeben für das Alpenvorland zumeist geringere Niederschläge im Sommerhalbjahr (vgl. Band 1, Kapitel 4). Dies gilt vor allem für den Zeitraum von April bis Juni, jenen Zeitraum also, in welchem aufgrund der geringen Bodenbedeckung bei Frühjahrskulturen die größte Erosionsgefährdung besteht. Mithilfe eines Erosionsmodells zeigten Scholz et al. (2008) auf, dass derart veränderte Klimabedingungen zu einer Reduktion des Bodenabtrags bei Zuckerrüben führen werden. Geringere Niederschläge werden auch geringere Oberflächenabflüsse zur Folge haben, allerdings besteht hier eine Unsicherheit bei der Veränderung von Starkniederschlägen, die regional zunehmen und damit die Erosionsgefahr wieder ansteigen lassen könnten (vgl. Band 1, Kapitel 4). Eine Simulationsstudie für Mistelbach in Niederösterreich ergab, dass sich der Abfluss, je nach verwendetem Klimamodell, zwischen 8 und 60 % verringert (Klik und Eitzinger, 2010). Der Bodenabtrag kann hingegen je nach Modell und Emissionsszenario um bis zu 55 % sinken oder um bis zu 56 % ansteigen. Maßnahmen zur Verringerung der Bodenerosion im Bereich der Landwirtschaft sind im Band 3, Kapitel 2 angeführt. Nicht explizit in Abbildung 5.5 angeführt sind die Änderungen der Faktoren Boden und Biomasse durch geänderte menschliche Aktivitäten wie den Anbau neuer Sorten oder neuer Arten von Feldfrüchten, aber auch durch mögliche Änderungen im Anbauzeitpunkt, die mit einem früheren Beginn der Vegetationsperiode zu erwarten sind. Aktuell tritt Winderosion räumlich sehr begrenzt in einigen Gebieten Ostösterreichs auf (Strauss und Klaghofer, 2006). Begünstigt wird diese einerseits durch die höheren mittleren

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AAR14

Windgeschwindigkeiten, andererseits durch das Vorkommen von sandreichen Böden sowie Böden mit einem hohen Anteil an organischer Substanz (Schwarzerden). Organisches Material ist in trockenem Zustand sehr leicht und kann deswegen auch leicht durch Wind transportiert werden. Durch höhere Jahresdurchschnittstemperaturen werden die Wassergehalte der Böden geringer. Im Zusammenwirken mit den geringen Speicherfähigkeiten sandiger Böden sollte dies als logische Konsequenz zu höheren Winderosionsraten führen. Die Wechselwirkung zwischen tatsächlichen Effekten und geänderten Klimabedingungen wurden für das Phänomen Winderosion bisher in Österreich nicht untersucht (vgl. Band 2, Kapitel 4). In gebirgigen Regionen spielt auch die Erosion durch flachgründige Lockermaterialrutschungen und Schneeschurf flächenmäßig eine gewisse Rolle (vgl. Band 2, Kapitel 4; Tasser et al., 2004; Wiegand und Geitner, 2012, 2013). Für diese Formen des flachgründigen Abtrags, vor allem auf Wiesenflächen, wird in vielen Fällen die Aufgabe der Nutzung verantwortlich gemacht, wobei auch der Klimawandel durch aktuelle Studien in der Schweiz (Meusburger und Alewell, 2008) als Verursacher diskutiert wird. Um die komplexen Prozesse dieser Abtragsformen noch besser zu verstehen und somit mehr Sicherheit für die Abschätzung zukünftiger Entwicklungen zu bekommen, braucht es weitere Detailstudien mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung und ein solides Monitoring ausgewählter Flächen (Wiegand et al., 2013; Flöck et al., 2013; EROSTAB, 2013a; EROSTAB, 2013b).

5.5.2

Bodenverdichtung

Durch die Nutzung von Böden kommt es häufig zu Bodenverdichtungen. In der Land- und Forstwirtschaft, aber auch im Zuge der Errichtung von Bauten (z. B. Pipelines, Stromleitungen) trägt der Einsatz schwerer Maschinen wesentlich zu dieser bei (Hamza und Anderson, 2005; Batey, 2009). Besonders in intensiven landwirtschaftlichen Systemen mit häufigem Maschineneinsatz und kurzem Fruchtwechsel kann dies zu teils irreversiblen Schäden an der Bodenstruktur, vor allem im Unterboden, führen (Murer et al., 2012). Im Grünland entstehen Bodenverdichtungen durch intensive Beweidung. Bodenverdichtung resultiert in Veränderungen des Bodengefüges mit einem Verlust an Porenraum. Hiervon sind insbesondere die Grobporen betroffen, die für Wasserinfiltration und Dränung, aber auch für den Gasaustausch verantwortlich sind. Bei einer Zunahme von Extremereignissen würde das Niederschlagswasser häufiger und vermehrt oberflächlich abfließen und somit das Hochwasser- und Erosionsrisiko erhöhen. Zugleich ist das Porensystem ein wichtiger Lebensraum für Bodenmi-

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kroorganismen und Bodentiere, welche für die Umsetzung von organischer Substanz und damit für die Bereitstellung von Pflanzennährstoffen verantwortlich sind. Bodenverdichtung führt daher zu einem Verlust an Funktionalität von Nährstoffkreisläufen und in der Wasser- und Luftversorgung von Pflanzen und Bodenorganismen (Blume et al., 2010a; Brandstetter und Wenzel, 1997). Die Pflanzen reagieren auf den höheren Bodenwiderstand mit verstärkter Produktion von Mucigel (Schleimschicht auf der Wurzeloberfläche), um den Eindringwiderstand zu verringern (Somasundaram et al., 2009; Iijima et al., 2000). Dafür ist ein höherer Energieaufwand erforderlich, welcher letztendlich zu einer geringeren Effizienz der Biomasseproduktion führt. Die Reduktion der Poren und der Porenkontinuität hat u. a. auch Auswirkungen auf das Redoxpotential, da es zu Sauerstoffmangel, insbesondere nach Niederschlagsereignissen, kommen kann. Dies führt zur Reduktion von Eisen und Mangan und kann zu toxischen Konzentrationen dieser und anderer redox-sensitiver Elemente führen. Bei Sauerstoffmangel ist auch die Umsetzung organischer Substanzen, z. B. von Ernterückständen, gehemmt, da es anstelle des oxidativen Abbaus zu Verwesungsprozessen mit teils pflanzentoxischen Wirkungen kommt (Blume et al., 2010a). Bei stark reduktiven Bedingungen kommt es zur Produktion und Ausgasung von Methan, einem Treibhausgas mit etwa 25-facher Wirkung im Vergleich zu CO2. Eine weitere Folge der mangelnden Belüftung durch Bodenverdichtung ist die mikrobielle Bildung von N2O aus anderen Stickstoffverbindungen. Dies führt nicht nur zu Stickstoffverlusten, insbesondere aus Düngemitteln, sondern verstärkt wiederum den Treibhauseffekt, da N2O ungefähr die 300-fache Wirkung von CO2 entfaltet (Teepe et al., 2004). Bodenverdichtung führt somit zu einer Zunahme der Erosion und Verlusten an Bodenfruchtbarkeit. Eine verringerte Effizienz landwirtschaftlicher Produktion kann zu einer Ausweitung landwirtschaftlicher Flächen und / oder zu einem höheren Ressourceneinsatz führen. Generell wird mit der Verdichtung die Vulnerabilität der Böden gegenüber dem Klimawandel deutlich erhöht, und sie führt zu einer verstärkten Produktion von Treibhausgasen.

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5.6

5.6

Auswirkungen des Klimawandels auf die Ökosystemleistungen der Pedosphäre Consequences of climate change for ecosystem services of the pedosphere

Das Konzept der Ökosystemleistungen (vgl. Band  2, Kapitel  1) schließt den Boden als wesentlichen Bestandteil von Ökosystemen mit ein. Da die entsprechenden Leistungen aber in der Regel vom gesamten Ökosystem erbracht werden, stellt die isolierte Betrachtung des Bodens eine fragwürdige Reduktion dar. Zudem sind die durch den Klimawandel bedingten Veränderungen im Boden so stark vom Bodentyp und seiner standörtlichen Einbindung abhängig, dass in Bezug auf die Ökosystemleistungen nur sehr allgemeine Aussagen möglich sind.

5.6.1

Unterstützende Ökosystemleistungen (Supporting Services)

Während die anderen drei Kategorien den Menschen direkt beeinflussen, werden unter den unterstützenden Dienstleistungen jene Prozesse zusammengefasst, welche die anderen Dienstleistungen aufrechterhalten. Solche Prozesse sind zum Beispiel Nährstoffkreislauf, Bodenbildung, Primärproduktion etc. Der Boden ist an diesen Prozessen maßgeblich beteiligt. Auswirkungen des Klimawandels auf diese Leistungen sind daher zu erwarten, müssen aber sowohl zeitlich und räumlich als auch hinsichtlich der beteiligten Teilprozesse stark differenziert werden, sodass keine allgemeinen Tendenzen angegeben werden können. Die aktuelle Diskussion geht dahin, die Kategorie der unterstützenden Dienste nicht gesondert zu berücksichtigen, weil diese zum einen eher im Bereich der Ökosystemprozesse und weniger bei den Leistungen anzusiedeln sind, zum anderen käme es bei ihrer Bewertung leicht zu Doppelzählungen. Vor dem Hintergrund einer eindeutigen Messbarkeit hat sich nach Boyd und Banzhaf (2007) die Idee der finalen Ökosystemleistungen – FÖL entwickelt (vgl. Band 2, Kapitel 1), die beispielsweise auch in der Studie „Ökosystemleistungen und Landwirtschaft“ (Götzl et al., 2011) Anwendung findet.

5.6.2

Bereitstellende Ökosystemleistungen (Provisioning Services)

Der Mensch nutzt eine Vielfalt von Kulturpflanzen für unterschiedliche Zwecke (Ernährung, Energie etc.), schafft In-

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

frastruktur für seine Lebensbedürfnisse wie etwa Siedlungen oder Verkehrswege und bezieht Rohstoffe aus dem Boden. Somit stellen die Böden Leistungen als Produktionsgrundlage, Standort und als Quelle von Ressourcen für den Menschen zur Verfügung. Neben der direkten Einflussnahme des menschlichen Handelns (Flächenverbrauch durch Bebauung, Veränderung des Wasserhaushaltes durch Drainagierung etc.) werden die Dienstleistungen des Bodens auch durch die Veränderung des Klimas beeinflusst. Dies betrifft in Hinblick auf die bereitstellenden Dienstleistungen vor allem seine natürliche Ertragsfähigkeit. Steigende Temperaturen führen zu einem Anstieg der potentiellen Verdunstung. Verringern sich gleichzeitig die Niederschlagsmengen, kann dadurch die Ertragsfähigkeit der Böden negativ beeinflusst werden. Eine erhöhte CO2-Konzentration in der Atmosphäre wirkt auf das Pflanzenwachstum (Steigerung der Photosyntheseleistung), wodurch sich die Wasser- und Nährstoffansprüche gegenüber dem Boden verschieben können. Erhöhte Temperaturen beeinflussen darüber hinaus den Auf- und Abbau der organischen Substanz, die für den Erhalt der Bodenfruchtbarkeit unerlässlich ist.

5.6.3

Selbstregulierende Ökosystemleistungen (Regulating Services)

Böden stellen Regelungsmechanismen zur Verfügung, die mit dazu beitragen, dass die Menschen in einer stabilen, gesunden und resilienten Umwelt leben können. So hat der Boden das Vermögen, Wasser zwischenzuspeichern und dadurch das Risiko von Hochwasserereignissen zu reduzieren, Stoffe zu adsorbieren und das Grundwasser vor dem Eintrag schädlicher Substanzen zu schützen, organisches Material zu zersetzen und den Organismen als Nährstoffe wieder zur Verfügung zu stellen, durch biologische Prozesse gefährliche chemische Verbindungen in ungefährliche zu überführen und die Ausbreitung von schädlichen Krankheitsüberträgern zu kontrollieren. Außerdem stellt er einen wesentlichen Speicher für viele atmosphärische Bestandteile dar. Während das Klima über Niederschlagsmenge und -intensität einen direkten Einfluss auf das Abflussgeschehen eines Standortes ausübt, bewirken klimabedingte Veränderungen des Wasser- oder Wärmehaushalts des Bodens eine Veränderung des Bodenlebens (Aktivität, Biomasse und Zusammensetzung) und dadurch der biologischen Prozesse. Bei anaeroben Verhältnissen infolge einer ständigen Wassersättigung des Bodens verringert sich die mikrobielle Aktivität, wodurch die Zersetzung sowie die Stofftransformation herabgesetzt werden. Eine Erhöhung der Bodentemperatur bewirkt eine

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AAR14

Zunahme der biologischen Aktivität und damit eine erhöhte Umsetzung der organischen Substanz, was zu einem Verlust an organischem Kohlenstoff führt. Da der Humus im Boden an allen regulierenden Prozessen maßgeblich beteiligt ist, sind seine Veränderungen hinsichtlich der entsprechenden Dienstleistungen relevant.

5.6.4

Kulturelle Leistungen (Cultural Services)

Der Boden als Teil der Landschaft war und ist in vielen Kulturen Quelle ästhetischer und spiritueller Bereicherung. In modernen Gesellschaften existiert meist weder der unmittelbare Bezug zum Boden noch ein Bewusstsein über seine Bedeutung. Trotzdem spielen die kulturellen Dienstleistungen hinsichtlich der Erholung und der Attraktivität des Landschaftsbildes heute eine gewisse Rolle. Der Einfluss des Klimawandels auf diese Dienstleistungskategorie hat jedoch eine geringere Bedeutung, da eine beständige naturnahe Landschaft nicht einer sich verändernden naturnahen Landschaft überzuordnen ist. Ein ästhetischer Wert wird vielmehr durch bestimmte menschliche Überprägungen (z. B. durch Intensivlandwirtschaft, Versiegelung, Verbauung) vermindert. Da Böden aufgrund ihrer komplexen Systemeigenschaften und ihrer ausgeprägten räumlich-zeitlichen Differenzierung für die Forschung weiterhin eine große Herausforderung darstellen werden, kann in diesem Zusammenhang ihr kultureller Beitrag im Sinne ökologischer und mensch-umwelt-bezogener Erkenntnis betont werden.

5.7 5.7

Forschungsbedarf Research needs

Böden reagieren in vielfacher Weise auf Klimaänderungen, doch zahlreiche Fragen sind noch ungelöst. Diese betreffen einerseits Details im Prozessverständnis, andererseits die zeitliche und räumliche Differenzierung. In jedem Fall sollte die Forschung eine langfristige Erfassung der Bodenveränderungen forcieren, da derzeit nicht abzusehen ist, ob und bei welchen Prozessen im Boden selbstverstärkende Entwicklungen in Gang gesetzt werden oder ob und in welcher Zeit das System wieder einen gewissen Gleichgewichtszustand erreicht. Zur Klärung dieser Fragen sind Langzeitbeobachtungen in der Dimension von zehn Jahren und mehr unabdingbar. Daher müssen bestehende Langzeit-Monitoring Standorte sowie Dauerfeldversuche, die zur Klärung aktueller Fragestellungen herangezogen werden können, erhalten sowie Probenentnahmen und -analysen finanziert werden. Für die notwendigen,

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teilweise auch stark interdisziplinär auszurichtenden Studien sollten folgende allgemeine Kernfragen leitend sein: t
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Wo liegen die Grenzwerte klimatischer Veränderungen für die Reaktion bestimmter Bodenprozesse? Was bedeutet dies langfristig für die Merkmale, Eigenschaften und Funktionen von Böden? Bei welchen Prozessen werden selbstverstärkende Entwicklungen ausgelöst, und welche Prozesse pendeln sich auf einem neuen, weitgehend stabilen Gleichgewichtszustand wieder ein? Gibt es kritische Punkte, bei deren Erreichen das System in einen neuen Zustand zu kippen beginnt? Welche Prozesse in Böden wirken sich ihrerseits auf den Klimawandel aus? Welche räumliche, zeitliche und inhaltliche Differenzierung muss in den Klima- und Bodendaten gegeben sein, um verlässliche Aussagen treffen zu können? Ab welchem Ausmaß der Veränderungen sind die Ökosystemleistungen von Böden maßgeblich gefährdet? Mit welchen Maßnahmen kann man die Resilienz der Böden fördern, bzw. wodurch können die erwünschten Ökosystemleistungen trotz klimatisch bedingter Veränderungen auf etwa gleichem Niveau erhalten werden?

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Neben diesen grundsätzlichen Fragen soll der Forschungsbedarf bezüglich folgender Zusammenhänge – in der Reihenfolge des vorliegenden Kapitels – hervorgehoben werden: t


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Von einem veränderten Wasserhaushalt der Böden durch den Klimawandel werden einige Schlüsselprozesse betroffen sein, die im Detail zu untersuchen sind. Dazu gehören auch Untersuchungen zur Schadstoffmobilisierung im System Boden-Gewässer. Über die Veränderungen physikalischer und chemischer Prozesse im Boden durch den Klimawandel ist zu wenig bekannt, z. B. in Bezug auf die Textur, auf die Umwandlung primärer in sekundäre Minerale oder die Kationenaustauschkapazität. In Bezug auf die Bodenlebewelt ist die Erforschung der Wechselwirkungen von verschiedenen Klimaelementen (Temperatur, Niederschlag, erhöhte CO2-Konzentration in der Atmosphäre etc.) in Freilandmanipulationsexperimenten notwendig. Dabei geht es einerseits um die Beeinträchtigung der Bodenbiodiversität und bestimmter Schlüsselorganismen, andererseits müssen mikrobielle Umsatzleistungen, die dem Erhalt der Bodenfunktionen dienen, analysiert werden.

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An der Schnittstelle physikalisch-chemischer und biologischer Prozesse sind komplexe Veränderungen durch den Klimawandel wahrscheinlich, so z. B. bei der Bildung und Stabilität von Aggregaten; diese Prozesse finden bisher zu wenig Beachtung. In Bezug auf den Kohlenstoffhaushalt sind für verlässlichere Abschätzungen der Auswirkung des Klimawandels folgende Themenkomplexe weiter zu untersuchen, wobei die Durchführung von Bodenanalysen und -experimenten bzw. die Weiterführung von Langzeitversuchen unerlässlich sind: Die Entwicklung der Bodenkohlenstoffvorräte in unterschiedlichen klimatischen Regionen und unter Berücksichtigung der Bewirtschaftungsweise und der Nutzungshistorie, die Analyse der Faktoren, die auf die Stabilität der Humuskomplexe unter unterschiedlichen Nutzungs-, Bewirtschaftungs- und Klimabedingungen den größten Einfluss haben, die Rolle des Unterbodens im Hinblick auf die Kohlenstoffspeicherung, die Erstellung von biogeochemischen Kohlenstoffbilanzen für gut untersuchte Standorte unter verschiedenen Formen der Landnutzung und deren Änderung. Auch die Auswirkungen intensivierter Nutzung von Waldböden auf deren Kohlenstoffhaushalt sind noch nicht ausreichend untersucht. In Bezug auf den Stickstoffhaushalt sowie die Dynamik weiterer Nährstoffe (z. B. Phosphor) stellt sich die Frage, ob eine Steigerung der Effizienz unter den Bedingungen des Klimawandels möglich ist. Eine solche Steigerung ist jedoch zur Erhaltung der Ernährungssicherheit bei gleichzeitig vermehrten Ansprüchen an Böden (Stichwort: Bioenergie) dringend notwendig. In Bezug auf Acker, Grünland und Wald stellt sich die Frage, wie Klimawandel und mögliche Landnutzungsänderungen zusammenwirken. In Bezug auf das Grünland sind der Vorrat an organischem Kohlenstoff im Unterboden und die Größe und Dynamik einzelner Kohlenstoffpools (insbesondere Wurzel- und Stoppelmasse) zu untersuchen, ebenso die Auswirkungen einer Intensivierung der Grünlandbewirtschaftung und einer Bewirtschaftungsaufgabe auf Größe und Dynamik einzelner Kohlenstoffpools. Dabei sind die jeweiligen Landschaftsräume, Höhenstufen, Boden- und Vegetationstypen zu differenzieren. Bei Waldökosystemen zeigen sich besondere Anfälligkeiten gegenüber Störungen, deren Ausmaß unter den Bedingungen des Klimawandels noch nicht abgeschätzt werden kann. Besonderer Forschungsbedarf besteht hinsichtlich Rückkopplungseffekten von klimabedingten

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

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Einflüssen auf biogeochemische Prozesse und Kreisläufe im Waldökosystem. Die Interaktionen zwischen Dynamik / Änderung der Vegetationsdecke, deren Erholung nach Störungen und Bodenprozessen können nur in langfristig angelegten interdisziplinären Projekten untersucht werden. Auch wie eine steigende Waldgrenze sich auf die Böden auswirkt, ist noch nicht ausreichend bekannt. Bezüglich der Retentionskapazität der Wälder stellt sich die Frage nach relevanten Schwellenwerten, möglichen Kippeffekten und kritischen Systemzustände (z. B. hydrophobe Effekte nach Austrocknung, hohe Vorbefeuchtung) und wie sich die Reaktionsmuster von verschiedenen Bestandestypen bzw. in verschiedenen Regionen Österreichs ändern. Gebirgsböden, insbesondere oberhalb der Waldgrenze, sind bisher sehr wenig untersucht. Aufgrund der kleinräumigen Differenzierung sind umfangreiche Studien nötig, um mögliche Auswirkungen des Klimawandels abschätzen zu können. Im Übergangsbereich zwischen alpiner und nivaler Höhenstufe besteht ein noch größeres Wissensdefizit. In Bezug auf die möglichen Veränderungen von Stadtböden durch Klimaänderungen liegen in Österreich keine Untersuchungen vor. Mit Expositionsversuchen könnten entsprechende Ergebnisse hinsichtlich der Besonderheiten von Stadtböden (oft kein natürlicher Bodenaufbau, hohes Maß an Heterogenität) erzielt werden. Es sollte untersucht werden, wie weit die Resilienz von Böden gegenüber dem Klimawandel durch anthropogene Belastungen eingeschränkt wird. Weiters muss geklärt werden, wie sich die Klimaänderung auf die Bodenerosion auswirken kann. Flachgründige Erosionsprozesse an Grashängen im Gebirge sollten in Detailstudien mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung und durch ein Monitoring ausgewählter Flächen weiter untersucht werden. In Bezug auf die Ökosystemleistungen des Bodens sollten bestehende Ansätze zur Bodenfunktionsbewertung in Hinblick auf den Klimawandel erweitert werden. Bei allen genannten Forschungsfragen muss dem Thema der Übertragbarkeit von punktuellen Ergebnissen auf die Fläche besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden.

Je umfassender wir das System Boden in der Zukunft verstehen werden, desto besser können bodengestützte Strategien zur Emissionsminderung und zur Anpassung an den Klimawandel ausgerichtet werden. In Band 3, Kapitel 2 des vorliegenden Reports werden solche Erfordernisse, die jeweils auch

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AAR14

einen Bezug zum Boden haben, in Bezug auf Landwirtschaft, Forstwirtschaft, Wasserwirtschaft, Gewässer- wie Naturschutz, natürliche Ökosysteme und Biodiversität konkretisiert.

5.8 5.8

Literaturverzeichnis References

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

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640

AAR14

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Band 2 Kapitel 6:

Der Einfluss des Klimawandels auf die Anthroposphäre

Volume 2 Chapter 6: Climate Change Impacts on the Anthroposphere Koordinierende Leitautoren Martin König, Wolfgang Loibl, Robert Steiger LeitautorInnen Horst Aspöck, Birgit Bednar-Friedl, Karl-Michael Brunner, Willi Haas, Karl-Michael Höferl, Matthias Huttenlau, Julia Walochnik, Ulli Weisz Beiträge von Reinhard Mechler, Hanns Moshammer, Walter Seher Für den Begutachtungsprozess Hermann Lotze-Campen

Inhalt ZUSAMMENFASSUNG

643

6.3.3

SUMMARY

643

6.3.4

KERNAUSSAGEN

644

6.1 6.1.1 6.1.2

6.2 6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4 6.2.5 6.2.6 6.3 6.3.1 6.3.2

Auswirkungen des Klimawandels auf die Gesundheit Direkte Auswirkungen auf die Gesundheit Indirekte Auswirkungen auf die Gesundheit Auswirkungen des Klimawandels auf die soziale Betroffenheit Soziale Betroffenheit durch Temperatureffekte Soziale Betroffenheit durch Extremereignisse Betroffenheit einkommensschwacher Bevölkerungsgruppen durch höhere Kosten Klimawandel und Gender Auswirkung des Klimawandels auf Migrationsströme nach Österreich Forschungsbedarf Potenzielle ökonomische Auswirkungen des Klimawandels Potenzielle ökonomische Auswirkungen des Klimawandels Quantifizierung ökonomischer Auswirkungen des Klimawandels

6.3.5

Ökonomische Auswirkungen des Klimawandels: Europa und die Alpen Ökonomische Auswirkungen des Klimawandels: Erste Ergebnisse für Österreich Zusammenhang mit Klimawandelanpassung

662 664 665

648 6.4 650 651

6.4.1 6.4.2 6.4.3 6.4.4

Auswirkungen des Klimawandels auf den Tourismus Städtetourismus Bade- und Erholungstourismus Berg- / Alpiner Tourismus Forschungsbedarf

666 666 667 667 670

655 &O+ 655 656

6.5.1 6.5.2

658 658

6.5.3

659 659

6.5.4 6.5.5

659

6.6

660

6.6.1

661

6.6.2

; x ‰ƒ  und Risikotransfer Sachschäden aus Naturgefahren und Risikotransfer Aktuelle Risikosituation und Schadensbilder der Vergangenheit Bevölkerungsentwicklung als Indikator für den Schadenspotenzialanstieg Klimawandel und Naturgefahrenschäden Risikotransfer durch Naturgefahrenversicherung Auswirkungen des Klimawandels auf Siedlungsräume Siedlungsräume als Schauplätze des Klimawandels Auswirkungen auf den Heizund Kühlbedarf

671 671 672 674 675 681 682 683 684

6.6.3 6.6.4 6.6.5 6.6.6 6.6.7

6.7 6.7.1

Auswirkungen auf städtische Wärmeinseln Auswirkungen auf die Hochwassergefährdung von Siedlungsräumen Auswirkungen auf Nutzungs- und Bedarfsaspekte der Siedlungswasserwirtschaft Auswirkungen durch Starkniederschläge Auswirkungen auf die Gefährdung von Siedlungsräumen durch Starkwinde Auswirkungen des Klimawandels auf die technische Infrastruktur Exposition und Schadenssensitivität von Infrastrukturen

6.7.2

6.7.4

Direkte und indirekte (Folge-)Schäden an der Verkehrsinfrastruktur Direkte und indirekte (Folge-)Schäden an der Energieinfrastruktur Forschungsbedarf

6.8

Schlussfolgerungen

694

6.9

Literaturverzeichnis

695

686 6.7.3 686 687 688 689 689 689

690 692 693

AAR14

 &!    

ZUSAMMENFASSUNG

Beeinträchtigungen bei der Trinkwasserentstehung betroffen sein. Die Verkehrsinfrastruktur ist in Österreich besonders von Massenbewegungen und Hochwässern betroffen. Dass die entsprechenden schadensauslösenden Niederschläge in Zukunft zunehmen werden, ist zu erwarten. Wie stark diese Zunahme genau sein wird, gilt derzeit noch als unsicher. Sehr wahrscheinlich ist hingegen eine zusätzliche Herausforderung für die Energieinfrastruktur durch vermehrt auftretende Hitzewellen bzw. Dürren. Gleichzeitig erhöhte Nachfrage (vor allem für Kühlungszwecke), stockende Bereitstellung (Niedrigwasser bzw. Kühlwassermangel) und Gefahren für das Verteilernetz (Gewitter, oftmals am Ende sommerlicher HitzeDürreperioden, wenn die Nachfrage hoch ist – Gefahr von Überschlagsspannung) gefährden die Versorgungssicherheit mit Elektrizität und erhöhen die Gefahr von Black-Outs.

Die Klimafolgen für die Anthroposphäre sind signifikant und führen mit hoher Wahrscheinlichkeit neben strukturellen Schäden auch zu erhöhten Gefahren für die menschliche Gesundheit. Dabei werden vor allem arme, sozial schwächere, ältere oder chronisch kranke Bevölkerungsschichten besonders unter der mit hoher Wahrscheinlichkeit erwarteten höheren Frequenz und Stärke von Hitzewellen leiden. Ein unterschiedlich hohes zusätzliches Potenzial für die Ausbreitung von bislang hier nicht verbreiteten Infektionskrankheiten besteht mit hoher Wahrscheinlichkeit ebenso wie ein Potenzial für die (weitere) Ausbreitung allergener Pflanzen und Tiere. Durch den Klimawandel wird mit hoher Wahrscheinlichkeit zusätzlicher Migrationsdruck auf Österreich aus Entwicklungs- und Schwellenländern ausgelöst, dessen Auswirkungen von der politischen Gestaltung auf EU- und nationaler Ebene abhängen. Ebenfalls könnte der Klimawandel einen innereuropäischen Migrationsdruck aus dem von Hitze (wie auch ökonomischen Nachteilen) stärker betroffenen Süd- und Südosteuropa verstärken. Die ökonomischen Auswirkungen des Klimawandels in Österreich werden mit Sicherheit Gewinner und Verlierer nach sich ziehen. Genauere Aussagen sind zum jetzigen Zeitpunkt nur für einige Sektoren möglich, die bereits näher untersucht wurden. Während Elektrizitätswirtschaft und Landwirtschaft bis 2050 sowohl im Sektor selbst (direkte Effekte) als auch nachgelagert (indirekte Effekte) wahrscheinlich nur geringe BIP-Ausschläge zeigen werden, sind für den Tourismus-Sektor sehr wahrscheinlich maßgebliche Verschiebungen innerhalb des Sektors (vom Winter- zum Sommertourismus) sowie zwischen den Regionen – vom Winter-dominierten Tourismus im Westen zum stärker diversifizierten Tourismus im Osten Österreichs – und auch in anderen vorund nachgelagerten Sektoren (z. B. Energie und Gastronomie) zu erwarten. Die in den letzten dreißig Jahren signifikant ansteigenden Schäden durch Naturgefahren bzw. extreme Wetterereignisse können nur zu einem Teil auf tatsächlich steigende Trends in Frequenz und / oder Intensität von Ereignissen zurückgeführt werden. Ein Gros der Schäden war klar bedingt durch ein Anwachsen der exponierten Sachwerte. Besonders schadensträchtige Ereignisse waren dabei Hochwasser gefolgt von Lawinen, während die höchsten Opferzahlen während der Hitzewelle 2003 verzeichnet wurden. Eine wesentliche Rolle für das Risikomanagement spielen entsprechende Rechtsnormen (Bauund Raumordnung) und Schutzmaßnahmen. Die Siedlungsräume in Österreich werden zudem von sommerlichen Hitzewellen sowie in Einzelfällen auch von

SUMMARY Climate change impacts for the Anthroposphere are significant and it is very likely that these impacts are leading to structural damages as well as enhanced threats to human health. Particularly, the poor, elderly and chronically ill will suffer from the higher frequency and magnitude of summer heat waves. A varying potential for the spread of yet non-endemic infectious diseases is very likely, as well as an increased potential for the (further) extension of allergenic plant and animal species. Climate change will very likely trigger increased migration from developing and newly industrialized countries to Europe. To which extent this will lead to more immigration to Austria will depend on policies at the EU- and national levels. The economic impacts of climate change in Austria will very likely produce both winners and losers. However, more precise assessments of the economic impacts are currently only available for certain sectors. The agriculture and electricity production sectors show very moderate GDP-alterations directly in their sectors as well as downstream. The tourism sector is very likely to exhibit stronger changes within the sector and also with other up- and downstream sectors (e. g., energy supply and gastronomy). Within the sector a shift is expected from winter to summer tourism as well as regionally from the west (dominated by winter tourism) to the east with seasonally more diversified tourism. The natural hazard- and weather-related damages observed during the last 30 years depend only to a certain extent onhigher frequency and magnitude of extreme weather events. A large share of the damage increase is related to growing wealth and higher assets of the population. The most damaging events have been floods followed by avalanches, while the largest hu-

643

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

man casualties have been induced by heat waves. Regulations and planning standards (e. g., building-regulation and spatial planning) play a fundamental role in hazard control and disaster risk reduction. Settlement areas in Austria will very likely be most affected by more intense heat waves, while some regions will be further burdened by constraints in drinking water supply. Traffic infrastructures in Austria are very vulnerable to mass movements and flooding, triggered by heavy precipitation events, which are expected to increase in the future. To which extent frequency and magnitude of such events may increase remains uncertain. Instead, the challenge for energy infrastructures in a warmer and during summer potentially dryer Austria is very likely to be substantial. Higher energy demand during heat waves corresponds with supply constraints (due to less effective cooling water supply), while the threat for power distribution networks because of flash-overs will be particularly high especially during thunder storms at the end of summer heat waves and droughts when cooling demand is at peak.

KERNAUSSAGEN t
Gesundheit Eine sehr wahrscheinliche Zunahme von Hitzetagen führt zu starken zusätzlichen Belastungen in den besonders gegenüber Herz-Kreislauf-Erkrankungen sensitiven Bevölkerungsschichten (Ältere und chronisch Kranke) und damit zu einer höheren Mortalität. Das Jahr 2003 lieferte einen Vorgriff auf künftig vermehrt vorkommende Hitzesommer. Zwischen 1801 und 3302 zusätzliche hitzebedingte Todesfälle wurden im Rekordsommer 2003 in Österreich verzeichnet. Eine sehr wahrscheinliche (z. T. bereits beobachtete) Ausbreitung von nicht-heimischen Tier- und Pflanzenarten sowie Mikroorganismen durch den Klimawandel (z. T. ermöglicht über Luft- und Seeweg / Handelsströme bzw. Tourismus) erhöht das Risiko der Ausbreitung von bislang hierzulande nicht vorkommenden Infektionskrankheiten. Durch Vektoren (z. B. Zecken, Stechmücken, Sandmücken, Nagetiere etc.) übertragene Erreger von Krankheiten (zahlreiche Virusinfektionen, wie z. B. Denguefieber, Krim-Kongo-Hämorrhagisches Fieber, oder auch parasitäre Infektionen, wie z. B. die Leishmaniosen) können eingeschleppt werden und sich weiter ausbreiten. Aber auch bereits seit langer Zeit vorkommende durch Vektoren übertragene Krankheitserreger (z. B. das FSME-Virus) werden eine Veränderung ihrer Verbreitung erfahren. So wird sich die 1 2

644

Hutter et al., 2007 Nach MunichRe NatCatService

AAR14

Aktivität der bereits heimischen Zecken sehr wahrscheinlich bei steigenden Durchschnittstemperaturen sowohl regional als auch saisonal verändern (Ausbreitung in höher gelegene Bergregionen und Aktivität auch im Winterhalbjahr, hingegen weniger Zeckenaktivität in heißen Sommern im Flachland). Auch durch Trinkwasser und Lebensmittel übertragene Krankheitserreger (z. B. Salmonellen) sind temperaturabhängig und können sich bei höheren Durchschnittstemperaturen entsprechend leichter ausbreiten. Eine Ausbreitung von Tieren und Pflanzen, die beim Menschen Allergien auslösen, kann aufgrund von Beobachtungen und Modellierungen als sehr sicher angenommen werden. Solche Allergene sind z. B. das beifußblättrige Traubenkraut (Ambrosia artemisiifolia) sowie der Eichenprozessionsspinner (Thaumetopoea processionea). t
Soziale Betroffenheit Ärmere soziale Schichten sind – zum Teil bedingt durch die Lage ihrer Wohngebiete, mehr jedoch durch die bautechnische Beschaffenheit der Gebäude – dem Klimawandel gegenüber besonders exponiert. Als sehr sicher gilt, dass ärmere Bevölkerungsschichten somit eine bei weitem geringere Anpassungskapazität insbesondere gegenüber zunehmenden Hitzewellen haben. Oftmals sind schlecht isolierte Wohnungen ohne Klimatisierungen im Sommer überhitzt und Investitionen für effektive Klimatisierungen kaum finanzierbar. Die Abschwächung und Verkürzung der kalten Jahreszeit (weniger Heizgradtage) kann hingegen als ein Entlastungsfaktor angesichts steigender Energiepreise angenommen werden. Ältere Bevölkerungsgruppen sind – zumal wenn sie allein leben – besonders empfindlich gegenüber Hitzewellen. Oftmals spielen hier Wohn- und Betreuungssituation zusammen mit Altersarmut. Alles zusammen führt mit einer erhöhten Disposition (vgl. Gesundheit) zu einer insgesamt sehr wahrscheinlich erhöhten Vulnerabilität Älterer. Als sehr sicher kann zudem angenommen werden, dass der klimabedingte Migrationsdruck auf Österreich aus Entwicklungs- und Schwellenländern zunehmen wird. Ob sich dies auch in erhöhten Einwanderungszahlen niederschlagen wird, hängt von der politischen Gestaltung ab und ist insofern unsicher. Festgestellt werden muss in jedem Fall mit hoher Sicherheit, dass sowohl bei der globalen Lastenverteilung als auch bei der einkommensspezifischen Verteilung von Klimafolgen (insbesondere auch extremen Wetterereignissen und Witterungsperioden) eine Gerechtigkeitslücke zwischen den Problemverursachern (Hauptemittenten auf globaler und nationaler Ebene) und denjenigen besteht, die die Hauptfolgen des Klimawandels zu gegenwärtigen haben.

AAR14

 &!    

t
Ökonomische Dimension Die ökonomischen Auswirkungen extremer Wetterereignisse in Österreich sind bereits jetzt erheblich und haben in den letzten drei Jahrzehnten zugenommen (sicher, Band 2, Kapitel 6). Die Schäden durch extreme Wettereignisse in Österreich betragen nach Datenauswertung der MunichRe-Schadensdatanbank für Österreich für die Periode 1980 bis 2010 insgesamt rund 9,3 Mrd. € (in Preisen von 2010), wobei die mittleren jährlichen Schäden von 97 Mio. in 1981 bis 1990 auf 706  Mio.  € in 2001 bis 2010 zugenommen haben. Die Zunahme der Schäden ist sowohl auf häufigere witterungsund klimabezogene Extremereignisse als auch auf eine höhere Exposition von Werten zurückzuführen. Insbesondere die Hochwasser 2002 (3,5 Mrd. €) und 2005 (0,6 Mrd. €) sowie mehrere starke Winterstürme mit Schäden von jeweils mehreren hundert Millionen € schlugen im letzten Jahrzehnt zu Buche. Bei diesen Schäden handelt es sich lediglich um die direkten Schadenskosten, die durch Wiederherstellung und Reparaturen anfielen. Indirekte Folgewirkungen sind hierbei nicht erfasst. Die möglichen ökonomischen Auswirkungen des Klimawandels werden überwiegend durch Extremereignisse und extreme Witterungsperioden bestimmt (mittleres Vertrauen). Die in den letzten drei Jahrzehnten aufgetretenen Schadenskosten von Extremereignissen legen nahe, dass Veränderungen in der Frequenz und Intensität solcher Schadensereignisse signifikante Auswirkungen auf die Volkswirtschaft Österreichs hätten. Neben Extremereignissen führen auch graduelle Temperaturund Niederschlagsänderungen zu ökonomischen Auswirkungen, z. B. in Form sich verändernder Ertragspotenziale in der Landwirtschaft oder in der Schneesicherheit von Skigebieten mit entsprechenden Auswirkungen auf den Wintertourismus. Durch den Klimawandel und die derzeit absehbare sozioökonomische Entwicklung steigen die Schadenspotenziale für Österreich in der Zukunft (mittleres Vertrauen, Band 2, Kapitel 3). Eine Vielzahl an Faktoren determiniert die künftigen Kosten des Klimawandels: neben der möglichen Änderung in der Verteilung von Extremereignissen sowie graduellen Klimaänderungen sind es vor allem sozioökonomische und demografische Faktoren, die letztlich die Schadenskosten determinieren werden. Dazu gehören u. a. die Altersstruktur der Bevölkerung im urbanen Raum, die Werteexposition, der Infrastrukturausbau in z. B. durch Massenbewegungen gefährdeten Gebieten sowie allgemein die Landnutzung, die maßgeblich die Vulnerabilität gegenüber dem Klimawandel steuert.

t
Tourismus Der Wintertourismus in Österreich wird mit hoher Wahrscheinlichkeit von der winterlichen Erwärmung und der Verkürzung bzw. Unterbrechung der Saison durch geringere Schneesicherheit negativ betroffen sein. Somit steigt die Abhängigkeit von wasser- und energieintensiver künstlicher Beschneiung sehr sicher in ganz Österreich. Die Anzahl schneesicherer Skigebiete verringert sich nach Osten zu weiter und es ist damit zu rechnen, dass sich der Wintertourismus auf schneesichere bzw. mit künstlicher Beschneiung ausgestattete Gunstlagen konzentrieren wird. Der Sommertourismus in Österreich kann von künftig vermehrt auftretenden Hitzesommern in Europa profitieren. Die Alpen dienen insofern mit hoher Wahrscheinlichkeit künftig als „Sommerfrische“ für von Hitzewellen geplagte Städter bzw. Mittel- und Südeuropäer. Der Städtetourismus zeigt sich insgesamt dem Klimawandel gegenüber relativ robust. Auswirkungen sind insofern zu erwarten, als sich die Aktivitäten von Städtetouristen gegebenenfalls stärker auf städtische Grünflächen, Parks und Gastgärten konzentrieren werden und zumindest nicht klimatisierte Gebäude in den Sommermonaten eher meiden werden. Jahreszeitlich ist wahrscheinlich mit einer Verlagerung des Städtetourismus-Schwerpunktes weg vom Sommer hin zu den Übergangsjahreszeiten zu rechnen. t
Extremereignisse, Naturgefahren und Risikotransfer Generell kann von einer Zunahme der Hochwasserschäden ausgegangen werden (wahrscheinlich), aufgrund der bestehenden Unsicherheiten der Klimamodelle bei Extremereignissen sind lokale Aussagen jedoch unsicher. Eine generalisierte Aussage über veränderte Frequenz-Magnitude-Beziehungen in bestehenden Vermurungsgebieten ohne Permafrost ist nicht möglich. Es sind jedoch drei neue Prozessdimensionen zu erwarten (wahrscheinlich): t


t


t


neu entstehende Muranrissgebiete oder Verschiebung der Muranrissgebiete in höhere Lagen durch Verschieben der Permafrostuntergrenze, erhöhte oder neu entstehende Geschiebepotenziale in Umlagerungsstrecken (Geschiebe-Remobilisierung) durch permafrostbedingte Primärprozesse (Rutschungen, Felsund Bergstürze, Hangmuren), neu entstehende Muranrissgebiete in bekannten Einzugsgebieten oder neue Prozessräume durch reduzierte Schutzfunktion des Waldes aufgrund erhöhter Vulnerabilität im Hinblick auf Trockenstress, Schädlingsbefall, Waldbrand, Sturm und Waldvitalität.

645

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

Aussagen zu klimawandelbedingten Veränderungen der Schäden durch Hagel, Sturm und Lawinen sind aus den derzeitigen Klimaprojektionen nicht ableitbar und somit unsicher. t
Bebauung und Raumplanung Hinsichtlich des Heiz- und Kühlbedarfs von Gebäuden in Österreich führt der Klimawandel insgesamt zu einer Reduktion des Gesamtenergiebedarfs (sehr wahrscheinlich). Dabei wird die klimabedingte Einsparung von Heizenergie den zusätzlichen Energiebedarf zur Raumkühlung um ein Vielfaches übersteigen. Die Veränderung des Heizbedarfs wird in alpinen Räumen Westösterreichs deutlich höher ausfallen als in den östlichen Niederungen, wohingegen der Kühlbedarf in Niederösterreich, Wien, der Südoststeiermark und dem Südburgenland am stärksten steigen wird. Klimawandelbedingter Wassermangel in Österreich kann ausgeschlossen werden (sicher). Für die bestehenden lokalen und regionalen Versorgungseinheiten in Ungunstlagen (geologische Gegebenheiten, geringe Pufferung und Vernetzung etc.) wird eine quantitative sowie qualitative Beeinträchtigung der Trinkwasserversorgung durch den Klimawandel allerdings nicht ausgeschlossen. Vor diesem Hintergrund wird vor allem der regionalen Vernetzung kleiner ländlicher Versorgungseinheiten eine in Zukunft steigende Bedeutung beigemessen. Die Entwicklung des Siedlungsraums – und damit des Schadenspotentials – ist einer deutlich stärkeren Dynamik unterworfen als die Beeinflussung der Häufigkeit und / oder Intensität von Hochwassern durch den Klimawandel. Gerade deshalb ist es notwendig, mögliche klimawandelbedingte Änderungen der Hochwassergefährdung mit in die Planung einzubeziehen, um das Schadenpotenzial reduzieren zu können. t
Infrastruktur Liniengebundene Verkehrsinfrastrukturen (Straßen und Bahnen) werden sehr wahrscheinlich von extremen Niederschlagsereignissen besonders betroffen. Mehr als drei Viertel aller Schäden entstehen durch mittelbare Folgewirkungen extremer Niederschläge (Muren, Rutschungen, Unterspülungen, Lawinen). Dies zeigt sich aus jüngsten Erhebungen aus existierenden Straßen- und Schienenschadensdatenbanken. Künftige Schadenspotenzialanalysen müssen sich – neben den unsicheren Projektionen für extreme Niederschläge – insbesondere mit Szenarien zum Infrastrukturausbau beschäftigen, die künftige Expositionen determinieren werden. Die durchschnittlichen direkten jährlichen Schäden durch wetterbedingte Ereignisse im Bereich Verkehrsinfrastruktur belaufen sich – auf Basis unsicherer und unvollständiger Schadensdaten und hochgerechnet anhand von Daten aus vier

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Bundesländern (Steiermark, Salzburg, Tirol und Vorarlberg) – auf rund 50  Mio.  € / Jahr. Die Schätzung direkter jährlicher Schäden im Bereich Energieinfrastrukturen ist anhand der vorliegenden Daten nicht möglich. Es ist sehr wahrscheinlich, dass die indirekten Folgekosten sowohl von Verkehrsunterbrechungen als auch von Unterbrechungen in der Stromversorgung in vielen Fällen weit höher sein werden, als die direkten Schadenskosten für die Instandsetzung der Infrastrukturen. Energieinfrastrukturen zeigen ein komplexes Bild wetterbedingter Störungen. So sind gerade bei den Verteilernetzen niederschlagsinduzierte Ereignisse (analog zu den Verkehrsinfrastrukturen) wesentlich und führen zu direkten physischen Schäden. Andererseits spielen bei der Energieinfrastruktur auch z. B. durch die Nachfrage angetriebene Durchleitungsprobleme eine wesentliche Rolle. Dabei können vermehrte Hitzewellen zu besonderen Komplikationen führen, da während dieser sowohl in der Energieerzeugung Probleme auftauchen (Niedrigwasser und verminderte Kühlwasserzufuhr), als auch gerade die Durchleitungen von Strom in Richtung Italien besonders beansprucht sind (hoher Energiebedarf in Südeuropa und geringere Kraftwerksleistungen ebendort) und zugleich der Strombedarf in Österreich (Kühlenergie und Bewässerung) ebenfalls signifikant ist. Da hier allerdings derzeit nur wenige Daten vorliegen, sind diese Aussagen unsicher. t
Forschungsbedarf Klimafolgen auf die Anthroposphäre werden häufig als Handlungsgrundlage und Rechtfertigung für Anpassungsmaßnahmen herangezogen. Dabei steht immer häufiger die politische Forderung nach einer möglichst monetären Bewertung von Klimafolgen im Raum. Die Forschung muss sich demnach stärker mit den volkswirtschaftlichen Folgen des Klimawandels befassen, um politisch relevante Aussagen zu erarbeiten. Eine Monetarisierung von Klimafolgen und deren Folgeeffekten (oft „impact chains“ bzw. Klimafolgeketten genannt) erscheint den politisch Verantwortlichen wesentlich. Hier ist Forschungsbedarf gegeben, gerade weil die Folgen auf so komplexe Wirkungszusammenhänge – direkte wie indirekte, kurzfristige wie langfristige – zurückzuführen sind. Monetär bewerten lassen sich nur diejenigen Klimafolgen, die marktbasierte Preise von Gütern und Dienstleistungen betreffen. Alles, was sich nicht oder nur mit fragwürdigen Methoden in € darstellen lässt, kann in ökonomischen Studien nicht oder nur qualitativ dargestellt werden. Dazu gehören wesentliche Dinge wie Gesundheitsfolgen, Ökosystemdienstleistungen wie Bodenfruchtbarkeit, Wasserbereitstellung etc. Wie

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hier sinnvoll eine ökonomische Darstellung erfolgen kann, ist auch international Forschungsgegenstand. Gleiches gilt für die so genannten indirekten Klimafolgen, also Folgeeffekte direkter physischer Klimafolgen bzw. von Extremereignisse, deren methodische Bewertung bislang noch unvollständig ist. Ebenso sind internationale Klimafolgen (etwa Ernteeinbrüche in anderen Weltregionen) selten ohne Rückkopplung auf Österreich, allerdings derzeit noch kaum sinnvoll ökonomisch bewertbar. Zudem darf man sich von ökonomischen Darstellungen nicht erhoffen, dass sie räumlich explizite Werte liefern, wie sie für die Anpassungsplanung benötigt werden. Dies ist sowohl methodisch als auch hinsichtlich der benötigten Datengrundlage bislang kaum möglich. Daher ist es wesentlich, Klimafolgenstudien weiterhin auch als Vulnerabilitätsdarstellungen abzuhandeln. Vulnerabilität lässt Rückschlüsse auf besonders anfällige Bevölkerungsschichten und Regionen zu und bietet somit eine wesentliche Grundlage für politisches Handeln hinsichtlich Anpassung. Herausforderung für Politik und Forschung gleichermaßen muss es sein, anpassungsrelevante Klimafolgenforschung so auszurichten, dass sie entsprechend umsetzungsrelevante Ergebnisse liefert. Dafür müssen die konkreten Fragestellungen von Politik und Verwaltung klar formuliert werden. Eine wesentliche Aufgabe künftiger Forschung muss es auch sein, Klimafolgestudien und Risikoabschätzungen stärker zusammen zu bringen, wenn möglich zu integrieren. Risikoabschätzungen sind eine wesentliche Planungsgrundlage in der Raumordnung und kleinräumigen Flächenwidmung. Die entsprechenden Instrumente, wie Risikozonierung und Flächenwidmung, müssen viel stärker Eingang in die Klimawandelanpassung finden bzw. müssen Klimafolgen in die entsprechenden Planungsinstrumente eingebracht werden. De facto sollten Naturgefahren, Risikozonierung und Klimawandelfolgen mehr und mehr gesamthaft betrachtet werden, denn was bei den meisten Klimafolgen für die Anthroposphäre im Zentrum steht, sind die (zunehmenden) Extremereignisse und weniger die allmählichen Klimaänderungen. Die Erarbeitung von Methoden, die zuverlässigere Aussagen zu Extremereignissen aus den Klimamodellen ermöglichen, bleibt eine wesentliche Anforderung der Klimafolgenforschung an die Klimamodellierung. Nicht zu vergessen ist bei aller Zukunftsausrichtung klimawandelbezogener Forschung, dass in Österreich bereits heute gewaltige klimaindizierte Schäden beobachtet werden, die eines klarmachen: Die Darstellung der heutigen Klimafolgen und deren Kosten deutet auf ein massives Anpassungsdefizit hin und bildet bereits jetzt eine enorme Rechtfertigung, in An-

passungs- und Schutzmaßnahmen zu investieren. Allerdings besteht auch hier ein Forschungsauftrag: die konsistente Darstellung eines derzeitigen „Klimakostenstandes“ und die Formulierung an Politik und Verwaltung, welche Art der Schadenserfassung nötig ist, um diesen Stand bereitzustellen und zu beobachten.

6 6

Der Einfluss des Klimawandels auf die Anthroposphäre Climate Change Impacts on the Anthroposphere

Das vorliegende Kapitel umfasst mit den sozioökonomischen Dimensionen des Klimawandels ein breites Feld an direkten und indirekten Auswirkungen und Wechselwirkungen von Klimaveränderungen. Diese betreffen soziale und gesundheitliche Aspekte der Bevölkerung ebenso, wie ökonomische Effekte, die durch Temperaturanstieg und Veränderung der Niederschlagscharakteristika sowie durch Veränderung der Stärke und der Häufigkeit von Extremereignissen und den sich daraus ergebenden Naturgefahren hervorgerufen werden. Das Kapitel besteht aus sieben Unterkapiteln mit wechselseitigen Bezügen. Es beginnt mit direkten und indirekten Auswirkungen von Klimaveränderungen auf die menschliche Gesundheit. Danach wird die soziale Betroffenheit betrachtet, also klimawandelbedingte Auswirkungen auf die Lebenssituation der Bevölkerung. Daran anschließend geht der Fokus hin zu den Auswirkungen auf die österreichische Volkswirtschaft. Die folgenden Abschnitte beschreiben die Auswirkungen des Klimawandels vor allem aufgrund von Extremereignissen sowie deren mittelbarer Wirkung auf Siedlungsstruktur, Bebauung sowie Infrastruktur. Es sei an dieser Stelle klargestellt, dass die meisten der beschriebenen Auswirkungen des Klimawandels in Österreich insgesamt negativ sind. Das wird ersichtlich aus der Vulnerabilität der Bevölkerung hinsichtlich der beschriebenen Klimafolgen: unsere Gesellschaft ist gegenüber Hitze weitaus empfindlicher als gegenüber Kälte, die Tourismusbranche macht im Winter schneeabhängige Umsätze, die durch ein Plus im Sommertourismus kaum zu kompensieren sind, unsere Siedlungen und Infrastrukturen sind etwa gegenüber Massenbewegungen / mehr Starkniederschlägen im alpinen Terrain besonders anfällig, etc. Demgegenüber stehen natürlich auch positive Folgen einer Erwärmung in Österreich. Diese eröffnen Möglichkeiten in verschiedenen Bereichen, wie etwa Sommertourismus und

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

Landwirtschaft. Allerdings müssen diese Chancen auch entsprechend genutzt werden und es ist noch nicht klar, wie weit sich diese Möglichkeiten auch erschließen lassen. Manche der in diesem Kapitel beschriebenen Veränderungen sind mit relativ großen Unsicherheiten behaftet. Im Sinne der Vorsorge ist es jedoch unabdingbar, alle potenziellen und negativen Klimafolgen klar darzulegen, um entsprechende Anpassungsmaßnahmen treffen zu können, die insbesondere Gefährdungen für den Menschen und seine Umwelt verhindern und somit auch die Verletzung grundlegender Rechte (Überleben, Gesundheit, Autonomie) zu vermeiden suchen (vgl. Jonas, 1979).

6.1 6.1

Auswirkungen des Klimawandels auf die Gesundheit Climate change impacts on health

Klimatische Bedingungen und deren Variabilität stehen mit der menschlichen Gesundheit in komplexen Wirkungszusammenhängen (z. B. Haines et al., 2006; WHO, 2009; McMichael, 2011). Es gibt eindeutige Hinweise darauf, dass der anthropogen verursachte Klimawandel weltweit bereits zu negativen Gesundheitseffekten geführt hat (Confalonieri et al., 2007; WHO, 2009). Trotz einiger potenziell positiver Auswirkungen wird davon ausgegangen, dass weltweit die negativen Auswirkungen überwiegen und sich in naher Zukunft unter fortschreitenden Klimaveränderungen verstärken werden (Confalonieri et al., 2007). Ärmere Weltregionen aber auch ärmere Bevölkerungsgruppen in Staaten mit mittlerem Einkommen werden auf Grund ihrer limitierten Anpassungskapazität vom Klimawandel am stärksten betroffen sein. Auch müssen wohlhabende Nationen wie Österreich mit ernsten Herausforderungen rechnen. Sie werden mit Gesundheitsproblemen, die die Lebensqualität beeinflussen, konfrontiert sein. Damit verbunden entstehen aber auch ökonomische Folgen, die durch steigende Gesundheitskosten und Verminderung der Arbeitsproduktivität entstehen (Ciscar et al., 2010a; siehe auch Haines et al., 2006; Confalonieri et al., 2007; Watkiss und Hunt, 2012). Zu den besonders verletzlichen Bevölkerungsgruppen zählen einkommensschwache, sozial schwache, ältere und chronisch kranke Menschen. Als positive Auswirkungen auf die Gesundheit auf globaler Ebene prognostiziert der 4. IPCC-Assessment-Report eine Reduktion von Kältetoten (Confalonieri et al., 2007; vgl. Jendritzky, 2007). Direkte negative Effekte umfassen Temperatur-abhängige Morbidität und Mortalität sowie direkte Auswirkungen extremer Wetterereignisse (z. B. Hitzewellen,

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Dürreperioden, Starkniederschläge, Fluten, Stürme und tropische Zyklone außerhalb tropischer Gebiete; siehe Schubert et al., 2008). Zu den indirekten Effekten zählen klimasensitive, übertragbare Erkrankungen (über Vektoren, Nahrung und Wasser übertragbare Infektionskrankheiten), nicht-übertragbare Erkrankungen, wie Allergien oder Erkrankungen, die im Zusammenhang mit einer Erhöhung des bodennahen Ozons stehen (Confalonieri et al., 2007) oder durch Nahrungsmittel- und Wasserknappheit verursacht werden, aber auch psychische Probleme, die durch Naturkatastrophen (catastrophic events) ausgelöst werden (post-traumatische Belastungsstörungen, Stress; vgl. Kaiser und Binder, 2005; Ciscar et al., 2010a). Die indirekten Auswirkungen von Klimaveränderungen auf die menschliche Gesundheit, insbesondere die durch Arthropoden (und andere Vektoren) übertragenen Krankheitserreger, können möglicherweise zu einer besonders großen Herausforderung für das Gesundheitssystem werden, da eingeschleppte Infektionskrankheiten viel weniger vorhersehbar und die Möglichkeiten, Gegenmaßnahmen zu ergreifen, gering sind. Neue Krankheitserreger wandern ein oder werden eingeführt und können sich etablieren aber auch bereits vorhandene Krankheitserreger können sich regional weiter ausbreiten (oder auch verschwinden) (Rabitsch und Essl, 2010; Aspöck und Walochnik, 2010). Abbildung 6.1 zeigt im Überblick die unterschiedlichen Wirkungspfade des Klimawandels auf die Gesundheit (Confalonieri et al., 2007; McMichael et al., 2004). Neben klimatischen Faktoren (Temperatur, Niederschlag, Wetterverhältnisse, stratosphärische Ozonabnahme) spielen für den Gesundheitszustand der Bevölkerung auch nicht klimatische Faktoren eine bedeutende Rolle (siehe Dahlgren und Whitehead, 1991): neben Alter, Geschlecht und genetischer Disposition gehören Lebens- und Arbeitsbedingungen, die Einbindung in soziale (Beziehungs- und Versorgungs-)Netze sowie individuelle Verhaltensweisen dazu. Gesundheitseffekte (temperaturabhängige Morbidität und Mortalität), die im Zusammenhang mit niedrigen Umgebungstemperaturen (Kältestress) stehen, werden in der Literatur unter unterschiedlichen Aspekten und kontrovers diskutiert. Sie sind grundsätzlich schwieriger zu erfassen, denn die Mechanismen zwischen Kältestress und Mortalität sind weniger klar, als der Zusammenhang zwischen hohen Umgebungstemperaturen und Mortalität (Laschewski und Jendritzky, 2002; Jendritzky, 2007). Im Jahresgang zeigen sich in den gemäßigten Breiten maximale Mortalitätsraten im Winter (die höchsten Werte treten allerdings bei ausgeprägten Hitzeperioden auf; Jendritzky, 2007), die jedoch eher durch ein

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Anpassungs und KlimaschutzMaßnahmen Gesundheitseffekte

Klima wandel Temperatur, Niederschlag, Einstrahlung

Exposition

Direkt

Regionale Wetterveränderungen

Indirekt

¡ Hitzewellen ¡ Extremereignisse (Hochwasser,Hagel,etc.) ¡ Kontinuierlicher Temperaturanstieg ¡ Niederschlagsmuster

Andereals gesundheitliche Auswirkungen ¡ ¡ ¡ ¡ ¡

Wasserversorgung Landwirtschaft Arten NatürlicheRessourcen Wälder

¡ Temperaturbezogene MortalitätundMorbidität ¡ Extremwetterbezogene

¡ Kontaminationspfade ¡ Übertragungsdynamiken

¡ Luftverschmutzungsbezogene ¡ ÜberLebensmittelundWasser übertragbareErkrankungen ¡ ÜberVektorenundNagetiere übertragbareErkrankungen

Gesundheitsdeterminanten

¡ EffektevonWasser? und Lebensmittelverknappung ¡ EffektedurchMigration

¡ IndividuelleEbene:Alter,Geschlecht, genetischeDisposition,Verhalten ¡ SozialundkommunaleNetzwerke ¡ Lebensbedingungen:Einkommen, Ausbildung,Gesundheitsservices, Luft? undWasserqualität,Land? wirtschaftundLebensmittelversorgg., …

Abbildung 6.1 Direkte und indirekte Wirkungspfade des Klimawandels auf die Gesundheit. Adaptiert nach Confalonieri et al. (2007); McMichael et al. (2004) Figure 6.1 Direct and indirect impact chains of climate change affecting health. Adapted from Confalonieri et al. (2007); McMichael et al. (2004)

prinzipiell höheres Infektionsrisiko in der kalten Jahreszeit erklärt werden können, als durch direkte Kälteeinwirkungen. Wie bereits erwähnt, wird global gesehen eine Reduktion von Kältetoten prognostiziert (Confalonieri et al., 2007; Ciscar et al., 2010a; vgl. dazu Jendritzky, 2007). Vereinzelte Kälteextreme („cold events“), wie sie auch in Zukunft erwartet werden (IPCC, 2013; IPCC, 2012), werden sich vor allem in jenen Ländern negativ auswirken, die nicht gut an Kälte angepasst sind. Allerdings zeigt sich auch ein Anstieg der Mortalitätsraten im Zuge von Kältewellen in an Kälte grundsätzlich gut angepassten Ländern, wenn Innenräume wegen unzuverlässiger Infrastruktur nicht entsprechend geheizt werden können (Confalonieri et al., 2007) oder wenn Energiekosten für arme Bevölkerungsgruppen nicht leistbar sind (siehe Lloyd, 2013). In diesem Kontext ist die steigende Anzahl an „Kältetoten“ („cold deaths“), wie sie in einigen Europäischen Ländern, insbesondere in Großbritannien, beobachtet wird, zu verstehen (Confalonieri et al., 2007). Damit zählen diese – anders als die Bezeichnung „Kältetote“ suggeriert – nicht zu den Gesundheitseffekten, die direkt durch Kälte hervorgerufen werden. Österreich ist wahrscheinlich auf Grund besserer Standards (Gebäudezustand und Beheizung) von dieser Art von „Kältetoten“ bislang nicht betroffen. Es ist allerdings nicht auszuschließen, dass aufgrund verschärfter sozioökonomischer

Rahmenbedingungen (und in Folge Zunahme von Armut) in Kombination mit steigenden Energiepreisen auch in Österreich ähnliche Problemen auftreten können. Im Folgenden wird auf jene gesundheitsrelevanten Auswirkungen des Klimawandels eingegangen, die bislang für Österreich am besten untersucht wurden. Dabei handelt es sich um Mortalitätsraten durch Hitzewellen und kontinuierliche Temperaturerhöhung, als Beispiel für Temperatur-induzierte direkte Einflüsse, sowie um durch Vektoren und Nahrung übertragene Krankheitserreger. Allergien stellen ein Beispiel für klimasensitive nicht-übertragbare Erkrankungen dar. Weitere Aussagen zu den möglichen Gesundheitsfolgen von Klimaveränderungen hinsichtlich Prognosen zur Entwicklung einzelner Erkrankungen sind für Österreich weit schwieriger zu treffen: Dies gilt für den Einfluss verstärkter UV-Strahlung (z. B. auf die Entstehung von Melanomen; vgl. Holick, 2004; Moshammer et al., 2008; Simic, 2011) oder die Entwicklung und Auswirkungen von Ozon- und Feinstaubbelastung und deren Folgen (insbesondere für Kleinkinder und chronisch Lungenkranke).

649

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

6.1.1

Direkte Auswirkungen auf die Gesundheit

Die Auswirkungen von Temperaturerhöhung und insbesondere Hitzewellen3 stellen wahrscheinlich die gravierendsten direkten Gesundheitseffekte der Klimaveränderungen dar (siehe EEA, 2012). Zahlreiche empirische Studien belegen den Zusammenhang zwischen Hitzeperioden oder auch kontinuierlicher Temperaturerhöhung im Sommer und erhöhten Mortalitätsraten (z. B. Menne und Ebi, 2006). Hitze belastet den menschlichen Organismus und kann vor allem bei einer schlechten gesundheitlichen Ausgangslage bis hin zum Tod führen (häufig durch Herzkreislaufversagen). Die Auswirkung thermischer Belastungen auf den Menschen hängt dabei stark von der individuellen Situation, wie dem allgemeinen Gesundheitszustand (bestehende Vorerkrankungen, Flüssigkeitsmangel, verminderte psychische und psychische Fitness), aber auch von der jeweiligen Wohn- und Betreuungssituation ab. zur besonders verletzlichen Bevölkerungsgruppe zählen daher ältere, chronisch kranke Personen, die allein leben (z. B. Hübler und Kleppner, 2007; Eis et al., 2010). Europa erlebte innerhalb der letzten drei Jahrzehnte einige schwere Hitzewellen, die in Westeuropa zu etwa 19 Toten pro 10 000 Personen führten (Robine et al., 2008). Im „Jahrhundertsommer“ 2003 wurde in Österreich, sowie in ganz Europa (insbesondere in Westeuropa), eine erhöhte Mortalität (vor allem in der älteren Bevölkerung) beobachtet. Allein zwischen dem 3. und 16. August 2003 wurden 39 000 zusätzliche Sterbefälle in 12 Europäischen Ländern verzeichnet. Frankreich war mit einer Übersterblichkeitsrate von 95 % (in diesem Zeitraum) besonders betroffen (siehe Robine et al., 2008). Einer aktuellen Studie zu Folge könnte 2080 europaweit die hitzebedingte Mortalität (ohne physiologischer Akklimatisierung) je nach Szenario zwischen 60 000 und 165 000 Toten pro Jahr betragen (Ciscar et al., 2010a).4 Österreich ist in dieser Studie unter der Region „Central Europe South“ subsummiert (siehe ebenda). Nach Watkiss und Hunt (2012) liegt Österreich europaweit bezüglich Hitzetoten pro 10 000 EinwohnerInnen für den Zeitraum 2071 bis 2100 im Mittelfeld Es ist zu betonen, dass durch entsprechende Anpassungsmaßnahmen diese Zahl drastisch reduziert werden könnte (Ciscar et al., 2010a). Im Sommer 2003 kam es in Wien zu etwa 180 zusätzlichen durch Hitze bedingten Todesfällen (Hutter et al., 2007). Moshammer untersuchte mit jeweils unterschiedlichen Co-Autor 3 Für Hitzewellen gibt es international unterschiedliche Definitionen. 4 Für methodische Details siehe Ciscar et al. (2010b), Watkiss und Hunt (2012).

650

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Innen (Moshammer et al., 2006; Moshammer et al., 2009) hitzebedingte Mortalitätsraten zwischen 1990 und 2001 für Wien (2006) und für Oberösterreich (2009). Beide Studien verwendeten als Definition für Hitzewellen die sogenannten „Kyselý-Tage“: als Hitzeperiode wird nach Kyselý (2004) jene Periode definiert, in der an mindestens 3 Tagen die Maximaltemperatur von 30 °C überschritten wird, am Folgetagen das Tagesmaximum nicht unter 25 °C absinkt und das mittlere Temperaturmaximum der gesamten Periode nicht unter 30 °C sinkt. An den insgesamt 206 Kyselý-Tagen der 15 Beobachtungsjahre wurde eine Zunahme der täglichen Todesfälle um 15,8 % für Wien beobachtet. Die Modellrechnung ergab eine Zunahme eine 7,8  %. Die Differenz zwischen berechneter und beobachteter Übersterblichkeit entspricht dem Effekt der kontinuierlichen Temperatursteigerung (siehe Moshammer et al., 2006). Während im Beobachtungszeitraum 1990 bis 2004 jährlich durchschnittlich 13,7 Kyselý-Tage zu beobachten waren, ergeben sich unter dem A1B-Szenario für den Zeitraum 2061 bis 2090 39,4 Kyselý-Tage. Mit den aus der Vergangenheit ermittelten Übersterblichkeitsraten schätzt die Studie 143 jährliche zusätzliche Sterbefälle an Kyselý-Tagen für den Zeitraum 2061 bis 2090. Wird der Effekt des kontinuierlichen Temperaturanstiegs in den Sommermonaten mitberücksichtigt, liegt die Schätzung bei 289 jährlichen Sterbefällen (Moshammer et al., 2006). Dies entspricht einer klimabedingten jährlichen Übersterblichkeit von 6 Todesfällen pro 10 000 EinwohnerInnen an Kyselý-Tagen und von 12 Todesfällen je 10 000 EinwohnerInnen für Kyselý-Tage und kontinuierlichen Temperaturanstieg. Diese Beobachtungen für Wien stellen Muthers et al. (2010a, 2010b) in einen größeren zeitlichen Kontext (1970 bis 2007). An Hand des biometeorologischen Index PET (physiologically equivalent temperature) können auch sie einen klaren Zusammenhang zwischen Hitze und erhöhter Mortalität (Übersterblichkeit) nachweisen. Weiter zeigen ihre Ergebnisse eine signifikante Abnahme der hitzebedingten Mortalität für moderaten und für starken Hitzestress (Rückgang der Sensitivität) im Laufe der Untersuchungsperiode. Die AutorInnen sehen darin einen möglichen Hinweis auf langfristige Anpassungsprozesse (spontane Anpassung durch Einbau von Klimaanlagen und Verhaltensänderung) an veränderte klimatische Bedingungen. Bei geringem und extremem Hitzestress ist diese Abnahme nicht signifikant. Derzeit wird in Deutschland von einer hitzebedingten Mortalität von jährlich rund 5 000 Personen ausgegangen. Die Zunahme der Hitzetage lässt für 2071 bis 2100 unter der Annahme gleicher Bevölkerungszahl und gleicher Altersstruktur

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Abbildung 6.2 Anzahl der gesamten hitzebedingten Todesopfer pro Jahr im Prognosezeitraum 2071–2100 für Deutschland (exponentielle Extrapolation bei extremer Hitzebelastung). Quelle: Hübler und Kleppner (2007) Figure 6.2 Number of heat-related Deaths per year during the projected period 2071–2100 for Germany (exponential extrapolation for extreme heat exposure). Source: Hübler und Kleppner (2007)

etwa eine Verdopplung erwarten (siehe Abbildung 6.2) (Hübler und Kleppner, 2007). Derartige Schätzungen liegen für Österreich bislang noch nicht vor. Werden die Schätzungen für Deutschland ohne Berücksichtigung weiterer empirischer Daten, also sehr vereinfacht, auf Österreichs Bevölkerung übertragen (bei einer um den Faktor 10 kleineren Bevölkerungszahl), würde dies eine erhöhte hitzebedingte Mortalität von ca. 500 (ohne demographische Veränderungen) bzw. bis 2 200 (mit demographischen Veränderungen) zusätzlichen Todesfällen pro Jahr für den Zeitraum 2071 bis 2100 bedeuten. Diese Zahlen geben nur einen sehr groben Eindruck der Größenordnung wieder. Eine zurzeit laufende Studie, die im Rahmen des Austrian Climate Research Program (ACRP) durchgeführt und erst nach Erscheinung diese Berichts fertiggestellt wird, wird dazu spezifischere Szenario-basierte Abschätzungen liefern.

6.1.2

Indirekte Auswirkungen auf die Gesundheit

Klimatische Veränderungen bedingen eine Veränderung von Ökosystemen und wirken dadurch auch indirekt auf die menschliche Gesundheit ein. Manche Arten finden bessere Bedingungen vor und breiten sich aus, andere dagegen kommen mit den veränderten Bedingungen schlechter zurecht und ziehen sich zurück oder sterben aus. Dadurch fallen für wiederum andere Arten Räuber- oder Beuteorganismen oder auch Konkurrenten weg, und es kommt zu einer generellen Verschiebung der Artenzusammensetzung (Pflanzen, Tiere, Pilze, Mikroorganismen). So beeinflussen klimatische Veränderungen die Verbreitung zahlreicher Reservoirtiere und damit die Verbreitung aller Infektionskrankheiten mit einem tierischen Erregerreservoir (Zoonosen). Arthropoden (Gliederfüßer, z. B. Insekten oder Spinnentiere, wie Zecken) sind derartige ektotherme Organismen, die in ihrer Körpertemperatur, Aktivität und Verbreitung vollständig und direkt von den klimatischen Bedingungen ihrer Umwelt abhängig sind.

Nicht zuletzt unterliegt auch die Verbreitung allergener Pflanzen und Pilze den klimatischen Gegebenheiten. Darüber hinaus werden (durch das ja bereits alte, aber in den vergangenen Jahren verstärkte Phänomen der Globalisierung von Handel und Tourismus) zunehmend und meist unabsichtlich neue Arten (Neobiota) nach Mitteleuropa eingeschleppt (Rabitsch und Essl, 2010; Aspöck und Walochnik, 2010). Wenn diese durch den Klimawandel nun geeignete Bedingungen vorfinden, können sie sich mitunter auch etablieren. Dadurch können vormals nicht heimische (z. B. tropische) Infektionskrankheiten oder bisher unbekannte Allergien auftreten und das Gesundheitssystem vor neue Aufgaben stellen.

Klima-sensitive übertragbare Krankheiten Wir unterscheiden zwischen endogener und exogener und bei letzterer zwischen direkter und indirekter Infektion. Bei der endogenen Infektion (Autoinfektion) stammt der Erreger aus der körpereigenen, normalerweise harmlosen Flora und gelangt bei geschwächtem Immunsystem z. B. über Haut, Lunge oder Darm in den Blutkreislauf. Bei der exogenen Infektion stammt der Erreger aus der Umgebung (Tröpfcheninfektion, Kontaktinfektion). Bei der direkten Infektion erfolgt die Erregerübertragung von Mensch zu Mensch ohne Zwischenschritte. Bei der indirekten Infektion erfolgt die Übertragung über externe Krankheitsüberträger. Diese sogenannten Vektoren (lat. vector „Reisender“, „Träger“) transportieren / übertragen dabei einen Erreger von einem auf einen anderen Organismus ohne selbst zu erkranken. Klimaänderungen spielen für die Epidemiologie von Infektionskrankheiten eine zentrale Rolle und zwar besonders für die Verbreitung von Vektor-übertragenen Infektionskrankheiten, weil fast alle Vektoren ektotherme Organismen5 sind und – vor allem – weil der Mensch auf die 5 D. h. Organismen wie etwa Zecken und Mücken, die z. B. durch Blutsaugen Krankheiten von außen an den Menschen herantragen und ihrerseits hinsichtlich ihrer Ausbreitung bzw. Etablierung von Klimabedingungen abhängig sind.

651

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

Ausbreitung von Vektoren nur sehr bedingt Einfluss nehmen kann (Aspöck, 2007).

Durch Vektoren übertragene Erreger Zecken als Vektoren Zecken sind die wichtigsten Überträger von Krankheitserregern in Mitteleuropa. In Österreich kommen zwei Zeckenfamilien vor, die Ixodidae (Schildzecken) und die Argasidae (Lederzecken) mit insgesamt über 40 Arten. Von diesen ist Ixodes ricinus, der gemeine Holzbock, nicht nur die häufigste Zeckenart, sondern auch der wichtigste Vektor. Insgesamt können in Österreich fast 50 verschiedene Erreger von Zecken übertragen werden, neben mehreren Viren (z. B. FSME) auch eine Reihe von Bakterien (z. B. Borrelien, Rickettsien) und zumindest eine Gruppe von Protozoen (Babesien). Ein Großteil der österreichischen Populationen des gemeinen Holzbocks trägt zumindest einen potenziellen Krankheitserreger in sich, ein Drittel beherbergt sogar mehrere Erreger gleichzeitig (Blaschitz et al., 2008a, b, c). Der Holzbock ist nicht wirtsspezifisch, insbesondere die Blutmahlzeit an Vögeln spielt für die Verbreitung von Krankheitserregern eine wichtige Rolle, da Zugvögel Erreger aus anderen Regionen mitbringen, und diese dann durch den Zeckenstich auf den Menschen übertragen werden können. Aber auch Kleinnager, die wichtigsten Blutwirte der Zeckenlarven, spielen eine entscheidende Rolle, da sie zahlreiche Krankheitserreger beherbergen können und da Nagerpopulationen massiv von Klimaänderungen beeinflusst werden (Stark et al., 2009). Durch eine Erhöhung der Jahresdurchschnittstemperatur kann es nicht nur zu einem Einwandern der Zecken in höher gelegene Gebiete kommen, sondern auch zu einer früher einsetzenden bzw. verlängerten aktiven Periode dieser Vektoren (Holzmann et al., 2009). Außerdem führt die Klimaerwärmung zu einer schnelleren Entwicklung sowohl der Zecken, als auch der von ihnen getragenen Erreger und schließlich auch zu einer größeren Verbreitung der Reservoirwirte. Hinzu kommt, dass Zecken-Arten, deren Hauptverbreitungsgebiet im Mittelmeerraum liegt, sich im Gefolge einer Klimaerwärmung nach Norden ausbreiten können. Sie fungieren als Überträger von Rickettsien (die mit Antibiotika gut zu behandeln sind), jedoch auch von Arboviren. Besonders muss das Virus des Krim-Kongo-Hämorrhagischen Fiebers (CCHF) erwähnt werden, das auf der Balkanhalbinsel vorkommt. Im Falle einer Infektion beträgt die Letalität 30 bis 60 % (es gibt bis heute keinen Impfstoff).

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Stechmücken als Vektoren In Mitteleuropa existieren etwa 50 Stechmücken-Arten (Familie Culicidae), von denen die meisten auch in Österreich vorkommen und auch am Menschen Blut saugen. Neben den Erregern der Malaria und einer Reihe von Fadenwürmern können Stechmücken weltweit viele verschiedene Viren übertragen. In Mitteleuropa zirkulieren derzeit (zeitlich und regional unterschiedlich) vor allem Sindbis-, Tahyna-, Usutu- und West-Nil-Viren. West-Nil-, Usutu- und Sindbis-Viren werden vermutlich regelmäßig durch Zugvögel nach Mitteleuropa eingeschleppt, es ist jedoch bekannt, dass sie in etablierten Zyklen auch den Winter in Mitteleuropa überleben können (Brugger und Rubel, 2009; Dobler und Aspöck, 2010a; Weissenböck et al., 2010). Heute werden durch die rege Reisetätigkeit der Bevölkerung und durch die Globalisierung immer wieder tropische Viren nach Mitteleuropa importiert, von denen sich manche, sofern ein geeigneter Vektor vorhanden ist, zumindest zeitweise etablieren könnten. Zumindest drei Stechmücken-Arten sind in den vergangenen Jahren als Neobiota nach Mitteleuropa eingeschleppt worden: Aedes (Stegomyia) albopictus (die Asiatische Tigermücke, vgl. Abbildung 6.3), Ochlerotatus (Finlaya) japonicus (die Asiatische Buschmücke) und Ochlerotatus (Ochlerotatus) atropalpus (eine nordamerikanische Art). Alle drei legen ihre Eier an den Rand kleiner Wasseransammlungen (z. B. in Autoreifen) ab und können so leicht über Kontinente hinweg verschleppt werden. Außerdem können alle drei als sehr effiziente Vektoren von mehreren (und zum Teil gefährlichen) Viren fungieren. Eine weitere Stechmücke, die immer wieder nach Europa eingeschleppt wird, ist Aedes (Stegomyia) aegypti,

Abbildung 6.3 Asiatische Tigermücke (Aedes (Stegomyia) albopictus). Foto: R. Pospischil Figure 6.3 Asian tiger mosquito (Aedes (Stegomyia) albopictus). Picture: R. Pospischil

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die Gelbfiebermücke. Auch diese könnte sich in den nächsten Jahren und Jahrzehnten in Mitteleuropa etablieren (Schaffner et al., 2012). Die Übertragung der Malaria steht mit Klimafaktoren wie Temperatur und Niederschlag in komplexem Zusammenhang. Die Malaria (die Erreger gehören zur Gattung Plasmodium), wurde in Europa in den 1970er Jahren ausgerottet. Allerdings werden die Malaria-Erreger immer wieder (vor allem mit infizierten Reisenden, aber auch mit infizierten AnophelesMücken) nach Europa eingeschleppt und bisweilen kommt es auch zu einer kurzfristigen Zirkulation in heimischen Mücken. Veränderungen von Klimafaktoren können zwar eine autochthone Transmission begünstigen, andere Faktoren (wie sozioökonomische Rahmenbedingungen, Gebäudestandards, Kapazitäten der Gesundheitssysteme, Behandlungsmöglichkeiten) begrenzen allerdings ein klimawandelbedingtes Wiederauftreten der Malaria in Europa (Semenza und Menne, 2009; ECDC, 2010). Klimawandelbedingte autochthone Malariaausbrüche in Europa gelten als unwahrscheinlich (Kuhn et al., 2003, Semenza und Menne, 2009).

auch im Mittelmeerraum vor. Man unterscheidet die HautLeishmaniosen und die viszerale Leishmaniose (VL), wobei jeweils verschiedene Leishmanien als Erreger fungieren können (Walochnik und Aspöck, 2010). Eine HIV-Infektion erhöht dabei das Risiko einer Leishmanien-Infektion drastisch. Über, teilweise illegale, Hundetransporte aus verschiedenen Mittelmeerländern wurde in den vergangenen Jahren in Mitteleuropa und auch in Österreich ein erhebliches Leishmanien-Reservoir geschaffen (Leschnik et al., 2008). Wie jüngste Untersuchungen zeigten, werden auch durch den Menschen häufiger Leishmanien nach Österreich importiert (Poeppl et al., 2012, 2013). Durch das natürliche Vorkommen von Sandmücken in Mitteleuropa muss auch eine autochthone Übertragung von Leishmanien als möglich angesehen werden (Aspöck und Walochnik, 2009). Die Vektorkompetenz von P. perniciosus ist bekannt, jene von P. mascittii ist nach wie vor nicht eindeutig belegt. Tatsächlich sind aber mittlerweile autochthone Leishmaniose-Fälle aus Deutschland bekannt (Bogdan et al., 2001) und in Österreich gab es immerhin einige Verdachtsfälle (Kollaritsch et al., 1989). Die Phleboviren gehören zur Familie der Bunyaviridae. In Europa kommen das Naples-, das Toscana-, das Sicily- und das Massilia-Virus vor (Depaquit et al., 2010). Als Vektoren spielen P. papatasi, P. perniociosus, P. perfiliewi und P. neglectus eine Rolle. Das Sicily- und das Naples-Virus sind die Erreger des Dreitage- oder Pappataci-Fiebers, welches mit grippeartigen Symptomen einhergeht. Das Verbreitungsgebiet dieser Viren umfasst den gesamten Mittelmeerraum. Das ToscanaVirus wird in erster Linie von P. perniciosus und P. perfiliewi übertragen, Infektionen mit dem Toscana-Virus verlaufen oft asymptomatisch, können aber auch zu einer akuten Gehirnhautentzündung führen. Auch das Toscana-Virus kommt vor allem im Mittelmeerraum vor, 2010 wurde es erstmals in Süddeutschland (Baden-Württemberg) nachgewiesen (Dobler und Aspöck, 2010b).

Sandmücken als Vektoren Bei den Sandmücken (Phlebotominae) handelt es sich um eine Unterfamilie der Schmetterlingsmücken (Psychodidae). Etwa 70 Arten der Gattungen Phlebotomus und Lutzomyia können als Überträger von Leishmanien, den Erregern der Leishmaniosen, fungieren. Darüber hinaus gelten zahlreiche Phlebotomus-Arten als Überträger der sogenannten Phleboviren, welche grippeartige Erkrankungen auslösen können. In Europa wurden bisher 22 Arten der Gattungen Phlebotomus und Sergentomyia nachgewiesen. Der Verbreitungsschwerpunkt liegt im Mittelmeerraum. Arten mit potenzieller Ausbreitung nach bzw. in Mitteleuropa sind: Phlebotomus neglectus, P. perfiliewi, P. perniciosus, P. papatasi, P. sergenti, P. mascittii und Sergentomyia minuta. In einer klimatologischen Untersuchung konnte gezeigt werden, dass auch in Österreich, zumindest in überdurchschnittlich warmen Jahren, geeignete Bedingungen für die Etablierung von P. mascittii und P. neglectus bestehen (Aspöck et al., 2008). Tatsächlich wurde P. mascittii im Jahr 2009 erstmals in Österreich nachgewiesen (Naucke et al., 2011). Durch die Klimaerwärmung können sich diese Populationen vergrößern und wieder ausbreiten bzw. haben sich bereits ausgebreitet (Aspöck, 2010). Dazu benötigen die Sandmücken eine Monatsdurchschnittstemperatur in den Sommermonaten von zumindest 20 °C (Fischer et al., 2010). Leishmanien-Infektionen (Leishmaniosen) sind vor allem in den Tropen und Subtropen endemisch, kommen aber

Zoonosen (Reservoirtiere) Nagerpopulationen sind ausgesprochen anfällig für klimatische Veränderungen – und Nager fungieren für zahlreiche Krankheitserreger als Reservoirwirte. Hierzu zählen nicht nur das bereits genannte FSME-Virus, sondern z. B. auch die Borrelien, der Erreger der Pest (Yersinia pestis) oder die Hantaviren.

Aktiv eindringende Erreger Die Näglerien sind 10–20 μm große Einzeller, die einzig bekannte pathogene Art ist Naegleria fowleri, welche beim Men-

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

schen die Primäre Amöben-Meningoenzephalitis (PAME) verursacht, eine akute Entzündung des Gehirns, die meist innerhalb weniger Tage zum Tod führt. Die Infektion erfolgt, wenn beim Baden kontaminiertes Wasser in die Nase gelangt. N. fowleri ist thermophil und kommt vor allem in warmen Gewässern, wie Schwimmbädern und Badeteichen, vor. Die Infektion tritt vor allem bei Kindern auf, was vermutlich auf deren Badeverhalten zurückzuführen ist. PAME-Fälle sind in Mitteleuropa lediglich in der ehemaligen Tschechoslowakei dokumentiert worden, wo in den 1960er Jahren 16 Kinder daran starben (Červa und Novak, 1968). In Italien trat 2003 der erste Fall auf, vermutlich bedingt durch den warmen Sommer mit ungewöhnlich hohen Temperaturen in Freilandgewässern (Cogo et al., 2004). Aus Österreich ist bisher noch kein Fall einer N. fowleri-Infektion bekannt. Hakenwürmer (Ancylostoma duodenale und Necator americanus) gehören zu den Fadenwürmern. Deren ganzjährige Etablierung ist in Mitteleuropa nur dort möglich, wo der Boden im Winter nicht friert. In den Sommermonaten ist eine Übertragung generell möglich und es werden auch jedes Jahr Hakenwürmer nach Mitteleuropa also auch nach Österreich importiert. Auch die Dirofilarien gehören zu den Fadenwürmern und verursachen beim Hund die sogenannte Herzwurmkrankheit. Sie werden als Larven von verschiedenen Stechmücken (Aedes-, Anopheles,- und Culex-Arten) übertragen. Beim Menschen kriechen sie meist als präadulte Würmer durch das Unterhaut-Bindegewebe, aber mitunter auch ins Auge oder die Lunge, wo sie erheblichen Schaden anrichten können. Dirofilariosen sind mit den Arten Dirofilaria immitis und D. repens in den Mittelmeerländern endemisch. In den letzten Jahren traten aber vermehrt auch Fälle autochthoner Dirofilariose in Mittel- und Osteuropa auf. In Österreich wurde 2008 der erste Fall beim Menschen beschrieben und zwar bei einer Person, die Österreich nie verlassen hatte (Auer und Susani, 2008).

Durch Lebensmittel und Wasser übertragene Erreger Humanpathogene Mikroorganismen, die durch Lebensmittel und Trinkwasser übertragen werden, führen weltweit immer wieder zu großen Epidemien, oft mit vielen tausend Krankheitsfällen. Viele dieser Erreger erhöhen ihre Wachstumsraten bei steigender Umgebungstemperatur (siehe ECDC, 2013; Kornschober et al., 2009; Kovats et al., 2004, 2005). In Europa sind hier vor allem Salmonellen und Campylobacter als bakterielle Erreger sowie die Giardien

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und Kryptosporidien als protozoische Erreger zu nennen. Während die Korrelation der Inzidenzraten von Salmonelleninfektionen und steigender Temperatur – mit Spitzen in den Sommermonaten – nachgewiesen wurde (Kovats et al., 2004), sind diese Zusammenhänge bei Campylobacter noch unklar (Kovats et al., 2005). Hauptursachen für die Transmission von Erkrankungen, die durch Lebensmittel übertragen werden (z. B. Salmonelleninfektionen), liegen im fehlerhaften Umgang bei Lagerung (Kühlung) und Zubereitung. Als bedeutende nicht-klimatisch bedingte Faktoren werden veränderte Essgewohnheiten (z. B. Grillen im Freien) und vermehrte Außenaktivitäten in der warmen Jahreszeit angesehen, die das Risiko erhöhen, mit pathogenen Mikroorganismen in Kontakt zu kommen (Kovats et al., 2004). Zusätzlich können Starkniederschläge zu Kontamination von Wasser und landwirtschaftlichen Produkten führen. Infektionsraten dieser klima-sensitiven Erkrankungen sind daher von nicht-klimatischen Faktoren, wie hygienischen Bedingungen, Präventionsprogrammen, gesetzlichen Bestimmungen, Information der Bevölkerung und Verhaltensmustern abhängig. Kovats et al. (2004) untersuchten die Beziehung zwischen Umgebungstemperatur und Anzahl berichteter Salmonellenfälle in zehn europäischen Ländern. Dies war die epidemiologische Grundlage für eine Studie zur Abschätzung der klimawandelinduzierten Zunahme von Salmonelleninfektionen in Europa (EU 27) (Watkiss und Hunt, 2012). Die Ergebnisse zeigen eine temperaturbedingte (klimawandelinduzierte) jährliche Steigerung von durchschnittlich ca. 90 000 Fällen für die Periode bis 2020 (mit nur geringen Unterschieden zwischen den beiden betrachteten Klimaszenarien). Für den Zeitraum 2071 bis 2100 ergeben die Schätzungen eine bis zu 50 % Steigerung an Fällen, die allein durch Klimaveränderungen bedingt sind (40 000–120 000). Allerdings sind diese Ergebnisse auf Grund von Unsicherheiten und methodischen Problemen limitiert. Zudem ist es wahrscheinlich, dass bereits eingeführte, effektive Kontroll- und Präventionsprogramme, die in Österreich innerhalb einer Dekade die Anzahl der Salmonellenfälle um über 50 % reduzierten (siehe Schaffner et al., 2012), zu einer weiteren Abnahme führen werden. Klimaveränderungen könnten diesen Trend abschwächen.

Klimasensitive nicht-übertragbare Krankheiten Allergien Zahlreiche Pflanzen, Pilze aber auch Arthropoden können beim Menschen (z. B. durch Pollen, Sporen, Haare), durch Einat-

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men, orale Aufnahme aber mitunter auch durch Hautkontakt, Allergien auslösen. Ein Anstieg der Jahresmitteltemperatur führt bei den meisten Pflanzen zu einer verlängerten Vegetationsperiode und stärkerem Wachstum bzw. bei Tieren zu einer verlängerten Aktivitäts- und Reproduktionszeit. Dadurch werden Betroffene bereits früher im Jahr und insgesamt unter Umständen länger und in stärkerem Ausmaß mit Belastungen rechnen müssen. Ebenso führen klimatische Veränderungen dazu, dass sich neue Arten in Österreich ansiedeln (Neobiota) bzw. sich bereits heimische Arten weiter ausbreiten, oder auch verschwinden. Unter den invasiven allergenen Neophyten ist Ambrosia artemisiifolia, das beifußblättrige Traubenkraut, zu nennen. Seine Pollen sind hochallergen, 4–5  % der EuropäerInnen sind bereits sensibilisiert (Richter et al., 2013), eine Entwicklung, die sich in Zukunft – ohne Anpassungsmaßnahmen noch verstärken wird. Richter et al. simulierten in ihrer kürzlich veröffentlichen Studie die zukünftige Ausbreitung der Pflanze in Österreich und Bayern, um die daraus entstehenden Allergiekosten abzuschätzen. Dabei legten sie ihren Berechnungen drei Klimaszenarien zugrunde (keine Änderung, moderate und extremere Änderung, d. h. 0,04 °C pro Jahr). Demnach werden sich die „Allergiekosten“ (Behandlungskosten), die durch eine klimainduzierte Ausbreitung von Ambrosia verursacht werden, zwischen 290 und 365 Millionen € jährlich belaufen (im Durchschnitt bis zum Jahr 2050, für das extremste Szenarium). Die AutorInnen betonen, dass dies die jährlichen Kosten für entsprechende Anpassungsmaßnahmen ungefähr um den Faktor 10 übersteigt (Richter et al., 2013).

wandel ist zunächst nach den verschiedenen Ursachen zu unterscheiden (Prettenthaler et al., 2008a):

6.2 6.2

Auswirkungen des Klimawandels auf die soziale Betroffenheit Climate change impacts on social concerns

Die gesundheitliche Betroffenheit ist mit sozialen Gegebenheiten eng verknüpft. Sozioökonomische Rahmenbedingungen stellen einen bedeutenden Einflussfaktor auf den Gesundheitszustand dar – so haben sie Einfluss auf z. B. die Ernährungsweise, die Umweltqualität der Wohnumgebung und Wohnqualität, etc. Der Klimawandel hat hier unmittelbaren Einfluss. Meist treffen verschiedene Faktoren (niedriges Einkommen, geringer Bildungsgrad, wenig Sozialkapital, prekäre Arbeits- und Wohnverhältnisse, Arbeitslosigkeit, eingeschränkte Handlungsspielräume) zusammen, welche weniger privilegierte Bevölkerungsgruppen besonders verwundbar für Folgen des Klimawandels machen.(Kupfner, 2011). Bei der Betroffenheit unterschiedlicher sozialer Gruppen vom Klima-

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Unterschiedliche Betroffenheit durch Klimarisiken (Exposition und Sensitivität) Unterschiedliche Anpassungsfähigkeit auf geänderte Klimaverhältnisse Unterschiedliche Betroffenheit von klimapolitischen Maßnahmen

6.2.1

Soziale Betroffenheit durch Temperatureffekte

Klimawandelbezogene Wirkungen auf die Bevölkerung (unter Ausschluss der Gesundheitsaspekte – vgl. dazu Abschnitt 6.1) sind im günstigen Fall ein geringerer Heizbedarf durch wärmere und kürzere Winter, andererseits jedoch auch ein höherer Kühlbedarf bzw., wenn auf Kühlung verzichtet wird, Komforteinbußen durch extremere Hitzeperioden im Sommer. Hitzebedingte Komforteinbußen betreffen einkommensschwache Bevölkerungsschichten in größerem Ausmaß. Sie wohnen in weniger attraktiven Quartieren und dort in Häusern bzw. Wohnungen, die nicht ohne Grund billiger sind. Die Lagen sind im Hinblick auf die klimatischen Gegebenheiten bereits heute ungünstiger und werden bei weiterer Klimaerwärmung noch weniger Komfort bieten: sie verfügen meist über weniger Grünraum, der zur Abkühlung und Ventilation beiträgt; sie zeigen mehr Bodenversiegelung und dichtere Bebauung, die in Städten zu Hitzeinsel-Effekten führt und weiters sind Grünräume oder Erholungsgebiete oft schlechter erreichbar. Die von weniger privilegierten Bevölkerungsgruppen bewohnten Gebäude haben oftmals auch eine schlechtere Bausubstanz (schlecht gedämmte, schlechter belüftete bzw. klimatisierte Objekte) oder befinden sich innerhalb der Häuser in ungünstigeren Lagen als teurere Objekte (z. B. Gangküchen ohne Querlüftungsmöglichkeit) und werden auch künftig vielfach keine Klimatisierung aufweisen. (Reiterer, 2006) Jene einkommensschwachen Haushalte, die mehr als 10 % ihres Einkommens für Heizung aufwenden müssen, werden davon am stärksten betroffen sein, da sie künftig noch weniger in der Lage sein werden, auch Kühlung zu finanzieren, selbst wenn der Heizbedarf und damit die Heizkosten – in gewissem Ausmaß – zurück gehen werden. Auch deshalb, weil die betroffenen Haushalte oft noch energetisch ineffiziente Elektrogeräten und Heizungen besitzen, diese nicht ersetzen können und damit vergleichsweise höhere Energiekosten haben (vgl. Brunner et al., 2012). Von 2009 bis 2010 ist der Anteil der ÖsterreicherInnen, welche angegeben hatten, ihre Wohnung

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Einkommen bis 1 425 € Anteil der einkommensbeziehenden Personen in % 1% – 10% 11% – 20% 21% – 30% 31% – 40% 41% – 50%

Soziale Aspekte des Klimawandels Im Auftrag von GLOBAL 2000 GIS-Bearbeitung: DI MAS (GIS) Clemens Habsburg-Lothringen Projektleitung: Dr. Franz Prettenthaler Mitarbeiterin: Mag. Cornelia Sterner Kilometer 0 25 50 100 150

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Abbildung 6.4 Räumliche Verteilung der Bevölkerungsschichten mit den geringsten Einkommen 2007 (unterstes Einkommensquartil < 1 425 €). Quelle: Prettenthaler et al. (2008a) Figure 6.4 Spatial distribution of population with lowest income in 2007. Source: Prettenthaler et al. (2008a)

nicht angemessen heizen zu können, um fast ein Drittel gestiegen (Glaser, 2011). Abbildung 6.4 zeigt die räumliche Verteilung der Bevölkerung mit Einkommen im untersten Viertel (Monatseinkommen unter 1 425 €) – also jene einkommensschwachen Schichten, die vom Klimawandel stärker betroffen sein werden. Die angesprochene Bevölkerungsgruppe zeigt in der Ostregion – jener Region mit dem höchsten Temperaturanstieg in der heißen Jahreszeit und mit der größten Zunahme der Sommertage – die höchsten Anteile: nur 20–30 % in Wien, sowie den politischen Bezirken Mödling, Baden und Korneuburg, jedoch 31–40 % in den ländlicheren politischen Bezirken um Wien und 41–50 % im politischen Bezirk Neusiedl / See. Im Folgenden wird auf die Auswirkung des Klimawandels auf Heizungs- und Kühlungsnotwendigkeit eingegangen. Abbildung 6.5 zeigt jene Regionen mit der größten Zunahme an Kühlgradtagen (die kumulierten stündlichen Temperaturdifferenzen zwischen der Kühlgrenztemperatur von 18,3 °C und der aktuellen Außentemperatur): es handelt sich dabei vor allem um Wien, das (nördliche und südliche) Wiener Becken, das Tullnerfeld sowie große Teile des Burgenlandes und die Südsteiermark. Abbildung 6.6 zeigt hingegen jene Regionen, wo die Bevölkerung vom Klimawandel durch eine deutlich geringere Zahl

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an Heizgradtagen (die kumulierten stündlichen Temperaturdifferenzen zwischen der 20 °C Zimmertemperatur und der aktuellen Außentemperatur > 12 °C) am meisten profitiert: es sind dies nahezu alle alpinen Bezirke Westösterreichs sowie der Obersteiermark.

6.2.2

Soziale Betroffenheit durch Extremereignisse

Nachdem in Abschnitt 6.2.1 temperaturanstiegsbedingte Wirkungen des Klimawandels betrachtet wurden, wird hier insbesondere auf witterungsbedingte Extremereignisse und deren Effekte auf Naturgefahren hinsichtlich ihrer sozialen Betroffenheit eingegangen. Vor allem niederschlagsbedingte Extremereignisse sind aufgrund ihrer Schadenswirkungen und den daraus resultierenden Kosten für sozial Schwächere besonders relevant. So wurden in einer Munich Re-Studie zwischen 1980 und 2010 für Österreich wetter- und witterungsbedingte Schäden (durch größere Ereignisse) von rund 9,5 Mrd. € registriert6. Von künftig häufiger auftretenden Extremereignissen, wie Starkregen und daraus folgenden Überschwemmungen bzw. 6

http://www.umweltbundesamt.at/extremereignisse/

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20 Bezirke mit dem niedrigsten Zuwächsen an KGT [20 bis 102] minimaler Zuwachs an KGT (20) 20 Bezirke mit dem größten Zuwächsen an KGT [214 bis 272] maximaler Zuwachs an KGT (272)

Soziale Aspekte des Klimawandels Im Auftrag von GLOBAL 2000 GIS-Bearbeitung: DI MAS (GIS) Clemens Habsburg-Lothringen Projektleitung: Dr. Franz Prettenthaler Mitarbeiterin: Mag. Cornelia Sterner Kilometer 0 25 50 100 150

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Abbildung 6.5 Die Bezirke mit den kleinsten und größten Zuwächsen an Kühlgradtagen 1981 bis 2041. Quelle: Prettenthaler et al. (2008b) Figure 6.5 Districts with lowest and highest increase of cooling days 1981 to 2041. Source: Prettenthaler et al. (2008b)

20 Bezirke mit dem niedrigsten Rückgang an HGT [-425 bis - 330] minimaler Rückgang an HGT (-330) 20 Bezirke mit dem größten Rückgang an HGT [-1.015 bis -734] maximaler Rückgang an HGT (-1.015)

Soziale Aspekte des Klimawandels Im Auftrag von GLOBAL 2000 GIS-Bearbeitung: DI MAS (GIS) Clemens Habsburg-Lothringen Projektleitung: Dr. Franz Prettenthaler Mitarbeiterin: Mag. Cornelia Sterner Kilometer 0 25 50 100 150

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Abbildung 6.6 Die Bezirke mit dem kleinsten und größten Rückgang an Heizgradtagen 1981 bis 2041. Quelle: Prettenthaler et al. (2008b) Figure 6.6 Districts with lowest and highest decrease of heating days 1981 to 2041. Source: Prettenthaler et al. (2008b)

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in alpinen Lagen auch Hangrutschungen und Murenabgängen, wird die einkommensschwache Bevölkerung stärker und in mehrfacher Hinsicht betroffen sein. Einerseits wegen der eher gefährdeten Lagen ihrer Wohnungen und Häuser im Hinblick auf die Auswirkung von Extremereignissen, da diese Wohnhäuser oft auch weniger widerstandsfähig bzw. geschützt gegenüber derlei Gefahren sind und letztlich wegen einer fehlenden oder zu geringen Deckung bei der Versicherung von Schäden im Eintrittsfall. Eine weitere räumliche Eingrenzung der potenziell betroffenen Bevölkerung ist hier nur begrenzt möglich. Generell können die BewohnerInnen aller flussnahen Bereiche als von Hochwassern stärker potenziell betroffen gelten, ebenso die BewohnerInnen im Umfeld von alpinen Wildbächen und Gebirgsflüssen.

6.2.3

Betroffenheit einkommensschwacher Bevölkerungsgruppen durch höhere Kosten

Vor allem einkommensschwache Bevölkerungsgruppen sind auch indirekt von den Auswirkungen des Klimawandels stärker betroffen: sie geben einen größeren Anteil ihres Einkommens für Nahrungsmittel aus und werden von klimabedingten oder klimapolitikbedingten (Steuern…) Preissteigerungen bei diesen Produktgruppen besonders betroffen. Es wird geschätzt, dass im Laufe des 21.  Jahrhunderts ein Viertel der globalen Lebensmittelproduktion durch – unter anderem vom Klimawandel verursachte – Umweltschäden verloren gehen wird (Nellemann et al., 2009). Die Lebensmittelpreise werden deutlich ansteigen, wobei die Preisschwankungen durch den Klimawandel mit verursacht sind (OECD-FAO, 2011). In Kombination mit stagnierenden Haushaltseinkommen und steigenden Energiepreisen wird dies die Kaufkraft der einkommensschwächeren Bevölkerungsgruppen weiter schmälern (Brunner et al., 2012), d. h., dass diese bei begrenzten finanziellen Mitteln entweder beim Essen oder beim Heizen sparen zu müssen, wobei dies klimabedingt in Zukunft eher „Coolor-Eat“-Dilemmata sein werden. Darüber hinaus haben die einkommensschwachen Bevölkerungsgruppen aus finanziellen Gründen weniger Verhinderungs- und Ausweichoptionen gegenüber den zu erwartenden Entwicklungen: sie können sich seltener Schadensminderungsmaßnahmen und Anpassungsmaßnahmen (z. B. Wohnen in hochwassersicheren Häusern) oder Effizienzmaßnahmen (Wärmedämmung, passive Kühlung etc.) leisten (Prettenthaler et al., 2008a; Ekardt, 2010). Darauf sei hier nicht eingegangen – dies ist im Band 3 nachzulesen, welcher sich mit Anpassungs- und Minderungsmaßnahmen befasst.

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Für die Zukunft ist mit keiner deutlichen Besserung der sozioökonomischen Lage zu rechnen. Die Arbeitslosenquote in Österreich stieg in den letzten 10 Jahren von 2–3  % auf rund 5–6  % (Biffl, 2011). Für die künftigen Dekaden wird vor allem im produzierenden Sektor mit keiner wesentlichen Besserung zu rechnen sein. Gründe hierfür sind die Globalisierung der Wirtschaft, das Aufstreben mehrerer großer Schwellenländer, sowie der Drang zur Automatisierung und zum Arbeitskräfteabbau. Gerade die bereits jetzt ökonomisch Schwachen mit geringer Bildung und Ausbildung werden jene sein, die von Arbeitslosigkeit weiter am stärksten betroffen sein werden.

6.2.4

Klimawandel und Gender

Wenn soziale Differenzen im Hinblick auf Betroffenheit (und Verursachung) des Klimawandels betrachtet werden, muss auch die Genderdimension thematisiert werden. Der Zusammenhang von Gender und Klimawandel ist einer, dem erst in letzter Zeit verstärkt Aufmerksamkeit gewidmet wurde. Frauen handeln in vielen Bereichen klimafreundlicher als Männer, etwa in Bezug auf Mobilität (Women’s Environmental Network, 2010). Ebenso können die Auswirkungen von Extremwetterereignissen geschlechtsspezifisch unterschiedlich sein, wobei diese Auswirkungen in Gesellschaften mit großer Ungleichheit zwischen den Geschlechtern deutlich ausgeprägter sind, aber auch in Industrieländern auftreten. So zeigen Studien, dass während der Hitzewelle 2003 in Europa deutlich mehr Frauen zu Tode gekommen sind – und zwar in allen Altersgruppen (Women’s Environmental Network, 2010). Bei „Hurricane Mitch“ wiederum kamen in Zentralamerika mehr Männer unmittelbar ums Leben, da sie im Vergleich zu Frauen weniger Sicherheitsmaßnahmen ergriffen hatten als der Hurrikan durchzog, was mit risikoaffinem männlichen Verhalten in Verbindung gebracht werden kann (Demetriades und Esplen, 2010). Armut ist in hohem Maße weiblich. Bei weiblichen Einpersonenhaushalten in Pension ist das Armutsrisiko etwa doppelt so hoch wie jenes der Männer (Biffl, 2011; BMASK, 2011). Der weibliche Alltag ist häufig durch Mehrfachbelastungen gekennzeichnet, auch in Gesellschaften, in denen Geschlechtergerechtigkeit akzeptierte Norm ist. Versorgungs- und Hausarbeit wird in österreichischen Haushalten, selbst bei Vollerwerbstätigkeit beider Partner und Kindern im Haushalt, noch immer weitgehend von Frauen geleistet (Statistik Austria, 2009). Klimabedingte Preissteigerungen bei Energie und Lebensmitteln würden Frauen, denen die Verantwortlichkeit für Haus- und Versorgungsarbeit zugeschrieben wird, stärker belasten als Männer. Dies trifft in

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besonderem Maße für Frauen zu, die armutsgefährdet sind, vor allem AlleinerzieherInnen. Diese Gruppe ist auch eine, deren finanzielle und soziale Ressourcen bei der Bewältigung von klimabedingten Ereignissen (z. B. thermischen Effekten) besonders eingeschränkt sind.

zial Schwächste werden sie die klimabedingt größten Nachteile innerhalb der österreichischen Gesellschaft erleiden. Klimaflüchtlinge werden auf bereits in Österreich ansässige Menschen mit Migrationshintergrund treffen, die ohnehin schon zu den weniger privilegierten Bevölkerungsgruppen in Österreich zählen, da sie bei der Armutsgefährdung deutlich überrepräsentiert und durch eingeschränkte gesellschaftliche Teilhabechancen gekennzeichnet sind (BMASK, 2011). Daraus kann ein Konkurrenzkampf um Arbeitsplätze und Ressourcen entstehen. Demokratiepolitisch kann klimabedingte Migration innergesellschaftliche Konflikte weiter verschärfen (Schubert et al., 2008), wenn verstärkt xenophobe Vorurteile ausgesprochen werden, welche gleichheitsbezogene Demokratieelemente unterminieren (Clausen, 2010). Darüber hinaus können Sprachbarrieren bei diesen Gruppen im Katastrophenfall besonders zu „Warnlücken“ führen.

6.2.5

Auswirkung des Klimawandels auf Migrationsströme nach Österreich

Anhand der so genannten Klimaflucht wird deutlich, dass der Klimawandel weltweit Armut und soziale Ungleichheit verschärft (Beck, 2010; Schubert et al., 2008). Die Ursachen dafür sind mannigfaltig: lange Dürren, damit einhergehender Wasser- und Nahrungsmangel, Hitzewellen, der Anstieg des Meeresspiegels, Stürme etc. Die am stärksten betroffenen Regionen liegen zwar nicht in Österreich, aber die Auswirkungen können Österreich betreffen. In Zukunft wird verstärkt mit Migrationsströmen aus außereuropäischen, eventuell auch süd- und südosteuropäischen Ländern als Folge des Klimawandels zu rechnen sein. Migrationsziele werden Regionen in Südwest-, Mittel- und Nordeuropa, also auch Österreich sein, um den Klimabedingungen und den sich dadurch weiter verschlechternden Lebens- und Einkommensbedingungen in den Ursprungsländern zu entkommen und anderswo neue Chancen zu ergreifen. 2006 wurde für Österreich eine Nettoeinwanderungsquote von 3,5 Personen je 1 000 EinwohnerInnen (EW) angegeben, die Schätzung für 2009 liegt mit 2,5  Personen / 1 000  EW etwas darunter (Erf et al., 2009). Österreichs Bundesländer gehören in Europa künftig zu den Regionen mit höheren Migrationsraten: für den Zeitraum 2045 bis 2050 wird mit Einwanderungsraten von 5–10  Personen aus außereuropäischen Ländern je 1 000  EW gerechnet. Die ESPON DEMIFERStudie, nennt Staaten aus Süd-, Mittel und Nordeuropa als künftige Einwanderungsländer. Für Österreich wurden generell Zunahmen der außereuropäischen Migrationsraten von > 10 Personen je 1 000 EW geschätzt. Bloß für Niederösterreich wird ein etwas geringerer Zuwachs der Einwanderungsquote zwischen 5 und 10 Wandernde je 1 000 EW vorhergesagt (Erf et al., 2009). Wanderungsziele für derartige Flüchtlinge, die immer auch Wirtschaftsflüchtlinge sind, werden vor allem die wirtschaftsstarken Regionen sein, wo eine größere Chance hinsichtlich besserer Arbeits- und damit Einkommensmöglichkeiten erwartet werden – in Österreich also vor allem der Raum Wien und die größeren Landeshauptstädte mit ihrem Umland. Klimaflüchtlinge werden damit (auch) in Österreich vor allem in den Städten Arbeit und Wohnraum suchen. Als so-

6.2.6

Forschungsbedarf

Die sozialen Aspekte des Klimawandels konkret für Österreich sind nur unzureichend erforscht. Gerade die Aspekte Stadtklima und Klimakomfort – outdoor und indoor – sollten im Hinblick auf sozial benachteiligte Bevölkerungsschichten hinterfragt werden. Dem Aspekt der relativ höheren Kosten für Einkommensschwächere durch Effekte des Klimawandels (z. B. Anstieg der Nahrungsmittelpreise, Anstieg der Energiepreise) wird derzeit in keiner Weise Rechnung getragen. Hier besteht demnach ein erhöhter Forschungsbedarf.

6.3 6.3

Potenzielle ökonomische Auswirkungen des Klimawandels Potential economic impacts of climate change

Die ökonomischen Auswirkungen des Klimawandels stehen spätestens seit dem Erscheinen des Stern-Reports (Stern, 2007) sowie des 4. Sachstandsberichts des IPCC (IPCC, 2007) im Zentrum des Interesses von Forschung und Politik. Politische EntscheidungsträgerInnen zeigen ein fundamentales Interesse an einer Erfassung der durch den Klimawandel bedingten Kosten (Watkiss, 2011). Ebenfalls gerät die finanzielle Sicherstellung der Finanzierung von Anpassungsmaßnahmen mehr und mehr in den Blickpunkt – sowohl auf internationaler Ebene im Rahmen des „Green Climate Funds“, als auch auf europäischer Ebene im Zuge der Erarbeitung der europäischen Anpassungsstrategie (EK, 2009) sowie in denjenigen Län-

659

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

AAR14

EXPOSITION der betrachteten Region bzgl. Klimaänderungen

(+)

Potenzielle AUSWIRKUNGEN des Klimawandels auf die betrachtete Branche/Region

(+) (+)

SENSITIVITÄT

Vulnerabilität

der betrachteten Branche gegenüber Wetter- bzw. Klimaänderungen

der betrachteten Branche/ Region bezüglich des Klimawandels

(-)

ANPASSUNGSKAPAZITÄT an den Klimawandel

dern, die bereits den Prozess der Erstellung von Anpassungsstrategien begonnen bzw. abgeschlossen haben (siehe dazu BMLFUW, 2012). Da bei der Drucklegung dieses Reports noch keine gesamte Darstellung der ökonomischen Effekte von Klimafolgeschäden in Österreich vorliegt, kann hier nur eine grobe Beurteilung unter Verwendung von Quellen für Europa, den Alpenraum und Österreich generell stattfinden.

6.3.1

Potenzielle ökonomische Auswirkungen des Klimawandels

Die potenziellen Auswirkungen (oder Folgen) des Klimawandels ergeben sich aus dem Zusammenwirken der Exposition einer Region gegenüber dem Klimawandel einerseits und andererseits der Sensitivität einer Region gegenüber diesen Veränderungen, wie in Abbildung 6.7 dargestellt (Füssel und Klein, 2006). Die Sensitivität hängt wiederum von den physischen, umweltbezogenen, sozialen, kulturellen und ökonomischen Charakteristiken einer Region ab. Somit kann der gleiche Klimastimulus in unterschiedlichen Regionen zu unterschiedlichen Auswirkungen führen, z. B. wenn eine Region stärker landwirtschaftlich oder touristisch geprägt ist als eine andere Region (ESPON Climate, 2011a). Die Vulnerabilität einer Region ergibt sich aus dem Zusammenspiel von Klimaauswirkungen und Anpassungskapazität, wobei die Anpassungskapazität die Fähigkeit, mit einem veränderten Klima umzugehen, bezeichnet (Füssel und Klein, 2006). Unter den ökonomischen Auswirkungen des Klimawandels werden häufig die sektoralen Auswirkungen, die sich durch ein verändertes Klima ergeben, verstanden. Untersucht werden hier einerseits die Primärsektoren Land- und Forstwirtschaft,

660

(-)

ANPASSUNG an den Klimawandel

Abbildung 6.7 Potenzielle Auswirkungen des Klimawandels und Vulnerabilität bezüglich des Klimawandels. Adaptiert nach IPCC (2007) Figure 6.7 Potential impacts of climate change and vulnerability to climate change. Adapted after IPCC (2007)

sowie andere klimasensitive Sektoren wie Tourismus, Energiewirtschaft oder Wasserwirtschaft. Neben spezifischen Sektoren werden auch Auswirkungen auf Vermögensbestände („assets“) wie Infrastruktur (Hochwasserschutzbauten, Verkehrs- und Siedlungsstrukturen) sowie auf das Gesundheitssystem ermittelt. Die wesentlichen Methoden sind hier ökonometrische Modelle, sektorspezifische Optimierungsmodelle sowie Kosten-Nutzen-Analysen (Watkiss und Hunt, 2010). Zusätzlich zu den ökonomischen Auswirkungen innerhalb der betroffenen Sektoren und Bereiche können die Auswirkungen auf vor- und nachgelagerte Sektoren sowie Verschiebungen der Nachfrage, z. B. infolge eines Preisanstiegs eines klimaabhängigen Gutes, mittels Input-Output- oder Computable General Equilibrium (CGE)-Modellen berücksichtigt werden (Rose, 2004). Je nach Stärke dieser sektoralen Verflechtungen können die Effekte auf den direkt betroffenen Sektor oder aber die gesamtwirtschaftliche Wirkung dominierend sein. Beispiele für Sektoren mit starker gesamtwirtschaftlicher Bedeutung sind etwa die Elektrizitätswirtschaft oder der Tourismus. Im Unterschied zu den sektoralen (auch als „bottom up“ bezeichneten) Studien werden auch die aggregierten Auswirkungen des Klimawandels ermittelt, wobei hier von aggregierten oder sozialen Klimaschadenskosten gesprochen wird (Watkiss, 2011). Auf globaler oder kontinentaler Ebene erfolgt diese Abschätzung meist mittels sogenannter „Integrated Assessment“Modelle (wie DICE FUND, PAGE oder MERGE), welche die vereinfachten Zusammenhänge zwischen klimatischen und ökonomischen Systemen abbilden. Als Modellergebnis dieser „Top-Down“-Modelle werden die Kosten des Klimawandels entweder als % des weltweiten Bruttoinlandsprodukts für eine vorgegebene Zielperiode, als diskontierte zukünftige

 &!    

AAR14

=XQHKPHQGH8QVLFKHUKHLWLQGHU%HZHUWXQJ 0DUNWIlKLJ PDWHULHOO 

1LFKWPDUNWIlKLJ QLFKWPDWHULHOO 

6R]LDOEHHLQIOXVVW

Hochwasserschutz

Hitzestress

Regionale Kosten

Veränderter Energiebedarf (Heizen, Kühlen)

Verlust von Feuchtgebieten

Investitionen

%HJUHQ]WH5LVLNHQ(z.B. Überflutungen, Dürre, …)

Landwirtschaftliche Erträge

Ökosystemveränderu ngen

Wasserverfügbarkeit

Biodiversität

Variabilität (Dürre, Überflutungen)

Verlust von Leben

Relative Veränderungen (komparative Vor/Nachteile), Marktstrukturen

Siehe oben, zusätzlich:

Soziale Effekte höherer Ordnung

Signifikanter Verlust von Land und Ressourcen

Regionaler Zusammenbruch

 

=XQHKPHQGH8QVLFKHUKHLWLQGHU 9RUKHUVDJHGHV.OLPDZDQGHOV

9RUKHUVDJH (z.B. Zunahme der Durchschnittstemperatur, Anstieg des Meeresspiegels)

6\VWHPYHUlQGHUXQJHQ XQGXQHUZDUWHWH (UHLJQLVVH

Indirekte soziale Effekte

Irreversible Verluste

Nicht-marginale Effekte

Kosten für vorgegebene Szenarien, oder als Grenzschadenskosten (Kosten einer zusätzlich emittierten Einheit) ausgedrückt (Watkiss, 2011). Während diese Zahlen für politische Diskussionen, z. B. über Reduktionsziele, hilfreich sein können, ist sie für konkrete Entscheidungen bezüglich der Anpassung an den Klimawandel nicht geeignet, da auf Grund der hohen räumlichen Aggregation Fragen der Verteilung der Auswirkungen zwischen Regionen und Sektoren nicht adressiert werden können. Sie verdeutlicht jedoch, dass auf Grund von Unsicherheiten und Risiken nur ein Teil der Auswirkungen des Klimawandels monetär bewertet werden kann (vgl. Abb. 6.8). Die meisten Studien beschränken sich bislang auf Auswirkungen, die durch Märkte widergespiegelt werden; nicht-materielle Auswirkungen, z. B. auf Ökosysteme, werden bestenfalls qualitativ erfasst. Ebenso werden in der Regel vor allem jene Auswirkungen bewertet, bei denen die klimatologischen Änderungssignale über verschiedene globale und regionale Klimamodelle hinweg einheitlich sind, während andere Auswirkungen, bei denen die Richtung der Änderung unsicher ist, bzw. Änderungen in der Intensität und Häufigkeit von Extremereignissen bislang nur unzureichend berücksichtigt werden. Sozial beeinflusste Veränderungen, die sich z. B. durch das Zusammenwirken von klimatologischen und sozio-ökonomischen Veränderungen ergeben, werden ebenso nur unzureichend berücksichtigt (Watkiss, 2011). Weitere Schwierigkeiten stellen sich bei der Frage, ob und falls ja wie zukünftige Nutzen und Kosten diskontiert werden

Regionaler Zusammenbruch

Abbildung 6.8 Unsicherheiten bei der ökonomischen Bewertung der Auswirkungen des Klimawandels. Adaptiert nach Watkiss und Downing (2008) Figure 6.8 Uncertainties in the economic evaluation of climate change impacts Adapted after Watkiss and Downing (2008)

sollen (Watkiss, 2011). Ein nicht triviales Problem stellt weiters die Vermeidung von Doppeltzählung, z. B. bei der Aggregation von regionalen Ergebnissen zu nationalen Ergebnissen oder bei der Aggregation von Schäden über mehrere Sektoren, dar (Metroeconomica, 2004). Die Frage der adäquaten räumlichen Auflösung der Studien ist insofern bedeutsam, als Nettoeffekte (Saldo aus Nutzen und Kosten) auf nationaler bzw. EU-Ebene schwach, die Bruttoeffekte sowie die Verteilung der Kosten und Nutzen auf verschiedene Regionen bzw. Gruppen jedoch durchaus bedeutsam sein können. Aus diesen Defiziten ergibt sich ein Forschungsbedarf, sowohl international als auch für Österreich.

6.3.2

Quantifizierung ökonomischer Auswirkungen des Klimawandels

Die potenziellen ökonomischen Auswirkungen des Klimawandels ergeben sich aus den potenziellen physischen Auswirkungen des Klimawandels (Ertragsveränderungen, verändertes Wasserdargebot etc.) erfasst mit ihrem ökonomischen Wert (Preis von Getreide, Elektrizität etc.) (Metroeconomica, 2004). Somit müssen zunächst die physischen Auswirkungen des Klimawandels abgeschätzt werden, wobei hierbei direkte und indirekte Auswirkungen unterschieden werden (IPCC, 2007). Direkte Auswirkungen umfassen z. B. veränderte Schneehöhen, während indirekte Auswirkungen Änderungen der Skisaison oder der Nächtigungszahlen als Folge der direkten Auswirkungen darstellen.

661

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

Sowohl direkte als auch indirekte Auswirkungen können ökonomisch bewertet werden, wobei hier zu unterscheiden ist, ob es sich um eine Veränderung der Qualität eines Gutes oder einer Dienstleistung (vermindertes Skivergnügen, reduzierte Ökosystemdienstleitung) oder deren Quantität (veränderte Nachfrage) handelt (Metroeconomica, 2004). Weiters ist zu berücksichtigen, dass sich auch wirtschaftliche, technologische und politische Rahmenbedingungen verändern, weshalb die potenziellen ökonomischen Auswirkungen des Klimawandels relativ zu einem Referenz- oder Baseline-Szenario (Entwicklung ohne Klimawandel) ermittelt werden (Boyd und Hunt, 2006). Die ökonomische Bewertung der potenziellen Auswirkungen des Klimawandels erfordert, dass die potenziellen direkten und indirekten Auswirkungen in ökonomische Werte übersetzt werden. Während indirekte Auswirkungen in der Regel sektorale Auswirkungen erfassen und somit Märkte für deren Bewertung existieren (bzw. marktähnliche Strukturen konstruiert werden können), sind einige direkte Auswirkungen des Klimawandels primär für Umweltsysteme relevant, deren Güter und Dienstleistungen nicht über Märkte gehandelt werden und daher schwer monetär fassbar sind. Soll diese Klasse von Auswirkungen bewertet werden, werden daher indirekte Bewertungsmethoden verwendet, wie Präventivausgaben oder Wiederherstellungskosten (Metroeconomica, 2004). In der Praxis werden jedoch häufig die ökonomischen Auswirkungen nicht quantitativ sondern nur qualitativ bewertet, indem z. B. Indizes der Betroffenheit gebildet werden (ESPON Climate, 2011b).

6.3.3

Ökonomische Auswirkungen des Klimawandels: Europa und die Alpen

sowie zu entwickelnde Volkswirtschaften aufweisen und somit zugleich auch in die dritte Gruppe fallen sowie darüber hinaus besonders (finanziell und technologisch bedingt) niedrige Anpassungskapazitäten aufweisen. Auf europäischer Ebene zeigt sich mit Blick auf die bisherigen Untersuchungen ein Auseinanderfallen zwischen Nord und Süd. Während für Nordeuropa etwa für die Sektoren Energie, Land- und Forstwirtschaft negative Klimafolgekosten zu erwarten sind bzw. allenfalls mit Opportunitätskosten zu rechnen ist, werden die Länder Südeuropas mit signifikanten Klimafolgekosten zu rechnen haben. Die bislang untersuchten Kostenfaktoren auf europäischer Ebene sind dabei insbesondere: t
t
t
t
t


t
t


t


t
t


Jene Länder, die jetzt schon unter Klimavariabilität und etwa dem zeitlichen oder räumlichen Verschieben von Niederschlagszonen leiden. Jene Länder, die zunehmend von extremen Wetterereignissen und Witterungsperioden betroffen sein werden. Schließlich jene Länder, welche besonders verletzliche Wirtschafts- und instabile politische Strukturen (Schubert et al., 2008) aufweisen.

Zur ersten Gruppe sind besonders jene Länder und Regionen zu zählen, für die bereits jetzt Trockenheit der entscheidende limitierende Faktor ist. Dabei spielt eine wesentliche Rolle, dass diese Länder zumeist stark landwirtschaftlich geprägte

662

Landwirtschaftliche Erträge Forstwirtschaftliche Erträge Energiekosten Kosten durch den Meeresspiegelanstieg Kosten durch Überschwemmungen

Ökonomisch relevant erscheint insbesondere die Funktion der Alpen als Wasserspeicher für große Teile Europas. So ist zwar derzeit direkt in den Alpen kaum Wassermangel spürbar, jedoch können verminderte sommerliche Niederschläge und die abnehmende Kompensation selbiger durch die in ihrem Volumen stark zurückgehenden Gletscher die Wasserstände etwa an Rhein, Donau und Po auf Niedrigstände bringen, die viele Sektoren treffen und somit kostenrelevant werden etwa durch: t


Global betrachtet werden besonders folgende Länder und Regionen hohe Klimafolgekosten zu tragen haben (IPCC, 2007; UNDP, 2007):

AAR14

Vermindertes Wasserdargebot für landwirtschaftliche Bewässerungszwecke, Erhöhte Wasseraufbereitungskosten durch geringere Verdünnungseffekte, Geringere Leistung von Wasserkraftwerken (EEA, 2012).

In der ESPON-Studie wurden die potenziellen Klimafolgen für Europa auf NUTS 3-Ebene untersucht und meist auf NUTS 2-Ebene dargestellt. Dabei wurde zwischen physischen Klimafolgen (primär Schäden an der Infrastruktur, vornehmlich durch Hochwasser und Sturmfluten / Meeresspiegelanstieg), Umweltfolgen (Erosionsprozesse, Biodiversitätsverluste, Waldbrand etc.), ökonomische Folgen (direkte Folgen für direkt klimaabhängige Sektoren Land- / Forstwirtschaft und Tourismus), soziale Folgen (direkte Folgen für die Bevölkerung durch Meeresspiegelanstieg, Hochwassergefahr und Hitzewellen) sowie Folgen für Kulturgüter (insbesondere in Küstenstädten Südeuropas) differenziert.

 &!    

AAR14

Diese Gliederung limitiert die Betrachtung der Wechselwirkungen zwischen Umwelt- und ökonomischen Folgen und negiert die Einbeziehung indirekter Effekte (z. B. Produktionsausfälle durch Infrastrukturschäden). Sie zeigt zudem Einschränkungen durch die Wahl lediglich eines Klimamodells (CCLM) und Emissionsszenarios (A1B) sowie des Betrachtungszeitraums 2071 bis 2100, unterstreicht aber die Klimafolgentrennung zwischen Nord- und Südeuropa. Die Regions 2020-Studie (ÖIR et al., 2011) untersucht ebenfalls Vulnerabilitäten gegenüber dem Klimawandel bis 2020 in Europa auf NUTS 2-Ebene. Vulnerabilitäten werden hier für die Bereiche Land- und Forstwirtschaft, Ökosysteme, Naturgefahren und Gefährdung von Küsten, Gesundheit und Hitzewellen, Wasserabhängigkeit und Sommertourismus anhand von mehreren Indikatoren für Exposition, Sensitivität und Anpassungskapazität abgeschätzt. Danach werden die Regionen nach Ähnlichkeiten in Sensitivität und Anpassungskapazität gruppiert, um zu einer gesamthaften Einschätzung der Vulnerabilität gegenüber dem Klimawandel zu kommen. Diese unterschiedlich vulnerablen Regionen in Europa sind (vgl. regions2020.oir.at / für interaktive Karten): t


Regionen, die auf den Klimawandel vorbereitet sind: einerseits atlantische Regionen (Großbritannien, Irland,

t


t


t


Norwegen sowie Teile von Finnland), andererseits kontinentaleuropäische Regionen mit hoher Anpassungskapazität (Frankreich, Deutschland, Dänemark, Niederlande mit Ausnahme der Küstengebiete). Regionen, die verstärkt durch hydrologische Ereignisse betroffen sind: hohe Sensitivität aufgrund des Schwerpunkts auf Wasserkraft einerseits im Alpenraum und Skandinavien (Österreich, Slowenien, Schweden), andererseits in einigen atlantischen Küstenregionen Kontinentaleuropas (Gefahr von Sturmfluten). Regionen, die ein Anpassungsdefizit aufweisen: Polen (auf Grund von Defiziten in der Umsetzung der HabitatRichtlinie) sowie andere osteuropäische Staaten und EUBeitrittskandidaten. Regionen, die durch mehrfache signifikante Vulnerabilitäten charakterisiert sind: Küstengebiete (hohe Exposition gegenüber Stürmen) sowie Gebiete im Landesinneren (infolge geringerer Wasserverfügbarkeit) in Südeuropa (Spanien, Portugal, Italien, Kroatien, Griechenland). Die multiplen Vulnerabilitäten betreffen hier die Abhängigkeit von Bewässerung in der Landwirtschaft und Industrie, die Gefährdung großer natürlicher Lebensräume, die Zunahme von Hitzewellen sowie die Bedeutung als Tourismusregion.

5.4°C, 88 cm SLR

5.4°C

EU

4.1°C

Nordeuropa Brische Inseln 3.9°C Mieleuropa - Nord Mieleuropa - Süd (inkl. Alpenraum) 2.5°C Südeuropa -10 000

0

10 000

20 000

30 000 40 000 BIP-Verlust (in Mio. EUR)

50 000

60 000

70 000

Abbildung 6.9 BIP-Verluste in den fünf PESETA-Regionen für die fünf PESETA-Szenarien. Die Schäden des modellierten 2080er-Klimas wurden dabei in die heutige EU-Volkswirtschaft projiziert. Mitteleuropa-Nord = Deutschland, Belgien, Niederlande, Luxemburg, Polen; Mitteleuropa-Süd = Frankreich, Österreich, Tschechien, Slowakei, Ungarn, Slowenien, Rumänien; Nordeuropa = Dänemark, Schweden, Finnland, Estland, Lettland, Litauen; Southern Europe = Spanien, Italien, Griechenland, Bulgarien; Britische Inseln = Großbritannien, Irland. Quelle: Ciscar et al., 2010b, PNAS 108/7, 2678–2683 Figure 6.9 BIP losses in the five PESETA regions and for the five scenarios. The damages of 2080s climate have been projected in today’s economy. Source: Ciscar et al. (2010b), PNAS 108/7, 2678–2683

663

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

Ein weiterer Beleg für die mögliche Verschärfung der Disparitäten zwischen Nord- / Mitteleuropa einerseits und Süd- / Osteuropa andererseits sind die Resultate der PESETA-Studie. Im Zuge von PESETA wurden die Sektoren bzw. regionalen Schwerpunkte Landwirtschaft, Flusseinzugsgebiete (Hochwasser), Küsten (Meeresspiegelanstieg / Sturmfluten), Tourismus und Gesundheit analysiert. Neben direkten Effekten wurden dazu auch mittels CGE-Modellierung indirekte Effekte untersucht (Ciscar et al., 2010a). Modelliert wurden im Zuge von PESETA die Klimafolgen und deren ökonomische Auswirkungen des Klimas der 2080er Jahre in der Jetztzeit. Dadurch wurden die enormen Unsicherheiten, die sich aus dem sozio-ökonomischen Strukturwandel ergeben, bewusst vermieden. Zugrunde gelegt wurden bei der Modellierung die SRES-Szenarien A2 und B2, welche mit ECHAM5-RCAO sowie HADCM3-HIRHAM angetrieben wurden. Die sich daraus ergebenden vier Szenario-Konstellationen wurden der Anschaulichkeit halber mit Temperaturwerten belegt (2,5 °C / 3,9 °C / 4,1 °C / 5,4 °C) und das 5,4 °C-Szenario zudem mit einem stärkeren Meeresspiegelanstiegsszenario (88 cm) zu einem fünften Szenario verbunden. (Ciscar et al., 2010a). Das Ergebnis (vgl. Abbildung 6.9) entspricht in weiten Teilen den ESPON-Darstellungen, erlaubt jedoch darüber hinaus eine ökonomische Bewertung, die in absoluten BIP-Verlusten dargestellt wurde. Wesentliche Fortschritte bei der Abschätzung von Klimafolgekosten im europäischen Maßstab wurden im Zuge des EU-FP7-Projekts „ClimateCost“ erzielt (ClimateCost, 2010). Die Schwerpunkte für die Darstellung der Kosten lagen dabei auf den Sektoren Energie, Landwirtschaft und Gesundheit sowie – ähnlich wie bei PESETA – auf den regionalen Schwerpunkten Küsten und Flusseinzugsgebiete. Im Gegensatz zu PESETA wurden die Ergebnisse jedoch in drei Zeitschnitten (2020er, 2050er und 2080er Jahre) modelliert und größtenteils in jährlich zu erwartenden Schäden (in €, nicht diskontiert) dargestellt. (Watkiss, 2011) Besonders hohe Kosten wurden dabei für hochwasserbedingte Schäden ermittelt. Diese mit Hilfe von LISFLOOD modellierten Schäden liegen demzufolge für das mittlere A1B-Szenario in den EU-27 bei rund 20 Mrd. € / Jahr in den 2020er Jahren, 46 Mrd. € / Jahr in den 2050er Jahren und bei 98 Mrd. € / Jahr in den 2080er Jahren. Eine europapolitisch wesentliche Aussage aller Projekte, die sich mit den ökonomischen Folgen des Klimawandels auf kontinentaler Ebene befassen, besteht darin, dass die Risiken im Süden und die Chancen im Norden Europas liegen:

664

t


t


AAR14

Während demnach Südeuropa aufgrund vermehrter Dürren und Trockenperioden um land- und forstwirtschaftliche Potenziale bangen muss, können nordeuropäische Länder Ihre Grenzertragsregionen temperaturbedingt in Richtung Norden bzw. vertikal ausdehnen. Während Nordeuropa sinkende Heizkosten verzeichnen wird, werden die (marginalen) Heizkostenersparnisse in Südeuropa ganz klar durch vermehrten Kühlungsbedarf aufgezehrt und in einigen Ländern gegebenenfalls überkompensiert. (Mima, Criqui und Watkiss, 2011).

Zusammenfassend können folgende Ergebnisse festgehalten werden. Bezüglich klimatischer Veränderungen wurden Vulnerabilitäten auf europäischer Ebene vor allem für die Bereiche Land- und Forstwirtschaft, Energie, Gesundheit sowie Überschwemmungen (an Küsten und Flüssen) untersucht. Es bestehen somit inhaltliche Lücken, da nur ausgewählte Auswirkungen untersucht wurden. Weiters bestehen methodische Lücken, da die Mehrzahl der Studien nur wenige Klimaszenarien berücksichtigt und viele erforderliche Daten für die Abschätzung regionaler Auswirkungen nicht in entsprechend hoher räumlicher Auflösung vorliegen. Viele Studien beschränken sich zudem auf Abschätzungen der Vulnerabilität und wenn die Auswirkungen des Klimawandels ebenfalls erfasst werden, dann werden häufig sozio-ökonomische Veränderungen, die das Ausmaß der Folgen mit beeinflussen, nicht oder nur unzureichend berücksichtigt. Es bedarf somit zusätzlicher Forschung, um diese Lücken zu schließen, vor allem um von einer Abschätzung der Vulnerabilität zu einer Abschätzung der ökonomischen Auswirkungen des Klimawandels, unter Berücksichtigung sonstiger gesellschaftlicher Veränderungen, zu gelangen.

6.3.4

Ökonomische Auswirkungen des Klimawandels: Erste Ergebnisse für Österreich

Die Lage Österreichs lässt sich bezüglich der zu erwartenden Klimafolgekosten im europäischen Kontext wohl am besten mit „intermediär“ umschreiben (ÖIR, 2011). Einerseits wird die zu erwartende höhere Volatilität im Niederschlagsregime primär die Land- und Forstwirtschaft (mit Einschränkungen auch die Energie- und Wasserwirtschaft) der östlichen und südöstlichen Landesteile betreffen, während andererseits die potenzielle Zunahme extremer Niederschlagsereignisse sowie deren mittelbare Folgen (Überschwemmungen und Massenbewegungen) vor allem im alpinen und voralpinen Raum sowie in einigen Flusstälern hohe Schadenspotenziale für die Infrastruktur zeitigen wird. Die Schadens-

 &!    

AAR14

1 300 geschätze nicht versicherte Schäden (in Preisen 2010) geschätzte versicherte Schäden (in Preisen 2010)

3 670 Millionen EUR Gesamtschaden. Anteil des Augusthochwassers 2002 daran: 3 545 Millionen EUR.

1 100

900

700

500

300

100

2013

2012

2011

2010

2009

2008

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2003

2002

2001

2000

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1992

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1984

1983

1982

1981

1980

-100

Abbildung 6.10 Direkte Schäden durch meteorologische Extremereignisse in Österreich in den letzten 32 Jahren (in Preisen von 2010). Quelle: © 2014 Munich Re, Geo Risks Research, NatCatSERVICE Figure 6.10 Direct damages of meteorological extreme events in Austria for the last 32 years (2010 prices). Source: © 2014 Munich Re, Geo Risks Research, NatCatSERVICE

daten der Munich Re der letzten 32 Jahre für Österreich geben einen wichtigen Anhaltspunkt, wie groß das Schadenspotenzial durch Überschwemmungen, Stürme, Massenbewegungen, Hitze- und Kältewellen ist. Die vom Munich Re / NatCatService für Österreich ausgewiesenen Gesamtschäden durch extreme Wettereignisse (vgl. Abbildung 6.10) liegen für 1980 bis 2013 bei rund 10,6 Mrd. € (in Preisen von 2010). Dabei gibt es einen stark ansteigenden Trend der mittleren jährlichen Schäden, die 1981 bis 1990 / 1991 bis 2000 / 2001 bis 2010 bei rund 97 / 129 / 706  Millionen € lagen. Dafür sind jedoch sowohl meteorologische Ereignisse (Anzahl und Intensität) verantwortlich, als auch die Exposition von Sachwerten. Insbesondere die Hochwasser 2002 (ca. 3,5  Mrd.  €), 2005 (knapp 0,6 Mrd. €) und 2013 (knapp 0,7 Mrd. €) sowie mehrere starke Winterstürme mit Schäden von jeweils mehreren hundert Millionen € schlugen seit 2002 zu Buche. Dabei handelt es sich lediglich um die direkten Schadenskosten, die durch Wiederherstellung und Reparaturen anfielen. Indirekte Folgewirkungen sind hierbei nicht erfasst. Ebenfalls sind nur größere und größtenteils kurze Ereignisse erfasst. Damit verbleiben bei diesen Zahlen viele kleine und auch sich langsam aufbauende Schäden (durch extreme Witterungsperioden) vielfach unberücksichtigt.

Mit hoher Wahrscheinlichkeit muss davon ausgegangen werden, dass die winterliche Schneedecke immer größere zeitliche und räumliche Lücken aufweisen wird und damit Kosten in Form von geringerer Betten-, Lift und Gastronomieauslastung entstehen. Andererseits sollten sich die ökonomischen Folgewirkungen des Klimawandels in Österreich zumindest in den nächsten Dekaden in einem Rahmen bewegen, der in etwa zwischen den signifikanten ökonomischen Folgen und Kosten Südeuropas und den moderaten Nordeuropas liegen könnte (vgl. Abschnitt 6.3.3 zu den Ergebnissen nach europäischen Regionen). Zu den Auswirkungen des Klimawandels in ausgewählten Sektoren vergleiche Abschnitte 6.4–6.7.

6.3.5

Zusammenhang mit Klimawandelanpassung

Grundsätzlich kann der Zusammenhang zwischen Klimafolgekosten, Kosten und Nutzen von Anpassungsmaßnahmen und Residualschäden nach Anpassung wie in Abbildung 6.11 dargestellt werden (Stern et al., 2007). Somit kann Anpassung die Kosten des Klimawandels reduzieren, jedoch in der Regel unvollständig, weshalb man von Residualschäden spricht. Entscheidend hierbei sind die Verläufe für die rote und grüne Kur-

665

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

AAR14

Abbildung 6.11 Kosten des Nichthandelns, Kosten der Anpassung, Residualschäden und Brutto- / Nettonutzen von Anpassungsmaßnahmen bei (idealisierter) konstanter Zunahme klimatischer Schadenstrigger im Laufe der Zeit. Quelle: Stern (Hrsg.), 2007, übersetzt Figure 6.11 Cost of inaction, cost of adaptation, residual costs and gross / net benefit of adaptation measures. Source: Stern (ed.), 2007, translated

ve (in der Abbildung idealisiert als Geraden dargestellt), da die Differenz zwischen Beiden den Nettonutzen der Anpassung darstellt und somit als wesentliche Entscheidungshilfe für die Investition in Anpassung gelten muss. Der Anpassungsbedarf wird in Band 3, Kapitel 1–5 für Österreich insgesamt sowie für einzelne Sektoren (Land- und Forstwirtschaft, Energie, Verkehr, Industrie, Gebäude) behandelt.

6.4 6.4

Auswirkungen des Klimawandels auf den Tourismus Climate change impacts on tourism

Hitzemonaten benachteiligt sein, in den Übergangsjahreszeiten jedoch profitieren könnte. In Bezug auf Tourismusthemen ist zu erwarten, dass vor allem die Aktivitäten Wandern, Wassersport / Baden, Golf, Rad / Mountainbike vom Frühjahr bis in den Herbst vom Klimawandel profitieren könnten. Geschäftstourismus und Kulturthemen sind vermutlich weniger von klimatischen Änderungen betroffen, schneebasierte Aktivitäten im Winter sind dagegen tendenziell negativ betroffen (Formayer und KrompKolb, 2009a). Einige dieser Themen, zu denen detailliertere Studien existieren, werden in Folge näher erläutert.

6.4.1 Der Tourismus ist ein bedeutender Wirtschaftszweig in Österreich. Der Beitrag zum BIP im Jahre 2008 betrug 4,9 % bzw. 7,5  % mit Berücksichtigung der indirekten Effekte (Statistik Austria et al., 2011). Da Tourismus mit Ausnahme des Städtetourismus vor allem abseits der wirtschaftlichen Zentren stattfindet, ist er in vielen vor allem ländlichen und alpinen Regionen ein wichtiger Wirtschaftszweig. Aufgrund der großen Bedeutung natürlicher Rahmenbedingungen – darunter auch das Wetter / Klima – für den Großteil touristischer Aktivitäten und Attraktionen, ist die Sensitivität des Sektors gegenüber klimatischen Veränderungen als sehr hoch einzustufen (Becken und Hay, 2007; Gössling und Hall, 2006; Scott, 2006). Veränderungen dieser natürlichen Gegebenheiten können dazu führen, dass sich die Rahmenbedingungen für bestimmte touristische Produkte verändern – zum Guten wie zum Schlechten. Für den Wintertourismus sind, aufgrund sich verschlechternder Schneebedingungen und steigender Beschneiungskosten, überwiegend negative Konsequenzen zu erwarten. Der Sommertourismus könnte allerdings von trockeneren, wärmeren klimatischen Verhältnissen profitieren, wohingegen der Städtetourismus in den

666

Städtetourismus

Tourismusaktivitäten in Städten (z. B. Sightseeing, Kongresstourismus, Kulturtourismus) haben eine relativ geringe Wettersensitivität (Fleischhacker und Formayer, 2007). Die Auswirkungen des Klimawandels auf den Städtetourismus müssen als indifferent bezeichnet werden, da wärmere Verhältnisse den Tourismus vor allem in den Übergangsjahreszeiten durchaus begünstigen, vermehrt auftretende Hitzewellen (vgl. Band  1, Kapitel 4) in den Sommermonaten sich dagegen potenziell negativ auswirken könnten (Allex et al., 2011). Lag die Anzahl der Hitzetage (Tmax ≥ 30 °C) in Wien im Zeitraum 1976 bis 2005 noch bei rund 12 Tagen, so würde sich dies bei Verwendung des ECHAM5-Modells im A1B-Szenario im Zeitraum 2010 bis 2039 bereits auf 17 bis 20 Tage erhöhen, im Zeitraum 2036 bis 2065 gar auf 26 bis 29 Tage (Moshammer et al., 2006). Neben der Erhöhung der Sterblichkeitsrate (Abschnitt 6.1.1), könnte sich dies auch negativ auf den Tourismus auswirken. Eine Befragung in Wien an Folgetagen eines heißen Tages zeigte allerdings, dass immerhin ein Drittel der Befragten ihr Programm aufgrund der Hitze geändert hat. Parks und Gastgärten wurden vermehrt aufgesucht, während bauliche Se-

 &!    

AAR14

Welche Programmpunkte wurden wegen der Hitze gemieden oder bewusst aufgesucht? #•*$!*#'?’?ˆ$ ™„‡\#•*$!*  ™'**#‰\\|j„*>?$ Stadtrundfahrten ‚  Einkaufen Bewusst aufgesucht £‚" Nicht geändert •*>&\! _*

x„* @* * ›* Friedhöfe Gastgärten

Abbildung 6.12 Attraktivität von Programmpunkten während einer Hitzewelle in Wien. Quelle: Allex et al. (2011)

@{ Längere Pausen +

+

+

+

henswürdigkeiten eher gemieden wurden (Abbildung  6.12). Eine negative Auswirkung der Hitzebelastung auf die Zufriedenheit und die touristische Nachfrage konnte nicht festgestellt werden (Allex et al., 2011).

6.4.2

Figure 6.12 Perceived attraction of points of interest during a heat wave in Vienna. Source: Allex et al. (2011)

+ +

Bade- und Erholungstourismus

Der Bade- und Erholungstourismus ist durch eine hohe Wettersensitivität geprägt, klimatische Änderungen haben also einen potenziell hohen Einfluss auf die touristische Nachfrage. So wurde für die Sommermonate ein eindeutiger Zusammenhang zwischen kühlen Tagen und unterdurchschnittlicher Nachfrage nachgewiesen. Der positive Einfluss von Schönwetter ist bei der Inlandsnachfrage stärker ausgeprägt, als bei der Auslandsnachfrage. Dies dürfte vor allem auf das spontanere Buchungsverhalten von Inlandsgästen zurückzuführen sein (Fleischhacker und Formayer, 2007). Durch steigende Temperaturen sowie geringere Niederschlagshäufigkeit bestehen grundsätzlich Chancen für den Bade- und Erholungstourismus (Formayer und Kromp-Kolb, 2009a), allerdings könnten sich häufigere Niedrigwasserstände etwa im Donaubereich negativ auswirken (Fleischhacker und Formayer, 2007). Niedrigwasserstände an Seen scheinen von Urlaubenden nicht negativ aufgenommen zu werden (Pröbstl et al., 2007), Extremereignisse, bei denen die Zugänglichkeit

des Sees nicht mehr ausreichend gegeben ist oder Wasserportarten nicht mehr ausgeübt werden können, könnten sich jedoch negativ auf die Nachfrage auswirken. Nur wenige aufeinander folgende Trockenjahre (vergleichbar mit 2003) würden z. B. ausreichen, um den Neusiedler See weitgehend auszutrocknen (Pröbstl et al., 2007). Die Wiederkehrwahrscheinlichkeiten von einem Pegelstand von 115,0 cm wie im Sommer 2003 lag in der Periode 1991 bis 2004 bei 1,4 %. Klimaprojektionen für 2020 und 2040 lassen diese Wiederkehrwahrscheinlichkeiten auf 5,8 bzw. 11,4 % ansteigen (Pröbstl et al., 2007).

6.4.3

Berg- / Alpiner Tourismus

Für den Bergtourismus sind mit Abstand die meisten Studien verfügbar. Dies liegt vor allem einerseits an der großen Bedeutung dieses Sektors in vielen alpinen Regionen und andererseits an den wenigen wirtschaftlichen Alternativen in diesen Regionen.

Sommertourismus Für den alpinen Sommertourismus werden überwiegend positive Auswirkungen durch den Klimawandel erwartet, z. B. eine Wiederbelebung der Sommerfrische (Abegg und Steiger, 2011). Dies wird zum einen durch eine länger werdende Som-

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

mersaison und generell trockenere und wärmere Verhältnisse begründet, zum anderen wird angenommen, dass das Mittelmeer als derzeit wichtigste Sommerdestination in Europa aufgrund zunehmender Hitzewellen an Attraktivität einbüßen wird (Amelung und Viner, 2006; Ehmer und Heymann, 2008; UNWTO / UNEP, 2008) und die kühleren Alpen zum Teil als Ersatzdestination gewählt werden. Während der Periode 1978 bis 2007 zeigte sich eine Zunahme der Zahl der Sommertage (Tmax ≥ 25 °C) und der schwülen Tage, wohingegen die Anzahl der kühlen Tage (Tmax  999 Wohnungen / km²) ausfallen wird. Wie sich das Ansteigen der Kühlgradtage auf den Energieverbrauch niederschlagen wird, hängt von wenig vorhersehbaren technischen (z. B. Reduktion des Kühlbedarfs an Gebäuden) und vor allem sozioökonomischen, verhaltensspezifischen (z. B. Trend zur Klimatisierung) Entwicklungen ab (Kranzl et al., 2011; Prettenthaler et al., 2008b). Kranzl et al. (2011) prognostizieren als Maximal-Szenario einen Anstieg des Energieverbrauchs zur Raumkühlung von ca. 500  GWh 2001 (Adnot et al., 2003) auf 9 700 GWh 2050, was der gesamten Österreichischen Spitzenstromlast im Winterhalbjahr 2009 entspräche. Studien zu möglichen stadtklimatischen Auswirkungen dieses künftigen Kühlbedarfs für Österreich –

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

wie z. B. die Verstärkung städtischer Wärmeinseln durch die Abwärme von Kühlaggregaten – sind derzeit erst in Arbeit. Zusammenfassend belegen die für Österreich vorhandenen Studien, dass der klimabedingte Temperaturanstieg zu einer Reduktion des Gesamtenergiebedarfs beiträgt. Dabei übersteigt die klimabedingte Einsparung von Heizenergie den zusätzlichen Energiebedarf zur Raumkühlung um ein Vielfaches (Prettenthaler et al., 2008b). Allerdings herrscht Übereinstimmung darin, dass kommende technologische und gesellschaftliche Entscheidungen wesentlich stärker Einfluss auf den Energiebedarf für Heizen und Kühlen nehmen werden als der klimabedingte Temperaturanstieg (Kranzl et al., 2011; Prettenthaler et al., 2008b).

6.6.3

Auswirkungen auf städtische Wärmeinseln

Bereits in den 1970er Jahren wurde die übermäßige Erwärmung städtischer Kernzonen im Vergleich zu deren Umland unter dem Begriff „städtische Wärmeinsel“ zusammengefasst (Loibl et al., 2014). In diesen Kernzonen können – ohne Berücksichtigung des Klimawandels – um bis zu 9 bis 10 °C höhere Temperaturen als in der offenen Umgebungslandschaft gemessen werden (Kuttler, 2011). Höhere Temperaturen infolge des Klimawandels führen besonders in dicht bebauten Kernbereichen städtischer Agglomerationen zu einer Verstärkung solcher Wärmeinseln. In urbanen Kernzonen ist mit einer intensiveren Steigerung der Hitzetage (Maximaltemperatur ≥  30 °C) zu rechnen. Für Wien errechneten Moshammer et al. (2006) eine kontinuierliche Steigerung der Zahl der Hitzetage von 17 bis 20 Hitzetage / Jahr in der Periode 2010 bis 2039 auf 37 bis 40 Hitzetage / Jahr in der Periode 2061 bis 2090 (siehe auch Band 1, Kapitel 4). Zuvela-Aloise et al. (2012) stützen diese Einschätzung anhand des Stadtklimamodells MUKLIMO_3; sie gehen für den Zeitraum 2021 bis 2050 von einer moderaten, für den Zeitraum 2071 bis 2100 von einer markanten Zunahme der Sommertage (Maximaltemperatur ≥ 25 °C) in Wien aus. Als eine Folge von längeren Hitzeperioden (und geringerer Durchlüftung) zeigen städtische Gebiete eine geringere nächtliche Abkühlung. Gerersdorfer et al. (2006) ermittelten in der Periode 1961 / 1990 bis 1985 / 2002 für die meisten Messstationen des österreichischen Klimaatlas mindestens eine Verdoppelung der Anzahl warmer Nächte (≥ 18 °C). Klimaszenarien für die nächsten 20 bzw. 50 Jahre lassen einen weiteren Anstieg der Häufigkeit hoher nächtlicher Temperaturen in städtischen Gebieten als realistisch erscheinen (vgl.

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Loibl et al, 2011b). Für die Station Graz-Universität ist laut Gerersdorfer et al. (2006) – ausgehend von der Referenzperiode 1961 bis 1990 mit 4,5 warmen Nächten / Jahr – ein Anstieg auf 15,1 Nächte / Jahr für die Periode 2019 bis 2048 zu erwarten. Das zeitliche Ineinandergreifen von Hitzetagen und warmen Nächten führt zu „Hitzeperioden“, also zu längeren Zeiträumen mit erheblicher Wärmebelastung. Kombiniert mit einer zunehmend alternden Bevölkerung können diese Hitzeperioden in urbanen Kernzonen zu einer deutlichen Steigerung gesundheitlicher Beeinträchtigungen führen. (vgl. dazu auch Abschnitt 6.1). Eine Generalisierung des Phänomens städtischer Wärmeinseln erweist sich jedoch schwierig, da dessen lokale Ausprägung unter anderem von der jeweiligen topologischen und klimatologischen Situation abhängt. Z. B. treten aufgrund des nächtlichen Kaltluftabflusses an Hängen in Tal- und Beckenlagen warme Nächte weniger häufig auf als im ostösterreichischen Flachland (Gerersdorfer et al., 2006). Darüber hinaus können unterschiedliche Siedlungs- und Freiraumstrukturen zu einer Verstärkung bzw. Abschwächung städtischer Wärmeinseln beitragen (Loibl et al, 2010; Loibl et al., 2011b; Stiles et al., 2013; Loibl et al, 2014; Erell et al., 2011; Bowler et al., 2010). Studien in Österreich widmen sich erst ansatzweise der Frage, ob städtische Freiraumstrukturen, deren Pflegeaufwand sowie das NutzerInnenverhalten durch eine mögliche Steigerung der Wärmebelastung beeinflusst werden. Die vorliegenden Studien (Drlik et al, 2011; Drlik, 2010; Drlik und Licka, 2010) lassen eine klimatische Verstärkung des Hitzestresses bei Parkpflanzen, eine Erhöhung des Pflegeaufwands sowie merkliche Veränderungen des NutzerInnenverhaltens (z. B. Präferenzen für schattige und kühle Ruhebereiche) vermuten. Welche Auswirkungen eine erhöhte städtische Wärmebelastung auf die Luftgüte – hier vor allem die Belastung mit Feinstaub und Ozon – haben kann, lässt sich zum Stand 2013 nicht mit Sicherheit abschätzen (Krüger et al., 2009).

6.6.4

Auswirkungen auf die Hochwassergefährdung von Siedlungsräumen

Wie keine andere Naturgefahr verursach(t)en Hochwasser große finanzielle Schäden in den Siedlungsräumen Österreichs. Alleine die Hochwasserereignisse 2002 entlang des Kamps führten zu einem geschätzten Sachschaden von ca. 3,1 Mrd. € (ZENAR, 2003). Die von Prettenthaler et al. (2008b) durchgeführte Schätzung der Verkehrswerte hochwassergefährdeter Wohnimmobilien zeigt deutlich, dass Salzburg, Tirol und Vorarlberg signifikant höhere Wertkonzentrationen im Abflussbe-

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Abbildung 6.19 Verkehrswerte hochwassergefährdeter Wohnimmobilien je km² Bau- und Verkehrsfläche sowie Bundesland. Quelle: Höferl (2010) Figure 6.19 Market values of flood-prone residential buildings per km² settlement and infrastructure area. Source: Höferl (2010)

reich von Hochwassern aufweisen als die östlichen Bundesländer (Abbildung 6.19). Ob diese bestehende Gefährdung von Siedlungsräumen sich durch den Klimawandel weiter verschärfen wird, gilt momentan als unsicher. Große Übereinstimmung besteht darin, dass die bestehenden Abflusszeitreihen und Simulationsmodelle die Identifikation positiver oder negativer klimabedingter Trends nicht ermöglichen (Blöschl et al., 2011; Blöschl et al., 2009; Böhm et al., 2008). Prognosen zur Veränderung der Häufigkeit und Intensität von Hochwassern sind momentan mit großen Unsicherheiten verbunden. Auf Basis meteorologischer und physikalischer Veränderungen getroffene Vermutungen über eine klimabedingte Verstärkung von „Einflussfaktoren“ für Hochwasserereignisse (Formayer und Kromp-Kolb, 2009b) werden vor allem von VertreterInnen der Wasserwirtschaft (Blöschl et al., 2011) als spekulativ eingeordnet. Vor dem Hintergrund einer Verschiebung der Niederschläge von Sommer und Herbst in Richtung Winter und Frühjahr (Loibl et al., 2011a) deuten anhand von Klimaszenarien durchgeführte Studien (ein Überblick findet sich in BMLFUW, 2011) für den Zeitraum bis 2050 die Möglichkeit regional unterschiedlicher Entwicklungen bei Hochwasserabflüssen (–4 bis +10 %) an. Nahezu alle dieser Studien bestätigen dabei jedoch, dass die natürlichen Schwankungen der Hochwasser wesentlich größer als die prognostizierten Änderungen aufgrund des Klimawandels ausfallen (BMLFUW, 2011).

Die bisherigen Ausführungen behandeln jedoch rein das Gefahren-, nicht aber das Schadenspotential von Hochwasserereignissen in Siedlungsräumen. Erst eine Zusammenschau der zukünftigen Entwicklung des Gefahrengebiets sowie des zukünftigen Siedlungsraums (Abbildung 6.20) würde eine valide Aussage zur möglichen Betroffenheit von Siedlungsräumen durch intensivere bzw. häufigere Hochwasser erlauben. Solch integrative Untersuchungen liegen für Österreich nicht vor. Es ist aber davon auszugehen, dass die Entwicklung des Siedlungsraums – und damit des Schadenspotentials – einer deutlich stärkeren Dynamik unterworfen ist, als die Beeinflussung der Häufigkeit und / oder Intensität von Hochwassern durch den Klimawandel (Fuchs, 2008; Stötter, 2007). Nichtsdestotrotz ist es notwendig, mögliche klimawandelbedingte Änderungen der Hochwassergefährdung mit in die Planung einzubeziehen, um das Schadenspotenzial reduzieren zu können.

6.6.5

Auswirkungen auf Nutzungs- und Bedarfsaspekte der Siedlungswasserwirtschaft

Die nicht gesicherte Wasserversorgung von Siedlungsräumen zählt global betrachtet zu einer der gravierendsten Auswirkungen des Klimawandels (Rosenzweig et al., 2011; OECD, 2010). Obwohl in Österreich momentan nur ca. 3 % des erneuerbaren Wasserangebots direkt genutzt werden, kann es kleinräumig

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

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Abbildung 6.20 Siedlungsraum und Gefahrengebiet im zeitlichen Wandel. Eigene Überarbeitung von ARE, 2005. Quelle: Auszug Richtplan des Kantons Graubünden, CH, (2009) Figure 6.20 Settlement area and danger areas over time. Adapted from ARE, 2005. Source: extract of Richtplan of the Graubünden canton, CH, (2009)

zu Engpässen bei der Bedarfsdeckung kommen (BMLFUW, 2011; Rogler et al., 2011). Aus dem Vergleich der Auswirkungen unterschiedlicher Klimaszenarien auf den Wasserhaushalt kann jedoch ein klimabedingter Mangel an Wasser in Österreich ausgeschlossen werden (Blöschl et al., 2011; Blaschke et al., 2011). Für die bestehenden lokalen und regionalen Versorgungseinheiten in Ungunstlagen (geologische Gegebenheiten, geringe Pufferung und Vernetzung etc.) wird eine quantitative sowie qualitative Beeinträchtigung der Trinkwasserversorgung durch den Klimawandel nicht ausgeschlossen (BMLFUW, 2011). Vor diesem Hintergrund wird vor allem der regionalen Vernetzung kleiner ländlicher Versorgungseinheiten in Zukunft eine steigende Bedeutung beigemessen. Für die Bewässerung privater und öffentlicher Gärten wird mit einer regional unterschiedlich ausgeprägten Zunahme gerechnet (BMLFUW, 2011). Systematische Studien zu Auswirkungen des Klimawandels auf die Bewirtschaftung und Bewässerung städtischer Frei- und Grünräume liegen bislang für Österreich nicht vor. Drlik (2010) zeigt jedoch anhand einer Studie zur Wahrnehmung des Klimawandels durch Beschäftigte kommunaler Gartenbauämter auf, dass unter Bedingungen des Klimawandels der Sicherung der Bewässerung von Freiflächen eine zentrale Rolle zugeordnet wird. Im Bereich der Abwasserentsorgung könnte der Klimawandel – vor allem im Nordosten Österreichs – durch häufigere Niederwasserereignisse sowie höhere Wassertemperaturen neue Anforderungen an die Reinigungsleistung von Kläranlagen begründen (Böhm et al., 2008).

6.6.6

Auswirkungen durch Starkniederschläge

Starkniederschläge können in Form von Starkregenereignissen neben der temporären Überlastung städtischer Kanalnetzte

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auch zur lokal beschränkten Überflutung von Erd- und Untergeschoßen („urban flash floods“) oder der Beschädigung ortsfester Infrastrukturen führen (ÖROK, 2010). Letzterer Punkt kann auch mit kurz- bis mittelfristigen Ausfällen öffentlicher Dienstleistungen (z. B. im Nahverkehr) einhergehen. Ob der Klimawandel zu einer Zunahme von Starkniederschlagsereignissen beiträgt, kann zurzeit nicht eindeutig beantwortet werden. Große Übereinstimmung besteht dahingehend, dass bisherige Simulationsmodelle aufgrund ihrer groben räumlichen Auflösung keine belastbaren Aussagen zur Veränderung der Häufigkeit und / oder Intensität lokaler Starkniederschläge zulassen (Böhm, 2008; Suklitsch et al., 2007). Zeitgleich findet sich in Studien (z. B. Loibl et al., 2009, 2011a, ÖROK, 2010) die übereinstimmende Einschätzung, dass mit einer Zunahme von Starkregenereignissen zu rechnen sei. Bedingt durch eine klimabedingte Abnahme der Gesamtniederschläge in Sommer und Herbst sowie einer Zunahme in Winter und Frühjahr (Loibl et al., 2009, 2011a) können auch winterliche Starkniederschläge für Siedlungsräume relevant werden. Ergebnisse eines Forschungsprojekts weisen für das Bundesland Salzburg einen signifikanten Anstieg winterlicher Starkniederschlagsmengen aus (Amt der Salzburger Landesregierung, 2011). Diese Zunahme kann zu höheren Schneelasten führen, welche vor allem bei Gebäuden mit großen Spannweiten Schäden verursachen können (OcCC, 2007). Auch Hagelereignisse können in Siedlungsräumen zu beachtlichen Schäden führen. Vor allem Maßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel (z. B. Sonnenblenden an Hausfassaden) sowie zum Klimaschutz (z. B. auf Hausdächern angebrachte Photovoltaik-Paneele) können durch Hagelstürme geschädigt werden (OcCC, 2007). Belastbare Aussagen zu einer möglichen klimabedingten Zunahme von Hagelstürmen in Häufigkeit und / oder Intensität sind nur sehr bedingt bis gar nicht

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möglich (Böhm, 2008; Rudel, 2008) (vgl. Band 1, Kapitel 4). Mögliche Änderungen der Gefährdung durch Muren, Hangrutschungen und / oder Lawinen sind noch mit großer Unsicherheit behaftet (vgl. Abschnitt 6.5).

tert. Hier werden deren Folgeschäden auf die Infrastruktur besprochen.

6.6.7

Auswirkungen auf die Gefährdung von Siedlungsräumen durch Starkwinde

Starkwindereignisse können in Siedlungsräumen zum Windwurf von Bepflanzungen, dem „Abdecken“ von Hausdächern sowie zur Beschädigung von Gebäuden, Verkehrs- und Infrastruktureinrichtungen führen. Alle diese Auswirkungen können zu einer direkten Gefährdung von Personen führen. Es besteht große Übereinstimmung, dass hinsichtlich einer möglichen Veränderung der Häufigkeit und / oder Intensität von Starkwindereignissen durch den Klimawandel keine statistisch gesicherten Trends erkennbar sind (Gobiet und Truhetz, 2008; Rudel, 2008; Pfister, 2003). Trotz dieser Übereinstimmung findet sich in einer Vielzahl von Studien (z. B. Seiler, 2006; Jonas et al., 2005; Leckebusch und Ulbrich, 2004) die Vermutung, dass eine Erhöhung der Frequenz und Intensität von Starkwindereignissen durch den Klimawandel wahrscheinlich sei (siehe auch Abschnitt  6.5.4). Untersuchungen über Auswirkungen einer erhöhten Häufigkeit und / oder Intensität von Starkwinden auf Siedlungsräume sowie den Wind-Komfort in Siedlungen liegen momentan für Österreich nicht vor.

6.7 6.7

Auswirkungen des Klimawandels auf die technische Infrastruktur Climate change impacts on technical infrastructure

Insbesondere liniengebundene Infrastrukturen sind den Wetterbedingungen stark ausgesetzt. Ihre Beschädigung zieht direkte Kosten für die Instandsetzung nach sich. Oftmals entstehen jedoch durch Serviceunterbrechungen für Energie und Transport weitaus größere indirekte Kosten. Bereits heute entstehen massive Schäden und damit verbundene Kosten im Bereich der öffentlichen Infrastrukturen, sodass man von einem bestehenden Anpassungsdefizit ausgehen muss. Die sich abzeichnenden Klimatrends für die meisten entscheidenden Schadensauslöser lassen einen Anstieg der Schäden und damit der direkten und indirekten Kosten für die öffentlichen Infrastrukturen und die von Ihnen abhängigen Services befürchten. Naturereignisse als Auswirkung von Extremereignissen und deren künftige Entwicklung wurden in Abschnitt  6.5 erläu-

6.7.1

Exposition und Schadenssensitivität von Infrastrukturen

Energie- und Verkehrsinfrastrukturen weisen durch ihre exponierte Lage und orographisch komplexe Netzstruktur (bei den Energieversorgungsnetzen sowie Schienen- und Straßenverkehrsnetzen) eine hohe Exposition gegenüber Wetterfolgen auf. Klimaänderungen sind die Summe aller Wetter- und Witterungserscheinungen und damit bewirken klimatische Änderungen auch eine Änderung der Exposition gegenüber extremen Wetter- und Witterungserscheinungen. Eine Unterbrechung an einer Stelle kann oftmals zu weitflächigen Serviceausfällen bei der Energieversorgung respektive bei Mobilität / Transport führen. Daher ist auch die Sensitivität als hoch einzustufen. Klimafolgen auf Infrastrukturen und Services waren daher schon in der Vergangenheit häufig – es besteht somit ein Anpassungsdefizit –, weshalb eine sorgfältige Bestandsaufnahme und Auswertung von aufgetretenen Schadensereignissen wesentlich ist, um Zusammenhänge zwischen Klimafaktoren und Schadensereignissen zu erkennen und somit gegenüber sich ändernden Klimabedingungen gewappnet zu sein. Die Auswertung bisheriger Schadensereignisse zeigt deutlich, dass niederschlagsbedingte Schadensereignisse den bei weitem höchsten Anteil bei Schäden an der Verkehrsinfrastruktur in Österreich ausmachen (näheres in Abschnitt 6.7.2). Klimabedingte Schäden an der Energieinfrastruktur sind in Österreich bislang noch nicht systematisch ausgewertet worden, generell ist aber davon auszugehen, dass auch in Österreich speziell im Mittel- und Niederspannungsnetz (Verteilernetz) ein Hauptteil der Schäden geschieht, die entsprechend zu Stromausfällen führen (Martikainen et al., 2007 für Finnland). Hier sind oftmals die Nähe zu rutschenden Hängen, windwurfgefährdeten Bäumen sowie die bauliche Ausführung (z. B. mit Holzmasten) entsprechende Schadensauslöser. Österreich steht allerdings derzeit im europäischen Vergleich mit rund 30 Minuten durchschnittlicher jährlicher Stromausfallzeit (CEER, 2008) sehr gut da, sodass die Stromnetze (insbesondere das Hoch- und Höchstspannungsnetz ab 110 kV) derzeit noch als weitgehend sicher angesehen werden können. Einige dieser Aspekte werden in derzeit laufenden ACRPForschungsprojekten näher beleuchtet, während auf europäischer Ebene in einem Forschungsprojektcluster zumindest der Verkehrssektor hinsichtlich Klimafolgen näher untersucht wird. Zwischenergebnisse dieser Forschungsarbeiten: es sind kaum die graduellen Klimaänderungen, die negativ auf die In-

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

AAR14

frastrukturen wirken, sondern vielmehr die wachsenden Häufigkeiten und Ausmaße von Extremereignissen und extremen Witterungsperioden, die Einfluss auf direkte Schäden / Kosten haben und durch Unterbrechungen der Services auch indirekte Schäden / Kosten nach sich ziehen. Analysen unveröffentlichter Schadensdaten in Österreich (ÖBB-Infrastruktur sowie Straßenschadensdaten der Bundesländer) zeigen: Die Exposition gegenüber klimabedingten Schäden an der liniengebundenen Infrastruktur von Straße, Schiene und Übertragungsnetzen ist vor allem dort besonders erhöht, wo

quenz und Amplitude von Starkregenereignissen sowie die zusätzliche Verbauung und Versiegelung der Landschaft – eine Zunahme von Hochwasserereignissen erwarten lassen. In Österreich haben vor allem die August-Hochwasser 2002 (vor allem im Osten) und 2005 (vor allem im Westen) und zuletzt das Frühjahrshochwasser 2013 massive Schäden nach sich gezogen.

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Massenbewegungen verursachen sowohl hohe direkte Kosten durch Schäden an der Verkehrsinfrastruktur selbst (vor allem an Straßenbelag, Hangverbauungen, Schutzwäldern, Drainagen) als auch indirekte Folgekosten durch z. T. längerfristige Serviceunterbrechungen. Die Schäden sind lokal begrenzt. Eine Vorhersage von klimawandelbedingten Effekten ist nur insoweit möglich, als deren Ursachen – Rückgang des Permafrosts, höhere Frequenz und Amplitude von Starkregenereignissen, rasche Schneeschmelze gemeinsam mit häufigeren Frühjahrsniederschlägen – eine Zunahme von Muren und Hangrutschungen erwarten lassen. Muren und Hangrutschungen sind in Österreich sehr zahlreich und treten meistens nach entsprechenden Niederschlagsereignissen auf. Hangrutschungen treten vor allem in den Lockergesteinsarealen der Flysch- und Molassezone (Voralpen) auf, Muren hingegen im alpinen Festgestein. Durch Hangrutschungen geraten zum Teil ganze Dörfer ins Rutschen (vgl. etwa die Hangrutschung von Sibratsgfäll / Bregenzer Wald 1999).

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die jährlichen Niederschlagssummen besonders hoch sind, Starkniederschläge besonders ausgeprägt sind, höhere Vegetation (Wald) durchquert wird und zudem die Sturmhäufigkeit und -stärke hoch ist (z. B. die Föhnsturmgebiete) oder die Nassschneedeposition überdurchschnittlich ist sowie die Gewittergefahr ausgeprägt ist.

Sowie außerdem, wo: t
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die geologische Beschaffenheit zu Rutschungen neigt (Bsp. Flyschgebiete der Voralpen), das Relief steil oder zumindest hügelig ist, primär bei Straßen und Schienen: die Streckenführung auf dem Niveau der Tallage erfolgt (Überschwemmungsgefahr) und / oder eine Hanglage in Rutschungs- oder Felssturz-gefährdeten Gebieten gegeben ist.

Massenbewegungen (Muren, Hangrutschungen und Felsstürze)

Lawinen 6.7.2

Direkte und indirekte (Folge-)Schäden an der Verkehrsinfrastruktur

Direkte wetterbedingte Schäden an der Straßen- und Schieneninfrastruktur werden in Österreich vor allem durch folgende Ereignisse verursacht:

Hochwasser Hochwasser verursachen vor allem durch Unterspülungen, Erosion und Treibgut direkte Schäden an der Infrastruktur (vor allem an Straßenbelag, Drainagen, Böschungen, Dämmen und Brücken). Länger anhaltende Überschwemmungen führen vor allem zu indirekten Schäden durch Serviceunterbrechungen. Eine Vorhersage von klimawandelbedingten Effekten ist nur insoweit möglich, als deren Ursachen – eine höhere Fre-

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Lawinen können im Extremfall zu ähnlichen Schäden führen, wie Muren oder Hangrutschungen. Auch Todesopfer sind hier oft zu beklagen, da Lawinenabgänge kaum Gelegenheit lassen, sich in Sicherheit zu bringen – wie etwa bei der Lawine von Galtür 1999 mit 38 Todesopfern. Vor allem die indirekten Folgeschäden oft beträchtlich. Ganze Talschaften sind oftmals für Tage von der Außenwelt abgeschnitten und müssen gegebenenfalls aus der Luft versorgt werden. Trendaussagen zur künftigen Entwicklung sind auf Basis der Klimamodellergebnisse derzeit kaum möglich.

Stürme Sturmbedingte Schäden betreffen primär den Windwurf. Die daraus resultierenden Kosten entstehen zumeist durch Aufräumarbeiten (neben Schäden an Leitschienen oder Schil-

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dern), vorwiegend entlang von Waldstrecken. Nur in sehr seltenen Fällen kommt es durch Stürme zu direkten Schäden etwa an besonders exponierten Brücken. Künftige Trends im Auftreten von Stürmen sind mit hohen Unsicherheiten behaftet. Die Winterstürme „Kyrill“ (2007) und „Emma“ (2008) etwa führten zu massiven Windwurf-Schäden an der Verkehrsinfrastruktur und zu langen Straßensperren wegen Aufräumarbeiten.

kaum zeitlich eingeordnet und somit systematisch erfasst werden. Diese Form von Schäden fällt demnach unter die reguläre Wartung bzw. Erneuerung von Straßen(abschnitten). Im Juni 2013 sind etwa auf den Betonplattenabschnitten der A1 sowie auf etlichen Autobahnen in Süddeutschland massive Schäden aufgetreten, die vermutlich auf die sehr rasche Erwärmung im Juni 2013 zurückzuführen waren. Diese so genannten BlowUps treten nur auf alten Betonplattenabschnitten auf, während die normalen Asphaltabschnitte der Autobahnen von Spurrillenbildung betroffen sind. Hitzebedingte Schäden sind klimawandelbedingt durch steigende Temperaturen vermehrt zu erwarten. Auch bei Hagel kann eine Zunahme angenommen werden, da die zumeist zugrunde liegenden konvektiven Niederschläge mit hoher Wahrscheinlichkeit zunehmen werden. frostbedingte Schäden hingegen werden künftig wahrscheinlich abnehmen. Abbildung 6.21 zeigt die klimabedingten direkten Kostenfaktoren für die Straßeninfrastruktur:

Schneedruck Ein ähnliches Schadensspektrum wie bei Stürmen entsteht durch Schneedruck. Auch hier entstehen die meisten Schäden und Kosten durch Windwurf bzw. Aufräumarbeiten auf Waldstrecken. Schneedruck entsteht vornehmlich durch gut haftenden Nassschneefall und führt vor allem bei den elektrischen Verteilernetzen zu erheblichen Problemen (vgl. z. B. Stromausfälle in Osttirol und Kärnten im Februar 2014). Da in milderen Wintern von einer höheren Nassschneedeposition auszugehen ist, sind im Zuge des Klimawandels regionale Zunahmen beim Schneedruck zu erwarten. Schneedruck kann außerdem Gebäudedächer zum Einsturz bringen, wie etwa der tragische Einsturz der Eislaufhalle in Bad Reichenhall 2006 zeigte. Dies kann gegebenenfalls auch Wartehallen, Bahnhofsgebäude und sonstige Dachkonstruktionen der Verkehrsinfrastruktur betreffen. Weitere Schäden an der Infrastruktur entstehen durch Hagel, Hitze und Frost. Dabei sind viele Schäden in den Schadensdatenbanken der Bundesländer nicht erfasst, da deren Behebung oft unter die laufende Instandsetzung fällt. Frostaufbrüche und Hitzeschäden an der Asphaltdecke können

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Schadenskosten durch Massenbewegungen (Vermurungen, Hangrutschungen, Lawinen) und Hochwasser werden zumeist durch Hangverbauungen, Schutzgalerien und Dämme zu vermeiden gesucht. Allein für Lawinenschutzverbauungen wurden im Land Salzburg im Jahr 2008 knapp 7 Mio. € aufgewendet. Tirol hat innerhalb der letzten 30 Jahre insgesamt rund 125 Mio. € für Lawinenschutzmaßnahmen aufgewendet. Für neue Straßenbauvorhaben werden künftig aller Voraussicht nach zusätzliche Mittel aufgewendet werden, um diese robuster im Sinne von „klima- und wetterfester“ zu machen.

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Klimafolgen und Anpassungskosten

Abbildung 6.21 Zusammensetzung von Klimafolgenund Anpassungskosten am Beispiel Straße. Eigene Darstellung Figure 6.21 Costs of climate impacts and adaptation exemplified by road traffic. Own picture

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

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Schäden durch Schnee(last), Sturm und Windbruch sowie Hagel bestehen zumeist in höheren Aufwendungen für (Auf )räumarbeiten. Anteilsmäßig fallen diese Ausgaben wenig ins Gewicht, können jedoch zu signifikanten indirekten Folgekosten durch Serviceunterbrechungen führen. Hitze- oder frostbedingte Schäden können zu kürzeren (oder längeren) Erneuerungszyklen für die Straßenbelagsdecke führen. Hitzebedingte Schäden werden dabei künftig wohl zunehmen und gegebenenfalls zur Anwendung neuer Belagsmischungen führen, während künftige Trends bei Frostaufbrüchen kaum absehbar sind, da hier neben Temperaturveränderungen auch der Niederschlag bei kurzfristigen Temperaturabsenkungen unter den Gefrierpunkt eine bedeutende Rolle spielt. (Enei et al., 2011)

Speziell für die Schieneninfrastruktur muss auf die höhere Schadensrelevanz von Sturmereignissen hingewiesen werden, die durch Windwurf sowohl die Oberleitungen als auch die Schienen beschädigen können. Schneestürme wie auch extreme Hitze- und Kältewellen sorgen immer wieder für Ausfälle, etwa von Weichen. Die indirekten Folgeschäden können auch hier beträchtlich sein, da es sowohl zu Transportunterbrechungen und somit gegebenenfalls zu Produktionsausfällen in der verarbeitenden Industrie wegen Lieferverzögerungen kommt, als auch zu Unterbrechungen im Pendler- und Reiseverkehr. Betriebswirtschaftliche indirekte Folgeschäden für die Bahnunternehmen können auch durch so genannte „mode switches“ entstehen: Güter oder Personen weichen auf andere Verkehrsträger (z. B. Straße, Flugzeug) aus und wechseln gegebenenfalls nicht vollständig bzw. nur mit größerer Verzögerung zurück zur Bahn. Die Frage der indirekten Folgeschäden ist derzeit Gegenstand der Untersuchungen in laufenden ACRP-Forschungsvorhaben.

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Direkte Schäden an der Infrastruktur im Luftverkehr sowie in der Binnenschifffahrt sind im Vergleich zu Straße und Schiene deutlich geringer, genauso wie deren wirtschaftliche Relevanz in Österreich. Hier stehen die wetterbedingten Serviceunterbrechungen im Vordergrund: So ist etwa für die Binnenschifffahrt die Eisbedeckung ein wesentlicher limitierender Klimafaktor im Winterhalbjahr. Für Österreich ist nach derzeitigem Kenntnisstand mit einem Rückgang der winterlichen Eisbedeckung der hier vor allem wesentlichen Donau zu rechnen. Die Sicherheit im Flugverkehr selbst (und weniger die Schäden an den dafür nötigen Infrastrukturen wie Flughäfen, Hangars etc.) hängt sehr stark von FlugwetterFaktoren wie Windspitzen, Eisregen und (Schnee-)Stürmen sowie Sicht einschränkenden Faktoren (Nebel, Staub- und Sandstürme etc.) ab. Betroffen sind somit weniger die Infrastrukturen selbst als die sie nutzenden Betreiber (Binnenschiffer und Fluggesellschaften) durch entstehende Betriebsausfälle. Eine europaweite Übersicht der Schadenskosten im Verkehrssektor (Abbildung  6.22) liefern Enei et al. (2011). Aus dieser geht hervor, dass die Kosten für die Verkehrsinfrastruktur mit Abstand den größten Anteil ausmachen.

6.7.3

Direkte und indirekte (Folge-)Schäden an der Energieinfrastruktur

Die Energieinfrastruktur besteht im Wesentlichen aus den Kraftwerken sowie der Netzinfrastruktur. Besonderes Augenmerk hinsichtlich Klimafolgen gehört dabei den Überlandleitungen, die – ebenso wie die Straßen- oder Schieneninfrastruktur – durch ihre oft exponierte Lage eine hohe Schädigungsexposition aufweist. Die Kraftwerke selbst sind je nach Kraftwerkstyp sehr unterschiedlich sensitiv. Im Folgenden werden die potenziellen Klimafolgen für die Energieinfrastruktur kurz umrissen:

Annual mean costs by type of extreme 900 800 million Euro p.a.

700 600

User safety

500

User time losses

400

Fleet operations

300

Vehicle assets

200

Infra operations

100

Infra assets

0 Ice & snow

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Rain & flood

Storm

Heat & drought

Abbildung 6.22 Schadenskosten im Verkehrssektor. Quelle: Enei et al. (2011) Figure 6.22 Damage costs in the traffic sector. Source: Enei et al. (2011)

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Direkte Gefährdungen der Übertragungsnetze (nur elektrische Übertragungsnetze, wenn nicht anders gekennzeichnet):

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Sturm sowie Schnee- und Eislasten stellen direkte Bedrohungen für die Überlandleitungen dar (Bonelli und Lacavalla, 2010). Während Hitzewellen ist die Durchleitungskapazität vermindert (gilt insbesondere auch für Gas, dessen Verbrauch im Sommer allerdings gering ist und hier primär für die Stromerzeugung genutzt wird) (vgl. Ebinger und Vergara, 2011). Durch Niederschläge ausgelöste Massenbewegungen stellen eine Bedrohung für Überlandleitungen dar (Williamson et al., 2009). Hier ist bei Netzplanungen vermehr Rücksicht auf besonders rutschungsgefährdete Hänge zu nehmen. Derzeit ist für die Bundesländer Burgenland, Niederösterreich und Steiermark bereits eine grobe Einstufung der Hangrutschungsneigung verfügbar (mündliche Mitteilungen Philip Leopold / AIT sowie Andreas Schindlmayr / geo2). Zurückgehender Permafrost kann durch vermehrte Felsstürze und -abbrüche Strommasten beschädigen und damit zu Leitungsunterbrechungen führen.

Leider sind wetterbedingte Versorgungsunterbrechungen in den öffentlich zugänglichen Ausfalls- und Störungsstatistiken (E-Control, 2011) nicht enthalten, da sie als „höhere Gewalt“ nicht der Verantwortung der Netzbetreiber zugeschlagen werden. Direkte Gefährdungen der Kraftwerke: t


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Viele thermische Kraftwerksanlagen befinden sich in unmittelbarer Flussnähe und sind damit einem größeren Hochwasserrisiko ausgesetzt. Wasserkraftwerke sind je nach Bautyp (Speicherund / oder Laufkraftwerk) sowie Abflussregime (gletscher-, schnee- oder regengespeist) sehr unterschiedlich sensitiv. Starke Schwankungen in der Wasserführung bzw. in den Reservoirs stellen eine direkte Gefahr für die Wasserkraftwerke selbst dar und erfordern z. B. bei Speicherkraftwerken häufiges Spülen. Photovoltaikanlagen weisen durch ihre Standorte eine entsprechende Exposition und Sensitivität gegenüber extrem hohen Windlasten und starkem Hagelschlag auf.

Keine direkte Gefahr für die Kraftwerke selbst, jedoch relevant für deren Effizienz sind:

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schwankende Pegelstände und Abflüsse bei Wasserkraftwerken / Laufkraftwerken. Windgeschwindigkeiten für Windkraftanlagen. Bei sehr hohen Windgeschwindigkeiten stellt sich das Problem der Netzüberlastung und Abführung der erzeugten Energie, weshalb etwa in Deutschland Windparks bei hohen Windgeschwindigkeiten oft außer Betrieb gesetzt werden müssen. Bewölkung / Einstrahlung und Temperatur für Photovoltaik-Anlagen. Photovoltaik-Anlagen sind hinsichtlich ihrer Effizienz temperaturabhängig. So sind bei hohen Temperaturen Effizienzeinbußen von mehr als 10 % üblich.

6.7.4

Forschungsbedarf

Um potenzielle Klimawandelfolgen und weitere Folgewirkungen auf die Infrastruktur besser abschätzen zu können, ist Forschungsbedarf vor allem in vier Bereichen gegeben: 1. Belastbarere Projektionen von Niederschlagsextremereignissen sind nötig, da diese Art von Extremereignissen (Intensität und Dauer) den weitaus größten Anteil an Infrastrukturschäden ausmachen. Die gegenwärtigen Klimaprojektionen weisen hier jedoch noch große Unsicherheiten auf. Diese Probleme lassen sich jedoch zum Teil auch ganz pragmatisch lösen: So lassen sich etwa die Änderungen in der Auftrittswahrscheinlichkeit für bestimmte Ereignisse durchaus aus Klimamodellen indirekt ablesen: der einfachste Zusammenhang besteht etwa zwischen dem mittleren Monatsmaximum der Temperatur und der Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Hitzetagen. Ähnliche Zusammenhänge beim Niederschlag erlauben eine Anpassung etwa von Jährlichkeiten und somit eine bessere Planungs- und Bemessungsgrundlage für den Bau von öffentlichen Infrastrukturen sowie etwaige Schutzmaßnahmen. 2. Langfristige lokale Messwerte würden wertvolle Beiträge für ein geändertes Risiko gegenüber klimatisch gesteuerten Schäden erbringen. Ein möglichst dichtes Messnetzwerk in ganz Österreich – und besonders in Gebieten mit hoher Infrastrukturdichte – wäre demnach wünschenswert. 3. Eine einheitliche Schadensdatenerfassung, sowie eine Homogenisierung der vorhandenen Datensätze ist anzustreben, um Infrastrukturschäden besser quantifizieren zu können; 4. Wichtig für die Schadensquantifizierung in der Zukunft sind Szenarien der Verkehrsentwicklung und des Ausbaus der Verkehrsinfrastruktur (d. h. des Streckennetzes) welche Informationen über Verkehrsdichte und -art (Personen-, Güterverkehr) enthalten. Basierend auf derartigen Szenarien ist es möglich, den Anteil von Reparatur und Instandset-

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

zung besser abschätzen zu können, da dies auch Folgen für verfügbare Mittel für Neubaumaßnahmen haben könnte.

6.8 6.8

Schlussfolgerungen Conclusions

Die Folgen des Klimawandels auf die Gesundheit treffen sozial schwächere, ältere und chronisch kranke Bevölkerungsteile in höherem Ausmaß und mit hoher Wahrscheinlichkeit. Eine sehr wahrscheinliche Zunahme an Hitzetagen führt zu starken zusätzlichen Belastungen in den besonders gegenüber HerzKreislauf-Erkrankungen sensitiven Bevölkerungsschichten (Ältere und chronisch Kranke) und damit zu einer höheren Mortalität. Die Zahl der durch neu eingewanderte Schadinsekten und andere Wirtstiere übertragenen Erkrankungen wird mit hoher Wahrscheinlichkeit zunehmen und es ist davon auszugehen, dass künftig weitere Impfungen – wie heute schon die Zeckenimpfung – als Routine-Impfungen angeboten werden, um hier entsprechend vorzubeugen. Auch eine Zunahme von Allergien wird als sicher angenommen. Jedenfalls ist durch diese Einflüsse künftig mit höheren Kosten für Heilung und Prävention zu rechnen. Vor den direkten gesundheitlichen Folgen der Hitze ist eine Linderung durch aktive Kühlung, Lüftung und ausreichende Wasserzufuhr möglich, was ebenfalls teilweise mit höheren Kosten verbunden ist. Als sehr sicher gilt, dass sozial Schwächere mangels finanzieller Ressourcen und geringerer sozialer Kontakte eine geringere Anpassungskapazität und Unterstützung insbesondere bei zunehmenden Hitzewellen haben. Durch den Klimawandel wird mit hoher Wahrscheinlichkeit ein zusätzlicher Migrationsdruck auf Österreich aus Entwicklungs- und Schwellenländern entstehen. Ob dieser sich auch tatsächlich in höheren Einwanderungszahlen niederschlägt, ist abhängig von der politischen Gestaltung auf EU- und nationaler Ebene. Die ökonomischen Auswirkungen des Klimawandels in Österreich werden mit Sicherheit Gewinner und Verlierer nach sich ziehen. Genauere Aussagen sind zum jetzigen Zeitpunkt nur für einige Sektoren möglich: während Elektrizitätswirtschaft und Landwirtschaft bis 2050 nur geringe Effekte auf die sektorspezifischen Einkommen zeigen werden, sind für den Tourismus-Sektor aufgrund der abnehmenden Schneesicherheit im Winter und der längeren Sommerperioden sehr wahrscheinlich maßgebliche Verlagerungen innerhalb des Sektors (Nachteile im Winter-, Vorteile im Sommertourismus) sowie zwischen Regionen (Westen versus Osten Österreichs) zu erwarten.

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Die Siedlungsräume in Österreich werden primär von sommerlichen Hitzewellen sowie in Einzelfällen auch von Beeinträchtigungen bei der Trinkwasserentstehung betroffen sein. Die Verkehrsinfrastruktur wird in Österreich möglicherweise von Massenbewegungen und Hochwassern stärker betroffen werden. Sehr wahrscheinlich ist eine zusätzliche Gefährdung der Energie-Infrastruktur im Sommer durch vermehrt auftretende Hitzewellen / Dürren: Erhöhte Nachfrage (nach Kühlwassser), stockende Bereitstellung (Niedrigwasser) und Gefahren für das Verteilernetz (Gewitter) gefährden die Versorgungssicherheit mit Elektrizität und erhöhen die Gefahr von Black-Outs. Die Schlussfolgerungen aus diesem Kapitel müssen naturgemäß auf Schutz- und Anpassungsmaßnahmen verweisen (vgl. dazu Band 3), um die negativen Folgen des Klimawandels möglichst gering zu halten. Öffentlich finanzierte Anpassungsmaßnahmen sollten demnach insbesondere den finanzschwachen Bevölkerungsschichten zu Gute kommen und hier vor allem den besonders vulnerablen Älteren sowie Familien mit Kleinkindern. Für finanzstärkere Bevölkerungsschichten ist es hingegen wesentlich, private Anpassung zu ertüchtigen und in nachhaltige Bahnen zu lenken. Hier kann vieles durch die Bereitstellung von Informationen initiiert werden. Gegebenenfalls können Förderungen auch auf Klimawandelanpassung abgestellt werden (z. B. Förderung von Beschattungsmaßnahmen an Gebäuden). Ein besonderes Augenmerk öffentlicher Anpassung muss auf den herausgearbeiteten Gesundheitsfolgen liegen: Hitzewellen, Vektoren (Ausbreitung von Infektionskrankheiten durch verschiedene Trägerorganismen) und Ausbreitung von Allergenen sollten hier im Zentrum von Maßnahmen stehen, die Gesundheitsbeeinträchtigungen durch den Klimawandel verhindern. Sowohl die ökonomischen Schäden als auch die Auswirkungen auf Siedlungen und technische Infrastrukturen stehen in einem engen Wirkungszusammenhang mit Extremwetterereignissen und extremen Witterungsperioden. Hier sind es weit weniger die graduellen Änderungen von Bedeutung als vielmehr die Schäden durch so genannte „sudden onset“-Ereignisse wie Sturm, Starkniederschlag (Hochwasser und Massenbewegungen), Gewitter, Hagel etc. sowie durch „slow onset“-Ereignisse wie Hitzewellen und Dürren, die die eigentlichen Herausforderungen darstellen. Eine Trennung zwischen Klimawandelanpassung einerseits und Gefahrenzonenplanung, Risikovorsorge und Katastrophenmanagement andererseits wäre unangebracht, vielmehr müssen die gesetzten Maßnahmen miteinander einhergehen. Die Gefahrenzonenplanung ist zum Beispiel den sich durch den Klimawandel

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ändernden Gefährdungsprofilen anzupassen. Gleichzeitig ist sie ein Werkzeug der Klimawandelanpassung. Gleiches gilt für die Raumordnung insgesamt, die ein wesentlicher Schlüssel für eine erfolgreiche Anpassung an Klimarisiken ist. Hier besteht eine klare Verpflichtung der öffentlichen Hand und somit die Notwendigkeit öffentlich finanzierter Anpassung. Im Tourismussektor wiederum geht es u. a. um die Anpassung an das mittel- bis langfristig wohl Unvermeidbare: den Mangel an Naturschnee und – temperaturbedingt – die absehbar nur mehr in bestimmten Gebieten sinnvoll und effizient einsetzbare Beschneiung. Private Anpassung im Sektor muss hier mit öffentlichen Investitionen einhergehen. Es sollten sich sowohl ganze Gemeinden und Regionen in nicht mehr schneesicheren Gebieten mit Alternativen zum klassischen Skitourismus befassen als auch der einzelne Hotelier, Gaststättenbesitzer oder Liftbetreiber. Wie stark letztendlich die in diesem Kapitel beschriebenen Klimafolgen ökonomisch durchschlagen, hängt zu einem großen Teil von der vorausschauenden Anpassung ab, die auf den entsprechenden politischen und gesellschaftlichen Ebenen Anpassungskapazität und Umsetzung aufbauen bzw. vorantreiben muss.

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

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Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft

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Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung Volume 3: Climate Change in Austria: Mitigation and Adaptation

Kapitel 1: Emissionsminderung und Anpassung an den Klima wandel Kapitel 2: Land- und Forstwirtschaft, Wasser, Ökosysteme und Biodiversität Kapitel 3: Energie und Verkehr Kapitel 4: Gesundheit, Tourismus Kapitel 5: Produktion und Gebäude Kapitel 6: Transformationspfade

Band 3 Kapitel 1:

Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel

Volume 3 Chapter 1: Mitigation and Adaptation to Climate Change

Koordinierende LeitautorInnen Birgit Bednar-Friedl, Klaus Radunsky LeitautorInnen Maria Balas, Martin Baumann, Barbara Buchner, Veronika Gaube, Willi Haas, Stefan Kienberger, Martin König, Angela Köppl, Lukas Kranzl, Julian Matzenberger, Reinhard Mechler, Nebojsa Nakicenovic, Ines Omann, Andrea Prutsch, Arno Scharl, Karl Steininger, Reinhard Steurer, Andreas Türk Beiträge von Christoph Campregher, Hermann Knoflacher, Stefan Schleicher, Julia Wesely Für den Begutachtungsprozess Sabine Fuss

Inhalt ZUSAMMENFASSUNG

708

1.4

SUMMARY

708

KERNAUSSAGEN

708

1.1 1.1.1 1.1.2 1.1.3

Erfordernisse und Chancen für Emissionsminderung (Mitigation) Die globale Perspektive bezüglich Emissionsminderung Die europäische Perspektive bezüglich Emissionsminderung Die österreichische Perspektive bezüglich Emissionsminderung

1.2 1.2.1 1.2.2

Anpassung Anpassung aus europäischer Sicht Anpassung aus österreichischer Sicht

1.3

Abstimmungsbedarf und Synergien zwischen Anpassung und Emissionsminderung Globale Verantwortung und lokale Notwendigkeit von Anpassung Abstimmung zwischen Anpassung und Emissionsminderung Nutzung von Synergien zwischen Anpassung und Emissionsminderung

1.3.1 1.3.2 1.3.3

711

1.4.1 1.4.2 1.4.3 1.4.4 1.4.5 1.4.6

Barrieren gegenüber effektiven Minderungs- und Anpassungsstrategien Institutionelle und Governance-Barrieren Wirtschaftliche Barrieren Soziale Barrieren Technologische Barrieren Fehlendes Wissen bzw. Unsicherheiten Ansätze zur Überwindung der Barrieren

749 749 751 752 753 754 755

711 1.5

Forschungsbedarf

758

716

1.6

Literaturverzeichnis

760

721

1.7

Anhang

768

730 734 739

743 743 744 747

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

ZUSAMMENFASSUNG In diesem Kapitel werden sowohl die Erfordernisse und Chancen, als auch die Beschränkungen und Barrieren bezüglich Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel aus österreichischer Perspektive beschrieben. Im Rahmen dessen werden auch die aus nationaler Perspektive relevanten Informationen für die globale Ebene, bzw. jene der Europäischen Union (EU) dargestellt. Abschnitt  1.1 diskutiert in diesem Sinne zunächst die Emissionsminderungsziele auf globaler Ebene, sowie die Potenziale von bereits verfügbaren oder in Entwicklung befindlichen Technologien, um diese Ziele zu erreichen, sowie die damit einhergehenden Kosten. Insbesondere wird auf die Entwicklungen des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) und des United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) eingegangen und es werden Instrumente und Maßnahmen auf europäischer und österreichischer Ebene diskutiert. Abschnitt 1.2 über Klimawandelanpassung beschäftigt sich mit den unterschiedlichen Konzepten auf internationaler Ebene, den Strategien auf europäischer und nationaler Ebene und beschreibt die verschiedenen kurz-, mittel- und langfristigen Formen von Anpassung. Ebenso werden die Kosten des Nichthandelns thematisiert. Weiters wird auf die erreichten Fortschritte seitens des IPCC und der UNFCCC sowie der EU (Grün- und Weißbuch) und nationalen Politik (Nationale Anpassungsstrategie) eingegangen, insbesondere auf den Fortschritt bei der Planung, Umsetzung, und Integration in vulnerablen Sektoren. Abschnitt  1.3 identifiziert Synergien und Abwägungen (Trade-offs) zwischen Emissionsminderung und Anpassung und zeigt die Notwendigkeit eines integrativen Ansatzes auf. Es wird auch auf die Notwendigkeit der Berücksichtigung von Klimaschutz und Anpassung in anderen Politikfeldern eingegangen. Abschnitt 1.4 identifiziert Barrieren effektiver Emissionsminderung und Anpassung und zwar auf der individuellen, gesellschaftlichen, politischen und wirtschaftlichen Ebene. Weiters wird auf Barrieren hinsichtlich fehlendem Wissen und Unsicherheiten eingegangen. Zum Abschluss werden Ansätze zur Überwindung dieser Barrieren sowie Erfordernisse für zukünftige Forschung dargestellt.

SUMMARY This chapter focuses on the needs and opportunities as well as the constraints and barriers with respect to mitigation and adaptation to climate change. While the chapter concentrates mainly on Austria, information is provided on the global and EU level to the extent they are relevant for Austria. Section 1.1

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discusses the targets already specified for mitigation at the global level, as well as technologies that are already available or are emerging with the potential to meet the challenges and associated costs. In particular, the progress achieved by IPCC and UNFCCC bodies, as well as EU policies and national scale policies and measures are reviewed. Section 1.2, on adaptation to climate change, addresses the different concepts developed at the international scale, reviews progress on the EU and Austrian national adaptation strategy, and characterizes the different types of adaptation relevant over short, medium and long term timescales. The costs of inaction are also addressed. Again, progress achieved by IPCC and UNFCCC bodies, as well as EU policies (green and white papers, etc.) and national scale policies and measures (national adaptation strategy) will be reviewed. This includes the progress made on adaptation planning, implementation, and integration in vulnerable sectors. Section  1.3 highlights the synergies and trade-offs that may emerge among adaptation and mitigation and hence explains the importance of a holistic approach. This also includes a discussion of mainstreaming of mitigation and adaptation into other policy areas. Section 1.4 identifies the barriers for mitigation and adaptation, including obstacles at the individual, social, political and economic levels. Moreover, barriers of insufficient knowledge and uncertainties are addressed. Finally, approaches for overcoming these barriers are summarized and needs for future research are highlighted.

KERNAUSSAGEN t


Treibhausgasemissionen führen zu deutlicher globaler Erwärmung. Die globalen Treibhausgasemissionen (THG-Emissionen) steigen weiterhin entlang des „Business As Usual“-Pfads und werden sich, wenn sich dieser Trend fortsetzt, bis zur Mitte des Jahrhunderts verdoppelt haben (GEA, 2012; IEA, 2012) (sehr hohes Vertrauen). Eine Stabilisierung des Anstiegs der globalen Jahresmitteltemperatur unter 2 °C bis zum Ende des Jahrhunderts (im Vergleich zum vorindustriellem Temperaturniveau) erfordert jedoch bis zur Mitte des Jahrhunderts eine Reduktion der globalen THG-Emissionen um zumindest 50  % der derzeitigen Emissionen im globalen Durchschnitt bzw. um bis zu 90  % in industrialisierten Ländern (IPCC, 2007e) (hohes Vertrauen). t


Globale Erwärmung um 4 °C führt zu drastischen Veränderungen. Die Veränderung der globalen Jahresdurchschnittstemperatur im Bereich von 4 °C und darüber entspräche je-

AAR14

ner des Übergangs von der Eiszeit zur Zwischeneiszeit (vgl. Band 1; IPCC, 2007f ) (hohes Vertrauen). Eine um 4 °C erwärmte Erde wäre etwa im Vergleich zu den letzten 10 000 Jahren, die zum Hervorgehen der Zivilisationen führten, eine Welt mit kaum beherrschbaren Folgen für Natur und Gesellschaft (WBGU, 2011) (sehr hohes Vertrauen). Auch eine Erwärmung um 2 °C wäre mit signifikanten Veränderungen verbunden (sehr hohes Vertrauen), stellt aber einen Schwellenwert dar, bei dem katastrophalere Folgen vermieden werden könnten (IPCC, 2007d; WBGU, 2011) (mittleres Vertrauen).

Kapitel 1: Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel

80-95 % bis 2050). Allerdings wird die Umsetzung an politische Forderungen an andere Staaten geknüpft: Die EU ist bereit, ihr Reduktionsziel bis 2020 von derzeit 20 % auf 30 % zu erhöhen, wenn Staaten außerhalb der EU ebenfalls ambitionierte Reduktionsziele festlegen. Da dies aber bislang nur in unzureichendem Maße erfolgt ist, führt dies dazu, dass die EU möglicherweise bis 2020 keine für das 2050-Ziel ausreichende Emissionsminderung erreichen wird (mittleres Vertrauen). Dennoch haben einige europäische Länder (Großbritannien, Dänemark, Finnland, Portugal und Schweden) bereits konkrete Ziele zur Emissionsminderung für die Zeit bis 2050 vorgelegt, nicht jedoch Österreich.

t


Bemühungen bezüglich Emissionsminderung und Anpassung in Österreich und der EU hinken gegenüber den politischen Zielen (2 °C-Ziel, Nachhaltigkeit) hinterher. Sowohl Maßnahmen zur Emissionsminderung als auch zur Anpassung sind für jegliches Stabilisierungsniveau des globalen Temperaturanstiegs unbedingt erforderlich (sehr hohes Vertrauen). Sollen durch den Klimawandel ausgelöste, drastische Veränderungen vermieden werden, wird das nur gelingen, wenn wohlhabendere Länder wie Österreich, die über größere Möglichkeiten zur Emissionsminderung verfügen, beginnen, entschiedene Schritte zur Emissionsminderung zu setzen (hohes Vertrauen).

t


Erfüllung der österreichischen Kyoto-Ziele nur durch Zukauf. Für die österreichische Klimapolitik stellen die energie- und klimapolitischen Vorgaben der EU die wesentliche Leitlinie dar. Im Gegensatz zur Mehrheit der anderen EU-Mitgliedstaaten (darunter Deutschland, Großbritannien, Frankreich, Schweden) sind die THG-Emissionen in Österreich allerdings deutlich gestiegen. Damit konnte das österreichische KyotoZiel nicht durch heimische Emissionsreduktionen erfüllt werden. Eine formale Erfüllung wurde durch .Zertifikatzukäufe im Ausland im Ausmaß von etwa 80 Mt CO2-Äq. mit einem Mittelaufwand von rund 500 Mio. € erreicht werden.

t


2 °C-Ziel kann wahrscheinlich nur mehr durch den Einsatz von bisher nicht eingesetzter Technologie erreicht werden. Die Notwendigkeit einer unverzüglichen und weitgehenden Reduktion der THG-Emissionen zur Stabilisierung des Klimas (bei jeglichem Niveau) ist seit Jahrzehnten bekannt (UNFCCC, 1992). Dennoch sind die globalen Emissionen seitdem trotzdem fortlaufend gestiegen. Wenn eine Stabilisierung bei 2 °C erreicht werden soll (Meinshausen et al., 2009), dürfen die kumulativen globalen Emissionen etwa 750  Gt  CO2-Äq. nicht übersteigen (IPCC, 2007e) (hohes Vertrauen). Ein Überschreiten dieses Niveaus impliziert, dass CO2 aus der Atmosphäre entfernt werden muss, beispielsweise durch Aufforstung oder Biomassenutzung in Verbindung mit CO2-Abscheidung und -Speicherung (Carbon Capture and Storage, CCS) (hohes Vertrauen). t


Die Europäische Union hat zahlreiche klima- und energiepolitische Maßnahmen bis 2020 gesetzt, bis 2050 sind hingegen erst Zielvorgaben formuliert. Die EU ist grundsätzlich bereit, ihre Emissionen in einem Ausmaß zu senken, welches im Einklang mit der Einhaltung des 2 °C-Zieles steht (Reduktion der THG-Emissionen um

t


Zur Erfüllung zukünftiger Klimaschutz-Ziele sind stärkere Anstrengungen erforderlich. Das im Jahr 2011 verabschiedete österreichische Klimaschutzgesetz ist die einzig ernstzunehmende Initiative des Bundes der letzten Jahre, es schafft allerdings nur einen allgemeinen Rahmen. Wenn nicht eine deutliche Kehrtwende in der österreichischen Klimapolitik erfolgt, welche von allen entscheidenden AkteurInnen, einschließlich der Bundesländer, sowie der Bevölkerung mitgetragen wird, läuft Österreich Gefahr sein 2020-Ziel nur durch Zukäufe erfüllen zu können (mittleres Vertrauen). t


Weltweit werden bereits jetzt erhebliche Auswirkungen durch den Klimawandel festgestellt, die mit steigender Erwärmung auch in Europa zunehmen werden. Die dem Klimawandel zuzuschreibenden globalen Schäden liegen deutlich jenseits von 100  Milliarden  € pro Jahr und könnten sogar jenseits von 1  Billion  € pro Jahr liegen (Greenstone et al., 2011) (mittleres Vertrauen). Für Europa wurden die Kosten aus Schäden durch extreme Wettereignisse im Jahr 2080 auf 20 Mrd. € (bei einer globalen Erwärmung von 2,5 °C) bis  65  Mrd.  € (bei einer globalen Erwärmung

709

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

von 5,4 °C und starkem Anstieg des Meeresspiegels) geschätzt (Ciscar et al., 2011) (geringes Vertrauen). Diese Kostenschätzungen sind jedoch mit vielen Unsicherheiten behaftet und nicht-monetarisierbare Schäden (wie z. B. der Verlust einzigartiger Lebensräume) werden nicht berücksichtigt. Wie für viele andere Länder liegen auch für Österreich detaillierte Studien zu den Kosten des Klimawandels bislang nur für ausgewählte Sektoren bzw. Bereiche vor.

lichen Politikbereichen (z. B. Energie-, Verkehrs-, Raumordnungs- oder Landwirtschaftspolitik) optimal genutzt werden können (hohes Vertrauen) und zum anderen die globale Klimaentwicklung nicht in Richtung einer +4 °C-Welt geht (mittleres Vertrauen).

t


Rasches Handeln erhöht Spielräume und spart künftige Kosten. Trotz bestehender Unsicherheiten über das konkrete Ausmaß der Klimawandelfolgen für die unterschiedlichen Regionen und Bereiche ist die frühzeitige Planung und Durchführung von konkreten Anpassungsmaßnahmen von großer Wichtigkeit (Smith et al., 2011) (mittleres Vertrauen). Eine Anpassung lediglich an die in der Vergangenheit aufgetretenen Ereignisse ist in vielen Fällen nicht als ausreichend zu bewerten. Dies gilt beispielsweise für Hitzewellen sowie für Hochwasserereignisse gemäß den Aussagen des IPCC (2012a) (hohes Vertrauen). Auch wenn Klimawandelfolgen erst in ein paar Jahrzehnten massiver auftreten werden, verringert ein Zuwarten die Möglichkeit für eine erfolgreiche Anpassung und erhöht gleichzeitig die damit verbundenen Kosten (IPCC, 2007b) (hohes Vertrauen). t


Mehrjähriger partizipativer Prozess zur Erarbeitung der österreichischen Anpassungsstrategie. Mit dem Ministerratsbeschluss der österreichischen Strategie zur Anpassung an den Klimawandel im Oktober 2012 wurde ein wesentlicher Meilenstein im Anpassungsprozess erreicht. Anpassung an die Folgen des Klimawandels ist – ebenso wie Emissionsminderung – eine Querschnittsmaterie und erfordert ein kooperatives Vorgehen zwischen unterschiedlichen Bereichen und Entscheidungsebenen (von lokal bis global, von öffentlich bis privat). Beispielgebend wird dies in Deutschland in sieben Regionen im Rahmen der Projektinitiative KLIMZUG durchgeführt. t


Es bestehen Synergien zwischen Maßnahmen zur Emissionsminderung und Anpassung, die genutzt werden können. Die Handlungsempfehlungen der österreichischen Klimawandelanpassungsstrategie gehen in Richtung emissionsarmer und – wo möglich – synergistischer Anpassungsmaßnahmen (Integration von Klimaschutz und Anpassung). Dieser anvisierte Pfad wird dann erfolgreich beschritten, wenn zum einen die Potenziale für das Mainstreaming von Anpassung in wesent-

710

t


Zahlreiche Barrieren bremsen Fortschritte bezüglich Klimaschutz und Anpassung. Trotz gut belegter Vorhersagen zu Klimawandelfolgen mangelt es international aber auch in Österreich an entschiedenem Handeln zum Schutz des Klimas und zur Anpassung an den Klimawandel. Die Literatur hat zahlreiche auch für Österreich relevante institutionelle, wirtschaftliche, soziale und Unsicherheits- bzw. Wissensbarrieren identifiziert (hohes Vertrauen). t


Eine Überwindung der Barrieren erfordert einen umfassenden Ansatz, der sowohl institutionelle als auch Verhaltensänderungen beinhaltet. Beispiele für Ansätze zur Überwindung der Barrieren sind eine umfassende Reform der Verwaltungsstrukturen in Hinblick auf die zu bewältigenden Aufgaben, die korrekte Bepreisung von Produkten und Dienstleistungen entsprechend ihrer Klimawirkung, sowie entsprechende ordnungsrechtliche Rahmenbedingungen, eine stärkere Einbeziehung von VerantwortungsträgerInnen einschließlich der Zivilgesellschaft und der Wissenschaft in Entscheidungsfindungsprozesse, die gezielte Steigerung des klima- und umweltbezogenen Wissens, sowie das Schließen handlungsrelevanter Wissenslücken (hohes Vertrauen).

1 1

Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel Climate Change Adaptation and Mitigation

Dieses Kapitel bietet einen Überblick über den aktuellen Stand der Forschung zu Emissionsminderung und Anpassung sowie deren Umsetzung. Da die österreichische Perspektive hierbei von der globalen und europäischen abhängig ist, wird in den Abschnitten  1.1 zu Emissionsminderung und 1.2 zu Anpassung zunächst die globale Ebene gefolgt von der europäischen Ebene betrachtet, um schließlich auf die österreichische Ebene einzugehen. Während Emissionsminderung und Anpassung ursprünglich meist getrennt voneinander betrachtet wurden, reifte in den letzten Jahren die Einsicht, dass es einen erheblichen Abstimmungsbedarf zwischen beiden gibt; dieser wird

Kapitel 1: Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel

AAR14

in Abschnitt 1.3 behandelt. Abschnitt 1.4 geht schließlich der Frage nach, welche Barrieren bei der Umsetzung von Emissionsminderungs- und Anpassungsmaßnahmen entstehen und welche Überlegungen es zu deren Überwindung gibt (vgl. auch Band 3, Kapitel 6 zu den notwendigen Transformationsprozessen).

1.1 1.1

Erfordernisse und Chancen für Emissionsminderung (Mitigation) Mitigation requirements and opportunities

Unter Emissionsminderung (engl.: Mitigation) von THGEmissionen, werden technologischer Wandel und die Veränderung von Aktivitäten zur Reduktion des Ressourcenverbrauchs und der Emissionen pro produzierter Einheit verstanden. Es wird darauf abgezielt, Klimaänderungen durch Management der Einflussfaktoren zu verringern (IPCC, 2011). Im Gegensatz dazu beschreibt Klimawandelanpassung (engl.: Adaptation) Initiativen und Maßnahmen um die Verwundbarkeit gegenüber akuten oder erwarteten Auswirkungen des Klimawandels zu reduzieren oder die Resilienz von Mensch-Umwelt-Systemen gegenüber diesen zu erhöhen, beispielsweise durch Hochwasserschutz oder die Ansiedelung von angepassten Tier- und Pflanzenarten (IPCC, 2011). Minderungs- und Anpassungsmaßnahmen können sich sowohl ergänzen, substituieren als auch unabhängig voneinander wirken (IPCC, 2007b).

1.1.1

Die globale Perspektive bezüglich Emissionsminderung

Zentrale politische Emissionsminderungsziele auf globaler Ebene Auf globaler Ebene wurde in der UN-Klimarahmenkonvention (United Nations Framework Convention on Climate Change, UNFCCC) 1992 das Ziel definiert „die Stabilisierung der THG-Konzentrationen in der Atmosphäre auf einem Niveau zu erreichen, auf dem eine gefährliche anthropogene Störung des Klimasystems verhindert wird. Ein solches Niveau sollte innerhalb eines Zeitraums erreicht werden, der ausreicht, damit sich die Ökosysteme auf natürliche Weise den Klimaänderungen anpassen können, die Nahrungsmittelerzeugung nicht bedroht wird und die wirtschaftliche Entwicklung auf nachhaltige Weise fortgeführt werden kann“ (UNFCCC, 1992, Art. 2).

Verbindliche Emissionsziele wurden durch die UNFCCC erstmals im Kyoto-Protokoll auf der 3.  Klimakonferenz (Conference of Parties, COP 3) Ende 1997 beschlossen (UNFCCC, 1997). Darin verpflichten sich Industriestaaten („Annex I-Länder“), darunter auch die EU, ihre Emissionen bis Ende 2012 durchschnittlich um 5,2 % im Vergleich zum Basisjahr 1990 zu reduzieren. Einige in Entwicklung befindliche Länder wie China und Indien sind jedoch von den Zielen ausgenommen, andere Länder, wie die USA, haben das Protokoll nicht ratifiziert und Kanada stieg als erstes Land 2011 aus dem Kyoto-Protokoll aus. Weitere Kernstücke des Protokolls sind ein Kontrollmechanismus für die Einhaltung der Emissionsbeschränkungen und die Berücksichtigung von flexiblen Instrumenten bei der Zielerreichung. Diese beinhalten den internationalen Handel mit Emissionsrechten und nachgewiesene Reduktionen aus Projekten in Schwellen- und Entwicklungsländern (Kyoto-Protokoll, UNFCCC, 1997). Seit 2005 wird über ein Kyoto-Nachfolgeprotokoll verhandelt, da die im Kyoto-Protokoll festgeschriebenen Ziele nur die Periode 2008 bis 2012 umfassen. Auf der Weltklimakonferenz im Dezember 2007 in Bali wurde ein Zwei-Jahres-Prozess in die Wege geleitet, der 2009 zu einem neuen Klimaabkommen hätte führen sollen. Nachdem die Verhandlungen in Kopenhagen im Dezember 2009 keinen Erfolg zeigten, einigte sich eine Kernverhandlungsgruppe mit den USA, China, Indien, Südafrika und Brasilien auf den Copenhagen Accord, der die Basis für eine neue Architektur in der Klimapolitik darstellt. Diese Kopenhagen-Architektur beinhaltet die Ankündigung von freiwilligen Emissionsbeschränkungen durch die einzelnen Staaten ohne einen übergreifenden Berichts- und Kontrollvorgang sowie Absichtserklärungen für den Transfer von Technologien und Finanzhilfen an die am schwersten betroffenen Entwicklungsländer. Der Copenhagen Accord wurde Teil des UN-Verhandlungsprozesses. Vor allem die EU versuchte – in Anlehnung zu Kyoto – der UN eine möglichst starke Rolle zuzuweisen. Eine Einigung über die Fortführung des Kyoto-Protokolls in einer zweiten Verpflichtungsperiode ab 2013 wurde in der 17. Klimakonferenz (COP 17 in Durban) Ende 2011 erreicht. Gleichzeitig wurde das 2 °C-Ziel, die globale Erwärmung bis 2100 mit 1,5–2 °C (verglichen mit dem vorindustriellem Temperaturniveau) zu begrenzen, bestätigt (UNFCCC, 2012a). Verbindliche Ziele für die Periode 2013 bis Ende 2020 wurden in der COP  18 (in Doha) beschlossen (UNFCCC, 2012b), wobei die teilnehmenden Vertragsstaaten jedoch nur rund 15 % der globalen Emissionen ausmachen. Gleichzeitig wurde beschlossen bis 2015 ein verbindliches Klimaübereinkommen aller Länder für die Periode nach 2020 zu erarbeiten,

711

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

a) Temperatur Abweichung der mittleren globalen Oberflächentemperatur (°C)

6 5

IPCC SRES A1Fl

4

RCP 8,5

IPCC SRES A1B IPCC AR5 430-480 ppm CO2-Äq.-Bereich

3

RCP 6,0 RCP 4,5

2

GEA RCP 2,6

1 0 Historische Entwicklung H

-1 1900

1950

2000

2050

2100

=Œ@"H  THG-Emissionen (Gt CO2-Äq.)

140 IPCC SRES A1Fl

120 100

IPCC SRES A1B

80 60 40 20

IPCC AR5 430-480 ppm CO2-Äq.-Bereich

0

GEA

Historische Entwicklung

- 20 1900

1950

2000

2050

um unter einem Temperaturanstieg von 2 °C zu bleiben (Weiterführung der Durban-Plattform) (UNFCCC, 2012c).

Entwicklungspfade der globalen Emissionsminderungsmaßnahmen Bisher ist die globale Mitteltemperatur, ausgehend vom vorindustriellen Niveau um etwa 0,9 °C gestiegen (vgl. Band 1, Kapitel 3). Die Notwendigkeit unverzüglicher und weitgehender Reduktion der THG-Emissionen, um eine Stabilisierung des Klimas (bei jeglichem Niveau) zu erreichen ist seit Jahrzehnten bekannt. Dennoch sind die globalen Emissionen seither fortlaufend gestiegen und folgen einem Business-as-Usual-Pfad der, wenn sich dieser Trend fortsetzt, bis zur Mitte des Jahrhunderts zu einer Verdoppelung der Emissionen führt (GEA, 2012; IEA, 2012). Die Entwicklung der globalen THG über die letzten zwei Jahrzehnte zeigte eine starke Übereinstimmung mit dem IPCC SRES A1FI Szenario (Nakicenovic et al., 2000; IPCC 2007e,

712

2100

Abbildung 1.1 a Mittlere globale Oberflächentemperatur ( °C), historische Entwicklung und zwei IPCC SRES Szenarien ohne Emissionsminderung (A1B und A1F1; Nakicenovic et al., 2000) die bei etwa 5 °C und knapp über 3 °C Temperaturanstieg im Jahr 2100 liegen (im Vergleich zum Durchschnitt der ersten Dekade des 20. Jhdt.), vier neue RCP Emissionsminderungsszenarien welche für den Fünften Sachstandsbericht (AR5) des IPCC entwickelt wurden (8,5; 6,0; 4,5 und 2,6; IPCC, 2014), 42 Global Energy Assessment (GEA) Emissionsminderungsszenarien und der Bereich der IPCC AR5 Szenarien die alle die Temperaturveränderung bis 2100 auf 2 °C stabilisieren Figure 1.1 a Global mean temperature ( °C), historical development and two IPCC SRES scenarios without emissions mitigation (A1B and A1F1; Nakicenovic et al., 2000) leading to about 5 °C and just above 3 °C temperature increase by 2100 (in comparison to the average of the first decade of the 20th century), four new RCP emissions mitigation scenarios developed for the IPCC Fifth Assessment Report (AR5) (8.5, 6.0, 4.5 and 2.6; IPCC, 2014), 42 Global Energy Assessment (GEA) emissions mitigation scenarios and the range of IPCC AR5 scenarios that all stabilize temperature change at 2 °C by 2100 Abbildung 1.1 b Entwicklung der Primärenergie in einem der GEA-Emissionsminderungspfade (mit dem Auslaufen von Kernenergie), der zu einer Stabilisierung der durchschnittlichen globalen Temperatur von 2 °C über vorindustriellem Niveau führt. Quelle: GEA (2012) Figure 1.1 b Development of primary energy in one of the GEA-mitigation pathways (with a nuclear phaseout) that leads to the stabilization of global mean temperature at 2 °C mean global temperature increase above the pre-industrial levels. Source: GEA (2012)

siehe Abbildung  1.1a, vgl. Box  1.1), was zu einem Temperaturanstieg von 5 °C bis Ende des Jahrhunderts führt (verglichen zum Durchschnitt der ersten Dekade des 20. Jhdt.). Eine vollständige Umsetzung der in Cancun und im Rahmen des Copenhagen Accords gesetzten freiwilligen Emissionsminderungsziele, korrespondiert mit dem IPCC SRES A1B Szenario, das zu einer globalen Erwärmung von über 4 °C bis Ende des Jahrhunderts führt (vgl. IBRD, 2012) und ist somit nicht ausreichend, um den Temperaturanstieg mit 2 °C zu limitieren. Um eine Stabilisierung der globalen Jahresmitteltemperatur auf 2 °C (verglichen zum Durchschnitt der ersten Dekade des 20. Jhdt.) bis zum Ende des Jahrhunderts zu erreichen, muss bis 2050 eine Reduktion der globalen THG-Emissionen um zumindest rund 30–70  % im Vergleich zu den Emissionen 2010 erreicht werden (IPCC, 2014; siehe Abbildung  1.1b). Der „IPCC Bereich“ in Abbildung 1.1.b umfasst THG-Emissionen aller Szenarien in der Literatur, welche die Konzentrationen zwischen 430 und 480  ppm  CO2-Äq., und infolge dessen den Temperaturanstieg auf 2 °C, stabilisieren, wobei die

AAR14

Kapitel 1: Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel

;O ! `Nƒˆ•  . J  J„ˆ.JJŒ ;O  =#ˆ•  . J  J„ˆ.JJŒ Sonderbericht über Emissions-Szenarien – SRES (Nakicenovic et al. 2000 zit. n.: IPCC 2007f) A1. Die A1-Modellgeschichte bzw. -Szenarien-Familie beschreibt eine zukünftige Welt mit sehr raschem Wirtschaftswachstum, einer Mitte des 21. Jahrhunderts kulminierenden und danach rückläufigen Weltbevölkerung sowie eine rasche Einführung neuer und effizienterer Technologien. Wichtige grundlegende Themen sind Annäherung von Regionen, Entwicklung von Handlungskompetenz sowie zunehmende kulturelle und soziale Interaktion bei gleichzeitiger substantieller Verringerung regionaler Unterschiede des Pro-Kopf-Einkommens. Die A1-Szenarien- Familie teilt sich in drei Gruppen auf, die unterschiedliche Ausrichtungen technologischer Änderungen im Energiesystem beschreiben. Die drei A1-Gruppen unterscheiden sich in ihrer technologischen Hauptstoßrichtung: fossil-intensiv (A1FI), nichtfossile Energiequellen (A1T) oder eine ausgewogene Nutzung aller Quellen (A1B) (wobei ausgewogene Nutzung definiert ist, als eine nicht allzu große Abhängigkeit von einer bestimmten Energiequelle und durch die Annahme eines ähnlichen Verbesserungspotentials für alle Energieversorgungs- und -verbrauchstechnologien). A2. Die A2-Modellgeschichte bzw. -Szenarien-Familie beschreibt eine sehr heterogene Welt. Das Grundthema ist Autarkie und Bewahrung lokaler Identitäten. Regionale Fruchtbarkeitsmuster konvergieren nur sehr langsam, was eine stetig zunehmende Bevölkerung zur Folge hat. Die wirtschaftliche Entwicklung ist vorwiegend regional orientiert, das Pro-KopfWirtschaftswachstum und technologische Veränderungen sind sowohl bruchstückhafter als auch langsamer als in anderen Modellgeschichten. B1. Die B1-Modellgeschichte bzw. -Szenarien-Familie beschreibt eine sich näher kommende Welt, mit der gleichen, Mitte des 21. Jahrhunderts kulminierenden und danach rückläufigen Weltbevölkerung wie in der A1-Modellgeschichte, jedoch mit raschen Änderungen der wirtschaftlichen Strukturen in Richtung einer Dienstleistungs- und Informationswirtschaft, bei gleichzeitigem Rückgang des Materialverbrauchs und Einführung von sauberen und Ressourcen-effizienten Technologien. Das Schwergewicht liegt auf globalen Lösungen für eine wirtschaftliche, soziale und umweltgerechte Nachhaltigkeit, einschließlich erhöhter sozialer Gerechtigkeit, jedoch ohne zusätzliche Klimainitiativen. B2. Die B2-Modellgeschichte bzw. -Szenarien-Familie beschreibt eine Welt mit Schwerpunkt auf lokalen Lösungen für eine wirtschaftliche, soziale und umweltgerechte Nachhaltigkeit. Es ist eine Welt mit einer stetig, jedoch langsamer als im A2-Szenario, ansteigenden Weltbevölkerung, wirtschaftlicher Entwicklung auf mittlerem Niveau und weniger raschem, dafür vielfältigerem technologischem Fortschritt als in den B1- und A1-Modellgeschichten. Obwohl das Szenario auch auf Umweltschutz und soziale Gerechtigkeit ausgerichtet ist, liegt der Schwerpunkt auf der lokalen und regionalen Ebene. Repräsentative Konzentrationspfade (Moss et al., 2010, Van Vuuren et al., 2011) Im Fünften Sachstandsbericht des IPCC wird dazu übergegangen, mögliche zukünftige Emissionspfade durch eine Matrix an Szenarien zu unterlegen, die durch 1) Repräsentative Konzentrationspfade (Representative Concentration Pathways, RCPs), 2) Sozio-ökonomische Entwicklungspfade (Shared Socio-Economic reference Pathways, SSPs) und 3) Klimapolitische Rahmenbedingungen (Shared climate Policy Assumptions, SPAs) gegeben ist (van Vuuren et al., 2011). Dadurch werden der Grad der anthropogenen Beeinflussung des Klimasystems, die Verfasstheit der Zivilisation sowie der politische Handlungsdruck Adaptions- und Mitigationsmaßnahmen umzusetzen, bestimmten Szenarien zugeordnet. Im Unterschied zu den SRES-Szenarien werden in den RCPs selbst somit keine sozio-ökonomischen Entwicklungspfade festgelegt, sondern Projektionen für den Strahlungsantrieb im Jahr 2100 gesetzt (Beispielsweise führt RCP 8.5 zu einer Veränderung von +8,5 W / m² im Jahr 2100).

713

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

Tabelle 1.1 Möglichkeiten zur Emissionsminderung mit großem Potenzial auf globaler Ebene. Quelle: nach IPCC (2007) Table 1.1 Mitigation options with large potential at the global level. Source: adapted from IPCC (2007) Sektor



 ‡= N ”   und -praktiken zur Emissionsminderung

Schlüsseltechnologien zur Emissionsminderung, die laut Projektionen bis 2030 auf den Markt kommen

Energieversorgung

Erhöhte Versorgungs- und Verteilungseffizienz; Brennstoffwechsel von Kohle zu Gas; Kernenergie; erneuerbare Energien für Wärme und Strom (Wasserkraft, Solarenergie, Windkraft, Erdwärme und Biomasse); Kraft-Wärme-Kopplung; frühe Anwendung von CO2-Abtrennung und -Speicherung (CCS; z. B. Speicherung von aus Erdgas entferntem CO2)

CCS für gas-, biomasse- oder kohlebetriebene Kraftwerke; weiterentwickelte Kernenergie; weiterentwickelte erneuerbare Energien, einschl. Gezeiten- und Wellenkraftwerke; solarthermische Energie (CSP – concentrating solar power) und solare Photovoltaik

Verkehr

Treibstoffeffizientere Fahrzeuge; Hybridfahrzeuge; sauberere Dieselfahrzeuge; Biotreibstoffe; Verlagerung vom Straßenverkehr auf die Schiene und öffentliche Verkehrssysteme; Landnutzungs- und Verkehrsplanung; nicht-motorisierter Verkehr (Fahrradfahren, Zufußgehen); schnelle öffentliche Verkehrssysteme

Biotreibstoffe zweiter Generation; effizientere Flugzeuge; durch zuverlässigere Batterien weiterentwickelte Elektro- und Hybridfahrzeuge mit höherer Leistung und Reichweite

Gebäude

Effiziente Beleuchtung und Ausnutzung des Tageslichts; effizientere Elektrogeräte, Heiz- und Kühlvorrichtungen; nicht-fossile Heizsysteme, Wärmerückgewinnung, weiterentwickelte Kochherde; bessere Wärmedämmung; passive und aktive Solararchitektur; alternative Kühlflüssigkeiten, Wiederverwertung von fluorierten Gasen

Integrale Energiekonzepte für Geschäftsgebäude einschließlich Technologien wie z. B. intelligente Zähler, die Rückkopplung und Steuerung ermöglichen; in Gebäude integrierte Photovoltaik

Industrie

Effizientere elektrische Endverbraucherausrüstung; Wärmeund Stromrückgewinnung; Materialwiederverwertung und -ersatz; Emissionsminderung von Nicht-CO2-Gasen; prozessspezifische Technologien

Weiterentwickelte Energieeffizienz; CCS bei Zement-, Ammoniak- und Eisenherstellung; reaktionsträge Elektroden für die Aluminiumherstellung

Landwirtschaft

Verbessertes Management von Acker- und Weideflächen zur Erhöhung der C-Speicherung; Renaturierung von degradierten Böden; verbesserte Reisanbautechniken sowie Viehund Düngemanagement (CH4-Emissionen); verbesserte Stickstoffdüngung (N2O-Emissionen); Energiepflanzen als Ersatz für fossile Brennstoffe; erhöhte Energieeffizienz

Technologische Verbesserungen zur Steigerung der Ernteerträge und Vermeidung von Ernteausfällen und somit reduzierter Flächenbedarf für Ackerflächen bzw. höheres Potential für Energiepflanzen

Forstwirtschaft

(Wieder-)Aufforstung; Forstwirtschaft; reduzierte Entwaldung; Regulierung von Holzprodukten; Nutzung von Forstprodukten für Bioenergie als Ersatz für fossile Brennstoffe

Weiterentwicklung von Baumarten zur Steigerung der Biomasseproduktivität und Kohlenstoff-Speicherung. Verbesserte Fernerkundung für die Analyse des Potenzials zur CO2-Aufnahme durch Vegetation /Boden und für die Kartierung von Landnutzungsänderungen

Abfall

Rückgewinnung von Methan aus Deponien; Müllverbrennung mit Energierückgewinnung; Kompostierung organischer Abfälle; kontrollierte Abwasserbehandlung; Recycling und Abfallminimierung

Methanoxidationsschicht (Biocover) und Biofilter für optimierte CH4-Oxidation

Climate Change 2007: Mitigation of Climate Change. Working Group III Contribution to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Figure SPM.3. Cambridge University Press

globalen Emissionen zwischen etwa 2010 und 2030 ein Maximum erreichen (IPCC, 2014). Die Szenarien des Global Energy Assessment (GEA, 2012) gehen von einem Maximum der Emissionen in der Dekade 2010 aus und erfordern teils netto „negative“ Emissionen gegen Ende des Jahrhunderts, um eine Temperaturstabilisierung auf 2 °C zu erreichen. Das bedeutet, die derzeitige Entwicklung läuft in die falsche Richtung und führt zu einer Lücke zwischen vorherrschenden Trends (IPCC SRES A1FI Szenario) und notwendigen Reduktionen in 2 °C Szenarien, wenn nicht sofortige und weitreichende Emissionsminderungsmaßnahmen erfolgen.

714

Eine Veränderung der globalen Jahresdurchschnittstemperatur im Bereich von 5 °C und darüber, entspräche grob der Temperaturdifferenz während des Übergangs von Eiszeit und Zwischeneiszeit, welcher in geologischen Zeiträumen von statten geht (vgl. Band  1; IPCC, 2007f ). Vieles deutet darauf hin, dass eine derartige Veränderung im Zeitraum von einem Jahrhundert kritische Kipp-Punkte des Klimasystems und anderer planetarer Prozesse auslösen kann (GEA, 2012; Rockström et al., 2009; World Bank, 2012). Eine um 5 °C erwärmte Erde wäre ein andersartiger Planet, etwa im Vergleich zu den letzten 11 700 Jahren (Pleistozän und Holozän),

AAR14

die zum Hervorgehen der Zivilisationen geführt haben (vgl. Band 1, Kapitel 3). Auch eine Erwärmung um 2 °C wäre mit signifikanten Veränderungen verbunden, stellt aber einen Schwellenwert dar, bei dem katastrophalere Folgen vermieden werden könnten (IPCC, WGII, AR4, 2007a; WBGU, 2011). Temperaturveränderungen über dem Festland sind signifikant höher und bedeuten nahezu eine Verdopplung des Anstiegs über polaren (IPCC, 2007f ) und alpinen (vgl. Band 1, Kapitel 4) Regionen im Vergleich zur globalen Mitteltemperatur.

Entwicklungspfade zur Erreichung des 2 °C-Zieles Die Internationale Energieagentur (IEA, 2012) schätzt, dass es aufgrund des Ausbaus an (Kohle-) Kraftwerkskapazitäten und der langen Investitionszyklen bereits im Jahr 2017 zu einem „Infrastruktur Lock-in“ kommt. Die bis dahin geschaffene energieerzeugende oder verbrauchende Infrastruktur würde bereits die Gesamtmenge der zulässigen CO2-Emissionen verursachen, so dass kein Spielraum für zusätzliche Kraftwerke, Fabriken oder sonstige Infrastruktur mehr bestünde, sofern diese nicht vollkommen CO2-frei wären. Im Global Energy Assessment (GEA, 2012) konnte in mehreren Entwicklungspfaden gezeigt werden, dass eine Stabilisierung des durchschnittlichen globalen Temperaturanstiegs auf 2 °C möglich (vgl. Abb. 1.1) wäre und zusätzlich eine Reihe an normativen Zielen, von einem Ausbau der Energieversorgungssicherheit bis zur Vermeidung von Luftschadstoffen, erreicht werden könnten. Vermeidungsmaßnahmen schaffen dabei sowohl einen Zusatznutzen zur Erreichung anderer Ziele als auch einen geringeren Anpassungsdruck. Abbildung 1.2 zeigt einen dieser Entwicklungspfade, in diesem Fall mit dem Auslaufen von Kernenergie. Das verbleibende zusätzliche kumulative Volumen zukünftiger Emissionen beläuft sich auf etwa 750  Gt  CO2-Äq. um eine Stabilisierung bei 2 °C zu erreichen (IPCC, 2007e). Für eine Stabilisierung bei 2 °C müssten die globalen Emissionen ihren Höchststand in der Dekade 2010 erreichen und danach zwischen 31–71 % bis zur Mitte des Jahrhunderts abnehmen (GEA, 2012). Je später die Emissionen ihren Höchststand erreichen, desto größer ist die Notwendigkeit, Emissionen nach diesem Zeitpunkt verstärkt zu reduzieren, da sich der durchschnittliche globale Temperaturanstieg näherungsweise proportional zu den kumulativen Emissionen verhält. Ein Überschreiten dieses Niveaus impliziert, dass CO2 aus der Atmosphäre entfernt werden muss („negative Emissionen“). Dieses sogenannte „Overshooting“ könnte nur durch die Bindung von CO2 kompensiert werden, beispielsweise durch

Kapitel 1: Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel

Aufforstung oder Biomassenutzung in Verbindung mit CO2Abscheidung und -Speicherung (Carbon Capture and Storage, CCS) bzw. anderen bisher nicht erprobten Technologien. Eine Kombination von Emissionsminderung und Anpassung ist unter jeglichem Szenario des globalen Temperaturanstiegs vonnöten, aber die Gewichtung der Maßnahmenbündel kann sich je nach Szenario verschieben. In jedem Fall ist sofortiges Handeln erforderlich, um einen Lock-in-Effekt bei vorherrschenden Trends zu verhindern und neuen technoökonomischen Systemen, institutionellen Gefügen und Verhaltensänderungen Zeit zur Verbreitung und Erprobung zu geben.

Erfordernisse und Potenziale von Emissionsminderung Das Ausmaß, das verschiedene Technologien zur Emissionsminderung beitragen können, variiert je nach Region, Stabilisierungsniveau und dem jeweiligen Zeitfaktor. Insbesondere für eine Stabilisierung der THG-Konzentration auf 550 ppm und darunter, legen die Szenarien generell mehr Gewicht auf die Nutzung von kohlendioxidarmen Energiequellen, wie erneuerbaren Energien, Kernkraft oder die Nutzung von CO2Abscheidung und -Speicherung. In diesen Szenarien muss eine Verringerung der Kohlendioxidintensität der Energieversorgung und der gesamten Wirtschaft viel schneller von statten gehen als in der Vergangenheit. Das ökonomische Minderungspotenzial ist preisabhängig und liegt zumeist über jenem des Marktgleichgewichtes (d. h. es kann nur über dem Marktpreis realisiert werden); es kann daher nur durch geeignete politische Maßnahmen, sowie durch den Abbau von Umsetzungsbarrieren erreicht werden (vgl. Abschnitt  1.4). Keine der in Tabelle  1.1 aufgelisteten Technologien wird in der Lage sein, das gesamte Minderungspotenzial in ihrem Sektor auszuschöpfen. Während Tabelle 1.1 entsprechend dem Vierten Sachstandsbericht des IPCC vor allem produktionsseitige und technologische Maßnahmen anführt, sind Maßnahmen zur Veränderung der Nachfrage und damit verbundene Verhaltensänderungen (Lebensstil) von mindestens ebenso großer Bedeutung für Minderungspotenziale, beispielsweise im Bereich Landwirtschaft durch veränderte Ernährungsgewohnheiten oder in der Endenergienachfrage (Smith et al., 2013; GEA, 2012). Je niedriger die Stabilisierungsszenarien, desto größer wird in den kommenden Jahrzehnten der Bedarf an effizienteren Anstrengungen im Bereich der öffentlichen und privaten Forschung, Entwicklung und Demonstration (FE&D), bzw. an Investitionen in neue Technologien sowie damit einhergehen-

715

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

1200

1000

EJ

800

600

400

Geothermal Geothermal Solar Solar Wind Wind Hydro Hydro Nuclear Nuclear Gas wCCS Gas wCCS Gas woCCS Gas woCCS Oil Coal wCCS Coal wCCS Coal woCCS Coal woCCS Biomass wCCS Biomass wCCS Biomass woCCS Biomass woCCS

Abbildung 1.2 Entwicklung der Primärenergie in einem der GEA-Emissionsminderungspfade (mit dem Auslaufen von Kernenergie), der zu einer Stabilisierung der durchschnittlichen globalen Temperatur von 2 °C über vorindustriellem Niveau führt. Quelle: GEA (2012)

Renewables Renewables Nuclear Nuclear Gas Gas Oil Oil

200

0 1850

Coal Coal Biomass Biomass 1900

1950

den Kostenreduktionen. Dies setzt voraus, dass Hemmnissen bei der Entwicklung, der Anschaffung, dem Einsatz und der Verbreitung von Technologien wirkungsvoll begegnet wird.

Kosten und Nutzen von Minderung Die ökonomischen Kosten von niedrigen Stabilisierungsszenarien wurden unter anderem in den Modellvergleichsprojekten ADAM, EMF-22 und RECIPE untersucht. Niedrige Stabilisierungsszenarien sind solche, welche am ehesten geeignet sind, das 2 °C-Ziel zu erfüllen. In allen Modellrechnungen sind die Minderungskosten als % des globalen Bruttoinlandsprodukts (BIP) im einstelligen Prozentbereich angesiedelt (bei einer Wahrscheinlichkeit das 2 °C-Ziel mit 30 % zu überschreiten, reichen die Kostenschätzungen von 2 % bis –1 % des globalen BIP) (Knopf et al., 2011). Die niedrigen Kosten resultieren aus den in den Modellen getroffenen Annahmen hinsichtlich technologischer Flexibilität und globaler Beteiligung an der Emissionsminderung. Wird Marktversagen etwa in Form beschränkter Verfügbarkeit neuer Technologien oder unzureichender globaler Abdeckung der Klimapolitik berücksichtigt, so erhöhen sich die Kosten erheblich, was die Durchführbarkeit vom ökonomischen Standpunkt aus reduziert (Clarke et al., 2009; Edenhofer et al., 2009). Weiters hängt die Erreichbarkeit niedriger Stabilisierungsziele, neben der technologischen Flexibilität und der globalen Beteiligung, auch von der politischen und gesellschaftlichen Machbarkeit ab (vgl. Abschnitt  1.4). Beispielsweise kann der intensivierte Einsatz von Biotreibstoffen (vor allem jener der ersten Generation) zu Konflikten mit der Nahrungsmittelproduktion führen und erhöhte Anteile von CCS können mit erheblichen Sicherheitsrisiken verbunden sein.

716

2000

2050

1.1.2

Figure 1.2 Development of primary energy in one of the GEA-mitigation pathways (with a nuclear phase-out) that leads to the stabilization of global mean temperature at 2 °C mean global temperature increase above the pre-industrial levels. Source: GEA (2012)

Die europäische Perspektive bezüglich Emissionsminderung

Zentrale politische Minderungsziele auf europäischer Ebene Die EU Staats- und RegierungschefInnen beschlossen auf dem Gipfeltreffen im März  2007 eine umfassende Herangehensweise an die Klima- und Energiepolitik, welche den Klimawandel bekämpfen, die Sicherheit der Energieversorgung erhöhen sowie die Konkurrenzfähigkeit Europas verstärken soll. Das Kernelement ist hierbei das Europäische Energieund Klimapaket, das die drei Kernziele, nämlich: Reduktion der THG-Emissionen um 20  %, Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energiequellen am Endenergieverbrauch auf 20 % sowie Erhöhung der Energieeffizienz um 20  % („20-20-20Ziel“) definiert (EK, 2009c). Es setzt sich im Wesentlichen aus folgenden Bestandteilen zusammen (vgl. die grau hinterlegten Zeilen in Tabelle 1.2): t
t
t


t


t


Richtlinie über die Förderung erneuerbarer Energien (Renewable Energy Directive, RED). Richtlinie über die Verbesserung des Europäischen Emissionshandelssystems (ETS). Entscheidung über die Emissionsreduktion der Mitgliedstaaten betreffend ihre Emissionen in nicht vom ETS erfassten Sektoren (Effort Sharing Decision, ESD). Richtlinie zur Abtrennung und geologischen Speicherung von CO2 (Directive on the Geological Storage of CO2, CCS Directive). Richtlinie zur Qualität von Kraftstoffen (Fuel Quality Directive).

Kapitel 1: Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel

AAR14

Tabelle 1.2 Wesentliche EU-Rechtsmaterien zur THG-Vermeidung; hervorgehoben: das am 23. April 2009 verabschiedete Klima- und Energiepaket Table 1.2 Key EU legal documents on GHG mitigation; the climate and energy package (passed on April 23, 2009) is highlighted Rechtsmaterien

Datum

Beschreibung

2001/77/EG

27. September 2001

Erneuerbaren Strom Richtlinie

2002/91/EG

16. Dezember 2002

Gebäuderichtlinie EPBD (erste Fassung)

2003/30/EG

8. Mai 2003

2003/87/EG

13. Oktober 2003

Emissionshandelsrichtlinie

2004/8/EG

11. Februar 2004

KWK-Richtlinie

2005/32/EG

6. Juli 2005

Biokraftstoff-Richtlinie (erste Fassung)

EcoDesign-Richtlinie (erste Fassung)

2006/32/EG

5. April 2006

EG244/2009

18. März 2009

Beleuchtungsverordnung

2009/28/EG

23. April 2009

Erneuerbare-Energien-Richtlinie (RED)

2009/29/EG

23. April 2009

Neufassung der Emissionshandelsrichtlinie

2009/30/EG

23. April 2009

Biokraftstoff-Richtlinie

2009/31/EG

23. April 2009

CCS-Richtlinie

406/2009/EG

23. April 2009

Entscheidung zum Effort sharing (ESD)

EG443/2009

23. April 2009

Fahrzeugemissions-Verordnung

2009/125/EG 2010/31/EU

t


21. Oktober 2009 19. Mai 2010

Energieeffizienzrichtlinie

EcoDesign-Richtlinie (zweite Fassung) Gebäuderichtlinie EPBD (zweite Fassung)

Verordnung zu CO2-Emissionen von Neuwagen (Regulation on Vehicle Emission Performance Standards).

Das Klima- und Energiepaket wird darüber hinaus durch weitere, bereits vor dem Paket verabschiedete Maßnahmen (zum Europäischen Emissionshandel im Rahmen des ETS, die Energieeffizienzrichtlinie, die Ecodesign-Richtlinie, die Energy Performance of Buildings Directive – EPBD betreffend die Energieeffizienz von Gebäuden, die Richtlinie zur Kraft-Wärme-Kopplung – KWK) sowie durch Folgedirektiven ergänzt (Tabelle 1.2). Diese Maßnahmen, die neben weiteren Zielen wie der Unterstützung des Binnenmarktes, die Verringerung der Importabhängigkeit oder die Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit auf eine Verringerung der THG-Emissionen abzielen, kombinieren unterschiedliche Politikinstrumente und -strategien. Sie umfassen im Wesentlichen: t
t
t
t


die Einführung des Handels mit Berechtigungen zur THG-Emission (EU-Emissionshandel, EU ETS); die Reglementierung von Energietechnologien und fossilen Energieträgern; die Verbesserung der Energieeffizienz durch die Vorgabe von Zielen; die Förderung von erneuerbaren Energiequellen;

t


die Schaffung eines rechtlichen Rahmens für die geologische Speicherung von THG (Carbon Capture and Storage, CCS).

Die Einführung und Umsetzung einiger der genannten Maßnahmen (RED, ESD, EPBD) wird durch spezielle Begleitprogramme (Concerted Actions) unterstützt, die den Erfahrungsaustausch und die Harmonisierung zwischen den Mitgliedsländern unterstützen sollen. Um gefährliche Klimaveränderungen zu verhindern und den durchschnittlichen Temperaturanstieg unter 2 °C zu halten (verglichen mit vorindustriellen Niveaus), bestätigte der Europarat im Februar 2011 das Vorhaben der EU, die THG-Emission bis 2050 um 80–95 % zu reduzieren (verglichen mit den Werten von 1990). Die Zehn-Jahres-Wachstumsstrategie der EU, auch „Europa 2020 Strategie für ein intelligentes, nachhaltiges und integratives Wachstum“ genannt, unterstützt diese Zielsetzung. So konzentriert sich eines der fünf Hauptziele dieser Strategie auf den Klimawandel, bzw. Energie und bekräftigt somit die Ziele der „20-20-20“-Strategie. Die Europa  2020 Strategie, welche ein Rahmenprogramm zur verstärkten Zusammenarbeit zwischen EU und nationalen Behörden bildet, beinhaltet auch sieben Leitinitiativen von denen sich eine auf Ressourceneffizienz konzentriert und vom „Fahrplan für ein ressourcenschonendes Europa“ (EK, 2011a) unterstützt wird.

717

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

Die derzeitigen Maßnahmen und Initiativen der EU beschränken sich im Allgemeinen auf Ziele und Rahmenbedingungen für den Zeitraum bis 2020. Um den Mitgliedstaaten einen Rahmen für die Entwicklung von Maßnahmen bis 2050 zu geben, hat die Europäische Kommission (EK) die Ausarbeitung einer Reihe von Fahrplänen (Roadmaps) in Auftrag gegeben, die unter Verwendung von quantitativen Szenarien erstellt wurden. Der „Fahrplan für den Übergang zu einer wettbewerbsfähigen CO2-armen Wirtschaft bis 2050“ (EK, 2011b) entwirft erste mögliche Entwicklungspfade der europäischen Wirtschaft hin zu einer THG-Reduktion von 80 bis 95 %. Darauf aufbauend skizzieren der „Energiefahrplan 2050“ (EK, 2011c) sowie das „Weißbuch Verkehr“ (EK, 2011d) mögliche Wege zu einem konsistenten Energie- und Transportsektor. Dabei wird auch in diesen Sektoren eine massive Reduktion der THG-Emissionen angestrebt und zwar im Ausmaß zwischen 60 % (Transport) und 95 % (Energie).

Erfordernisse und Potenziale für Emissionsminderung auf europäischer Ebene Die im vorigen Abschnitt angeführten Richtliniendokumente betonen, dass vor allem in den Sektoren Verkehr, Energie, Bau, Industrie und Landwirtschaft Potenziale zur Verminderung der Emissionen in Europa bestehen (Tabelle  1.3). Im Energiesektor (vgl. Band  3, Kapitel  3) besteht hierbei das größte Minderungspotential, gefolgt von Verkehr (vgl. Band 3, Kapitel 3) und Industrie (vgl. Band 3, Kapitel 5). Prognosen weisen darauf hin, dass im europäischen Verkehrssektor ein kurzfristiges Emissionsreduktionspotenzial signifikanten Ausmaßes besteht, welches jedoch über die Zeit aufgrund bereits erfolgter Einsparungsmaßnahmen abnimmt (Clapp et al., 2009). Nach Elektrizität und Verkehr folgt die Industrie als Sektor mit dem drittgrößten Emissionsreduktionspotential in Europa. Es ist jedoch eine Vielzahl an Maßnahmen erforderlich, um die verfügbaren Emissionsreduktionspotenzial zu realisieren, ohne gleichzeitig die Wettbewerbsfähigkeit zu beeinträchtigen. Laut dem Vierten Sachstandsbericht (IPCC, 2007c) bietet der Gebäudesektor (vgl. Band 3, Kapitel 5) das kostengünstigste Einsparungspotential in allen Regionen der Welt und somit auch in Europa. Die Bereiche Landwirtschaft und Bodennutzung (vgl. Band 3, Kapitel 2) spielen eine wichtige Rolle bei einer umfangreichen Minderungsstrategie, da beide Bereiche wesentliche Potenziale zur Senkung der THG-Emissionen aufweisen. Die verfügbaren Dokumente der Richtlinien der EU-Minderungsstrategien weisen jedoch auch auf einige Lücken hin, welche genauer betrachtet werden sollten:

718

AAR14

t
t
t


Stärkerer Fokus auf menschliches Verhalten (nachfrageseitige Maßnahmen). Stärkerer Fokus auf das Abfallmanagement und Recyclings. Stärkerer Fokus auf zugeschnittene Maßnahmen zur Einhaltung (Compliance), um Ländern die Umsetzung ihrer Ziele zu erleichtern.

Umsetzung der Instrumente und Maßnahmen Im Folgenden wird ausschließlich auf die Umsetzung der klimapolitischen Instrumente und Maßnahmen eingegangen. Bzgl. der energiepolitischen Instrumente und Maßnahmen vgl. Band 3, Kapitel 3.

Europäischer Emissionshandel Der Europäische Emissionshandel bzw. das European Emission Trading Scheme (ETS) (Richtlinien 2003/87/EG, 2009/29/ EG) sieht vor, dass energieintensive Unternehmen CO2 nur noch in der durch Emissionsberechtigungen gedeckten Menge ausstoßen dürfen. Die Zertifikate werden entsprechend den nationalen Minderungsverpflichtungen in Stufen verringert. Sie sind innerhalb der EU handelbar. Ziel des Emissionsrechtehandels ist die zielgenaue und zugleich kosteneffiziente Reduzierung der THG-Emissionen (van Asselt, 2010).1 Die erste Handelsperiode umfasste die Jahre 2005 bis 2008, die zweite die Jahre 2008 bis 2012. EU-weit werden derzeit rund 10 000 Anlagen vom Emissionshandel erfasst, die ca. 46 % der CO2-Emissionen in der EU verursachen. Für jede dieser Anlagen wird ein in absoluten Mengen (nicht relativ bezogen auf den Produktionsoutput) gemessenes Emissionsminderungsziel festgelegt. Diesem Ziel entsprechend erhielten die AnlagenbetreiberInnen am Anfang jedes Jahres eine bestimmte Menge an CO2-Emissionsrechten (Zertifikaten) überwiegend gratis zugeteilt (Grandfathering). Gelingt es weniger CO2 auszustoßen, können die Zertifikate verkauft werden. Im umgekehrten Fall müssen Zertifikate von anderen Unternehmen zugekauft werden. Der Preis für die Zertifikate bildet sich auf einem Zertifikatsmarkt in Abhängigkeit von Angebot und Nachfrage. Würde ein 1

In der ersten Phase des EU-Emissionshandelssystems waren folgende Sektoren betroffen: Strom- und Wärmeerzeugung mit fossilen Rohstoffen ab 20 Megawatt (MW), Mineralölraffinerien, Kokereien, Eisenmetallerzeugung und -verarbeitung, Anlagen für die Herstellung von Roheisen oder Stahl, Anlagen zur Herstellung von Zementklinker, Kalk, Glas einschließlich Glasfasern, keramischen Erzeugnissen, Zellstoff, Papier und Pappe.

Kapitel 1: Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel

AAR14

Tabelle 1.3 Zentrale Emissionsminderungsmöglichkeiten auf europäischer Ebene. Quelle: nach Clapp et al. (2009) Table 1.3 Key options for mitigation at the European level. Source: adapted from Clapp et al. (2009) Sektor

Potenzial

Energie

³ Kohlendioxidfreie Elektrizitätserzeugung: Laut Prognosen für 2050 wird der Strombedarf 36 % bis 39 % des ganzen Energiebedarfs in der EU ausmachen, weshalb ein Ausbau der kohlendioxidfreien Elektrizitätserzeugung zur Erreichung der Emissionsminderungsziele erforderlich ist. ³ Erneuerbare Energie: Prognosen zeigen die Notwendigkeit der Erhöhung des Anteils an erneuerbarer Energie im Energieträgermix auf, was ad-hoc Maßnahmen und neue Investitionen in die Entwicklung der bestehenden Produktions-, Effizienz- und Speichertechnologien erfordert. ³ Infrastruktur: Um die Steigerung von kohlendioxidarmer Energie zu unterstützen, müssen Netze und Konnektivität verbessert werden. Ein ganzheitliches Netzwerk zur Übertragung, Verteilung und Speicherung von Strom ist erforderlich, um lokale Energieressourcen mit zentralisierten Systemen zu verbinden. ³ Energieeffizienz: Energieeffizienzverbesserungen seitens der Industrie und Haushalte repräsentieren ein signifikantes Potenzial für Minderung. ³ Innovation: Der Bedarf an enormer Hochskalierung von kohlendioxidarmen Technologien erfordert größere Investitionen in die Erforschung und Entwicklung von technischen Innovationen (z. B. Technologien wie CCS). ³ Private Investitionen: Signifikante Investitionen sind wichtig um den EU-Energiesektor auf einen nachhaltigen Weg zu führen. In diesem Zusammenhang ist der der private Sektor essenziell. Es besteht der Bedarf an staatlichen Finanzierungen, um das Interesse von privaten InvestorInnen an kohlendioxidarmen Initiativen zu erwecken, sodass mit grünen Technologien verbundene Investmentrisiken reduziert werden.

Verkehr

³ Effizienzverbesserungen: Fahrzeugeffizienz benötigt Verbesserungen durch neue Motoren, Material, Design und umweltfreundlichen Energieverbrauch. Des Weiteren ist eine höhere Treibstoffeffizienz nötig. ³ Integration: Um die europaweite Leistungsfähigkeit zu verbessern, ist ein allgemeines europäisches Transportsystem für Straßengüter-, Bahn-, Luft-, Schiff- und Landverkehr notwendig. ³ Innovation: Es werden Forschungen im Bereich der europäischen Transport- und Innovationsrichtlinien benötigt. ³ Fördergelder: Um das Verhalten zu ändern, ist eine korrekte Gebührenverrechnung im Bereich der Infrastruktur, den Netzwerken und Treibstoffen erforderlich, basierend auf dem Prinzip des „Polluter Pays“ und „User Pays“ Prinzips. ³ Finanzierung: Die Durchführung der europaweiten Strategie verlangt Investitionen. Besonders notwendig ist die Verbesserung des Zugangs zur Finanzierung von großen Infrastrukturprojekten mittels neuer finanzieller Instrumente.

Industrie

³ Ressourcen- und Energieeffizienz: Es besteht ein Bedarf an fortschrittlicheren, ressourcen- und energieeffizienteren Prozessen der Industrie und der Ausstattungen, sowie vermehrtes Recycling. ³ Innovationen: Um die Transition hin zu leistungsfähigeren Prozessen und Technologien, einschließlich Minderungstechnologien für kohlendioxidfreie Emission zu unterstützen, wird mehr Gewichtung auf F&E benötigt. ³ Investitionen: Um sich in Richtung einer konkurrenzfähigen kohlendioxidarmen Wirtschaft zu bewegen, sind signifikante Investitionen sowohl von öffentlicher als auch von privater Seite notwendig.

Gebäude

³ Null-Energie Gebäude: Die EU-Richtlinie über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden schreibt vor, dass neue Gebäude ab 2021 Null-Energie Gebäude sein müssen. Dies ist eine massive Veränderung der gegenwärtigen Gewohnheiten und verlangt spezifische Fördergelder des öffentlichen Sektors. ³ Finanzierung: Auf Grund der unterschiedlichen Barrieren bei der Finanzierung der Energieeffizienz ist eine spezifische Unterstützung erforderlich, um die Hindernisse der Investitionskosten zu überwinden.

Landwirtschaft und Bodennutzung

³ Ressourcenproduktivität: Es besteht Bedarf an nachhaltiger, leistungsfähiger und verbesserter Ertragsfähigkeit von Land und Viehbestand. Dies kann jedoch auch durch effizientere Düngemittel verbessert werden. ³ Unterstützungsmaßnahmen: Bio-Vergasung von organischem Abfall, besseres Futter und lokale Vermarktung der Produktion kann in Zukunft die Effizienz dieses Sektors weiter verbessern. Die gesetzliche Verankerung der „Gemeinsamen Agrarpolitik“ wird für 2013 erwartet, genauso wie die Mitteilung „Innovation für nachhaltiges Wachstum: eine Bioökonomie für Europa“. Erwartet wird von all diesen Entscheidungen, dass sie die Vorstellungen von LULUCF (Land Use, Land Use Change and Forestry) widerspiegeln.

Unternehmen das vorgegebene Limit an Emissionsrechten überschreiten, müsste es bis Ende 2007 pro Tonne CO2 40 Euro Strafe zahlen und ab 2008 100 € / t. Zu Strafzahlungen ist es jedoch bislang nicht gekommen, da von Beginn an zu viele Zertifikate am Markt waren, die Finanzkrise durch sinkende Emissionen zu einem weiteren Überschuss an Zertifikaten beitrug und somit der Preis für Zertifikate weit unter jenen der Sätze für Strafzahlungen gefallen ist. Aufgrund des starken Preisverfalls der Zertifikate konnte das Instrument bis-

lang kaum Lenkungswirkung entfalten (Skjærseth und Wettestad, 2008). Dies könnte sich aufgrund einer weitreichenden Reform des ETS-Systems beginnend mit der dritten Handelsperiode (2008 bis 2013) in den kommenden Jahren ändern (van Asselt, 2010). In den ersten beiden Handelsperioden wurden die Reduktionsziele für die betroffen Firmen sowie die Zuteilung der Zertifikate von den EU Mitgliedstaaten bestimmt, was zu Überzuteilungen führte. Für die dritte Periode wurde ein EU-

719

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

weites Reduktionsziel festgelegt, wobei der Energiesektor alle Zertifikate ersteigern muss, die Industrie je nach Gefahr einer möglichen Abwanderung von Firmen aus der EU (Carbon Leakage) nur einen Teil. Sofern das derzeitige Reduktionziel für die ETS Sektoren von −21  % bis 2020 jedoch nicht erhöht wird, kann mit keinen steigenden CO2-Preisen gerechnet werden, da die überschüssigen Zertifikate aus der zweiten Periode in die dritte Periode übertragen werden können, und die Wirtschaftskrise zu einer spürbaren Minderung der Emissionen führte.

Wirksamkeit der Maßnahmen Die Wirksamkeit der Maßnahmen auf EU-Ebene, welche die Reduzierung der CO2-Emissionen zum (Teil-)Ziel haben, ist unterschiedlich und nur zum Teil direkt effektiv. Nur die Kombination des ETS mit der Effort-SharingEntscheidung stellt sicher, dass auf nationaler Ebene die durch den Emissionshandel erzielten Reduktionen von CO2-Emissionen in den ETS-Sektoren nicht durch Zunahmen in NichtETS-Sektoren konterkariert werden können. Auf globaler Ebene verbleiben jedoch selbst hier Schlupflöcher in Form der Abwanderung von CO2-emittierenden Betriebsstätten (Carbon Leakage, vgl. Abschnitt  1.4) und des Importes von Produkten mit einem großen CO2-Fußabdruck anstelle deren Produktion im EU-Inland („graue Importe“). Aufgrund der internationalen Spezialisierung im Handel sind die Importe der Industrieländer deutlich CO2-haltiger als deren Exporte, da diese zu erheblichen Teilen aus Schwellenländern mit geringen Klimaschutzvorgaben stammen. Da jedem Land nur jene Emissionen zugerechnet werden, die bei der Produktion im Inland entstehen, sind die Emissionen die mit der Güternachfrage im Inland verbunden sind, in den meisten Industrieländern deutlich höher als die durch die Produktion entstehenden (vgl. Band  3, Kapitel  5; Jakob und Marschinski, 2012). Die RED betrifft auf der einen Seite nur einen – wenngleich wichtigen – Sektor des Energiesystems, und wirkt nur solange emissionsreduzierend, solange das gesamte Wachstum der Strom- und Wärmeaufbringung hinter dem Ausbau der erneuerbaren Energieträger zurückbleibt, und im ETS-Sektor die Emissionsreduktionsziele erreicht werden. Ähnliches gilt für die ESD; hier ist die Emissionsreduktion abhängig vom Wirtschaftswachstum sowie von der Entwicklung der Anteile erneuerbarer und fossiler Energieträger am Bruttoinlandsverbrauch. Die übrigen Richtlinien und Verordnungen zielen auf die Harmonisierung und Reglementierung von Technologien, wie etwa die CO2-Abscheidung, Fahrzeuge oder Gebäude.

720

AAR14

Kosten und Nutzen der Umsetzung der „20-20-20“-Ziele Die Umsetzung der Ziele durch jene Maßnahmen, welche in den Richtlinien vorgeschlagen werden, benötigt jährlich massive öffentliche und private Investitionen, über die nächsten 40 Jahre2 hinweg durchschnittlich 270 Mrd. € pro Jahr (EK, 2011e). Diese zusätzlichen Investitionen entsprechen 1,5  % des EU-BIPs, wobei gegenwärtige Investitionen bei 19 % des BIPs (2009) liegen (EK, 2011e). Investitionen im Energiesektor könnten zwischen 1,5 Billionen € und 2,2 Billionen € für den Zeitraum 2011 bis 2050 liegen. In einem Szenario, in dem die gegenwärtigen Richtlinieninitiativen für die Zukunft unterstellt werden, würden die Kosten für das gesamte Energiesystem weniger als 14,6 % des EU-BIPs im Jahr 2050 betragen, verglichen mit 10,6 % des BIPs im Jahr 2005. Diese Kosten werden jedoch bei weiteren Verzögerungen zunehmen (EK, 2011e). Um die Ziele der Emissionsreduktion erreichen zu können werden die Kosten für die infrastrukturelle Entwicklung des europäischen Transportsektors auf über 1,5  Billionen  € im Zeitraum zwischen 2010 und 2030 geschätzt, mit einer zusätzlichen Billion für Investitionen in Fahrzeuge, Ausstattungen und Ladeinfrastruktur (EK, 2011e). Die Investitionen in energiesparende Komponenten im Gebäudesektor werden im nächsten Jahrzehnt auf 200 Mrd. € erhöht werden müssen (EK, 2011e). Die Investitionen würden sich jedoch auch in einem höheren Wachstum, steigender Beschäftigung, verbesserter Gesundheit, besserer Luftqualität, größerer Energiesicherheit (selbst wenn die Strompreise bis 2030 erhöht werden) und niedrigeren Treibstoffkosten, niederschlagen. Über einen Zeitraum von 40 Jahren wird erwartet, dass die verbesserte Energieeffizienz verbunden mit in der Union produzierter kohlendioxidarmer Energie den EU-Durchschnitt der Kosten für Treibstoff zwischen 175 Mrd. € und 320 Mrd. € pro Jahr reduziert, vorausgesetzt eines Anstiegs der Kosten von importierten Öl und Gas auf 400 Mrd. € jährlich bis 2050. Darüber hinaus könnten 10 Mrd. € an jährlichen Ausgaben gespart werden, welche momentan für die Kontrolle von Luftverschmutzung verwendet werden und die bis zum Jahr 2050 auf 50 Mrd. € / Jahr steigen würden (EK, 2011e). Betreffend der „20-20-20“-Ziele scheint die EU am richtigen Weg zu sein, 20  % der THG-Emissionen zu reduzieren und einen Anteil von 20 % erneuerbaren Energien in den 2

Das Finanzierungsausmaß dieser Projekte würde eine Finanzierung durch die Europa 2020 Project Bond Initiative nahelegen.

Kapitel 1: Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel

AAR14

Treibhausgase mit LULUCF1)

Treibhausgase ohne LULUCF1)

100 90 80

Mt CO2-Äq.

70 60

Abbildung 1.3 Entwicklung der österreichischen THG-Emissionen in Mt CO2-Äq. mit und ohne Effekt von Landnutzungsänderungen. Quelle: Anderl et al. (2012a). LULUCF: Landnutzung, Landnutzungsänderung und Forstwirtschaft

50 40 30 20

Figure 1.3 Development of Austrian GHG emissions in Mt CO2-eq. with and without effects from land use, land use change and forestry (LULUCF). Source: Anderl et al. (2012a)

10 0

Energieträgermix einzubringen, vorausgesetzt die gegenwärtigen Richtlinien werden vollständig umgesetzt. Fortschritte bezüglich der Steigerung der Energieeffizienz um 20 % zeigen sich eher langsam, weshalb verstärkte Bemühungen benötigt werden, um dieses Ziel zu erreichen. Mit Blick auf die anspruchsvollen 2050 Ziele müssen signifikante Veränderungen in der Art und Weise, wie produziert und konsumiert wird, stattfinden. Ebenso werden umfassende Investitionen zur Unterstützung dieses Wandels benötigt. Die Rolle des öffentlichen Sektors ist in diesem Zusammenhang sehr essenziell, um zusätzlich private Investitionen zu mobilisieren.

1.1.3

Die österreichische Perspektive bezüglich Emissionsminderung

Ausgangssituation und Reduktionsziele Die Entwicklung der THG-Emissionen in Österreich seit 1990 zeigte bis zum Jahr 2005 eine kontinuierliche Zunahme und erreichte mit 92,9 Mt CO2-Äq. im Jahr 2005 einen Höchstwert (Anderl et al., 2012b). In Abbildung  1.3 ist die Entwicklung der THG-Emissionen seit dem Basisjahr 1990 mit und ohne Landnutzungseffekten dargestellt. Aus Landnutzungsänderungen und Senken ergibt sich ein emissionsreduzierender Effekt auf die österreichische THG-Bilanz. Die heimische THG-Bilanz ist wesentlich vom Ausstoß an CO2-Emissionen bestimmt, welche einen Anteil von etwa 85  % an den gesamten österreichischen THG-Emissionen ausmachen. Seit 2005 ist ein abnehmender Trend der THG-Emissionen beobachtbar, mit einer besonders star-

ken Abnahme im Jahr 2009, die im Wesentlichen durch den starken Einbruch der wirtschaftlichen Aktivität infolge der Finanzkrise verursacht wurde. Dass dieser Rückgang der THG-Emissionen nur von transitorischer Natur war und ihr Ausmaß weiterhin stark an die wirtschaftliche Entwicklung gekoppelt ist, zeigt sich in der Folge im neuerlichen Anstieg der THG-Emissionen im Zuge der wirtschaftlichen Erholung im Jahr 2010. Gliedert man die österreichischen THG-Bilanz 2010 (Anderl et al., 2012b) nach verursachenden Sektoren (Abbildung  1.4) wird die herausragende Bedeutung der Sektoren Industrie und produzierendes Gewerbe, Verkehr, Energieaufbringung sowie Raumwärme und Kleinverbrauch deutlich. Die genannten fünf Sektoren sind für etwa 85 % der österreichischen THG-Emissionen verantwortlich. Seit 1990 hat es zum Teil gegenläufige Emissionsentwicklungen nach Sektoren gegeben (Abbildung 1.5). Die größten Zuwächse zeigt der Sektor Verkehr, wobei sich hier auch der Treibstoffexport niederschlägt. Das Ausmaß des Treibstoffexports kann zu einem wesentlichen Teil durch Treibstoffpreisdifferenzen zwischen Österreich und seinen Nachbarländern erklärt werden. Über das Ausmaß der Kraftstoffexporte liegen Schätzungen vor, die jedoch mit beträchtlichen Unsicherheiten behaftet sind. Der in den Berichten des Umweltbundesamtes genannte Anteil von bis zu 30 % ist daher unter diesem Aspekt zu interpretieren. Ebenso wie der Verkehr, weisen auch die Emissionen aus der Industrie und dem produzierenden Gewerbe Zuwächse auf, das gleiche gilt für die Energieaufbringung. In beiden Bereichen spiegeln sich darin vor allem Produktions- und Out-

721

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

2,1%

AAR14

2,1% 1,0%

9,2% 29,6% Industrie und produzierendes Gewerbe 12,9%

Verkehr Energieauringung Raumwärme, Kleinverbrauch Landwirtscha; Abfallwirtscha; Fluorierte Gase (FKW, H-FKW, SF6) Sonsge Emissionen

Abbildung 1.4 Sektorale THG-Emissionsanteile Österreich 2010 in Prozent. Quelle: Anderl et al. (2012a)

16,9%

Figure 1.4 Sectoral share of GHG emissions in Austria 2010 in percent. Source: Anderl et al. (2012a)

26,3%

put-Zuwächse wider. Emissionen einzelner Jahre im Bereich Raumwärme und Kleinverbrauch werden stark von witterungsbedingten Schwankungen beeinflusst, im Trend zeigen sich jedoch abnehmende Emissionen (Anderl et al., 2012a). Dieser Trend wird einerseits durch Verbesserungen in der thermischen Qualität von Gebäuden sowie den Einsatz emissionsärmerer Brennstoffe für die Bereitstellung von Raumwärme beeinflusst, andererseits gibt es auch durch eine zunehmende Fernwärmeversorgung Verschiebungen zum Sektor Energiebereitstellung. Die Emissionen aus den Kategorien Sonstige Emissionen und Fluorierte Gase bleiben im Wesentlichen konstant. Die in der Klimastrategie (BMLFUW, 2002, 2007b) festgelegten indikativen Ziele für Emissionsreduktionen werden 2010 nur vom Sektor Raumwärme und sonstiger Kleinverbrauch er-

reicht (Anderl et al., 2012a). Allerdings ist darauf hinzuweisen, dass die in der Klimastrategie genannten sektoralen Emissionsziele keinen rechtlich verbindlichen Charakter aufweisen. Bis 2012 galten für Österreich die Reduktionsziele der 1. Verpflichtungsperiode des Kyoto-Protokolls und das im EU „Burden Sharing Agreement“ festgeschriebene österreichische Emissionsziel einer Reduktion der THG-Emissionen um 13 % gegenüber dem Basisjahr 1990. Bereits die Emissionsentwicklung in den ersten drei Jahren der Kyoto-Verpflichtungsperiode zeigte, dass Österreich dieses Ziel nicht durch heimische Emissionsreduktionen erreichen würde (vgl. Abbildung 1.6). Im Vergleich der EU-Mitgliedsländer weist Österreich in den ersten drei Jahren der Kyoto-Verpflichtungsperiode eine besonders ausgeprägte Zielabweichung auf (vgl. Abbil-

Verkehr Industrie und produzierendes Gewerbe Fluorierte Gase (FKW, H-FKW, SF6) Gesamte Treibhausgase Energieauringung Sonsge Emissionen Landwirtscha;

Abbildung 1.5 Veränderung der sektoralen THG-Emissionen 1990– 2010 in Prozent. Quelle: Anderl et al. (2012a)

Raumwärme, Kleinverbrauch Abfallwirtscha; -60

-50

-40

-30

-20

- 10

0

10

Veränderung in %

722

20

30

40

50

60

Figure 1.5 Change in sectoral GHG emissions 1990–2010 in percent. Source: Anderl et al. (2012a)

Kapitel 1: Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel

AAR14

100 95

Treibhausgasemissionen insgesamt

90

2010: 84,6 Mio. t

Mt CO2-Äq.

85 80 75 Kyoto-Ziel 2008/2012 68,8 Mio. t

70 65

Abbildung 1.6 Entwicklung der THGEmissionen und Kyoto-Ziel in Mt CO2Äq. Quelle: Anderl et al. (2012a)

60 55

Figure 1.6 Development of GHG emissions and Kyoto target in Mt CO2-eq. Source: Anderl et al. (2012a)

50

dung  1.7). Box 1.2 vergleicht die Entwicklung der THGEmissionen von 1990 bis 2012 für alle EU-Mitgliedsländer (EU-28) mit der Emissionsentwicklung in Österreich. Dieser Vergleich zeigt, welchen Einfluss Energieintensität, Emissionsintensität und wirtschaftliche Intensität auf die Entwicklung der Gesamtemissionen hatten. Während in der EU-28 Verbesserungen in Energie- und Emissionsintensität Zunahmen in der wirtschaftlichen Aktivität überkompensieren konnten sodass die Gesamtemissionen im Zeitraum 1990 bis 2012 sanken, war dies in Österreich nicht der Fall.

Für die mittlere Frist bis 2020 ist das Reduktionsziel aus dem EU-Energie- und Klimapaket (EK, 2008) sowie die Entscheidung über die Anstrengungen der Mitgliedstaaten zur Reduktion ihrer THG-Emissionen (Entscheidung 406/2009/EG) für Österreich relevant. Dieses Ziel lautet für die im ETS erfassten Anlagen eine EU-weite THG-Reduktion von 21 % bis zum Jahr 2020 im Vergleich zu den Emissionen dieses Sektors im Jahr 2005. Für die Sektoren, die nicht dem Emissionshandel unterliegen (im Wesentlichen die Sektoren Raumwärme, Verkehr, Landwirtschaft) sieht das EU-Energie- und Klimapaket

30 20

Kyoto-Ziel

Abweichung zum Kyoto-Ziel in % Ø 2008-2010

10

Veränderung in %

0

-10 -20 -30 -40 -50 -60

Abbildung 1.7 Kyoto-Zielabweichung in Prozent. WIFO-Berechnungen basierend auf EEA (2012) Figure 1.7 Deviation from Kyoto target in percentage. Calculations by WIFO based on EEA (2012)

723

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

;O !  X@"H`  _  (Quelle: Schleicher, 2014) ;O !•     (Source: Schleicher, 2014) Die Entwicklung der THG-Emissionen lässt sich in drei Komponenten zerlegen, die fundamentale Eigenschaften des Energiesystems und der Wirtschaft beschreiben: t
t
t


Die Energieintensität des BIP erfasst den Energieverbrauch pro Euro des BIPs und ist somit ein Indikator für Energieeffizienz. Die Emissionsintensität der Energie macht sichtbar, wieviel THG-Emissionen pro Energieeinheit anfallen und reflektiert somit den Anteil von erneuerbaren Energien im Energiemix. Die wirtschaftliche Aktivität, ausgedrückt durch das BIP, generiert zusätzlich THG in Abhängigkeit von der Energieund Emissionsintensität.

Abbildung 1 zeigt in einem Vergleich von 1990 bis 2012 für die 28 Mitgliedstaaten der EU (EU-28) und für Österreich die reduzierende Wirkung von Energie- und Emissionsintensität auf die THG-Emissionen. Beide Einflüsse ergeben die Gesamtintensität der Emissionen pro Euro BIP. Diese ist für die EU-28 deutlich höher als für Österreich. Auch die Zusammensetzung dieses Gesamteffektes ist aufschlussreich, denn im Gegensatz zur Dynamik bei den EU-28 dominiert in Österreich die Expansion der erneuerbaren Energien gegenüber der Energieeffizienz. Auch wenn bei den EU-28 der Effekt der Integration der neuen Bundesländer in Deutschland und in einzelnen Mitgliedstaaten die Verlagerung von energieintensiven Industrien zu berücksichtigen sind, wird für Österreich doch ein Aufholbedarf bei der Energieeffizienz sichtbar. 120

120

100

Energie-Intensität 80

60

Emissions_Intensität THG Emissionen EU-28 GesamtEffekt der Energie-Intensität (Energie/BIP) Intensität und der Emissions-Intensität (Emissionen/Energie)

40 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012

Index 1990=100

Index 1990=100

100

Energie-Intensität 80

60

Emissions-Intensität

THG Emissionen Österreich Effekt der Energie-Intensität (Energie/BIP) und der Emissions-Intensität (Emissionen/Energie)

GesamtIntensität

40 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012

;O==  Entwicklung der Energie- und Emissionsintensitäten in den 28 Mitgliedstaaten der EU und in Österreich. Quelle: Schleicher (2014), basierend auf Eurostat ;O] Development of energy amd emission intensity in the 28 member states of the EU and in Austria. Source: Schleicher (2014), based on Eurostat

Für den tatsächlichen Verlauf der Emissionen sind die reduzierenden Effekte auf die THG-Emissionen noch um die expandierenden Effekte des BIP zu ergänzen. Dies wird in Abbildung 2 sichtbar. Demnach hat sich für die EU-28 von 1990 bis 2012 die Gesamtintensität der THG-Emissionen um 44 % verringert, nämlich um 30 %-Punkte durch die Energieintensität des BIP und um 14 %-Punkte durch die Emissionsintensität der Energie. Durch den expandierenden BIP-Effekt von 25 % ergibt sich eine insgesamte Reduktion der THG-Emissionen bis 2012 um 19 %. Für Österreich beträgt die Verringerung der Gesamtintensität der THG-Emissionen 35 %, wozu mit 14 %-Punkten die Energieintensität und mit 21 %-Punkten die Emissionsintensität beitragen. Der für Österreich besonders hohe BIP-Effekt von 37 % führt zu einem Niveau der THG-Emissionen, das insgesamt 2 % über den Werten von 1990 liegt. In Abbildung 2 wird auch sichtbar, dass die EU-28 das für 2020 vorgesehene Reduktionsziel für THG praktisch schon jetzt erreicht haben. Deutlich ist erkennbar, dass es die nach 2008 einsetzende Wirtschaftskrise ist, die in hohem Ausmaß dafür verantwortlich zu machen ist.

724

Kapitel 1: Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel

AAR14

120

120

Emissionen 100 Emissionen 80 BIP 60

THG-Emissionen EU-28 Effekte der Gesamt-Intensität (Emissionen/BIP) und des BIP

Index 1990=100

Index 1990=100

100

BIP 80

60 GesamtIntensität

40 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012

THG-Emissionen Österreich Effekte der Gesamt-Intensität (Emissionen/BIP) und des BIP

GesamtIntensität

40 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012

;O==  Entwicklung der THG-Emissionen in den 28 Mitgliedstaaten der EU und in Österreich aufgrund der Gesamtintensität der Emissionen und des BIP. Quelle: Schleicher (2014), basierend auf Eurostat ;O] Development of greenhouse gase emissions due to total intensity of emissions and of GDP, in the 28 member states of the EU and in Austria. Source: Schleicher (2014, based on Eurostat)

eine Reduktion der österreichischen THG-Emissionen von 16 % bis 2020 gegenüber den Emissionen des Jahres 2005 vor, wobei 2005 durch besonders hohe THG-Emissionen gekennzeichnet war. Nach Berechnungen des Umweltbundesamtes liegt der Zielwert für 2020 für diese Sektoren bei 47,7 Mt CO2Äq. (Anderl et al., 2012a).3 Das Reduktionserfordernis für die Periode 2013 bis 2020 in absoluten Größen hängt neben der Effektivität der Klimapolitik und der jeweiligen Reduktionsmaßnahmen zusätzlich – wie bereits in der Vergangenheit – von der wirtschaftlichen Entwicklung in diesem Zeitraum ab. Für den Zeitraum bis 2050 hat die EU-Kommission ihre Vorstellungen zu einer Reduktion der THG-Emissionen um 80–95  % im EU-Fahrplan für den Übergang zu einer wettbewerbsfähigen CO2-armen Wirtschaft bis 2050 (EK, 2011b) dargelegt. Was dies für Österreich konkret bedeutet, ist aufgrund fehlender länderspezifischer Zielvorgaben noch nicht quantifizierbar.

Emissionsminderungspotenziale in Österreich Für Österreich gibt es kaum umfassende wissenschaftliche Studien, die eine Abschätzung der Kosten und des Investitionsbedarfs von gesamtwirtschaftlichen Emissionsminderungsstrategien durchgeführt haben. Technische Potenziale zur Emissionsminderung wurden hingegen etwas ausführlicher analysiert (Müller et al., 2012; WIFO et al., 2012). 3

Laut Entscheidung 406/2009/EG dürfen die Emissionen der nicht im Emissionshandel erfassten Sektoren im Jahr 2013 nicht höher als der Durchschnitt der Emissionen der Periode 2008–2012 sein. Wie hoch dieser Wert ist, wird nach Überprüfung der Emissionsbilanzen von der Europäischen Kommission festgelegt. Ausgehend von diesem Wert wird der Reduktionspfad bis 2020 durch lineare Interpolation berechnet.

In Österreich sind ca. zwei Drittel der THG-Emissionen durch den Verbrauch fossiler Energieträger bestimmt. Um nachhaltige emissionsarme Strukturen zu schaffen, sind daher grundlegende Veränderungen im Energiesystem erforderlich. Herkömmliche Analysen des Energiesystems fokussieren hauptsächlich auf die Bereitstellung von Primärenergie und die Energieumwandlung. Durch eine solche Perspektive werden jedoch technologische Potenziale auf anderen, vorgelagerten, Ebenen des Energiesystems nicht sichtbar. Ein umfassenderes Verständnis des Energiesystems ist daher unverzichtbar, da nicht die Nachfrage nach Energieflüssen sondern jene nach Energiedienstleistungen (z. B. Raumtemperatur) wohlstandsrelevant sind (vgl. auch Band 3, Kapitel 3, wobei jedoch in der Betrachtung des Energiesystems die Energiedienstleistungen am Ende der Energiekette stehen). Energiedienstleistungen stellen auch den Ausgangspunkt im Projekt EnergyTransition (Köppl et al., 2011) dar. In diesem Projekt werden konkrete technologische Optionen für Emissionsreduktionspotenziale quantifiziert, die für die Realisierung dieser Reduktionspotenziale notwendigen Instrumente werden allerdings nicht dargestellt. Grundsätzlich ist davon auszugehen, dass eine Realisierung der Emissionsminderungseffekte nicht durch ein einzelnes Instrument, sondern nur durch ein Bündel an Instrumenten erreicht werden kann. An Instrumenten stehen dabei Maßnahmen des öffentlichen Sektors (z. B. Steuern, Förderungen, F&E-Ausgaben, oder ordnungsrechtliche Maßnahmen wie Standards) zur Verfügung, die durch strukturelle Innovationen, sowie Beratung, Information oder Monitoring ergänzt werden sollten. Geht man bei der Analyse des Energiesystems von den Energiedienstleistungen aus, leiten sich drei Fragestellungen für eine Reduktion des Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen ab (vgl. Köppl et al., 2011; Köppl et al., 2012):

725

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

t
t
t


Was beeinflusst die Nachfrage nach Energiedienstleistung? Wo gibt es Potenziale für Produktivitätssteigerung (Effizienzsteigerung)? Wo gibt es Potenziale für Veränderungen im Energieträgermix?

Vom Blickwinkel der Energiedienstleistungen sind drei Bereiche von zentraler Bedeutung: Mobilität, Gebäude und Industrie. Für diese Bereiche können die Energiedienstleistungen mit einer großen Bandbreite an Technologien bereitgestellt werden. EnergyTransition entwickelte und quantifizierte in einem interdisziplinären Bottom-up-Ansatz Storylines für technologische Optionen, die geeignet sind, die österreichischen CO2-Emissionen bis 2020 deutlich zu reduzieren. Um die Ziele gemäß dem EU Energie- und Klimapaket bis 2020 zu erreichen, wird von einem Reduktionserfordernis von 14 Mt CO2Äq. gegenüber einer Referenzentwicklung ausgegangen. Die analysierten nachfrageseitigen Technologieoptionen werden um technologische Reduktionsmöglichkeiten im Bereich der Bereitstellung von Elektrizität und Wärme ergänzt. Für die Bereiche Gebäude und Mobilität wird die Rolle von innovativen Werkstoffen berücksichtigt. Der gemeinsame methodologische Zugang bei der Berechnung der Reduktionspotenziale für alle Bereiche resultiert in einem Katalog technologischer Optionen (vgl. Tabelle  1.A1 im Anhang), die miteinander kombiniert werden können. Die umfassende Abbildung des gesamten Energiesystems und des entsprechenden Investitionsbedarfs wurde von Köppl et al. (2011) erstmals für Österreich durchgeführt. Auf regionaler Ebene findet dieser Ansatz Anwendung in Wolkinger et al. (2012). Eine Abschätzung des Reduktionserfordernisses für Österreich bis 2020 zeigte, dass ein umfangreiches Maßnahmenbündel und dessen Implementierung notwendig sind, um die nationalen Emissionsziele zu erreichen. Nicht nur eine Fülle an Maßnahmen ist erforderlich, sondern auch ihre unmittelbare Implementierung. Zu den Emissionsminderungsoptionen gehören im Bereich Mobilität effiziente Raumstrukturen oder alternative Antriebe, im Bereich Gebäude zum Beispiel die Umsetzung eines Passivhausstandards, im Bereich Produktion zum Beispiel Prozessintensivierung oder Biomasse für Prozesswärme, schließlich im Bereich Elektrizität und Wärme Windenergie oder Nutzung der Effizienzpotenziale der Energienachfrage. Dabei ist der Einsatz von technologischen Optionen, die auf eine Steigerung der Energieeffizienz ausgerichtet sind, der Option eines Energieträgerwechsels vorzuziehen, da erstere sowohl Energieflüsse als auch Emissionen reduzieren. Bei der Kombination von Maßnahmen ist auf ihre Addierbarkeit zu achten, d. h. dass Emissionsreduktionspotenziale

726

AAR14

einander beeinflussen oder (teilweise) ausschließen können. Ein weiterer Aspekt, der im Projekt EnergyTransition bei der Entwicklung von Technologieoptionen beleuchtet wird, ist die teilweise lange Nutzungsdauer von Technologien. Um technologische Lock-in-Effekte4 zu vermeiden, gilt es daher eine langfristige Perspektive mitzudenken. Eine Restrukturierung des Energiesystems erfordert beträchtliche Investitionsmittel, die dementsprechende Output- und Beschäftigungseffekte bewirken. Die Umsetzung etwa eines Maßnahmenbündels von achtzehn Technologieoptionen mit einem Fokus auf Energieeffizienz würde ein zusätzliches jährliches Investitionsvolumen von 6,3 Mrd. € im Zeitraum 2012 bis 2020 erfordern (Köppl et al., 2011). Demgegenüber steht ein Output-Effekt von ca. 9,5  Mrd  € und etwa 80 000 zusätzlichen Beschäftigungsverhältnissen. Gleichzeitig liegen die Betriebskosteneinsparungen im Jahr 2020 (unter eher konservativen Annahmen bezüglich zukünftiger Energiepreise) bei 4,3 Mrd. € (Köppl et al., 2011). Die durch dieses Maßnahmenbündel ausgelösten Emissionsminderungen verteilen sich auf die Bereiche Energiebereitstellung, Mobilität und Gebäude. Der Beitrag des Sektors Energiebereitstellung (6 Mt CO2-Äq.) im Vergleich zu einem Referenzszenario resultiert dabei aus der geringeren Nachfrage nach Elektrizität und Wärme in den Bereichen Mobilität, Gebäude und Produktion. Aus dem Bereich Mobilität resultieren Einsparungen von 2,8 Mt CO2-Äq., der Gebäudebereich trägt 3,2  Mt  CO2-Äq. bei und die Einsparungen aus dem Sektor Produktion machen 1,8 Mt CO2-Äq. aus. Investitionseffekte beziehen sich auf die Transformationsphase, während Betriebseffekte – in der Regel Energiekosteneinsparungen – über die gesamte Nutzungsdauer der Technologie wirken. Für einen Vergleich von Maßnahmen in Hinblick auf die ausgelösten ökonomischen Wirkungen in der Investitions- und Betriebsphase gilt es daher die unterschiedlichen Nutzungsdauern von Technologien zu berücksichtigen. Für eine Bewertung von Reduktionspotenzialen sind darüber hinaus noch weitere Aspekte von Relevanz. Eine Verbesserung des Gebäudebestands beispielsweise geht über den Aspekt des geringeren Energieverbrauchs hinaus und trägt insgesamt zu einer Verbesserung der Wohnqualität sowie zu einer Wertsicherung oder Wertsteigerung des Gebäudes bei.

4

Investitionsentscheidungen, die eine lange Nutzungsdauer haben, bestimmen über mehrere Jahrzehnte den Technologiestandard. Investitionen heute in fossile Kraftwerke etwa, haben über mehrere Jahrzehnte einen Einfluss auf die Emissionsintensität der Elektrizitätserzeugung. Ein anderes Beispiel stellt ein schlechter thermischer Sanierungsstandard dar, der den Wärmebedarf eines Gebäudes über mehrere Jahrzehnte Nutzungsdauer bestimmt.

AAR14

Kapitel 1: Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel

Umsetzung der Klimaschutzpolitik in Österreich

Klimaschutzpolitik im Überblick und sektorale Integration Im Jahr 2002 hat die österreichische Bundesregierung eine erste Klimastrategie beschlossen. Da die Strategie wenig Effekt zeigte und der 2005 eingeführte Emissionshandel eine Überarbeitung erforderlich machte, hat die Bundesregierung 2007 eine aktualisierte Klimaschutzstrategie beschlossen. Ziel der Klimaschutzstrategie ist es Klimaschutzmaßnahmen transparent darzustellen und die Erreichung des Kyoto-Ziels in sämtlichen Sektoren zu koordinieren. Auch die Koordination von 5

Die Grundlagen für das österreichische JI / CDM-Programm sind in den „Richtlinien für das österreichische JI / CDM-Programm“ des BMLFUW (2007a) festgelegt.

80 Mt CO2 -Äq.

Die österreichische Klimaschutzpolitik ist von den oben beschriebenen internationalen und europäischen Rahmenbedingungen direkt oder indirekt betroffen. Im Rahmen des Europäischen „Burden Sharing Agreements“ zur Umsetzung des Kyoto-Protokolls hat sich Österreich verpflichtet, eine THGReduktion von 13 % im Zeitraum 2008 bis 2012 gegenüber 1990 zu realisieren (Haug und Jordan, 2010). Da sich schon früh zeigte, dass Österreich sein Kyoto-Ziel mangels wirksamer Klimaschutzpolitik nicht im Inland erreichen wird, wurde im Jahr 2003 das österreichische Ankaufsprogramm5 für Zertifikate aus den flexiblen Mechanismen Joint Implemetation (JI) und Clean Development Mechanism (CDM) ins Leben gerufen. Für den Zeithorizont bis 2020 hat Österreich die EU  20-20-20 Ziele (EK, 2008) zu erfüllen und zwar durch eine THG-Minderung im Nicht-ETS Bereich bis 2020 um 16 % gegenüber 2005 (European Parliament and the Council of the EU, 2009), sowie durch eine Steigerung des Anteils der Erneuerbaren Energieträger am Gesamtenergieverbrauch auf 34  %. Ohne nennenswerte klima- und energiepolitische Maßnahmen werden jedoch auch diese Ziele verfehlt werden. Gemäß den vom Umweltbundesamt alle zwei Jahre veröffentlichten Projektionen der THG-Emissionen Österreichs, ist auf Basis der aktuell in Kraft befindlichen Maßnahmen mit einer Steigerung der aktuellen THG-Emissionen auf über 90 Mt CO2-Äq. bis 2030 zu rechnen. Werden auch die derzeit geplanten politischen Maßnahmen berücksichtigt, geht das Emissionsszenario von einer leichten Senkung der aktuellen THG-Emissionen aus (vgl. Abb. 1.8). Diese werden für eine Erreichung des oben genannten Reduktionsziels jedoch bei weitem nicht ausreichen (vgl. Abb. 1.8).

100

60 mit bestehenden Maßnahmen 40

mit zusätzlichen Maßnahmen

20

0 1990

1995

2000

2005

2010

2015

2020

2025

2030

Abbildung 1.8 Projizierte Entwicklung der THG-Emissionen in Österreich in Mt CO2-Äq., mit bestehenden und mit zusätzlichen Maßnahmen. Quelle: Anderl et al. (2011b) Figure 1.8 Projected development of greenhouse gas emissions in Austria in Mt CO2-eq., with existing and additional measures. Source: Anderl et al. (2011b)

Bundes- und Länderpolitiken (z. B. zu Kleinverbrauch / Raumwärme / Warmwasser) wird in der Strategie thematisiert, allerdings sehr unverbindlich. Wie die oben beschriebene Emissionsentwicklung der vergangenen Jahre unmissverständlich illustriert (vgl. Abbildung 1.6 und Abbildung 1.8), war auch die Klimaschutzstrategie aus dem Jahr 2007 nicht in der Lage, die österreichische Klimaschutzpolitik effektiver zu gestalten und die steigenden Trends bei THG-Emissionen umzudrehen. Nach mehreren Jahren des klimapolitischen Stillstands wurde im Jahr 2011 im Ministerrat der Bundesregierung die österreichische Energiestrategie (BMLFUW und BMWFJ, 2010) vorgestellt und vom Nationalrat das Klimaschutzgesetz – KSG (BGBl I 106/2011) beschlossen. Die Energiestrategie und das KSG bilden den Rahmen für eine Reduktion des Energieverbrauchs und eine Reduktion der THG-Emissionen in jenen Bereichen, welche nicht dem European Emission Trading Scheme (EU-ETS) unterliegen. Beide sind u. a. politische Reaktionen auf die Tatsache, dass die Klimastrategie 2007 kaum zur Reduktion von THG-Emissionen beigetragen hat und Österreich das Kyoto-Ziel mit eigenen Klimaschutz-Maßnahmen nicht erreichen wird (Warnstorff 2012; vgl. auch BMLFUW, 2007b; Anderl et al., 2012a). Auf Basis dieser einerseits strategischen und andererseits gesetzlichen Rahmenbedingungen sind diverse Maßnahmen und Umsetzungsschritte zu implementieren. Die Energiestrategie (BMLFUW und BMWFJ, 2010) wurde vom Wirtschaftsministerium in Zusammenarbeit mit dem Lebensministerium erarbeitet. Sie strebt eine Stabilisierung des Energieverbrauchs im Jahr 2020 auf dem Niveau von 2005 an, das sind 1 100 PJ, ohne dass im Rahmen dieses strategischen Dokuments bereits verbindliche Schritte gesetzt werden (vgl.

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728

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

auch Band 3, Kapitel 3). In einer Studie (WIFO et al., 2009) wird in mehreren Szenarien der Entscheidungsspielraum für die Restrukturierung des österreichischen Energiesystems in Hinblick auf die Erreichung der EU-Ziele aufgezeigt. Ausgehend von Energiedienstleistungen wird das Potenzial für Effizienzsteigerungen und erneuerbare Energien in Relation zu einem Basisszenario evaluiert. Neben der Sensitivität der Annahmen in Bezug auf die Energiemengen zeigen die Szenarien den weiteren Entscheidungsbedarf bezüglich der Aufteilung der Energieflüsse auf die Wirtschaftssektoren und die einzelnen Energieträger auf. Das KSG sieht sektorspezifische Reduktionen vor. Die wichtigsten spezifisch sektoralen Maßnahmen auf nationaler Ebene betreffen die Strom-, bzw. Wärmeerzeugung und -verteilung sowie den Verkehr. Da die Bundesregierung in einigen Sektoren (v. a. Raumwärme) stark auf entsprechende politische Bemühungen der Bundesländer angewiesen ist, zielt das KSG darauf ab, die Zusammenarbeit mit den Bundesländern zu verbessern (Parlament, 2011; BGBl I 106/2011). Dabei diente der britische Climate Change Act als Modell (Lebensministerium, 2010). Da es ein wesentliches Ziel des Gesetzes ist, die Bundesländer zu den in der Klimaschutzstrategie 2007 formulierten Zielen zu verpflichten und an etwaigen Kosten der Zielverfehlung zu beteiligen, waren die Verhandlungen zwischen Bund und Ländern zäh und lang (das KSG stand bereits 2007 im Regierungsprogramm und ein Inkrafttreten war für 2009 vorgesehen). Die im Jahr  2011 beschlossene Fassung sieht schließlich für die Länder im Fall einer Verfehlung des Kyoto-Zieles bis 2012 weder Sanktionen noch eine finanzielle Beteiligung am Zukauf von Emissionszertifikaten vor. Außerdem fehlt eine Einigung darüber, wie etwaige Kosten für verfehlte Klimaschutzziele zwischen Bund und Ländern nach 2013 aufzuteilen sind. Sollte diese zusätzlich notwendige Vereinbarung nicht zustande kommen, ist eine 50 : 50 Lastenteilung zwischen Bund und Ländern vorgesehen. Sollten sich die Länder nicht auf einen Teilungsschlüssel einigen, wird die Bevölkerungszahl der Bundesländer herangezogen (Warnstorff, 2012). In Köppl et al. (2012) werden Effekte von Maßnahmenpaketen bezüglich der Reduktionspotenziale von einzelnen Sektoren bezüglich ihrer Auswirkungen auf Energiedienstleistungen, Energieproduktivität und den Energiemix beurteilt. Dabei wurden drei Umsetzungsstrategien abgeschätzt, die sich in ihrem Ambitionsniveau unterscheiden: Strategie 1 politikfortführend mit zusätzlichen Maßnahmen, Strategie 2 strukturverändernd mit mittelfristigen Perspektiven, Strategie  3 technologieforcierend mit langfristigen Perspektiven. Die quantitative Bewertung der Maßnahmenpakete geht von einer

Laufzeit von rund zehn Jahren und einem sofortigen Umsetzungsbeginn aus. Das KSG sieht auch die Schaffung von zwei neuen Gremien vor: das Nationale Klimaschutzkomitee, zusammengesetzt aus hochrangigen VertreterInnen der Bundes- und der Landesregierungen sowie der Sozialpartner, soll Grundsatzfragen im Klimaschutz erörtern sowie Klimaschutzstrategien ausarbeiten. Der nationale Klimaschutzbeirat hingegen, zusammengesetzt aus VertreterInnen der Politik, Sozialpartnerschaft, Umweltschutzorganisationen, Wirtschaft und Wissenschaft, soll das nationale Klimaschutzkomitee beraten (BGBl I 106/2011; respACT 2011). Weiters sind Prozesse festgehalten, wie etwa das Einsetzen von Arbeitsgruppen zur Ermittlung von sektorspezifischen Reduktionspotenzialen sowie die Erarbeitung von Maßnahmen und die Festlegung von Verantwortlichkeiten zur Erreichung dieser Emissionsminderungen. Die in den Arbeitsgruppen erarbeiteten Ergebnisse sollen die Grundlage für Entscheidungen im Nationalen Klimaschutzkomitee darstellen. Durch das Ökostromgesetz (BGBl. I 149/2002; BGBl. I 2011/75; vgl. dazu auch Band  3, Kapitel  3) werden Ziele beim Ausbau erneuerbarer Energieträger zur Stromerzeugung bis 2020 vorgegeben und damit Teile der Vorgaben der RED umgesetzt. Die Ausbauziele führen bei vollständiger Umsetzung zu einer Steigerung der Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen um insgesamt 10.5 TWh (laut Ökostrombericht 2012, Energie-Control Austria, 2012). Der Schwerpunkt soll dabei sowohl auf dem Ausbau von Wasserkraftanlagen mit einer Engpassleistung unter 20  MW als auch auf Windkraftanlagen liegen; der übrige Ausbau soll gleichermaßen mit Photovoltaik und Biomasse erfolgen. Die Überwachung der Zielerreichung soll durch die Strommarkt-Regulierungsbehörde (ECA) erfolgen. Das KWK-Gesetz (BGBl. I 2008/111) regelt die Unterstützung von bestehenden KWK-Anlagen zur öffentlichen Fernwärmeversorgung, um deren weiteren Betrieb sicherzustellen und deren Modernisierung zu fördern, wobei die Einsparung von CO2-Emissionen eine der Voraussetzungen für diese Unterstützung ist. In diesem Gesetz wird auch die nationale Umsetzung der KWK-Richtlinie vollzogen. Das Wärme- und Kälteleitungsausbaugesetz (BGBl. I 113/2008) fördert den Ausbau von Wärme- und Kältenetzen auf Basis nicht-erneuerbarer Energieträger mit dem Ziel, die Emission von 3 Mt CO2 zu vermeiden. In manchen EU-Mitgliedstaaten werden die Abtrennung und geologische Speicherung von CO2 (CCS) sowie der Einsatz von Nuklearenergie als möglicher Lösungsweg zur Vermeidung der Freisetzung von CO2 in die Atmosphäre be-

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trachtet. Aufgrund der mit diesen Technologien verbundenen Risiken wurde in Österreich beschlossen, die Nutzung von Nuklearenergie vollständig sowie die von CCS im großtechnischen Maßstab zu verbieten (BGBl. I 149/1999, BGBl. I 144/2011). Der Verkehrssektor (vgl. dazu auch Band 3, Kapitel 3) – und hier speziell der Straßenverkehr – war 2010 für ca. ein Drittel der CO2-Emissionen aus der energetischen Nutzung von Energie verantwortlich und lieferte damit den größten Einzelbeitrag. Dieser Anteil ist seit 1970, von damals rund 20 % – was für keinen anderen Sektor zutrifft – beständig und deutlich gestiegen. Gründe sind die weitgehende Nicht-Ausübung einer effektiven überörtlichen Raumordnung welche sich vor allem in der ungebremst zunehmenden Zersiedelung und der weitgehend verkehrstechnisch nicht koordinierten außerörtlichen Einkaufszentren-Entwicklung manifestiert. Dies führt zu einer verstärkten Abhängigkeit vom motorisierten Individualverkehr, da eine vielerorts über lange Zeiträume anhaltende Schwächung, bzw. nur zögerliche Förderung des öffentlichen Verkehrs, der Fußläufigkeit oder der Radinfrastruktur zu beobachten ist. Auch fiskalische Aspekte sind von Bedeutung, wie etwa die seit dem Ende der 1990er Jahre – im Vergleich zum angrenzenden Ausland – niedrigere Mineralölsteuer und damit verbundene geringere Treibstoffpreise, die zu preisinduziertem Kraftstoffexport im Tank (auch oft verkürzt als „Tanktourismus“ bezeichnet) führen (Anderl et al., 2011b). Für die Abschwächung der THG-Zuwächse aus dem Verkehr gilt die Biokraftstoffverordnung (BGBl. II 168/2009) als bisher effektivste Maßnahme, in der die Beimischung von biogenen Anteilen in den Kraftstoffen geregelt wird. Eine weitere gesetzliche Maßnahme zur CO2-Reduktion ist die Gestaltung der Normverbrauchsabgabe (NoVA), aber auch die Verwendung der Mittel aus erhöhter Mineralölsteuer für den Ausbau des öffentlichen Verkehrs (woraus etwa in der Steiermark die Einführung der S-Bahn im Jahr 2007 finanziert wurde). Für weitere, detaillierte Ausführungen – vgl. Band 3, Kapitel 3 zu Energie und Verkehr.

Bundesländer In den für den Klimaschutz zentralen Sektoren Gebäude, Verkehr, Landwirtschaft und Sonstige (wie z. B. Abfallwirtschaft) liegen zentrale Kompetenzen zur Reduktion der THG-Emissionen bei den Bundesländern bzw. den ihnen nachgeordneten Ebenen. Daher wurden zur Umsetzung der entsprechenden europäischen Richtlinien (ESD, EPBD) zwischen dem Bund und den Bundesländern §15a-B-VG-Vereinbarungen (BGBl. II 168/2009; BGBl. II 251/2009) geschlossen.

Kapitel 1: Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel

Wie für die Bundesländer Steiermark (Wolkinger et al., 2012) und Salzburg (Steininger et al., 2012) im Detail dargelegt wurde, sind die EU-Ziele im Nicht-ETS Bereich für den Zeithorizont 2020 auf Ebene der Bundesländer erreichbar, wenn entsprechende Maßnahmen rechtzeitig und zielstrebig gesetzt werden.6 Dies gilt insbesondere für das Ziel zur Erhöhung des Anteils von Erneuerbaren Energieträgern am Gesamtenergieverbrauch.7 Obwohl das Gesetz festlegt, dass Verhandlungen zwischen Bund und Ländern zu führen sind, mit welchen Maßnahmen (bzw. mehrjährigen Maßnahmenprogrammen) die EU-Klimaschutzziele zu erreichen sind, konnten bis zum ersten im Gesetz festgehaltenen Terminziel eines Verhandlungsabschlusses (für die Verpflichtungsperiode 2013 bis 2020 war dies der 31.  März  2012)

6 Methodisch gingen diese Studien in einem Fünf-Stufen-Prozess vor, wobei auf jeder Stufe die relevanten StakeholderInnen einbezogen wurden: (1) Definition regionaler Klimaziele, (2) Reduktionspotenziale, (3) Maßnahmepaket(e), (4) Implementierungsplan, (5) Monitoring. Kernelement darin ist eine regionalisierte Verwendung des Wedge-Konzepts (Pacala und Socolow, 2004), die eine konsistente (d. h. Doppelzählungen vorbeugende) Quantifizierung der Emissionsreduktion nach Bereichen erlaubt, die erst nach zugehöriger Konsenserzielung mit allen StakeholderInnen (Stufe  2) durch Maßnahmen unterlegt werden und eine Einigung darauf erzielt wird (Stufe 3). Konkrete Zeitpläne und vor allem die kontinuierliche Feinabstimmung im Zuge des Monitoring (Stufen 4 und 5) sichern die Zielerreichung ab. 7 Für den Beitrag auf Länderebene zum Ziel Erneuerbare (Anteil der Erneuerbaren in der Raumwärme, landeseigene Elektrizitätsversorger, Förderung von produktionsseitiger Wärme-Kraft-Kopplungen in der Nutzung Erneuerbarer) kann für die Bundesländer Steiermark (Wolkinger et al., 2012) und Salzburg (Steininger et al., 2012) gezeigt werden, dass die vorhandenen Potentiale ausreichen, um mit der Setzung der THG-Maßnahmen im Zeithorizont 2020 gleichzeitig auch das Ziel Erneuerbare zu erreichen. Als Aufteilungsregel des nur auf Bundesebene formulierten Ziels für Erneuerbare wird dabei der aus der Österreichischen Energiestrategie (BMWFJ und BMLFUW, 2010) ableitbare Ausbau der Erneuerbaren bis 2020 (Erhöhung um 69,6  PJ; Jahreswert) anhand des Aufteilungsschlüssels „Anteil des Bundeslandes an Bruttowertschöpfung des Bundes“ verwendet. Für darüber hinausgehende Zeithorizonte (Wolkinger et al., 2012) und Steininger et al., 2012) untersuchen 2030 bzw. 2050 auf Bundeslandebene) lassen sich indikative EU-Ziele für den Nicht-ETS Bereich ableiten. Die Erreichung von THG-Zielen im Nicht-ETS-Bereich ist dann – sofern die Beschränkung „politisch derzeit akkordierbar“ unterlegt wird – nur mehr mit einer Kombination von (doch umfassenden) Maßnahmen mehrerer Verwaltungsebenen (insbesondere des Bundes und der Länder) erreichbar. Wird für das Ziel Erneuerbare ein Zielpfad hinterlegt, wie etwa im Bundesland Salzburg in Diskussion (von derzeit 40 % Anteil, Steigerung auf 50 % (2020), 65 % (2030), 85 % (2040), 100 % (2050)), so ist dies nur erreichbar, wenn frühzeitig sehr hohe Anstrengungen im Bereich Gesamtbedarfsreduktion (durch Suffizienz wie Energieeffizienz) unternommen werden, da sonst die regional verfügbaren erneuerbaren Potenziale (wie sie derzeit bekannt sind) nicht ausreichen.

729

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

keine Maßnahmen bzw. Maßnahmenprogramme akkordiert werden. Auf der Bundeslandebene selbst sind explizit auf den Klimaschutz ausgerichtete Programme seit Ende der 1990er Jahre in Kraft. Für Wien wurde das Klimaschutzprogramm KliP (nunmehr KliP 1) erstmalig im Jahr 1999 beschlossen, das Niederösterreichische Klimaprogramm trat erstmals 2004 in Kraft. Beide Programme identifizieren und definieren Maßnahmen und Umsetzungsverantwortlichkeiten. Die jüngsten Klimaschutzpläne (für die Bundesländer Steiermark 2010; Salzburg 2011) sind dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich die Zielerreichung quantifizieren (THG-Reduktionen für die einzelnen Bereiche) und damit einerseits einen THG-Reduktions-Zielpfad, andererseits die Basis für ein ZielerreichungsMonitoring vorgeben. Die anderen Bundesländer betreiben ihre spezifischen Projekte und Förderungen – insbesondere in den Bereichen Raumwärme, Mobilität oder Ernährung (z. B. Oberösterreich, Tirol, Vorarlberg) – ohne Eingliederung in ein zusammenfassendes eigenes Klimaschutzprogramm, bzw. haben die Erstellung eines Klimaschutzprogramms derzeit in Vorbereitung (z. B. das Burgenland). Die verfügbaren Analysen (Wolkinger et al., 2012; Steininger et al., 2012) zeigen, dass die ambitionierten Ziele betreffend der THG-Reduktion, insbesondere aber betreffend des Anteils erneuerbarer Energieträger, im Wesentlichen im Zeithorizont bis 2030 nur dann erreichbar sind, wenn neben dem Umstieg in der Energieversorgung auf Erneuerbare Energie umgehend auch die Minderung des Gesamtenergieverbrauchs angestrebt und erreicht wird (vgl. Fußnote 7).

stiegen und sich die Industrieproduktion erholte (Kettner et al., 2011a, 2013). In der Pilotphase 2005 bis 2007 des ETS hatte die EK relativ wenig Einfluss auf die Allokationspläne der Mitgliedstaaten (einschließlich jener Österreichs), weshalb es zu großzügigen nationalen Zuteilungen kam. Für die zweite Phase 2008 bis 2012 wurde dies mit einer Entscheidung der EK abgeändert, wodurch Kürzungen seitens der EK möglich wurden, im Fall von Österreich um ca. 2 Mt CO2-Äq. Mit den Reformen des ETS auf europäischer Ebene für die dritte Phase könnte sich die Wirksamkeit des Instruments auch in Österreich zukünftig erhöhen (Laing et al., 2013).

Umsetzung des ETS in Österreich Für die Umsetzung des ETS in Österreich dürften die Befunde gelten, die in Abschnitt  1.1.2 bereits zur Umsetzung des ETS in Europa allgemein zusammengefasst wurden. Wie andere Mitgliedstaaten war auch Österreich in den ersten beiden Phasen des ETS in erster Linie darum bemüht, nicht das Klima sondern die heimische Industrie vor anspruchsvollen Klimaschutzzielen zu schützen. Im bisherigen Verlauf der Kyoto-Verpflichtungsperiode 2008 bis 2012 überstiegen die Emissionen in Österreich 2008 die Allokation, vor allem in der Elektrizitätserzeugung und in der Stahlindustrie (Kettner et al., 2011a, 2013). Im Zuge der Finanzmarkt- und Wirtschaftskrise gingen auch die Emissionen in den Emissionshandelssektoren stark zurück; in fast allen Sektoren ergab sich daher im Jahr 2009 ein Überschuss an Emissionszertifikaten. 2010 fiel der Überschuss an Zertifikaten deutlich geringer aus, vor allem weil die Emissionen in der Elektrizitätserzeugung

730

Zukauf von internationalen Emissionszertifikaten Um die Lücke zwischen Emissionen und Ziel zu schließen wurde durch das JI / CDM-Programm – welches von der Kommunalkredit Public Consulting abgewickelt wird – budgetäre Mittel zum Zukauf von zuerst 45  Mt  CO2-Äq. gesichert (Anderl et al., 2013). Die Zielerreichung wurde durch weitere Zukäufe abgedeckt; so wurden im April 2012 160 Mio. € für sogenannte Green Investment Scheme (GIS) Zukäufe budgetiert und ein Teil davon bereits ausgegeben. Die Kosten, die für Österreich entstehen, um durch den Zukauf von ausländischen Emissionszertifikaten sein Kyoto Ziel abzudecken, wurden im Wesentlichen von den Preisen für diese Zertifikate bestimmt, sowie vom Ausmaß der tatsächlichen Kyoto-Lücke. Österreich konnte dabei von den stark fallenden Zertifikatspreisen profitieren, im Jahr 2012 sanken diese teilweise auf einen Wert von unter 2 bis 3 € / t (Tuerk et al., 2013). Wie der starke Rückgang der THG-Emissionen im Jahr 2009 und danach aufgrund des Wirtschaftseinbruchs zeigt, hing dieser stark von der wirtschaftlichen Aktivität ab.

1.2 1.2

Anpassung Adaptation

Dieses Kapitel fasst den Wissensstand bezüglich der Notwendigkeit zur Anpassung an den Klimawandel zusammen, wobei eine Darstellung auf internationaler, europäischer und österreichischer Ebene erfolgt. Zudem werden der Stand der politischen Umsetzung, damit verbundene Chancen sowie die Integration von Anpassung in andere Politikfelder behandelt. Unter Anpassung versteht man Initiativen und Maßnahmen, die gesetzt werden, um die Empfindlichkeit natürlicher oder menschlicher Systeme gegenüber tatsächlichen oder erwarteten Auswirkungen der Klimaänderung zu verringern

Kapitel 1: Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel

AAR14

(IPCC, 2007c). Anpassungsaktivitäten zielen darauf ab, die Verwundbarkeit (Vulnerabilität) gegenüber der Klimaänderung zu reduzieren bzw. die Widerstandsfähigkeit (Resilienz) zu erhöhen, sowie mögliche positive Effekte infolge veränderter klimatischer Bedingungen zu nutzen. Trotz bestehender Unsicherheiten über das konkrete Ausmaß der Klimawandelfolgen für die unterschiedlichen Regionen und Bereiche ist die frühzeitige Planung und Durchführung von konkreten Anpassungsmaßnahmen von großer Wichtigkeit. Ein Zuwarten verringert die Möglichkeit für eine erfolgreiche Anpassung und erhöht die damit verbundenen Kosten (IPCC, 2007b). Für die vorausschauende Planung und Umsetzung von Anpassungsmaßnahmen steht eine breite Auswahl von Möglichkeiten zur Verfügung, die sowohl von betrof-

fenen BürgerInnen als auch von Gemeinden / Regionen oder privaten und öffentlichen Einrichtungen durchgeführt werden können, wie z. B. technologische Maßnahmen, Wissenserweiterung oder Bewirtschaftungsänderungen (vgl. Tabelle 1.4).

Die globale Perspektive bezüglich Anpassung Tabelle 1.4 gibt einen Überblick über Meilensteine bezüglich Anpassung an den Klimawandel. Einen Ausgangspunkt stellt dabei die Toronto Konferenz (1988) dar, selbst wenn die Anpassung an den Klimawandel dort noch kein explizites Thema war. Der Überblick zeigt, dass auf internationaler Ebene beginnend ab 1994 im Rahmen der „United Nations Conven-

Tabelle 1.4 Meilensteine zur Anpassung auf globaler Ebene. Quellen: UNFCCC (2012d); IPCC (2012b); Bodansky (2001) Table 1.4 Milestones to adaptation at the global scale. Sources: UNFCCC (2012d); IPCC (2012b); Bodansky (2001) Datum

Meilenstein

Beschreibung

April 1988

Toronto Konferenz

WissenschaftlerInnen und RegierungsvertreterInnen diskutieren Möglichkeiten des Klimaschutzes. Industrieländer, darunter Österreich, versprachen, auf freiwilliger Basis, ihren Kohlendioxidausstoß bis 2005 um 20 % zu reduzieren.

Dezember 1988

Gründung des IPCC

3 Arbeitsgruppen (Wissenschaftliche Aspekte des Klimasystems und des Klimawandels; Verletzlichkeit und Anpassung; Minderung der Treibhausgasemissionen)

1990

IPCC

Erster Zustandsbericht; thematisiert auch Anpassung

Juni 1992

Rahmenübereinkommen der Vereinten Nationen (UNFCCC)

Die Klimarahmenkonvention anerkennt die Vulnerabilität aller Staaten gegenüber dem Klimawandel und ruft zu besonderen Anstrengungen auf, die Auswirkungen auf jene Entwicklungsländer zu mildern, welchen die notwendigen Ressourcen dies selbst zu tun, fehlen. Anpassung wurde zunächst weniger Aufmerksamkeit geschenkt verglichen mit Mitigation; dies änderte sich jedoch sobald die Verletzlichkeiten gegenüber dem Klimawandel und die Auswirkungen desselben deutlicher wurden.

Juni 1994

Übereinkommen der Vereinten Nationen zur Bekämpfung der Wüstenbildung (UNCCD)

Vorrangiges Ziel der Konvention ist es, in von Dürre und / oder Wüstenbildung schwer betroffenen Ländern, insbesondere in Afrika, durch wirksame Maßnahmen Dürrefolgen auf allen Ebenen zu mildern und zu bekämpfen.

2001

IPCC

Dritter Zustandsbericht; konkretere Hinweise auf mögliche Auswirkungen des Klimawandels

November 2001

COP 7 – Marrakech Accords

Entscheidung 5 / CP.7 der 7. Vertragsstaatenkonferenz (COP) anerkannte die Notwendigkeit der Unterstützung der am wenigsten entwickelten Staaten (Least Developed Countries – LDCs) bezüglich Anpassung an den Klimawandel und beschloss ein LDCArbeitsprogramm, welches u. a. NAPAs (National Adaptation Programmes of Action) beinhaltet (UNFCCC, 2002).

Dezember 2005

COP 11 – Nairobi work programme (NWP)

Entscheidung 2 / CP.11 – Mandat für das NWP (UNFCCC, 2006)

März 2010

SBSTA 32 Synthesis Report under the NWP on costs & benefits

Synthesebericht zur Erhebung der Kosten und Nutzen von Möglichkeiten zur Anpassung, sowie von Erfahrungen, guter Praxis, Lücken und weiterem Bedarf (UNFCCC, 2010c).

Dezember 2010

COP 16 – Cancun Adaptation Framework (UNFCCC, 2011a)

- Nationale Anpassungs-Pläne (National Adaptation Plans - NAPs) - Arbeitsprogramm zu Verlusten und Schäden (Work programme on loss and damage, UNFCCC, 2011b)

Dezember 2011

COP 17 – Enhanced action on adaptation (UNFCCC, 2012b)

- Anpassungs-Komitee (Adaptation Committee)

März 2012

IPCC Special Report on Extreme Weather Events

Sonderbericht zu extremen Wetterereignissen (IPCC, 2012a)

731

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

tion to Combat Desertification“ (UNCCD) und ab 2001 unter der UNFCCC in Form der „National Adaptation Programmes of Action“ (NAPAs) zunächst die Unterstützung der gegenüber dem Klimawandel am meisten verletzlichen Staaten im Vordergrund stand. Die ersten NAPAs konnten 2006 vorgelegt werden. Mittlerweile haben mit Angola (Dezember 2011) 47 der „Least Developed Countries“ (LDCs) und somit alle in dieser Gruppe subsumierten Staaten mit Ausnahme Somalias sogenannte NAPAs erstellt. Mit Stand März  2012 werden infolge dessen bereits mehr als 60 Projekte zur Anpassung an den Klimawandel finanziell unterstützt. Eine eigene Expertengruppe (LDC Expert Group) unterstützt die Erstellung und Implementierung der NAPAs. Neun Jahre nach dem bahnbrechenden Beschluss von 2001 zu NAPAs einigte man sich 2010 in Cancun zusätzlich auf den systematischeren Ansatz von „National Adaption Plans“ (NAPs), deren Inhalte im darauffolgenden Jahr konkretisiert werden konnten. Hinsichtlich der Frage der Finanzierung konnten bei den Vertragsstaatenkonferenzen 2012 und 2013 Fortschritte erzielt werden; inwieweit eine derartige Unterstützung auch für andere Entwicklungsländer gewährt werden kann, wird wohl generell nicht beschlossen werden können, doch ist eine solche Möglichkeit grundsätzlich eröffnet worden. Es ist bis jetzt noch nicht möglich, eine aussagekräftige Bewertung der im Rahmen von NAPAs eingeleiteten Maßnahmen auf Grundlage tatsächlich feststellbarer Verbesserungen

für die Bevölkerung in den LDCs vorzunehmen. Dies gilt naturgemäß in noch stärkerem Maß bezüglich der NAPs. Vergleicht man die zur Umsetzung bzw. Unterstützung verfügbaren Mittel (20 Mio. $ je LDC [UNFCCC, 2012e]) wird deutlich, dass zusätzliche Geldmittel zur Umsetzung aller von den LDCs vorgesehenen Projekte erforderlich sind. Allen Staaten, einschließlich der Industriestaaten, stehen beginnend ab 2006 Informationen, Ergebnisse und Erfahrungen zur Anpassung zur Verfügung, welche im Rahmen des „Nairobi Work Programme“ (NWP) ausgetauscht werden. Im Rahmen dieses Programms besteht auch die Möglichkeit über sogenannte Call for Actions zweckdienliche Entwicklungen in anderen Organisationen außerhalb der UNFCCC anzustoßen. Die Partizipation an diesen Calls nimmt weiter zu und mit Stand April 2012 hält man bei 251 teilnehmenden Organisationen und 168 sogenannten Action Pledges von 74 der 251 teilnehmenden Organisationen. Für die praktische Gestaltung der Zusammenarbeit bezüglich Anpassung innerhalb und außerhalb der UNFCCC wurde 2011 ein Gremium von 16 Personen, das sogenannte Adaptation Committee, geschaffen. Ausgehend von der Initiative potentiell besonders vom Klimawandel betroffener Regionen, wie der kleinen Inselstaaten, thematisiert der Sonderbericht des IPCC zum Thema „Klimawandel und Extremereignisse“ (IPCC, 2012a) die wachsende Bedrohung durch die Folgen des Klimawandels für sehr viele Regionen insbesondere im Hinblick auf die Zunahme von Hitzewellen, Dürren und Starkregenereignissen. Der Bericht

Tabelle 1.5 Unterschiedliche Dimensionen von Klimawandelanpassung. Quelle: Prutsch et al. (unveröffentlicht); basierend auf Smith et al. (2000); Lemmen et al. (2008); Adger et al. (2007); UKCIP (2005); EK (2009d) Table 1.5 Different dimensions of adaptation to climate change. Source: Prutsch et al. (unpublished); based on Smit et al. (2000); Lemmen et al. (2008); Adger et al. (2007); UKCIP (2005); EK (2009d) Dimensionen Klimasignal Auswirkungen

vergangene Klimaveränderungen

Individuen

Sektoren / Bereiche (Auswahl)

Wasser

Entscheidungsebene (Auswahl)

lokal

Reaktion Art (Auswahl) Ansatz

regional

NGOs Industrie

national

kurzfristig

zukünftige Klimaveränderungen

indirekte Klimawandelauswirkungen

Betriebe Landwirtschaft

europäisch

top-down

Tourismus

international

mittelfristig

rechtlich

Anpassung an WAS?

Regierungen

Gesundheit

WER oder WAS passt sich an?

multi-level

langfristig

autonom / reaktiv informativ

Wesentliche Fragen

gegenwärtige Klimavariabilitäten

direkte Klimawandelauswirkungen

AkteurInnen (Auswahl)

Zeitliche Dimension

732

Anpassungsbereiche

geplant / proaktiv technologisch

top-down und bottom-up kombiniert

Portfolio von verschiedenen Typen bottom-up

WIE wird angepasst?

AAR14

zeigt, dass sich Wetterextreme in ihrer Häufigkeit, Stärke und Dauer infolge des Klimawandels schon heute verändert haben und mit steigenden THG-Emissionen eine weitere Verschlimmerung zu erwarten ist. So könnte sich beispielsweise die Wahrscheinlichkeit von Hitzewellen bis Ende des Jahrhunderts in vielen Regionen verzehnfachen. Der Sonderbericht zu Extremereignissen informiert u. a. über kurzfristig wirksame Anpassungsmaßnahmen und schlägt diesbezüglich eine Vielzahl von Strategien und sonstigen Möglichkeiten zur Erhöhung der Resilienz vor. Eine Studie des Sekretariats der Klimarahmenkonvention (UNFCCC, 2010b) kommt auf Grundlage mehrerer Studien zum Schluss, dass die durch den Klimawandel bedingten Schäden in Entwicklungsländern im Jahr 2030 grob geschätzt zwischen 30 und 90  Mrd.  $ betragen werden, sofern keine Anpassungsmaßnahmen gesetzt werden (vgl. Box 1.3 zu Abschätzungen der Kosten des Klimawandels). Es ist allerdings sehr wahrscheinlich, dass diese global aufsummierten Zahlen die tatsächlichen Kosten der Schäden um den Faktor 2 bis 3 unterschätzen, da sie viele nicht quantifizierbare Auswirkungen beinhalten (Parry et al., 2007, 2009). Dem stehen von 1992 bis 2010 kumulierte finanzielle Unterstützungen für Anpassung in Entwicklungsländern durch Industriestaaten unter der UNFCCC im Ausmaß von weniger als einer Mrd. $ gegenüber. Bei den Mitteln handelt es sich um freiwillige Zahlungen / Leistungen, meist im Rahmen der Entwicklungszusammenarbeit sowie in Form von Transaktionsgebühren aus dem Clean Development Mechanismus. Zum Vergleich: eine Zusammenstellung der im Jahr 2008 vorliegenden 385 Projekte zur Umsetzung der NAPAs wies Finanzierungserfordernisse in Höhe von ca. 1,5 Mrd. $ aus. Ausdruck des bestehenden Defizits bezüglich Anpassung auf der internationalen Ebene ist u. a. das Bemühen, im Zuge des Arbeitsprogramms „Loss and Damage“ der Anpassung an den Klimawandel zusätzliche Impulse zu geben. Das Arbeitsprogramm zu Loss and Damage erkennt die Notwendigkeit an, die internationale Zusammenarbeit und Expertisen zu intensivieren um „Verluste und Schäden bedingt durch die nachteiligen Folgen des Klimawandels, einschließlich jener im Zusammenhang mit extremen Wettereignissen und jener auf Grund langsamer Änderungen“ besser zu verstehen und zu verringern (Entscheidung 7 / CP.17, UNFCCC, 2011b). Dieses Arbeitsprogramm trägt dem Umstand Rechnung, dass letztlich trotz Emissionsminderung und Anpassung ökonomische Verluste in besonders verletzlichen Gebieten unvermeidbar sind bzw. sein werden. Als alternativer Ausweg für die betroffene Bevölkerung verbleibt in der Regel nur mehr die Migration in Gebiete mit

Kapitel 1: Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel

besseren Lebensbedingungen.8 Entsprechende erste Beschlüsse zu diesem Thema werden 2013 erwartet.

Finanzielle Unterstützung durch Österreich Gemäß dem Fünften Nationalen Klimaberichts (UNFCCC, 2010a) hat Österreich von 2005 bis 2008 Beiträge in der Höhe von rund 30 Mio. $ zur Global Environment Facility (GEF) geleistet und auch ein Teil (etwa 10 %) der Entwicklungshilfe (2008: 1.681 Mio. $) erreichte die LDCs, wobei der Fünfte Nationale Klimabericht keine Auskunft darüber gibt, welcher Anteil zur Finanzierung von Anpassungsmaßnahmen diente. Der Beitrag Österreichs zum sogenannten Fast Start Funding der EU (2010 bis 2012 für die EU: 7,14 Mrd. €) betrug 40 Mio. € pro Jahr (BMLFUW, 2014); davon entfielen auf Anpassung etwa 30 %. Die Erstellung einer transparenten und nachvollziehbaren sowie für alle Staaten vergleichbaren Statistik der Geldflüsse ist jedoch bis jetzt mangels einer Einigung auf internationaler Ebene bezüglich entsprechender Berichtsformate nicht möglich. Anzustreben wäre ein Berichtsformat welches nicht nur Auskunft über die Finanzflüsse gibt sondern auch über die damit geförderten Projekte. Auf diese Art und Weise können am ehesten Doppelzählungen vermieden sowie Unterschiede in der Sichtweise zwischen Empfänger- und Geberländern geklärt werden. Das Bemühen Österreichs, die Klimapolitik in Entwicklungsländern zu unterstützen, kommt im Rahmen des Strategischen Leitfadens Umwelt & Entwicklung (BMEIA, 2009) deutlich zum Ausdruck. Neben dem GEF und bilateraler Entwicklungshilfe nutzt Österreich in zunehmenden Maße auch andere Kanäle, wie den International Fund for Agricultural Development (IFAD), CGIAR-Fonds, IFIs, das Außenwirtschaftsprogramm sowie die Österreichische Entwicklungsbank (OeEB), zur Bereitstellung von Hilfe. Bis Ende 2012 wurden keine Planungen öffentlich bekannt, in welchem Umfang und auf welche Art und Weise sich Österreich an der Finanzierung der im Rahmen der CancunVereinbarung von den Industriestaaten zugesagten Mittel von 100  Mrd.  $ jährlich ab 2020 zu beteiligen beabsichtigt. Im Gegensatz dazu sagten Staaten wie Deutschland und Großbritannien in Doha zusätzliche finanzielle Mittel für die Zeit zwischen 2012 und 2020 zu.

8

Vergleiche dazu auch das Side Event auf der COP 18 in Doha, auf dem die International Organization for Migration (IOM) die Berücksichtigung von Migration seitens vulnerabler Länder in NAPs sowie des Loss and Damage Programs anhand konkreter Beispiele thematisierte.

733

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

;O% !N     ;O% @ = Bei der Implementierung von Klimaschutz- und Anpassungsmaßnahmen spielen Kostenüberlegungen eine große Rolle. Dementsprechend sind die Schadenskosten des Klimawandels, gemessen in Geldeinheiten, ein wichtiger Maßstab bei der Bewertung von THG-Emissionsreduktionen. THG-Schadenskosten (Social Costs of Carbon, SCC) sind der Gegenwartswert der Klimafolgeschäden, den eine heute emittierte Einheit eines THG (Tonne CO2-Äquivalent) verursacht; sie können also als Kosten des Nichthandelns interpretiert werden. Anhand von Schadenskosten kann auch der Wert von Ökosystemleistungen, wie etwa der Kohlenstoffsequestrierung, abgeschätzt werden. Aufgrund variierender Annahmen (z. B. Zeithorizont, Diskontrate, regionale Schadensverteilung, zugrunde gelegtes Emissionsszenario mitsamt der unterschiedlichen Annahmen hinsichtlich der zukünftigen sozioökonomischen Entwicklung) schwanken die Ergebnisse innerhalb einer großen Bandbreite zwischen etwa 14 und 300 € / t CO2-Äq. (Downing et al., 2005; Tol, 2005). Die Annahme hoher Diskontraten, die weiter in der Zukunft liegende Schäden finanziell stark abwerten, führen dabei zu niedrigen Kosten, sind aber aus ethischen und aus methodischen Gründen umstritten (Gardiner, 2011). Weiters steigen die Schätzwerte der Schadenskosten über die Zeit, da anzunehmen ist, dass zukünftige Emissionen mit höheren zusätzlichen Schäden verbunden sind (Interagency Working Group on Social Costs of Carbon, US Government, 2010). Die Regierung der Vereinigten Staaten verwendet auf Grundlage einer langjährigen Studie (Greenstone et al., 2011) zur Abschätzung der Auswirkungen von nationalen Gesetzen mittels Kosten / Nutzen Analyse einen zentralen Wert der SCC (bei einer Diskontrate von 3 %) für das Jahr 2010 von 21 $ je Tonne CO2-Emissionen und für Sensitivitätsanalysen werden die Werte von 5 $, 35 $ und 65 $ (jeweils bezogen auf die Kaufkraft des Dollars im Jahr 2007) benutzt. Im Mai 2013 wurde der zentrale Schätzwert für 2013 der SCC um 60 % von 22,8 $ auf 36 $ je Tonne CO2 angehoben (Interagency Working Group on Social Costs of Carbon, US Government, 2010, 2013), was deutliche Auswirkungen auf die Beurteilung von klimapolitischen Regelungen haben dürfte. Auf Grundlage zahlreicher Studien empfiehlt das deutsche UBA (2007), einen Schätzwert von 70 € / t CO2-Äq. als marginale Schadenskosten für die Berechnung öffentlicher Investitionen zu verwenden. Stern (2007) kommt bei seiner Analyse der marginalen Schadenskosten bei einer Business-as-usual-Entwicklung mit 85 € / t CO2-Äq. zu ähnlichen Ergebnissen. Die deutlich höheren Werte der THG-Schadenskosten im Vergleich zu Zertifikatspreisen für Verschmutzungsrechte im europäischen Emissionshandel weisen darauf hin, dass die Preisbildung durch den Zertifikathandel bislang die Klimaauswirkungen von THG-Emissionen nur ungenügend abbildet.

1.2.1

Anpassung aus europäischer Sicht

Von der Notwendigkeit Anpassungsmaßnahmen zu setzen sind unterschiedlichste politische Ebenen – von der internationalen, über die europäische bis hin zur nationalen und lokalen – betroffen. Seit 2005 ist auf europäischer Ebene das Thema Anpassung an den Klimawandel präsent und wurde in die Fortschreibung des Europäischen Klimaänderungsprogramms (Second European Climate Change Programme, ECCP II) integriert (vgl. Tabelle 1.6). Die Europäische Kommission (EK) hat mit dem Grünund dem Weißbuch zur Anpassung (EK 2007, EK 2009a) erste Schritte gesetzt, um die Widerstandskraft der EU gegenüber dem Klimawandel zu erhöhen. Diese beiden Dokumente können als erste Schritte zur Anpassung Europas an den Kli-

734

mawandel gesehen werden, vor allem für jene Bereiche, in denen die EK rahmengebende und koordinierende Funktionen übernimmt (z. B. Landwirtschaft, Gesundheit). Weiters konzentrieren sich die Aktivitäten auf eine verstärkte Vernetzung der Mitgliedstaaten. Im Grünbuch zur Anpassung (EK, 2007) legte die EK fest, dass sie sich gemeinsam mit den Mitgliedstaaten und auf globaler Ebene mit den Partnerländern den Anpassungsherausforderungen stellen muss. Ein europäisches Konzept wird als notwendig erachtet, um eine ordnungsgemäße Koordination zu gewährleisten und sicherzustellen, dass die politischen Maßnahmen zur Bekämpfung der Klimawandelauswirkungen wirksam sind. Dabei wird betont, dass Anpassungsmaßnahmen mit den Maßnahmen zum Klimaschutz in Einklang stehen müssen und umgekehrt.

Kapitel 1: Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel

AAR14

Tabelle 1.6 Politische Meilensteine zur Anpassung auf europäischer Ebene Table 1.6 Political milestones to adaptation at the European scale Datum

Meilenstein

Beschreibung

2005

Europäisches Programm zur Klimaänderung (ECCP)

integriert Anpassung und legt fest, dass eine Arbeitsgruppe zur Anpassung (Working Group II „Impacts and Adaptation“) eingerichtet wird

Juni 2007

Grünbuch zur Anpassung (EK, 2007)

legt Basis für Anpassungsinitiativen auf EU-Ebene

April 2009

Weißbuch zur Anpassung (EK, 2009)

gibt einen Aktionsrahmen vor, innerhalb dessen sich die Europäische Union und ihre Mitgliedstaaten auf die Folgen des Klimawandels vorbereiten sollen

April 2013

EU Anpassungsstrategie (EK, 2013)

zielt auf eine Stärkung der Klimaresilienz in Europa ab

Während das Grünbuch die Notwendigkeit der Anpassung auf Europäischer Ebene argumentiert, präsentiert das Weißbuch zur Anpassung (EK, 2009a) bereits einen Aktionsrahmen, innerhalb dessen sich die EU und ihre Mitgliedstaaten auf die Folgen des Klimawandels vorbereiten sollen. Weiters stellt das Dokument dar, wie die EU und ihre Mitgliedstaaten vom Klimawandel betroffen sind. Das Weißbuch stellt zudem fest, dass sich die Auswirkungen des Klimawandels schneller und stärker bemerkbar machen, als der Weltklimarat in seinem Bericht von 2007 feststellt. Grundsätzlich geht das Weißbuch davon aus, dass die Auswirkungen des Klimawandels in verschiedenen Regionen unterschiedlich ausfallen und viele Anpassungsmaßnahmen auf nationaler, regionaler oder gar lokaler Ebene getroffen werden. Die Kommission möchte mit dem Weißbuch die bestehenden Aktivitäten der Mitgliedstaaten stärken und durch koordinierte Maßnahmen auf EU-Ebene unterstützen (z. B. durch Koordinierung und Austausch bewährter Methoden). Die EU sieht ihre Rolle besonders dort, wo die Folgen des Klimawandels die Grenzen einzelner Länder überschreiten – etwa bei Flusseinzugsgebieten oder bei zusammenhängenden Naturräumen wie den Alpen. Das übergreifende Ziel des EU-Anpassungsrahmens ist es, die Widerstandskraft der EU gegenüber dem Klimawandel zu verbessern. Das Weißbuch präsentiert einige Aktionsschwerpunkte für die erste Phase der Umsetzung in den Jahren 2009 bis 2012:

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Schaffung einer soliden Wissensgrundlage (z. B. Entwicklung von Methoden, Modellen, Indikatoren zur besseren Überwachung der Auswirkungen, Bewertung der Kosten / Nutzen von Anpassungsoptionen); Einbeziehung des Aspekts der Anpassung in die verschiedenen Politikbereiche auf EU-Ebene (Gesundheit und Soziales, Land- und Forstwirtschaft, Biodiversität, Küsten und Meere, Produktionssysteme und Infrastruktur);

Entwicklung von Finanzierungsmechanismen (z. B. Schätzung der Anpassungskosten, Möglichkeiten von Versicherungen), Intensivierung der nationalen (z. B. Einrichtung einer Lenkungsgruppe – Impact and Adaptation Steering Group IASG) und internationalen Zusammenarbeit, sowie vor allem Bereitstellung von Wissen für Entwicklungsländer.

Im Weißbuch legt die Kommission fest, dass jene Anpassungsmaßnahmen Vorrang erhalten sollen, die ungeachtet der Unsicherheit künftiger Prognosen soziale und / oder wirtschaftliche Nettovorteile erbringen (No-regret-Maßnahmen). Priorität soll auch Maßnahmen eingeräumt werden, die sowohl unter Klimaschutz-, als auch unter Anpassungsgesichtspunkten von Vorteil sind. Mit der Umsetzung des Weißbuchs wurde im März 2012 die Internet-Plattform für Klimawandelanpassung – CLIMATE-ADAPT (European Climate Adaptation Plattform)9 der Öffentlichkeit zugänglich gemacht. Damit stehen den NutzerInnen Informationen zu folgenden Bereichen zur Verfügung: t
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9

Szenarien für den Klimawandel in Europa; Klimawandelbedingte Anfälligkeit der Regionen, Länder und Sektoren; Informationen über nationale, regionale und transnationale Anpassungsaktivitäten und -strategien; Fallstudien zu Anpassungsmaßnahmen und mögliche weitere Anpassungsoptionen; Webtools zur Unterstützung des Anpassungsprozesses; Informationen über das Mainstreaming auf europäischer Ebene; Steckbriefe zu anpassungsbezogenen Forschungsprojekten, Leitliniendokumente (z. B. zum Umgang mit Unsicherheiten), Berichte, weiterführende Informationsquellen sowie Links und Veranstaltungen. http://climate-adapt.eea.europa.eu/

735

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

Als weiterer Schwerpunkt soll Anpassung in alle betroffenen EU-Politikbereiche einfließen. U. a. wurde dafür ein Leitfaden zur Integration anpassungsrelevanter Aspekte bei der Erstellung der Nationalen Gewässerbewirtschaftungspläne veröffentlicht (EK, 2009b). In der von der Europäischen Kommission beauftragten Studie „Climate Proofing für Schlüsselbereiche der EU-Politik“10 wurden Vorschläge für die Anpassung bestehender Instrumente in den Bereichen Energie, Verkehr, Landwirtschaft und urbane Räume ausgearbeitet, sowie eine Reihe konkreter Maßnahmen vorgeschlagen. Ferner unterstützt die EU z. B. die Entwicklung regionaler und lokaler Anpassungsstrategien durch Leitlinien11, die im Jahr 2009 vorgestellt wurden. In der 1.  Phase wurden über 30  Aktionen gestartet mit dem Ziel, eine Entscheidungsgrundlage über die Risiken und Folgen des Klimawandels zu schaffen, mögliche Adaptionsstrategien zu analysieren sowie Informationen zu Anpassungsmaßnahmen auszutauschen. Dieses Wissen mündete in eine umfassende Anpassungsstrategie der EU, die am 16. April 2013 vorgestellt wurde. Die EU Strategie zur Anpassung an den Klimawandel schlägt Maßnahmen zur Vorsorge und Stärkung des Reaktionsvermögens gegenüber aktuellen und künftigen Auswirkungen des Klimawandels auf lokaler, regionaler, nationaler und EU-Ebene vor. Dabei legt die Strategie ihren Fokus auf folgende Aspekte:

Ein besserer Zugang zu Finanzmitteln ist für die Umsetzung der Ziele der EU-Strategie zur Anpassung an den Klimawandel wesentlich. Im Entwurf des mehrjährigen Finanzierungsrahmens für 2014 bis 2020 wird so vorgeschlagen, die Ausgaben im Zusammenhang mit dem Klimaschutz und der Anpassung auf mindestens 20 % des EU-Haushalts anzuheben. Die Europäischen Struktur- und Investitionsfonds sowie die Programme Horizont 2020 und LIFE werden die Mitgliedstaaten, Regionen und Städte wesentlich bei der Umsetzung von Anpassungsmaßnahmen unterstützen. Bis zur Neugründung der Generaldirektion Climate Action (DG CLIMA) im Jahre 2010 wurden die Klimawandelagenden (z. B. Grünbuch, Weißbuch) von der Generaldirektion Umwelt (DG ENV) wahrgenommen. Nun führt die DG CLIMA die internationalen Verhandlungen im Bereich Klimaschutz (rund 150  MitarbeiterInnen) und betreut den Bereich der Anpassung an den Klimawandel (rund 10 MitarbeiterInnen). Seit 1994 wird die EK (und weitere Organe der Europäischen Union) mit unabhängigen Informationen durch die Europäische Umweltagentur mit Sitz in Kopenhagen unterstützt. Außer den Einrichtungen der EU zählen 32 europäische Länder zu den Hauptkunden der Agentur. Eine Gruppe von sechs Personen arbeitet innerhalb der Agentur zu Vulnerabilität und Anpassung. Bis dato wurden zahlreiche Syntheseberichte zu Auswirkungen, Vulnerabilitäten, Anpassungsoptionen12 usw. veröffentlicht. Erste wissenschaftliche Ergebnisse zu Klimawandelauswirkungen auf europäischer Ebene liegen im Rahmen von Projekten, welche durch Mittel der europäischen Forschungsrahmenprogramme (FP) ab dem Jahr 2004 finanziert wurden, vor (z. B. FP5 finanziertes Projekt ATEAM13). Im Sechsten Rahmenprogramm 2002 bis 2006 lag einer der Forschungsschwerpunkte auf dem Klimawandel (gemeinsam mit nachhaltiger Entwicklung; dotiert mit 2,12 Mrd. €). Klimawandel ist auch im FP7 (2007 bis 2013) zentrales Thema, da dieses nur in einer europäischen und internationalen Kooperation sinnvoll untersucht werden kann. Eine Publikation der Generaldirektion Forschung und Entwicklung (DG RDT) aus 2010 fasst die Klimawandel-relevanten Forschungsprojekte aus FP6 und FP7 zusammen (EK, 2010). Einige der genannten Projekte haben dabei eine direkte Relevanz für die Europäische Politik im Bereich der Anpassung (z. B. ADAM14, CLIMATEWATER15).

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Förderung von Anpassungsaktivitäten in den EU-Mitgliedstaaten: Alle EU-Mitgliedstaaten sollen umfassende Nationale Anpassungsstrategien erstellen (15 liegen derzeit vor, darunter auch jene Österreichs). Die Kommission sieht vor, Anpassungsaktivitäten auch finanziell zu unterstützen. Klimawandelanpassung in europäischen Städten wird als weiterer Schwerpunkt von der Kommission in den kommenden Jahren verfolgt. Integration von Klimawandelaspekten auf EU-Ebene in den Schlüsselsektoren Landwirtschaft, Fischerei, Kohäsionspolitik und Infrastruktur sowie forcierte Anwendung von Versicherungen in der Risikovorsorge. Besser fundierte Entscheidungsfindung in der Maßnahmensetzung zur Klimawandelanpassung durch Adressierung von Wissenslücken und Weiterentwicklung der europäischen Wissensplattform Climate-ADAPT.

12 10

http://www.ecologic.eu/de/4827 11 http://ec.europa.eu/clima/policies/adaptation/docs/ras_final_ report_en.pdf

736

13 14 15

http://www.eea.europa.eu/de/themes/climate/eea-activities http://www.pik-potsdam.de/ateam/ http://www.tyndall.ac.uk/adamproject/about http://www.climatewater.org/

AAR14

Neben den Forschungsrahmenprogrammen werden auch im Rahmen des Europäischen INTERREG Programms Forschungsgelder für Klimawandelbezogene Forschungsfragen ausgeschüttet. So werden z. B. die für den Alpenraum vorliegenden Projektergebnisse nun im laufenden C3-Alps Projekt16 (finanziert durch das INTERREG Alpine Space Programm) synthetisiert und kommuniziert. Das Ziel ist auch hier, die Forschungsergebnisse so aufzubereiten, dass sie in politische Entscheidungsprozesse integriert werden können. Europäische Aktivitäten auf politischer Ebene, aber auch neues Wissen aus der Forschung haben eine Vielzahl von europäischen Staaten dazu veranlasst, an der Erstellung von nationalen Strategien zur Anpassung an das veränderte Klima zu arbeiten. Großbritannien hat mit der Einrichtung des UKCIP (United Kingdom Climate Impact Programme) im Jahr 1998 eine europäische Vorreiterrolle in der Anpassung übernommen. Als erstes europäisches Land hat Finnland 2005 eine „National Adaption Strategy“ (NAS) verabschiedet.17 Die Strategien schaffen einen – politisch zumeist wenig verbindlichen (Ausnahme: Großbritannien mit dem Climate Change Act, 2008) – Rahmen, der die notwendige Anpassung auf allen Entscheidungsebenen, von national bis lokal, unterstützt. Neben Finnland haben bis 2013 15 weitere europäische Länder eine Anpassungsstrategie verabschiedet (Belgien 2010, Dänemark 2008, Deutschland 2008, Frankreich 2007, Irland 2013, Litauen 2013, Malta 2012, Niederlande 2007, Norwegen 2008, Österreich 2012, Portugal 2010, Schweiz 2012, Spanien 2006, Ungarn 2008, UK 2008 / 2013). Auf dem Weg zur NAS werden in vielen Ländern auch weitere StakeholderInnen (wie z. B. Interessenvertretungen und NGOs) mittels Konferenzen und Workshops (z. B. in Portugal, Finnland), Konsultationen (z. B. in Spanien, Dänemark), Partnerschaften (z. B. in Norwegen, Deutschland), mittels Internetbefragungen (z. B. in Ungarn, Deutschland) und dergleichen miteinbezogen (Bauer et al., 2012; Biesbroek et al., 2011). Die Ergebnisse aus der StakeholderInnen-Beteiligung liefern zwar einen erheblichen Beitrag zur Erstellung der Strategie, die finale Entscheidung wird aber in allen Ländern von den jeweils politisch Verantwortlichen getroffen. Nachdem die vorliegenden Strategien als Rahmenwerk für die Anpassung auf nationaler Ebene mehrheitlich dem Charakter von Leitlinien entsprechen, wurde nach ihrer Veröffentlichung eine Reihe von Aktivitäten zur Umsetzung gestartet. 16

http://www.c3alps.eu/index.php/de/ http://www.klimawandelanpassung.at/apps/glossar/?tx_ a21glossary%5Buid%5D=35&tx_a21glossary%5Bback%5D=4302 &cHash=b279d0e59a 17

Kapitel 1: Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel

Für sieben Staaten liegen „Aktionspläne“ (z. B. Frankreich, Deutschland, Österreich) vor, mit dem Ziel, Anpassungsmaßnahmen zu konkretisieren und / oder für die Ebene der Bundesländer und Regionen aufzubereiten. In Deutschland wird als wesentlicher Teil des Aktionsplans an einem kriterienbasierten System für die Priorisierung der Anpassungsoptionen gearbeitet. Auch in den Niederlanden wurden umfangreiche Arbeiten zur methodischen Entwicklung von Priorisierungssystemen für Anpassungsmaßnahmen durchgeführt (Routeplanner; Klimaat en Ruimte, 2007). Im Zuge der Umsetzung der Strategien haben einige Staaten umfangreiche Informationsportale (z. B. UKCIP in Großbritannien18 oder das Adaptation Portal in Dänemark19) erstellt. Zusätzlich stellen manche Länder Onlinetools zur Anpassung zur Verfügung (z. B. Deutschland20, Großbritannien21, Norwegen22), welche Organisationen dabei unterstützen sollen, sich systematisch mit den Klimawandelfolgen und der notwendigen Anpassung auseinanderzusetzen. Monitoring und Erfolgskontrolle sind als Teil des schrittweisen Anpassungsprozesses wesentlich für die Bewertung der Wirksamkeit von Strategien und der darin enthaltenen Maßnahmen. Obwohl viele Strategien die Bedeutung der Erfolgskontrolle hervorheben (z. B. Schweden, Niederlande, Dänemark, Spanien), haben sich bis dato nur einzelne Staaten (z. B. Großbritannien, Finnland, Deutschland, Österreich) mit dieser Frage vertiefend auseinandergesetzt. In Finnland wurde 2009 – vier Jahre nach der Verabschiedung der Strategie – eine erste Evaluierung veröffentlicht. Darin wurden die Maßnahmen aus der Strategie anhand einer fünfskaligen Tabelle bewertet (von 1 [wenige Aktivitäten] bis zu 5 [Maßnahme umgesetzt]). Um den Fortschritt Deutschlands bei der Anpassung bewerten zu können, wurden erste Vorschläge für Indikatorensysteme erarbeitet. Aktuell wird an der Konkretisierung eines solchen Systems für die Erfolgskontrolle gearbeitet. Die Strategie Großbritanniens („Climate Change Bill“) legt ein rechtlich verbindliches Monitoring und Reporting zu den Risiken des Klimawandels und zu den Anpassungserfolgen fest. Für diese Aufgabe wurde eine Arbeitsgruppe (Adaptation Sub-Committee) etabliert, die laufend Assessment-Berichte23 18

http://www.ukcip.org.uk/ http://www.klimatilpasning.dk/en-us/Sider/ ClimateChangeAdaptation.aspx 20 http://www.klimalotse.anpassung.net/klimalotse/DE/02_ Intensivdurchlauf/0_home/home_node.html 21 http://www.ukcip.org.uk/tools/ 22 http://www.regjeringen.no/en/dep/md/kampanjer/engelskforside-for-klimatilpasning/library/guide.html?id=539988 23 http://www.theccc.org.uk/reports/adaptation 19

737

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

Tabelle 1.7 Sektorale Abdeckung der Studien zur Ermittlung von Anpassungskosten in Europa. Quelle: Watkiss and Hunt (2010), eigene Übersetzung Table 1.7 Sectoral coverage of studies on adaptation cost assessments in Europe. Source: Watkiss and Hunt (2010) Nq

Abdeckung

Kostenschätzungen

Nutzenschätzungen

Küstengebiete

Sehr hohe Abdeckung für Europa insgesamt, einzelne Regionen, einige Mitgliedstaaten sowie Städte / Gemeinden

999

999

Energie

Mittel. Kühl- und Heizbedarf (autonome Anpassung) für Europa insgesamt, einige Mitgliedstaaten. Geringer für geplante Anpassung und Erzeugung

99

99

Infrastruktur

Mittel. Schätzungen von Anpassungskosten in einigen Ländern für Überflutungen, aber geringere Abdeckung von anderen Risiken für Infrastruktur

99

9

Landwirtschaft

Hohe Abdeckung von Nutzen aus Anpassung auf der Ebene landwirtschaftlicher Betriebe, aber viel geringere Abdeckung von Kosten sowie geplanter Anpassung

9

99

Gesundheit

Niedrig bis mittel. Anpassungskosten für Hitzevorwarnsysteme sowie Lebensmittelinfektionen, geringere Abdeckung durch andere Gesundheitsrisiken

9

Wasser

Niedrig bis mittel. Begrenzte Anzahl von Studien zu Wasserverfügbarkeit auf nationaler oder regionaler Ebene bzw. für spezifische Flusseinzugsgebiete

9

Verkehr

Niedrig bis mittel. Einige nationale Studien sowie Fallstudien für einzelne Sektoren

9

Tourismus

Niedrig. Studien für Wintertourismus (Alpen) und einige Studien für autonome Anpassung durch veränderte Tourismusströme im Sommer

9

Forstwirtschaft und Fischerei

Niedrig. Begrenzte Anzahl quantitativer Studien

9

Biodiversität

Niedrig. Begrenzte Anzahl quantitativer Studien

9

Industrie und Gewerbe

Sehr niedrig. Keine quantitativen Studien gefunden

Anpassungskapazität

Niedrig. Einige wenige Studien, die sich auf qualitative Beschreibung des Nutzens beschränken

veröffentlicht. Ein Indikatorensystem für die Erfolgskontrolle soll 2012 vorliegen. Aus Sicht Österreichs stellt das europäische Rahmenwerk eine wichtige Grundlage für die Planung und Umsetzung von Klimawandelanpassung in Österreich dar. Zudem können einige Best-Practice-Erfahrungen aus anderen Mitgliedstaaten, allen voran aus Großbritannien, Finnland und Deutschland, auf Österreich übertragen werden: für die Auswahl, Planung und Umsetzung von Anpassungsmaßnahmen stellen zielgruppenorientierte Informationsangebote eine hilfreiche Unterstützung dar. Monitoring- und Reportingverpflichtungen erhöhen den Anreiz zur Umsetzung von Klimawandelanpassungsstrategien. Auf den konkreten Stand der Umsetzung der Klimawandelanpassung in Österreich wird in Abschnitt 1.2.2 eingegangen.

Kosten und Nutzen von Anpassung Studien zu den Kosten des Klimawandels sowie zu den Kosten von Anpassung liegen für Europa nur vereinzelt vor. Die Ergebnisse des Peseta-Projekts (Projection of Economic impacts of climate change in Sectors of the European Union

9

based on bottom-up Analysis)24 geben einen Einblick in die zu erwartenden Kosten aufgrund des Klimawandels in Europa für das Jahr 2080. Das Ergebnis zeigt, dass die Auswirkungen des Klimawandels auf die Landwirtschaft, auf Flüsse, Küstenbereiche, Tourismus und Gesundheit – die in Europa ohne Maßnahmen zur Anpassung zu erwarten sind – Kosten zwischen 20  Mrd.  € (unter einem Szenario mit einer globalen Erwärmung von 2,5 °C) und 65 Mrd. € (unter einem Szenario mit einer globalen Erwärmung von 5,4 °C und starkem Anstieg des Meeresspiegels) verursachen werden (Ciscar et al., 2011). Studien zu den Anpassungskosten in Europa können aufgeteilt werden in paneuropäische, sektorale, und nationale Studien. Es herrscht methodologischer Pluralismus und die empirische Evidenz ist fragmentiert. Wie Tabelle  1.7 für die sektoralen Studien zeigt, ist die Erhebung der Anpassungskosten (und Nutzen) bisher nur unvollständig durchgeführt worden, wobei die Abdeckung je nach Sektor stark variiert. In zunehmendem Maße wird die empirische Evidenz erweitert, wobei hier oft „graue“ Literatur wichtige Beiträge liefert (Watkiss und Hunt, 2010). 24

738

9

http://peseta.jrc.ec.europa.eu/

Kapitel 1: Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel

AAR14

Tabelle 1.8 Vergleich der Ergebnisse verschiedener Studien zu Anpassungskosten in Europa Table 1.8 Comparision of different studies on adaptation costs in Europe Art der Studie und Quelle

Geschätzte Kosten

Zeitraum

Abdeckung

Globale Studien mittels Integrated Assessment Modellen UNFCCC (2007b)

3 bis 19 Mrd. $ / Jahr

2030

Infrastruktur und Küstengebiete

Stern (2007)

4 bis 60 Mrd. € / Jahr

2030

Infrastruktur

25 bis 60 Mrd. $ / Jahr

2030

EU15

5 bzw. 35 Mrd. $

2020 bzw. 2050

0,25 bis 1 Mrd. € / Jahr

2010–2040

Küstengebiete

0,3 bis 2,6 Mrd. € / Jahr

2070–2100

Küstengebiete

12 bis 260 Mio. $ / Jahr

bis 2030

Gesundheit

Bis zu 1 Mrd. € / Jahr

bis 2100

Kosten zur Bekämpfung von Überschwemmung an Küsten, Flüssen und innerhalb von Städten

1,2 bis 1,6 Mrd. € / Jahr

bis 2050

Überflutungsschutz und Risikomanagement

0,9 bis 1,5 Mrd. € / Jahr

2050–2100

Überflutungsschutz und Risikomanagement

in Summe bis zu 10 Mrd. €

für die Periode 2010–2100

PAGE (Hope, 2009) Aaheim et al. (2012)

Westeuropa

Sektorale Studien Ciscar et al., 2011 (PESETA project) Ebi (2008); Markandya et al. (2009) Nationale Studien Großbritannien (Evans et al., 2004; Hall et al., 2005) Niederlande (Delta Comission, 2008) Schweden (Swedish Commission on Climate and Vulnerability, 2007)

Die Studien verwenden eine Vielzahl von Methoden und Metriken und beziehen sich auf unterschiedliche Zeitperioden und Sektoren, was die Vergleichbarkeit der Ergebnisse erschwert. Tabelle 1.8 fasst Ergebnisse für drei Arten von Studien zusammen.

1.2.2

Anpassung aus österreichischer Sicht

Implikationen internationaler und europäischer Zielsetzungen für Österreich Für Österreich ergibt sich ein notwendiger Handlungsbedarf, welcher durch internationale aber auch europäische Verträge / Ziele vorgegeben ist wobei die Umsetzung durch extreme Wetterereignisse mit starken Auswirkungen gefördert wird. Die wichtigsten Eckpfeiler der österreichischen Anpassungsstrategie sind in Box 1.4 zusammengefasst. Auf internationaler Ebene sei hier etwa das von Österreich bereits ratifizierte Klimarahmenübereinkommen der Vereinten Nationen (UNFCCC, 2007a) genannt. Darin ist vorgesehen, dass nationale und gegebenenfalls regionale Programme erarbeitet, umgesetzt und aktualisiert werden, die eine angemessene Anpassung an die Klimaänderungen erleichtern. Bezüglich konkreter Anpassungsmaßnahmen sei auf internationaler

Multi-sektoral

Ebene das Nairobi Work Programme der UNFCCC erwähnt, welches zu einem besseren Verständnis über Auswirkungen der Klimaänderung und Anpassungsmöglichkeiten beiträgt, indem es Wissen und Erfahrungen einzelner Länder mit der Planung und Durchführung von Anpassungsmaßnahmen vereint (BMLFUW, 2012a). Aktivitäten auf Europäischer Ebene, wie das Grünbuch und das Weißbuch zur Anpassung, beeinflussten den österreichischen Anpassungsprozess. Ferner war Österreich in verschiedenen Gremien (z. B. Steering Group, Working Group on Knowledge Base on Climate Change Impacts, Vulnerability and Adaptation) vertreten, die vor allem zur Umsetzung des Weißbuchs und zur Erstellung der EU-Anpassungsstrategie etabliert wurden. Für den Alpenraum gilt die Alpenkonvention (BGBl. Nr. 477/1995), wobei die Vertragspartner im Jahr 2009 den Aktionsplan zum Klimawandel in den Alpen angenommen haben. Dieser Aktionsplan zum Klimawandel zielt darauf ab, die Alpen zu einer Vorbildregion für die Prävention und die Anpassung an den Klimawandel zu machen. Die Alpenstaaten verpflichten sich, die Umsetzung des Klimaaktionsplans durch konkrete Maßnahmen zum Kampf gegen den Klimawandel zu verfolgen und die erforderlichen Mittel hierfür bereitzustellen.

739

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

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· Vermeidung nachteiliger Auswirkungen und Nutzung von Chancen · Stärkung natürlicher, gesellschaftlicher und technischer Anpassungskapazität · Keine sozialen Nachteile Zielsetzung

· Risikominimierung für Demokratie, Gesundheit, Sicherheit und Soziales · partnerschaftliche Kooperation von AkteurInnen · Konflikte zwischen Handlungsfeldern vermeiden · Fehlanpassungen vermeiden

Vorarbeiten

· Klimaszenarien und erste Vulnerabilitätsabschätzungen · Verantwortung wahrnehmen, Information weitergeben, Kooperation fördern · Unsicherheiten mitdenken · Klimafolgen priorisieren

Leitprinzipien

· Breites Spektrum an Anpassungsmöglichkeiten nutzen · Anpassungsmaßnahmen priorisieren · In bestehende Instrumente und Strukturen integrieren · Ziel- und Nutzungskonflikte vermeiden · System für Monitoring und Evaluierung schaffen · Bedeutung / Relevanz · Dringlichkeit · Robustheit

Kriterien für die Priorisierung

· Flexibilität bzw. Reversibilität · Kosten-Nutzen-Relation · Positive Nebeneffekte · Simultane Klimaschutzwirkung · Wechselwirkungen zu anderen Handlungsempfehlungen · „graue“, rein technische Maßnahmen

Kategorien von Anpassungsmaßnahmen

· „grüne“ Maßnahmen, die darauf abzielen, die natürlichen Funktionen von Ökosystemen zu erhalten oder zu verbessern und somit „Resilienzen“ zu schaffen, die Klimafolgen puffern können · „softe oder smarte“ Maßnahmen. Darunter sind Aktivitäten zusammengefasst, die auf eine Bewusstseinsstei gerung und auf Wissenszuwachs fokussieren, ökonomische Anreize schaffen und institutionelle Rahmenbedingungen für die Anpassung ermöglichen · Landwirtschaft, Forstwirtschaft, Wasserwirtschaft, Tourismus, Energie, Schutz vor Naturgefahren, Bauen und Wohnen, Ökosysteme, Gesundheit, Verkehrsinfrastruktur

Handlungsfelder

· Katastrophenmanagement, urbane Frei- und Grünräume · Soziale Fragen, Raumordnung, Wirtschaft

Der Prozess zur Entwicklung der österreichischen Anpassungsstrategie begann 2007. Die Meilensteine finden sich in Tabelle 1.9. Das Lebensministerium (BMLFUW) organisierte im Zeitraum September  2007 bis November  2011 sechs Informationsveranstaltungen. Bei diesen informellen Workshops wurde

740

der aktuelle Stand der inhaltlichen Arbeiten einem breiten Publikum vorgestellt und diskutiert. Die Österreichische Strategie zur Anpassung an den Klimawandel liegt seit Frühjahr  2012 vor und wurde im Oktober  2012 im Ministerrat verabschiedet (vgl. Tabelle  1.11 zur Entstehung der Strategie). Die Anpassungsstrategie glie-

Kapitel 1: Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel

AAR14

Tabelle 1.9 Überblick über die Entwicklung der österreichischen Anpassungsstrategie Table 1.9 Overview on development of the Austrian national adaptation strategy Datum

Publikationstyp

Inhalt

März 2008

Studie

Ist-Stand-Erhebung zur Anpassung an den Klimawandel in Österreich

November 2008

Studie Handlungsempfehlungen I

Landwirtschaft, Forstwirtschaft, Wasserwirtschaft, Tourismus, Energie

Dezember 2009

Policy Paper I

Auf dem Weg zu einer nationalen Anpassungsstrategie (inkludiert Stellungnahme und Beteiligungsprozess)

Oktober 2010

Handlungsempfehlungen II

Schutz vor Naturgefahren, Bauen und Wohnen

Jänner 2011

Handlungsempfehlungen III

Ökosysteme, Gesundheit, Verkehrsinfrastruktur

Oktober 2011

StartClim Projekte und weitere Studien

Empfehlungen aus StartClim Projekten: Katastrophenmanagement, urbane Frei- und Grünräume Empfehlungen aus anderen Projekten: Soziale Fragen, Raumordnung, Wirtschaft

Dezember 2011

Policy Paper II Rahmenwerk

Anpassungsstrategie im Entwurf – Kontext und Aktionsplan (Teil I und II)

Oktober 2012

Anpassungsstrategie

Annahme der österreichischen Strategie zur Anpassung an den Klimawandel im Ministerrat

dert sich in ein strategisches Rahmenwerk („Kontext“) und in einen Aktionsplan. Der Kontext behandelt strategische Grundfragen und erklärt die Einbettung der Strategie in den Gesamtzusammenhang. Im Aktionsplan sind konkrete Handlungsempfehlungen zur Umsetzung in den 14 Aktivitätsfeldern dargestellt. Bei der Entwicklung der Anpassungsstrategie für Österreich übernahm die Wissenschaft eine wesentliche Rolle: einerseits lieferten wissenschaftliche Ergebnisse einen wichtigen Beitrag für die Bewusstseinsbildung auf politischer Ebene, andererseits bildeten Forschungsergebnisse die inhaltliche Basis der Strategie. Die Klimaforschung in Österreich zeigte in den letzten Jahren eine rege Entwicklung. Auf Ebene des Bundes liefern der Forschungsschwerpunkt „Klimawandel und Anpassung“, das nationale Klimawandelfolgenforschungsprogramm StartClim25 und der Klima- und Energiefonds26 (dabei vor allem das Forschungsprogramm Austrian Climate Research Program – ACRP) wichtige und zukunftsweisende Ergebnisse. Des Weiteren konnten durch das Forschungsprogramm proVision27 des Bundesministeriums für Wissenschaft und Forschung sowie durch das Global Change Programm28 der Österreichischen Akademie der Wissenschaften weitere wesentliche Erkenntnisse für die Anpassungsstrategie gewonnen werden. Ziel der österreichischen Anpassungsstrategie ist es, nachteilige Auswirkungen des Klimawandels auf Umwelt, Gesell25

http://www.austroclim.at/index.php?id=45 http://www.klimafonds.gv.at/ 27 http://www.provision-research.at/ 28 http://www.oeaw.ac.at/deutsch/forschung/programme/change. html 26

schaft und Wirtschaft zu vermeiden und die sich ergebenden Chancen zu nutzen. Die Strategie soll die natürliche, gesellschaftliche und technische Anpassungskapazität stärken. Trotz umfangreicher wissenschaftlicher Erkenntnisse sind die Auswirkungen des Klimawandels in vielen Bereichen mit Unsicherheiten behaftet. Es stand daher bei der Gestaltung der Strategie im Vordergrund, flexible bzw. robuste Handlungsempfehlungen zu entwickeln, die sich mit geringem Aufwand an unterschiedliche Anforderungen anpassen und einen sekundären Nutzen bringen (BMLFUW, 2012a). Die Strategie hält aber auch fest, dass Anpassung als ein dynamischer Prozess zu sehen ist: die Strategie wird zukünftig immer wieder um neueste Erkenntnisse ergänzt und vertieft werden müssen. Die österreichische Strategie und vor allem der Aktionsplan stellen – auch im Vergleich mit anderen europäischen Ländern – einen umfangreichen Rahmen für die Anpassung dar. Besonders hervor zu heben ist der hohe Detailgrad der Handlungsempfehlungen im Aktionsplan, die neben der Darstellung der Ziele der Maßnahmen und der notwendigen weiteren Schritte, auch Anknüpfungspunkte zu bestehenden Instrumenten (z. B. Bauordnung, ÖPUL, Forstgesetz, EU-Wasserrahmenrichtlinie), HandlungsträgerInnen (Bund, Bundesländer, Gemeinden, Wirtschaftsbetriebe, Interessensvertretungen etc.) und möglichen Konflikten (zwischen Aktivitätsfeldern und Maßnahmen sowie zu anderen politischen Zielen) herstellt. Die Umsetzung der Strategie und vor allem der Aktionspläne für die 14 Handlungsfelder soll nun in enger Zusammenarbeit zwischen Bund und Ländern unter Beachtung der entsprechenden Zuständigkeiten erfolgen. Da die wissenschaftlich-ökonomische Evaluierung der Konsequenzen des

741

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

Klimawandels in Österreich („Kosten des Nichthandelns“ und „Schätzung der Anpassungskosten“) noch aussteht, sollen diese Fragen nun im nächsten Schritt bis Ende 2015 im Rahmen eines Forschungsprojektes beleuchtet werden. Zusätzlich soll der Fortschritt bei der Anpassung regelmäßig evaluiert werden. Dies wird mittels eines Kriterienkatalogs und durch regelmäßige Berichterstattung über die laufenden Aktivitäten in den jeweiligen Aktivitätsfeldern erfolgen. Der erste Bericht zum Stand der Umsetzung kann Ende 2014 erwartet werden. Alle neun Bundesländer nehmen Klimawandelanpassung als Teil einer integrierten Klimaschutzpolitik wahr. Die Aktivitäten werden in unterschiedlichem Umfang gesetzt und reichen von der Erarbeitung von Grundlagen bzw. Strategien bis hin zur Integration von Aktivitäten in einzelnen Sektoren. In manchen Bundesländern befinden sich länderspezifische Strategien zur Anpassung momentan in Ausarbeitung. Tabelle  1.10 präsentiert einen Überblick über die Aktivitäten zur

Anpassung in den einzelnen Bundesländern. Eine detaillierte Darstellung kann im Kontext der Strategie nachgelesen werden (BMLFUW 2012a). Anpassungsaktivitäten auf regionaler und lokaler Ebene, die auch unter der Überschrift „Klimawandelanpassung“ durchgeführt werden, sind nur sehr vereinzelt zu finden. Die meisten Beispiele wurden im Rahmen von Forschungsprojekten initiiert (z. B. im Waldviertel im Rahmen des ACRPgeförderten Projekts FAMOUS). Jedoch werden vor allem Österreichs Regionen und Gemeinden durch die Auswirkungen des Klimawandels betroffen sein (z. B. Trockenheit, lokale Starkniederschläge, Auftauen des Permafrosts). Daher ergibt sich für diese Ebenen zukünftig auch die Notwendigkeit, in Bereichen wie z. B. Flächenwidmungspläne, Wasserversorgung, Verkehrsinfrastruktur, Katastrophenschutz, für welche diese Ebenen zuständig sind, Klimaschutzaktivitäten regelmäßig an ein sich veränderndes Klima anzupassen.

Tabelle 1.10 Aktivitäten zur Anpassung auf Ebene der österreichischen Bundesländer, Stand August 2013. Quelle: nach BMLFUW (2012a) Table 1.10 Activities to adaptation by Austrian provinces, as of August 2013. Source: adapted from BMLFUW (2012a) Bundesland Burgenland

Kärnten

Laufende Aktivitäten zur Anpassung Keine umfassende Strategie zur Anpassung vorhanden oder in Ausarbeitung. Befassung in unterschiedlichen Sektoren, wie z. B. Tourismus, Wasserwirtschaft, Energie und Landwirtschaft. Maßnahmen zur Anpassung werden anlassbezogen und laufend ausgearbeitet, aber nicht im Rahmen eines strategischen Dokuments; Arbeitskreis für Anpassung 2009 gegründet; weitere Schritte zur Anpassung geplant. Teilnahme an Forschungsprojekten wie AdaptAlp, ClimChAlp, Alp-Water-Scarce, SILMAS, MANFRED.

Niederösterreich

Oberösterreich

Maßnahmen zur Anpassung werden in das Klima- und Energieprogramm für die Periode 2013–2020 inkludiert. Auftragsforschung zu Klimawandelfolgen auf regionaler Ebene für Niederösterreich. Umfassende Strategie zur Anpassung im Juli 2013 veröffentlicht. Strategie für das Land Oberösterreich ist im Regierungsprogramm 2009–2015 erhalten. Auftragsforschung zu Klimawandelfolgen für das Land Oberösterreich; Teilnahme an Forschungsprojekten, wie AMICA, CLISP. Keine umfassende Strategie zur Anpassung vorhanden, aber erste Aktivitäten gestartet.

Salzburg

Auftragsforschung zu Klimawandelfolgen und mögliche Anpassungsmaßnahmen. Teilnahme an Forschungsprojekten wie CLISP.

Steiermark

Keine umfassende Strategie zur Anpassung vorhanden, aber erste Aktivitäten zur Strategieerstellung gestartet. Auftragsforschung zu Klimawandelfolgen bis 2050 vorliegend; Teilnahme an Forschungsprojekten, wie CLIP, GRaBS. Prozess zur Erstellung einer Strategie zur Anpassung (und Klimaschutz) 2013 unter Einbezug zahlreicher StakeholderInnen gestartet.

Tirol

Laufende Aktivitäten fokussieren sich auf Hochwasser, Permafrost und Wald. Teilnahme an Forschungsprojekten, wie WINALP.

Vorarlberg

Wien

Keine umfassende Strategie zur Anpassung vorhanden oder in Ausarbeitung. Befassung in unterschiedlichen Sektoren, wie z. B. Hochwasser, Katastrophenschutz. Maßnahmen zur Anpassung werden laufend umgesetzt; Strategie in Ausarbeitung (im Rahmen des Klimaschutzprogramms II). Auftragsforschung zu Klimawandelfolgen.

742

Kapitel 1: Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel

AAR14

1.3

1.3

1.3.1

Abstimmungsbedarf und Synergien zwischen Anpassung und Emissionsminderung Synergies and trade-offs between adaptation and mitigation

Globale Verantwortung und lokale Notwendigkeit von Anpassung

Auf globaler Ebene wird rasch deutlich, dass die nachteiligsten Klimawandelfolgen vor allem in den Ländern der Subtropen und Tropen zu erwarten sind. In den meisten Fällen also in Entwicklungs- und Schwellenländern, die selbst bis dato kaum zum anthropogenen Klimawandel beigetragen haben. Dürre, Hitzewellen und Extremniederschläge finden sich unter denjenigen Klimawandelfolgen, die besonders schadensintensiv sind. Somit sind in diesen Ländern auch die Anpassungserfordernisse mit Abstand am höchsten. Dem soll der Grüne Klimafonds Rechnung tragen. Eine entsprechende Finanzierung des Grünen Klimafonds ist hier wesentlich, da sich die Entwicklungsländer investitionsintensive Anpassungsmaßnahmen ansonsten nicht leisten können. Inwiefern Anpassung in die Entwicklungszusammenarbeit eingebracht werden kann, muss intensiv diskutiert werden. Fakt ist jedoch, dass die Finanzmittel für Anpassung neu aufgestellt werden müssen um die derzeit schon engen Entwicklungshilfebudgets nicht mit zusätzlichen Klimawandelanpassungsportfolios zuvbelasten. Gleichzeitig sind enge Kooperationen zwischen Industrie- und Entwicklungsländern zu Klimaschutztechnologien notwendig, um zu vermeiden, dass die Entwicklungsländer emissionsintensive Entwicklungspfade einschlagen. Neben der globalen Verantwortung für den Klimaschutz und der Unterstützung für Anpassungsprozesse in Entwicklungsländern ergibt sich eine weitere Aufgabe, die auch Industrieländer wie Österreich angehen müssen, um wirtschaftliche Nachteile zu vermeiden: Nämlich die Anpassung unterschiedlicher Regionen und Sektoren an die Folgen des Klimawandels. Neben den intensiven Anstrengungen zum Klimaschutz wurde hier eine zweite Säule der Klimapolitik geschaffen, die nur auf den ersten Blick rein nationale Ziele verfolgt. Sollten die nationalen Volkswirtschaften etwa der EU die signifikanten Kosten des Nichthandelns einfach hinnehmen, kann dies weitreichende Folgen nach sich ziehen. Es ist daher eine Abstimmung zwischen Minderung und Anpassung notwendig, damit etwa keine emissionsintensiven Anpassungsmaßnahmen implementiert werden, die durch

Minderungsziele konterkariert werden würden. Dieser Abschnitt soll diesen Abstimmungsbedarf für die lokale Ebene und vor allem die Möglichkeiten einer Integration (Mainstreaming) von Anpassung in Klimaschutzpolitiken darstellen. Die Publikationen29 und politischen Strategien30 der letzten Jahre illustrieren jedoch auch, dass erfolgreiche Anpassung ohne Klimaschutz undenkbar ist, da ohne Klimaschutz das Klimaänderungssignal mittel- bis langfristig so stark werden kann, dass Anpassung kaum mehr oder nur zu sehr hohen Kosten machbar wäre. Wenn es um die Minderung klima(wandel) bedingter wirtschaftlicher Schäden geht, wenn die Gesundheit und Lebensqualität von Menschen auf dem Spiel steht und wenn zudem irreversible Schäden an Ökosystemfunktionen drohen, kann kurz- bis mittelfristig nur die Klimawandelanpassung helfen, die größten Schäden zu vermeiden (vgl. Band  2, Kapitel 6). Wesentlich bleibt allerdings, dass Anpassungsmaßnahmen ergriffen werden, die eine möglichst breite Spanne potenzieller Klimaänderungen abdecken. Die Spannweite möglicher Temperaturerhöhungen in Österreich liegt bei etwa ±3 °C, daher können kaum Maßnahmen ergriffen werden, die einer präzisen zeitlichen und räumlichen Projektion bedürfen. Während Klimaschutz, aufgrund der Trägheit des Klimasystems, bereits heute strikte Emissionsminderungsziele sowie Emissionsreduktionspfade bis 2050 erfordert, sollten Anpassungsmaßnahmen flexibel an die sich im Zeitverlauf ändernden Erfordernisse in Richtung Resilienzerhöhung adaptiert werden. Dennoch ist auch bei Anpassung eine Definition der Ziele hinsichtlich der zu vermeidenden Kosten bzw. der erzielbaren Gewinne (Schutzziele sowie Opportunitätsziele) erforderlich. Mittlerweile bestehen mit dem nationalen Klimaschutzgesetz sowie der nationalen Anpassungsstrategie die legislativen Instrumente, um der Parallelherausforderung für Klimaschutz und Anpassung in Österreich gerecht zu werden. Natürlich müssen diese Instrumente nun auch in der Umsetzung gelebt werden.

29

Insbesondere der Stern-Report (Stern, 2007) sowie der 4. Sachstandsbericht des IPCC (IPCC, 2007a,c) hatten hier einen starken meinungsbildenden Einfluss. 30 Vgl. etwa die Roadmap der EU bis 2050 sowie deren 20-20-20-Ziele (20  % Reduzierung des Primärenergieverbrauchs durch Effizienzsteigerungen, 20  % Anteil Erneuerbare Energien und 20 % CO2-Äq.-Emissionsreduktion im Vergleich zum Jahr 1990)

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Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

1.3.2

Abstimmung zwischen Anpassung und Emissionsminderung

Unterschiedliche Fristigkeit von Emissionsminderung und Anpassung Der menschliche Einfluss auf das heutige Klima liegt schon mehrere Jahrzehnte zurück. Da die Verweilzeit von THG in der Atmosphäre entsprechend lang ist, bleibt dementsprechend der Strahlungshaushalt lange modifiziert. Gleichzeitig wirkt der dadurch geänderte Wärmeumsatz in Atmosphäre, Geosphäre und Hydrosphäre (hier besonders in den Ozeanen) erst mit Verzögerung. Somit können auch heutige und künftige Klimaschutzmaßnahmen erst mit dieser Verzögerung greifen. Das heißt: Das Klimasignal für die nächsten 30 Jahre ist bereits weitgehend festgelegt – in Form der THG-Emissionen in der Atmosphäre sowie in Form erhöhter Energie (Temperatur) insbesondere in den Ozeanen. Emissionsminderungsmaßnahmen wirken somit nie unmittelbar, jedoch kann durch gezielte Maßnahmen zur Rückführung von THG in der Atmosphäre eine langfristige Minderung des Klimawandels und seiner Folgen erreicht werden. In Industrieländern bleibt Emissionsminderung somit die zentrale Herausforderung im Sinne einer fairen globalen Lastenverteilung, der Generationengerechtigkeit sowie des sozialen Ausgleichs (reichere Bevölkerungsschichten haben in der Regel einen emissionsintensiveren Lebensstil). Anpassung und Emissionsminderung sind auch insofern eng miteinander verwoben, als sich emissionsarme Anpassungspfade nur dann verwirklichen lassen, wenn sich eine Temperatursteigerung um +4 bis 5 °C vermeiden lässt. Das ist auch der Grund, weshalb Anpassung und Emissionsminderung als zwei Seiten einer Medaille aufgefasst werden sollten. Klimaschutz ist entscheidend, um die Unsicherheitsbandbreite nach oben zu begrenzen. Unsicherheitsbandbreiten jenseits einer Erhöhung um 2 oder maximal 3 °C würden solche massiven Anpassungen nach sich ziehen, die nicht mehr allein durch „softe“ oder „grüne“ Maßnahmen zu bewältigen sind, sondern auch „graue“ sprich technische und somit gleichzeitig kostenintensive Maßnahmen nach sich ziehen würden. Dennoch zeigen auch Anpassungsmaßnahmen eine sehr weite zeitliche Streuung hinsichtlich ihrer Wirksamkeit. So sind etwa bautechnische Hochwasserschutzmaßnahmen oder Hangverbauungen sofort wirksam und bringen unmittelbar zusätzlichen Schutz bzw. tragen unmittelbar zur Schadensvermeidung bei. Gleiches gilt für die meisten Maßnahmen im Sektor Landwirtschaft (z. B. Umstellung der Bodenbearbeitung, Anbau neuer angepasster Sorten oder Installation von

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Bewässerungsanlagen). Mittelfristig wirksam sind zumeist planerische Maßnahmen wie die Ausweisung von Hochwasserschutzzonen, Retentionsflächen oder auch die Aufforstung von Schutzwäldern. Auch gibt es langfristig wirksame Schutzmaßnahmen gerade im Forstsektor.

CO2-Intensität von Anpassungsmaßnahmen Das Impact-Assessment zum Weißbuch zur Klimawandelanpassung (EK, 2009a) in Europa unterscheidet zwischen drei Arten von Anpassung: t


t


t


„grüne“ Anpassung: ökosystemorientierte Maßnahmen, die darauf abzielen, die Resilienz der Funktionalität von Ökosystemen zu erhöhen. Beispielsweise Maßnahmen, welche die Erosionsanfälligkeit von Böden reduzieren, die Grundwasserneubildung steigern oder die Biodiversität in Ökosystemen fördern. „softe“ bzw. planerische Anpassung: Nutzung der Raumordnung als Instrument für die Anpassung, beispielsweise durch Änderungen in den Bauordnungen, Ausweisung von Risikozonen mit Bebauungsstopp in den Flächenwidmungsplänen und insbesondere auch übergeordnete räumliche Planungsinstrumente, Verbreiterung der Wissensbasis, Know-How Transfer und gesteuerte Verhaltensänderungen. „graue“ Anpassung: bautechnische Maßnahmen (z. B. technischer Hochwasserschutz, Hangverbauungen) oder Maßnahmen, die den Einsatz von Energie (z. B. Einsatz von Klimaanlagen oder Bewässerungsanlagen) benötigen.

Zusätzlich als weitere eigenständige Art der Anpassung wäre zu benennen: t


„Anpassung durch fiskalische Instrumente“: Instrumente des Risikotransfers, sog. marktbasierte Instrumente, zu denen z. B. auch innovative Formen wie der konzipierte Adaptation Market Mechanism (Butzengeiger-Geyer et al., 2011) oder Steuerung des Ressourcenverbrauchs (etwa Benzinverbrauch, Wasserverbrauch usw.) durch Preissignale gehören.

Im Gegensatz zu „grauen“ Maßnahmen zur Klimawandelanpassung (Hochwasserschutzdämme, Hangverbauungen, Deicherhöhungen an den Küsten oder umfangreiche bauliche Konzepte wie sie zum Schutz von Städten wie Venedig oder London erarbeitet wurden), können grüne, softe und fiskalische Anpassungsarten folgende komparative Vorteile aufweisen:

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t
t
t
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t


CO2-Neutralität und Beitrag zu indirekten Emissionsminderungen (z. B. Schutzwaldaufforstungen). Kostengünstigkeit (oftmals sogar kostenfrei bzw. mit ökonomischen Vorteilen verbunden). Erhöhte Flexibilität in der Anpassung an sich ändernde Gegebenheiten. Geringe Invasivität in Naturräume und Vorteile hinsichtlich Natur- und Umweltschutz.31 Möglichkeit zur Integration in bestehende Politiken und Instrumente (Policy Mainstreaming).

„Grüne“, „softe“ und finanzmarktbasierte Anpassungsarten bedingen somit oft Win-Win-Effekte (auch für den Klimaschutz) und sind aufgrund ihrer geringen Kosten sowie ihrer Reversibilität zumeist No- oder zumindest Low-Regret-Maßnahmen. Ihr Hauptnachteil liegt jedoch in der meist nicht unmittelbaren Wirkung, da sie eine Anlaufzeit benötigen, um ihre Schutzwirkung zu entfalten. Umgekehrt wirken „graue“ Anpassungsmaßnahmen in der Regel unmittelbar. Auch innerhalb der grauen Maßnahmen bestehen erhebliche Unterschiede hinsichtlich ihrer THG-Wirkungen: Während die Inbetriebnahme einer Klimaanlage die THG-Bilanz verschlechtert, kann die nachträgliche Installation von Fensterbeschattungen in einem Bürogebäude klimaneutral sein.

Notwendigkeit integrativer Ansätze Oftmals werden Anpassungsprozesse durch Extremereignisse ausgelöst. Auch in Österreich spielten die Augusthochwässer 2002 (in Ostösterreich) und 2005 (in Westösterreich) sowie die Hitzewelle 2003 eine nicht unwesentliche Rolle bei der Initialisierung eines Anpassungsprozesses, neben dem wachsenden politischen Willen sowohl auf nationaler als auch europäischer Ebene Anpassung zu stimulieren. Letztlich mündeten diese Ereignisse und Erkenntnisse in die Erstellung der nationalen Anpassungsstrategie an den Klimawandel. Dabei ist bemerkenswert, dass in Österreich von Beginn an „grüne“ und „softe / planerische“ Anpassungsmaßnahmen im Vordergrund standen. Der „Aktionsplan zur Klimawandelanpassung in Österreich“ (BMLFUW, 2012b) listet unter den 132 Handlungsempfehlungen fast ausschließlich Maßnah31

Trotzdem können auch „grüne“ Maßnahmen unerwünschte Folgen nach sich ziehen: Etwa sind Aufforstungen mit Douglasien oder Grünraumpflanzungen mit Robinien kritisch zu beurteilen und können langfristig zu Nachteilen führen. Gleichzeitig sind manche „graue“ Maßnahmen zwar zunächst mit zusätzlichen Emissionen verbunden, führen in weiterer Folge aber zu Emissionsminderungen (z. B. Gebäudedämmung).

Kapitel 1: Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel

men, die in diese beiden Kategorien fallen. Tatsächlich bringen nach einem ersten qualitativen Screening lediglich zwei Maßnahmen zusätzliche Emissionen, während 34 Maßnahmen Emissionen dauerhaft reduzieren. Das Gros der Maßnahmen (96) ist weitgehend emissionsneutral. Tatsächliche quantitative Analysen im Sinne einer umfassenden THG-Bilanz der gesamten Klimawandelanpassungsstrategie stehen allerdings noch aus. Dieser Umstand könnte dem umsichtigen Beteiligungsprozess zu verdanken sein. Dahinter steht die Einsicht, dass sich „grüne“ und „softe / planerische“ Maßnahmen sehr viel besser in bestehende Politiken eingliedern lassen. Damit ist davon auszugehen, dass die Zielkonflikte zwischen Klimaschutz und Anpassung, die sich aus der nationalen Anpassungsstrategie ergeben, sehr gering sein werden. Allerdings wird Anpassung nicht allein über die nationale Anpassungsstrategie gesteuert. Diese gibt lediglich einen Handlungsrahmen vor. Anpassung wird primär auf Ebene der Bundesländer, Regionen und Gemeinden sowie autonom in Unternehmen und Haushalten stattfinden. Hier ist sehr wohl darauf zu achten, dass Anpassung und Klimaschutz nicht in Zielkonflikten münden. Daher ist eine Unterstützung für Gemeinden, Regionen, Bundesländer, Unternehmen und BürgerInnen bei der Klimawandelanpassung erforderlich. Wenn Fehlanpassung im Sinne von Zielkonflikten mit dem Klimaschutz vermieden werden sollen, so müssen Instrumente geschaffen werden, die vor Ort eine möglichst rasche Beurteilung von geplanten Maßnahmen hinsichtlich ihrer CO2-Intensität, ihrer sozialen und Umweltwirkungen ermöglichen. Gerade weil konkrete Anpassungsmaßnahmen in den meisten Fällen vor Ort / auf niedriger Skalenebene angegangen werden müssen, ist umso mehr darauf zu verweisen, wie wesentlich integrative Ansätze sind.

Robuste und emissionsarme Anpassungspfade Klimamodelle stellen Ergebnisse in Form von Szenarien mit Unsicherheitsbandbreiten zur Verfügung. Die Vulnerabilität einer Gruppe / Region gegenüber dem Klimawandel verändert sich aber nicht nur mit den Klimaänderungen sondern auch durch viele andere sozio-ökonomisch, technologisch oder demografisch bedingte Faktoren. Daher wird der „Marginal Climate Change Impact Abatement“ (MIA) – im Sinne des klassischen Predict-and-Provide-Ansatzes, bei dem man für die durch den Klimawandel bedingten zusätzlichen Klimawandelfolgen „optimale“ Anpassungen schafft – zunehmend durch einen „Adaptation through Climate Resilience“ (ACR)-Ansatz

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Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

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ersetzt. Hierbei stehen dann anstelle von Einzelmaßnahmen vielmehr Anpassungspfade im Vordergrund, die entlang einer Klimagefährdungskette an verschiedenen Stellen robuste – in den seltensten Fällen optimale (mit Unsicherheiten versehene Entwicklungen können kaum „optimal“ bedient werden, Dessai et al., 2009) – Maßnahmen setzen und somit immer wieder flexibel reagiert werden kann (Downing, 2012). Es werden nur in den seltensten Fällen tatsächlich bauliche „graue“ Maßnahmen sein können (Ausnahme Gebäudesanierung und -neubau), sondern vielmehr „grüne“ und „softe“ / planerische Maßnahmen, die an vielen Stellen (und mit vielen zu beteiligenden AkteurInnen) immer wieder Resilienzen erhöhen. Damit ist der ACR-Ansatz von der Anlage her sehr viel besser kompatibel mit dem Klimaschutz als der MIA-Ansatz. Ausgehend von der Erkenntnis, dass Klimawandelanpassung von massiven Unsicherheiten geprägt ist, schlägt der IPCC-Bericht zu Extremereignissen (IPCC, 2012a) als robuste Handlungsstrategie sogenannte Maßnahmen „geringen Bedauerns“ (Low Regret Options) vor. Dies sind Maßnahmen, die über verschiedene Zukunftsszenarien hinweg robust Vorteile erbringen, wobei sich der Nutzen infolge von gesteigerter Resilienz unmittelbar ergibt, gepaart mit einer zukünftigen Vulnerabilitätsreduktion. Die Maßnahmen reichen von verbesserten Frühwarnsystemen für Überschwemmungen, über hitzeresistentes Saatgut, oder innovative Versicherungslösungen bis zu umfassender Risikokommunikation. Interessant ist an diesem Konzept, dass das ökonomische Optimalitätskriterium (No Regret) nicht völlig eingefordert wird. Obwohl einige Ansätze zur Formalisierung existieren, ist die vorgeschlagen Strategie eher als heuristisches Instrument zu verstehen, welches den Blickwinkel auch darauf richtet, dass Anpassung an Klimavariabilität sinnvoll zur Anpassung an den Klimawandel beiträgt, da diese beiden eng miteinander verknüpft sind. Emissionsarme oder ggf. sogar emissionsmindernde Anpassungspfade, die Resilienzsteigerungen mit Hilfe „grüner“, „softer“ / planerischer oder auch finanzmarktbasierter Anpassungsmaßnahmen und Instrumente erreichen, wären demnach aus Klimaschutzsicht ideal und aus Klimawandelanpassungssicht die flexibelsten, kosteneffizientesten und minimalinvasivsten Pfade. Die Instrumente, um derartige Pfade umzusetzen, stünden prinzipiell zur Verfügung: Im Rahmen der Umweltverträglichkeitserklärung (UVE) sind auch die Klimawirkungen von (Bau-)Projekten im Zuge der Wirkungsfolgenabschätzungen (WFA) kurz darzulegen. Zusätzlich könnte im Rahmen der Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP) eine umfassende Bewertung von (Bau-)Projekten, auch im Sinne einer Klimaverträglichkeitsprüfung, erfolgen. Tatsächlich bestehen

in Österreich derzeit weder im Rahmen der UVP noch in einem anderen institutionellen Rahmen konkrete Ansätze, um Klimaschutz und -anpassung parallel und sich ergänzend als bindende Kriterien zu etablieren.

Abstimmungsbedarf zwischen Anpassung und Emissionsminderung Während also in zunehmendem Maße die möglichen Synergien zwischen Emissionsminderungs- und Klimaanpassungsmaßnahmen diskutiert werden, existiert ein Abstimmungsbedarf bzw. Trade-off bei Maßnahmen, die einen positiven Klimaschutzeffekt aber einen negativen Anpassungseffekt, oder umgekehrt, einen positiven Anpassungs- aber einen negativen Klimaschutzeffekt aufweisen. Bei der Bewertung von Maßnahmen zu THG-Minderung und Anpassung wäre es aus volkswirtschaftlicher Sicht irreführend, sie nur den damit verbundenen Investitionskosten gegenüber zu stellen. Vielmehr müssen Synergien und Trade-offs soweit als möglich quantitativ aber auch qualitativ berücksichtigt werden, um eine volkswirtschaftlich optimale Reihung von Minderungs- und Anpassungsmaßnahmen zu ermöglichen. Synergien oder Konflikte können bereits bei der Durchführung einer einzigen Maßnahme auftreten oder bei der Implementierung zweier unabhängiger Maßnahmen zusammenwirken. Wie Box 1.5 verdeutlicht, münden demnach energie- bzw. ressourcenintensive Anpassungsmaßnahmen in Zielkonflikten zwischen Klimaschutz und Anpassung. Umgekehrt können einige Klimaschutzmaßnahmen die Resilienz gegenüber Klimaveränderungen reduzieren und somit den Anpassungsbedarf erhöhen. Das gilt insbesondere für Klimaschutzmaßnahmen, die in Ökosysteme eingreifen. Beispiele hierfür sind die Nutzungskonflikte zwischen Windrädern und Landschaftsschutz, Wasserkraft und Fließgewässerverbau, Geothermie und Grundwasserschutz sowie v. a. auf internationaler Ebene zwischen Biotreibstoffen (insbesondere der ersten Generation) und Nahrungsmittel sowie zwischen Photovoltaik und seltenen Erden. Auch kann sich die Resilienz gegenüber klimatischen Veränderungen im Zeitverlauf verändern: So kann etwa ein Ausbau der Wasserkraft in glazialen Abflussregimen (Flussoberläufe) für einen gewissen Zeitraum als opportun (klimaangepasst) erscheinen, jedoch nach einem weitgehenden (durch den Klimawandel beschleunigten) Rückgang der Gletscher im Einzugsgebiet als komplett unangepasst erweisen.

Kapitel 1: Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel

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;O+  ”   ž  •  ƒ  (Quelle: Türk et al., 2010) ;O+ ;    •  (Source: Türk et al., 2010) Abstimmungsbedarf thermische Anpassung Durch die Deckung des zusätzlichen Kühlenergiebedarfs von Gebäuden durch konventionelle Klimaanlagen treten entsprechende THG-Emissionen auf. Ferner verursacht die Flucht von Städtern aus überhitzten urbanen Räumen in ländliche bzw. kühlere Regionen zusätzliches Verkehrsaufkommen mit entsprechenden THG-Emissionen. Ein zusätzlicher Einsatz von Klimaanlagen in Fahrzeugen führt zu erhöhtem Kraftstoffverbrauch und mehr Emissionen. Abstimmungsbedarf hygrische Anpassung in der Landwirtschaft Ein zusätzlicher Einsatz von energieintensiver Bewässerung zur Kompensation dürre- und hitzebezogener Ernteausfälle führt ebenfalls zu erhöhten Emissionen, insbesondere dann, wenn nicht klimaangepasste Formen der Bewässerung zum Einsatz kommen (z. B. Beregnung um die Mittagszeit). Abstimmungsbedarf Wintertourismus Der durch Klimawandel bedingte zusätzliche Betrieb von Schneekanonen ist ein weiteres Beispiel für eine Anpassungsmaßnahme, die aufgrund des benötigten Energieeinsatzes eine negative Klimaschutzwirkung mit sich bringt und außerdem durch den hohen Wasserbedarf Konflikte mit anderen Aktivitätsfeldern der Anpassung nach sich zieht (hier v. a. Wasserund Landwirtschaft). Diese Maßnahme könnte somit auch als Maladaptation bezeichnet werden.

1.3.3

Nutzung von Synergien zwischen Anpassung und Emissionsminderung

Zunehmend werden neben der Notwendigkeit, sowohl Emissionsminderungs- als auch Adaptionsmaßnahmen umzusetzen, Synergien zwischen diesen Aktivitäten erkannt (zu weiteren Synergien und Konflikten im Energiebereich vgl. Band  3, Kapitel  3). Emissionen aus Energieeinsatz und -umwandlung tragen in Österreich mehr als 80  % zu den THG-Emissionen bei (Anderl et al., 2010). Es liegt damit auf der Hand, dass Energieeinsatz und -aufbringung wesentliche Zielbereiche von Klimaschutzmaßnahmen sind. Gleichzeitig ist der Energiesektor auch wesentlich durch den Klimawandel betroffen (Energienachfrage für Heizen und Kühlen, Stromversorgung durch Wasserkraft und andere Erneuerbare Energien, Kühlwasserproblematik bei thermischen Kraftwerken, vgl. Band  3, Kapitel 3). Emissionsminderungsmaßnahmen im Energiesektor haben ein besonders hohes Potenzial, Anpassung mitzudenken und entsprechend zu integrieren. Bei genauerer Analyse zeigen sich folglich substanzielle Synergien. Der Schlüssel zur Reduktion der Vulnerabilität liegt in der Sensitivität der Gesellschaft gegenüber dem Energieverbrauch und in der Abhängigkeit von wenig diversifizierten, zentralen

Ressourcen. Es sind daher vor allem die folgenden drei Maßnahmen, die zur Verringerung der Vulnerabilität beitragen können: t
t
t


Reduktion des Energieverbrauchs und der Spitzenlast. Diversifizierung des Energieträger-Mix, insbesondere durch erneuerbare Energieträger. Dezentralisierung des Energiesystems. Damit ergibt sich mit diesen Maßnahmen eine sehr hohe simultane Klimaschutz- und Anpassungswirkung sowie Synergie mit anderen aktuellen Trends und Herausforderungen im Energiesystem.

In Box 1.6 werden Beispiele angeführt, bei denen eine besonders hohe synergetische Wirkung zwischen Klimaschutz und -anpassung vorliegt. Neben diesen beispielhaften synergetischen Maßnahmen im Bereich Energie ist als wesentliche Komponente zu berücksichtigen, dass sich das Energiesystem derzeit in einem substanziellen Transformationsprozess befindet. Zahlreiche Szenarien und Studien deuten darauf hin, dass sich dieser in den kommenden Jahren und Jahrzehnten voraussichtlich noch deutlich intensivieren wird (Lilliestam et al., 2012a; PwC et al., 2010). Der politisch angestrebte Umbau zu einem Low-Carbon-Energie-

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Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

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;O&  ”#–ƒ     wandelanpassung im Bereich Energie (Quelle: Kranzl et al., 2010) ;O& ;  #=    energy (Source: Kranzl et al., 2010) Passive Maßnahmen zur Reduktion von Kühllasten an Gebäuden Durch gebäudeseitige, passive Maßnahmen ist es möglich, Kühllasten stark zu reduzieren. Dies beinhaltet beispielsweise Abschattung, zusätzliche Speichermassen, passive Ventilationsmaßnahmen etc. Dies reduziert den Verbrauch von Kühlenergie und die damit verbundenen THG-Emissionen. Reduktion innerer Lasten Neben solaren Einträgen stellen innere Lasten eine wesentliche Ursache für Kühllasten dar. Die Reduktion dieser inneren thermischen Lasten geht im Allgemeinen mit einer Erhöhung der Energieeffizienz von Geräten einher (z. B. Beleuchtung, EDV, Weißware) und daher potenziell mit einer Reduktion entsprechender THG-Emissionen. Photovoltaik (PV) als Kapazitätsbeitrag im Sommer Aufgrund eines steigenden Bedarfes zur Klimatisierung steigt auch die Netzbelastung in Zeiten hohen Kühlbedarfs. Durch Bereitstellung der entsprechenden Kühlenergie vor Ort durch Gebäude- und fassadenintegrierte PV reduziert sich einerseits die Netzbelastung und der notwendige Beitrag von zentralen Großkraftwerkstechnologien, andererseits können die PV Zellen als Beschattungselemente dienen. In diesen Zeiten bietet die PV daher eine Maßnahme mit optimaler Synergie zwischen Klimaschutz und -anpassung. Die Stromerzeugung der PV außerhalb der Zeiten hohen Kühlbedarfs trägt noch zusätzlich zum Klimaschutz bei.

system auf Basis erneuerbarer Energie würde auch bedeuten, dass die Bereitstellung von Energie zunehmend vom Wettergeschehen und damit vom Klima beeinflusst wird (Wind, Sonne, Wasser und Biomasse). Daher kann potenziell auch die Verwundbarkeit gegenüber Klimawandel bedingten Ereignissen steigen. Für eine erfolgreiche Energiewende werden somit die frühzeitige Berücksichtigung von Risiken und entsprechende Anpassungsmaßnahmen von steigender Relevanz sein. Eine detailliertere Betrachtung der Herausforderungen dieses und weiterer Transformationsprozesse hinsichtlich des Klimaschutzes und der Klimaanpassung erfolgt in Band 3, Kapitel 6. Darüber hinaus existieren auch in anderen Bereichen Maßnahmen, die mit dem Energiesystem indirekt verknüpft sind und Synergien zwischen Klimaschutz und -anpassung aufweisen. Als Beispiel sei hier aus der Forstwirtschaft der Umbau sekundärer Nadelwälder in Laub(Nadel)mischwälder genannt. Sekundäre nicht standortangepasste Nadelwälder in Tieflagen sind gegenüber den möglichen Folgen des Klimawandels besonders anfällig. Hierbei handelt es sich vor allem um von Fichten dominierte und gegenüber Trockenstress und Borkenkäferschäden besonders anfällige Bestände auf Laubmischwaldstandorten. Durch den Umbau / die Überführung

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in besser angepasste Laub(Nadel)mischwälder wird das Risiko von negativen Folgen durch den Klimawandel (Kalamitäten) verringert und die autonome Anpassungsfähigkeit der Wälder verbessert. Gleichzeitig stellen Forstprodukte sowohl im Ersatz energieintensiver Rohstoffe (z. B. Holzbau) als auch als biogene Energieträger eine wesentliche Säule von Klimaschutzmaßnahmen dar. Die Steigerung der autonomen Anpassungsfähigkeit der Wälder ist daher auch als Voraussetzung für die entsprechenden Klimaschutzmaßnahmen zu werten. Weitere Beispiele für synergetische Klimaschutz- und Anpassungsmaßnahmen in den Sektoren Verkehr, Landwirtschaft und Stadtplanung sind (nach Tuerk et al., 2010): t


t


Vergrößerung des Rückstrahleffekts (Albedo-Effekt) auf Außenoberflächen wie Dächern, Straßen, Autos und Parkplätzen, um das Aufheizen von Oberflächen zu verringern. Dies ist eine einfache und erschwingliche Option, die eine Kombination von Anpassung und THGMinderung bedeutet und mit vergleichsweise niedrigen Kosten eingeführt werden kann. Pflanzung schattenspendender Bäume. Diese Option hilft während des Sommers, sich an Hitze anzupassen

Kapitel 1: Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel

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t


und den Energieaufwand durch Kühlung zu verringern. Schattenspende Bäume reduzieren auch Bodenerosionen und erhöhen die Grundwasserneubildung – insbesondere im urbanen Raum. Direktsaat, Mulchen und reduzierte Bodenbearbeitung verringern die Erosionsanfälligkeit durch Steigerung der Wasserspeicherkapazität des Bodens und bessere Bodenstruktur (geringere Bodenverdichtung, mehr Infiltration). Außerdem kann eine Abnahme der durch das Pflügen verursachten Oxidation des organischen Kohlenstoffs im Boden erreicht werden.

Belastbarkeit (Planetary Boundaries) aufweisen, sind soziale Systeme durch überwindbare Barrieren (Belastbarkeitsgrenzen in ökonomischen Systemen sind verschiebbar) charakterisiert (Rockström et al., 2009; Moser und Ekstrom, 2010). Unsicherheiten und deren Darstellung in den Medien haben einen bedeutsamen Einfluss auf die zugrundeliegenden Allokationsund Entscheidungsfindungsprozesse. Die mangelhafte Integration dieser Prozesse in andere politische Bereiche lässt sich in vielen Fällen durch wahrgenommene oder reale Interessenskonflikte erklären.

1.4.1 1.4

1.4

Barrieren gegenüber effektiven Minderungs- und Anpassungsstrategien Obstacles to effective adaptation and mitigation

Trotz glaubwürdiger Vorhersagen und Warnungen zu den erwartbaren Konsequenzen des Klimawandels sind auf globaler Ebene nach wie vor steigende THG-Emissionen zu verzeichnen. In Österreich beispielsweise ist der gesamte Bruttoinlandsverbrauch seit 1990 um 29 % gestiegen, der für fossile Energieträger um 14 % (Anderl et al., 2011a). WissenschaftlerInnen prognostizieren drastische Auswirkungen (IPCC, 2007c; Rockström et al., 2009), sollten keine effektiveren Maßnahmen getroffen werden. Angesichts der realen Bedrohung sind die beobachtbaren Aktivitäten zur notwendigen Reduktion von Emissionen ungenügend, sowohl auf institutioneller als auch auf persönlicher Ebene (Grossmann et al., 2009). Obwohl die öffentliche Wahrnehmung und das Problembewusstsein in den vergangenen Jahren stark gestiegen sind, spiegelt sich dies nur bedingt in konkreten Maßnahmen wider (EESI, 2007). Auch der in Deutschland ansässige „Wissenschaftliche Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen“ (WBGU, 2011) kommt zum Schluss, dass ein Wertewandel in Richtung einer positiveren Einstellung zu Klima und Umweltschutz bereits begonnen hat. Dieser Abschnitt beschäftigt sich mit den Gründen dieser Diskrepanz und möglichen Strategien um Verhaltensänderungen zu bewirken und kollektive Maßnahmen zu fördern, etwa durch verstärkte Einbindung der Privatwirtschaft zur Verringerung oder Vermeidung von THG-Emissionen. Gleichzeitig wird ein Überblick der bislang umgesetzten Emissionsminderungs- und Anpassungsstrategien sowie der verbleibenden Barrieren aus technologischer, ökonomischer und sozialer Sicht gegeben. Während natürliche Systeme Grenzen der

Institutionelle und Governance-Barrieren

Kurzer Zeithorizont politischer Entscheidungsprozesse Politische EntscheidungsträgerInnen fokussieren ihre Tätigkeit gewöhnlich auf kurzfristige Kosten und Nutzen und nicht auf langfristige Transitionen (Berrang-Ford et al., 2011). Maßnahmen zur Minderung des Klimawandels führen jedoch zu Anfangsinvestitionen in der Gegenwart und Nutzeffekten in Form verhinderter Klimawandelfolgen in der Zukunft. Dies erschwert die Gestaltung sowie die Umsetzung politischer Maßnahmen (Smith et al., 2009). Aber selbst wenn die zukünftigen Nutzeffekte in die Entscheidung mit einbezogen werden, müssen zukünftige Nutzen und Kosten auf den Entscheidungszeitpunkt diskontiert werden. Die verwendete Diskontrate sollte die Zeitpräferenz der Gesellschaft, die Zunahme des Konsums über die Zeit und den Abtausch zwischen heutigem und zukünftigem Konsum (Nutzenelastizität) abbilden (Watkiss, 2011). Je höher die verwendete Diskontrate, desto geringer fallen vermiedene Schäden in der Zukunft relativ zu heutigen Investitionen ins Gewicht. Während im Stern Report (Stern, 2007) eine Diskontrate nahe Null zu Grunde gelegt wurde, besteht zwischen ÖkonomInnen Unstimmigkeit über eine angemessene Höhe der Diskontrate (siehe z. B. Nordhaus, 2007a). Wenig widersprüchlich ist jedoch, dass Marktzinssätze aufgrund von Marktversagen auf langfristigen Finanzanlagemärkten eine unvollkommene Näherungsgröße darstellen (Arrow et al., 2004).

Eigeninteressen & Macht Während der Industrialisierung haben sich Wirtschaft und Energiesysteme unter wechselseitiger Beeinflussung stark gewandelt (Sieferle 2010; Sieferle et al., 2006). Rezente Wirtschaftsstrukturen der industrialisierten Welt einschließlich der in Österreich sind entsprechend stark auf das fossil energetisch

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Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

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dominierte Energiesystem ausgerichtet. WirtschaftsakteurInnen, die von diesem Status Quo profitieren, erschweren aufgrund ihrer ausgeprägten Einzelinteressen (Vested Interests) oft durch das Einlegen von öffentlichen aber auch informellen Vetos den Übergang zu einer kohlenstoffarmen Gesellschaft (WBGU, 2011). Prominentes Beispiel, wie derartige Eigeninteressen sich gegen eine auf das Allgemeinwohl abzielende Klimapolitik stellen, ist die Aufrechterhaltung des auf fossiler Energie basierten Energiesystems durch die Ölindustrie (Moe, 2010). Der für eine Dekarbonisierung notwendige Wandel wird zudem erschwert, da diese Eigeninteressen durch staatliche Institutionen und Subventionen z. B. für die Exploration neuer Reserven und den Konsum gestützt werden (Cheon et al., 2013; G-20 Leaders, 2009; McLure, 2013). Organisationen mit heterogenen Zielen, Eigentümerstrukturen und Geschäftsmodellen haben sehr spezifische Herangehensweisen in Bezug auf die Entwicklung und Umsetzung von Anpassungs- und Emissionsminderungsstrategien. In der Überwindung von Barrieren spielt die Akquisition und Allokation unternehmerischer Ressourcen eine wichtige Rolle. Die Existenz von Marktversagen und negativen externen Effekten (also die Auswirkungen ökonomischer Entscheidungen auf unbeteiligte MarktteilnehmerInnen) in vielen Branchen zeigen, dass es bislang noch nicht gelungen ist, die Kosten umweltrelevanter Maßnahmen transparent und fair zu verteilen (Held et al., 2007).

onsbedarf ist daher erheblich und erfolgt oft mangelhaft, indem entweder auf Handlungen der übergeordneten Behörde gewartet wird oder Zuständigkeiten aufgrund von Uneinigkeiten über die Kostenaufteilung zurückgewiesen werden (Clar et al., 2012). Ein weiteres Koordinationsproblem betrifft die Abstimmung politischer Zielvorgaben zwischen unterschiedlichen Politikbereichen, die zu einander in Widerspruch stehen können. Inadäquate Koordination besteht hier etwa zwischen der Energiepolitik und anderen Politikfeldern (Verkehr, Landwirtschaft, Tourismus, Raumplanung und Industrie). So steht der Ausbau der transeuropäischen Netze, die den Güter- und Personenverkehr auf der Straße forcieren, im eklatanten Widerspruch zu Klimaschutzzielen (Richardson, 1997). Zur Überwindung von institutionellen und GovernanceBarrieren ist daher eine grundlegende Veränderung der Denkweise erforderlich, die eines übergreifenden, systemischen Ansatz zum Ressourcenmanagement bedarf und in einen breiteren wirtschaftspolitischen Rahmen eingebunden ist (Dobbs et al., 2011). Dies erfordert auch, dass die zuständigen Behörden mit den entsprechenden Kompetenzen (Wissen, Personal, Budget) ausgestattet werden (Dobbs et al., 2011). Die Analyse von Kommunikations- und Austauschbeziehungen erhöht die Transparenz von Informationsflüssen und stellt ein weiteres wichtiges Werkzeug für politische EntscheidungsträgerInnen dar, um die Akzeptanz geplanter Maßnahmen zu beurteilen. Erhöhte Transparenz hilft Interessenskonflikte zu erkennen, fördert die Entwicklung von Strategien mit breiter öffentlicher Unterstützung und reduziert die Wahrscheinlichkeit von Fehlinterpretationen oder bewussten Manipulationen – zum Beispiel Versuche, Einzelmeinungen als repräsentative Aussagen zu positionieren.

Governance Zentrale Barrieren politischer Entscheidungsfindung umfassen unter anderem fehlendes politisches Commitment, inadäquate oder unklare Zuständigkeiten, inadäquate Kooperation zwischen politischen AkteurInnen, zu geringe Expertise bei EntscheidungsträgerInnen, keine zufriedenstellenden Lösungen sowie die Komplexität möglicher Wirkungen und Ergebnisse von politischen Entscheidungen (Clar et al., 2012). Ursachen für fehlendes politisches Commitment reichen von kurzen Planungshorizonten, der geringen Bedeutung von Klimawandel relativ zu anderen Politikfeldern, bis zu fehlendem adäquaten Leadership (Moser und Ekstrom, 2010). Zudem können auch Trade-offs zwischen Klimaschutz und Anpassung (vgl. Abschnitt 1.3) bestehen, die in der Vergangenheit oftmals zu Lasten der Anpassung gelöst wurden. Bestehende Aufgabenverteilungen, Kompetenzen und Zuständigkeiten zwischen Ministerien und Ämtern aber auch zwischen öffentlichen und privaten Institutionen bedeuten, dass Klimaschutz und Anpassung häufig Querschnittsmaterien sind (Steurer und Trattnigg, 2010). Der sich daraus ergebende Koordinati-

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Getting the Prices Right: Internalisierung externer Kosten und Nutzen Aus ökonomischer Sicht führt die Nutzung fossiler Energieträger zu einem Externalitäten-Problem, wenn die bei Dritten anfallenden Kosten (des Klimawandels) nicht in den Preisen und somit Kosten berücksichtigt werden. Bei fossilen Energieträgern sind zwei Externalitäten-Kanäle bedeutsam: einerseits spiegeln die Preise der Energieträger nicht deren Kohlenstoffbilanz wider; dies setzt sich bei der Bepreisung von Gütern und Dienstleistungen fort, die ebenfalls nicht die THG-relevante Kohlenstoffbilanz im gesamten Kohlenstoffzyklus berücksichtigen (van den Bergh, 2012). Andererseits werden fossile Energieträger und energieintensive Produkte direkt oder indirekt gefördert, indem beispielsweise die Exploration neuer Quellen subventioniert wird oder CO2-intensive Anpassungsoptio-

Kapitel 1: Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel

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nen (Klimaanlagen, künstliche Beschneiung, etc.) unterstützt werden. Ebenfalls führt eine fehlende Planungssicherheit bei der Unterstützung von erneuerbaren Energieträgern (z. B. in Form mittelfristig gültiger Einspeisetarife) zu einer zu niedrigen Marktdurchdringung von erneuerbaren Energieträgern.

Finanzierung von Technologietransfer und Anpassung in Entwicklungsländern Wie in Abschnitt 1.2.1 thematisiert, sind die Folgen des Klimawandels v. a. in Entwicklungsländern spürbar, wo die Anpassungskapazitäten niedrig sind. Die im Copenhagen Accord genannten finanziellen Beträge der Industrieländer zur Unterstützung der Minderung und Anpassung in Entwicklungsländern sind unzureichend, zumal teilweise Mittel der generellen Entwicklungshilfe umgewidmet wurden. Gleichzeitig übernehmen die Industrieländer aus Sicht vieler Entwicklungsländer zu wenig Verantwortung für ihren Beitrag zu vergangenen THG-Emissionen.

1.4.2

Wirtschaftliche Barrieren

Finanzielle Herausforderung der Dekarbonisierung eines komplexen Systems Um die vereinbarten Klimaschutz- und Anpassungsziele erreichen zu können, ist eine Änderung von Konsumgewohnheiten, Produktion sowie der Infrastruktur erforderlich (WBGU, 2011; van den Bergh, 2012). Eine wesentliche Barriere der Umsetzung politischer Maßnahmen stellen fehlende finanzielle Ressourcen dar (Smith et al., 2009). Erschwert wird dies dadurch, dass Klimaschutz und Anpassung mit schrittweisen Vorgehensweisen (z. B. lediglich Forschungsfinanzierung, nicht aber für Umsetzung und Monitoring) häufig nicht realisierbar sind (Moser und Ekstrom, 2010). Barrieren in technologischen Innovationssytemen, welche die Diffundierung von Innovationen in den Massenmarkt beschränken, bestehen beispielswiese auch in Form mangelnder Flexibilität bezüglich Geschäftsfeldern, sowie fehlendem Vertrauen in zukünftige Märkte oder aus Schwierigkeiten bei der Mobilisierung finanzieller Ressourcen (Bergek et al., 2008). Investitionen zur Energieeinsparung können weiters für EigentümerInnen nicht rentabel sein, wenn diese die Kosten nicht auf die NutzerInnen übertragen können, obwohl diese daraus einen finanziellen Vorteil ziehen (z. B. thermische Althaussanierung; Schleich und Gruber, 2008).

Klimapolitik als internationale Herausforderung und Risiko der Emissionsverlagerung (Carbon Leakage) Internationaler Klimaschutz ist ein öffentliches Gut, das zu Trittbrettfahrerverhalten führt (vgl. z. B. Nordhaus, 2007b). Studien zum Zustandekommen globaler Umweltabkommen zeigen, dass ein globales Abkommen immer dann schwer zu erreichen ist, wenn ein großer Unterschied zwischen individuell und global optimalen Reduktionszielen besteht, bzw. dass ein globales Abkommen, sollte es zustande kommen, nur sehr schwache Ziele beinhaltet (Barrett, 1994). Umgekehrt wird ein Abkommen dann erleichtert, wenn mehrere regionale Abkommen möglich sind, wenn es Transferzahlungen gibt oder wenn ein Umweltziel mit einem anderen Ziel verknüpft wird (z. B. Schuldenerlass, vgl. Carraro und Siniscalco, 1998; Barrett, 2003; Asheim et al., 2006). Mit der Vertragsstaatenkonferenz in Kopenhagen 2009 erfolgte ein Übergang von einer Top-Down zu einer Bottomup-Architektur, in der einzelne Staaten oder Regionen ihre Klimapolitik in Form so genannter Pledges (Zusicherungen) bekannt geben und in nationalem Recht implementieren. Ohne internationale Koordination und Verbindlichkeit dieser Vorhaben sind daher viele Staaten nicht bereit, verbindliche Reduktionsverpflichtungen einzugehen. Durch Emissionsvermeidung beispielsweise innerhalb der EU kann es somit zu Emissionsanstieg im EU-Ausland kommen. Dieses Phänomen wird als Carbon Leakage (also Verlagerung von CO2-Emissionen) bezeichnet. Während Carbon Leakage für die erste und zweite Phase des EU Emissionshandels mit einer Größenordnung von 10 bis 30 % nur eine untergeordnete Rolle spielte (Babiker, 2005; Babiker und Rutherford, 2005; Barker et al., 2007; Kuik and Hofkes, 2010; Paltsev, 2001), kann Carbon Leakage bei strengeren Zielen, einer Erstversteigerung der Emissionszertifikate und rasch wachsenden Schwellenländern in Zukunft zu einem größeren Problem werden (Bednar-Friedl et al., 2012). Rund 50 % des Carbon Leakage-Effekts entsteht über Feedbacks (Rückkoppelungen) von internationalen Rohstoffmärkten, da eine reduzierte Nachfrage nach fossilen Energieträgern in den regulierten Regionen zu einer Preisreduktion und somit zu einer Zunahme der Rohstoffnachfrage in nichtregulierten Ländern führt (Böhringer et al., 2010; Fischer und Fox, 2007).

Rebound-Effekte und das Grüne Paradoxon Ein mit dem Carbon-Leakage-Effekt verwandtes Problem ist der Rebound-Effekt, demzufolge Energieeffizienzsteigerungen

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Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

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aufgrund von auftretenden Output-, Substitutions-, Wettbewerbs- und Einkommenseffekten (Hanley et al., 2009) zu einer erhöhten Energienachfrage führen (Brookes, 1990; Khazoom, 1980). Die Schätzungen des Rebound-Effekts variieren jedoch stark nach Aktivität (Heizen, Industrieprozesse, Verkehr) und Studie (van den Bergh, 2011). Ein weiteres Problem ist das Grüne Paradoxon (Sinn, 2008). Darunter versteht man die These, dass die Ankündigung, die Klimapolitik zu verschärfen, wie eine Enteignung der BesitzerInnen fossiler Energieträger wirkt. Dies führe dazu, dass der Abbau fossiler Ressourcen und somit der THG-Ausstoß zunächst beschleunigt würde. Während dieses Paradoxon als Argument gegen die Sinnhaftigkeit einer raschen Energiewende verwendet werden könnte, zeigen Edenhofer und Kalkuhl (2011) jedoch, dass dieses Paradoxon nur unter sehr spezifischen (unrealistischen) Annahmen auftritt.

Bisher wurde das Verhältnis von Klimabewusstsein und tatsächlichem Verhalten jedoch kaum systematisch untersucht (Grothmann und Patt, 2005). Für die Forschung über Klimaschutz-Maßnahmen ist das aber vor allem deshalb wichtig, weil die subjektiven Ansichten der Menschen über ihre Möglichkeiten vielfach vom objektiven Handlungspotenzial abweichen können. Infolge dessen kann die Anpassungsfähigkeit an Klimaveränderungen von den AkteurInnen überschätzt werden (Grothmann und Patt, 2005). Zudem können Anpassungsmaßnahmen die Einstellungen von Individuen oder Gruppen auch negativ beeinflussen, vor allem dann, wenn sie von anderen bestimmt werden und mit Einschränkungen verbunden sind (O’Brien, 2009). Individuen beginnen dann klimabewusst zu handeln, wenn sie sehen, dass diese Strategien positive Auswirkungen auf sie selbst, die Gesellschaft und ihre Umwelt haben und auch eine emotionale Beziehung besteht, also persönliche Betroffenheit betreffend des Klimawandels vorliegt. Zudem reicht es nicht, die Menschen nur über die Auswirkungen des Klimawandels zu informieren, sondern sie müssen auch tatsächlich eingebunden werden und das Gefühl bekommen, sie können an einem gesellschaftlichen Wandel teilhaben (Patchen, 2006). Aber selbst wenn Personen umweltbewusst handeln möchten, kann ein zu geringes Einkommen dazu führen, dass sie sich energiesparende Produkte und Dienstleistungen nicht leisten können (Kopatz et al., 2010).

1.4.3

Soziale Barrieren

Die Anpassungsfähigkeit einer Gesellschaft ist unter anderem von vorhandenem Wissen, Risikobereitschaft, Einstellungen und Kultur abhängig (Adger et al., 2007). Anders ausgedrückt hängt sie von der Ausstattung verschiedener Kapitalien ab. Das sind neben Natur-, Finanz- und Infrastrukturkapital vor allem auch Human- und Sozialkapital (vgl. Box 1.7).

Diskrepanz zwischen Umweltbewusstsein und umweltbewusstem Handeln Die Bereitschaft, klimagerecht zu handeln, ist bei einem Großteil der österreichischen Bevölkerung gegeben. Die Verantwortung für klimabewusstes Verhalten schreiben die Befragten mehrheitlich sich selbst zu, übertragen diesen Bereich also nicht ausschließlich auf Unternehmen oder die Politik (Boecker, 2009; WWF und Karmasin, 2010). Wenn jedoch die Einstellungen mit dem tatsächlichen Verhalten verglichen werden, dann schlägt sich ein gesteigertes Klimabewusstsein nicht unbedingt in Verhaltensänderungen nieder – weder in Österreich noch international. In anderen Worten: Es besteht das Wissen darüber, dass etwas getan werden muss, aber es wird trotzdem zu wenig unternommen. Bardi und Schwartz (2003) sind der Auffassung, dass Werte und Einstellungen unser Verhalten beeinflussen, aber dass die Beziehung von Einstellungen und tatsächlichem Verhalten durch gesellschaftliche Normen verdeckt wird. Soziale Beziehungen und soziale Netzwerke wiederum haben bedeutenden Einfluss auf die Ausprägung dieser gesellschaftlichen und individuellen Normen und Werte (Christie et al., 2010).

752

Personal Efficacy & fehlende Bereitschaft, sich von Energieüberfluss zu verabschieden Bewusstseinsbildung und entsprechende Änderungen im Verbraucherverhalten gehören zu den zentralen Komponenten in den meisten Ansätzen zur Überwindung von Barrieren bei der Umsetzung von Anpassungs- und Emissionsminderungsstrategien (Foti et al., 2008). Auf persönlicher Ebene wird der Klimawandel vielfach als geographisch und zeitlich entferntes Risiko wahrgenommen (Cogoy und Steininger, 2007). Darüber hinaus fehlt das Vertrauen in den persönlichen Wirkungsgrad und die Sinnhaftigkeit von Einzelmaßnahmen, die vielfach nur als sprichwörtlicher Tropfen auf dem heißen Stein wahrgenommen werden. Der wahrgenommene Wirkungsgrad zählt jedoch zu den primären motivationalen Faktoren, wenn es darum geht, konkrete Maßnahmen zu setzen (Bowman, 2008). Neue Formen der Kommunikation und Zusammenarbeit über elektronische Medien steigern diesen Wirkungsgrad, etwa durch die effektive und bei Bedarf auch spontane Koordination von Einzelaktivitäten, Bildung von Interessensund Aktionsgemeinschaften unabhängig von geographischer

Kapitel 1: Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel

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;O' " `Nƒ    ;    „{

x//%Œ ;O' "   ;  „Nx//%Œ Humankapital umfasst den Produktionsfaktor Arbeitskraft, die menschliche Gesundheit, relevantes Wissen sowie die Fähigkeit und Motivation, dieses Wissen umzusetzen – zum Beispiel im Rahmen von Klimaschutz-Maßnahmen, wenn Menschen ihre individuellen Fähigkeiten nützen, um frühzeitige Warnsignale zu erkennen oder um andere Menschen in Klimaschutz-Maßnahmen auszubilden. Sozialkapital sind jene gesellschaftlichen Strukturen, Institutionen, Netzwerke und Beziehungen, die einzelne Personen innerhalb der Gesellschaft miteinander verbinden, und die es einer Person ermöglichen, ihr Humankapital zu erhalten, zu steigern und auszuschöpfen. Sozialkapital ermöglicht es effizienter und schneller zu handeln, vor allem im Umgang mit unvorhergesehenen Ereignissen, die nicht isoliert von der Gesellschaft betrachtet werden können. Sozialkapital hat private (Familie, FreundInnen) und öffentliche Elemente (Vereine, Gewerkschaften etc.), wobei letztere entscheidende Faktoren für die Anpassungsfähigkeit einer Gesellschaft an sich wandelnde Bedingungen und die Handlungsfähigkeit von Institutionen um auf die Risiken und Chancen des Klimawandels zu reagieren sind.

Nähe, Austausch von umweltrelevantem Wissen über elektronische Plattformen, oder Eco-Feedback-Technologien um die aggregierte Wirkung einer Vielzahl von Einzelmaßnahmen aufzuzeigen und damit zu weiteren Verhaltensänderungen zu motivieren.

Wahrnehmung von Veränderung und die Bereitschaft zur Anpassung Die Durchführung von Anpassungsmaßnahmen wird eher durch die Variabilität des Klimas (jahreszeitliche und unterjährliche Schwankungen sowie Extremereignisse) ausgelöst als durch langfristige klimatische Veränderungen (Berrang-Ford et al., 2011). Dramatischere und beobachtbare Veränderungen werden eher als Nachweis des Klimawandels wahrgenommen, denn als Trendveränderungen, was in der sozialwissenschaftlichen Literatur als Availability Heuristic (Tversky und Kahneman, 1974) bezeichnet wird. Werden diese Ereignisse zudem durch die Medien vermittelt, steigt die persönliche Wahrnehmung derselben und die Wahrscheinlichkeit zu Anpassungshandlungen nimmt zu (Lorenzoni und Hulme, 2009; Moser, 2010).

1.4.4

Technologische Barrieren

In der internationalen Literatur finden sich zahlreiche Publikationen, aus denen direkt oder indirekt der Schluss gezogen werden kann, dass das Erreichen von Emissionszielen wie den Kyoto-Zielvorgaben nicht an mangelnden technologischen Lösungen scheitern wird (Akashi and Hanaoka, 2012; Deluc-

chi and Jacobson, 2011; GEA, 2012; Grubb, 2004; Jacobson and Delucchi, 2011; Kettner et al., 2011b; Pacala and Socolow, 2004; WBGU, 2011). Andere Studien hingegen zeigen technische und ökonomische Einschränkungen dieser Lösungen auf, die hier im weiteren Sinn als technologische Barrieren diskutiert werden.

Erreichbarkeit niedriger Stabilisierungsziele Politische Vorgaben, wie beispielsweise seitens der Europäischen Kommission oder im Copenhagen Accord festgehalten, formulieren ein 2 °C-Ziel bis zum Jahr 2100 gegenüber dem vorindustriellen Zeitalter (vgl. Abschnitt 1.1.1 und 1.1.2; EK, 2007; UNFCCC, 2009). Minderungsszenarien, welche die THG-Konzentration deutlich unter dem Business-as-UsualEmissionspfad reduzieren, werden als niedrige Stabilisierungsszenarien (Low Stabilization Scenarios) bezeichnet. Die Erreichbarkeit (Feasibility) solcher Emissionspfade umfasst die technische, ökonomische und politische Machbarkeit (Knopf et al., 2011). Ein Stabilisierungsziel ist technisch unerreichbar, wenn laut Modellsimulationen keine Szenarien existieren, die mit diesem Ziel konsistent sind. Ein Reduktionsziel ist ökonomisch und politisch unerreichbar, wenn ökonomische Kosten oder politische Barrieren die Zielerreichung verhindern. Die technische Erreichbarkeit erfordert eine Analyse des möglichen technologischen Wandels im Energiesystem, hinsichtlich Kapitalerneuerung, Marktdurchdringung unterschiedlicher Technologien sowie unter Berücksichtigung von Pfadabhängigkeiten im Energiesystem. Übersteigen die globalen Emissionen 2050 10.5 Gt C / Jahr, oder ist der kohlenstoff-

753

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

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freie Primärenergieanteil unter 50 %, kann das 550 ppm CO2Äq. Ziel mit heute bereits bekannten Technologien nicht mehr erreicht werden (O’Neill et al., 2010). Andere Studien sehen die technische Erreichbarkeit niedriger Reduktionsziele mittels erneuerbarer Energie, Effizienzverbesserungen und CCS gegeben (–50 % ggü. 1990; Akashi und Hanaoka, 2012). Jacobsen und Delucchi (2011) beurteilen eine Energiebereitstellung mit Wind, Wasser und Solarkraft bis 2030 als technisch und ökonomisch machbar, sie identifizieren primär soziale und politische Barrieren. Im Gutachten des WBGU (2011) wird aufgezeigt, „dass die technologischen Potenziale zur umfassenden Dekarbonisierung vorhanden sind“. Ebenso zeigen Pacala und Socolow (2004), dass das Klimaproblem mit derzeitigen Technologien lösbar ist.

heblichen Risiken verbunden. CCS befindet sich derzeit erst im Entwicklungsstadium und weist Risiken hinsichtlich des plötzlichen Entweichens von CO2 bei der Lagerung auf (Lilliestam et al., 2012b). Beide Technologien erschweren eine entschiedene Umsetzung anderer Dekarbonisierungsstrategien (WBGU, 2011). Zusammenfassend kann auf Basis der Literatur festgestellt werden, dass mit vorhandenen Technologien massive Emissionsreduktionen realisierbar sind und dass Technologien für die zunächst dringlich erforderlichen Umsetzungsschritte von Klimastrategien derzeit keine Barrieren darstellen. Unbestritten ist dabei, dass eine erhöhte Innovationsrate den Klimaschutz erleichtern würde. Unsicher bleibt hingegen, ob derzeit bekannte Technologien ausreichen, um die Ziele zur Gänze zu erreichen, da dies von einer Vielzahl komplex miteinander verbundener Faktoren und nicht-technischer Entwicklungen abhängt. In der Literatur wird auch darauf hingewiesen, dass sogenannte Lock-in-Situationen bei der Wahl von Technologien und bei der weiteren Entwicklung von Infrastrukturen zu vermeiden sind.

Einschränkungen der Erreichbarkeit Einschränkungen, um gesetzte Ziele mit bereits vorhandenen Technologien zu erreichen, finden sich vor allem in der Frage, ob der geforderte Wandel rasch genug von statten gehen kann (O’Neill et al., 2010). Darüber hinaus wird die technische und ökonomische Erreichbarkeit einer weltweiten erneuerbaren Energiebereitstellung durch die zeitliche Variabilität der Verfügbarkeit von Wind und Strahlung in Frage gestellt, wodurch erhebliche Überschusskapazitäten notwendig werden (Trainer, 2012). Als dritte wesentliche Barriere bei der Verfolgung von Klimaschutzzielen wird schließlich die Versuchung angeführt, die Hoffnung auf eine sogenannte Silver Bullet zu setzen, eine radikale bahnbrechende Technologie, die die geforderten Probleme ohne tiefgreifender Veränderungsprozesse lösen könnte (Grubb, 2004; Pinkse und Kolk, 2010).

Inadäquate energiepolitische Signale Ohne politische Unterstützung der Entwicklung und Implementierung neuer kohlenstofffreier Technologien werden die angestrebten Reduktionsziele bis 2050 nicht erreichbar sein, ferner sollten solche technologiepolitischen Maßnahmen mit Politikinstrumenten zur korrekten Bepreisung fossiler Energieträger ergänzt werden (Azar und Sandén, 2011). Weitere Barrieren bei der Dekarbonisierung stellt ein niedriger „Energy Return On Investment“ (EROI) von erneuerbaren Energieträgern im Vergleich zu fossilen dar (Murphy und Hall, 2010; Dobbs et al., 2011). Zudem werden Investitionen in erneuerbare Energieoptionen als mit höheren Risiken verbunden wahrgenommen (Dobbs et al., 2011). Auch bei Atomenergie ist der EROI niedrig und zudem, wie nach dem Reaktorunfall in Fukushima ersichtlich, mit er-

754

1.4.5

Fehlendes Wissen bzw. Unsicherheiten

Unsicherheiten bzgl. Vulnerabilitätsabschätzungen Ein zentrales Konzept in der Klimaschutz-Politik und der Forschung über den Klimawandel ist jenes der Vulnerabilität. Das UNFCC fordert die entwickelten Länder dazu auf, „die für die nachteiligen Auswirkungen der Klimaänderungen besonders anfälligen Vertragsparteien, die Entwicklungsländer, außerdem dabei [zu unterstützen], die durch die Anpassung an diese Auswirkungen entstehenden Kosten zu tragen“ (United Nations, 1992, eigene Übersetzung). In der Forschung wird daher versucht Instrumente zu entwickeln, um die Vulnerabilität einzelner Länder, Regionen, Sektoren und Menschengruppen unter den Bedingungen des Klimawandels zu evaluieren. Eine Vielzahl dieser Versuche standardisierte Vunerability Assessments zu entwickeln, werden jedoch kritisiert (Eriksen and Kelly, 2006; Barnett et al., 2008; Klein, 2009; Hinkel, 2011). Definitionen, Methoden und konzeptuelle Rahmen sind unter anderem von Adger (2006), Eakin und Luers (2006) sowie von Wolf et al. (2010) diskutiert worden. Die Ungewissheit und Ungenauigkeit bei Vulnerabilitätsabschätzungen lässt sich auf die vage und inkonsistente Definition von Vulnerabilität und damit verbundener Konzepte (Anpassungskapazität, Sensitivität) zurückführen (Adger, 2006; Hinkel, 2008; Ionescu et al., 2009; Wolf et al., 2010). Einige Forschende sind der

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Auffassung, dass Vulnerabilität nicht gemessen werden kann (Moss et al., 2001; Patt et al., 2008). Zudem werden die methodischen Schritte bei der Entwicklung von Vulnerabilitätsindikatoren oft nicht transparent dargestellt (Gallopin, 1997; Eriksen und Kelly, 2006, Klein, 2009). Ein weiteres Problem liegt darin, dass bei Vulnerabilitätsabschätzungen Annahmen über zwei eng miteinander verbundene Prozesse getroffen werden müssen: den Klimawandel mit seinen Folgen und sozioökonomische Veränderungsprozesse (demographische, soziale, wirtschaftliche und technologische Entwicklungen, die sich wiederum gegenseitig beeinflussen). Letztere Veränderungen werden allerdings meist nicht ausreichend berücksichtigt (Berkhout et al., 2002).

Unzureichendes Human- und Sozialkapital um mit Änderungen umzugehen

Kapitel 1: Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel

relevanter Technologien, sowie über den Stand des technologischen Fortschritts dar (van den Bergh, 2011). Weiters sind die komplexen Zusammenhänge des Erdsystems z. B. über sogenannte Tipping Points (Kipppunkte) und deren Folgen (Verkleinerung der Polkappen, Reduktion der Flächen mit Permafrost, Verwüstung des Amazonasgebiets, Greening of the Sahara) zu wenig bekannt. Werden aber diese Schwellwerte permanent überschritten, können irreversible Prozesse mit weitreichenden Konsequenzen in Gang gesetzt werden (Rockström et al., 2009).

1.4.6

Ansätze zur Überwindung der Barrieren

Tabelle  1.11 stellt die wesentlichen Barrieren sowie möglich Ansätze zur Überwindung derselben dar.

Unsere Gesellschaft verfügt über das Potenzial sich an Veränderungen, wie den aktuellen Klimawandel, anzupassen. Dieses Potenzial kann als die Fähigkeit kollektiv zu handeln verstanden werden (Adger, 2003). Im Kontext der Anpassung an den Klimawandel sind Human- und Sozialkapital Schlüsselfaktoren, die es erlauben, politische Zielsetzungen zu erreichen (Porrit, 2007). Damit die Bedeutung von Human-, bzw. Sozialkapital erkannt wird und es erhöht werden kann, bedarf es ausreichender Information darüber, was unter diesen Kapitalformen zu verstehen ist und ein Bewusstsein darüber, welche Bedeutung ihnen zukommt. Maßnahmen, die diese Kapitalien erhöhen, sind oft niederschwellig und recht günstig (etwa ehrenamtliche HelferInnen bei Hitzeperioden in Städten, welche alte alleinstehende Menschen besuchen; Solidaritätsplan bei Extremereignissen; Stärkung des Vereinslebens in einer ländlichen Gemeinde). Das ACRP Projekt Capitaladapt -Klimanetz beschäftigt sich mit diesen Themen und erprobt die Entwicklung von Maßnahmen zur Steigerung von Human- und Sozialkapital in zwei österreichischen Gemeinden.32

Fehlendes Wissen seitens der Entscheidungstragenden Selbst wenn wissenschaftliche Ergebnisse vorliegen, gelangen diese aufgrund inadäquater Kommunikationskanäle zwischen Wissenschaft und Politik (sowie zwischen unterschiedlichen Ländern und Regionen) oftmals nicht zur Umsetzung (Clar et al., 2012). Eine wesentliche Barriere bei der Dekarbonisierung stellt etwa das fehlende Wissen über die Kohlenstoffintensität 32

Vbl. www.klimanetz.at

755

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

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Tabelle 1.11 Barrieren von Anpassung und Emissionsminderung und Ansätze zu deren Überwindung Table 1.11 Barriers to adaptation and mitigation and approaches to overcome them Barriere

;  ƒƒŸ=  Barriere

GOVERNANCE 1.1

Kurze politische Entscheidungshorizonte: sofort wirksame Kosten von Klimaschutz im Widerspruch zu langfristigen Auswirkungen des Klimawandels

Systemischer Ansatz zu Ressourcenmanagement (Dobbs et al., 2011), Transparenz bei Entscheidungssituationen (Held et al., 2007), Veränderung der Diskontierungsraten (Arrow et al., 2004) (siehe 1.2)

1.2

Verwendung hoher Diskontierungsraten für zukünftige Schäden des Klimawandels im Rahmen von Entscheidungsprozessen

Berücksichtigung in den ökonomischen Methoden der Budget-Ansätze (Arrow et al., 2004)

1.3

Politische, institutionelle und ökonomische Pfadabhängigkeiten, Interessensstrukturen sowie VetospielerInnen erschweren den Übergang zu einer nachhaltigen Gesellschaft

Transitionsforschung zur Identifikation von Interessensstrukturen und von „akzeptablen“ Lösungen (WBGU, 2011), erhöhte Transparenz bei Entscheidungen (Held et al., 2007)

1.4

Inadäquate Koordination zwischen Energiepolitik und anderen Politikfeldern hinsichtlich Klimaschutz (Verkehr, Landwirtschaft, Tourismus, Raumplanung, Industrie etc.) – führt beispielsweise zu Raumnutzung ohne Rücksicht auf Energiefolgen

Lernende Herangehensweise bei institutionenübergreifenden Steuerungsgruppen (Nilsson und Swartling, 2009), Forschung zu für den Klimaschutz adäquaten Zuständigkeiten und zu Veränderung der institutionellen Mindsets (Dobbs et al., 2011)

1.5

Inadäquate Koordination zwischen unterschiedlichen EntscheidungsträgerInnen (Bund, Land, Gemeinden, Energieversorger, KleinanbieterInnen etc.)

Lernende Herangehensweise bei institutionenübergreifenden Steuerungsgruppen (Nilsson und Swartling 2009), Forschung zu für den Klimaschutz adäquaten Zuständigkeiten und zu Veränderung der institutionellen Mindsets (Dobbs et al., 2011)

1.6

Direkte und indirekte Förderungen energieintensiver Produkte, Dienstleistungen und Infrastrukturen (z. B. durch Subventionen auf Exploration, Förderung von CO2-intensiven Anpassungsmaßnahmen, ungenügende Planungssicherheit für Erneuerbare z. B. hinsichtlich Einspeisetarife)

Überarbeitung des Förderinstrumentariums, Forschung zu einem systemischen Ansatz des Ressourcenmanagements und dessen Nutzung für politische Entscheidungssituationen (Dobbs et al., 2011)

1.7

Preise der Energieträger bzw. von Gütern und Dienstleistungen spiegeln nicht deren treibhausrelevante Kohlenstoffbilanz wider

Ökologische Steuerreform (Verschiebung der Steuerlast von Arbeit auf Energie) (Bosquet, 2000), Förderung erneuerbarer alleine birgt die Gefahr des Green Paradox (Sinn, 2008; van den Bergh, 2012)

1.8

Folgen des Klimawandels sind vor allem in Entwicklungsländern spürbar, wo die Anpassungskapazitäten niedrig sind und die Verantwortung der Industrieländer für ihren Beitrag zu vergangenen THG-Emissionen gering ist.

Verstärkung des österreichischen Engagements z. B. in den Initiativen der Europäischen Union (z. B. Ressourcenstrategie)

1.9

Mangelnde Kompetenzen bei Planungsaufgaben z. B. im Verkehrswesen, unzureichende Kenntnisse der realen Systemwirkungen

Forschung in Systemwirkungen, Emissionsminderung von Lock-in Situationen und Anpassung der Ausbildung

2.1

Barrieren bei der Dekarbonisierung des Wirtschaftssystems, beispielsweise in Form einer mächtigen Bauindustrie, die gemeinsam mit Banken agiert; Netzwerke von Abhängigkeiten, welche nicht nur innerhalb der Wirtschaft bestehen, sondern auch in die staatliche Verwaltung reichen etc.

Schaffung einer besseren Wissengrundlage über die Dynamik von Innovationsystemen, um deren zentrale AkteurInnen, Netzwerke, und Strukturen, um politische Interventionspunkte identifizieren zu können (Bergek et al., 2008); Verschiebung des Fokus von unternehmerischen Entscheidungen von Arbeits- und Kapitalproduktivität auf Ressourcenproduktivität (Dobbs et al., 2011)

2.2

EigentümerInnen-NutzerInnen-Dilemma: Investitionen zur Energieeinsparung sind z. B. für EigentümerInnen von Büroflächen nicht rentabel, da diese die Kosten oft nicht auf die NutzerInnen übertragen können, obwohl diese daraus einen finanziellen Vorteil ziehen (z. B. thermische Althaussanierung)

Verpflichtender Energieausweis für vermietete Objekte, Mietregulierungen in Abhängigkeit vom Energieverbrauch (Schleich und Gruber, 2008)

WIRTSCHAFTLICHE BARRIEREN

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Kapitel 1: Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel

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Barriere

;  ƒƒŸ=  Barriere

2.3

Carbon Leakage Effekte: Emissionsreduktion in stärker dem Klimaschutz verpflichtenden Ländern / Regionen führt zu Emissionszunahmen in weniger stark verpflichteten Ländern / Regionen

International abgestimmte Vorgehensweise bei der Bepreisung von THG (Dobbs et al., 2011; van den Bergh, 2012) oder internationale Kooperation bei der Reduktion von THG (Dobbs et al., 2011); sollte internationale Abstimmung unmöglich sein, AntiLeakage Politik in Form von Importsteuern auf THG oder allenfalls auch Exportsubventionen (van Asselt und Brewer, 2010).

2.4

Rebound Effekte: effizientere Technologien führen zu Kosteneinsparungen, dadurch freigewordene finanzielle Ressourcen werden für mehr oder andere energieintensive Produkte oder Dienstleistungen ausgegeben

Koordinierte Herangehensweise der Energiepolitik, z. B. durch gleichzeitige Erhöhung der Energiesteuer oder Einführung einer CO2-Steuer (Hanley et al., 2009)

3.1

Diskrepanz zwischen Umweltbewusstsein und umweltbewussten Handeln (Rollendistanz, fundamentale Attributionsfehler, Mechanismen zur Dissonanzreduktion)

Choice-Editing (Verbot von Produkten und Praktiken, die bei kleinem Nutzen hohe Umweltbelastungen nach sich ziehen), Preissignale (Maniates, 2010)

3.2

neue „Energiearmut“: nur Personen mit ausreichendem Einkommen können sich notwendige Produkte und Dienstleistungen leisten

Anpassung der Sozialpolitik (Kopatz et al., 2010)

3.3

Personal efficacy: Keine Bereitschaft, sich von Energieüberfluss zu verabschieden (derzeit wird Energie nicht als kritische Ressource angesehen, Verfügbarkeit ist selbstverständlich)

Bewusstseinsbildung über Peak oil und Endlichkeit von nicht-erneuerbarer Energie sowie Auswirkungen des eigenen Lebensstils auf sich selbst, andere jetzt lebende Personen und zukünftigen Generationen

3.4

Vorstellung von technologischer Machbarkeit steht einer flexibleren Abstimmung von Angebot und Nachfrage im Weg

Smart Grids die Lernen bei ProduzentInnen und KonsumentInnen fördern

3.5

Extremereignisse führen eher zu Verhaltensänderungen (Anpassung) als graduelle Veränderungen

Aufklärung und Information

SOZIALE BARRIEREN

TECHNOLOGISCHE BARRIEREN 4.1

Langsame Diffusion vorhandener Technologien

Eine entschiedene Klimapolitik kann die Marktdurchdringung stark beschleunigen (WBGU, 2011)

4.2

Zeitliche Variabilität der Verfügbarkeit von Wind und Strahlung

Konzeptualisierung der Technologieentwicklung als öffentliches Gut-Problem, um hier eine rasche Entwicklung von Systeminnovationen, in denen technologische Lösungen eingebettet sind, zu fördern. Für Wind und Strahlung ist hier eine Flexibilisierung der Nachfrage, Smart Grids wie auch Verbesserung der Speichertechnologien zu nennen.

4.3

Hoffnung auf eine „magic bullet“, eine bahnbrechende Technologie, verleitet die Klimapolitik dazu, Entscheidungen über derzeit machbare aber schwer durchzusetzende Dekabonisierungsstrategien aufzuschieben (Beispiele dafür sind Carbon Capture and Storage (CCS), Atomenergie sowie 2nd Generation Biofuels)

Bewertung potentieller „magic bullets“ (inkl. Kosten, EROI [Energy Return On Investment] und Risikoabschätzungen). So ist Atomenergie aufgrund des schlechten EROIs (Energy Return On Investment) sowie hoher Kosten und großer Risiken nicht geeignet. CCS ist derzeit im Entwicklungsstadium (noch keine Pilotanlagen), senkt den Wirkungsgrad des Energiesystems, leakage Probleme scheinen ungelöst, riskante Technologie, hohe Kosten. Auch die Forschung zu 2nd Generation Biofuels haben derzeit noch keine signifikanten Fortschritte erzielt. Zudem bleibt die Flächenkonkurrenz für die Lebensmittelproduktion bestehen. Aus heutiger Sicht sind keine „magic bullets“ zu erwarten.

4.4

EROI (Energy Return On Investment) ist für erneuerbare Energien schlechter (aber auch für unkonventionelle fossile Energieträger)

Gezielte Programme für energieeffizientere Lösungen und zur Nachfragesenkung sind erforderlich (z. B. im Verkehr: Urbane Zentren mit Reduktion des motorisierten Individualverkehrs und kompaktere Siedlungsstrukturen – Stopp der Zersiedelung)

757

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

4.5

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Barriere

;  ƒƒŸ=  Barriere

Autoindustrie setzt weiter auf billige und leichte Energieverfügbarkeit, Beispiel: E-Mobilität

Integrierte Bewertungsansätze von Entwicklungen, die Wirkungen auf nationaler und globaler Systemebene als Referenz heranziehen

FEHLENDES WISSEN / UNSICHERHEIT 5.1

Unsicherheiten bzgl. Vulnerabilitätsabschätzungen

Verbesserung der Frühwarnsysteme; Maßnahmen zur Reduktion von Exposure und Sensitivity (Patt et al., 2009; Birkmann, 2006)

5.2

Unzureichendes Human- und Sozialkapital um mit Änderungen umzugehen

Bewusstseinskampagnen betreffend die Bedeutung von Human- und Sozialkapital sowie Unterstützung der Gemeinden bei der Entwicklung von Maßnahmen, die Human- und Sozialkapital stärken (Fraser, 2009; Adger, 2003).

5.3

Fehlendes Wissen über das Erdsystem z. B. über tipping points und deren Folgen (Verkleinerung der Polkappen, Reduktion der Flächen mit Permafrost, Verwüstung des Amazonasgebietes, Greening of Sahara desert etc.)

Globale Modellierung bleibt unsicher, entschiedener Klimaschutz ist die zuverlässigste Maßnahme; Anpassungsmaßnahmen, die robust sind, d. h. auch bei unterschiedlichen konkreten Entwicklungen vorteilhaft sind

5.4

Fehlendes Wissen über die Karbonintensität relevanter Technologien und des technologischen Fortschrittes

Systematischer Aufbau von Datenbanken auf Basis internationaler Kooperationen, und Entwicklung von effektiven Werkzeugen, um auf das in diesen Datenbanken enthaltene Wissen rasch und kontextspezifisch zugreifen zu können

5.5

Wenig Wissen darüber, welche Infrastruktur notwendig bzw. möglich ist, um Energieziele zu erreichen

Forschung zur Verbindung von Energie- und Materialintensität verschiedener Infrastruktursysteme

5.6

grundlegende Irrtümer auf allen Ebenen über Annahmen und Wirkungszusammenhänge, etwa im Fall technischer Verkehrssysteme („Mobilitätswachstum“ das es nicht gibt)

Maßnahmen, Methoden und Technologien, um die Transparenz öffentlicher Kommunikation zu steigern, um falsche oder irreführende Informationen sowie deren Quelle zu identifizieren

1.5 1.5 t


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758

Forschungsbedarf Research needs

Integration von Klimapolitik in andere Politikfelder auf nationaler Ebene (Bund, Länder, Gemeinden) und europäischer Ebene: Fortschritt bezüglich der Integration von Klimapolitik in anderen Politikbereichen (v. a. Energie, Verkehr, Land- und Forstwirtschaft). Wechselwirkungen zwischen unterschiedlichen Instrumenten und Maßnahmen. Bessere Nutzung von Synergien und Verhinderung von Trade-offs. Fragen zur Verankerung klimapolitischer Erfordernisse in politischen Entscheidungsprozessen und der öffentlichen Meinungsbildung: Ermittlung von Faktoren (endogenen und exogenen) für eine bessere Verankerung in Politik und öffentlicher Meinung. Identifizierung der zentralen AkteurInnen, die letztlich dafür entscheidend sind, ob Klimapolitik effektiv oder ineffektiv ist. Klimapolitikinnovationen: Identifikation von Barrieren und fördernden Faktoren bzw. der Bedingungen klimapolitischer Innovationen. Diffusions- und Lernprozesse über

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Ländergrenzen hinweg (von anderen Ländern nach Österreich oder vice versa). Ermittlung von Potenzialen und Grenzen der Diffusion von Klimapolitikinnovationen. Mögliche Instrumente und Maßnahmen zur Verringerung von Emissionen entlang der Wertschöpfungskette: Reduzierung der zunehmenden Divergenz zwischen Emissionsminderung im Inland (und somit Absinken der produktionsbasierten Emissionen) und importierten Emissionen aus dem Ausland (Zunahme der konsumbasierten Emissionen). Abschätzung der Wechselwirkungen zwischen „Vorreiterrolle“ und „Unilateralität“. Untersuchung der Wirksamkeit von kurz- und langfristigen klimapolitischen Maßnahmen auf nationaler und europäischer Ebene („Europa 2020“-Prozess): Stellenwert des Klimaschutzes im „Europa 2020“-Prozess und Erfolg der europäischen Governance diesbezüglich. Ermittlung der Bereiche, wo Mitigationsmaßnahmen langfristige Verhaltensänderungen schaffen, und wo nur kurzfristige Ausweichreaktionen stattfinden. Wirksamkeit von Szenarien und Pathways: Geeignete Instrumente und Maßnahmen, um technologische, öko-

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nomische und gesellschaftliche Reduktionspotenziale zu erreichen. Gestaltung von Modellen und Szenarien für kurze, mittlere und lange Zeithorizonte hin zu einer „Post Carbon“-Wirtschaft und -Gesellschaft. Integration von Anpassung in diverse Politikbereiche: Entstehung eines neuen querliegenden Politikfeldes „Anpassung“ und Bestimmung der institutionellen, akteursstrategischen und diskursiven Wandlungsprozesse. Identifikation von Öffnungsprozessen hin zu neuen politischen und planerischen Lösungen (auch in anderen von Anpassung betroffenen Politikbereichen). Von Anpassungsstrategien zu Maßnahmen: Tatsächlicher Erfolg von Regierungen bei der Umsetzung von Anpassungsstrategien. Bestimmung von förderlichen und behindernden Faktoren bezüglich der Umsetzung von Anpassungsmaßnahmen. Identifikation von Erfolgsbedingungen für erfolgreiche Anpassung. Umgang mit Unsicherheiten und Interaktionen zwischen Wissenschaft und Politik bei Entscheidungen: Stärkung der beidseitigen Interaktion von Wissenschaft und Politik. Verbesserung der Wissensbasis von politischen Entscheidungen. Weiterentwicklung von Modellen und Szenarien, um mit Unsicherheiten und Variabilitäten besser umzugehen. Soziale Aspekte der Klimaschutz- und Anpassungspolitik: Rolle von politischen, ökonomischen und / oder ethischen Überlegungen bei der Verteilung von Kosten des Klimawandels zwischen unterschiedlich entwickelten und unterschiedlich betroffenen Regionen, u. a. am Beispiel des Green Climate Fund. Grenzen der Anpassung für Österreich: Bestimmung der Stärke klimatischer Veränderung (Temperaturänderung, Verschiebung klimatischer Zonen etc.), die zu den Grenzen der Anpassungsfähigkeit führen. Ermittlung welche Klimawandelfolgen (Art bzw. Ausmaß) durch grüne Anpassungsmaßnahmen abgefedert werden können, welche graue Maßnahmen erfordern und welche volkswirtschaftlichen Kosten und Nutzen damit verbunden sind. Die Relevanz sozioökonomischer Entwicklungen: Beeinflussung von Kosten des Klimawandels sowie der Anpassung an diesen durch sozioökonomische Veränderungen (demographischer Wandel, Strukturwandel etc.). Einfluss dieser im Vergleich zu Veränderungen der klimatischen Exposition. Vereinbarkeit von Energie- und Klimazielen unter Berücksichtigung internationaler Energiemärkte: Formen von Wechselwirkungen zwischen Energiewende, internationalen Energiemärkten und Klimapolitik. Verhinde-

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rung von Versorgungsunterbrechungen und -engpässen bei zunehmender Nutzung von erneubarem Strom. Qualifizierung einer Risikostreuung hinsichtlich des Energiemixes aus der Perspektive der Versorgungsicherheit. Wechselwirkung zwischen Emissionsminderung (Mitigation) und Klimawandelanpassung (Adaptation): Feststellung des Maßes optimaler Anpassung und deren zeitgerechter Umsetzung. Klärung der Frage, ob ungesteuerte private Anpassung zu signifikanten zusätzlichen Emissionen und Ressourcenverbräuchen führt. Verhinderung von zu viel und zu wenig Anpassung bzw. Vermeidung von Trade-offs zwischen Anpassung und Klimaschutz. Finanzpolitische Auswirkungen des Klimaschutzes: Konsequenzen unterschiedlicher Förderinstrumente auf die Volkswirtschaft (sektorale Effekte, Beschäftigung, Einkommensverteilung, Wohlfahrt etc.). Sozioökonomische Herausforderungen einer Transformation: Erkenntnisgewinne aus der Übertragung von BestPractice-Beispielen für die Gestaltung von Rahmenbedingungen, Möglichkeiten sowie Erfolgsfaktoren (Success Factors). Identifikation neuer Grundlagen politischen Handelns und politischer Strukturen, die für eine Transformation ggf. erforderlich sind. Innovative Umsetzungsprozesse: Gestaltung von Umsetzungsprozessen für Klimaschutz und Anpassung, so dass alle optimal aus den Fehlern und Erfolgen lernen, und es zu einem Kompetenzaufbau (Capacity Building), Wissenstransfer sowie sozialen Lernprozess kommt. Verwirklichung eines möglichst breiten, integrativen und alle Facetten abdeckenden Anpassungs- und Klimaschutzprozesses. Umgang mit Argumenten der KlimawandelskeptikerInnen. Integrative Szenarienentwicklung (angelehnt an IPCC): Identifikation entscheidender Rahmenbedingungen für die Entwicklung sozialer Vulnerabilität und letztlich für die sozialen Kosten des Klimawandels in Österreich. Konsistente Ableitung österreichischer sozioökonomischer Szenarien mit Einbeziehung der Betroffenen, aufbauend auf bestehenden Szenarien. Transdisziplinäre Zusammenarbeit und politische Steuerung: Gestaltung des Aufbaus und der Unterstützung sozialer Innovationsprozesse (z. B. neuer Netzwerke). Ablauf der Koordination von Klimapolitik vor dem Hintergrund von Medien-, Interessens- und Machtstrukturen. Sicherstellung von wissensbasierten Entscheidungen auf allen Ebenen. Gestaltung von politischen Steuerungsprozessen für öffentliche und private Anpassung.

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1.6 1.6

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Kapitel 1: Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel

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767

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

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2010/31/EU: Richtlinie 2010/31/EU des Europäischen Parlaments und des Rates vom 19. Mai 2010 über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden, ABl. L 153 vom 18/06/2010, S. 13–35. 406/2009/EG: Entscheidung Nr. 406/2009/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 23. April 2009 über die Anstrengungen der Mitgliedstaaten zur Reduktion ihrer Treibhausgasemissionen mit Blick auf die Erfüllung der Verpflichtungen der Gemeinschaft zur Reduktion der Treibhausgasemissionen bis 2020, ABl. L 140 vom 05/06/2009, S. 136–148. EG 244/2009: Verordnung (EG) Nr. 244/2009 der Kommission vom 18. März 2009 zur Durchführung der Richtlinie 2005/32/ EG des Europäischen Parlaments und des Rates im Hinblick auf die Festlegung von Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung von Haushaltslampen mit ungebündeltem Licht, ABl. L 76 vom 24/3/2009, S. 3-16. EG 443/2009: Verordnung (EG) Nr. 443/2009 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 23. April 2009 zur Festsetzung von Emissionsnormen für neue Personenkraftwagen im Rahmen des Gesamtkonzepts der Gemeinschaft zur Verringerung der CO2 -Emissionen von Personenkraftwagen und leichten Nutzfahrzeugen, ABl. L 140 vom 05/06/2009, S. 1–15.

1.7 1.7

Anhang ;

Tabelle 1.A1 Table 1.A1

Emissionsminderungsoptionen in Österreich (Köppl et al., 2011) Options for mitigation in Austria (Köppl et al., 2011)

Emissionsminderungsoptionen

" 

Mobilität M-1

Effiziente Raumstruktur

Reduzierung der Personenkilometer (pkm) vom motorisierten Individualverkehr durch bessere Raumplanung; Steigerung der pkm im öffentlichen Verkehr

M-2

Ausbau Öffentlicher Verkehr

Verlagerung vom motorisierten Individualverkehr zu öffentlichen Verkehr; Anteil des öffentlichen Verkehrs steigt von 25 % (2005) auf 28 % (2020)

M-3

Ausbau Nicht-motorisierter Individualverkehr

Verlagerung vom motorisierten Individualverkehr zu nicht motorisierten Individualverkehr (Fahrrad und Fußwege)

M-4

Alternative Antriebe

Verlagerung von konventionellen Pkws zu Elektroautos und plug-in Hybridfahrzeugen

M-5

Effizienterer Güterverkehr

Reduzierung der Tonnenkilometer durch Verbesserung des intermodalen Verkehrs, Logistik und Teleinformatik

M-6

Leichtbauweise

Steigerung der Energieeffizienz im motorisierten Individualverkehr durch Leichtbauweise

M-7

Biotreibstoffe erster Generation

Steigerung des Anteils von Biokraftstoffen erster Generation im Treibstoffgemisch für Mobilität

M-8

Verlagerung des Tanktourismus

Angleichen der Treibstoffpreise auf das Niveau der Nachbarländer; Reduktion der Kraftstoffexporte in Fahrzeugtanks

1

Gebäude

768

B-1

Thermische Sanierung

Sanierung des Gebäudebestandes auf Niedrigenergiehausstandard. Steigerung der Sanierungsrate von 1 auf 5 % bis 2020

B-2

Neubau Passivhausstandard

Passivhausstandard (weniger als 15 kWh / m2) für neue Wohnhäuser

B-3a

Heizungstausch

Austausch von mit fossilen Energieträgern befeuerten Heizsystemen auf effizientere Heizsysteme mit erneuerbaren Energieträgern

Kapitel 1: Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel

AAR14

Emissionsminderungsoptionen

" 

B-3b

Solare Wärme

Steigerung der Solarwärme für Heizung und Warmwasseraufbereitung (von 2,7 PJ 2008 auf 29,4 PJ 2020)

B-4

Eigenstrom durch Photovoltaik

Installation von 354 MWp auf Dächer bis 2020 (von 32 MWp in 2008)

B-5

Energieoptimierte Geräte

Substitution von Haushaltsgeräten auf energieoptimierte Geräte

Produktion P-1

Energiebedarf der Produktionsgebäude

Thermische Sanierung von Produktionsgebäuden und Substitution alter Beleuchtung auf effizientere Systeme

P-2

Prozessintensivierung

Effizientere Prozesse und Planung der Anlagen; Nutzung von Abwärme

P-3

Energieeffiziente Antriebe

Austausch von stationären Antrieben durch effizientere Anlagen

P-4

Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)

Austausch von Gasbrennern durch effizientere KWK-Anlagen

P-5

Substitution von fossilien Energieträgern

Substitution von kohle- und ölbasierter Wärmeenergie durch Gasbrenner

P-6

Biomasse für Prozesswärme2

Substitution von gasbasierter Wärmeenergie durch Biomasse

P-7

Solare Wärme

Substitution von Gas für Prozesse im Niedertemperaturbereich durch Solarwärme; Nutzung von Solarwärme für Heizung der Produktionsgebäude

Elektrizität und Wärme E-1

Windenergie

Substitution von öl- und gasbasierter Stromerzeugung durch Windkraft

E-2

Wasserkraft

Substitution von öl- und gasbasierter Stromerzeugung durch Wasserkraft

E-3

Biomasse- und Biogas KWK

Substitution von öl- und gasbasierter Stromerzeugung durch Biomasse und Biogas KWKs

E-4

Effizienzpotenzial der Energienachfrage

Reduzierung des fossilen Umwandlungseinsatzes durch reduzierte Energienachfrage in den Sektoren Mobilität, Gebäude und Produktion

1 Kritische Aspekte der Produktion von Biotreibstoffen werden hierbei nicht explizit berücksichtigt, wenngleich die Autoren auf diese Diskussion verweisen. Zum Thema Treibhausgasemissionen von Bioenergieproduktion und Nutzung siehe auch Band 3, Kapitel 2. 2 Die Emissionswirkungen dieser Maßnahme berücksichtigen potenziell negative Effekte der Biomasseproduktion nicht. Siehe auch Fußnote 28.

769

Band 3 Kapitel 2:

Land- und Forstwirtschaft, Wasser, Ökosysteme und Biodiversität

Volume 3 Chapter 2: Agriculture and Forestry, Water, Ecosystems and Biodiversity Koordinierende Leitautoren Josef Eitzinger, Helmut Haberl LeitautorInnen Barbara Amon, Bernadette Blamauer, Franz Essl, Veronika Gaube, Helmut Habersack, Robert Jandl, Andreas Klik, Manfred Lexer, Wolfgang Rauch, Ulrike Tappeiner, Sophie Zechmeister-Boltenstern Beiträge von Thomas Amon, Gernot Bodner, Thomas Cech, Jürgen Friedel, Johann Glauninger, Thomas Gschwantner, Norbert Kreuzinger, Michael Oberforster, Christoph Plutzar, Erich Pötsch, Martin Schlatzer, Johannes Schmidt, Martin Schönhart, Stefan Schmutz Für den Begutachtungsprozess Hermann Lotze-Campen

Inhalt ZUSAMMENFASSUNG

773

2.5

SUMMARY

773

2.5.1

KERNAUSSAGEN

774

2.1

Einleitung

776

2.2 2.2.1 2.2.2

Landwirtschaft THG-Minderung in der Landwirtschaft Anpassungsmaßnahmen in der Landwirtschaft Synergien und Trade-offs von Anpassung und THG-Minderung

780 781

797

O'

Forstwirtschaft THG-Minderung in der Forstwirtschaft Anpassungsmaßnahmen in der Forstwirtschaft Systemische Effekte, Wechselwirkungen von Anpassung und THG-Minderung

799 799

2.7.1

805

2.7.2

Wasserwirtschaft und Gewässerschutz THG-Minderung im Bereich der Wasserwirtschaft Anpassungsmaßnahmen in der Wasserwirtschaft und im Gewässerschutz Synergien und Trade-offs Anpassung und THG-Minderung

810

2.2.3

2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.3

2.4 2.4.1 2.4.2 2.4.3

2.5.2

2.6 2.6.1 2.6.2

787

807

810 812 818

2.8

2.8.1 2.8.2

Naturschutz, natürliche Ökosysteme und Biodiversität Anpassung im Bereich Naturschutz, natürliche Ökosysteme und Biodiversität Synergien zwischen THG-Minderung und Anpassung Kosten und Potenziale Kosten und Potenziale der THG-Reduktion Kosten und Nutzen von Klimaanpassungsmaßnahmen @"H`*  sum im Bereich Lebensmittel und Ernährung Potenziale zur THG-Reduktion durch Änderungen in der Ernährung THG-Reduktion durch Vermeidung von Lebensmittelabfällen Systemische Effekte, Risiken und Unsicherheiten bezogen auf Land- und Forstwirtschaft, Wasserwirtschaft und Ökosysteme Landnutzungstrends in Österreich THG-Emissionen von Bioenergieproduktion und -nutzung

819 820 823 826 826 827

827 827 830

831 831 833

O\

772

   • " nen

835

2.10

Forschungsbedarf

838

2.11

Literaturverzeichnis

839

AAR14

Kapitel 2: Land- und Forstwirtschaft, Wasser, Ökosysteme und Biodiversität

ZUSAMMENFASSUNG Für Management, Nutzung und Schutz von terrestrischen und aquatischen Ökosystemen sowie für die nachhaltige Bewirtschaftung der Schlüsselressource Wasser stellt der Klimawandel in vielfacher Hinsicht eine Herausforderung dar. Zwischen Land- und Forstwirtschaft, Wasserwirtschaft und Gewässerschutz sowie der Erhaltung von Ökosystemen und Biodiversität bestehen dabei zahlreiche Wechselwirkungen. Fast alle Maßnahmen zur Treibhausgas  (THG)-Reduktion sowie zur Anpassung an den Klimawandel, die in diesen Sektoren getroffen werden können, haben weitere soziale, ökonomische und ökologische Wirkungen zur Folge. Diese Wechselwirkungen können auch die THG-Reduktionspotenziale, die mit einer Maßnahme erzielt werden können, maßgeblich beeinflussen. Dies betrifft u. a. die Frage der bei einem Ersatz von Fossilenergie durch Bioenergie erzielbaren THG-Einsparungen, welche durch systemische Effekte im Bereich der Landnutzung (z. B. Landnutzungsänderungen durch Ausweitung von Anbauflächen) erheblich beeinflusst werden können. In der Landwirtschaft bestehen Möglichkeiten zur Verringerung der THG-Emissionen besonders in den Bereichen Fütterung von Wiederkäuern, Behandlung von Wirtschaftsdünger, Reduktion von Stickstoffverlusten und Erhöhung der Stickstoffeffizienz. Der Ausbau landwirtschaftlicher Bioenergieproduktion kann u. a. im Rahmen einer Strategie der integrierten Optimierung von Lebensmittel- und Energieproduktion zur kaskadischen Nutzung von Biomasse zur THG-Reduktion beitragen. In der Landwirtschaft besteht Anpassungsbedarf in zahlreichen Bereichen. Kurzfristig können z. B. Bodenbearbeitungsverfahren wie Mulchen oder reduzierte Bodenbearbeitung eingesetzt, trocken- oder hitzeresistente Arten bzw. Sorten verwendet und Anbau- und Bearbeitungszeitpunkte und Fruchtfolgen angepasst werden. Mittelfristig kann z. B. die Bewässerungsinfrastruktur und -technik verbessert, Monitoringsysteme für Schädlinge und Krankheiten eingeführt, trocken- oder hitzeresistente Arten bzw. Sorten gezüchtet, Lagerbestände aufgebaut und Risikoverminderungsstrategien entwickelt werden. Die Forstwirtschaft stellt auf Grund der hohen Kohlenstoffbestände im Wald einen Schlüsselsektor für die THG-Reduktion dar. Sie kann sowohl durch ihre Funktion als Kohlenstoffsenke, als auch durch Bereitstellung emissionsarmer Rohstoffe bzw. Energie zum Klimaschutz beitragen. Hierbei sind systemische Wechselwirkungen zwischen Senkenfunktion, Produktionsfunktion und anderen ökologischen Funktionen bzw. Dienstleistungen des Waldes zu beachten. Eine integrierte Optimierung von forstlicher Produktion und Nutzungskaskaden

verspricht den größten Nutzen. Die Anpassung an den Klimawandel stellt für die Forstwirtschaft auf Grund der langen Planungszeiträume eine besondere Herausforderung dar. Hierbei sind sowohl Verschiebungen von mittleren Niederschlags- und Temperaturwerten, inklusive der damit verbundenen Veränderungen bei forstschädlichen Insekten oder Pilzen, als auch Veränderungen in den Extremereignissen, wie Windwürfen oder Trockenperioden, zu beachten. In der Wasserwirtschaft selbst gibt es nur geringe Möglichkeiten zur THG-Reduktion. Sehr wohl besteht eine Vielzahl an Herausforderungen durch den Klimawandel, denen am effizientesten mit Adaptationsmaßnahmen begegnet werden kann, die auf interdisziplinären, integrierten Konzepten beruhen. Diese betreffen u. a. Landnutzungsänderungen in den Einzugsgebieten, Vorsorge vor Hoch- und Niederwasser, Geschiebemanagement sowie Maßnahmen in den Bereichen Trinkwasserversorgung und Abwasserreinigung. Der Klimawandel erhöht den Druck auf Ökosysteme und Biodiversität, die zurzeit bereits durch vielfältige Faktoren wie etwa Landnutzung oder Immissionen belastet sind. Vor allem eine Beseitigung von Wanderungsbarrieren – etwa durch Schaffung eines Lebensraumverbundes – stellt eine wichtige Anpassungsoption dar. Viele Naturschutzmaßnahmen können auch zur THG-Reduktion beitragen, indem sie zu einer Erhöhung der Kohlenstoffsenkenfunktion von Ökosystemen führen. Dies ist etwa beim Schutz bzw. bei der Restaurierung von Mooren oder bei einer Verringerung der Nutzungsintensität in dafür geeigneten Waldgebieten oder Feuchtegebieten der Fall. Nachfrageseitige Veränderungen, etwa eine Veränderung der Konsumgewohnheiten im Bereich Ernährung sowie Maßnahmen zur Reduktion von Lebensmittelabfällen, können erheblich zur THG-Reduktion beitragen. Vor allem eine Verringerung des Konsums tierischer Produkte bei Vergrößerung des Anteils regionaler und saisonaler Produkte und eine Bevorzugung von Produkten mit niedrigen spezifischen THGEmissionen könnten hierbei einen Beitrag leisten.

SUMMARY Climate change represents a substantial challenge for the management, use and protection of terrestrial and aquatic ecosystems as well as the sustainable use of the key water resources. Numerous feedbacks exist between agriculture, forestry, and water management sectors as well as the conservation of ecosystems and biodiversity. Almost all options to reduce greenhouse gas  (GHG) emissions or to adapt to climate change in these sectors also have other socioeconomic or ecological consequences than the intended ones. Such feedbacks can

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also affect the GHG reduction potentials of climate-change mitigation measures. One example are the GHG emission reductions associated with a substitution of bioenergy for fossil fuels, which are substantially influenced by direct and indirect systemic feedbacks in land use, such as changes in forest area that may result from changes in cultivated areas. A multitude of options exist in the agricultural sector to reduce GHG emissions, in particular in ruminant feeding, manure management, reduction of nitrogen losses and increased nitrogen efficiency. Increased production of agricultural bioenergy can help to reduce GHG emissions, especially when implemented following an integrated optimization of food and energy production as well as a cascadic use of biomass. Short-term adaptation options include: changes in soil management such as mulching or reduced tillage; selection of heat- or drought tolerant breeds or cultivars; or changes in the timing of sowing or soil management measures; as well as improved crop rotation schemes. Medium-term options include: improved irrigation infrastructures and technologies; breeding of drought or heat resistant cultivars; development of monitoring systems for pests or infectious diseases; increased storage capacities; and other risk minimization strategies. Due to the high carbon stocks in forests, the forestry sector is a key factor for land-use related GHG mitigation strategies. Forestry can contribute to climate-change mitigation through carbon sequestration as well as through the provision of lowcarbon resources (e. g., materials, energy). Systemic interdependencies between the forest’s production and sequestration functions, as well as its delivery of other ecosystem services, need to be considered. Socioeconomic as well as ecological and climate effects can be improved through an integrated optimization of forest production and biomass use cascades. For forestry, adaption to climate change is a particular challenge due to the long life span of trees and the long-term legacies of forest management measures. Changes in mean values of precipitation and temperature, including their effects on forest pathogens, as well as extreme events such as drought or storm events, need to be considered. Few options exist to reduce GHG emissions in water management. Adaption to climate change can help addressing a multitude of challenges in that sector, which is most efficient if based on integrated, interdisciplinary concepts. These include: land-use changes in watersheds; protection against low and high water runoff in rivers; rubble and sediment management; as well as measures for drinking water supply and waste water treatment. Climate change increases the pressures on ecosystems and biodiversity which are already affected by a multitude of fac-

tors such as land-use change or toxic chemicals. Removal of migration barriers, e. g., through the creation of a habitat network, is an important adaptation option. Many nature conservation measures can also help to increase carbon sequestration, e. g., through the protection or restoration of bogs and wetlands or a reduction of land-use intensity in suitable forest or wetland areas. Demand-side options, e. g., changes in food consumption or reductions of food wastes, can help to reduce GHG emissions substantially. In particular, a reduction of the share of animal products in diets as well as an increased share of regional and seasonal products as well as preferred use of low-GHG products can contribute to demand-side related GHG mitigation.

KERNAUSSAGEN t


Es gibt zahlreiche Wechselwirkungen zwischen Landund Forstwirtschaft, Wasser und Biodiversität. Maßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel sowie Treibhausgas  (THG)-Reduktionsmaßnahmen in einem Bereich haben in der Regel zahlreiche weitere Wirkungen zur Folge (hohe Übereinstimmung, mittlere Beweislage). Ökosysteme liefern zudem unverzichtbare Ökosystemleistungen, deren Aufrechterhaltung für die Gesellschaft von großer Bedeutung ist; THG-Minderung und Anpassung können diese Ökosystemleistungen positiv oder negativ beeinflussen (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage). Der Erfolg von Anpassungsund THG-Minderungsstrategien hängt stark davon ab, diese Wechselwirkungen abschätzen und synergistisch nutzen zu können (hohe Übereinstimmung, mittlere Beweislage). Systemische Effekte sind auch verantwortlich für die großen Unsicherheiten bei der umfassenden Bewertung der THG-Effekte von Bioenergie; dies betrifft insbesondere direkte und indirekte Effekte von Landnutzungsänderungen (mittlere Übereinstimmung, mittlere Beweislage). t


In der Landwirtschaft bestehen vielfältige Möglichkeiten zur Verringerung der THG-Emissionen. Bei konstanter Produktionsmenge liegen die größten Potenziale in den Bereichen Wiederkäuerfütterung, Wirtschaftsdüngerbehandlung, Reduktion der Stickstoffverluste und Erhöhung der Stickstoffeffizienz (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage). Beim Ausbau der Bioenergieproduktion auf landwirtschaftlichen Flächen können die Potenziale zur THGReduktion vergrößert werden, indem Fruchtfolgen, Tierhaltung und Biomassenutzungsflüsse im Hinblick auf Nahrungs-, Faser- und Energieproduktion integriert optimiert werden (mittlere Übereinstimmung, mittlere Beweislage, erheblicher

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Kapitel 2: Land- und Forstwirtschaft, Wasser, Ökosysteme und Biodiversität

Forschungsbedarf ). Erfolgreiche und nachhaltige THG-Minderungsstrategien in der Landwirtschaft können durch eine umfassende Förderung von ressourcenschonenden, ressourceneffizienten Bewirtschaftungskonzepten unter Berücksichtigung von ökologischem Landbau, Präzisionslandwirtschaft („precision farming“) und Pflanzenzucht unter Erhaltung genetischer Vielfalt erreicht werden. Dafür sind standortangepasste Konzepte am besten geeignet (mittlere Übereinstimmung, starke Beweislage, erheblicher Forschungsbedarf ).

forstlicher Biomasse hängt stark von systemischen Effekten im Forstsystem ab. Bei optimaler Einbindung in ein kaskadisches Nutzungskonzept, das in Österreich bereits verfolgt wird, kann sie Beiträge zu THG-Minderung leisten. Zu beachten sind Wechselwirkungen zwischen der eingeschlagenen Holzmenge, der Kohlenstoffsenke des Waldes sowie dem aufgebauten Kohlenstoffvorrat, die je nach Betrachtungszeitraum unterschiedliche Netto-THG-Emissionen ergeben (mittlere Übereinstimmung, mittlere Beweislage, erheblicher Forschungsbedarf ).

t


t


In der Landwirtschaft gibt es eine Vielzahl an sinnvollen Anpassungsmaßnahmen. Diese Maßnahmen können nach kurzfristig (innerhalb weniger Jahre) und mittelfristig (mehrere Jahre bis Jahrzehnte) umsetzbaren Maßnahmen unterschieden werden. Kurzfristig können unter anderem eingesetzt werden: bodenwasserkonservierende Bodenbearbeitungsverfahren (Mulchen, reduzierte Bodenbearbeitung, etc.), Auswahl trocken- oder hitzeresistenter Arten bzw. Sorten (sofern bereits vorhanden), Anpassungen von Anbau- und Bearbeitungszeitpunkten und Fruchtfolge, Frostschutz, Hagelschutz, Risikoabsicherung, etc. (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage). Mittelfristig können u. a. folgende Maßnahmen umgesetzt werden: Verbesserung von Bewässerungsinfrastruktur und -technik, Monitoringsysteme für Schädlinge und Krankheiten, Risikoverteilung durch Diversifizierung, Züchtung trocken- oder hitzeresistenter Arten bzw. Sorten, Steigerung der Lagerkapazitäten, Umstieg der Bewirtschaftungsformen und andere Risikominimierungsstrategien (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage). t


Die Forstwirtschaft ist ein Schlüsselsektor für den Kohlenstoffkreislauf. Der österreichische Wald stellte bis etwa 2003 eine bedeutende Senke für CO2 dar; seither ist seine Senkenfunktion geringer und in manchen Jahren nahe Null. Für die Senkenfunktion des Waldes ist sowohl das Wachstum der Waldfläche als auch die Steigerung der pro Flächeneinheit gespeicherten Kohlenstoffmenge verantwortlich (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage). Durch forstwirtschaftliche Maßnahmen besonders auf feuchten, sauren und stickstoffreichen Standorten kann die THG-Bilanz der Waldböden verbessert werden (hohe Übereinstimmung, mittlere Beweislage). Der Ersatz von emissionsintensiven Rohstoffen bzw. Bauteilen in langlebigen Produkten, insbesondere Gebäuden, durch Holz kann zu einer Steigerung der Kohlenstoff-Speicherung in Produkten und insgesamt zu einer THG-Reduktion beitragen (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage). Die THG-Emissionsbilanz von

Die Forstwirtschaft muss langfristig planen – die Anpassung an den Klimawandel stellt für sie daher eine besondere Herausforderung dar. Trotz erheblicher Unsicherheiten müssen bereits heute Entscheidungen gefällt werden, die sich unter geänderten Klimabedingungen bewähren sollen. Als geeignete Strategie in dieser Situation gilt eine Form der Waldbewirtschaftung, die den Forstwirten auch bei unerwarteten Entwicklungen ausreichend Handlungsspielraum verschafft (hohe Übereinstimmung, schwache Beweislage). Als besondere Herausforderungen gelten dabei die großen Unsicherheiten bei der Regionalisierung von Veränderungen in der Temperatur und besonders im Niederschlag und die Häufigkeit und Schwere von Extremereignissen, wie Sturmschäden und Starkregen, sowie die dadurch ausgelösten Probleme, wie Windwürfe oder Erosion (hohe Übereinstimmung, schwache Beweislage). Waldbrandgefahr und Aufwand für die Waldpflege werden vermutlich zunehmen (hohe Übereinstimmung, mittlere Beweislage). Das Risiko von Schadinsekten und forstschädlichen Pilzen wird steigen, u. a. durch Einwanderung von Schadorganismen aus südlichen Regionen und durch Handel sowie durch Erweiterung der Regionen mit Klimabedingungen, die Schädlinge begünstigen (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage). Die Wahl der geplanten Umtriebszeit ist ein wichtiger Parameter für Anpassungsstrategien insbesondere zur Verringerung des Risikos von Schadereignissen, wobei Wechselwirkungen mit der Kohlenstoff-Senkenfunktion des Waldes zu beachten sind (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage). Die Forstwirtschaft könnte aber auch vom Klimawandel profitieren: An vielen Standorten wird die Produktivität der Wälder durch den Klimawandel verbessert (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage). t


In der Wasserwirtschaft gibt es kaum Möglichkeiten zur THG-Minderung. Im Bereich der Siedlungswasserwirtschaft kann die Errichtung von Faultürmen zur Erzeugung von Biogas bei Kläranlagen

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von entsprechender Größe zur THG-Reduktion beitragen (hohe Übereinstimmung, mittlere Beweislage).1 t


Erfolgreiche Anpassung der Wasserwirtschaft an den Klimawandel kann am besten durch einen integrativen, interdisziplinären Ansatz gewährleistet werden. Anpassungsmaßnahmen in den Bereichen Hoch- und Niederwasser, wie etwa Landnutzungsänderungen im Einzugsgebiet, können durch Kohlenstoff-Sequestrierung zur THG-Minderung beitragen (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage). Veränderungen des Feststoffhaushalts durch die global ansteigende Lufttemperatur haben weniger nachteilige Auswirkungen auf Fließgewässersysteme als das fehlende Sedimentkontinuum (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage). In der Trinkwasserversorgung stellen insbesondere die Vernetzung kleinerer Versorgungseinheiten sowie die Schaffung von Redundanzen bei den Rohwasserquellen wichtige Anpassungsmaßnahmen dar (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage). In der Abwasserreinigung liegt die primäre Herausforderung in der Berücksichtigung verminderter Wasserführungen in den empfangenden Gewässern (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage). Eine Erhöhung des organischen Anteils im Boden führt zu einer Steigerung der Speicherkapazität von Bodenwasser (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage). Durch den Schutz und die Ausweitung von Retentionsflächen (z. B. Auen) können Ziele des Hochwasserschutzes und des Biodiversitätsschutzes zur Anpassung an geänderte Abflussverhältnisse kombiniert werden (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage). t


Der Klimawandel erhöht den Druck auf Ökosysteme und Biodiversität, die schon jetzt durch Landnutzung und andere Eingriffe belastet sind. Steigender Druck auf Ökosysteme und Biodiversität kann zum Verlust der Fähigkeit von Ökosystemen führen, kritische Ökosystemleistungen weiterhin in ausreichender Quantität und Qualität zu liefern (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage). Risiken bestehen insbesondere durch bereits vorhandene Beeinträchtigungen sowie durch klimabedingte Verschiebungen von Arealgrenzen, denen Arten auf Grund von Wanderungsbarrieren, z. B. im alpinen Raum, nicht gewachsen sind. Die Schaffung eines umfassenden Lebensraumverbundes in Österreich stellt daher eine wichtige Anpassungsoption dar (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage).

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Wasserkraft wird in AAR 2014, Band 3, Kapitel 3 diskutiert.

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Der Schutz von Feuchtgebieten und die Verringerung der Nutzungsintensität in ausgewählten Gebieten kann Kohlenstoffsenken schaffen und Biodiversität fördern. Feuchtgebiete und alte, wenig bis gar nicht genutzte Wälder speichern große Mengen Kohlenstoff und spielen eine Schlüsselrolle für die Erhaltung der Biodiversität (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage). Die Erhaltung bzw. Restaurierung von Feuchtgebieten und Verringerung bis hin zur Aufgabe der Nutzung ausgewählter Flächen (Feuchtgebiete, Wälder) bieten daher aus Sicht von Klima- und Naturschutz hohe Synergiepotenziale (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage). Derartige Maßnahmen können auch makroökonomisch attraktiv sein, brauchen aber entsprechende Anreizsysteme (mittlere Übereinstimmung, mittlere Beweislage). t


Nachfrageseitigen Maßnahmen, wie Veränderungen in der Ernährungsweise und Verringerung von Lebensmittelverlusten, kommt eine Schlüsselrolle zu. Eine Umstellung der Ernährung in Richtung eines deutlich verringerten Konsums tierischer Produkte kann maßgeblich zur THG-Reduktion beitragen (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage). Ein regional und saisonal orientierter, überwiegend auf pflanzlichen Produkten beruhender Ernährungsstil sowie eine Bevorzugung von Produkten mit niedrigen THG-Emissionen in der Vorleistungskette kann erhebliche THG-Einsparungen bringen (hohe Übereinstimmung, mittlere Beweislage). Ein Umstieg auf Produkte aus biologischer Landwirtschaft kann zur THG-Reduktion beitragen, wenn er mit einer Nachfrageveränderung in Richtung pflanzlicher Produkte verbunden ist, die den Flächenmehrbedarf durch die geringeren Erträge kompensiert (mittlere Übereinstimmung, mittlere Beweislage). Die Verringerung von Verlusten im gesamten Lebenszyklus (Produktion und Konsum) von Lebensmitteln leistet einen wichtigen Beitrag zur THG-Reduktion. Allerdings sind die österreichischen Daten zu den Lebensmittelverlusten widersprüchlich und wenig robust (hohe Übereinstimmung, mittlere Beweislage).

2.1 2.1

Einleitung Introduction

Der Klimawandel stellt für Management, Nutzung und Schutz von terrestrischen und aquatischen Ökosystemen sowie für die nachhaltige Bewirtschaftung der Schlüsselressource Wasser eine besondere Herausforderung dar. Diese stellt sich je nach betroffenem System – die Bandbreite reicht von weitgehend natürlichen Ökosystemen und Schutzgebieten bis hin

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Kapitel 2: Land- und Forstwirtschaft, Wasser, Ökosysteme und Biodiversität

Abbildung 2.1 Das Landsystem ist durch intensive systemische Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Bereichen, wie Wirtschaft, Gesellschaft, Klima und Klimawandel, Ökosystemen, etc., gekennzeichnet. Maßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel oder zur Reduktion von THG-Emissionen haben daher in der Regel zahlreiche weitere Wirkungen zur Folge. Quelle: eigene Darstellung auf Basis von GLP (2005); MEA (2005); Turner et al. (2007) Figure 2.1 Land systems are characterized by intensive systemic feedbacks between different components such as society, the economy, climate (change), ecosystems, etc. Activities to reduce GHG emissions or to adapt to climate change often cause numerous additional effects. Source: own graph based on GLP (2005); MEA (2005); Turner et al. (2007)

zu intensiv genutzten Agrarökosystemen – unterschiedlich dar. Ziel dieses Kapitels ist es, für Österreich den aktuellen Wissensstand zu Anpassung und THG-Minderung2 sowie deren mannigfaltige Wechselwirkungen zu bewerten, zusammenzufassen und nutzergerecht aufzubereiten. Das vorliegende Kapitel diskutiert den aktuellen wissenschaftlichen Kenntnisstand im Hinblick auf Optionen zur Verlangsamung des Klimawandels („mitigation of climate change“) sowie zur Anpassung an den Klimawandel („adaptation to climate change“) bezogen auf österreichische Landsysteme in einem sehr umfassenden Sinn, d. h. inklusive ihrer sozioökonomischen und biophysischen Komponenten (GLP, 2005; Turner et al., 2007). Das Kapitel bewertet den Stand der wissenschaftlichen Forschung zu diesen Themen sowie Handlungsoptionen aus Sicht der Wissenschaft, beruht aber nicht auf einem politischen Aushandlungsprozess. Politische Strategiepapiere, wie etwa die österreichische Anpassungsstrategie samt Hintergrunddokumenten (Haas et al., 2010) stellten eine wichtige Grundlage dar. Das Landsystem zeichnet sich vor allem durch die sehr engen Verflechtungen zwischen sozialen, wirtschaftlichen, geomorphologischen, klimatischen und ökologischen Faktoren aus. Diese führen dazu, dass Veränderungen in einem Bereich, etwa in Wirtschaft und Gesellschaft, Auswirkungen 2 Der Begriff „THG-Minderung“ umfasst sowohl eine Verringerung von klimawirksamen Emissionen (CO2, CH4, N2O und andere Treibhausgase) als auch die Absorption von THG, insbesondere CO2, aus der Atmosphäre, etwa durch Kohlenstoffsenken in Böden und Vegetation.

in vielen anderen Bereichen haben (Abbildung 2.1). So kann beispielsweise eine Maßnahme zur Veränderung von Treibhausgasemissionen – z. B. die Ausweitung von Waldflächen und die Erhöhung der Bestockungsdichte zur Bindung von Kohlenstoff (C) – positive oder negative Rückwirkungen auf die Produktionsleistung (etwa die land- und forstwirtschaftliche Produktion) sowie auf andere Ökosystemleistungen (etwa die Rückhaltekapazität für Wasser oder den Schutz vor Lawinen oder Murenabgängen; vgl. MEA, 2005), auf die Biodiversität, das Risiko von Schadereignissen (Windwurf, Borkenkäferbefall) im Wald sowie auf den Klimaschutz selbst (z. B. indirekte Landnutzungseffekte) haben. Die Berücksichtigung derartiger Wechselwirkungen („feedbacks“) stellt eine große wissenschaftliche Herausforderung dar, ist aber für die Entwicklung robuster Strategien zum Umgang mit dem Klimawandel von großer Bedeutung. Wie diese Prozesse in Österreich ablaufen, wie sie sich im Raum verteilen und wie die Wechselwirkungen ausgeprägt sind, hängt wesentlich von der geographischen Lage Österreichs als Alpenland ab, die eine erhebliche räumliche Heterogenität in vielfacher Hinsicht bedingt (Abbildung 2.2). Österreich weist beträchtliche Gradienten in Bezug auf Seehöhe, Klima (Niederschlag, Temperatur, Abfluss, etc.), Landnutzung und Landbedeckung sowie Bevölkerungsdichte bzw. Siedlungsstrukturen auf (die Verteilung der versiegelten Flächen in Abbildung 2.2(e) kann näherungsweise als Muster der Bevölkerungsdichte interpretiert werden). Siedlungsräume und intensive landwirtschaftliche Nutzung konzentrieren sich in den Tieflagen sowie den Gunstlagen des Berggebietes (z. B. in-

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a)

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c)

Abbildung 2.2 Grundlegende geographische Muster Österreichs: (a) Seehöhe [m ü. d. M], CGIAR-CSI, 2008; (b) Jährliche Durchschnittstemperatur [ °C], Auer et al. (2001); (c) Mittlerer jährlicher Niederschlag [mm / Jahr], Auer et al. (2001); (d) Mittlerer jährlicher Abfluss [mm / Jahr], Lebensministerium (2012); (e) Landbedeckung nach Corine Land Cover, EEA (2007); (f) Bodenversiegelung [%], European Environment Agency (2013); (GIS Bearbeitung: a–c, e, f: C. Plutzar, d: B. Blamauer, H.Habersack)

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Kapitel 2: Land- und Forstwirtschaft, Wasser, Ökosysteme und Biodiversität

d)

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Figure 2.2 Fundamental geographic patterns in Austria. (a) Elevation [metres above sea level], CGIAR-CSI, 2008; (b) average yearly temperature [ °C], Auer et al. (2001); (c) average yearly precipitation [mm / yr], Auer et al. (2001); (d) average yearly runoff [mm / yr], Lebensministerium (2012); (e) land cover according to Corine Land Cover, EEA (2007); (f) soil sealing [%], European Environment Agency (2013) (GIS map layout: a–c, e, f: C. Plutzar; d: B. Blamauer, H. Habersack)

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Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

neralpine Tallagen), wohingegen Forstwirtschaft und extensive alpine Grünlandwirtschaft im Bergland vorherrschen. Österreichs Landesfläche wird etwa zu einem Drittel agrarisch genutzt, davon jeweils etwa die Hälfte als Grünland und Ackerland. Etwas weniger als die Hälfte der gesamten Landesfläche ist von Wäldern bedeckt. Der Klimawandel mit seinen Auswirkungen und möglichen Anpassungsmaßnahmen wird signifikante ökologische und sozio-ökonomische Konsequenzen für Österreich haben. Die vielfältigen Produktionssysteme innerhalb der Landwirtschaft in Kombination mit den räumlich stark variierenden Rahmenbedingungen (Klima, Boden, Agrarstruktur, etc.) ergeben zudem ein komplexes Bild möglicher Auswirkungen und Maßnahmen zu THG-Minderung und Anpassung. Österreich ist trotz seiner relativ geringen Größe ein artenreiches Land mit einer Vielzahl von Lebensräumen und Landschaften. Dafür ist seine große naturräumliche und klimatische Vielfalt maßgeblich, die durch den Gebirgszug der Alpen, die Flach- und Hügelländer im Osten und Südosten sowie das kristalline Rumpfgebirge der Böhmischen Masse im Norden geprägt wird (vgl. Abbildung  2.2  (a–c)). Maßgeblich ist zudem Österreichs Lage im Schnittbereich zwischen mitteleuropäischen, süd- und südosteuropäischen biogeographischen Einflüssen sowie die langdauernde Überformung der Landschaft durch eine extensive Nutzung, die zu reich differenzierten Kulturlandschaften geführt hat. Im letzten Jahrhundert, besonders seit dem Ende des zweiten Weltkriegs, wurden die Landschaften und Lebensräume Österreichs zunehmend überformt, wobei dieser Prozess durch Nutzungsintensivierung, Kommassierung, Betriebsvereinfachung, Aufforstung von Grenzertragsböden, Verlust artenreicher Lebensräume, Fragmentierung als Folge des Ausbaus von Verkehrsinfrastruktur und zunehmende Verbauung geprägt ist. Auf Grund der hohen Heterogenität Österreichs erscheint es sinnvoll, allgemein empfohlene Maßnahmen zur THG-Reduktion und Anpassung daher für jeden Produktionsstandort auf ihre Effizienz und Sinnhaftigkeit zu überprüfen. Das vorliegende Kapitel ist auf eine Analyse naturwissenschaftlich-technischer Zusammenhänge, wesentlicher sozioökonomischer Faktoren sowie daraus folgender Handlungsoptionen fokussiert. Die Diskussion der politischen Dimension muss angesichts der erheblichen Herausforderung unterbleiben, die mit einer Integration von vier deutlich unterschiedlichen Sektoren in einem Kapitel einhergeht, dessen Rahmensetzung sowohl durch seine maximale Länge als auch die leistbare Bearbeitungskapazität beschränkt ist. Diese einzubeziehen, wäre bei zukünftigen Berichten (bei geeigneten Rahmenbedingungen) sinnvoll.

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2.2 2.2

Landwirtschaft Agriculture

Auf Grundlage der natürlichen und landwirtschaftlichen Gegebenheiten wird Österreich in acht landwirtschaftliche Hauptproduktionsgebiete gegliedert, die wiederum in insgesamt 87 Kleinproduktionsgebiete unterteilt sind. In dieser Gliederung kommen die regionalen landwirtschaftlichen Produktionsbedingungen zum Ausdruck. So sind z. B. das nordöstliche Flach- und Hügelland, das Alpenvorland, das südöstliche Flach- und Hügelland und das Kärntner Becken von Ackerbaugebieten dominiert, während in den übrigen, kühleren und niederschlagsreicheren Regionen Grünland und Forstwirtschaft vorherrschen (Statistik Austria, 2012). Laut Grünem Bericht (BMLFUW, 2013) gab es im Jahr 2010 insgesamt 173 317 landwirtschaftliche Betriebe. Bedingt durch den Strukturwandel geht die Anzahl der Betriebe zurück. Etwa 22 000 (13 %) davon sind Biobetriebe, welche rund 19  % der landwirtschaftlichen Nutzfläche bewirtschaften. 58 % der Betriebe bewirtschaften weniger als 20 Hektar (ha) landwirtschaftliche Nutzfläche, 5  % mehr als 100  ha. Rund drei Viertel der Betriebe (129 117) liegen in benachteiligten Gebieten, davon wiederum 75 % in Berggebieten. Die Bergbauernbetriebe befinden sich überwiegend in den Hauptproduktionsgebieten Hochalpen, Voralpen, Alpenostrand sowie Wald- und Mühlviertel. Die österreichische Landwirtschaft ist im Vergleich zu westeuropäischen Staaten klein strukturiert, wobei die landwirtschaftlich genutzte Fläche pro Betrieb im Durchschnitt 18,8 ha beträgt (EU Mittel: 13 ha). Österreich hat mit einem Anteil von 51  % an der gesamten landwirtschaftlichen Nutzfläche innerhalb der EU den höchsten Anteil an Berggebieten. Die landwirtschaftliche Nutzfläche ist rückläufig und umfasste im Jahr 2010 2,88 Millionen ha (34 % der österreichischen Gesamtfläche). Von der gesamten landwirtschaftlichen Nutzfläche entfallen 47 % auf Ackerland, 50 % auf Dauergrünland (davon 31 % Almen) und 3 % auf sonstige Flächen (u. a. Obst- und Weinbau). Der Rinderbestand lag 2011 knapp unter zwei Millionen und der Schweinebestand bei etwa drei Millionen Tieren. Im Jahr 2011 entfielen 3,2  Milliarden  Euro (45  %) des Produktionswertes auf die pflanzliche Erzeugung, der Anteil der tierischen Produktion war fast gleich. Der Rest von 10 % waren landwirtschaftliche Dienstleistungen und Nebentätigkeiten. Der Anteil der Land- und Forstwirtschaft sowie der Fischerei an der Bruttowertschöpfung der Volkswirtschaft betrug 2011 rund 1,6 % (BMLFUW, 2012).

Kapitel 2: Land- und Forstwirtschaft, Wasser, Ökosysteme und Biodiversität

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2.2.1

THG-Minderung in der Landwirtschaft

Landwirtschaftliche Treibhausgasemissionen, Trends und Szenarien Die Klimawirksamkeit verschiedener THG ist unterschiedlich (vgl. Band 1). Jene von Methan (CH4) ist über 100 Jahre gerechnet 25-mal größer als jene von CO2, jene von Lachgas (N2O) 298-mal. Seit den späten 1980er Jahren nahm die Konzentration von CH4 und N2O in der Atmosphäre um 158 % bzw. 19 % zu (WMO, 2010). Im Jahr 2010 stammten 75 % (12 Gg / Jahr; 1 Gg = 109 g = 1 000 t) der gesamten bilanzierten österreichischen N2O-Emissionen und 65  % (171  Gg / Jahr) der CH4-Emissionen aus dem Sektor Landwirtschaft. Innerhalb des Sektors Landwirtschaft hatte Lachgas einen Anteil von 52 % und Methan einen Anteil von 48 % an den gesamten bilanzierten Treibhausgas(THG)-Emissionen. Zwischen 1990 und 2010 sanken die landwirtschaftlichen CH4-Emissionen um 14,2 % und die N2O-Emissionen um 11,7 %. Etwa 44  % der landwirtschaftlichen THG-Emissionen stammen aus der Wiederkäuerverdauung, 39  % von landwirtschaftlichen Böden und 17  % aus dem Wirtschaftsdüngermanagement. Die klimarelevanten Emissionen aus dem Sektor Landwirtschaft sanken zwischen 1990 und 2010 um 12,9 % (Anderl et al., 2011a). Dies ist vor allem auf eine Abnahme der Tierzahlen und eine Reduktion des Stickstoffdünger-Einsatzes zurück zu führen. Seit 2005 sind die Tierzahlen weitgehend stabil. Zwischen 2008 und 2010 sanken die Emissionen wegen des geringeren Stickstoffdünger-Einsatzes. Gleichzeitig stiegen in diesem Zeitraum die Tierzahlen bei Schweinen und Rindern an, was zu einer Erhöhung der Emissionen aus der Wiederkäuerverdauung und den Wirtschaftsdüngern führte. Die Landwirtschaft war im Jahr 2010 mit 7,5  Mt  CO2Äquivalente (abgekürzt: CO2-Äq.) (1 Mt = 106 t = 1 Mio. t) für 8,8 % der bilanzierten österreichischen THG-Emissionen verantwortlich. Zwischen 2010 und 2020 wird in einem Trendszenario eine leichte Abnahme der Tierbestände erwartet, danach dürften sie bis 2030 konstant bleiben (Anderl et al., 2011b). Der Verbrauch von Mineraldünger wird laut diesem Szenario leicht zurückgehen. Da der Trend in der Tierhaltung Richtung Flüssigmistsysteme geht, wird mit einer Zunahme der CH4-Emissionen aus Wirtschaftsdüngern gerechnet. Es bestünde die Möglichkeit, diese Zunahme durch eine Ausweitung der Biogaserzeugung abzumildern. In Summe werden – ohne das Ergreifen zusätzlicher Maßnahmen – die THG-Emissionen aus dem Sektor Landwirtschaft bis zum Jahr 2030 etwa konstant bleiben (Anderl et al., 2011b). Innerhalb der Tierhaltung wird

nach dem Wegfall der Milchquotenregelung im Jahr 2015 mit einem Anstieg der Anzahl an Milchkühen und der Milchproduktion gerechnet. Die Anzahl der Mutterkühe und der weiblichen Nachzuchtrinder wird etwa konstant bleiben. In diesem Szenario wird keine Ausweitung der Schweine- und Geflügelbestände erwartet. Auch die ökologisch bewirtschafteten Flächen sollen etwa gleich groß bleiben. Die Fläche an Acker- und Grünland insgesamt wird zurückgehen (Anderl et al., 2011c). Eine möglichst genaue Abbildung der THG-Emissionen in Österreich ist Bedingung dafür, den Effekt von Minderungsmaßnahmen nachweisen zu können. Für ein belastbares Inventar ist eine exakte Datenerhebung Voraussetzung. Vorrangiges Ziel einer Optimierung der THG-Emissionsberichterstattung ist die richtlinienkonforme Inventarisierung nationaler Emissionsmengen gemäß den Anforderungen des IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) nach Transparenz, Genauigkeit, Vollständigkeit und Konsistenz. Aufgrund der Vorleistungen des Umweltbundesamtes in Zusammenarbeit mit der Universität für Bodenkultur (BOKU) ist die Methodenoptimierung in Österreich weit fortgeschritten. Als Beispiele können die Umsetzung der Ergebnisse der TIHALO-Studie (Amon et al., 2007a) und die Revision der THG-Inventur mit nationalen Emissionsfaktoren im Jahr 2009 (Anderl et al., 2011a) genannt werden. Mit der Einführung der neuen Berechnungsvorschriften ab 2014 (PostKyoto) ist mit weiteren Revisionen zu rechnen, vor allem in folgenden Bereichen: österreichspezifische Emissionsfaktoren, genaue Aktivitätsdaten zu Tierhaltung, Wirtschaftsdüngermanagement und Pflanzenbau sowie eine Aktualisierung der TIHALO-Studie (Amon et al., 2007a) unter Berücksichtigung der neuesten Agrarstrukturerhebung.

THG-Minderungspotenziale in der Landwirtschaft: Einführung Für die zukünftige Entwicklung der landwirtschaftlichen THG-Emissionen sind die Entwicklung der Tierbestände (vor allem der Rinderzahlen), die damit einhergehenden Wirtschaftsdüngermengen, sowie die Art und Weise der Bodenbewirtschaftung (hauptsächlich der Einsatz an organischen und mineralischen Stickstoffdüngern) kritische Einflussfaktoren. In der Landwirtschaft bieten sich eine Reihe möglicher Maßnahmen zur Minderung umwelt- und klimarelevanter Gase an. Im Rahmen verschiedener Projekte in Österreich wurden bzw. werden diese analysiert und beschrieben. Ziel des Projektes Reclip:tom („Research for climate protection – technological options for mitigation“, Winiwarter et al., 2009) war es, Handlungsoptionen zur Reduktion von THG-

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Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

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Emissionen für Österreich zusammenzustellen. Dabei sollten sowohl die Wirksamkeit der Maßnahmen als auch deren Kosten abgeschätzt und kritisch beleuchtet werden. Im ACRP-Projekt „FarmClim“, welches bis Mai 2014 läuft, werden Flüsse von Stickstoff und anderen klimarelevanten Gasen in der österreichischen Landwirtschaft erfasst und Möglichkeiten zur Optimierung vorgeschlagen. Das Einbeziehen von Stakeholdern im Projekt soll dazu beitragen, den „Science-Policy-Gap“ im Bereich „Klimaschutz in der Landwirtschaft“ zu schließen. Projektpartner sind BOKU, Umweltbundesamt, Karl-Franzens-Universität Graz, AGES, LFZ Raumberg-Gumpenstein und die Landwirtschaftskammer Niederösterreich. Das derzeit laufende ACRP-Projekt „CAFEE“ („Climate change in agriculture and forestry: an integrated assessment of mitigation and adaptation measures in Austria“) unter der Leitung des Instituts für nachhaltige Wirtschaftsentwicklung an der BOKU beschäftigt sich mit den Auswirkungen des Klimawandels auf die österreichische Land- und Forstwirtschaft, der Kosteneffektivität sowie den Wechselbeziehungen zwischen Minderungs- und Anpassungsmaßnahmen und den daraus ableitbaren politischen Handlungsempfehlungen. Nachfolgend werden die wichtigsten Minderungsmaßnahmen für Treibhausgase aus dem Sektor Landwirtschaft erläutert.

Emissionen der unproduktiven Aufzuchtphase auf eine größere Outputleistung verteilen (UNECE, 1999). Die CH4-Emissionen aus Wirtschaftsdüngern können durch eine Behandlung des Wirtschaftsdüngers durch Biogaserzeugung oder Flüssigmistseparierung verringert werden. Biogaserzeugung wird hauptsächlich zur Energieproduktion eingesetzt, bewirkt aber gleichzeitig eine Verringerung der CH4-Emissionen während der Lagerung des Wirtschaftsdüngers. Bei der Separierung wird organischer Kohlenstoff (C) mechanisch aus dem Flüssigmist getrennt. Der reduzierte Kohlenstoffgehalt führt zu einem geringeren Potenzial für Methanverluste. Während der Festmistlagerung lassen sich CH4Emissionen durch Kompostierung vermindern (Amon et al., 2006). Im Bereich der Tierhaltung beeinflusst vor allem das Haltungssystem den Umfang der THG-Emissionen. CH4-Emissionen sind bei Flüssigmistsystemen erheblich höher als bei Festmistsystemen, allerdings weisen Festmistsysteme höhere N2O-Emissionen auf. In Summe sind THG-Emissionen aus Flüssigmistsystemen höher als aus Festmistsystemen (IPCC, 1997). Auch Konsumenten verlangen aus Gründen des Tierschutzes zunehmend nach Haltungssystemen, in denen Stroheinstreu verwendet wird. Diese Maßnahme kann aus Kostengründen nur für Stall-Neubauten umgesetzt werden. Dabei sollen Systeme verwendet werden, die den Festmist regelmäßig in ein Außenlager transportieren und keine Mistmatratze im Stall bilden. CH4-Emissionen aus dem Wirtschaftsdüngermanagement sind bei Weidehaltung deutlich geringer als bei Stallhaltung (IPCC, 1997). Ein geringer Füllstand von Flüssigmistgruben während der warmen Sommermonate reduziert CH4-Emissionen während der Lagerung (Amon et al., 2002). Die Genauigkeit von THG-Inventaren hängt u. a. davon ab, ob sie diese Unterschiede abbilden. N2O-Emissionen aus dem Wirtschaftsdüngungsmanagement sinken mit dem Gehalt an Stickstoff (N) im Wirtschaftsdünger; dieser hängt von der Fütterung der Tiere ab. Die aufgenommene Menge an Stickstoff sowie deren Umsetzung beeinflusst nicht nur die Höhe der Emissionen an Ammoniak (NH3), sondern auch andere Stickstoff-Emissionen. StickstoffÜberschüsse werden von den Nutztieren zum größten Teil in Form von Harnstoff mit dem Harn ausgeschieden. Die Stickstoff-Verbindungen werden rasch zu Ammonium (NH4+) abgebaut und beeinflussen so das Emissionspotenzial für NH3. Eine Reduktion des Stickstoff-Inputs über die Fütterung führt zu einer Verringerung der Stickstoff-Ausscheidungen über den Harn, reduziert den Stickstoff-Fluss und führt dadurch zu einer Reduktion der NH3- und N2O-Emissionen (Jongebreur et

THG-Reduktionspotenziale in der Tierhaltung Mögliche Maßnahmen zur THG-Reduktion in der österreichischen Tierhaltung werden in Tabelle 2.1 beschrieben. Verdauungsbedingte CH4-Emissionen von Milchkühen pro Liter Milch können durch einen moderaten Anstieg der Milchleistung pro Kuh reduziert werden. Allerdings besteht kein linearer Zusammenhang, vielmehr sinkt die THG-Einsparung mit zunehmender Steigerung der Milchleistung (Kirchgessner et al., 1993). Auf die spezifischen Ernährungserfordernisse der Kühe ist Rücksicht zu nehmen: die Aufnahme ausreichender Mengen Raufutter und die Begrenzung der Kraftfuttergabe. Auch muss die Maßnahme im gesamt-ökologischen Zusammenhang gesehen werden. Beispielsweise verwerten Milchkühe Pflanzen, die der menschlichen Ernährung nicht zugänglich sind. Dieser Vorzug der Milchwirtschaft bleibt nur erhalten, wenn die Steigerung der Milchleistung vorwiegend durch eine verbesserte Grundfutterqualität und erhöhte Grundfutteraufnahme erreicht wird und nur bedingt durch eine vermehrte Kraftfutteraufnahme. Grundfutter ist faserreiches Futter wie etwa Gras, Heu, Silage, etc. Zudem sinken die Emissionen je Liter Milch mit zunehmender Milchlebensleistung, da sich die

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Kapitel 2: Land- und Forstwirtschaft, Wasser, Ökosysteme und Biodiversität

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Tabelle 2.1 Überblick über mögliche Maßnahmen für die Verringerung der THG-Emissionen in der Tierhaltung in Österreich Table 2.1 Overview of possible measures to reduce GHG emissions in livestock husbandry in Austria Bereich

Instrumente zur Maßnahmenumsetzung, erwarteter Reduktionseffekt, Analyse und Bewertung

‰ @"H` • Optimierung der Emissionsberichterstattung

Tierhaltung Rind: Produktivität / Effizienz (Zucht, Fütterung, Herdenmanagement)

Nur eine qualitativ hochwertige und aktuelle THG-Inventur erlaubt den verlässlichen Nachweis der Effekte von Minderungsmaßnahmen. Die Methoden im österreichischen THG-Emissionsinventar erscheinen als relativ verlässlich. Bestimmte Strukturdaten könnten unter Berücksichtigung der Agrarstrukturerhebung verbessert werden. Neue Richtlinien für den Post-Kyoto-Zeitraum erfordern die Modifizierung der verwendeten Modelle. Die Optimierung der Zucht, Fütterung und des Herdenmanagements führt zu Verbesserungen der Produktivität und zu Effizienzsteigerungen. Die Steigerung der Produktionseffizienz kann durch die genomische Selektion erreicht werden. Die Förderung von Forschungsprojekten, die auf eine Erhöhung der Produktionseffizienz durch züchterische Maßnahmen abzielen, ist eine mögliche Maßnahme, um langfristig die THG-Emissionen zu verringern. Das zusätzliche THGEinsparungspotenzial wird allerdings als gering eingestuft.

Rind: Erhöhung Lebensleistung in der Milchproduktion und Erhöhung der Nutzungsdauer

Die letzten Jahre zeigen einen Anstieg der Lebensleistung bei gleichbleibender bis leicht steigender Nutzungsdauer. Durch die Anwendung der genomischen Selektion wird bei den Kontrollkühen bis 2020 eine Steigerung in der Lebensleistung, unter Berücksichtigung der Nutzungsdauer, von 2 500 kg erwartet. Um ein solches Resultat zu erreichen, ist es notwendig, die derzeitigen Zucht- und Managementstrategien fortzuführen.

Rind: Leistungssteigerung bei der Milchproduktion

Die genetische Steigerung der Milchleistung führt, auf die Produktionseinheit bezogen, zu einer Verringerung der THG-Emissionen. Unter der Annahme einer konservativen Schätzung werden die CH4-Emissionen im Rinder-Sektor bis zum Jahr 2020 um etwa 4 % gegenüber 2009 steigen (Hörtenhuber, 2012). Für diese Schätzung wurde eine durchschnittliche Milchleistungssteigerung auf der Datenbasis des Grünen Berichtes von 6 068 kg (2009) auf 7 200 kg Milch pro Kuh und Jahr und ein Anstieg des Milchkuhbestandes von derzeit 532 141 Stück (2011) auf 550 000 Stück (2020) unterstellt (Sinabell und Schönhart, 2012). Es ist daher davon auszugehen, dass das Potenzial zur Minderung der CH4-Emissionen durch die steigende Milchproduktion überkompensiert wird.

Rind: Art der Stallhaltung

In Österreich ist eine Tendenz in Richtung Liegeboxen-Laufstall (Flüssigmistsystem) zu beobachten. Aus arbeitswirtschaftlichen sowie Kosten-Gründen ist nicht zu erwarten, dass Tiefstreusysteme – die aus Sicht der THGEmissionen günstiger wären – eine größere Bedeutung erlangen werden. Positiv auf den Klimaschutz wirken sich Schrägbodenställe und andere eingestreute Systeme aus, bei denen sich im Stall keine Mistmatratze bildet. Bei Flüssigmistsystemen können die THG-Emissionen reduziert werden, indem der Flüssigmist regelmäßig in ein kühles Außenlager transportiert und nicht im warmen Stall gelagert wird.

Tierfütterung Rind: Erhöhung der Futterqualität

Die Erhöhung der Grundfutterqualität führt zu einer höheren Verdaulichkeit und dadurch zu einem geringeren Bruttoenergie-Bedarf, der sich im Inventar abbilden lässt. Die Erhöhung der Grundfutterqualität kann durch intensive Beratung (Personal) gesteigert werden.

Rind: Futterzusatzstoffe (Pflanzliche Extrakte, Tannine, Saponine, Probiotika, CH4-Oxidation, Bakterien, Fettzugabe)

Forschungsergebnisse sind in vielen Bereichen vorhanden. Die Akzeptanz in der Praxis sowie die Wirtschaftlichkeit eines Einsatzes dieser Futterzusatzstoffe sind derzeit nicht gegeben. Im Bereich „Futterzusatzstoffe“ ist ein Reduktionspotenzial von 5 – 10 % für enterogene CH4-Emissionen realistisch (Smith et al., 2007). In diesem Bereich besteht Forschungsbedarf hinsichtlich der Kosten und des Nutzens. Vielfach sind (positive) Ergebnisse aus in vitro-Studien oder Kurzzeitversuchen vorhanden; Langzeitfütterungsversuche fehlen weitgehend (Flachowsky und Lebzien, 2009).

Rind: Höherer Weideanteil

Ein höherer Weideanteil bei gleichbleibender Futterintensität verringert die Emissionen von NH3, CH4 und N2O. Durch Beratung und Förderung können die NH3-Verluste um bis zu 5,2 % verringert werden (Amon et al., 2007a). Der Tierbesatz und die Weidedauer sind im Einzelfall zu prüfen. Durch das Bundestierschutzgesetz, das seit 2012 einen verpflichtenden Auslauf vorsieht, sind positive Effekte zu erwarten. Mit Förderung und Beratung erscheint es möglich, den Weideanteil etwa konstant zu halten oder leicht zu steigern. Eine deutliche Ausweitung der Weidehaltung ist aus topographischen und klimatischen Gründen nicht möglich.

Rind: Optimierung der Grundfutter-konservierung

Durch die Optimierung der Grundfutterkonservierung (Heu, Silage) kommt es zu einer Einsparung an Kraftfutter. Mit geeigneter Beratung können sowohl die Wirtschaftlichkeit der Betriebe verbessert als auch die THG-Emissionen reduziert werden.

Schwein: N-angepasste Fütterung

Durch die Phasenfütterung kann die Gesamt-N-Aufnahme beeinflusst werden, welche die Grundlage für Berechnung der NH3- und N2O-Emissionen darstellt. Der Effekt auf die NH3- und N2O-Emissionen wird als hoch eingeschätzt. Um eine verstärkte Umsetzung der Phasenfütterung in der Praxis zu erreichen, ist die landwirtschaftliche Beratung gefordert. Erhebungen von Strukturdaten zum Eiweißeinsatz in den österreichischen Betrieben sind ausständig.

Rind und Schwein: Abdeckung Güllelager

Mit technisch kostengünstigen Maßnahmen können Güllelager abgedeckt werden. Damit sind die NH3-N-Verluste deutlich reduzierbar.

Vermeidung von Güllelagunen

Güllelagunen wirken sich negativ auf die THG-Situation aus. Keine Förderung von Güllelagunen.

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al., 2005; Monteny, 2000). Stickstoff-Einträge, die bereits am Beginn der Verfahrenskette eingespart werden, belasten nachfolgend nicht die Umwelt. Die Vermeidung von StickstoffÜberschüssen bei der Fütterung ist eine wichtige Option zur Verringerung von Stickstoff-Emissionen, inklusive N2O. Auch vermehrte Weidehaltung verringert die N2O-Emissionen aus dem Wirtschaftsdünger. Im Vergleich zur Stallhaltung sind die N2O- und NH3-Emissionen auf der Weide geringer, da der Harn relativ schnell und verlustarm in den Boden versickern kann. Um die Verlängerung der Weidedauer den jeweiligen Gegebenheiten anzupassen, ist es sinnvoll, diesbezügliche Möglichkeiten im Einzelfall zu prüfen. Im Bereich der Schweinehaltung passt die Phasenfütterung den Stickstoff-Gehalt im Futter an den variierenden StickstoffBedarf im Lauf der Mast an. Eine Optimierung der Schweinefütterung führt zu einer hohen NH3-Reduktion. Eine Herabsetzung des Rohproteingehalts (RP) von 170 g RP / kg Futter auf 140 g RP / kg Futter führte zu einer Reduktion der NH3Emissionen um 30 % (Canh et al., 1998a–e; Dourmad et al., 1993; Lenis und Schutte, 1990). Futtermittel mit reduziertem Rohproteingehalt senken die Stickstoff-Ausscheidungen und damit die potentiellen NH3-Emissionen aus der Schweineproduktion effizient. Der physiologische Bedarf des Tieres setzt der Verfütterung von rohproteinarmem Futter jedoch Grenzen. Zudem ist der Einsatz von eiweißarmen Futtermitteln in Betrieben, die Nebenprodukte der Lebensmittelverarbeitung verfüttern, nur bedingt möglich. Eine zweistufige Phasenfütterung, die in der ersten und zweiten Masthälfte Rationen mit unterschiedlichem Stickstoff-Gehalt füttert, ist jedoch in der Regel möglich und kommt ohne den Einsatz künstlicher Aminosäuren aus. Das Abdecken von offenen Güllebehältern, ist eine effiziente Maßnahme, um NH3-Verluste bei der Lagerung zu reduzieren und die Stickstoff-Verluste zu begrenzen. Offene Lagunenlagerung ist in diesem Zusammenhang als besonders ungünstig zu bewerten. Besonders effizient ist das Abdecken bei Gülle-Arten, die keine natürliche Schwimmdecke bilden. Ein direkter Einfluss auf N2O-Emissionen ist nicht gegeben. Indirekte N2O-Emissionen sinken auf Grund der geringeren NH3-Emissionen. Eine europäische Vergleichsstudie (Leip et al., 2010) ergab, dass die THG-Emissionen in der österreichischen Tierhaltung geringer sind als in anderen Ländern. Die Emissionen pro kg Rindfleisch betragen im EU-Durchschnitt 22,2  kg  CO2-Äq, in Österreich sind es 14,2  kg  CO2-Äq. Bei Schaf- und Ziegenfleisch liegen die Werte in Österreich bei 9  kg  CO2-Äq gegenüber dem EU-Durchschnitt von 20,3  kg  CO2-Äq. Bei Schweinefleisch liegt Österreich bei 5,5 kg CO2-Äq und damit

unter dem EU-Durchschnitt von 7,5 kg CO2-Äq. Bei Milch liegen die Werte für Österreich und Irland mit 1 kg CO2-Äq pro kg Milch EU-weit am niedrigsten; der EU-Durchschnitt pro kg Milch beträgt 1,4  kg  CO2-Äq. Die Differenzen der Emissionswerte ergeben sich aus Unterschieden in Haltung und Fütterung bzw. verwendeten Futtermitteln.

THG-Reduktionspotenziale durch Bodenbearbeitung und Düngermanagement Direkte N2O-Emissionen aus landwirtschaftlichen Böden können durch eine Verminderung des Mineraldüngereinsatzes reduziert werden (IPCC, 1997). Dies kann erreicht werden, indem die Stickstoffdüngung sowohl zeitlich als auch mengenmäßig dem Bedarf der Pflanzen angepasst wird. Die Produktion von Mineraldünger ist ein energieintensiver Prozess, der mit hohen CO2-Emissionen verbunden ist. Durch Fördermaßnahmen des Lebensministeriums im Rahmen des ÖPULProgramms, das eine Reduktion des Düngemitteleinsatzes forciert, konnten bereits Verbesserungen in diesem Bereich erzielt werden. Das größte Potenzial besteht in einer an den Nährstoffbedarf der Pflanzen angepassten Stickstoff-Düngung. Stickstoffgaben, die über den Bedarf der Pflanzen hinausgehen, sind zu vermeiden. Die Intensität der Produktion muss der Produktivität des jeweiligen Standortes angepasst werden. Indirekte N2O-Emissionen können nur vermindert werden, wenn der landwirtschaftliche Stickstoff-Überschuss reduziert und der Stickstoff-Kreislauf weitgehend geschlossen wird. Dies kann durch eine verbesserte Stickstoff-Ausnutzung und eine Minderung von Stickstoff-Verlusten erreicht werden. Grundsätzlich ist das Vermeiden von Stickstoff-Überschüssen die nachhaltigste und effizienteste Maßnahme, um sowohl N2O- als auch NH3-Emissionen zu reduzieren. Maßnahmen bei der Ausbringung von Wirtschaftsdüngern: t


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Organisatorische Maßnahmen: Werden Wirtschaftsdünger bei ungünstigen Witterungsbedingungen (trockenes, windiges und warmes Wetter) ausgebracht, ist mit hohen Stickstoff-Verlusten durch NH3-Emissionen zu rechnen. Technische Maßnahmen: Heute stehen verschiedene emissionsarme Ausbringtechniken zur Verfügung. Die Systeme reduzieren die verschmutzte Oberfläche durch das bandförmige Ablegen der Gülle oder arbeiten die Wirtschaftsdünger direkt in den Boden ein.

Bei bodenschonender Bewirtschaftung werden die Tiefe und Intensität der Bearbeitung und die Anzahl der Feldüberfahrten wesentlich verringert. Messungen des Treibstoffverbrauchs bei

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Kapitel 2: Land- und Forstwirtschaft, Wasser, Ökosysteme und Biodiversität

unterschiedlichen Bodenbearbeitungsverfahren zeigten, dass die verfahrensbedingten CO2-Emissionen bei Mulchsaat um 60 % und bei Direktsaat um 91 % gesenkt werden konnten (Klik et al., 2010), wobei die Bearbeitungsintensität (z. B. Anzahl erforderlicher Arbeitsgänge) und Bearbeitungstiefe eine große Rolle spielen (Szalay et al., 2009). Nach Moitzi et al., (2006) steigt je nach Bodenart der Kraftstoffbedarf pro Zentimeter Arbeitstiefe beim Pflügen um 0,5 bis 1,5 l / ha an, da pro 1 cm Bearbeitungstiefe ca. 100 m3 bzw. 150 t Boden / ha bewegt werden. Die Lockerbodenwirtschaft mit der jährlich wendenden Bodenbearbeitung weist den höchsten Kraftstoffund Arbeitszeitbedarf auf. Bei Winterweizen kommt es bei den Mulchsaatvarianten gegenüber der Lockerbodenwirtschaft zu einer Verminderung des Kraftstoffverbrauchs zwischen 42 % und 55 %. Direktsaat zeigt auch günstige Auswirkungen auf Bodenatmungsprozesse. Eine große Anzahl von Studien belegt, dass durch konservierende Bodenbearbeitung die CO2-Emissionen deutlich reduziert werden können (Alvarez et al., 2001; Ball et al., 1999; Ellert und Janzen, 1999). Untersuchungen an drei Standorten in Niederösterreich ergaben, dass der Einfluss der Bearbeitung auf die Bodenatmung standortspezifisch ist und neben der Pflanzenart wesentlich von den Bodeneigenschaften abhängt. Durch Umstellung auf Direktsaat waren Reduktionen um bis zu 27  % möglich (Klik et al., 2010). Darüber hinaus zeigte sich, dass aerobe terrestrische Böden als Methansenken fungieren. Durch den zusätzlichen Anbau von Winterzwischenfrüchten ist mit konservierenden Bearbeitungsverfahren eine signifikante Kohlenstoffsequestrierung im Boden möglich (Baumgarten et al., 2011). Auch durch Ausbringung von Biokohle wurde Kohlenstoffsequestrierung in Böden nachgewiesen, zugleich mit anderen positiven Wechselwirkungen (Klinglmüller et al., 2011; Soja et al., 2011), wobei verhältnismäßig hohe Kosten von 90–420 Euro je eingesparter Tonne CO2-Äquivalenten anfallen (Klinglmüller, 2013). Allerdings ist der Einsatz von Biokohle in der Landwirtschaft nur unter bestimmten Bedingungen sinnvoll. Die Ausbringung von Biokohle als Maßnahme zur THG-Minderung ist nicht generell empfehlenswert, da es vielfältige, nicht immer positive Auswirkungen gibt (Soja et al., 2013). Bei der Bewertung eines möglichen Beitrags von Biokohle zur THG-Reduktion ist die Systemgrenze entscheidend. So kann z. B. der zusätzlich nötige Einsatz von mineralischen Stickstoffdüngern zu einer deutlichen Verschlechterung der Klimabilanz führen, wenn die energieintensive Erzeugung des Düngers mitbetrachtet wird. Bei der Biogaserzeugung aus Sommer-Zwischenfrüchten erreicht man neben einer Einsparung fossiler Energieträger auch eine deutliche Reduktion der Stickoxid (NOx)-Emissionen aus

dem Boden sowie eine Verringerung der Stickstoffauswaschung (Szerencsits et al., 2011). Zudem trägt die intensive Durchwurzelung der Böden zu einem deutlich reduzierten Kraftstoffverbrauch bei der Bodenbearbeitung mittels Pflug bei. Ein Beitrag zur THG-Reduktion kann vor allem auch durch eine verbesserte Effizienz bei der Nutzung der eingesetzten Produktionsmittel erreicht werden. Eine bedarfsgerechte Bewässerung, d. h. eine Wassergabe zum optimalen Zeitpunkt und in optimaler Höhe, reduziert zum Beispiel das Risiko der Tiefenversickerung (Leaching) und des damit verbundenen Austrags von Nähr- und Schadstoffen. Ein weiteres Beispiel aus der Bewässerungslandwirtschaft ist der Einsatz von Kleinregnerflügeln bei denen der Energiebedarf aufgrund des geringeren Druckes deutlich niedriger ist als bei Verwendung von Großflächen-Beregnungsmaschinen. Tropfbewässerung erweist sich hierbei als noch energieeffizienter. Auch ein optimiertes Düngungsregime fördert die Effizienz eingesetzter Dünger. Insbesondere bei mineralischem Stickstoffdünger im Ackerbau ist eine Abstimmung der Gaben auf Boden, Witterung, Pflanzenzustand und Entwicklung von enormer Bedeutung für die Stickstoff-Nutzungseffizienz, die NOxEmissionen und die Stickstoff-Auswaschung. Alternativen zur mineralischen Stickstoffdüngung sollten generell in Betracht gezogen werden. Eine zehnjährige Untersuchung an einem Standort im Marchfeld zeigte deutlich, dass Kompostdüngung für den Humusaufbau sehr gut geeignet ist (Hartl et al., 2012).

Optionen zur Bioenergieerzeugung auf landwirtschaftlich genutzten Flächen Bezogen auf Österreich analysierten Amon et al. (2008) Möglichkeiten und Grenzen der Erzeugung von Bioenergie. Sie diskutierten dabei insbesondere die möglichen Folgen für Ökosysteme und Landschaften, die Vermeidung von zu einseitigen Fruchtfolgen („Monokulturen“) sowie die Möglichkeit, eine hohe Lebensmittel-, Stoff- und Energieproduktion auf bereits genutzten Flächen zu erzielen und negative Auswirkungen auf den Boden durch standortangepasste, vielfältige Bepflanzung zu reduzieren. Gemäß der Studie ermöglichen es integrierte Fruchtfolgesysteme, die Gewinnung von Nahrung, Futter, Rohstoffen und Energie zu optimieren. In ähnlicher Weise funktionieren agroforstwirtschaftliche Systeme, die begrenzte Landressourcen über die gleichzeitige Nutzung mehrerer Kulturen effizient ausnutzen, allerdings zu höheren arbeitswirtschaftlichen Kosten (vgl. Ergebnisse des europäischen SAFE-Projekts3). 3

http://www1.montpellier.inra.fr/safe

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Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

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Integrierte Fruchtfolgesysteme beruhen auf einer Kombination unterschiedlicher Techniken, unter anderem:

lung von Biomasse in ein Spektrum verkäuflicher Produkte (Nahrungsmittel, Futtermittel, Materialien und Chemikalien) und Energie (Treibstoffe, Elektrizität, Wärme; vgl. Höltinger et al, 2012). Mit Bioraffinerie-Systemen können nicht nur die nachwachsenden Rohstoffe (z. B. Feldfrüchte) zur Energiegewinnung genutzt werden, sondern zum Teil auch der Grasbewuchs von Grünlandflächen und v. a. biogene Reststoffe: Mist und Jauche aus der Tierhaltung, biogener Abfall aus Haushalten sowie Reststoffe aus der Lebensmittelverarbeitung, wie z. B. Zuckerrübenschnitzel. Sämtliche nutzbaren Stoffströme können mithilfe vielfältiger, miteinander verbundener Technologien zur Energiekonversion und Stofferzeugung umgeleitet und schließlich wieder in den Stoffkreislauf zurückgeführt werden (Amon et al., 2008). Die Hektarerträge an Energie sind zwar bei der integrierten Nutzung geringer als beim spezifischen Anbau von Energiepflanzen, jedoch liefert das integrierte System Energie, Futter und Nahrung und ist auf diese Weise insgesamt wesentlich leistungsfähiger. Während etwa ein integriertes System einen Ertrag von 3 500  m3 / ha / Jahr CH4 bringt, kann Grünmais rund 6 500  m3 / ha / Jahr liefern (Hopfner-Sixt et al., 2007). Im Gesamtsystem würde jedoch die Umstellung der Landwirtschaft auf integrierte Landnutzungssysteme mit vielfältigen Fruchtfolgesystemen und mit Grünland- und Gülleverwertung beträchtlich höhere Gesamterträge an Energie bringen als der Anbau von Energiepflanzen alleine (Amon et al., 2007b). Eine Umstellung des österreichischen Ackerlandes (rd. 1,3 Mio. ha) auf integrierte Nutzung könnte einen Energieertrag von etwa 190 PJ / Jahr (1 PJ = 1015 J) bringen, während ein Anbau von Energiepflanzen auf 20 % der österreichischen Ackerfläche nur rund 71 PJ / Jahr brächte (Bauer et al., 2007). Zudem könnten vom österreichischen Wirtschaftsgrünland (908 000  ha) etwa 20  % zur Energiegewinnung in Form von Biogas genutzt werden, was bei einem Methanertrag von etwa 3 000  m3 / ha / Jahr einen Energieertrag von etwa 35  PJ / Jahr Energieertrag bedeutet. Dazu kämen noch etwa 7,3  PJ / Jahr durch Verwendung von Gülle aus der Tierhaltung. Insgesamt könnten durch eine Umstellung der österreichischen Landwirtschaft auf integrierten Anbau rund 220 PJ / Jahr an Energie bereitgestellt werden. Dies ist erheblich mehr als die 50 PJ / Jahr, welche der nationale Biomasseaktionsplan des BMLFUW (2006) für das Jahr 2020 vorsieht.

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Fruchtwechsel zwischen Kulturarten für Nahrung, Rohstoffe oder Energie („Food-Non-Food-Switch“); Kaskadennutzung, bei der die vegetativen und generativen Teile der Nutzpflanze in unterschiedlicher Form verwendet werden (Haberl und Geissler, 2000; Haberl et al., 2003), etwa Maiskörner für Stärke, Sonnenblumenkerne für Ölproduktion, der Rest der Pflanzen und des Presskuchens für Biogaserzeugung.

Integrierte Fruchtfolgesysteme ermöglichen eine weitgehende Kreislaufwirtschaft, bezogen auf die in der Biomasse enthaltenen Nährstoffe, sowie eine Rückführung von organischem Material als Dünger, was die Kohlenstoffbilanz der Landnutzung positiv beeinflusst (Ceschia et al., 2010). Wird Biomasse zur Wärme- oder Stromgewinnung verbrannt, gehen die entzogenen Nährstoffe teilweise verloren und müssen durch mineralische Düngemittel ersetzt werden. Bei der Herstellung von Mineraldünger werden große Mengen an Fossilenergie benötigt. In einem geschlossenen Nährstoffkreislauf werden die Nährstoffe, die dem Boden bei der Ernte entzogen wurden, wieder zurückgeführt. Ein solcher Kreislauf ist gegeben, wenn Biomasse für Biogasgewinnung vergoren und der Gärrückstand als hochwertiger Nährstoff- und Humusdünger wieder auf die Felder ausgebracht wird. Auch der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln kann durch integrierte Fruchtfolgesysteme deutlich gesenkt werden. Durch eine ausgewogene Fruchtfolgegestaltung, im Sinne eines räumlichen und zeitlichen Anbaukonzepts, kann das Auftreten von Krankheiten und Schädlingen reduziert oder vermieden werden (Diercks und Heitefuss, 1990). Der Verzicht auf Herbizide im Energiepflanzenanbau fördert Ackerbeikräuter und in weiterer Folge das Vorkommen von Nützlingen, die wiederum Schadinsekten dezimieren können (Nentwig, 1992). Da im Energiepflanzenanbau auch die Biomasse von Beikräutern mitverwertet werden kann, ist eine etwas höhere Verunkrautung als im reinen Nutzpflanzenanbau tolerierbar. Mit integrierten Systemen kann Bioenergie weitgehend ohne Nahrungsmittelkonkurrenz erzeugt werden. Gleichzeitig werden durch solche Systeme der Fossilenergieinput, der Einsatz von Mineraldünger und Pestiziden sowie insgesamt die ökologischen Belastungen reduziert. Als Bioraffinerie definiert die IEA Bioenergy Task 424 die nachhaltige Umwand4

Biorefineries: Co-production of Fuels, Chemicals, Power and Materials from Biomass, http://www.ieabioenergy.com

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Bioenergietechnologien für agrarische Biomasse Für einen nachhaltigen Ausbau der Bioenergienutzung sind nicht nur die Anbausysteme, sondern auch der Technologiemix von entscheidender Bedeutung. Die Biogaserzeugung

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Kapitel 2: Land- und Forstwirtschaft, Wasser, Ökosysteme und Biodiversität

wird als Schlüsseltechnologie zur nachhaltigen Nutzung agrarischer Ressourcen angesehen (Amon, 2006). Biogas (früher oft als „Sumpfgas“ bezeichnet) ist ein Gasgemisch aus 50–65 % Methan (CH4), 35–50 % Kohlendioxid (CO2) und geringen Anteilen von Wasserstoff (H2), Schwefelwasserstoff (H2S) und Ammoniak (NH3). Biomasse von Äckern und Wiesen wird bereits erfolgreich für die Biogaserzeugung eingesetzt, wobei vor allem die Energiepflanzen Mais, Grünroggen, Sonnenblume, Wiesengras und Sorghumarten wie Sudangras verwendet werden. Eine Vielzahl weiterer Pflanzenarten und vor allem auch vergärbare organische Abfälle und tierische Exkremente, wie Biomüll, Gülle und Mist, können für die Gasgewinnung genutzt werden. Obgleich die Entwicklungen in der Biogasbranche rasch voranschreiten, ist es für deren wirtschaftlichen Durchbruch notwendig, Biogas noch effizienter zu erzeugen, als es derzeit geschieht. In dieser Technologie steckt noch umfangreiches Entwicklungspotenzial in allen Bereichen der Erzeugungskette, vom Rohstoff über die Anlagentechnik bis hin zu den verschiedenen Anwendungsbereichen. Wie effizient die Ressourcen bei der Biogasproduktion und -verwendung entlang der Wertschöpfungskette genutzt werden können – etwa auch beim Einsatz des Biogases durch gekoppelte Erzeugung von Strom und Wärme – wird daher sowohl für das Marktpotenzial als auch für die ökologische Sinnhaftigkeit der Technologie von großer Bedeutung sein (Leonhartsberger et al., 2008). Die Biogaserzeugung stellt andere Anforderungen an die Qualität und Zusammensetzung der Pflanzen als die Nahrungs- oder Futtermittelproduktion. Derzeit wird in den österreichischen Biogasanlagen am häufigsten Mais verwendet. Biogasanlagen sind hauptsächlich in den Maisgunstlagen (Steiermark, Kärnten und Oberösterreich) verbreitet, weil die LandwirtInnen mit dieser Pflanze aus der Nahrungsmittelproduktion sowie der Rinder- und Schweinefütterung vertraut sind. Obwohl Mais aus technischer Sicht zur Biogasproduktion gut geeignet ist, könnten – wie oben ausgeführt – durch ein integriertes Konzept Nachteile des reinen Energiepflanzenanbaus, wie etwa Flächenkonkurrenz, hoher Düngemittel- und Pestizidbedarf, etc., vermieden und ein insgesamt wesentlich höheres Energiepotenzial erzielt werden. Aus technischer Sicht sind vor allem folgende Faktoren für die Eignung von Kulturarten für ihre Nutzung in Biogasanlagen entscheidend: Biomasseertrag, hohes Methanbildungspotenzial der Biomasse und die ausgewogene Zusammensetzung für einen sicheren Gärverlauf. Diese Faktoren sind für die Wirtschaftlichkeit der Anlagen wesentlich (Amon et al., 2008; Leonhartsberger et al., 2008; Hopfner-Sixt et al., 2006). Die energetische Verwertung von Stroh, das nicht in Konkurrenz zum Bedarf der Tierhaltung steht, in Biogasanlagen

stellt derzeit ein Problem dar, weil es durch seinen hohen Gehalt an Lignozellulose von Bakterien nur schwer abgebaut werden kann. Zudem neigt Stroh zur Bildung von Schwimmdecken im Fermenter, welche die Funktionssicherheit von Biogasanlagen beeinträchtigen. Daher wird intensiv und erfolgversprechend an Vorbehandlungsmethoden für derartige schwer abbaubare Substrate geforscht. Durch die ThermoDruck-Hydrolyse kann Stroh verflüssigt werden, wodurch sowohl die Schwimmdeckenbildung beseitigt, als auch die Abbaubarkeit der Lignozellulose für die Mikroorganismen im Fermenter erhöht wird, was eine schnellere Umwandlung in Methan ermöglicht (Bauer et al., 2010). Alternativ ist die kaskadische Nutzung von Stroh, z. B. in der Wärmedämmung von Gebäuden und einer späteren Verbrennung, oder die in Pilotversuchen bereits umgesetzten Gebäude mit Stroh als tragendem Element anzudenken. Eine Übersicht zu den biologisch-technischen bis ökonomischen Potenzialen von Biomasse zur Energiegewinnung in Österreich findet sich in Koland et al. (2013). Dass viele der aufgezeigten Möglichkeiten noch nicht Einzug in die Praxis gefunden haben, liegt an deren Kosten, seien es direkte Nutzungskosten, etwa die Errichtung einer Biogasanlage oder einer Kurzumtriebsplantage, oder Opportunitätskosten durch den Gewinnentgang ökonomisch attraktiverer Alternativen. Letzteres Argument wird besonders in Phasen hoher Agrarpreise schlagend. Weitere Gründe könnten sein: fehlendes praxistaugliches Wissen oder dessen mangelnde Diffusion zu den LandnutzerInnen, Risikoaversion und unsichere Marktbedingungen sowie Kapitalbeschränkungen.

2.2.2

Anpassungsmaßnahmen in der Landwirtschaft

In Österreich sind vielfältige Auswirkungen des Klimawandels auf die verschiedenen Produktionsbereiche der Landwirtschaft zu erwarten (vgl. Band 1 und Band 2). Dementsprechend ergeben sich zahlreiche mögliche Anpassungsmaßnahmen, welche dann am effizientesten sind, wenn sie vor ihrer Umsetzung sorgfältig geprüft und auf die jeweiligen Gegebenheiten abgestimmt werden (Eitzinger, 2010a; Frank et al., 2011; Kirchner et al., 2012). Grundsätzlich können im Sektor Landwirtschaft Anpassungsmaßnahmen auf Betriebsebene und auf überbetrieblicher Ebene (privater / öffentlicher Bereich) entschieden oder angeordnet werden, wobei die Umsetzung letztlich immer auch auf Betriebsebene erfolgen muss. Anpassungsmaßnahmen können mehr oder weniger zwangsläufig (autonom) erfolgen, etwa wenn der Klimawandel die Phänologie der Pflanzen beeinflusst, d. h. zeitliche Veränderungen im Jahresablauf bewirkt,

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und auf diese Weise produktionstechnische Maßnahmen bedingt. Sie können aber auch eine bewusste Entscheidung (geplant) zwischen mehreren Optionen voraussetzen, z. B. Wechsel der Fruchtfolge, der Kulturart oder der Bodenbearbeitung. Aus gesellschaftlicher Sicht erscheint es sinnvoll, „Nutzen“ und „Kosten“ von Anpassungsmaßnahmen nicht nur ökonomisch zu betrachten, sondern auch vor dem Hintergrund einer nachhaltigen Landbewirtschaftung und einer THG-Reduktion abzuwägen (vgl. Abschnitt 2.2.3). Dabei können Interessenskonflikte zwischen gesamtgesellschaftlichen Interessen und den Interessen von privaten LandnutzerInnen entstehen, die in der Regel durch Aushandlungsprozesse zu lösen sind. Eine umfassende Abschätzung der ökonomischen Relevanz möglicher Anpassungsoptionen war u. a. wegen der großen Unsicherheiten hinsichtlich zukünftiger sozioökonomischer Rahmenbedingungen nicht möglich.

rungen (Audsley et al., 2006; Eitzinger und Kubu, 2009). Daher kann als Anpassungsmaßnahme in den trockenen Anbauregionen Österreichs (z. B. Marchfeld) eine Verlagerung von Sommer- zu mehr Winterkulturen sinnvoll sein, soweit es phytosanitäre Erfordernisse in der Fruchtfolge zulassen und entsprechende Sorten mit ausreichender Winterhärte (Durum, Erbse, Ackerbohne) zur Verfügung stehen. Die Berücksichtigung von Pflanzenarten und -sorten mit effektiverer Wasserausnutzung in der Fruchtfolge während der trockenen Jahreszeiten stellt eine weitere Möglichkeit dar. Der Anbau von Zwischenfrüchten wird häufig in Verbindung mit reduzierter Bodenbearbeitung angewandt. Zwischenfrüchte verringern die Nitratverlagerung ins Grundwasser sowie Bodenerosion und tragen zu einer Stabilisierung des Humushaushalts bei. Insbesondere durch intensive Durchwurzelung und höheren Regenwurmbesatz wird die Bodenstruktur verbessert und die Kohlenstoffspeicherung im Unterboden gefördert. Bei Erhöhung der Mitteltemperatur kommt organischem Input und Stickstoff-Konservierung durch Zwischenfrüchte eine verstärkte Bedeutung zu, um Verluste durch eine verstärkte herbstliche Mineralisierung zu verhindern (Olesen and Bindi, 2002). Bei Zunahme der sommerlichen Trockenperioden muss allerdings vermehrt auf ein wassersparendes Begrünungsmanagement geachtet werden (Bodner et al., 2010). Durch die Veränderungen in der Phänologie der Nutzpflanzen sind zeitliche Verschiebungen im Ablauf des Düngungsregimes, der Pflanzenschutz- und Pflegemaßnahmen, der Ernte, etc. vorzunehmen. Diese erfolgen meist in Abstimmung mit der Pflanzenentwicklung und daher autonom. Eine Verschiebung der Arbeitsspitzen und der Arbeitsabläufe kann jedoch Anpassungen in der Arbeitsplanung und im notwendigen Maschinenpark notwendig machen um z. B. eine entsprechende Schlagkraft zu erhalten, was bei allen Feldarbeiten vor dem Monat Juni wegen der schlechteren Bodenbefahrbarkeit (geringere Anzahl von Feldarbeitstagen) einen höheren Einsatz bedingt (Eitzinger et al., 2013). Die Erntemonate ab Juni würden hingegen wegen verbesserter Feldarbeitsbedingungen eine Verringerung der Schlagkraft ermöglichen. Rodriguez et al. (2011) zeigen für australische Verhältnisse, dass derartige indirekte Effekte des Klimawandels einen stärkeren Einfluss haben können als direkte Ertragsänderungen durch Veränderungen im Klima selbst. Landschaftsstrukturen, wie z. B. Windschutzanlagen oder agroforstwirtschaftliche Produktionssysteme, können das Mikroklima verändern und insbesondere in den niederschlagsarmen Regionen die Wassernutzungseffizienz der angebauten Kulturen verbessern, indem sie die Taubildung fördern, die Bodenevaporation reduzieren und auch die Winderosion ver-

Anpassungen im Ackerbau – einjährige Nutzpflanzen Der Ackerbau mit dem Anbau ein- bis mehrjähriger Nutzpflanzen hat einen vorwiegend geringen Bedarf an langlebigen und nichtbeweglichen Investitionsgütern und stellt somit ein flexibles Produktionssystem dar, das kurzfristige Anpassungen in der Produktionstechnik erlaubt. Viele der empfohlenen Maßnahmen auf Betriebsebene zielen auf eine Erhaltung oder Verbesserung der Wasser- und Nährstoffnutzungseffizienz der Nutzpflanzen ab, welche je nach Standort in Kombination verschiedener Maßnahmen erreicht werden kann. Bereits beobachtete, autonome Anpassungen an ein wärmeres Klima in Österreich sind die Verschiebung der Saattermine im Frühjahr oder Herbst, ein Wechsel der Pflanzensorten und Veränderungen in der Fruchtfolge, wobei hinsichtlich der Motive eine Unterscheidung zwischen Klimawandelanpassung und anderen Zielen (z. B. Intensivierung, Nutzung neuer Marktchancen) schwierig ist. Eine Vorverlegung des Saattermins ist bei im Frühjahr gesäten Kulturen eine sehr ertragseffektive Maßnahme (Eitzinger, 2007; Eitzinger et al., 2009 a–c), allerdings wegen der im Mittel schlechteren Bodenbefahrbarkeit nicht jedes Jahr umsetzbar. Eine Einschränkung der Vorverlegung der Saattermine ergibt sich auch aus dem erhöhten Frostrisiko. Durch die Vorverlegung des Saattermins wird einerseits die ertragsbildende Wachstumszeit verlängert oder konstant gehalten und andererseits sinkt die Gefahr von Trockenschäden im Fall früherer Blüte und Abreife. Aufgrund der geringeren Verdunstung in einem Teil der Vegetationsentwicklung sind Winterungen im Allgemeinen einem geringeren Trockenheitsrisiko ausgesetzt als Somme-

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ringern (Freyer et al., 2010; Frielinghaus et al., 1997; Surböck et al., 2006). In schneereichen Wintern können in einem trockenen Gebiet zusätzliche Schneeakkumulierungen im Bereich von Hecken einen bedeutenden Beitrag zur Niederschlagsmenge ausmachen (Gerersdorfer et al., 2009). Bodenschutzanlagen (z. B. Saumstreifen) vermindern Bodenerosion und fördern Nützlingspopulationen, die besonders im biologischen Landbau zur Schädlingskontrolle erwünscht sind und benötigt werden (vgl. Band 1 und Band 2).

Anpassungen im Bereich der Pflanzenzucht Züchtung und Anbau besser angepasster Sorten sind effektive Maßnahmen, um dem Klimawandel zu begegnen. Zum Beispiel spielt beim Getreide die stark genetisch determinierte Temperaturabhängigkeit der Dauer der Kornfüllungsperiode eine große Rolle. Je länger diese Dauer bei höheren Temperaturen ist, desto größer ist das Ertragspotenzial in warmen Klimaten, ein von Züchtern schon lange erkanntes wesentliches Züchtungsmerkmal. Kombiniert man einen früheren Anbauzeitpunkt mit einer an ein wärmeres Klima besser angepassten Sorte, steigt das Ertragspotenzial stärker als bei nur einer dieser Maßnahmen (Alexandrov et al., 2002). Aufgrund der zu erwartenden zunehmenden Hitze- und Trockenstressbelastungen für Nutzpflanzen im Sommerhalbjahr in den ackerbaulichen Hauptproduktionsgebieten (mit Schwerpunkt im Nordosten bis Südosten Österreichs) ist daher eine Züchtung auf verbesserte abiotische Stresstoleranz wesentlich. Erfahrungen aus sommertrockenen Klimaten sind nur bedingt übertragbar, da viele unter diesen Bedingungen effektive Sorteneigenschaften eine Reduktion des Ertrages mit sich bringen (wie Frühreife oder sparsame Wassernutzung; Blum, 2011). Die Verbesserung der Wassernutzungseffizienz steht im Vordergrund, da sie mit einem hohen Ertrag kompatibel ist (Blum, 2005). Dabei ist besonders eine gute Durchwurzelung des Bodens von Bedeutung, deren züchterische Bestimmung jedoch bisher nur eingeschränkt möglich ist. Die Züchtung auf Widerstandskraft gegen abiotischen Stress ist allerdings mit vielfältigen Schwierigkeiten verbunden. Dürre- und Hitzetoleranz sind komplexe Merkmale und nicht immer voneinander zu trennen. Weiters können die UVB-Strahlung und bodennahes Ozon die Pflanzen schädigen. Quantitative Vererbung und eine Vielzahl von Anpassungsmechanismen führen bei der Zielgröße Ertrag zu gravierenden Genotyp-Umwelt-Interaktionen (Blum, 1989). Auch in Abhängigkeit von der zeitlichen Dauer und Schwere der Stresseinwirkung reagieren die Sorten variabel. Versuche unter kontrollierten Bedingungen (rain out-shelter, Phytotron, etc.)

stehen den Unternehmen wegen hoher Kosten und begrenzter Kapazitäten kaum zur Verfügung. Die meisten der in Mitteleuropa tätigen Pflanzenzüchter haben daher wasserlimitierte Standorte in ihr Prüfnetz integriert. Österreichische Getreidezüchter nutzen für Kreuzungen gezielt den Genpool von Ländern mit semiariden Regionen (Ungarn, Slowakei, Kroatien, Rumänien, Türkei, etc.). Diverse physiologische, morphologische und phänologische Merkmale wurden als Indikatoren der Trockentoleranz beschrieben (Ginkel et al., 1998; Paleg und Aspinall, 1981; Tahiro 2002). Ertragsdaten von mehreren Stressumwelten liefern die brauchbarsten Informationen (Flamm et al., 2012). Eine hohe Effizienz des Wurzelsystems und der Stomataregulation (Regelung der Spaltöffnungen an den Blättern) wird für die Leistungsstabilität als wesentlich erachtet. Auch eine ausgeprägte Wachsschicht kann die Transpiration einschränken. Bei Getreide lässt sich das durch Wassermangel hervorgerufene Einrollen der Blätter gut reproduzieren, was als Ausdruck genotypischer Empfindlichkeit jedoch überschätzt wird (Oberforster und Flamm, 2007). Sorten, welche sich im Frühjahr rasch entwickeln und zeitig reifen, bilden einen Teil ihres Ertrags noch bei kühlerer Witterung und verbrauchen weniger Wasser („Escape-Strategie“). Frühreife kann in produktiven Umwelten aber einen Ertragsnachteil bedeuten. Deshalb wird bei Getreide versucht, ein mittelfrühes Ährenschieben mit mittlerer bis mittelspäter Reife zu kombinieren. Die dadurch verlängerte postflorale Periode soll das Ertragspotenzial anheben. Von Mais wird gefordert, dass er hohe Temperaturen zur Blütezeit und temporäre Trockenphasen möglichst schadlos erträgt. Molekulare Marker dürften in der Züchtung auf Trocken- und Hitzetoleranz künftig vermehrt Eingang finden (Schön et al., 2008). Die geänderte Dynamik von Krankheiten und Schädlingen wird im mehrjährigen Selektionsprozess meist kontinuierlich berücksichtigt. Zuletzt ist es zum Beispiel gelungen, aus der Wildart Hordeum bulbosum mittels konventioneller Züchtungsmethoden ein hochwirksames Resistenzgen gegen die Viröse Gelbverzwergung in die Kulturgerste einzuführen (Scholz et al., 2009). Diese Krankheit tritt durch die wärmere Herbstwitterung verstärkt auf (Jungmeier, 2010). Den Herausforderungen des Klimawandels wird auch mittels gentechnischer Methoden zu begegnen versucht. In mehrere Pflanzenarten wurden artfremde Gene zur Steigerung der Trockentoleranz übertragen. Verglichen mit der bei Mais, Raps, Soja oder Baumwolle induzierten Herbizidtoleranz und Insektenresistenz, sind die praktischen Erfolge bisher bescheiden. In den USA wurde 2011 eine von den Firmen Monsanto und BASF entwickelte trockentolerante Maissorte zugelassen,

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welche ein Gen des Bodenbakteriums Bacillus subtilis enthält. Dieser Mais brachte unter Bedingungen von Wasserknappheit geringfügig höhere Erträge als vergleichbare konventionelle Züchtungen (Scientific American, 2012). Weiters gelangen im Rahmen des Projekts „Water Efficient Maize for Africa (WEMA)“ gentechnische Verfahren zur Anwendung. Seit dem Jahr 2007 werden in Australien transgene Weizenlinien im Freiland getestet. In Argentinien wurde ein Gen der Sonnenblume, welches zu einer gesteigerten Anpassung an Stressumwelten beiträgt, in Mais-, Weizen- und Sojabohnenpflanzen eingebracht. Bis dato sind daraus keine marktreifen Sorten entstanden (Anonymus, 2012). Es ist unwahrscheinlich, dass die Gentechnik zu raschen Fortschritten beim Merkmalskomplex Trocken- und Hitzetoleranz führt. Der Klimawandel beeinflusst auch das angebaute Artenspektrum. Winterkulturen sind von den abgeschätzten Änderungen etwas weniger betroffen. Dank konsequenter züchterischer Aktivitäten hat die Malzqualität der Winterbraugerste ein Niveau erreicht, das den Ansprüchen der Verarbeitungswirtschaft genügt. Neuere Winterdurumsorten werden wegen verbesserter Frostfestigkeit zu einer Anbauausweitung beitragen. Längerfristig könnten auch Winterhafer, Sorghumhirsen und Wintererbse mehr Bedeutung erlangen. Aktuell wird zum Beispiel von der Saatzucht Gleisdorf Winterackerbohne zur Marktreife entwickelt; das LFZ Raumberg-Gumpenstein testet trockentolerante Futtergräser wie Aufrechte und Wehrlose Trespe (Bromus erectus, B. inermis), Rohr- und Furchenschwingel (Festuca arundinacea, F. rupicola), Festulolium loliaceum und Schmalblättrige Wiesenrispe (Poa angustifiolia) auf ihre Eignung für österreichische Bedingungen (Graiss et al., 2011). Eine mögliche Anpassungsmaßnahme ist die Nutzung von wenig genutzten Arten („underutilized species“). Dies sind Arten, welche durch ihren schwachen Ertrag gegen die herkömmlichen Nutzpflanzen („comfort crops“) nicht wettbewerbsfähig sind, aber durch ihre große Anzahl einer „genetischen Erosion“ im Zuge des Klimawandels entgegenwirken. Die wenig genutzten Arten haben auf regionaler Ebene den Vorteil, dass sie an schwierige und komplexe Gegebenheiten angepasst sind (wie z. B. Trockenheit, magere Böden, Frosttoleranz) und teils hervorragende Nährstoffprofile für die menschliche Ernährung bieten (Padulosi et al., 2011). Eine zentrale Frage aus gesellschaftlicher Sicht ist, ob die Pflanzenzucht ausreichend schnell voranschreitet, um den agronomischen Bedarf unter veränderten Klimabedingungen zu decken. Beispielsweise wird für die globale Getreideproduktion eine abnehmende Rate an Produktivitätszuwächsen (Fuglie und Wang, 2012) verzeichnet, die häufig mit abnehmenden

Investitionen in Technologieentwicklung in Verbindung gebracht wird. Fuglie et al. (2012) zeigen, dass abnehmende staatliche Investitionen zumindest teilweise von privater Seite kompensiert werden, zweifeln aber an der Möglichkeit eines vollständigen Rückzuges öffentlicher Forschungsförderung zur Technologieentwicklung. Dies erscheint im Zusammenhang mit Klimawandel umso bedeutsamer, als es sich um weite Zeiträume mit hoher Unsicherheit handelt. Diese Argumente gelten sinngemäß auch für den folgenden Abschnitt.

Anpassungen im Bereich des Pflanzenschutzes Im Hinblick auf eine nachhaltige Ressourcen- und Umweltschonung erscheint es sinnvoll, bei Anpassungsmaßnahmen im Pflanzenschutzbereich möglichst viele Einflussfaktoren auf die Pflanzengesundheit im Rahmen eines gesamtheitlichen integrierten Pflanzenproduktions-Konzepts zu berücksichtigen, welches sowohl präventive als auch kurative Maßnahmen umfasst. Das Risiko von Ertragsausfällen kann vermindert werden, indem die Vielfalt sowohl bei den Nutzpflanzen als auch bei den Pflanzenschutzmaßnahmen erhöht wird (Reidsma und Ewert, 2008). Im Rahmen der kurativen Pflanzenschutzmaßnahmen werden u. a. der Verfügbarkeit und Auswahl geeigneter Pflanzenschutzmittel und Applikationstechniken sowie adaptierter Applikationszeitpunkte und Intervalle eine große Bedeutung zukommen. Bei den vorbeugenden Maßnahmen spielen u. a. die Gestaltung vielfältiger Fruchtfolgen (Freyer, 2003), adaptierte Aussaat, Pflanz- und Erntetermine und Kulturmaßnahmen eine wichtige Rolle. Auch eine vielfältig gegliederte Landschaft könnte in Verbindung mit weiten Fruchtfolgen das Schadrisiko senken, da neben anderen positiven Effekten auch Gegenspieler von Schadorganismen günstigere Entwicklungs- bzw. Überlebenschancen haben (Freyer et al., 2012). Die verbesserte Prävention zur Vermeidung der Einschleppung von Schadorganismen bzw. die frühzeitige Entdeckung bei natürlicher Einwanderung durch neue in-situ Detektionsmethoden (Blümel, 2012), das verstärkte Monitoring von Schadorganismen zur Vermeidung der weiteren Ausbreitung und die Anpassung von Monitoringterminen gewinnen im Rahmen des Klimawandels an Bedeutung (Eitzinger et al., 2009d, Blümel, 2012). Besonders wichtig im chemischen Pflanzenschutz sind auch Prognosemethoden in Verbindung mit Schadensschwellen (Glauninger, 2011). Die genaue Erfassung der Witterungs- bzw. Klimabedingungen in Verbindung mit einem präzisen Monitoring, d. h. der Erfassung des zeitlichen Auftretens von Schadorganismen und deren Populationsentwicklung, ermöglicht die Erstellung von Entschei-

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Kapitel 2: Land- und Forstwirtschaft, Wasser, Ökosysteme und Biodiversität

dungsmodellen für eine gezielte Bekämpfung des jeweiligen Schädlings, Krankheitserregers oder Unkrautbestands. Es erschiene daher sinnvoll, die bereits seit Jahrzehnten in Österreich bestehenden Warn- und Prognosedienste für wirtschaftlich bedeutsame Schaderreger an Pflanzen, besonders im Rahmen der integrierten Produktion im Wein- und Obstbau, weiter zu optimieren (Eitzinger, 2010; vgl. Abschnitt 2.10).

Anpassungen im Wein- und Obstbau (Dauerkulturen) Dauerkulturen zeichnen sich durch eine mehrjährige Umtriebszeit und dadurch langfristig angelegte Investitionen aus, wodurch Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel einer gründlichen Prüfung bedürfen. Zum Beispiel ist der Weinbau durch die relativ hohen und lang gebundenen Mittel der Kellertechnik und der Vermarktung stark an eine spezifisch angelegte Infrastruktur gebunden. Da im Weinbau insbesondere auch die Qualität des Weines eine große Rolle spielt, kann eine Klimaerwärmung bei der wärmeliebenden Weinkultur signifikante Anpassungen in den Produktionsabläufen erzwingen. Im Obstbau, der, abgesehen von Marillen (Aprikosen) oder Pfirsichen, vorwiegend in kühleren Regionen als jenen des Weinbaus stattfindet, sind manche mit dem Klimawandel verbundene Anpassungsoptionen durchaus differenziert zu bewerten, andere wiederum sind vergleichbar. Abgesehen von zunehmenden Extremtemperaturen (Hitzeperioden) lassen sich für andere Witterungsextremereignisse unter Klimaszenarien bisher keine gesicherten Aussagen über mögliche Änderungen ableiten, insbesondere auf kleinräumiger Ebene (vgl. Band  1, Kapitel  5). Extremwetterereignisse besitzen aber für die Landwirtschaft und besonders bei Dauerkulturen aufgrund der hohen Flächenproduktivität ein sehr großes Schadpotenzial wodurch viele technische Maßnahmen zur Risikominderung auch unter den derzeitigen Klimabedingungen ökonomisch sinnvoll sind. Zum Beispiel werden Hagelschutznetze kostendeckend nur in Kulturen mit hohem Deckungsbeitrag, also vor allem im intensiven Obstbau eingesetzt. Befliegungen (z. B. Wolkeninjektion durch Silberjodid) werden regional ebenfalls durchgeführt (z. B. im Grazer Becken), die tatsächliche Wirkung ist hier aber schwer schlüssig nachweisbar (Pachatz, 2005). Untersuchungen für Mitteleuropa zeigen, dass sich Spätfrostschäden je nach Region im Frühjahr abschwächen oder auch verstärken könnten (Eitzinger et al., 2013). Frostschutzmaßnahmen werden daher auch in einem wärmeren Klima in vielen Regionen von Bedeutung bleiben. Diese umfassen langfristig wirksame Maßnahmen, wie eine standortgerechte

Planung der Anlage, die vor allem die Vermeidung von Kaltluftseen und die Auswahl von frostresistenteren Sorten berücksichtigt, und mittelfristig umsetzbare Maßnahmen, wie z. B. die Frostschutzberegnung. Detaillierte Anpassungsmaßnahmen für den Wein- und Obstbau, insbesondere zur Bestandspflege und zu Produktionstechniken wurden von Redl (2006, 2007, 2008 a, b, 2011, 2012), Bauer und Fardossi (2008) und Bauer et al. (2009) ausführlich beschrieben. An anderer Stelle beschriebene Anpassungsmaßnahmen im Bereich des Bodenschutzes bzw. des Wasserhaushalts gelten sinngemäß auch für Dauerkulturen.

Anpassungen in der Grünlandbewirtschaftung mit Rinderhaltung Grünland und dessen Bewirtschaftung spielt für die österreichische Landwirtschaft eine zentrale Rolle und erfüllt dabei zahlreiche Funktionen, die weit über die bloße Bereitstellung von Grundfutter für die Viehwirtschaft hinausgehen (Buchgraber et al., 2011; Pötsch, 2010). Dauergrünland – per Definition länger als fünf Jahre mit Grünlandvegetation bewachsen – stellt in Österreich mit insgesamt 1,7 Mio. ha die dominierende Kulturart dar und erstreckt sich dabei in all seinen unterschiedlichen Ausprägungen und Nutzungstypen über einen weiten Höhenstufen- und Hangneigungsgradienten. Knapp 60 000 (etwa 43 %) der insgesamt 140 000 österreichischen INVEKOS-Betriebe (das sind die im europäischen Integrierten Verwaltungs- und Kontrollsystem erfassten Landwirtschaftsbetriebe) werden als Grünlandbetriebe bezeichnet; d. h. sie bewirtschaften entweder ausschließlich Dauergrünland, bauen eventuell zusätzlich noch Feldfutter an oder bebauen maximal 10  % ihrer landwirtschaftlichen Nutzfläche auch noch mit anderen Kulturarten (BMLFUW, 2011b). Im Vergleich zu den meisten anderen landwirtschaftlichen Kulturen stellen Pflanzenarten der Grünlandvegetation zwar geringere Ansprüche hinsichtlich Temperatur und Wärmesummen, sie weisen jedoch für ein optimales Wachstum einen deutlich höheren, spezifischen Wasserverbrauch auf. Grünland ist daher in einem besonderen Ausmaß von Klimaänderungen betroffen (Eitzinger et al., 2009a; Schaumberger, 2011) (vgl. Band 2). Mögliche Maßnahmen bzw. Strategien zur Anpassung an den Klimawandel im Grünland sind: t


Einsatz trockenheitstoleranter Futterpflanzen durch verstärkte Selektion von trockenheitstoleranten Leguminosen- und Gräserarten bzw. -sorten für die Anlage bzw. Erneuerung von Grünland sowie deren Prüfung in Reinsaat

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und Mischungen auf Ertragsleistung und Futterqualität. Dies könnte in weiterer Folge auch zu einer Ausweitung des derzeit bestehenden Spektrums von als ansaatwürdig eingestuften Pflanzenarten sowie spezieller Saatgutmischungen für Trockenlagen des Dauergrünlandes führen (Krautzer et al., 2010; Graiss et al., 2011). Der Einsatz geeigneter, bisher wenig verwendeter Sorten und von tiefwurzelnden Pflanzenarten, wie etwa Luzerne, ist eine weitere Option. Auch die Nutzung von Silomais und Getreide mit einem deutlich geringeren spezifischen Wasserverbrauch als Grünland zur Produktion von Ganzpflanzensilage (also Nutzung im grünen, frischen Zustand) bzw. der Anbau von Futtergetreide könnte zumindest in umbruchfähigen Lagen eine wirksame Anpassungsstrategie und Alternative darstellen, wobei hier potenzielle Konfliktfelder zur Gemeinsamen Agrarpolitik der EU (GAP) bestehen. Beregnung von Grünland: Bisher war die künstliche Beregnung primär Kulturen mit besonders hohen Deckungsbeiträgen vorbehalten, wenngleich in manchen Gebieten des Alpenraumes (Österreich, Schweiz, Südtirol) auch Grünland bewässert wurde und wird (Troxler et al., 1992; Calame et al., 1992), allenfalls auch kombiniert mit einer gezielten Ausbringung von flüssigem Wirtschaftsdünger. Anpassung von Nutzungsfrequenz und Düngungsintensität: Düngung und Nutzung stellen neben dem Pflanzenbestand und dessen Lenkung die zentralen Bewirtschaftungsfaktoren im Grünland dar; ihre laufende Anpassung an die vorliegenden Standortbedingungen (Topographie, Boden und Klima) ist eine wichtige Maßnahme (Pötsch, 2012). Der Einsatz der GIS-Technologie (Geoinformationssysteme) unter Einbeziehung von ertragsbestimmenden Standortkennwerten in einer möglichst hohen Flächenauflösung (idealerweise feldstückbzw. nutzungstypbezogen) könnte auch im Grünland zu einer effizienteren Bewirtschaftung (z. B. durch präzisere Beratung) führen. Verstärkte Nutzung von Almen und höher gelegenen Flächen: Die Produktivität und Leistungsfähigkeit von Almflächen und Hochlagen wird primär durch eine kurze Vegetationszeit und im Vergleich zu Tallagen niedrigere Temperaturen limitiert. Durch die zu erwartenden Klimaveränderungen könnten zukünftig daher auch hochgelegene Flächen wieder stärker zur Produktion von Grundfutter genutzt und etwaige Ertragsminderungen auf den Heimflächen zumindest teilweise ausgeglichen werden. Dabei ist eine erschwerte Bewirtschaftung zu berücksichtigen, besonders hinsichtlich Ernte und Düngung.

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Die Grünlandflächen Österreichs erstrecken sich über sehr diverse Klimazonen, was unmittelbare Folgen auf die Erträge hat (Schaumberger, 2012). Steigende Temperaturen können in den niederschlagsreichen Regionen Österreichs zu Mehrerträgen führen (Schönhart et al., 2013; Eitzinger et al., 2009a). In einem solchen Fall könnte Anpassung zu einer Erhöhung der Tierbestände, einer Aufgabe marginaler Standorte oder einer Intensivierung führen.

Anpassungen im Bereich der Tierhaltung Neben dem Einfluss auf die Quantität und Qualität der Tierfutterproduktion hat der Klimawandel auch direkten Einfluss auf die Leistungsfähigkeit und das Wohlbefinden der Nutztiere. Konsequenzen des Klimawandels für die verschiedenen Bereiche der Tierhaltung hinsichtlich der Ansprüche von Nutztieren, deren Gesundheit und Leistungsfähigkeit wurden von Grummer (2009) beschrieben (vgl. Band 2). Als empfehlenswerte Anpassungsmaßnahmen im Bereich der Tierhaltung sind zu nennen (Anpassungsmaßnahmen im Bereich der Fischereiwirtschaft werden in Abschnitt 2.4.2 behandelt): t


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Die Anpassung der Stallsysteme hinsichtlich der Sicherstellung des Wohlbefindens der Tiere kann Leistungsabfälle oder Ausfälle bei zunehmenden Hitzeperioden vermeiden. Hochleistungstiere sind hierbei am stärksten betroffen. Ein wichtiges Kriterium ist die Ausfallssicherheit. Dem Risiko von Stromausfällen (insbesondere bei Klima-, Lüftungs- und Milchkühlanlagen) kann mit netzunabhängiger Stromversorgung begegnet werden, etwa durch Installation von Notstromaggregaten. Technische Innovationen, wie zum Beispiel der Einsatz von Solarenergie, können Energiebedarf und Emissionen reduzieren. Die Kühlung der Stallungen mittels Wassernebel oder Kühlplatten wird in Zukunft eine vermehrte Rolle spielen, jedoch hängt deren Nutzen auch von der zu erwartenden Luftfeuchte am Standort der Betriebe ab. Bei anhaltender Erderwärmung wird ein Nach- oder Aufrüsten einer Kühlung in Aufzuchtbetrieben unumgänglich sein (Valiño et al., 2010). Offene Stallsysteme mit freier Bewegungsmöglichkeit der Tiere ins Freie bieten neben anderen Vorteilen die größte Sicherheit für das Wohlbefinden der Tiere. Freier Auslauf mit entsprechenden Unterstandmöglichkeiten (Schatten) bzw. Abkühlmöglichkeiten (z. B. Rinderduschen, Suhlen für Schweine) sind besser zu bewerten als klimatisch schlecht geregelte Stallsysteme (Grummer, 2009).

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Kapitel 2: Land- und Forstwirtschaft, Wasser, Ökosysteme und Biodiversität

Es können Wechselwirkungen zwischen Hygienemaßnahmen zur Unterbindung der Verbreitung von Krankheiten und deren Vektoren und anderen Anpassungsmaßnahmen wie dem Haltungssystem oder der Stalltechnik auftreten; auch Hygienemaßnahmen in der Milchproduktion (besonders die Einhaltung der Kühlketten) sind zu beachten. Ein effektives Monitoring von Krankheiten bei Nutztieren bzw. bei von Nutztieren auf Menschen übertragbare Krankheiten sowie deren Vektoren ist zur Krankheitsvorsorge wichtig. Dafür sind geeignete, flexible Maßnahmen in der Tiermedizin wesentlich.

genen Sinn auch in der konventionellen Landwirtschaft eine Rolle spielen: t


Anpassungen im biologischen Landbau Im biologischen Landbau gelten die weiter oben genannten Auswirkungen des Klimawandels auf die Landwirtschaft prinzipiell ebenso. Aufgrund von Besonderheiten dieses Bewirtschaftungssystems unterscheiden sich aber die Gewichtungen und die Bedeutung einzelner Anpassungsmaßnahmen teilweise von denen im konventionellen Landbau. Als Folge der spezifischen Rahmenbedingungen der Bewirtschaftung im biologischen Landbau (IFOAM, 2014; Köpke und Haas, 1995) zeigen biologisch bewirtschaftete Böden häufig höhere Humusgehalte (Mäder et al., 2002; Niggli et al., 2007; Pimentel et al., 2005), einen höheren Porenanteil bzw. eine geringere Lagerungsdichte (Freyer et al., 2012), ein erhöhtes Wasser- und Luftspeicherungsvermögen (Pimentel et al., 2005), eine größere Aggregatstabilität, ein höheres Infiltrationsvermögen (Lotter et al., 2003) und eine verringerte Erosivität (Mäder et al., 2002; Reganold et al., 1987), eine höhere bodenbiologische Aktivität und mikrobielle Diversität (Mäder et al., 2002), geringere Nitratauswaschung (Mondelaers et al., 2009) und geringere THG-Emissionen pro Flächeneinheit (Olesen et al., 2006; Rahmann et al., 2008). Biologischer Landbau sichert und erhöht so letztlich die langfristige Produktivität von Böden und verleiht dem Anbausystem eine größere Stabilität (Thrupp, 2000). Auch erhöht sich die Resilienz der Böden und des Anbausystems gegenüber Witterungsextremen wie Trockenperioden oder Starkregenereignissen, die infolge des Klimawandels vermehrt zu erwarten sind (Niggli et al., 2007). Dem biologischen Landbau wird daher in mehreren Studien eine höhere Anpassungsfähigkeit an die Auswirkungen des Klimawandels zugeschrieben (Borron, 2006; Niggli et al., 2007; Lindenthal et al., 2011). Folgende Anpassungsmaßnahmen sind speziell für den biologischen Landbau von Bedeutung, können aber im übertra-

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Humus- und Nährstoffdynamik: Höhere Temperaturen im Winterhalbjahr werden den Umsatz der organischen Bodensubstanz erhöhen (Feichtinger und Stenitzer, 1995). Um Humusverluste zu vermeiden, ist es erforderlich, auf eine gute oder sogar vermehrte Rückfuhr organischer Substanz in den Boden zu achten. Dies erfordert ggf. einen erhöhten Anteil humusmehrender Kulturarten, wie Futterleguminosen, bzw. einen verringerten Anteil humuszehrender Kulturen, wie Hackfrüchten, in der Fruchtfolge. Ein erhöhter Umsatz der organischen Bodensubstanz im Winter bedeutet auch eine verstärkte Stickstoff-Mineralisierung zu einer Zeit, in der die Stickstoffaufnahme der Pflanzen gering und die Nitratauswaschungsgefahr hoch sind. Mögliche Anpassungsmaßnahmen wären eine spätere Grundbodenbearbeitung im Herbst, ein Verschieben der Bodenbearbeitung ins Frühjahr bei nachfolgenden Sommerungen oder der vermehrte Anbau von Zwischenfrucht-Begrünungen (Szerencsits et al., 2011), um Stickstoff über den Winter zu binden. Der Anbau von Zwischenfrüchten als Begrünungen kann aber durch zunehmende Wasserkonkurrenz zu den Hauptkulturen risikoreicher und damit unattraktiver werden. Dem kann durch geeignete Wahl von Bodenbearbeitungsverfahren (siehe unten) und -zeitpunkt begegnet werden. Leguminosen als tragendes Element der Fruchtfolgen: Leguminosen haben eine große Bedeutung in den Fruchtfolgen des biologischen Landbaus; aufgrund der biologischen Stickstoff-Fixierung, der Unkrautunterdrückung und Humusmehrung sind sie im Zusammenhang mit den Auswirkungen des Klimawandels besonders relevant (Gollner et al., 2012). Vor allem im Osten Österreichs sind höhere Anforderungen an die Trockenheitstoleranz der Nutzpflanzen zu erwarten. Im biologischen Landbau gilt dies insbesondere für Luzerne als wichtigste Futterleguminose für dieses Gebiet. Verstärkte Anstrengungen bei der Züchtung trockenheitstoleranter Sorten wären hier hilfreich. Da die Möglichkeiten des kurativen Pflanzenschutzes im biologischen Landbau begrenzt sind, wird sich der Anbau anfälliger Kulturen, wie z. B. von Erbsen (McDonald und Peck, 2009), in Zukunft voraussichtlich verringern, während vorbeugende Pflanzenschutz-Maßnahmen, wie Fruchtfolgegestaltung und Förderung der Fruchtbarkeit und des antiphytopathogenen Potenzials der Böden, an Bedeutung gewinnen werden.

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Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

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Bodenbearbeitung: Die Bodenbearbeitung ist im biologischen Landbau in höherem Maße als im konventionellen Landbau ein Verfahren zur Unkrautkontrolle. Diese ist mit Pflugeinsatz leichter zu erzielen als mit pfluglosen Verfahren. Pflugeinsatz erhöht aber die BodenwasserVerdunstung und damit unproduktive Wasserverluste sowie die Erosionsgefahr. Pfluglose Bodenbearbeitungsverfahren spielen deswegen im biologischen Landbau vor allem auf Trockenstandorten im Osten Österreichs eine zunehmende Rolle. In feuchteren Gebieten wird hauptsächlich auf einen reduzierten Pflugeinsatz gesetzt. Möglichkeiten der Reduktion des Pflugeinsatzes ergeben sich bei bestimmten Kulturen der Fruchtfolge, durch Verringerung der Bodenbearbeitungstiefe und durch Verzicht auf Pflugbodenbearbeitung zur Stoppelbearbeitung im Sommer, wenn die Verdunstung besonders hoch ist (Gadermaier et al., 2012).

Maßnahmen einer ressourcenschonenden Bewirtschaftung und Anpassung an den Klimawandel setzen auf der Ebene des landwirtschaftlichen Betriebs an. Sie entfalten ihre volle Wirkung (z. B. auf Biodiversität oder Gewässerschadstoffeinträge) aber erst bei einer überbetrieblichen bis regionalen Umsetzung (Freyer et al., 2007).

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Folgende Bodenschutzmaßnahmen können durch den Klimawandel an Bedeutung gewinnen: t


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Anpassungen in der Bodenbearbeitung und für den Boden- und Erosionsschutz

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Die erosive Kraft des Niederschlags wird als Regenerosivität bezeichnet. Eine Zunahme der Regenerosivität (vgl. Abschnitt 2.4 und Band  2) würde ohne geeignete Schutzmaßnahmen zu höheren Bodenerosionsraten führen (Klik und Eitzinger, 2010). Hierbei ist es vor allem die Niederschlagsintensität, welche die wesentliche Rolle spielt, da sie einen nicht-linearen Einfluss auf den Erosionsprozess ausübt. Zumeist wird ein ausreichender Schutz nicht durch eine einzige, sondern durch die Kombination mehrerer Maßnahmen gewährleistet. Flächenbezogene Schutzmaßnahmen sind hierbei effektiver. Eine Herausforderung besteht dabei in den langen Zeithorizonten, über die Bodenerosion, abgesehen von Extremereignissen, wirken kann. Kurzfristig können Erosionseffekte unbemerkt bleiben bzw. werden diese unter Umständen negiert, weil sie den ökonomischen Interessen der LandnutzerInnen entgegenstehen (Montgomery, 2007). Aus gesellschaftlicher Sicht erscheinen daher politische Maßnahmen des Bodenschutzes sinnvoll. Beispiele sind die Erosionsschutzmaßnahmen im Agrarumweltprogramm ÖPUL.

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Veränderung der Fruchtfolge und ganzjährige Bedeckung des Bodens durch Vermeidung von weiten Reihenkulturen sowie Anbau von Zwischenfrüchten. Insbesondere in Hanglagen sind Fruchtfolgen mit hohem Bedeckungsanteil jenen mit hohem Hackfruchtanteil bzw. Reihenkulturen vorzuziehen. Zum Beispiel stuften Scholz et al. (2009) für den Raum Oberösterreich den Zuckerrübenanbau unter Klimaszenarien des 21. Jahrhunderts mit Pflugbearbeitung wegen zu hoher Erosionsraten (trotz einer Abnahme von 11–24 % im Vergleich zur Bezugsperiode) als nicht nachhaltig ein. Bei konservierender Bodenbearbeitung ergab sich jedoch eine Reduktion des Bodenabtragpotenzials von 49–87 %. Während des Winterhalbjahres kann eine Wintergründecke oder Zwischenfrucht angebaut werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, Sommergetreide durch Winterungen zu ersetzen. Im Weinbau stellt die Begrünung oder eine Mulchauflage der Fahrgassen eine effektive Maßnahme zur Erosionsverminderung sowie zur Verbesserung der Bodenqualität dar (Bazzoffi und Chisci, 1999; Gril et al., 1989; Messer, 1980; Tropeano, 1983). Änderung der Bodenbearbeitung, Erhöhung der Bodenbedeckung durch Belassen von Pflanzenresten auf der Bodenoberfläche nach der Ernte. Konservierende Bodenbearbeitung durch reduzierte Bearbeitungsintensität, geringe Tiefe des mechanischen Eingriffes (keine Bodenwendung, Pflugverzicht) und Belassen der Ernterückstände an der Bodenoberfläche (Mulch). Zahlreiche Studien unterstreichen die positiven Auswirkungen konservierender Bodenbearbeitung (Auerswald et al., 1994; Choudhary et al., 1997; Klik, 2003; Mannering, 1987; Meyer et al., 1999; Tebrügge und Düring, 1999). Strauss et al. (2003) zeigen, dass beim Bodenabtrag Mulchsaat einen Wirkungsgrad von 74 % und Direktsaat einen von 87 % aufweisen. Eine erfolgreiche Implementierung setzt voraus, dass Probleme durch einen eventuell erhöhten Unkrautdruck standortspezifisch gelöst werden. Stabile Bodenaggregate leisten größeren Widerstand gegen die erosiven Kräfte und vermindern somit die Bodenerosion. Die Aggregatstabilität hängt vom Zusammenspiel physikalischer, chemischer und biologischer Kennwerte ab. Die größte Bedeutung kommt dabei der

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Kapitel 2: Land- und Forstwirtschaft, Wasser, Ökosysteme und Biodiversität

organischen Substanz zu, die auch das Bodenleben fördert. Im Ackerbau kommt dem Regenwurmbesatz eine besonders wichtige Rolle bei der Förderung der Aggregatstabilität zu. In einigen Ländern werden seit wenigen Jahren Bodenzuschlagsstoffe zur Erosionsvermeidung verwendet. Mit dem Ausbringen von Bodenzuschlagsstoffen können ebenfalls stabile Bodenaggregate gefördert werden. So fördern z. B. einige organische synthetische Polymere, wie etwa das wasserlösliche Polyacrylamid (PAM), die Verbindung feiner Bodenpartikel zu größeren Aggregaten und eine höhere Bodeninfiltration (Flanagan et al., 2003). Das Einbringen von Gips (Kalziumsulfat) in den Boden verbessert ebenfalls die Bodenstruktur und die Infiltrationsfähigkeit, was verminderten Abfluss und Bodenabtrag zur Folge hat. Veränderung der Landnutzungsanteile: Aggregatstabilität nimmt in folgender Reihe der Landnutzung zu: ackerbauliche Nutzung – Wald – Grünland (Kukal et al., 2007). Die Umstellung von konventioneller auf bodenschonende Bearbeitung führt in Kombination mit dem Anbau von Zwischenfrüchten (Klik et al., 1998) zur Verbesserung der Infiltration, der Bodenwasserspeicherkapazität (vgl.  Abschnitt 2.4.2), des Humusgehalts (Hartl et al., 2012) und der Aggregatstabilität (Klik und Hofmann, 2011). Zusätzlich wird auch die Auswaschung von Nährstoffen ins Grundwasser vermindert (vgl. Abschnitt 2.2.1). Mitter et al. (2013) modellieren Bodenerosion auf Ackerflächen im niederösterreichische Mostviertel und weisen Zwischenfruchtanbau und reduzierte Bodenbearbeitung als effektive und ökonomisch interessante Maßnahmen unter den derzeitigen ÖPUL-Bedingungen aus. Freudenschuss et al. (2010) errechneten auf Basis von langjährigen Feldversuchsdaten relative Anstiege des organischen Kohlenstoffes im Boden um bis zu 9  %. Die ÖPUL-Maßnahmen (z. B. Begrünung von Ackerflächen, Mulch- und Direktsaat, integrierte Produktion im Weinbau, Begrünung im Weinbau) führten z. B. in den vergangenen 15 bis 20 Jahren auf allen untersuchten Standorten im Flach- und Hügelland, im Alpenvorland sowie im Waldviertel zu einem Anstieg der mittleren Humusgehalte um ca. 0,1–0,4  % (Baumgarten et al., 2011). Bodenverdichtung auf landwirtschaftlichen Flächen ist eine Hauptursache für verminderte Bodeninfiltration. Sie entsteht zumeist durch zu hohe Radlasten und durch mehrfaches Überrollen derselben Spur oder durch das Furchenrad beim Pflügen, wenn beim Befahren der Boden zu feucht bzw. zu locker ist. Zur Vermeidung gibt es eine Reihe wirkungsvoller Maßnahmen. Zu den gerä-

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tetechnischen Maßnahmen zählen etwa die Verwendung von Onland-Pflügen, das Umrüsten von Aufsatteltechnik auf gezogene Technik und die Optimierung des Reifeninnendruckes. Ackerbauliche Maßnahmen umfassen die pfluglose Bestellung des Ackers, Anbau in Direktsaat- oder Mulchsaatverfahren, das Pflügen im Sommer, die standortgerechte Fruchtartenwahl für vernässungs- bzw. verdichtungsempfindliche Standorte, die Verkürzung der Feldlängen und damit Verringerung der Last- und Leerfahrten sowie die Begrünung von stark gefährdeten Teilflächen. Erosionsvermindernde Flurgestaltung: Zur Erosionsverminderung können quer zum Gefälle und zur Hauptwindrichtung Streifen mit Wechsel der Fruchtart oder abflussbremsende Gras- oder Saumstreifen angelegt werden. Schlagunterteilung durch Erosionsschutzstreifen bzw. Wege mit Gräben quer zum Gefälle verringern ebenfalls den Bodenabtrag. Eine Bearbeitung in Falllinie erhöht hingegen die Erosion. Anlage von Gewässerrandstreifen: Die Anlage von Gewässerrandstreifen stellt eine zusätzliche Maßnahme gegen den Eintrag von Sedimenten in aquatische Ökosysteme dar. Die Wirksamkeit derartiger Pufferstreifen hängt von ihrer Breite, dem Hanggefälle, der Bodenart sowie von der Niederschlagshöhe und dem dadurch hervorgerufenen Oberflächenabfluss ab (Tollner et al., 1976; Dillaha et al., 1989). Die Anlage von begrasten Abflussmulden in Geländetiefenlinien zum Rückhalt von Sediment ist in erosionsgefährdeten Landschaften ebenfalls zu empfehlen (Fiener and Auerswald, 2009).

Anpassungen in der landwirtschaftlichen Bewässerung Landwirtschaftliche Bewässerung findet in Österreich hauptsächlich in den niederschlagsärmeren Ackerbauregionen statt, mit einem Schwerpunkt in Ostösterreich (vgl. Band 2, Kapitel  2). Studien zeigen, dass vor allem im Marchfeld und im Weinviertel insbesondere in den Klimaszenarien, die Niederschlagsabnahmen im Sommerhalbjahr anzeigen (vgl. Band 2, Kapitel 3), mit einer Zunahme des Bewässerungsbedarfes zur Erhaltung des heutigen Ertragsniveaus (Ertragssicherung) zu rechnen ist (vgl. Band 2, Kapitel 2, Kromp-Kolb et al., 2007; Thaler et al., 2012; Trnka et al., 2011; WPDA, 2011). Die Zunahmen im relativen Wasserbedarf für die Hauptackerbaugebiete im Osten Österreichs liegen unter diesen Klimaveränderungen für Getreide im Mittel bei ca. +20 % bis zu den 2050er Jahren. Im Marchfeld ergibt dies bei den überwiegend mittelschweren Böden einen Zusatzwasserbedarf bei Winterweizen

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Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

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Risikominderungsstrategien landwirtscha!licher Betriebe

Mengen- und Preisabsicherung

Betriebsorganisa"on

Effizienzsteigerung

)
  (" Versicherungen

)
Innerbetrieblicher Risikoausgleich: - Diversifikaon / Alternaven - Auswahl risikoarmer Prozesse - Überkapazitäten (Puffer)

)
" $" von Betriebsabläufen

)
  ' (" e Versicherungen )
Produk"onstechnische Maßnahmen (z. B. Bewässerung)

)
Intertemporärer Risikoausgleich: - Liquiditätsreserven - Lagerhaltung

) Managementpläne )
"( $   / Präzisionslandwirtscha!

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  % $+

Abbildung 2.3 Ausgewählte Anpassungsmöglichkeiten zur Risikominderung in der landwirtschaftlichen Produktion. Quelle: Gröbmaier et al. (2009) Figure 2.3 Selected options for risk reduction in agricultural production. Source: Gröbmaier et al. (2009)

von ca. 30 mm – das entspricht ungefähr einer Beregnungsgabe – für die 2050er-Jahre mit Berücksichtigung des wassersparenden CO2-Effekts. Bei Sommerkulturen mit hohem Wasserbedarf (wie Mais, Zuckerrübe oder Sojabohne) dürfte der zusätzliche Bewässerungsbedarf (bei gleichem Ertragsniveau) mit bis zu ca. 80 mm deutlich höher liegen (Eitzinger et al., 2009a, 2010). Dauerkulturen wie Grünland, Wein oder Obstgehölze sind in den niederschlagsarmen Regionen in ähnlicher Weise betroffen. Insgesamt, aber insbesondere bei einer möglichen Ausdehnung der bewässerten Flächen, wird die Landwirtschaft in Zukunft mit einer steigenden Konkurrenz um die Ressource Wasser zu rechnen haben (OECD, 2012). Die meisten beregnungswürdigen Sommerkulturen wie Mais, Kartoffel, Zuckerrübe weisen derzeit im Marchfeld einen mittleren optimalen Beregnungswasserbedarf von 150– 200  mm auf, was einer Applikationsmenge von 1 500 bis 2 000 m3 pro Hektar Ackerfläche und Jahr entspricht. Diese pro Hektar bewässerte Menge verbrauchen etwa 15–20 Haushalte während der Bewässerungsperiode (Mai bis September). Anpassungsmaßnahmen an den künftig zunehmenden Wasserbedarf bestehen nicht nur in höheren Bewässerungsmengen bei optimaler Bewässerung, sondern insbesondere auch in der Steigerung der Bewässerungseffizienz bei derzeit unangepasster Bewässerung (vgl. Abschnitt  2.6.2). Hierbei geht es vor allem um die Reduktion der Evaporation bzw. unproduktiven Verdunstung. Dies kann durch geeignete Wahl des Bewässerungssystems und des Bewässerungszeitpunkts erfolgen. Bei ganzflächigen Bewässerungsverfahren wie der Beregnung verdunstet ein wesentlicher Teil des applizierten Wassers durch Evaporation von Boden- und Pflanzenoberflächen, bevor es in den Boden infiltriert. Die Tropfbewässerung ist energieef-

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fizienter als z. B. die Feldnetzberegnung (Kleinregnerflügel) und weist eine Wassernutzungseffizienz von bis zu 95 % auf, d. h. nahezu die gesamte applizierte Wassermenge wird zur Deckung des Pflanzenwasserbedarfs verbraucht. Dieser Wirkungsgrad wird nur noch von Unterflurbewässerungsverfahren übertroffen. Zur Verringerung der Evaporation kann die Bewässerung während der Nachtstunden bzw. bei Windstille und kühlen Temperaturen durchgeführt werden. Die optimale Festlegung von Bewässerungsgaben und -zeitpunkten kann ebenfalls eine Wassereinsparung bringen. Die genaue Berechnung von Applikationsmengen kann mit Hilfe verschiedener verfügbarer Modelle und Methoden erfolgen, der optimale Zeitpunkt der Bewässerung kann durch Messung des Bodenwasserhaushalts des Pflanzenbestands bestimmt werden. Zum Beispiel stehen zahlreiche Sensoren zur Bodenwassergehaltsmessung zur Verfügung (Evett et al., 2011), welche die Daten online in Echtzeit an den Landwirt senden können. Durch „Precision Farming“-Methoden kann zusätzlich die räumliche Bodenheterogenität von Ackerschlägen berücksichtigt werden. Prognosen für Bewässerungsmengen und -zeitpunkte werden heute auch durch Fernerkundungsmethoden ermittelt (z. B. Trockenheitsmonitoring), über das Internet publiziert und den Landwirten zeitnah zugänglich gemacht. Auch im Bereich der Bewässerungstechnologie ist die Frage der öffentlichen Verantwortung in der Förderung der Technologieentwicklung zu klären. Österreich könnte von Ländern mit ariden Klimabedingungen, wie z. B. Israel, lernen, die bereits über gut entwickelte wassersparende Bewässerungstechnologien sowie Institutionen zur Regelung von Wasserverfügbarkeit und -verbrauch verfügen.

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Kapitel 2: Land- und Forstwirtschaft, Wasser, Ökosysteme und Biodiversität

Tabelle 2.2 Einflussfaktoren auf die langfristige Durchführbarkeit und Akzeptanz von Anpassungsmaßnahmen in der Landwirtschaft. Nach Eitzinger et al. (2009a) Table 2.2 Determinants of the long-term feasibility and acceptance of adaptation options in agriculture. Adapted from Eitzinger et al. (2009a) Positive Faktoren

Negative Faktoren

³ Nachhaltiger, langfristiger Effekt ³ Höhere Erträge, bessere Ertragsstabilität ³ Bessere Qualität der produzierten Nahrungsmittel und anderer lanwirtschaftlicher Produkte. ³ Geringeres Produktionsrisiko ³ Niedrige Investitionskosten ³ Steigender Nettogewinn oder Deckungsbeitrag ³ Effizientere Nutzung und Schonung natürlicher Ressourcen ³ Geringere oder akzeptable Arbeitsbelastung ³ Förderung der Artenvielfalt ³ Positive produktionstechnische Wechselwirkungen ³ Soziale Akzeptanz (Anerkennung) und persönliche Motivation (z. B. Landschaftsbild)

³ Nicht nachhaltiger, nur kurzfristiger Effekt ³ Geringere Erträge, höhere Ertragsvariabilität ³ Schlechtere Qualität der produzierten Nahrungsmittel und anderer lanwirtschaftlicher Produkte. ³ Höheres Produktionsrisiko ³ Hohe Investitionskosten ³ Sinkender Nettogewinn oder Deckungsbeitrag ³ Zusätzlicher Verbrauch und Belastung natürlicher Ressourcen ³ Höhere Arbeitsbelastung ³ Verringerung der Artenvielfalt ³ Negative produktionstechnische Wechselwirkungen ³ Geringe soziale Akzeptanz oder persönliche Motivation

Risikoverminderungsstrategien in der Landwirtschaft Da die Landwirtschaft direkt von den klimatischen Bedingungen abhängt, ist sie der von Veränderungen der Umwelt am stärksten betroffene Sektor (vgl. Band 2, Kapitel 6). Aus der Sicht des Landwirtes stehen verschiedene Strategien zur Verfügung, um einerseits das Risiko eines direkten physikalischen Schadens (durch klimatische Extreme) zu vermindern (wie oben beschrieben) oder andererseits um den ökonomischen Schaden eines Schadereignisses zu begrenzen. Im Umkehrschluss kann es darum gehen, an positiven Entwicklungen möglichst gut zu partizipieren. Als betriebliche Risikoverminderungsstrategien (Gröbmaier et al., 2009) sind Mengen- und Preisabsicherung, organisatorische Gestaltung betrieblicher Abläufe und die Verbesserung der nachträglichen Anpassungsfähigkeit zu nennen (Abbildung 2.3). Eine wichtige Absicherungsmaßnahme in der Landwirtschaft besteht in der Versicherung gegen Wetterextreme, deren Veränderung unter Klimaszenarien allerdings schwer abgeschätzt werden kann (vgl. Band 1, Kapitel 5). Dass sich klimatische Extremereignisse in ihrem Auftreten (Häufigkeit, Stärke, Schadensausmaß) verändern können, trifft auch die Versicherungen, die sich z. B. bei einer deutlichen Zunahme an neue Risikoprofile anpassen müssen (Bielza Diaz et al., 2009; Garrido et al., 2010). Auch alternative Versicherungsstrategien wie Wetterderivate (Wetterindex basierte Versicherung) können in manchen Bereichen (wie bei Dürreschäden) ökonomisch Sinn machen (Prettenthaler et al., 2006). Risikoverminderungsstrategien sollten jedoch auch immer Maßnahmen zur Verminderung der Verwundbarkeit (technische Anpassungsmaßnahmen

wie Verwendung von Hagelschutznetzen, Installierung von Bewässerungsanlagen, mehrere Standbeine der betrieblichen Wertschöpfung, etc.) mit berücksichtigen, um eine wirtschaftliche und nachhaltig optimale Kombination zu finden. Über die Prämiengestaltung können z. B. auch Versicherungen verschiedene begleitende technische Anpassungsmaßnahmen für bestimmte Risiken fördern. Für Schäden aus extremen Witterungsereignissen, welche die gegebenen Risikoabsicherungsmaßnahmen nicht abdecken, sollten allerdings ständig ausreichende öffentliche Mittel bereitstehen (wie z. B. aus dem Katastrophenfonds). Umfassende Ertragsversicherungssysteme findet man meist in Ländern mit starker öffentlicher Einbindung in landwirtschaftliche Versicherungen, wie Österreich, Spanien oder den USA. Bei der Risikovorsorge nimmt Österreich mit der umfassendsten Produktpalette im Vergleich zu Agrarversicherungen in anderen EU-Mitgliedsländern eine Vorreiterrolle ein (Weinberger, 2010). Durch das bestehende System des „Private-Public-Partnership“, also durch das Zusammenspiel zwischen Landwirtschaft, öffentlicher Hand und Versicherungswirtschaft, können derartige klimatische Risiken leichter bewältigt werden. Zum Beispiel sind 85 % der landwirtschaftlichen Ackerfläche bei der Österreichischen Hagelversicherung (www.hagel.at) gegen Hagel versichert, über 70 % davon auch gegen andere Risiken (Mehrgefahrenversicherung). Zwischen 1985 und 2013 wuchs die versicherte Fläche von 600 000 ha auf knapp 1 300 000 ha.

2.2.3

Synergien und Trade-offs von Anpassung und THG-Minderung

Grundsätzlich werden häufig die ökonomisch attraktivsten oder zumindest die ökonomisch akzeptablen Anpassungsmaß-

797

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

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Tabelle 2.3 Auswahl von landwirtschaftlichen Anpassungsmaßnahmen (inkl. Landnutzung) mit deutlicher Wirkung auf Treibhausgasemissionen, andere Umweltwechselwirkungen und deren Bewertung Table 2.3 Selected agricultural adaptation options (including land use) with substantial effect on greenhouse gas emissions, other environmental effects, and their valuation Anpassungsmaßnahme

@"H`‡ „˜Œ oder -reduktion (+)

Andere Wirkungen auf die Umwelt und andere Bereiche

Bewertung1

Bewertung1

Reduzierte Bodenbearbeitung, Minimalbodenbearbeitung, Pflugverzicht

(+) Kohlenstoffanreicherung im Boden, Humusaufbau, geringerer Kraftstoffverbrauch bei der Bodenbearbeitung

(+) Reduktion der Bodenevaporation, reduzierte Bodenerosion, stabilere Bodenstruktur und bessere Bodenbefahrbarkeit (–) ev. höherer Herbizideinsatz

Möglichst dauerhafte Mulchdecken im Ackerbau und bei Dauerkulturen

(+) Schutz der Bodenkohlenstoffreserven gegen Bodenerosion

(+) Bodenerosionsschutz, Reduktion der Bodenevaporation

Grünlandumbruch für Feldfutterbau

(–) Hoher Humusabbau

(–) Reduktion der Biodiversität, erhöhte Bodenerosion, erhöhte Nitratauswaschung, (+) höhere Flächenproduktivität

Früherer Anbau von Kulturen

1

798

(+) effizientere Wassernutzung, höheres Ertragspotenzial, (–) Gefahr von Bodenverdichtung wegen schlechterer Bodenbefahrbarkeit durch Nässe

Züchtung und Anbau besser angepasster Sorten

(+) bessere Ausnutzung des Boden-N, verringerte N-Verluste (in Luft und Wasser)

(+) effizientere Wassernutzung, höheres Ertragspotenzial

Angepasste Methoden der N-Düngung (z. B. Precision Farming)

(+) geringere Lachgasemissionen

(+) geringere N-Auswaschung ins Grundwasser

Biomasseproduktion für energetische Nutzung

(+) Potenzial als alternative Energiequelle, aber abhängig von der eingesetzten Technologie, je nach Produktionsmethode mögliche positive oder negative Effekte für den Bodenhumusaufbau und für Bodenschutz.

(–) Je nach aktueller Marktlage mögliche Konkurrenz zur Produktion von Nahrungsmittel (und anderer Produkte). Diese kann z. B. durch Zwischenfrucht-Nutzung, integrierte Fruchtfolgesysteme und Nutzung von Koppelprodukten gemindert werden. Derzeit in Österreich keine signifikante Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion (Gessl, 2013).

Umstellung eines konventionellen Betriebes auf Biolandbau

(+) geringere Emissionen an THG je Hektar und Jahr

(+) größeres Potenzial für mehr Biodiversität, Erhalt und Verbesserung der Bodenfunktionen etc. (–) mögliche Ertragseinbußen gegenüber konventioneller Bewirtschaftung, dadurch eventuell auch je Menge Produkt höhere THG-Emissionen

Wiedervernässung drainagierter Flächen, keine weiteren Drainagierungen von Feuchtflächen

(+) Stopp des Kohlenstoffabbaus in stark humosen Böden (insbes. Moorböden); Beginn einer neuen Sequestrierung

(+) Steigerung der Biodiversität, Schutz und Rückhalt lokaler Wasserressourcen, ausgeglicheneres lokales Temperaturregime

Wiederaufforstung von landwirtschaftlichen Flächen

(+) starker Aufbau des Bodenkohlenstoffpools und des im Holz gebundenen Kohlenstoffes

(–) eventuell Rückgang der Biodiversität (Aufforstung von Dauergrünland), Verlust von Flächen für Nahrungsmittelproduktion, Verlust von lokaltypischer Kulturlandschaft, eventuell negative Auswirkungen auf Tourismus und lokale Wertschöpfungsketten.

Kühlung von Ställen

(–) erhöhter Strombedarf, ev. neutral (0) wenn Strom aus alternativen Energiequellen (z. B. Photovoltaik) oder durch angepasste Stallarchitektur bzw. energiesparende Kühlmethoden (z. B. Sprenkler)

(+) bessere Tiergesundheit, Tierleistung und Futterverwertung

Legende: (+) überwiegend positiv, (0) überwiegend neutral, (–) überwiegend negativ

Kapitel 2: Land- und Forstwirtschaft, Wasser, Ökosysteme und Biodiversität

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[Mio. t CO2-Äq./a]

2010

2009

2008

2007

2006

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2004

2003

2002

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2000

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1998

1997

1996

1995

1994

1993

1992

THG gesamt (incl. LULUCF) LULUCF

1991

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 -10 -20 -30

Abbildung 2.4 THG-Emissionen (inklusive landnutzungsbedingte Quellen / Senken) in Österreich insgesamt und THG-Emissionen des Landnutzungssektors (LULUCF). Quelle: National Inventory Report, Anderl et al. (2012) Figure 2.4 Total Austrian GHG emissions (including sources and sinks from land use, land-use change and forestry, LULUCF) contrasted with LULUCF emissions only. Source: National Inventory Report, Anderl et al. (2012)

nahmen umgesetzt, wobei eine Reihe anderer Entscheidungskriterien auch eine Rolle spielen können, wie z. B. gesetzliche Rahmenbedingungen, Arbeitsbelastung, persönliche Präferenzen etc. (Tabelle 2.2). Dies ergibt eine Vielzahl möglicher Maßnahmen, die in der Landwirtschaft in Bezug zum jeweils konkreten Fall umgesetzt bzw. empfohlen werden könnten. Analysen von Anpassungsoptionen im Bereich der Landwirtschaft mit Berücksichtigung sozio-ökonomischer Wechselwirkungen sind in Abschnitt 2.8 beschrieben. In Tabelle 2.3 sind die wichtigsten oben diskutierten positiven oder negativen Wechselwirkungen zwischen Anpassungsmaßnahmen, THG-Minderung und anderen Effekten zusammengefasst (ohne sozio-ökonomische Wirkungen).

2.3 2.3

Forstwirtschaft Forestry

Seit dem Beginn der Waldinventur im Jahr 1961 beträgt die Zunahme der Waldfläche insgesamt 300 000  ha, das entspricht etwa der siebenfachen Fläche von Wien (Russ, 2011; Umweltbundesamt, 2010a). Der Anteil nadelholzdominierter Bestände nahm in den letzten Jahrzehnten zugunsten laubwalddominierter Bestände ab; dennoch bestehen auf Grund von gegenwärtigen bzw. vergangenen wirtschaftlichen Gegebenheiten nach wie vor in vielen Gebieten Nadelwälder auf natürlichen Laubholzstandorten. Der Wald spielt eine wichtige Rolle als Landschaftselement sowie als Schutz- und

Bannwald, für Erholung und Tourismus, den Wasserkreislauf und die Erhaltung der Biodiversität. Der Wald bietet einen Lebensraum für zahlreiche Arten, darunter auch Rote-ListeArten. Von besonderer Bedeutung für die Biodiversität ist der Bestand an Totholz, der in den letzten Jahren deutlich angestiegen ist (BFW, 2012; Umweltbundesamt, 2010a). Sowohl THG-Minderung als auch -Anpassung spielen im Wald eine wichtige Rolle. Wald kann einen Beitrag zum Klimaschutz leisten, indem Holz verstärkt an Stelle von nicht-nachhaltigen, emissionsintensiven Rohstoffen für die Herstellung langlebiger Produkte genutzt wird, z. B. im Gebäudebereich. Als Bioenergielieferant kann der Wald einen wichtigen Beitrag zur Verringerung des Fossilenergieeinsatzes leisten, wobei zu beachten ist, dass eine Steigerung des Einschlags die CO2-Senkenfunktion des Waldes reduzieren kann (vgl. Abschnitt  2.3.3). Verbesserungen im Waldmanagement (z. B. durch Vermeidung großflächigen Einschlags) und richtiges Management von nassen Standorten können ebenfalls zum Klimaschutz beitragen. Der Wald ist empfindlich gegenüber Klimawandel (vgl. Band  2, Kapitel  3). Dies gilt sowohl im Hinblick auf die Verringerung der Verwundbarkeit gegenüber Schädlingen, Krankheiten oder Auswirkungen von Extremereignissen, wie etwa Sturmschäden.

2.3.1

THG-Minderung in der Forstwirtschaft

Treibhausgas-Emissionstrends Der Sektor „Landnutzung, Landnutzungsänderung und Forstwirtschaft“ war bisher in Österreich in den meisten Jahren eine Senke von Treibhausgasen (Abbildung 2.4), wobei die Senkenfunktion seit 2003 stark zurückgegangen bzw. teilweise nicht mehr vorhanden ist (vgl. Band 1, Kapitel 2). Der Rückgang der Kohlenstoffsenke kann wie folgt erklärt werden: Laut Waldinventur 2007 / 09 stiegen die Erntemengen nach dem Jahr 2002 signifikant an, was die Kohlenstoffsenke im Wald verringerte. Außerdem wurde die Berechnungsmethode verändert: Erstmals wurden die Veränderungen des Bodenkohlenstoffpools (Auflagehumus und Mineralboden) berücksichtigt, wobei der Boden eine leichte Kohlenstoffquelle darstellt. Die Produktivität des Waldes ist in der Vergangenheit angestiegen. Dies wurde durch mehrere, einander verstärkende Faktoren bewirkt, vor allem durch die Verlängerung der Vegetationsperiode, den Eintrag von Stickstoff und damit die Beseitigung eines Nährstoffmangels. Beispielsweise wird eine Verlängerung der Vegetationszeit schon seit einigen Jahrzehnten beobachtet, sie hat in Mitteleuropa in den vergangenen

799

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

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200 180 160 Frequency (n)

140 120 100 80 60 40 20 0 -3,5

-3,5

-3,5

-2,5

-1,5

-1,0

-0,5

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

k of linear regression C=f(time)

Abbildung 2.5 Simulation der Veränderungen des Kohlenstoffvorrats in österreichischen Waldböden in den letzten 20 Jahren. Die meisten Böden weisen im 20-jährigen Simulationszeitraum keine Veränderung des Bodenkohlenstoffvorrats auf. Die links-schiefe Verteilung deutet darauf hin, dass insgesamt ein gewisser Kohlenstoffverlust stattgefunden hat; das Ergebnis ist statistisch signifikant. Quelle: Jandl et al. (submitted) Figure 2.5 Simulation of changes in C stocks in Austrian forest soils in the last 20 years. In the 20 year period simulated, most soils do not show a change in soil C stocks. The left-skewed distribution suggests that some C loss may have occured; this result is statistically significant. Source: Jandl et al. (submitted)

40 Jahren um etwa zehn Tage zugenommen (Menzel et al., 2006). Der weitaus größte Effekt ist durch den Stickstoffeintrag gegeben (Smidt et al., 2012; van Oijen und Jandl, 2004). In der Waldinventur 2000 / 02 übertraf der stehende Vorrat im österreichischen Wald erstmals den Wert von einer Mrd. Festmeter (Schadauer und Büchsenmeister, 2004; Büchsenmeister, 2011). Die Netto-Vergrößerung der Waldfläche durch die Aufforstung von landwirtschaftlichen Grenzertragsböden und nicht mehr bewirtschaftetem Grünland, sowie ein unter dem Zuwachs liegender Holzeinschlag, führen zu einem langsamen Aufbau des Holzvorrats und somit zu einer Kohlenstoffsequestrierung. Der Effekt einer Vergrößerung der Waldfläche wirkt sich erst einige Jahre nach der Aufforstung signifikant aus, wenn diese Flächen höhere Altersklassen erreichen und in größerem Ausmaß Kohlenstoff akkumulieren.

Treibhausgasemissionen aus Waldböden Waldböden sequestrieren Kohlenstoff und neutralisieren dadurch ca. 10  % der Emissionen aus fossilen Brennstoffen (Luyssaert et al., 2010). Sie nehmen größere Mengen von Methan (CH4) aus der Atmosphäre auf als landwirtschaftliche Böden und emittieren weniger Lachgas (N2O). Die Senkenwirkung der Waldböden für CO2 ist vor allem eine Konsequenz der Vergrößerung der Waldfläche, da der Kohlenstoffpool von Waldböden über dem von landwirtschaftlich genutzten Böden liegt (Jandl, 2011). Betrachtet man die Waldböden, die bereits vor dem Jahr 1990 Waldbö-

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den waren („forests remaining forests“), zeigt sich ein leichter Verlust an Bodenkohlenstoff. Der Kohlenstoffverlust wurde einerseits durch Geländeerhebungen und andererseits durch Simulationen mit dem Modell „Yasso07“ (Liski et al., 2009) identifiziert. Die Simulationsergebnisse für einen Zeitraum von 20 Jahren sind in Abbildung 2.5 dargestellt. „k“ stellt den Anstieg der linearen Regressionsfunktion des Bodenkohlenstoffvorrats über den Simulationszeitraum dar. Die hohe Häufigkeit (mehr als 40 %) von Werten bei „k = 0“, zeigt, dass die meisten Waldböden im Versuchszeitraum keine Veränderung des Bodenkohlenstoffvorrats erfahren haben. Gemessen an der jeweiligen Klimawirksamkeit, d. h. an ihrem „global warming potential“, tragen Emissionen von CH4 derzeit 18 % und jene von N2O 6 % zu den globalen anthropogenen Treibhausgasemissionen bei. Man nimmt an, dass diese Emissionen in Zukunft europaweit weiter ansteigen werden. Im ersten Europäischen Stickstoff-Assessment wird europäischen Wäldern ein kühlender Effekt zugeschrieben, das Ausmaß dieses Effekts ist jedoch mit großen Unsicherheiten behaftet (Butterbach-Bahl et al., 2011a,b). In Österreich ist der Emissions-Trend der beiden Gase rückläufig (Anderl et al., 2012). Managementstrategien, wie der Ersatz von Nadel- durch Laubwaldbestände (Russ, 2011), die Restaurierung von Feuchtgebieten zur Erhaltung der Biodiversität und veränderte oder intensivierte Strategien zur verstärkten kaskadischen Nutzung von Holz werden in Kombination mit dem Klimawandel (z. B. Temperaturanstieg und veränderte Niederschlä-

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Kapitel 2: Land- und Forstwirtschaft, Wasser, Ökosysteme und Biodiversität

Abbildung 2.6 Synthese der Effekte und Interaktionen von Waldveränderung auf den Austausch von Treibhausgasen. Pfeile, die von den externen Antriebskräften ausgehen, stellen positive oder negative Wirkungen auf die internen Antriebskräfte dar, die in der Studie zusammengefasst wurden. Ein „+“ oder „–“ am Ende eines Pfeils zeigt die Art der Wirkung (Anstieg oder Abnahme) des Effekts auf den THG-Austausch, wenn sich die jeweilige interne Antriebskraft verstärkt, sowie Wechselwirkungen zwischen den internen Antriebskräften. Quelle: adaptiert nach Gundersen et al. (2013) Figure 2.6 Synthesis of the effects and interactions of forest change on GHG exchange. Arrows starting from the external drivers denote those positive or negative impacts on internal drivers comprised in our study. The + or – signs at the arrows starting from an internal driver indicate the observed direction (increase or decrease) of the effect on GHG exchange (or the interaction on another internal driver) when the internal driver in question increases. Source: adapted from Gundersen et al. (2013)

ge) und Luftverunreinigungen die derzeitigen THG-Bilanzen von CH4 und N2O für Wälder verändern. Eine Klimaerwärmung verändert die Bodenbedingungen in Wäldern und wirkt damit auf die internen Antriebskräfte ein, was Auswirkungen auf die CH4- und N2O-Flüsse haben kann (Abbildung  2.6; Butterbach-Bahl et al., 2011a,  b). Auf Basis der aktuellen Literatur weiß man, dass Boden-pH, Diffusionsparameter, Stickstoffverfügbarkeit, Bodentemperatur und Wassergehalt die wichtigsten internen Antriebskräfte für den Austausch von CH4 und N2O zwischen Boden und Atmosphäre darstellen (Ball et al., 1997; Butterbach-Bahl et al., 2011a,b; Liu und Greaver, 2009; Machefert et al., 2002).

Systemische Wechselwirkungen zwischen forstlicher Nutzung und globalem Wandel In europaweiten Manipulationsversuchen in Wäldern wurden die Effekte von Stickstoff-Düngung, Temperaturerhöhung, Niederschlag bzw. Bodenhydrologie, Nutzungsintensität, Holzascheeinbringung, pH-Gradienten und Aufforstung auf Emissionen aus Böden untersucht. Zumeist wurde eine Verschlechterung der THG-Bilanz der Böden festgestellt: Die N2O-Emissionen aus Waldböden nahmen zu und die CH4-Aufnahme nahm ab. Es gab aber auch Ausnahmen. So emittierten

Altbestände mehr N2O als Jungbestände, es wurde jedoch auch mehr Methan im Boden abgebaut. Ein anderer Zielkonflikt zeigte sich bei Feuchtegradienten: Auf nassen Standorten nehmen die N2O-Emissionen zu, bei völliger Überflutung wurden sie hingegen vernachlässigbar klein. In diesem Fall erhöhten sich aber die CH4-Emissionen beträchtlich (Christiansen et al., 2012; Welti, 2012) (vgl. Band 2, Kapitel 5). Ähnliche Effekte auf die Gase CH4 und N2O sind im Zusammenhang mit den steuernden Antriebskräften (Abbildung 2.6) zu sehen. Ein starker positiver Feedbackeffekt auf N2O durch die Kombination der Faktoren Stickstoffverfügbarkeit und Bodenwassergehalt ist dokumentiert und tritt besonders nach Kahlschlägen auf. Bei THG-Minderungsmaßnahmen sollte auf Grund des 12-mal stärkeren Erwärmungspotenzials von N2O im Vergleich zu CH4 und des Auftretens von hohen N2O-Emissionsraten das Hauptaugenmerk auf N2Ov gelegt werden. Jedoch reagieren in den meisten Wäldern N2O und CH4 ähnlich auf Manipulationen. Feuchtgebiete, vor allem aufgeforstete Moore, weisen hohe THG-Emissionsraten aus dem Boden auf (Maljanen et al., 2010) und sind besonders empfindlich gegenüber Veränderungen der Bodenparameter (Klemedtsson et al., 2005); ebenso Wälder mit einer komplexen Topographie (Grunwald et al., 2012). Verstärkter Niederschlag im Winter, wie er für be-

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Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

stimmte Regionen vorhergesagt wird, kann zeitweilige Überflutungen verstärken. Wenn diese Überflutungen nicht dauerhaft sind, kommt es unter Umständen zu einer Erhöhung der THG-Emissionen. Nach Feuchtgebieten führten Veränderungen in der Waldstruktur auf sauren Standorten (pH  2 fluxes from a semi-arid soil on the Canadian Prairies. Soil and Tillage Research 50, 21–32. Ellwanger, G., Ssymank, A.C., Essl, F., Rabitsch, W., 2013. Bedeutung der Schutzgebietsnetze im Klimawandel, in: Essl, F., Rabitsch, W. (Eds.), Biodiversität und Klimawandel - Auswirkungen und Handlungsoptionen für den Naturschutz in Mitteleuropa. Springer, Berlin, pp. 342–352. Englisch, M., Reiter, R., 2009. Standörtliche Nährstoff-Nachhaltigkeit bei der Nutzung von Wald-Biomasse. BFW Praxisinformation 18, 13–15. Enquete-Kommission, 1994. Enquête-Kommission „Schutz derErdatmosphäre“ des Deutschen Bundestages (Hrsg.), Landwirtschaft und Ernährung - Quantitative Analysen und Fallstudien und ihre

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Kapitel 2: Land- und Forstwirtschaft, Wasser, Ökosysteme und Biodiversität

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Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

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Kapitel 2: Land- und Forstwirtschaft, Wasser, Ökosysteme und Biodiversität

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855

856

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

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Zimmermann, N.E., Jandl, R., Hanewinkel, M., Kunstler, G., Kölling, C., Gasparini, P., Breznikar, A., Meier, E.S., Normand, S., Ulmer, U., Gschwandtner, T., Veit, H., Naumann, M., Falk, W., Mellert, K., Rizzo, M., Skudnik, M., Psomas, A., 2013. Potential Future Ranges of Tree Species in the Alps, in: Cerbu, G., Hanewinkel, M., Gerosa, G., Jandl, R. (Eds.), Management Strategies to Adapt Alpine Space Forests to Climate Change Risks. InTech.

Band 3 Kapitel 3:

Energie und Verkehr

Volume 3 Chapter 3: Energy and Transport

Koordinierende Leitautoren Reinhard Haas, Romain Molitor LeitautorInnen Amela Ajanovic, Tadej Brezina, Michael Hartner, Petra Hirschler, Gerald Kalt, Claudia Kettner, Lukas Kranzl, Norbert Kreuzinger, Thomas Macoun, Michael Paula, Gustav Resch, Karl Steininger, Andreas Türk, Sibylla Zech Beiträge von Birgit Bednar-Friedl, Helmut Haberl, Stefan Hausberger, Markus Mailer, Andreas Müller Für den Begutachtungsprozess Brigitte Bach

Inhalt ZUSAMMENFASSUNG

858

SUMMARY

858

KERNAUSSAGEN

858

3.2 3.2.1

3.2.2 3.1 3.1.1

Energie Wie energierelevante THG-Emissionen verursacht werden 3.1.2 Historische Charakteristika desnergieversorgungssystems und der korrespondierenden THG-Emissionen in Österreich 3.1.3 Indikatoren des Energieverbrauchs und der THG-Emissionen: Bewertung Österreichs im internationalen Vergleich 3.1.4 Optionen für den Klimaschutz (zur Verringerung der THG-Emissionen) – Ein Überblick 3.1.5 Optionen für den Klimaschutz I (zur Verringerung der THG-Emissionen) – Beeinflussung des THG-Faktors bei der Energieaufbringung 3.1.6 Optionen für den Klimaschutz II – Perspektiven für technische Effizienzsteigerungen bei der Energieumwandlung 3.1.7 Optionen für den Klimaschutz III (zur Verringerung der THG-Emissionen) – bei der Energienutzung: Szenarien des Energieverbrauchs 3.1.8 Optionen für Adaptation (Anpassung an den Klimawandel) 3.1.9 Energiepolitische Instrumente 3.1.10 Kernaussagen

861 3.2.3 862 3.2.4 864

3.2.5 3.2.6

871 3.3 872 3.4 872

877

881 886 888 893

Verkehr Welt- und europaweite Fakten zu Energieverbrauch und CO2-Emissionen des Verkehrs Wirkungsmechanismen im Personenverkehr Trends und Entwicklungen im Verkehr bis 2030 und danach Trends und Entwicklung der CO2-Emissionen bis 2030 und danach Adaptation und Mitigation: Lösungsansätze und politische Maßnahmen Zentrale Maßnahmen für Adaptation und Mitigation

895

895 900 901 902 907 922

Anforderungen an Forschung und Entwicklung

923

Literaturverzeichnis

925

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

ZUSAMMENFASSUNG In diesem Kapitel werden auf Basis der vorliegenden Literatur – vorrangig wissenschaftlich begutachtetet („peer-reviewed“), aber auch „graue Literatur“ – die wichtigsten treibhausgas(THG-)spezifischen Entwicklungen in den Bereichen „Energie“ und „Verkehr“ in Österreich bewertet und Maßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel sowie den Klimaschutz betreffend dokumentiert.1 Der Anteil der energiebedingten THG-Emissionen lag in Österreich von  1990  bis  2011 bei ca. 87  % und war damit unter allen THG-Quellen am größten. Am stärksten gestiegen sind die THG Emissionen in den letzten beiden Dekaden (1990 bis 2010) im Verkehr mit +55 %. Grundsätzlich sind energiebedingte THG-Emissionen abhängig vom spezifischen THG-Emissionsfaktor der eingesetzten Primärenergie, der Effizienz der Umwandlungstechnologien und der Nachfrage nach Energiedienstleistungen (ED). Davon leiten sich die wichtigsten Klimaschutzmaßnahmen ab: (i) im Bereich der Primärenergie die Forcierung des Einsatzes erneuerbarer Energieträger (EET), deren Potenzial bei 750 bis 1 300 PJ liegt, wovon derzeit ca. 450 PJ genutzt werden; (ii) im Bereich der Umwandlung die Steigerung der Effizienz vor allem bei Raum- und Prozesswärme, bei stromspezifischen Anwendungen in allen Sektoren und bei Fahrzeugen; (iii) die Reduktion der Nachfrage nach ED vor allem im Verkehrssektor durch Stärkung effizienterer Verkehrsmittel (nicht motorisierter Verkehr, öffentlicher Verkehr) sowie eine effiziente Raumplanung sowie die Vermeidung „unsinniger“ stromspezifischer Anwendungen, z. B. bei Stand-byVerlusten. Die wichtigsten energiepolitischen Instrumente zur Reduktion der THG-Emissionen sind: t


t


Im Energiesektor (A) THG-basierte Steuern, (B) Verschärfung der thermischen Gebäudestandards sowie jener für Elektrogeräte, (C) eine effiziente weitere (fiskalische) Förderung EET sowie (D) technologische Innovation und Bewusstseinsbildung. Im Verkehrssektor ein umfassendes Portfolio aus folgenden Maßnahmen: (A) fiskalische Instrumente; (B) raumplanerische und gesetzliche Maßnahmen; (C) technologische Innovationen bei konventionellen und alternativen

1 Anmerkung zu Unsicherheiten: In Bezug auf die dargestellten Szenarien und ihre Bandbreite sowie die Effekte energiepolitischer Instrumente gibt es keine Studie, die sich diesen gewidmet hätte. Darum werden in dieser Arbeit diesbezüglich auch keine Angaben gemacht.

858

Antrieben; (D) Steuerung des Verkehrsflusses und Bewusstseinsbildung.

SUMMARY From 1990 to 2011, Energy related GHG emissions were the dominant source of Austrian GHG emissions, with a share of about 87  %. The transport sector showed the biggest increase in GHG emissions with 55 % over the last two decades (1990 to 2010). Energy related GHG emissions depend in principle on: the specific GHG-Emission factor of the primary energy used, the efficiency of the conversion technologies and the demand for energy services. From these impact parameters the following central mitigation measures can be derived: (i) the increased use of renewable energy sources in all sectors with respect to primary energy, which, according to different studies, can potentially increase from the current 450 PJ to between 600  and  1 000  PJ; (ii) the increased efficiency of conversion technologies, especially for room heating and process heat and for specific electric uses in all sectors and for all types of vehicles; and (iii) the reduction of energy intensive services in transport by switching to non-motorized and public transport, spatial planning and reduction of „useless“ electricity consumption (e. g. stand-by losses). The key policy instruments for a reduction of GHG emissions for the energy sector include: t
(A) fiscal instruments like GHG-based taxes; (B) tightening of the efficiency standards for buildings and electric appliances in general; (C) efficient and effective further (fiscal) promotion of renewable energy sources; and (D) technological innovation and awareness raising. t
The transport sector could benefit from a portfolio consisting of: (A) fiscal instruments; (B) spatial planning and legal measures; (C) technological innovations for conventional and new alternative powertrains; and (D) soft measures and awareness raising.

KERNAUSSAGEN 1. Historische Entwicklung des Energieverbrauchs (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage) Die wichtigsten Aspekte der historischen Entwicklung des Energieverbrauchs in Österreich sind: t


Der Anteil von Öl ist seit ca. 1990 gleichbleibend, jener der erneuerbaren Energieträger (EET) und von Gas hingegen ist seither stark gestiegen.

Kapitel 3: Energie und Verkehr

AAR14

Primärenergieverbrauch AT 1955-2010 1400 1200 1000

PJ

800 600 400 200

Kohle

Biomasse

Öl

Sonst Erneuerbare

Erdgas

Sonstiges

t


t


Hohe Importabhängigkeit von ca. 70 % seit 1975. Seit 2005 kann eine Stagnation von Primär- und Endenergieverbrauch beobachtet werden. Anstieg der Anteile von Strom (23  % im Jahr 2011 im Vergleich zu 17 % im Jahr 1990) und Gas (28 % im Jahr 2011 im Vergleich zu 13 % im Jahr 1990). Steigerung des Anteils EET an der Primärenergieaufbringung in den letzten Jahren, von ca. 23 % im Jahr 2000 auf ca. 29 % 2011.

2. Option erneuerbare Energiequellen im Bereich der Energieaufbringung (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage) t


t


t


Das Potenzial an EET in Österreich insgesamt liegt den verschieden Studien zufolge bis 2050 im Bereich von 750 bis 1 300 PJ, das sind ca. 50 bis 90 % des Primärenergieverbrauchs von 2010. Biomasse nimmt unter den erneuerbaren Energieträgern eine spezifische Stellung ein und wird auch in Zukunft eine wichtige Rolle bei der Substitution fossiler Energieträger spielen müssen. Die primärenergetischen Potenziale sind in Österreich jedoch bereits weitgehend erschlossen. Beim weiteren Ausbau der energetischen Biomassenutzung ist der Flächen- bzw. Rohstoffbedarf für Nahrungsmittelproduktion und stoffliche Biomassenutzung zu berücksichtigen (zumal eine Substitution fossiler Rohstoffe auch bei stofflichen Produkten erforderlich ist).

Abbildung 3.1 Entwicklung der Primärenergieversorgung in Österreich von 1955 bis 2011 nach Energieträgern. Quelle: eigene Darstellung nach Datenbank Energy Economics Group und Statistik Austria (2013a) Figure 3.1 Development of primary energy supply in Austria from 1955 till 2010 by energy carrier. Source: own graph based on the database of the Energy Economics Group and Statistik Austria (2013a)

Wasser

t
t


2010

2005

2000

1995

1990

1985

1980

1975

1970

1965

1960

1955

0

3. Optionen im Bereich der Stromversorgung (hohe Übereinstimmung, mittlere Beweislage): Im Bereich der Stromaufbringung kann bis 2050 – je nach Szenario – bis zu 100 % Deckung durch EET erreicht werden. In Bezug auf die Infrastruktur sind deutliche Veränderungen notwendig, wobei hierbei nahezu alle Subbereiche (Erzeugung, Netz, Speicherung und Verbrauch) betroffen sind. Diese Strukturanpassungen erscheinen aber auch bei maßvoller Weiterentwicklung der energiepolitischen Rahmenbedingungen durchaus erreichbar. Der steigende Anteil EET im Erzeugungsbereich, Smart Grids vor allem auf Verteilnetzebene, neue Stromspeichertechnologien und -kapazitäten sowie Smart Meters bei den Verbrauchern werden die bestehenden Strukturen signifikant verändern und eine weitgehend CO2arme Stromversorgung ermöglichen. 4. Optionen im Bereich Heizenergie (hohe Übereinstimmung, mittlere Beweislage): t


t


Im Bereich der Heizenergieversorgung von Wohngebäuden könnten mittels ambitionierten politischer Maßnahmen die THG-Emissionen bis 2050 am drastischsten gesenkt werden. Am wichtigsten dabei ist eine qualitativ hochwertige thermische Sanierung des Bestands und die optimale Einbindung der Nutzung EET. Bei Neubauten wurde in den letzten Jahren ein beträchtlicher technologischer Fortschritt realisiert. In den nächsten Jahren sollte dieser Trend weiter forciert werden; die

859

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

Abbildung 3.2 Historische Entwicklung der CO2-Emissionen gesamter Verkehr 1950-2010 in Österreich nach Kategorie. Quelle: Hausberger und Schwingshackl (2011)1

20 000 18 000 16 000 1000 t p.a.

14 000 12 000 Summe Off-Road SNF LNF Motorräder Mofas PKW

10 000 8 000 6 000 4 000 2 000 1950 1952 1954 1956 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010

0

Jahr

t


erreichten Kennwerte derjenigen Gebäude mit dem geringsten Energiebedarf bzw. THG-Emissionen sollten der Festlegung von Standards für künftige Neubauten dienen. Im Sinne des mit der europäischen Gebäuderichtlinie (Neufassung) eingeschlagenen Weges ist eine sehr ambitionierte Festlegung von Neubaustandards erforderlich, um langfristige Klimaschutzziele zu erreichen. Unter diesen Randbedingungen kann bis 2050 auf Basis EET eine Abdeckung von etwa 70 % des Wärmebedarfs erreicht werden, wobei hier ein breites Portfolio aus Biomasse, Solarthermie, Geothermie und der Nutzung von Umgebungswärme zum Einsatz käme.

5. Optionen im Bereich des Stromverbrauchs (starke Übereinstimmung, mittlere Beweislage): Der Stromverbrauch wird ohne gravierende politische Eingriffe weiterhin deutlich ansteigen. Zwar wird es durch effizientere Technologien bei bestehenden Anwendungen und der Beleuchtung zu Einsparungen kommen, vor allem durch die weitere Verbreitung neuer stromkonsumierender Anwendungsbereiche bei gleichbleibenden niedrigen (realen) Niveaus der Strompreise wird der Gesamtstromverbrauch zumindest moderat weiter steigen. Das ist das Ergebnis praktisch aller berücksichtigten Szenarien, ausgenommen jener, die eine Reduktion des Stromverbrauchs explizit vorgegeben haben. 6. Die THG-Emissionen im Verkehrssektor (mittlere Übereinstimmung, starke Beweislage): Der Verkehrssektor war sowohl in Österreich als auch in der EU in den letzten Jahren der Sektor mit der ungünstigsten Entwicklung der THG-Emissionen. Die in den letzten Jahren auf EU-Ebene forcierten regulativen Instrumente – im Wesentlichen Standards für CO2-Emissionen pro zurückgelegtem km – haben lange Zeit nicht die gewünschten Erfolge gezeigt.

860

Figure 3.2 Historical development of CO2-emissions in transport by mode from 1950 to 2010 in Austria. Source: Hausberger und Schwingshackl (2011) 1 LNF: Leichte Nutzfahrzeuge (Lieferwagen und Lkw 3,5 t Gesamtmasse und Busse); Off-Road: Eisenbahn (Dampf- und Dieseltraktion, Baumaschinen, Landwirtschaftliche Maschinen, Rasenmäher etc.)

Die Gründe dafür waren, dass die gesteigerte Effizienz der Pkw zu einem Großteil durch höhere Fahrleistungen (= gefahrene km) und größere/schwerere Pkw kompensiert wurden. Wenn die THG insgesamt gesenkt werden sollen, wird im Verkehrsbereich ebenfalls eine substantielle Reduktion der THG-Emissionen erforderlich sein. Dieses setzt eine deutliche Reduktion des Einsatzes fossiler Energie voraus, die nur durch ein konsequent von der Politik umzusetzendes Maßnahmenbündel erreicht werden kann, mit dem die CO2-Emissionen pro Weg im Personenverkehr bzw. je Transporteinheit im Güterverkehr reduziert werden. 7. Reduktion der Fahrzeugkilometer im Verkehr (mittlere Übereinstimmung, starke Beweislage): t


t


Weniger Personen- und Güterkilometer durch Maßnahmen, die Gesellschafts-, Wirtschafts- und Siedlungsstrukturen unterstützen, welche es ermöglichen die menschlichen Daseinsgrundfunktionen (Wohnen, Arbeiten, Bildung, Ver- und Entsorgen, Erholung, Gemeinschaft) und wirtschaftlichen Austauschprozesse in geringerer räumlicher Distanz zu erfüllen und somit Nahmobilität fördern. Weniger Fahrzeugkilometer pro Personen- und Güterkilometer durch Maßnahmen, die in erster Linie das Zufußgehen und Radfahren fördern, aber auch zu höherer Effizienz im Fahrzeugverkehr führen, etwa mittels höherer Besetzungsgrade durch ÖV und Fahrgemeinschaften, weniger Leerfahrten, weniger Bring- / Holfahrten, weniger Parksuchverkehr, Bedarfsverkehre im ÖV etc.

Dazu gehören zum Beispiel kurz- bis mittelfristige Maßnahmen, wie Angebote im nicht motorisierten Verkehr und im Öffentlichen Verkehr, insbesondere auch im suburbanen und

Kapitel 3: Energie und Verkehr

AAR14

ländlichen Raum; ökonomische Maßnahmen zur Steuerung bzw. Lenkung der Verkehrsnachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie des Verkehrsverhaltens, darüber hinaus die Implementierung von Anwendungen in der Informationsund Kommunikationstechnologie mit dem Ziel eine einfache und barrierefreie Multimodalität zu unterstützen. Weiters sind langfristige Maßnahmen wie etwa die Umsetzung der „Stadt / Region der kurzen Wege“, das Erreichen von Mindestgrößen und -dichten für Siedlungen zwecks einer effizienten Erschließung, Innenentwicklung durch verdichtete Bauformen und Mischnutzung oder integrative Standortpolitik zu erwähnen (mittlere Übereinstimmung, starke Beweislage). 8. Weniger fossile Energie pro Fahrzeugkilometer (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage): t


t


t


Verbrennungsmotoren mit weniger Verbrauch, durch Maßnahmen, die Fahrzeuge bzw. Motoren mit geringerem spezifischem Verbrauch fördern, etwa durch Senkung von Roll- und Luftwiderstand sowie der Fahrzeugmasse. Geringere CO2-Emission pro Primärenergieeinheit durch Maßnahmen zur Förderung entsprechender alternative Energieträger. Energieeffizienter Verkehrsfluss durch Maßnahmen, die zu einer gleichmäßigeren Fahrweise mit weniger Anhalte- und Beschleunigungsvorgängen, weniger Staus und niedrigerer Geschwindigkeit führen.

Dazu gehören zum Beispiel ökonomische Maßnahmen zur Steuerung des spezifischen Energieverbrauchs von Fahrzeugen, ordnungspolitische Maßnahmen wie das Festsetzen von Grenzwerten der spezifischen CO2-Emissionen der Fahrzeuge oder von wirksamen Geschwindigkeitsbeschränkungen. Ferner Maßnahmen im Bereich der Informations- und Kommunikationstechnologie zur effizienteren Steuerung des verbleibenden Verkehrsflusses von Automobilen oder technologische Maßnahmen wie die verstärkte Einführung von alternativen Antriebssystemen (z. B. Elektro-Antrieb) bzw. von alternativen Kraftstoffen wie Biokraftstoffen, BioCNG oder Wasserstoff. 9. Wichtigste energiepolitische Instrumente insgesamt (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage): Insgesamt sind die wichtigsten energiepolitischen Instrumente zur Reduktion der THG-Emissionen: CO2-basierte Steuern, Verschärfung der thermischen Gebäudestandards, verschärfte Standards für Elektrogeräte und effiziente weitere (fiskalische) Förderung EET. Zu letzterem ist anzumerken, dass eine weitere Förderung vom technologischen Fortschritt und von Ler-

neffekten der Technologien abhängig gemacht werden sollte. Von zentraler Bedeutung sind hier Anreize für die Marktintegration, sowohl bei Strom als auch bei Wärme und Mobilität.

3.1 3.1

Energie Energy

Energie ist vital für unser Wirtschaftssystem. Sowohl die Produktion von Gütern als auch die Bereitstellung von Dienstleistungen gehen mit dem Einsatz von mehr oder weniger Energie einher. So wurden in Österreich zwischen 1990 und 2011 pro Mrd. € Bruttoinlandsprodukt (BIP) 4,8–5,5 PJ an Primärenergie eingesetzt, wobei kein Trend einer Veränderung erkennbar war. Aus der Sicht des Klimawandels führt dieser Energieeinsatz allerdings zu gravierenden Problemen, denn die Umwandlung von Primärenergie in Energieträger und weiter in Energiedienstleistungen geht mit der Emission von THG-Emissionen einher. In Österreich lag der Anteil der energieumwandlungsbedingten THG-Emissionen von 1990 bis 2011 bei ca. 87 % und stellt damit den bei weitem größten Anteil an den österreichischen THG-Emissionen dar. Die Ursachen hierfür sind: t
t


t


Große Umwandlungsverluste (ca. 50 %) von der Primärenergie bis zur Nutzenergie Hoher Anteil – bei ihrer Nutzung THG-emittierender – fossiler Energieträger, derzeit ca. 71 % des österreichischen Bruttoinlandsverbrauchs Niedrige Energiepreise: seit 1965 sind diese im Durchschnitt gleich geblieben

Darüber hinaus führen verschiedene weitere Probleme dazu, dass dieses Energie“versorgungs“system derzeit nicht nachhaltig ist. Die wichtigsten sind nach Nakicenovic et al. (2012): t
t
t


Hohe Abhängigkeit vom Verbrauch begrenzter fossiler Ressourcen Hohe Auslandsabhängigkeit von ca. 90  % beim Verbrauch dieser fossilen Energieträger Ungerechte internationale Verteilung beim Verbrauch der Ressourcen. Dies führt zunehmend zu internationalen Spannungen, auch im Kontext von Emissionsrechten und Emissionsreduktion in Bezug auf THG

Das Ziel dieses Kapitels ist eine Bewertung des Wissensstands in Bezug auf das österreichische Energiesystem (Energieauf-

861

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

Das zentrale Motiv der Energienutzung: Bereitstellung von Energiedienstleistungen

bringung, Energieumwandlung, „Energieverbrauch“2) aus der Sicht des Klimawandels. Dazu wird zunächst dargestellt, wie energetische THG-Emissionen verursacht werden, welche Faktoren diese beeinflussen und wie die derzeitige Situation in Bezug auf diese Einflussfaktoren absolut einzuschätzen ist. In Ergänzung dazu erfolgt in Abschnitt 3.1.2 eine Beschreibung der wichtigsten historischen Trends in Bezug auf Energieverbrauch und THG-Emissionen in Österreich. In Abschnitt 3.1.3 werden die wichtigsten Indikatoren des Energieverbrauchs und der THG-Emissionen für Österreich im internationalen Vergleich dokumentiert und analysiert wie die Position Österreichs im Vergleich zu anderen Ländern einzuschätzen ist. Bis zu Abschnitt 3.1.3 erfolgt also eine beschreibende Bewertung des österreichischen Energiesystems. Beginnend mit Abschnitt  3.1.4 wird dargestellt, wie dieses und die THGEmissionen beeinflusst werden können. Dazu werden in den Abschnitten 3.1.4 bis 3.1.7 Klimaschutzmaßnahmen (Mitigation) beschrieben, wobei in Abschnitt 3.1.4 ein Überblick gegeben wird, in Abschnitt 3.1.5 Möglichkeiten den Energiemix (und damit die spezifischen THG-Emissionen je Energieeinheit) zu beeinflussen dokumentiert werden, in Abschnitt 3.1.6 Maßnahmen zur Effizienzsteigerung beschrieben werden und in Abschnitt  3.1.7 Szenarien der Entwicklung bei den Anwendungen verglichen werden. Energiepolitische Instrumente, um diese Klimaschutzmaßnahmen praktisch umzusetzen, werden in Abschnitt 3.1.9 erörtert. Optionen für Anpassung (Adaptation) an den Klimawandel sind in Abschnitt 3.1.8 dokumentiert. Anforderungen an F&E sowie Schlussfolgerungen beschließen dieses Kapitel.

Ein weiterer wichtiger Aspekt für die Analysen in diesem Kapitel ist die Feststellung, dass nicht Energie nachgefragt wird, sondern Energiedienstleistungen (im Folgenden mit S für Service bezeichnet), vgl. Köppl et al. (2011) oder Haas et al (2008). Das heißt, es geht nicht darum, Benzin, Kohle oder Heizöl an sich zu verbrauchen, sondern darum, mit Energie und Effizienz von Technologien die Energiedienstleistungen Mobilität, warme und behagliche Räume, helle Arbeitsplätze, rechnende und nicht heizende IT-Geräte bereitzustellen. Dieser Aspekt der Energiedienstleistung wird in der Literatur nicht immer explizit erwähnt, vgl. z. B. Erdmann und Zweifel (2008). Energiedienstleistungen können im Allgemeinen aus einem Mix aus Technologien (z. B. Heizsystem und Wärmedämmung) und Energie bereitgestellt werden (wenn wir die weiteren Inputs wie menschliche Arbeit oder Umwelt als konstant betrachten). Je effizienter die Umwandlungstechnologie, umso geringer der notwendige Energieeinsatz, um die gleiche Energiedienstleistung bereitzustellen. Die energiebedingten THG-Emissionen sind also letztendlich abhängig von der Nachfrage nach Energiedienstleistungen (Services) S, der Effizienz der Umwandlungstechnologie h(T) und dem spezifischen THG-Emissionsfaktor fTHG: (vgl. Box 3.1)

3.1.1

Daraus abgeleitet folgt, dass es die folgenden drei Ansätze gibt, die energetischen THG-Emissionen zu verringern (Weitere Details Abschnitt 3.2.4):

Wie energierelevante THG-Emissionen verursacht werden

Zunächst werden die wichtigsten grundsätzlichen formalen Zusammenhänge, die zur Emission von THG aufgrund von Energieverbrauch führen, dokumentiert. Ausgangspunkt ist, dass die THG3-Emissionen (THG) vom Energieverbrauch (E) und den spezifischen Emissionen des Energiemix (fTHG abhängen (siehe z. B. Howarth und Schipper, 1991; Schipper und Haas, 1997; Haas et al., 2008):

)

THG = E * fTHG 2

(1)

Energie kann grundsätzlich natürlich weder „erzeugt“ noch „verbraucht“ sondern nur umgewandelt werden, vgl. Mayer (1845). Aufgrund der weiten Verbreitung dieses Begriffs wird er jedoch auch in dieser Arbeit genutzt. 3 In diesem Kapitel werden jeweils alle Treibhausgase unter THG subsummiert. Als Einheit wird immer CO2-Äq. verwendet.

862

AAR14

THG = (S / ¤ (T)) * fTHG

t
t
t


(2)

Einfluss auf fTHG Einfluss auf ¤ Einfluss auf S

Das Energiesystem Österreichs und die korrespondierenden THG-Emissionen Nur in wenigen Fällen, wie bei der traditionellen Nutzung der Wasserkraft (Wassermühlen) und des Windes (Segelschiffe, Windmühlen), der geothermischen Energienutzung und der thermischen Nutzung der Solarenergie, steht Energie bereits in transienten Formen bereit, sodass direkt mit Hilfe einer Anwendungstechnologie Energiedienstleistungen bereit gestellt werden können. In den meisten Fällen kann ein Primärener-

Kapitel 3: Energie und Verkehr

AAR14

;%O –‰ ƒ@"H` ” ;%O "  #•H"H  Technisch werden Energiedienstleistungen (S), wie etwa behaglich temperierter und beleuchteter Raum oder Mobilität durch zumindest drei Inputs bereitgestellt: Durch Energie (E), durch eine Technologie (T) die über ihre Effizienz ¤ definiert wird und durch einen Verbrauch von Umwelt, in unserem Kontext z.B. THG: S = f (E, ¤(T), THG)

(Gleichung 3.1.1)

Kurzfristig, vorausgesetzt einer bestimmten Infrastruktur, kann dieser Zusammenhang einfacher aus dem Produkt von E und ¤(T) wie folgt dargestellt werden S = E¤ (T) und THG = E * fTHG

(Gleichung 3.1.2) (Gleichung 3.1.3)

Die konsumierte Menge an Energiedienstleistungen hängt ab vom individuellen Nutzen dieses Services (u[s]), vom Einkommen (Y, dem Preis der Energiedienstleistung (ps) und den Kapitalkosten (CC) S = f(pS, CC, Y, u(s))

(Gleichung 3.1.4)

wobei sich der kurzfristige Preis der Energiedienstleistung (ps) ergibt aus: pS = pE / ¤(T) pE Energiepreis ¤ (T) Effizienz

(Gleichung 3.1.5)

Anmerkung: Aus diesen Zusammenhängen werden auch bereits einige Probleme energiepolitischer Maßnahmen offensichtlich. So zeigen die Gleichungen 3.1.2, 3.1.4 und 3.1.5, dass Energiedienstleistungen durch technische Maßnahmen zwar effizienter bereit gestellt werden können, aber auch das Niveau des Service-Bedarfs von ¤(T) abhängt (Gleichung 3.1.4 und 3.1.5). Dies führt zum sogenannten Rebound-Effekt. Aus Gleichung 3.1.2 und 3.1.3 ergibt sich der Zusammenhang: THG = (S / ¤ (T)) * fTHG

gieträger jedoch erst nach einem oder mehreren Umwandlungsschritten genutzt werden. Dies führt zum Begriff der Energieumwandlungsketten. Ausgehend von der verfügbaren Primärenergie (Öl, Kohle, Biomasse, Uran, Gas, Solar) und der Nachfrage nach Endbzw. Nutzenergie ist nun die Frage, wie viel Energie letztendlich wirklich nutz. B.ar verwendet wird. Denn eines der zentralen Probleme der Nutzung von Energie sind die in der langen Kette von der Erschließung von Primärenergie (z. B. Abbau

(Gleichung 3.1.6)

von Kohle, Gewinnung von Erdöl) bis zur Bereitstellung einer ED auftretenden Verluste (vgl. Abbildung 3.3). Diese sind natürlich von der Effizienz h (T) der Umwandlungstechnologie auf der jeweiligen Stufe abhängig. Die Verknüpfung, Verkettung und Kombination von Energieketten bzw. die Interaktion zwischen diesen bezeichnen wir als „Energiesystem“ (vgl. Nakicenovic, 1996). Das heißt, ein Energiesystem umfasst innerhalb bestimmter Systemgrenzen alle Flüsse, Umwandlungen wie auch Nutzungen verschiede-

863

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

29% Erneuerbar

PRIMÄRENERGIE

AAR14

22% Strom

ENDENERGIE

NUTZENERGIE

ENERGIE DIENSTLEISTUNG

71% Fossil

Abbildung 3.3 Die Elemente der Energiekette; Beispiel für die Verluste in Österreich. Quelle: eigene Darstellung nach Statistik Austria (2013a) 25% Verlust bei der Umwandlung 23% Verlust bei Umwandlung und Transport

ner Energiequellen und -träger. Energiesysteme können auf verschiedenen Aggregationsniveaus beschrieben werden: Gebäude, Siedlung, Region, Stadt etc. Die Verluste fallen sowohl bei der Umwandlung von Primär- in Endenergieträger (z. B. Kohle zu Elektrizität oder Wärme) als auch bei der Umwandlung von Endenergieträger in Nutzenergie an (z. B. Elektrizität zu Licht oder Diesel zu Mobilität). Die Wirkungsgrade der einzelnen Technologien auf beiden Umwandlungsstufen werden ständig verbessert, unterliegen aber auch den physikalischen Grenzen der Thermodynamik, die Verluste unvermeidbar machen. Typische Wirkungsgrade im Bereich der thermischen Kraftwerke zur Stromerzeugung liegen zwischen 25 % (altes Kohlekraftwerk) und 60 % (neue Gas- und Dampfkraftwerke) und bis zu 90 % bei Heizkraftwerken und Kraft-Wärme-Kopplung (KWK). Bei den erneuerbaren Energien Wasserkraft, Geothermie, Wind und Photovoltaik wird nach den IPCC Konventionen ein Wirkungsgrad von 100 % angesetzt, da bei der Nutzung keine direkten Ressourcen verbraucht werden. Unter diesen Annahmen führt ein Umstieg auf diese Energieträger zu einer Steigerung der Umwandlungseffizienz von Primärenergie auf Endenergie. Im Bereich der Umwandlung von Endenergie in Nutzenergie hängt der Wirkungsgrad sehr stark vom Anwendungsbereich ab. Während Technologien zur Bereitstellung von Wärme Wirkungsgrade bis über 90  % erreichen, zeigen andere Bereiche wie etwa die Umwandlung von Strom in Licht (4 % bei Glühbirnen, 20 % bei Energiesparlampen) oder von Treibstoff in Traktion (25–40 % bei konventionellen Motoren) weit geringere Wirkungsgrade. Zu den Umwandlungsverlusten kommen noch Verluste bei der Verteilung (z. B. Netzverluste bei der Stromübertragung), der Eigenverbrauch des Sektors Energie zum Betrieb der Erzeugungs- und Verteilungsanlagen und die Nutzung von Primärenergieträgern für nicht energetische Zwecke (z. B. chemische Industrie).

864

Figure 3.3 Parts of the energy chain; Example for Losses in Austria. Source: own graph based on Statistik Austria (2013a)

Auf der letzten Stufe der Energiedienstleistungen sind Verluste nur schwer zu quantifizieren. Hier geht es eher um den Vergleich möglicher Bereitstellungsketten (z. B. gefahrene Personenkilometer mit Bahn bzw. PKW, Reduktion des Energiebedarfs für Beleuchtung durch die intelligente Nutzung des Tageslichts) zur Befriedigung der Dienstleistung. Lebenszyklusanalysen der einzelnen Möglichkeiten, welche die Energieflüsse zur Bereitstellung der Nutzenergie berücksichtigen, sind hier geeignete Methoden um die Auswirkungen auf den Energiebedarf zu bewerten. Im Rahmen dieses Kapitels liegt der Fokus allerdings auf der Effizienz der dahinter liegenden Energieketten. Sprich in den folgenden Analysen wird die Bereitstellung von Energiedienstleistungen quantitativ im Detail nicht weiter verfolgt, vor allem auch, weil dafür praktisch keine Daten verfügbar sind. Die Bewertung des österreichischen Energiesystems beginnt mit der Dokumentation der Energiekette in Abbildung  3.3. Dementsprechend lag der Primärenergie-Einsatz 2010 bei ca. 1 476 PJ, davon entfielen ca. 29 % auf erneuerbare Energieträger (EET) und der Rest auf fossile Energieträger. Bis zur Umwandlung in Endenergie gingen ca. 23 % an Energie verloren, bis zur Nutzenergie weitere 25  %. Die korrespondierenden THG-Emission von 64 Mio. t CO2-Äq. im Jahr 2010 zeigt Abbildung 3.4. Der größte Anteil von über 50 % entfällt auf Erdöl, gefolgt von Erdgas mit ca. 30 %. Für den spezifischen THG-Emissionsfaktor fTHG ergibt sich für 2010 ein Wert von 44 t CO2-Äq. / TJ.

3.1.2

Historische Charakteristika desnergieversorgungssystems und der korrespondierenden THG-Emissionen in Österreich

In diesem Abschnitt werden die wichtigsten Fakten zum Energieeinsatz, sowie die damit verbundenden THG-Emissionen, in Österreich beschrieben. Weiters dokumentieren wir die

Kapitel 3: Energie und Verkehr

AAR14

Primärenergie

THG-Emissionen Abfälle 3%

Wasser 9%

Biomasse 1%

Erdgas 24 % Kohle 14% Erdgas 29%

Biomasse 15 %

Sonstige Erneuerbare 2% Sonstiges 2% Kohle 10 %

Öl 53%

Öl 38 %

64,1 Mill. t CO2-Äqu.

1 476 PJ

Abbildung 3.4 Primärenergieverbrauch und THG-Emissionen in Österreich 2010 nach Energieträgern. Quelle: eigene Darstellung nach Statistik Austria (2013a) und Umweltbundesamt (2013) Figure 3.4 Development of primary energy consumption and energy related Greenhouse gas emissions in Austria 2010 by energy carrier. Source: own graph based on Statistik Austria (2013a) and Umweltbundesamt (2013)

wichtigsten Indikatoren, welche die Höhe des Energieeinsatzes (z. B. Energie vs. BIP, Energie vs. Energiepreis) und des Stromverbrauchs beeinflussen. Details zu den Bilanzierungsregeln finden sich in der Standarddokumentation zu Energiebilanzen der Statistik Austria (2013a). Die Daten zu THG-Emissionen der Energieträger wurden vom Umweltbundesamt zur Verfügung gestellt und richten sich nach den IPCC Bilanzierungsvorschriften.

Energieverbrauch in Österreich Primärenergie Die Entwicklung des Primärenergieverbrauchs in Österreich von  1955  bis  2011 zeigt Abbildung  3.5.4 Im Jahr 2011 betrug der gesamte Bruttoinlandsverbrauch an Primärenergie in Österreich ca. 1 430 PJ. Seit 1955 hat sich der Energieeinsatz damit mehr als verdreifacht, was einer durchschnittlichen Wachstumsrate von ca. 2,1 % p.a. entspricht. Abbildung 3.5 zeigt allerdings auch eine Stabilisierung des Primärenergiebe4

Die fossilen Energieträger und biogenen Brennstoffe gehen jeweils mit ihrem Heizwert in den Primärenergieverbrauch ein. Der Einsatz von Wasserkraft, Photovoltaik und Wind wird mit dem Umwandlungsausstoß bilanziert (100 % Wirkungsgrad).

darfs von 2005 bis 2011 mit einem signifikanten kurzfristigen Einbruch im Jahr 2009, der auf die geringere Produktion im Zuge der Wirtschaftskrise zurückzuführen ist. Die Stagnation der letzten Jahre ist vor allem auf folgende Faktoren zurückzuführen: Effizienzgewinne bei Umwandlungs- und Nutzungstechnologien, die Steigerung des Anteils erneuerbarer Energieträger5 (EET) sowie generell geringe Wachstumsraten des BIP. Während des gesamten Betrachtungszeitraums zeigt sich die Dominanz fossiler Energieträger, deren Anteil stets mehr als 70 % des Primärenergieeinsatzes betrug. Der Höchststand wurde im Jahr 1972 vor der ersten Ölkrise erreicht, als bedingt durch einen starken Anstieg des Erdölverbrauchs der Anteil der fossilen Energieträger mehr als 88 % betrug. Seither sank der Anteil fossiler Energieträger bis auf 70 % im Jahr 2011. In absoluten Zahlen legte der Verbrauch fossiler Energieträger 5

Aufgrund der Bilanzierung mit den in der obigen Fußnote beschriebenen Bilanzierungsregeln kommt eine Steigerung des Anteils EET einem Effizienzgewinns im Vergleich zu fossilen Energieträgern gleich – Der Effizienzgewinn durch EET ist im Sinne eines geringeren Verbrauchs von endlichen Ressourcen zur Bereitstellung von Endenergie zu verstehen und nicht als Steigerung des Wirkungsgrades einer konkreten Umwandlungstechnologie.

865

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

Primärenergieverbrauch Österreich 1955 - 2010

0,90 0,80

1200

0,70

1000

0,60 800 PJ

0,50 0,40

600

0,30

400

0,20 200

Öl Sonst Erneuerbare Anteil Erdgas

Erdgas Sonstiges Anteil Öl

von ca. 750 PJ auf ca. 1 000 PJ im Jahr 2011 um 33 % bzw. < 1 % p.a. zu. Innerhalb der fossilen Energieträger gab es signifikante Trends, die auf eine Substitution innerhalb der fossilen Brennstoffe hinweisen. Der Energieträger Kohle wies sowohl anteilsmäßig (von > 50 % 1955 auf < 10 % 2011) als auch absolut (von 245  PJ auf 145  PJ) einen Rückgang auf. Während der Einsatz von Kohle in Hochöfen, Kokereien und Kraftwerken relativ konstant war, ging vor allem die Bedeutung der Kohle als Endenergieträger zur Wärmebereitstellung in privaten Haushalten und im öffentlichen Dienstleistungsbereich zurück. Dazu ist zu beachten, dass es im Bereich der Stromversorgung aufgrund von geringen CO2-Preisen aktuell ein Trend in Richtung eines steigenden Einsatzes von Kohle im Vergleich zu Erdgas zu verzeichnen ist, der aus klimapolitischer Sicht sehr kritisch zu sehen ist. Der Bedarf an Erdöl bzw. an Mineralölprodukten generell hat sich von 1955 bis 2011 mehr als versiebenfacht, wobei der Großteil des Anstiegs bereits vor der ersten Ölkrise stattfand, als Erdölprodukte alleine mehr als 55 % der österreichischen Primärenergieversorgung abdeckten. Seither ist der Anteil auf ca. 38  % gesunken. Absolut gab es seit 1972 einen nur geringen Zuwachs von ca. 15 % bzw. 0,5 % / Jahr von 450 PJ auf aktuell 517 PJ. Dieser Zuwachs ist fast ausschließlich auf den Verkehrssektor zurückzuführen, während in anderen Bereichen (Produktion, Stromerzeugung, Heizöl) die Bedeutung von Erdöl generell abnimmt. Tendenziell ist aber auch der absolute Erdölbedarfs Österreichs seit dem Jahr 2005 rückläufig. Gas ist der einzige fossile Energieträger, dessen Anteil am Primärenergieverbrauch sich auch nach der Ölkrise kontinuierlich erhöhte. Im Jahr 2010 lag der Anteil mit ca. 350 PJ bei

2010

2005

2000

1995

1990

1985

1980

1975

1970

1965

1960

1955

0,10

Kohle Biomasse Anteil Kohle

866

Anteil am Gesamtverbrauch

1,00

1400

0,00

Wasser Anteil Fossile Anteil Erneuerbare

Abbildung 3.5 Entwicklung des Primärenergieverbrauchs von 1955 bis 2011 nach Energieträgern in Österreich. Quelle: Statistik Austria (2013a)2 Figure 3.5 Development of primary energy consumption from 1955 till 2011 by energy carrier in Austria. Source: Statistik Austria (2013a)2 2 Eine konsistente Zeitreihe von 1955 bis 2011 ist praktisch unmöglich. Vor 1970 wurden sonstige EET und Biomasse unter „Sonstiges“ bilanziert.

knapp 24 %. Der Anstieg begründet sich sowohl durch einen verstärkten Umwandlungseinsatz, v. a. im Bereich der KraftWärme-Kopplung (KWK) und Heizwerke zur Bereitstellung von Wärme und Strom, als auch durch einen Anstieg zur Bereitstellung von Prozess- und Raumwärme. Die Entwicklung der EET wird später in diesem Kapitel detailliert behandelt, sie wird hier nur kurz zusammen gefasst. In Abbildung 3.5 ist ein Anstieg der Bedeutung von EET zu erkennen, wobei ein Großteil auf Wasserkraft und die Nutzung der Biomasse zurückzuführen war und nur ein geringer Anteil auf neue Formen wie Wind, PV und Geothermie.6 Im Jahr 2011 betrug der Anteil von EET am gesamten Primärenergieeinsatz etwas mehr als 26 %. Weiters zeigt sich, dass der Anteil von EET vor allem nach den beiden Ölkrisen bzw. als Reaktion auf den starken Anstieg der Ölpreise nach der Jahrtausendwende anstieg. Dazwischen gab es keine nennenswerten Veränderungen im Anteil am Primärenergieeinsatz. In absoluten Zahlen erhöhte sich die Produktion aus EET zwischen 1970 und 2011 von ca. 120 PJ auf 394 PJ. Beim Primärenergieaufkommen ist festzustellen, dass dieses vor allem bei den fossilen Energieträgern durch Importe gedeckt werden muss. In den letzten Jahren war eine Stagnation festzustellen, die auf die verstärkte Nutzung regionaler erneuerbarer Energiequellen (100 % Inlandserzeugung bei Wasser, Wind, PV; 83 % bei Biomasse) in Verbindung mit einem geringen Wachstum des Aufkommens zurückzuführen ist. Bei den fossilen Energieträgern besteht eine nennenswerte Inlandserzeugung bei Öl (7,4 %) und Gas (12 %) während bei Kohle 6

Daten für Biomasse standen erst ab dem Jahr 1970 zur Verfügung, was den Sprung im EET-Anteil ab 1970 erklärt. Davor wurde der Biomasseanteil zu den sonstigen Energieträgern gezählt.

Kapitel 3: Energie und Verkehr

AAR14

Endenergiebedarf Österreich 1970 - 2011 1

1200

0,8 0,7

800 PJ

0,6 0,5

600

0,4 400

0,3 0,2

200

0,1 0

0

Kohle Strom (PJ) Sonstiges

Erdölprodukte Fernwärme Anteil Erdöl Anteil Strom

fast der gesamte Bedarf importiert werden muss. Die Primärenergieträger können nun entweder direkt als Endenergieträger bereit stehen (z. B. Kohle für Kohleheizungen) oder über Umwandlungsschritte (Strom und Fernwärme aus Erdgas) als transformierte Energieträger zur Endenergienutzung bereit gestellt werden. Bei der Umwandlung ergeben sich Verluste (hauptsächlich in Form von nicht genutzter Abwärme, Transportverlusten und des Eigenverbrauchs des Energieumwandlungssektors), die sich nach Abzug des Endenergieeinsatzes und des nicht-energetischen Verbrauchs von Energieträgern (ca. 8 % des Primärenergieträgereinsatzes) vom Primärenergieeinsatz ergeben. Diese Verluste bzw. der energetische Aufwand zur Bereitstellung der Endenergie sind ein Maß für die Effizienz der Bereitstellung von Endenergie wie z. B. Strom oder Fernwärme.

Endenergie Nach Abzug der Verluste und des nicht energetischen Verbrauchs von Energieträgern ergibt sich der Endenergiebedarf. Dieser wird nach Energieträgern und Wirtschaftssektoren aufgeschlüsselt. Hier ist zu beachten, dass die Energieträger im Endenergiebedarf sowohl primäre Produkte (z. B. Erdgas oder Brennholz zur Bereitstellung von Raumwärme) als auch sekundäre, bereits umgewandelte Energieträger (z. B. Strom oder Fernwärme) darstellen. Für eine ökologische Bewertung ist bei Sekundärprodukten die Betrachtung des Energiemix der Primärträger (z. B. Strom mit einem EET-Anteil von ca. 65 % bzw. Fernwärme mit einem EET-Anteil von 46 %7) zur Bereitstellung des Endenergieträgers essentiell. 7

Die Anteile entsprechen der Berechnung nach EU-Richtlinien. Quelle: Statistik Austria (2013a)

Gas Erneuerbare Energieträger Anteil Erdgas Anteil Erneuerbare

Anteil am Gesamtverbrauch

0,9 1000

Abbildung 3.6 Entwicklung des Endenergiebedarfs Österreichs nach Energieträgern von 1970 bis 2011. Quelle: Statistik Austria (2013a) Figure 3.6 Development of final energy consumption in Austria from 1970 till 2011 by energy carrier. Source: Statistik Austria (2013a)

Die Entwicklung des Endenergiebedarfs von 1970 bis 2011 ist in Abbildung 3.6 dokumentiert. Konsistente Zeitreihen vor 1970 sind hier nicht verfügbar. Der Bedarf stieg von 570 PJ im Jahr 1970 auf 1 090 PJ im Jahr 2011 um 92 % bzw. durchschnittlich 1,6 % / Jahr. Auch hier zeigt sich ein relativ stabiler Verlauf seit dem Jahr 2003. Dies ist einerseits auf den Einsatz effizienterer Technologien im Endanwendungsbereich und andererseits auf die relativ geringen Wachstumsraten in der Güterproduktion in den letzten Jahren zurückzuführen. Aus Sicht der Energieträger ergeben sich unterschiedliche Trends. Seit 1970 sind die Anteile von Strom und Gas am Endenergiebedarf auf jeweils etwa 20  % gestiegen. In den letzten 20  Jahren waren diese aber nahezu konstant, was einem absoluten Anstieg von 152 PJ auf 217 PJ bei Strom bzw. 114 PJ auf 185 PJ bei Gas seit 1990 entspricht. Der direkte Anteil EET ist vor allem in den letzten sieben Jahren gestiegen und betrug im Jahr 2011 ca. 15 %. Allerdings sind auch in den Energieträgern Strom und Fernwärme Anteile EET inkludiert. Der Anteil von Erdölprodukten zeigt zwar in den letzten Jahren einen leicht rückläufigen Trend, hatte aber im Jahr 2011 mit 39 % noch immer den größten Anteil am gesamten Endenerigebedarf. Die Bedeutung von Kohle als Endenergieträger ist hingegen nur noch marginal. Die Bedeutung von Strom als Energieträger nahm sowohl absolut (von 73  PJ im Jahr  1970 auf 217  PJ im Jahr  2011) als auch relativ (von 13 % auf 20 %) zu. Dies entspricht einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 2,7 %. Praktisch alle Sektoren verzeichneten einen Zuwachs wobei vor allem der Verbrauch der Haushalte, des Dienstleistungssektors aber auch des produzierenden Bereichs stark anstieg. Zum Teil ist dieser Zuwachs auf einen Anstieg elektronischer Geräte im

867

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

80

80% %- Anteil erneuerbar

70

70%

60 60%

40

50% %

TWh

50

30

40%

20 30%

Stromverbrauch

Strom aus Erneuerbaren

Haushalts- und Dienstleistungsbereich (z. B. Informationstechnologien) zurückzuführen, zum Teil wurden aber auch im Industriebereich andere Energieträger durch Strom substituiert (z. B. Ersatz von Brennstoffbetriebenen Standmotoren durch Elektromotoren). So wie der Gesamtenergiebedarf stagnierte auch der Strombedarf in allen Sektoren ab dem Jahr 2006. Die Stromerzeugung aus EET ist seit 1990 ebenfalls gestiegen, die Stromnachfrage allerdings noch stärker (vgl. Abbildung 3.7). Das hat dazu geführt, dass der Anteil der EET von 1970 bis 2004 von 72 % auf 61 % gesunken ist, danach ist er – vor allem aufgrund der Ökostromförderung – wieder auf 64 % bis 2011 angestiegen, wobei hier alleine die Wasserkraft einen Anteil von 55 % an der gesamten Stromerzeugung hat. Seit den 1990er Jahren ist der Anteil der Wasserkraft jedoch nicht mehr nennenswert gestiegen. Zum einen sind die bestehenden Potentiale zum Großteil bereits genützt, zum anderen stoßen neue Wasserkraftprojekte auf teilweise großen Widerstand durch AnrainerInnen bzw. UmweltschützerInnen. Der Anteil von Windstrom (ca. 7  PJ) am gesamten Strombedarf lag 2011 bei ca. 3 %. Strom aus Photovoltaik (0,6 PJ) spielt mit unter 1  % in Österreich eine sehr untergeordnete Rolle; Stromproduktion aus Geothermie ist mit 3,6  TJ Jahreserzeugung praktisch nicht vorhanden. Zu beachten sind hier allerdings die enormen Steigerungsraten dieser Energieträger. So stieg etwa die jährliche Produktion aus Wind und PV seit 2001 von 0,4 PJ auf 7,6 PJ um mehr als das zwanzigfache. Der Anteil von Fernwärme am Endenergiebedarf ist seit 1970 von praktisch null auf 73 PJ bzw. knapp 7 % des Endenergiebedarfs im Jahr 2011 gestiegen. Das durchschnittliche Wachstum der Fernwärme seit dem Jahr 2000 lag bei ca. 5  % / Jahr, was vor allem auf eine starken Anstieg des Verbrauchs im Bereich der Dienstleistungen und Haushalte

868

2012

2011

2010

2009

2008

2007

2006

2005

2004

2003

2002

2001

2000

1999

1998

1997

1996

1995

1994

1993

1992

1991

0

1990

10

20%

% Erneuerbare

Abbildung 3.7 Absolute (in TWh) und relative Stromerzeugung (in %) aus erneuerbaren Energieträgern und Stromverbrauchsentwicklung in Österreich 1990 bis 2012. Quelle: www.econtrol.at Figure 3.7 Absolute and relative electricity generation from renewable energy sources and electricity consumption in Austria 1990 till 2012. Source: www.e-control.at

zurück zu führen ist. Der Anteil erneuerbarer Energieträger im Bereich der Fernwärme lag 2011 bei ca. 46 %. Als Energieträger kamen hier hauptsächlich Holzabfälle (31  PJ bzw. 39 % der gesamten Fernwärmeerzeugung) zum Einsatz. Auf Seiten der fossilen Energieträger zur Fernwärmeproduktion dominierte Erdgas mit ca. 38 % der Gesamterzeugung. Kohle und Öl spielten nur eine untergeordnete Rolle bei der Bereitstellung von Fernwärme. Der Großteil der Produktion (mehr als 60 %) stammte aus KWKs.

Nutzenergie In diesem Abschnitt wird kurz auf Nutzung von Energie in unterschiedlichen Anwendungskategorien eingegangen. Eine detaillierte Betrachtung der verschiedenen Sektoren und Anwendungen bis hin zur Energiedienstleistung wäre aufgrund der vielzähligen Anwendungsbereiche zu umfangreich. Zudem sind dazu sehr wenige Daten vorhanden, da meist nur der Energieträgereinsatz, nicht aber die daraus gewonnene Nutzenergie und nur in sehr wenigen Bereichen – z. B. gefahrenen Kilometern – ein Minimum an Information für Dienstleistungen bilanziert wird. Hier wird nur ein grober Überblick über die Nutzungskategorien und die Anteile der Endenergieträger gegeben. Weiters wird wegen der Datenlage auf die Darstellung der historischen Entwicklung verzichtet und nur der Status quo im Jahr 2011 dargestellt. Die Daten beziehen sich auf die Nutzenergieanalyse der Statistik Austria (2013b). Abbildung  3.8 zeigt den Endenergiebedarf im Jahr 2011 nach Nutzenergiekategorie. In Österreich werden folgende Verwendungszwecke unterschieden:

Kapitel 3: Energie und Verkehr

AAR14

Mechanische Arbeit Prozesswärme (Industrie) Raumheizung und Warmwasser Mobilität (Traktion) Beleuchtung und EDV

Mit fast 34 % des Endenergieverbrauchs entfiel hier der größte Anteil auf den Bereich der Traktion (Transport, Individualverkehr, Flugverkehr, Eisenbahn, öffentlicher Verkehr). Gleichzeitig wies dieser Bereich auch den höchsten Anteil fossiler Brennstoffe auf (91 %). Details zu dieser Thematik folgen im Abschnitt 3.2 zu Verkehr. In der Kategorie Raumheizung und Klimaanlagen8 (ohne Warmwasser) ergab sich ein Endenergiebedarf von 330 PJ, was etwa 30  % des Endenergiebedarfs entspricht. Der Großteil entfiel hier auf Haushalte (189 PJ) und den Dienstleistungsbereich (89 PJ), der Anteil des produzierenden Bereichs war relativ gering (43 PJ). Der bei weitem größte Anteil (>95 %) entfiel auf Wärme, während die Klimatisierung mit Ausnahme von Bürogebäuden eine eher untergeordnete Rolle spielt. Abbildung 3.8 zeigt einen heterogenen Mix an Energieträgern in diesem Bereich. Für eine Substitution fossiler Energieträger steht also eine Vielzahl an Möglichkeiten zur Verfügung. Tatsächlich zeigt sich ein eindeutiger Trend weg von Kohle (beinahe vollständig) und Heizöl hin zur Fernwärme, Umgebungswärme, Biomasse und Erdgas. Theoretisch wäre hier eine vollständige Verdrängung fossiler Energieträger (auch Erdgas) denkbar, wobei die ökologischen Folgen beim Einsatz von Fernwärme und Wärmepumpen von den vorgelagerten Prozessen zur Wärme- bzw. Stromproduktion abhängen. Hinzu kommt ein großes Potential für die Reduktion des Wärmebedarfs durch Maßnahmen im Gebäudebereich. Für Prozesswärme wurden im Jahr 2011 ca. 237  PJ aufgewendet. Darunter fallen Anwendungen im produzierenden Bereich (72 %) in Industrieöfen und zur Dampferzeugung sowie der Energiebedarf der Haushalte (16 %) zur Bereitstellung von Warmwasser und zum Kochen sowie im Dienstleistungssektor (10 %) und der Landwirtschaft (2 %). Im Haushaltsbereich wurden alleine für die Bereitstellung von Warmwasser 30 PJ aufgewendet, wobei etwa 37 % über fossile Energieträger gedeckt wurden. Auch hier gibt es eine Vielzahl von Substitutionsmöglichkeiten. Im Industriebereich dominierte Erdgas (42  %) als Energieträger sowohl bei der Dampferzeugung als auch bei den Industrieöfen. Der verbliebene Anteil von Kohle (7 %) ergab sich aus der Verwendung 8

Dies betrifft die Raumkühlung von Wohnbereichen bzw. Arbeitsstätten. Die Kühlung von Lebensmitteln und anderen Gütern fällt unter den Bereich Standmotoren.

Endenergiebedarf nach Nutzungsbereich im Jahr 2011

PJ

t
t
t
t
t


400 350 300 250 200 150 100 50 0 Raumheizung und Klimaanlagen

Prozesswärme

Standmotoren

Kohle Erdölprodukte Strom Fernwärme Umgebungswärme etc.

Trakon

Beleuchtung und EDV

Erdgas Biomasse

Abbildung 3.8 Endenergiebedarf in Österreich nach Nutzenergiekategorie und Energieträger 2011. Quelle: eigene Darstellung nach Statistik Austria (2013b) Figure 3.8 Final energy consumption in Austria by end use category and energy carrier 2011. Source: own graph based on Statistik Austria (2013b)

in den Sektoren Eisen- und Stahlerzeugung, bzw. für die Gewinnung von Steinen, Erden und Glas. Für die Substitution fossiler Energieträger im Bereich der Prozesswärme sind die Möglichkeiten bei Anwendungen, die hohe Temperaturniveaus erfordern, eingeschränkt. So sind etwa Solarthermie, Umgebungswärme und Fernwärme nur für den Einsatz auf niedrigeren Temperaturniveaus geeignet. Mögliche Substitute für Hochtemperaturanwendungen sind feste biogene Brennstoffe bzw. Biogas. Weiters besteht die Möglichkeit einer umfangreichen Nutzung der Abwärme, industrieintern bzw. durch die Einspeisung in ein Wärmenetz. Standmotoren (122 PJ Endenergiebedarf ) wurden zu 82 % über Strom betrieben. Dazu zählen Anwendungen wie Kühlung (inkl. Kühlschränke und Gefriertruhen), Maschinen in Produktionslinien, Pumpen, Maschinen im Baubereich etc. 75 % des Endverbrauchs von Standmotoren entfielen auf den produzierenden Bereich. Haushalte wandten für Kühlen und Gefrieren 7,4  PJ und für Großgeräte (Waschmaschine, Geschirrspüler, etc.) 6,3 PJ auf. Während bei vielen Anwendungen auch Effizienzsteigerungen möglich wären, hängen die Auswirkungen auf den Ausstoß von THG vor allem von dem zur Stromerzeugung verwendet Energieträgermix ab. Der verbleibende Anteil von ca. 12 PJ Erdölprodukten ist zum größten Teil auf den Einsatz von Diesel für Baumaschinen zurück zu führen. Für Beleuchtung und EDV wurden im Jahr 2011 ca. 32 PJ verwendet, was in etwa 3  % des gesamten Endenergieverbrauchs entspricht. Etwa 20  % entfielen dabei auf den produzierenden Bereich, 42  % auf Dienstleistungen und 36  % auf Haushalte. Der gesamte Bedarf wurde über Elektrizität gedeckt. Ein Umstieg auf alternative Energieträger ist hier na-

869

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

4 3,5 BIP

3 2,5 Energie

2 1,5 Strompreis HH

1

Intensität (Energie / BIP)

0,5 0 1965

Heizölpreis

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

2010

Abbildung 3.9 Entwicklung der Energieintensität in Österreich im Vergleich zu BIP, Endenergie, und Öl- sowie Strompreisen für Haushalte, von 1965 bis 2010. Quelle: eigene Darstellung nach Datenbank Energy Economics Group und Statistik Austria (2013a) Figure 3.9 Development of energy intensity in Austria in comparison with GDP, final energy consumption and oil as well as electricity prices for households, 1965 to 2010. Source: own graph based on the database of the Energy Economics Group and Statistik Austria (2013a)

türlich weitgehend nicht möglich bzw. sinnvoll, weshalb die Auswirkungen auf den Ausstoß von THG in diesem Anwendungsbereich neben der Effizienz der Geräte nur vom Energieträgermix zur Stromproduktion abhängen.

Energiebedarf und wirtschaftliche Entwicklung Nachdem das BIP eine Maßzahl für die Produktion innerhalb eines Landes ist und jede Produktion (auch die Bereitstellung von Dienstleistungen) mit einem gewissen Energieaufwand verbunden ist, ist die Entwicklung des Energiebedarfs stark von der Entwicklung der Wirtschaftsleistung abhängig. Dies wird bei der Betrachtung des Einbruchs des BIP im Jahr 2009, der sich auch in einem Rückgang des Primärenergiebedarfs widerspiegelte, ersichtlich. Aus dieser Sichtweise besteht die einzige Möglichkeit, einen sinkenden Energiebedarf zu erreichen und gleichzeitig positives Wirtschaftswachstum zu generieren, in der Steigerung der Effizienz. Als eine Maßzahl für die Energieeffizienz einer Volkswirtschaft gilt die Energieintensität. Sie ist der Quotient aus Energiebedarf pro Zeiteinheit und Bruttoinlandsprodukt.9 9

Auch die Energieintensität ist natürlich nur bedingt eine Kennzahl für die Effizienz. So kommt es etwa durch eine Auslagerung energieintensiver Prozesse ins Ausland zu einer Senkung der Energieintensität. Diese Verlagerung auf andere Wirtschaftssektoren kann aber nicht direkt als Effizienzgewinn angesehen werden, wenn der gleiche Prozess nur geographisch verlagert wurde und eventuell sogar über

870

AAR14

Die zeitliche Entwicklung der Energieintensität im Vergleich zu BIP, Endenergie, und Öl- sowie Strompreisen zeigt Abbildung 3.9. Es ist klar zu erkennen, dass seit 1965 das BIP real um mehr als das 3,5-fache gestiegen ist, während Haushaltsstrom- und Benzinpreise als Stellvertreter für die Entwicklung der Energiepreise heute praktisch auf dem gleichen Niveau wie 1965 sind. Aufgrund der gesunkenen Energieintensität ist der gesamte Energieverbrauch nicht so stark gestiegen wie das BIP. Abbildung 3.9 zeigt weiters die Abnahme der Energieintensität von 1965 bis 2010 um ca. 35 %. Mit einem steigenden Anteil erneuerbarer Energieträger und einer zunehmenden Elektrifizierung ist eine Fortführung dieses Trends zu erwarten.

THG-Emissionen im Energiebereich Die mit der Energieversorgung verbundenen THG-Emissionen in Österreich von 1990 bis 2011 zeigt Abbildung 3.10. Bilanziert sind hier nur direkte Verbrennungsprozesse in Österreich, ohne Berücksichtigung der Vorketten, wie z. B. des Energieaufwands für Gewinnung und Transport von Erdöl oder Biomasse. Die THG-Emissionen der Biomasse werden hier mit null bilanziert. Dies folgt der Argumentation, dass der emittierte Kohlenstoff zuvor während der Wachstumsphase der Atmosphäre entzogen wurde. In den Emissionen der Biomasse sind also nur Methan und Lachgasemissionen in CO2-Äq. enthalten. Aus Abbildung 3.10 ist ein Anstieg der Emissionen bis zum Jahr 2005 ersichtlich. Dieser ist vor allem auf einen Anstieg der Verbrennung von Erdölprodukten (Verkehr) und Erdgas zurückzuführen. Seither sanken die Emissionen, hauptsächlich aufgrund von reduzierten Emissionen im Bereich der Erdölprodukte. Hier fällt bei den Haushalten vor allem der Rückgang von Heizöl zur Bereitstellung von Raumwärme ins Gewicht (vgl. Abbildung 3.6). Die energiebedingten CO2-Äq. Emissionen in Österreich nach Sektoren sind seit 1990 praktisch nur im Bereich des Verkehrs gestiegen. Bis 2005 gab es einen Anstieg auf fast 25 Mio. t CO2-Äq., danach sind sie bis 2011 leicht zurückgegangen (vgl. Abbildung 3.10). Im Sektor Haushalte kam es gegenüber 1990 zu einem Rückgang von ca. 20 %, in allen anderen Bereichen waren die Veränderungen von 1990 bis 2011 nur sehr marginal. weniger effizientere Energieketten produziert wird. So haben dienstleistungsintensive Volkswirtschaften tendenziell geringere Energieintensitäten weil die Wertschöpfung über weniger energieintensive Sektoren erbracht wird. Damit werden aber wiederum energieintensive Produkte aus dem Ausland importiert. Eine andere Möglichkeit den Ressourcenbedarf zu bewerten bieten konsumbasierte Ansätze.

Kapitel 3: Energie und Verkehr

AAR14

4 3,5

20

3 t CO2-Äq. / toe

Mio Tonnen CO2 - Äqu.

25

15 10

2,5 2 1,5

5 1

0 1990

0,5

1995

2000

2005

2010

Verkehr

Energieumwandlung

Verarbeitende Industrie und Bau

Haushalte

Andere Sektoren

Sonsges

Abbildung 3.10 Energiebezogene THG-Emissionen in Österreich nach Sektoren von 1990 bis 2011 Quelle: Umweltbundesamt (2013) Figure 3.10 Energy related Greenhouse gas emissions in Austria by sector 1990 till 2011. Source: Umweltbundesamt (2013)

Im Jahr 2011 beruhten 52,5 % der energiebezogenen Emissionen auf der Verbrennung von Erdölprodukten, 28,5 % auf Erdgas und ca. 15 % auf Kohle. Der Rest entfiel auf die Verwertung von Abfällen zur Energiegewinnung und auf die Verbrennung von Biomasse.

3.1.3

Indikatoren des Energieverbrauchs und der THG-Emissionen: Bewertung Österreichs im internationalen Vergleich

In diesem Abschnitt werden die wichtigsten Indikatoren des Energieverbrauchs und der THG-Emissionen für Österreich im welt- und europaweiten Vergleich dokumentiert und analysiert, um einschätzen zu können wie sich die Situation in Österreich im Vergleich zu anderen Ländern darstellt. Dabei ist vor allem auch die Dynamik der Veränderungen von Interesse. Die wichtigste Literatur zu diesem Abschnitt ist GEA (2012), EUROSTAT (2013) und European Commission (2013). Die für Österreich relevanten Ziele für die Reduktion der THG-Emissionen werden auf EU-Ebene festgelegt. Darum ist auch für den Energiebereich der Vergleich mit der EU insgesamt sowie mit den anderen EU-Ländern wichtig. In absoluten Werten haben sich EU-weit in den letzten Jahren von den THG-relevanten Energieträgern die absoluten Verbrauchsmengen sowohl bei Kohle als auch bei Erdölprodukten leicht verringert, während der Verbrauch von Erdgas stagnierte.

0 EU-27

CZ

DE

FR 2000

IT

AT

SE

US

JP

2010

Abbildung 3.11 Spezifische THG-Emissionen in t CO2-Äq. / toe in ausgewählten Ländern 2000 und 2010. Quelle: EUROSTAT (2013) Figure 3.11 Specific greenhouse gas emissions in ton CO2 equivalent per ton oil equivalent in selected countries, 2000 and 2010. Source: EUROSTAT (2013)

Vergleich der Primärenergieindikatoren Zunächst vergleichen wir in Bezug auf die Primärenergieindikatoren die spezifischen THG-Emissionen fTHG und den Anteil EET an der Primärenergie. In Bezug auf die spezifischen THG-Emissionen fTHG zeigt Abbildung 3.11, dass Österreich im internationalen Vergleich sehr gut zu bewerten ist. Nur Schweden schneidet in diesem Vergleich besser ab. Auch der Trend ist positiv zu bewerten. Österreich konnte den Wert von 2,13 t CO2-Äq. / t Öl-Äquivalent (toe) im Jahr 2000 bis zum Jahr 2010 weiter auf 1,93 t reduzieren. Prozentuell war Österreich in diesem Vergleich gemeinsam mit Frankreich das Land mit den größten Reduktionen (10 % im Vergleich zu 8 % im EU-Durchschnitt). Der nächste Vergleich bezieht sich auf die Anteile EET. In der derzeitigen Politik der EU spielen erneuerbare Energieträger eine wichtige Rolle. So soll der Anteil an EET am Bruttoendenergieverbrauch10 in der EU, welcher 2008 bei ca. 12 % lag, laut Grünbuch der EU bis 2020 verdoppelt werden. Die gegenwärtig genutzten ca. 3 800 PJ stellen rund 16 % des möglichen technischen Potentials dar. Die Anteile und Poten10 Der Bruttoendenergieverbrauch umfasst Energieprodukte, die der Industrie, dem Verkehrssektor, Haushalten, dem Dienstleistungssektor einschließlich des Sektors der öffentlichen Dienstleistungen sowie der Land-, Forst- und Fischereiwirtschaft zu energetischen Zwecken geliefert werden, einschließlich des durch die Energiewirtschaft für die Elektrizitäts- und Wärmeerzeugung entstehenden Elektrizitäts- und Wärmeverbrauchs und einschließlich der bei der Verteilung und Übertragung auftretenden Elektrizitäts- und Wärmeverluste (Richtlinie 2009/28/EG: EU, 2009).

871

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

3.1.4

JP US SE

Optionen für den Klimaschutz (zur Verringerung der THG-Emissionen) – Ein Überblick

AT IT

Das Grundkonzept für den Klimaschutz, das in Abschnitt 3.1.1. dargestellt wurde, besagt, dass es die folgenden drei Ansätze gibt, um die energetischen THG-Emissionen zu verringern:

FR DE CZ EU-27 0

1 2010

2

3

4

5 6 1000 EUR/toe

7

8

9

10

t


2000

Abbildung 3.12 Serviceintensität in 1 000 € / toe in ausgewählten Ländern 2000 und 2010. Quelle: EUROSTAT (2013) Figure 3.12 Service intensity in 1 000 € / ton oil equivalent in selected countries 2000 and 2010. Source: EUROSTAT (2013)

tiale sind in den einzelnen Mitgliedsstaaten sehr unterschiedlich. So resultiert der hohe Anteil erneuerbarer Energieträger an der Stromerzeugung in Österreich und Schweden hauptsächlich aus den hohen Wasserkraft- und Biomasseressourcen. Im Vergleich der einzelnen EU-27-Länder in Bezug auf die Anteile EET am Gesamtenergieverbrauch ist Österreich mit einem Anteil von 28 % im Jahr 2008 an vierter Stelle.11

Vergleich der Energieintensität und der Serviceeffizienz

t


t


Einfluss auf fTHG: Bereitstellung des gesamten Energie- und Servicebedarfs mit einem THG-ärmeren Mix an Energieträgern, z. B. durch Umstieg auf erneuerbare Energieträger12, auf Atomkraft oder durch Carbon Capture and Storage (CCS); Einfluss auf ¤: Effizientere Bereitstellung des gesamten Servicebedarfs, z. B. weniger kWh je m² beheizt bei gleichbleibendem Temperaturniveau in Wohnungen, effizientere Elektrogeräte, geringere Kraftstoffintensität von Fahrzeugen bei gleicher Leistung und Serviceniveau; Einfluss auf S: Reduktion des gesamten Servicebedarfs, z. B. weniger m² beheizt, geringere Temperaturen in Wohnung oder Kühlschrank, weniger Elektrogeräte, weniger gefahrene km.

Die möglichen Maßnahmen innerhalb dieser drei Ansätze werden in den folgenden Abschnitten 3.1.5 bis 3.1.7 explizit beschrieben

3.1.5 Bei einem Vergleich der Energieintensität in den einzelnen EU-27-Ländern liegt Österreich mit einem Wert von ca. 0,0140 toe / 1 000 € an vierter Stelle, ist also unter den effizientesten Ländern. Auch ein Vergleich der Serviceeffizienz – dem Umkehrwert der Energieintensität – bewertet Österreichs Energiesystem im internationalen Vergleich sehr gut (vgl. Abbildung 3.12). Sehr bedenklich ist allerdings der Trend. So war Österreich im Vergleich mit 9 080  € / toe im Jahr 2000 unter den verglichenen Ländern an der Spitze, im Jahr 2010 ist es mit 8 630 € / toe hinter DEU, ITA und JPN zurückgefallen. In dieser Darstellung war Österreich überhaupt das einzige Land, das sich im Zeitraum 2000 bis 2010 verschlechtert hat.

Der Energiesektor ist aufgrund des hohen Anteils an THGEmissionen vor allem hinsichtlich notwendiger Klimaschutzmaßnahmen von Relevanz. Gleichzeitig ist der Energiesektor auch vom Klimawandel betroffen. Daher bieten sich einige synergetische Maßnahmen an, die eine gleichzeitige Klimaschutz- und Anpassungswirkung erzielen (z. B. passive Maßnahmen zur Reduktion der Kühllast von Gebäuden, Reduktion innerer Lasten, Photovoltaik als Kapazitätsbeitrag im Sommer). Das Verhältnis von Anpassungs- und Klimaschutzmaßnahmen wurde ausführlich in Band  3, Kapitel  1 dargestellt und wird daher hier nicht mehr weiter diskutiert. 12

11

2011 betrug der Anteil erneuerbarer Energieträger am Bruttoendenergieverbrauch in Österreich 31 % (Quelle: EC, 2012z).

872

Optionen für den Klimaschutz I (zur Verringerung der THG-Emissionen) – Beeinflussung des THG-Faktors bei der Energieaufbringung

Dieser Energiemix, der Beitrag erneuerbarer Energieträger, wird je nach Anwendung unterschiedlich sein, z. B. Solarthermie und feste Biomasse im Bereich der Wärme. PV, Wasser- und Windkraft zur Stromerzeugung und Biofuels, H2 oder Strom aus erneuerbaren Energieträgern im Verkehrsbereich.

Kapitel 3: Energie und Verkehr

AAR14

Geothermie

Da die beiden letztgenannten Optionen weit entfernt von einer Einsatzmöglichkeit sind, wird im Folgenden nur die Option der Nutzung erneuerbarer Energiequellen diskutiert.

Umweltwärme Solarthermie Biogene Abfälle Biomasse (Forstw) Biomasse (Landw)

(Dynamische) Potenziale erneuerbarer Energieträger

PV Wind Wasser 0

50 EEG IHS

100 150 200 250 Primärenergiepotenzial (PJ) UM-AT EnAutark

300

350

Abbildung 3.13 Erneuerbare Primärenergiepotenziale in Österreich nach Technologie bzw. Energieträger entsprechend verschiedener Studien (bis 2050 erschließbar). Quelle: eigene vergleichende Darstellung Figure 3.13 Renewable primary energy potentials in Austria by technology and energy carrier from different studies (until 2050 harvestable). Source: own comparative graph

Um die beschriebenen Folgen des Klimawandels abzuschwächen (Mitigation) bzw. Anpassungen (Adaptation) an diese zu treffen, werden im folgenden die wichtigsten Optionen in den einzelnen Abschnitten der Energiekette dargestellt. Um die THG-Emissionen bei der Energieaufbringung zu reduzieren, also um den Faktor fTHG zu verringern, bieten sich grundsätzlich folgende Möglichkeiten an: t
t
t


Nutzung erneuerbarer Energiequellen Einsatz von Carbon Capture & Storage (CCS)-Technologien Nutzung der Atomkraft

In diesem Kapitel werden die möglichen gesamten Potenziale erneuerbarer Energieträger zur Wärme-, Strom- und Kraftstoffbereitstellung in einem dynamischen Kontext bis 2050 diskutiert. Dazu werden Analysen verschiedener AutorInnen und Studien verglichen. Einen Überblick dazu geben Abbildung 3.13 und Abbildung 3.14 sowie Tabelle 3.1. Einige Erklärungen für die Unterschiede: In den EEGStudien werden bei forstlicher Biomasse keine Ackerflächen genutzt. Das ergibt einen Unterschied von ca. 80 PJ. In Bezug auf den Begriff „Potenzial“ gibt es in den verglichenen Studien keinen einheitlichen Begriff. In der Studie „Energie-Autark“ (Streicher et al., 2010) wird bei Wasserkraft, Solarthermie, Wind und Geothermie das gesamte technische Potenzial betrachtet. In den meisten anderen Studien werden Potenziale, die unter verschiedenen Fördersystemen bzw. Marktentwicklungen realisiert werden können, beschrieben. In Bezug auf die absoluten Potenziale EET sind die wesentlichsten Gründe für unterschiedliche Quantitäten in den Szenarien bis 2050 wie folgt: Bei Biomasse ist der zentrale Grund, ob und in welchem Ausmaß auch Biomasse aus landwirtschaftlicher Nutzung berücksichtigt wird. Bei Geothermie sind die Potenziale davon abhängig, wie vor allem die technische Machbarkeit der Tiefengeothermienutzung eingeschätzt wird. In Bezug auf Windkraft bewirken unterschiedliche Ak-

Tabelle 3.1 Gesamte Primärenergiepotenziale erneuerbarer Energieträger in Österreich nach verschiedenen Studien (in PJ) bis 2050 Table 3.1 otal primary energy potentials of renewables in Austria (in PJ) due to different studies up to 2050 EnAutark

Christian

(Streicher et al., 2010) Wasser Wind PV

ˆ"N

EEG

(Bliem et al., 2011)

(verschiedene Studien)

200

150

150

150

66

60

25

25

82

96

78

78

Biomasse (Landwirtschaft)

100

210

200

100

Biomasse (Forstwirtschaft)

160

150

150

160

40

60

40

40

Solarthermie

120

90

50

50

Umweltwärme

340

95

40

40

Geothermie

220

10

25

25

Biogene Abfälle

873

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

•!*˜  1 400

•\'*#•Ž$

1 200 1 000   400

Abbildung 3.14 Primärenergiepotenziale für Österreich nach Technologie bzw. Energieträger aggregiert nach verschiedenen Studien. Quelle: eigene vergleichende Darstellung

200 0

EnAutark

UMA

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Biogene Abfälle

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IHS ’\* #* {?$ ‚\

EEG ’\* #™\{?$

zeptanzniveaus für die Errichtung von Windenergieanlagen die wichtigsten Unterschiede in den Potenzialen. Ein zentraler Unterschied bei den Potenzialen der PV ist der Zugang in der Modellierung. In den meisten Studien wird eine grobe Top-Down-Abschätzung mit unterschiedlichen Annahmen in Bezug auf die verfügbaren Flächen durchgeführt und das Ergebnis sind entsprechend unterschiedliche Potenziale. Es gibt nur wenige Ansätze in Österreich, welche die Marktdurchdringung der PV in einem systematischen Kontext setzt, der die Systemintegration berücksichtigt, diese sind in der wissenschaftlich begutachteten („peer-reviewed“) Literatur (noch) nicht dokumentiert. In Bezug auf die Nutzung EET liegt das minimale Potenzial basierend auf allen verfügbaren erneuerbaren Energieträgern in Österreich bis 2050 bei ca. 750 PJ. Das entspricht in etwa 65  % des österreichischen Endenergieverbrauchs des Jahres 2011, wobei vor allem Biomasse, Wind und Photovoltaik einen deutlich größeren Beitrag als heute liefern können. Das maximale Potenzial, das vor allem auf der Nutzung deutlich größerer Mengen von Umweltwärme und Geothermie beruht, liegt bei ca. 1 300 PJ.

Energetische Biomassenutzung in Österreich: Potenziale und Szenarien Biomasse nimmt mit einem Anteil von 16  % am Primärenergieverbrauch (2011) eine wichtige Stellung in der österreichischen Energieversorgung ein (Statistik Austria, 2012). Der Großteil davon geht auf Holz. B.rennstoffe zurück (über 80 %). Diese werden entweder direkt, in Form von Brennholz oder Waldhackgut, oder indirekt, d. h. als Sägenebenprodukte

874

Figure 3.14 Primary energy potentials in Austria by technology and energy carrier aggregated from different studies. Source: own comparative graph

(SNP: Sägespäne, Hackgut etc.), Ablauge der Papierindustrie oder Altholz, einer energetischen Nutzung zugeführt. Der übrige Biomasseeinsatz setzt sich aus flüssigen und gasförmigen Energieträgern (in erster Linie landwirtschaftlicher Herkunft), sowie sonstigen biogenen Abfällen zusammen. Biomasse weist aufgrund der Einsetz. B.arkeit in allen drei oben behandelten Sektoren (Strom, Wärme, Verkehr) eine hohe Flexibilität und Sektor-übergreifende Relevanz auf. Um diesen Aspekten Rechnung zu tragen ist der Biomasse hier ein gesonderter Abschnitt gewidmet. Bei einem Vergleich von Literaturdaten zu Potenzialen erneuerbarer Energieträger muss zunächst zwischen den verschiedenen Arten von Potenzialen, wie „theoretischen“, „technischen“, oder „wirtschaftlichen“ Potenzialen unterschieden werden (siehe z. B. Rettenmaier et al., 2010; Hoefnagels et al., 2011). Für das theoretische Biomassepotenzial sind ausschließlich die physikalisch-biologischen Restriktionen maßgeblich. So erfolgt in Kaltschmitt und Streicher (2009) eine Abschätzung auf Basis der gesamten Landfläche Österreichs (abzüglich Gewässer, Ödland etc.; ca. 68 000 km2), eines unterstellten durchschnittlichen Trockenmasseertrags von 20  t / ha und der Annahme, dass der gesamte jährliche Zuwachs energetisch genutzt wird, ergibt ein theoretisches Potenzial von 136  Mio.  t / Jahr bzw. 2,7  EJ / Jahr. Dieser Wert hat jedoch ausschließlich illustrativen Charakter und keinerlei Aussagekraft hinsichtlich der realistisch energetisch nutz. B. aren Biomasse. Aussagekräftiger ist das technische Potenzial, das jene Energiemenge darstellt, die unter den jeweiligen technischen Möglichkeiten erschlossen werden kann. In der Definition nach Rettenmaier et al. (2010) sind darüber hinaus folgen-

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de Restriktionen maßgeblich: Einschränkungen hinsichtlich der Flächenverfügbarkeit (insbesondere in Anbetracht konkurrierender Flächennutzung für Nahrungsmittel- und Futterproduktion), stoffliche Biomassenutzung (insbesondere im Bereich der Holznutzung), ökologische Restriktionen sowie diverse andere nicht-technische Einschränkungen. Wird ausschließlich das unter konkreten ökonomischen Rahmenbedingungen nutz. B.are Potenzial betrachtet, spricht man vom wirtschaftlichen Potenzial. Durch Berücksichtigung weiterer Einschränkungen institutioneller, politischer bzw. ökologischer Natur gelangt man zu realisierbaren bzw. nachhaltig realisierbaren Potenzialen (Definition nach: Rettenmaier et al., 2010). Die Berücksichtigung von konkurrierenden Nutzungsmöglichkeiten erfolgt im Rahmen von Potenzialanalysen in der Regel durch Szenarien. So werden beispielsweise Annahmen hinsichtlich der zukünftigen Gesamtproduktion an SNP und eines für energetische Nutzung zur Verfügung stehenden Anteils, oder hinsichtlich eines Flächenbedarfes für Nahrungs- und Futtermittelproduktion getroffen. Insbesondere bei Potenzialabschätzungen mit längerfristigem Betrachtungszeitraum ist die Ausgestaltung solcher Szenarioannahmen von zentraler Bedeutung. Als überaus unsichere Einflussfaktoren, die jedoch einen wesentlichen Einfluss auf die Ergebnisse haben, sind Ertragsentwicklungen bzw. Züchtungsfortschritte bei Ackerfrüchten, Auswirkungen des Klimawandels (insbesondere auch hinsichtlich der Häufigkeit von Extremereignissen wie Dürren und Stürmen), technologische Entwicklungen und allgemeine gesellschaftliche Trends wie die Bevölkerungsentwicklung oder Ernährungsgewohnheiten zu nennen. Darüber hinaus beeinträchtigen zum Teil unsichere bzw. unzureichende statistischen Daten die Qualität und Aussagekraft von Potenzialabschätzungen. All diese Unsicherheiten spiegeln sich in den Bandbreiten der Literaturangaben zu technischen Biomassepotenzialen in Österreich wider. Angaben zum technischen Biomassepotenzial in Österreich liegen in einer Größenordnung von 230 bis 400 PJ, vgl. Abbildung 3.14 und damit bei ca. 100 bis 150 % der primärenergetischen Biomassenutzung im Jahr 2011. Eine der in Zusammenhang mit Biomassepotenzialen in Europa meistzitierten Studien ist EEA (2006). Für Österreich wird darin für 2010 ein umweltverträgliches Biomassepotenzial in der Höhe von ca. 290 PJ ausgewiesen. Etwa 48 % davon gehen auf forstliche Biomasse und SNP zurück, weitere 43 % auf Abfälle und Reststoffe und der Rest auf Energiepflanzen. Für letztere wird ein (Acker-) Flächenpotenzial in der Höhe von ca. 200 000 ha (knapp 15 % der gesamten Ackerfläche Österreichs) angegeben. Bis zum Jahr 2030 kommt es nach EEA (2006) zu einer

Kapitel 3: Energie und Verkehr

Steigerung des Flächenpotenzials um fast 50  % und des gesamten Biomassepotenzials auf ca. 360 PJ. Ebenfalls in einem dynamischen Kontext wird das Biomassepotenzial in Kranzl et al. (2008) untersucht, wobei durch Variation unsicherer Einflussfaktoren Bandbreiten abgeleitet werden. Zu diesen Einflussparametern zählen die Entwicklung der Holz verarbeitenden Industrie, der Energiepflanzenmix auf Ackerflächen sowie der energetisch nutz. B. are Anteil diverser Reststoffe und Nebenprodukte wie Stroh, Altholz oder Pflanzenreste. Für das Jahr 2010 ergibt sich eine Bandbreite des nachhaltig nutz. B.aren technischen Potenzials von ca. 250 bis 285 PJ. Bis 2030 kommt es zu einer Steigerung auf ca. 320 bis 390 PJ, und bis 2050 zu einer weiteren Steigerung um ca. 40 bis 55 PJ. Hinsichtlich der Ackerflächenpotenziale wurde in Kranzl et al. (2008) auf die Ergebnisse aus EEA (2006) zurückgegriffen. Zu einer noch stärkeren Diskrepanz zwischen kurz- und langfristigen Biomassepotenzialen kommen Ericsson und Nielsson (2006): Als kurzfristiges Potenzial (kurzfristig wird hier definiert als Zeitraum von 10  bis  20  Jahren) weisen sie einen Wert von ca. 120 PJ aus, wobei Abfälle und Reststoffe mit Ausnahme von SNP und Pflanzenresten aus der Landwirtschaft nicht berücksichtigt sind. Demgegenüber steht ein langfristiges Potenzial (Zeitraum über 40  Jahre) von bis zu ca. 380 PJ. Trotz der Tatsache, dass in Ericsson und Nielsson (2006) nicht alle Biomassefraktionen berücksichtigt sind, zählt diese Potenzialangabe zu den höchsten in der Literatur. Die in Publikationen der IEE-Projekte EUBIONET  II  und  III für Österreich ausgewiesenen „verfügbaren Ressourcen“ befinden sich im unteren Bereich der oben genannten. Potenziale: In Alakangas et al. (2007) werden sie mit ca. 230  PJ beziffert, und in Junginger et al. (2010) auf ca. 300  PJ nach oben revidiert. In einer europaweiten Studie mit dem Bezugsjahr 2000 (Nikolaou et al., 2003) wurde das verfügbare Potenzial mit ca. 260 PJ ermittelt. Vesterinen und Alkangas. (2001) beziffern die in Österreich verfügbaren Ressourcen mit 270  PJ. Streicher et al. (2010) gehen in der Studie „Energieautarkie für Österreich 2050“ von einem Biomassepotenzial von knapp über 300  PJ aus. Auf einen ähnlichen Wert, nämlich 304  PJ, kommen Rathbauer (2000), bzw. Wörgetter et al. (2001). In einer Publikation des Österreichischen Biomasseverbandes (Jauschnegg und Pfemeter, 2011) wird das Potenzial im Jahr 2020 mit 274  PJ beziffert. Aus den analysierten Potenzialstudien lassen sich folgende Schlussfolgerungen ableiten: Eine weitere Steigerung der Nutzung inländischer Biomasse ist möglich, insbesondere hinsichtlich der längerfristigen Möglichkeiten divergieren die

875

876

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

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Aussagen jedoch. Grund dafür ist einerseits die Vielzahl an unsicheren bzw. kaum prognostizierbaren Einflussfaktoren (wie zukünftige Ertragsentwicklungen, tatsächlich mobilisierbare Potenziale diverser biogener Reststoffe etc.) und andererseits die Abhängigkeit der Biomassepotenziale von generellen Wirtschaftsentwicklungen bzw. Entwicklungen in Sektoren wie der Holz verarbeitenden Industrie, gesellschaftlichen Trends u.v.m. Die längerfristig bedeutendsten, derzeit noch nicht erschlossenen Potenziale werden von zahlreichen Studien bei Energiepflanzen gesehen. Aber auch für landwirtschaftliche und industrielle Abfälle und Reststoffe biogener Herkunft werden zum Teil bedeutende Potenziale ausgewiesen. Die Potenziale forstlicher Biomasse in Österreich müssen aufgrund der starken Ausweitung der Holznutzung in den letzten Jahren als weitgehend erschlossen betrachtet werden. Ungenutzter Waldzuwachs ist laut Waldinventur 2007 / 09 (BFW, 2011) nur mehr im Kleinwald vorhanden und beläuft sich auf 15 % des jährlichen Gesamtzuwachses. Eine Reihe von Szenarien zur zukünftigen Entwicklung der Biomassenutzung zeigt, dass in den nächsten Jahren und Jahrzehnten auch im Kontext von steigender Energieeffizienz im Gebäudebereich eine weitere Steigerung des Biomasse-Primärenergieeinsatzes als möglich bzw. wahrscheinlich erachtet wird. In einer Vorstudie für einen nationalen Biomasseaktionsplan (Indinger et al., 2006) wird bis 2020 ein Anstieg auf über 250  PJ prognostiziert. Etwas größer ist die Bedeutung von Biomasse zur Erreichung der 2020-Ziele in einem „Balanced Policy Szenario“ nach Resch et al. (2008): Hier steigt der Biomasse-Primärenergieeinsatz auf ca. 280 PJ. Auf eine ähnliche Größenordnung steigt der Biomasseeinsatz in den Syntheseszenarien des Umweltbundesamtes (Krutzler et al., 2009): Inklusive nicht biogener Abfälle wird für das Jahr 2020 ein Wert von 312 PJ ausgewiesen. Unter der Annahme, dass das Aufkommen nicht biogener Abfälle gegenüber dem derzeitigen Niveau (2011: ca. 35 PJ) etwa konstant bleibt, ergibt sich ein Biomassebedarf in der Größenordnung von  275  bis  280  PJ. Dem gegenüber stehen die Szenarien der „Energiestrategie Österreich“ (BMWFJ / BMLFUW, 2010) bzw. des „Nationalen Aktionsplans für erneuerbare Energie“ (BMWFJ, 2010), in denen der absolute Beitrag von Bioenergie in allen Sektoren von 2010 bis 2020 nur minimal zunimmt. Bei allen Szenarien der Biomassenutzung bis 2020, bleibt die primärenergetische Biomassenutzung also deutlich unter 300 PJ. Auch in den im Rahmen dieses Assessments zur Verfügung stehenden längerfristigen Literaturszenarien zur Nutzung inländischer Biomasseressourcen bleibt der Primärenergieeinsatz unter 300 PJ. In den „Policy-Szenarien“ nach Kalt et al. (2010a) werden im Jahr 2030 zwischen 194 und 250 PJ an

Biomasse inländischer Herkunft genutzt. Die zur Erreichung der Energieautarkie im Jahr 2050 benötigte Menge an Biomasse beläuft sich laut Streicher et al. (2010) in einem „Konstantszenario“ auf 244  PJ, in einem Wachstumsszenario auf 293 PJ. In den „Policy-Szenarien“ nach Kranzl et al. (2008) bzw. Kalt et al. (2010b) steigt der Primärenergieeinsatz inländischer Biomasse bis 2020 auf bis zu 225  PJ, und bis 2050 auf bis zu 290  PJ. Einem höheren Biomasseeinsatz stehen einerseits hohe Bereitstellungskosten der Restpotenziale, und andererseits nachfrageseitige Restriktionen hinsichtlich der ökonomisch sinnvollen Einsatzmöglichkeiten von Biomasse entgegen.

Wasserkraft Die Wasserkraft deckt in Österreich derzeit – je nach Jahr und Verfügbarkeit – ca. 55–60 % des Bedarfs an elektrischer Energie (E-Control, 2013). Sie wird als nahezu CO2-neutral eingestuft und liefert einen wesentlichen Beitrag zur Erreichung von Klimaschutzzielen (z. B. Kyoto-Protokoll), zur Versorgungssicherheit und zu einem nachhaltigen Energiesystem. Wasserkraft wird als historisch gewachsener und technisch weit entwickelter EET angesehen. In Österreich waren bereits vor etwa zehn Jahren knapp 70 % des gesamten verfügbaren Wasserkraftpotenzials von insgesamt 56 TWh / Jahr ausgebaut (Pöyry Energie GmbH, 2008; Jungwirth et al., 2003). Von den verbleibenden 18  TWh / Jahr liegen etwa 5  TWh / Jahr in hochsensiblen Regionen (z. B. Nationalparks, UNESCOWeltkulturerbe) und können daher energiewirtschaftlich nicht genutzt werden. Es ergibt sich ein reduziertes technisch-wirtschaftliches Restpotenzial von 12,8  TWh / Jahr. Eine österreichweite Betrachtung zeigt jedoch unterschiedliche Potenziale in den Bundesländern. Während im Westen Österreichs noch beträchtliche Potenziale vorhanden sind, ist das Wasserkraftpotenzial in Ober- und Niederösterreich weitgehend ausgeschöpft (Pöyry Energie GmbH, 2008). Nach aktuellen Erhebungen existieren derzeit 5 240 Wasserkraftwerke in Österreich (Habersack et al., 2012; Wagner et al., 2014), Mit einer Bruttostromerzeugung von 41,6 TWh im Jahr 2010 (E-Control, 2011). Abzüglich der einspeisenden Kraftwerke ergeben sich 2 621 Eigenbedarfsanlagen, die somit etwa die Hälfte der österreichischen Wasserkraftwerksanlagen ausmachen. Anzumerken ist, dass insbesondere die Anzahl der Kleinwasserkraftwerke (≤  10  MW Engpassleistung) nicht zu vernachlässigenden Schwankungen von ca. 2,5 % in 7 Monaten unterliegten (Habersack et al., 2012). Bei ausschließlicher Betrachtung der einspeisenden Wasserkraftwerke zeigt sich, dass ca. 88 % des gesamten Regelarbeitsvermögens (d. h. der

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bei durchschnittlicher Wasserführung erzeugten Strommenge) auf Großwasserkraftwerke entfallen und diese zahlenmäßig nur 6 % aller Wasserkraftwerke in Österreich ausmachen. Zukünftige Entwicklungen der Wasserkraft in Österreich und ihr Beitrag zur Erreichung von Klimaschutzzielen (z. B. Reduktion von TreibhausgasenTHG) sind stark von gesetzlichen Rahmenbedingungen und Aktivitäten der Elektrizitätswirtschaft abhängig. Derzeit ist die Rolle der Wasserkraft in Österreich von einer zunehmend politischen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Diskussion geprägt. Auf gesetzlicher Ebene wurden durch das Inkrafttreten relevanter europäischer Richtlinien und deren Umsetzung auf nationaler Ebene Rahmenbedingungen geschaffen, die zukünftige Maßnahmen in den Bereichen Energie-, Umwelt- und Klimapolitik entscheidend beeinflussen (Habersack et al., 2012). Gemäß der Erneuerbare-Energien-Richtlinie (EU, 2009) soll in der EU bis zum Jahr 2020 der Anteil erneuerbarer Energien am Energieverbrauch auf 20 % steigen. Im Regierungsprogramm der Bundesregierung für die XXVI.  Gesetzgebungsperiode ist war das Ziel verankert, das Wasserkraftpotenzial künftig noch stärker nutz. B.ar zu machen (Österreichische Bundesregierung, 2008). Die Länder wurden angehalten, Kriterienkataloge zum nachhaltigen Ausbau der Wasserkraft zu erstellen (z. B. Tiroler Landesregierung, 2011) und ein bundesweiter Kriterienkatalog (BMLFUW, 2011) soll zur Transparenz bei der Beurteilung neuer Kraftwerksprojekte beitragen. Die Energiestrategie Österreich sieht durch gegebene energiewirtschaftliche Rahmenbedingungen und Anreize im Ökostromgesetz eine Ausbaugröße der Klein-, Mittel- und Großwasserkraftwerke von 3,5 TWh / Jahr (12,6 PJ / Jahr) bis 2015 vor. Davon können 0,7  TWh / Jahr durch Effizienzsteigerungen und Revitalisierungen bestehender Standorte nach modernen Standards erreicht werden. Somit wird eine realistische Ausbaugröße von mindestens 2,8 TWh / Jahr angenommen (BMWFJ und BMLFUW, 2010). Von Seiten der Elektrizitätswirtschaft wurde ein Aktionsplan präsentiert, der aktuelle Kraftwerksprojekte darstellt und ein Ausbauziel von 7 TWh / Jahr bis 2020 verfolgt (Oesterreichs Energie, 2012). Fast zeitgleich mit der Energiestrategie Österreich wurde der Nationale Gewässerbewirtschaftungsplan (NGP) im Rahmen der Umsetzung der EU-Wasserrahmenrichtlinie (EU-WRRL, (2000/60/EG: EU, 2000) veröffentlicht (BMLFUW, 2010). Ein weiterer Ausbau der Wasserkraft könnte ökologische und flussmorphologische Auswirkungen, wie zum Beispiel eine Beeinträchtigung der Gewässerstrukturen und der Habitatqualität oder einen negativen Einfluss auf die Fischpassierbarkeit und Feststoffdurchgängigkeit haben. Dies würde jedoch im Widerspruch zu den Vorgaben der EU-WRRL (Verschlechte-

Kapitel 3: Energie und Verkehr

rungsverbot bzw. Verbesserungsgebot) und des Nationalen Gewässerbewirtschaftungsplans stehen (Habersack et al., 2012). Damit die Wasserkraft auch in Zukunft im Hinblick auf THG-Mitigation einen wesentlichen Beitrag leisten kann und gleichzeitig energiewirtschaftliche, ökologische und gesellschaftliche Zielsetzungen erfüllt werden können, ist eine integrative, österreichweite Strategie erforderlich (Habersack et al., 2011).

Strategien zur Forcierung EET In Bezug auf die Nutzung EET liegt das auf allen verfügbaren erneuerbaren Energieträgern basierende Potenzial in Österreich bis 2050 bei ca. 170 TWh bzw. 610 PJ. Das entspricht in etwa 56 % des österreichischen Endenergieverbrauchs des Jahres 2011, wobei vor allem Biomasse, Wind und Photovoltaik einen deutlich größeren Beitrag als heute liefern können. Die wichtigsten Maßnahmen, um das Potenzial EET in Österreich bis 2050 optimal zu erschließen, sind: 1. Einführung einer CO2-basierten Steuer: Diese Maßnahme stellt sicher, dass die Markteinführung zusätzlicher EET in Abhängigkeit von deren ökologischer Performance stattfindet 2. Eine rigorose Verschärfung der Standards bezüglich der CO2 Emissionen der verschiedenen EET 3. Ein fokussiertes Forschungs- und Entwicklungsprogramm für „2nd generation biofuels“ und für Brennstoffzellen mit begleitender energetischer und ökologischer Evaluierung. 4. Finanzielle Förderung für EET, solange es keine Steuern gibt, die alle Externalitäten berücksichtigen. Diese Förderung ist in einem dynamischen Kontext anzupassen, wobei Technologisches Lernen und CO2-Bilanzen (z. B. bei Biofuels) zu berücksichtigen sind (Haas et al., 2011). 5. Zur Realisierung verbleibender Potentiale bei Wasserkraft und Wind ist eine integrative Österreichweite Strategie erforderlich. Nur wenn dieser Mix von Maßnahmen sorgfältig aufeinander abgestimmte eingeführt wird, ist es möglich, das Potenzial EET in Österreich bis 2050 aus gesellschaftlicher Sicht optimal zu erschließen.

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Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

Szenarien CPI Strom 2050

120

120

100

100

80

80

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Szenarien CPI Strom 2050

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TWh

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0 2010

EnAutark

UM-AT

IHS

WIFO SZEGEDINER E-Trend

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2010

EnAutark

UM-AT

IHS

WIFO SZEGEDINER E-Trend

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-40 Thermisch

PV

Sonst

Thermisch

PV

Sonst

Wasser

Biomasse

Import

Wasser

Biomasse

Import

Wind

Tiefengeothermie

Wind

Tiefengeothermie

Abbildung 3.15 Entwicklung der Stromaufbringung bis 2050 im Vergleich zu 2010 in verschiedenen Studien in CPI-Szenarien. Quelle: eigene vergleichende Darstellung

Abbildung 3.16 Entwicklung der Stromaufbringung bis 2050 im Vergleich zu 2010 in verschiedenen Studien in NPI-Szenarien. Quelle: eigene vergleichende Darstellung

Figure 3.15 Development of electricity supply in different studies until 2050 in comparison to 2010 in Current Policy Initiatives (CPI) scenarios. Source: own comparative graph

Figure 3.16 Development of electricity supply in different studies until 2050 in comparison to 2010 in New Policy Initiatives (NPI) scenarios. Source: own comparative graph

3.1.6

Stromaufbringung, nach Energieträgern zur Erzeugung Stromerzeugung

Optionen für den Klimaschutz II – Perspektiven für technische Effizienzsteigerungen bei der Energieumwandlung

Dieser Abschnitt analysiert die möglichen Potenziale und Kosten sowie die Perspektiven für technische Effizienzsteigerungen konventioneller Technologien im Bereich der Aufbringung, der Umwandlung in Strom sowie für die Nutzenergiekategorien Raumwärme, Kühlung und WW und stromspezifische Anwendungen. Diejenige Energie, die den VerbraucherInnen nach der letzten technischen Umwandlung zur Verfügung steht, ist die Nutzenergie. Diese letzte Umwandlung bei den VerbraucherInnen ist von beträchtlichen Verlusten gekennzeichnet. So betrug der Endenergieverbrauch im Jahr 2008 952 PJ, während als Nutzenergie den VerbraucherInnen nur 580  PJ zur Verfügung standen. Diese Verluste sind jedoch von Verwendungszweck zu Verwendungszweck unterschiedlich. Der Verwendungszweck mit den (prozentuell) größten Endenergieverlusten ist der Bereich EDV und Beleuchtung. Hier betrugen die Endenergieverluste ca. 95 %. Auch im Bereich Mobilität betrugen die Endenergieverluste mehr als 67 %. Die geringsten Endenergieverluste fielen in den Bereichen mechanische Arbeit (ca. 23  %), Prozesswärme (24,7  %) sowie Raumheizung und Warmwasser (28,4 %) an.

878

AAR14

Im Folgenden wird die Zukunft der Erzeugung elektrischer Energie diskutiert, wobei der Energieträgermix bzw. die absoluten Anteile einzelner Energieträger im Fokus stehen. Die in der Literatur ersichtliche künftige Entwicklung der heimischen Stromaufbringung bei Fortführung bestehender Politiken (CPI-Szenarien) zeigt Abbildung  3.15, im Detail wird hierbei ein Vergleich des gemäß betrachteter Studien erwarteten Energieträgermixes 2050 mit heute (2010) dargestellt. Es lassen sich zweierlei Effekte erkennen: Analog zur Nachfrageseite wird eine breite Palette möglicher Entwicklungen skizziert, so resultiert für 2050 eine große Bandbreite mit Werten zwischen  63  und  127  TWh. Des Weiteren weisen die Studien einen sehr unterschiedlichen Energieträgermix aus. Der Einsatz fossiler Energieträger liegt demnach in der Größenordnung zwischen 0  und  ca.  35  TWh und, schenkt man den Studien Glauben, so kann ohne Berücksichtigung der Wasserkraft der künftige Anteil erneuerbarer Energieträger im Bereich zwischen 20 bis 50 TWh liegen. Lediglich für den Beitrag der Wasserkraft im Jahr 2050 zeigt sich mit Werten zwischen 40 und 55 TWh ein relativ harmonisches Bild. Der erwartete Einfluss neu zu implementierender energiepolitischer Maßnahmen auf die Aufbringungsseite wird nachfolgend veranschaulicht: Abbildung  3.16 zeigt einen Vergleich der künftigen Stromaufbringung im Jahr 2050 sowie den Status Quo (2010) gemäß verschiedener Studien für

AAR14

NPI-Szenarien, also bei Einführung alternativer energiepolitischer Lenkungsmaßnahmen. Analog zu zuvor zeigen sich auch hier zweierlei Effekte: Einerseits lässt sich eine große Bandbreite bei der erwarteten Erzeugung für 2050 erkennen. Es wird je nach Studie eine heimische Stromerzeugung von  63  bis  119  TWh ausgewiesen, welche den Bandbreiten der CPI-Szenarien stark ähnelt. Weiters wird ein sehr unterschiedlicher Energieträgermix ausgewiesen, bei dem die fossilen Energieträger zwischen  0  und  ca.  20  TWh liegen und der Anteil erneuerbarer Energieträger ohne Wasserkraft im Bereich zwischen 20 und 60 TWh liegt. Der Beitrag der Wasserkraft ist mit Werten zwischen 40 und 55 TWh gleich wie in den CPI-Szenarien. Lediglich die Stromerzeugung aus PV wird für das Jahr 2050 in den Szenarien sehr unterschiedlich prognostiziert. In einigen laufenden und abgeschlossenen Arbeiten wird bzw. wurde auch der Einfluss des Klimawandels auf die Stromproduktion, sowohl aus thermischen Kraftwerken als auch aus Wasserkraftwerken analysiert (vgl. z. B. Felberbauer et al. (2010), Kranzl et al. (2010), sowie die laufenden ACRP-Projekte EL.ADAPT, PRESENCE). Thermische Kraftwerke sind aufgrund höherer Temperaturen durchaus vom Klimawandel betroffen. In Österreich können diese im Wesentlichen allerdings durch Ansaugluftkühler in der Gasturbine bzw. Ablaufkühltürmen für Kühlwässer aus dem Kondensator deutlich reduziert werden. Die Wasserkraftproduktion ist durch eine Abnahme des Abflusses beeinträchtigt. In Kranzl et al. (2010) wird dieser Abnahme-Effekt bis zur Mitte des Jahrhunderts mit ca. 1–5 TWh (elektrisch) gegenüber dem nicht klimasensitiven Fall bewertet. Darüber hinaus weisen alle Studien eine gewisse saisonale Verschiebung (d. h. höhere Abflüsse im Winter, geringere im Sommer) aus.

Der Einsatz erneuerbarer Energieträger bei der Stromaufbringung Im Bereich der Stromerzeugung liegen die wichtigsten Potenziale bis 2050 bei folgenden Technologien bzw. Energieträgern: t
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Wasserkraft Wind Photovoltaik (PV) Tiefen-Geothermie Biomasse-Verstromung, vor allem bei Nutzung in Anlagen auf Basis von Kraft-Wärme Kopplung (KWK) Strom der Biogasnutzung aus KWK

Kapitel 3: Energie und Verkehr

Alle aufgelisteten Energieträger sind als erneuerbar zu klassifizieren. Die Vorrangstellung EET in Österreich zeigte sich bereits im vorigen Abschnitt und soll nachfolgend eingehender betrachtet werden. Im Gegensatz zu den Wärmeszenarien sind hier die Prioritäten für Technologien sehr ähnlich und die Bandbreiten viel geringer. Lediglich der hohe Anteil an Tiefengeothermie in den EnergieAutark-Szenarien (Streicher et al., 2010) erscheint außergewöhnlich. Generell weisen die betrachteten Studien einen unterschiedlichen Mix an EET aus, dennoch erweisen sich Photovoltaik, Wind und Biomasse als Schlüsseloptionen, was den künftigen Ausbau betrifft. Die Vorrangstellung der Wasserkraft bleibt wohl auch bis 2050 erhalten, jedoch ist hier nur von einer vergleichsweise geringfügigeren Ausweitung der Produktionskapazitäten auszugehen. Nebst der zuvor erwähnten Tiefen-Geothermie zeigen sich Unterschiede bei den untersuchten Studien insbesondere bei der Photovoltaik, dennoch kann diese Form der Stromerzeugung wohl als wesentliche Zukunftsoption für Österreich angesehen werden. Folgender Effekt ist im Vergleich zwischen den CPI und NPI-Szenarien des Weiteren hervorzuheben: In der Studie „EnAutark“ (Streicher et al., 2010) ist die Stromproduktion aus EET im NPI-Szenario geringer als im CPI-Szenario. Im Gegensatz hierzu weisen die Studien Re-Shaping (vgl. Ragwitz et al., 2012) und E-Trend einen gegenläufigen Trend aus – hier ist von einer verstärkten Stromproduktion aus erneuerbaren Energieträgern bei Einführung alternativer (zusätzlicher) energiepolitischer Maßnahmen auszugehen. Ein Szenarienmerkmal, das die wohl übliche Erwartungshaltung gut widerspiegelt. Der Grund für die konzeptionelle Abweichung ist, dass bei Streicher et al. (2010) bereits im CPI-Szenario 100 % des Stroms aus EET erzeugt wird, im NPI-Szenario darüber hinaus weniger Strom verbraucht wird. In Bezug auf die Infrastruktur sind die deutlichsten Veränderungen im Strombereich notwendig, wobei hierbei nahezu alle Subbereiche (Erzeugung, Netz, Speicherung und Verbrauch) betroffen sind. Der steigende Anteil EET im Erzeugungsbereich, Smart Grids vor allem auf Verteilnetzebene, neue Stromspeichertechnologien und -kapazitäten sowie Smart Meters bei den Verbrauchern werden die bestehenden Strukturen signifikant verändern und eine weitgehend THGarme Stromversorgung ermöglichen. Die bedeutendste Veränderung, die im Bereich der Stromversorgung derzeit stattfindet, ist der Markteintritt der Photovoltaik in Deutschland. Diese wird in den nächsten Jahren das gesamte Marktsystem – auch in Österreich – fundamental verändern, da temporär sehr große Strommengen aus diesen Anlagen produziert werden, die Eigenverbrauchsanteile erhöht

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Umgebungswärme/Geoth.

300

Solar-Thermie

250

Biomasse

200

Fernwärme

150

Strom

100

Gas

Kohle Chrisan Pragm

MonMech2013 WEM(*)

(*) Die Ergebnisse zum Szenario MonMech20130 WEM repäsentieren das Jahr 2030, die anderen Szenarien das Jahr 2050.

350

Umgebungswärme/Geoth.

300

Solar-Thermie

250

Biomasse

200

Fernwärme

150

Strom

100

Gas

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Öl Kohle Eisern 450 ppm

IHS

Chrisan Forc

ENAUtark Konst

ENAUtark 0.8

MonMech2013 WAM(*)

0

2010

Endenergieeinsatz für Raumwärme und Warmwasser (PJ)

Figure 3.17 Current Policy Initiatives (CPI) scenarios for space and water heating from different energy carriers in Austria until 2030 / 2050 in comparison to 2010 in different studies. Source: own comparative graph

Eisern BAU

0

Der Einsatz erneuerbarer Energieträger für die Wärmeversorgung Im Bereich der Wärmeversorgung liegen die wichtigsten erneuerbaren Potenziale bei folgenden Technologien und Energieträgern:

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Abbildung 3.17 Current Policy Initiatives (CPI)Szenarien der Bereitstellung von Raumwärme und Warmwasser aus verschiedenen Energieträgern in Österreich bis 2030 / 2050 im Vergleich zu 2010 in verschiedenen Studien. Quelle: eigene vergleichende Darstellung

Öl

50

werden und Stromspeicher sowie Smart Grids eine wesentlich bedeutendere Rolle im Stromsystem spielen werden als derzeit (Haas, 2013).

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350

2010

Endenergieeinsatz für Raumwärme und Warmwasser (PJ)

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

Feste Biomasse Solar-thermische Kollektoren Umweltwärme Geothermie Biomassenutzung aus KWK

Abbildung 3.18 New Policy Initiatives (NPI)-Szenarien der Bereitstellung von Raumwärme und Warmwasser aus verschiedenen Energieträgern in Österreich bis 2030 / 2050 im Vergleich zu 2010 in verschiedenen Studien. Quelle: eigene vergleichende Darstellung Figure 3.18 New Policy Initiatives (NPI) scenarios for space and water heating from different energy carriers in Austria until 2030 / 2050 in comparison to 2010 in different studies. Source: own comparative graph (*) Die Ergebnisse zum Szenario MonMech20130 WEM repäsentieren das Jahr 2030, die anderen Szenarien das Jahr 2050.

Die Entwicklung der Wärmeaufbringung in Szenarien in verschiedenen Studien im Vergleich zu 2010 sind in Abbildung  3.17 und Abbildung  3.18 vergleichend dargestellt. Es zeigen sich zwei Effekte: Eine große Bandbreite zwischen 120 und 220 PJ bis 2050 und ein sehr unterschiedlicher Mix, bei dem die fossilen zwischen 0 PJ und ca. 50 PJ liegen. Die Szenarien wurden in die Gruppen „Current Policy Initiatives“ (CPI) sowie „New Policy Initiatives“ (NPI) gruppiert. Der Anteil der fossilen Energieträger (ohne fossile Energie in Fernwärme und Strom) sinkt in den CPI-Szenarien von derzeit (2010) etwa 50 % bis 2050 auf ca. 20–25 % und der Anteil erneuerbarer Wärme (ohne erneuerbaren Anteil in Fernwärme und Strom) steigt von derzeit (2010) etwa 25 % auf 45–50  %. Hingegen liegt der Anteil fossiler Energie in den NPI-Szenarien 2050 zwischen 0 % und 25 % und der Anteil erneuerbarer zwischen 55 % und 90 %.

Kapitel 3: Energie und Verkehr

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Der Anteil EET liegt relativ eng zwischen 120 und 155 PJ. Allerdings sind die Aufteilungen nach Technologien äußerst unterschiedlich. Während bei „EnergieAutark“ Solarthermie und Wärmepumpen überwiegen, ist in den meisten anderen Szenarien die Biomasse dominierend. Der Technologie- und Energieträgermix ist wesentlich durch die Fragen bestimmt, in welchem Ausmaß Biomasse nach wie vor für Wärmezwecke eingesetzt werden soll oder für andere Zwecke (Industrielle energetische Anwendungen, stofflicher Einsatz, Verkehr) benötigt wird, bzw. wie stark die erneuerbare Stromproduktion wächst und in welchem Ausmaß der Einsatz von Strom in Form von Wärmepumpen daher auch im Wärmesektor Sinn macht. Allerdings ist auch anzumerken, dass in allen betrachteten Szenarien der absolute Beitrag von Biomasse zur Wärmebereitstellung bis 2050 sinkt, wenn auch mit steigenden relativen Marktanteilen. Darüber hinaus ist das Ausmaß des solarthermischen Beitrags wesentlich auch durch die technologische Entwicklung im Bereich der Wärmespeicher, Kostenreduktionen bei Systempreisen sowie die Marktdurchdringung von Niedertemperatur-Heizsystemen auch im Gebäudebestand geprägt. Sowohl Solarthermie als auch Umgebungswärme könnten bei geeigneter Systemintegration durch eine verstärkte und ambitionierte umfassende Strategie zur Gebäudesanierung deutlich höhere Marktanteile an der Bereitstellung von Raumwärme erhalten. Dies ist im Wesentlichen durch die geringere benötigte Vorlauftemperatur erklärbar und damit durch den effizienteren Betrieb von Wärmepumpen einerseits und die bessere Nutz. B. arkeit solar bereitstellbarer Temperaturniveaus auch während der Heizsaison andererseits. Für Biomasse-Heizsysteme stellen sich andererseits wieder spezifische technologische Herausforderungen, wenn es um die Bereitstellung von Raumwärme im kleinen und kleinsten Leistungsbereich geht.

3.1.7

Optionen für den Klimaschutz III (zur Verringerung der THG-Emissionen) – bei der Energienutzung: Szenarien des Energieverbrauchs

In diesem Kapitel werden Szenarien des Energieverbrauchs verglichen, die zeigen, welche Entwicklungen in Abhängigkeit von verschiedenen implementierten Portfolios von Politiken möglich sind. Dabei werden jeweils BAU-Szenarien und ambitionierte POLICY-Szenarien vergleichend gegenüber gestellt, die schließlich den gesamten möglichen Handlungsspielraum für energiepolitische Instrumente aufspannen und die Bandbreite der möglichen Entwicklungen aufzeigen.

Für die folgenden Kategorien werden diese Szenarien dargestellt: t
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Strom nach Sektoren und Anwendungen Strom nach Energieträgern zur Erzeugung Wärme nach Sektoren und Anwendungen Wärme nach Energieträgern zur Erzeugung

Ein Überblick zu Energieszenarien für Österreich Im Folgenden werden die wichtigsten Studien mit Szenarien des Österreichischen Energieverbrauchs bis 2020 bzw. 2050 kurz beschrieben. In Streicher et al. (2010) werden für das gesamte österreichische Energiesystem Optionen analysiert, um das österreichische Energiesystem bis 2050 autark zu machen. Es wird dabei das Wirtschaftswachstum als einziger Treiber berücksichtigt und zwei Szenarien mit 0,0 % und 0,8 % Wachstum untersucht. Insgesamt verringert sich der Endenergiebedarf 2050 gegenüber 2008 um über 50 % auf knapp 500 PJ (KonstantSzenario) bzw. knapp 40 % auf 640 PJ (Wachstums-Szenario). Durch zusätzliche Effizienzmaßnahmen könnte er noch weiter verringert werden. Der PEV wird zu 100 % durch EET gedeckt. Interessant ist weiters, dass im Szenario ohne Wachstum der Stromverbrauch auf 58 TWh sinkt (von 68 TWh im Jahr 2008) und im 0,8 %-Wachstumsszenario auf 76 TWh steigt. In dieser Studie wurden allerdings keine ökonomischen Kriterien berücksichtigt und teilweise einige sehr teure Technologien wie Tiefengeothermie eingesetzt. Auch sind in dieser Studie zwar technische Strukturänderungen – z. B. der Modi im Verkehr – berücksichtigt, es sind allerdings keine wirtschaftlichen Maßnahmen präzisiert, die zu diesen Veränderungen führen. In Umweltmanagement Austria (2011) wird für alle Sektoren der Energiebedarf nach Anwendungen bis 2050 analysiert. Es werden effiziente Technologien bis 2050 eingeführt und schließlich kommen die Autoren für den Endenergiebedarf 2050 zu ähnlichen Werten wie Streicher et al. (2010): auf knapp 500 PJ (Forciertes Szenario) bzw. ca. 720 PJ (Pragmatisches Szenario). Bliem et al. (2011) analysieren eine „Energy [R]evolution 2050“. Dieses Projekt stellt eine mögliche Energiezukunft für Österreich dar. Konkret wird aufgezeigt, wie sich der Energieverbrauch der einzelnen Sektoren ändern muss, um im Jahr 2050 über 80 % des energetischen Endverbrauchs mittels erneuerbaren Energieträgern zu decken und gleichzeitig mehr als 90  % der CO2-Emissionen im Vergleich zum Jahr 2008

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Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

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einzusparen. Die Studie zeigt, dass das vorhandene Potenzial an erneuerbaren Energieträgern in Österreich ausreicht, um das Energiesystem nachhaltig zu gestalten. Allerdings wird auch deutlich, dass ein Umstieg auf EET drastische Einsparungen beim Endenergieverbrauch bedingt und Strukturbrüche und Veränderungen unausweichlich sein werden. Bliem et al. (2011) zeigen weiters, welche Maßnahmen und Weichenstellungen heute notwendig sind, um bis zum Jahr 2050 den Großteil des Endenergieverbrauchs mittels erneuerbarer Energien zu decken und gleichzeitig die CO2-Emissionen um mehr als 90 % senken zu können. Im NREAP-AT (BMWFJ, 2010) werden Referenz- und Effizienz-Szenarien gegenübergestellt. Entsprechend den Vorgaben der Energiestrategie Österreich gelten für 2020 folgende Zielgrößen für das Effizienz-Szenario:

analysiert. Insgesamt werden 25 Storylines und Technologieoptionen („technology wedges“) entwickelt und in einem Bottom-up-Ansatz ausgehend von den Energiedienstleistungen analysiert. Die Technologieoptionen werden bezüglich ihrer Wirkung im Energiesystem sowie hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf Energieflüsse und Emissionen diskutiert. Die Analyse von Veränderungen im Energiesystem wird durch eine ökonomische Analyse ergänzt, wobei einerseits im Rahmen einer Input-Output-Analyse Beschäftigungs- und Wertschöpfungseffekte in der Investitionsphase und andererseits Veränderungen der Betriebskosten ermittelt werden. Das Ziel des Projekts AWEEMSS (Reichl et al., 2010) ist die Evaluierung möglicher Strategien zur Verbesserung der Endenergieeffizienz im Rahmen der Richtlinie 2006/32/ EG (EU, 2006) des Europäischen Parlaments und des Rates über Endenergieeffizienz und Energiedienstleistungen bis zum Jahr 2016. AWEEMSS untersucht im Detail fünf Energieeffizienz-Strategien die aus Kombinationen von Mindeststandards und intensiven monetären Förderungen bestehen. Das Ergebnis ist, dass in der Maximalvariante Einsparungen von ca. 27 TWh / Jahr realisiert werden können. Dazu ist allerdings ein öffentlicher Förderaufwand von 14  Mrd.  € erforderlich. In Schleicher und Köppl (2014) werden Energieperspektiven für Österreich – Strukturen und Strategien von 2020 bis 2050 diskutiert. Dieser Untersuchung zufolge sinkt der PEV bis 2050 – unter der Voraussetzung, dass die 2020-Ziele der EU erreicht werden – auf 638  PJ. Details zu den energiepolitischen Maßnahmen, auf denen diese Entwicklung basiert, waren bei Redaktionsschluss dieses Reports noch nicht verfügbar.

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Der Endenergieverbrauch wird mit 1 100 PJ limitiert Unter Berücksichtigung von Eigenverbrauch und Transportverlusten ergibt sich somit ein Brutto-Energieverbrauch bei Endenergie von 1 135 PJ

Die Werte des NREAP-AT werden in der Literatur auch kritisch diskutiert. Die umfassendste Analyse in Bezug auf Optionen für den Wärmesektor in Österreich dokumentiert Kranzl et al. (2013b). Das Ziel der Arbeit ist es, die möglichen zukünftigen Potenziale an EET in Abhängigkeit von verschiedenen Effizienzentwicklungen im Gebäudebestand dynamisch bis 2030 zu untersuchen. Dabei werden auch mögliche Politiken wie Subventionen mitberücksichtigt. Die wichtigste Schlussfolgerung aus diesen Analysen ist, dass die im Österreichischen NREAP enthaltenen Ziele für EET im Bereich der Wärme sehr moderat sind und eigentlich schon in einer BAUEntwicklung übertroffen werden. Stocker et al. (2011) analysieren die möglichen Effekte eines deutlichen Anstiegs EET basierend auf Ausgangsdaten des Jahres 2005 basierend auf Stakeholder- und Expertendiskussionen. Die wichtigste Schlussfolgerung aus diesen Analysen ist, dass die Steigerung der Energieproduktion aus EET in Österreich unzureichend ist, um ein nachhaltiges Energiesystem zu realisieren. Stocker et al. (2010) stellen schließlich fest: „A substantial increase in energy efficiency and a reduction of residential energy consumption also form important cornerstones of a sustainable energy policy.“ Köppl et al. (2011) diskutieren in „Energy Transition 2012\2020\2050“ Strategien für eine nachhaltige Restrukturierung des Energiesystems. In der Studie werden Optionen zur Erreichung der österreichischen 2020-Ziele aus dem EUEnergie- und Klimapaket in einem interdisziplinären Ansatz

882

Szenarien der Stromnachfrage Dieser Abschnitt bietet einen Überblick über die mögliche künftige Entwicklung der Nachfrage nach elektrischer Energie in Österreich, wobei auf diverse in der Literatur diskutierte Szenarien und Prognosen zurückgegriffen wird. Komplementär hierzu werden nachfolgend mögliche Entwicklungen aufbringungsseitig diskutiert. Verschiedene Szenarien sollen Auskunft über zu erwartende technologische Trends und den Energieträgermix geben. Aufgrund der österreichischen Spezifika und des im Rahmen dieses Berichts untersuchten thematischen Kontexts wird hierbei ein Schwerpunkt auf die Analyse des möglichen Einsatzes erneuerbarer Energieträger gelegt. Die Literaturrecherche lieferte eine umfassende Palette an Szenarien und Studien, welche für die stromseitigen Betrachtungen verwendet wurden. Konkret sei hierbei angemerkt,

Kapitel 3: Energie und Verkehr

AAR14

Stromszenarien CPI

Stromszenarien CPI

120

120

100

100

80

80

TWh

140

TWh

140

60

60

40

40

20

20

0 1990

2000

Historisch EnergyTransion

2010

2020

EnAutark SZEGEDINER

2030 UM-AT E-Trend

2040

0 1990

2050

IHS E-Rev E-Vision ÖE

2000

Historisch EnergyTransion

2010

2020

EnAutark SZEGEDINER

2030 UM-AT E-Trend

2040

2050

IHS E-Rev E-Vision ÖE

Abbildung 3.19 Entwicklung der Stromnachfrage bis 2050 in verschiedenen Studien im Vergleich zu 2010 in Current Policy Initiatives (CPI-Szenarien). Quelle: eigene vergleichende Darstellung

Abbildung 3.20 Entwicklung der Stromnachfrage bis 2050 in verschiedenen Studien im Vergleich zu 2010 in NPI-Szenarien. Quelle: eigene vergleichende Darstellung

Figure 3.19 Development of electricity demand until 2050 in different studies in comparison to 2010 in Current Policy Initiatives (CPI) scenarios. Source: own comparative graph

Figure 3.20 Development of electricity demand in different studies until 2050 in comparison to 2010 in New Policy Initiatives (NPI) scenarios. Source: own comparative graph

dass lediglich Szenarien, die im aktuellen Konnex stehen bzw. die in der jüngeren Vergangenheit erstellt wurden, Berücksichtigung fanden. Weiters sei angemerkt, dass nachfolgend eine Zweigliederung der Szenarien erfolgte: Um den im Rahmen der Studien ermittelten Einfluss der Energiepolitik zu verdeutlichen, wurde hierbei eine Unterteilung der untersuchten Fälle in die Gruppen „Current Policy Initiatives“ (CPI) sowie „New Policy Initiatives“ (NPI) vorgenommen. Die betrachteten CPI-Szenarien sind:

t


t


t


t
t
t
t
t


EnAutark 0.8: Szenario zur Erreichung eines energieautarken Zustands in Österreich 2050 unter Annahme eines Wirtschaftswachstums in der Höhe von 0,8 % pro Jahr aus Streicher et al. (2010) UMA Pragm.: Szenario mit geringer politischen Ambition und keinen verstärkten Klimaschutzanstrengungen aus Umweltmanagement Austria (2011) IHS: Referenzszenario aus dem Projekt „Energie [R]evolution Österreich 2050“ (Bliem et al., 2011) EnergyTransition: Referenzszenario (Köppl et al., 2011) Szegediner: Referenzszenario aus Haas et al. (2009) Energy-Trend: Referenzszenario aus Auer (2010) E-Vision ÖE: Business-as-usual Szenario gemäß Renner et al. (2010)

Die Liste an ausgewählten alternativen Szenarien, welche den Einfluss neu zu implementierender energiepolitischer Maßnahmen unterstellen, umfasst folgende Quellen:

t


t
t
t
t
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EnAutark 0.0: Szenario zur Erreichung eines energieautarken Zustands in Österreich 2050 unter Annahme eines gleich bleibenden BIPs aus Streicher et al. (2010) UMA ambit: Szenario mit hoher politischen Ambition und großen Klimaschutzanstrengungen aus Umweltmanagement Austria (2011) IHS: Alternatives Szenario aus dem Projekt „Energie [R] evolution Österreich 2050“ (Bliem et al., 2011) EnergyTransition: Effizienzszenario (Köppl et al., 2011) Szegediner: Alternatives Szenario aus Haas et al. (2009) Energy-Trend: Alternatives Szenario aus Auer (2010) E-Vision ÖE: Alternatives Szenario gemäß Renner et al. (2010)

Es sei weiters angemerkt, dass alle aufgelisteten Studien Aussagen zum Strombedarf liefern, welche nachfolgend vergleichend dargestellt werden. Der zu erwartende aufbringungsseitige Energieträgermix im Fokusjahr 2050 ist aber nicht in allen Studien erkennbar, weshalb hierbei nur auf eine begrenztere Auswahl zurückgegriffen werden kann. Die Entwicklung der Stromnachfrage in Szenarien in verschiedenen Studien im Vergleich zu 2010 ist in den nachfolgenden Abbildungen vergleichend dargestellt. Bei Fortführung bereits derzeit implementierter Lenkungsmaßnahmen, also der in Abbildung 3.19 veranschaulichten CPI-Szenarien, zeigt sich gemäß Literatur eine große Bandbreite bei der sich langfristig ergebenden Nachfrage: Ein Strombedarf zwischen 60 und 120 TWh ist folglich für das Jahr 2050 zu erwarten. Die Bandbreite wird deutlich enger (d. h. für 2050

883

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

wird eine Nachfrage in Höhe von 60 bis rund 90 TWh prognostiziert), wenn alternative energiepolitische Instrumente in Betracht gezogen werden (vgl. Abbildung  3.20 zu NPISzenarien). Hier zeigt sich der klare Einfluss von zusätzlichen energiepolitischen Maßnahmen zur Steigerung der nachfrageseitigen Energieeffizienz bzw. zur Minderung des Energieverbrauchswachstums im Allgemeinen. Generell ist bemerkenswert, dass in nahezu allen betrachteten Szenarien von einem Anstieg des Stromverbrauchs ausgegangen wird. Dies lässt darauf schließen, dass strombasierte Energiedienstleistungen in Zukunft an Bedeutung gewinnen werden – sei es nun durch eine Ausweitung der Elektromobilität oder aufgrund von Substitutionen bei industriellen Prozessen oder durch andere Effekte.

Entwicklung mit legistischen Maßnahmen zu realisieren. Strenge dynamische Höchstverbrauchsstandards für alle Geräte, sowie das Verbot schlechter Geräte sind vorrangig. Darüber hinaus werden diese vor allem auch von einer Abkopplung der Stromverbraucher von der Steckdose begleitet werden, vor allem um den Rebound-Effekt, der eine Steigerung der Nachfrage nach Energiedienstleistungen dadurch bewirken würde, dass diese billiger werden würden. Übergang vor allem bei Großverbrauchern auf „Contracting“: Die professionelle Bereitstellung von Energiedienstleistungen durch entsprechende Unternehmen führt dazu, dass eben die Bereitstellung des gesamten Services kostenminimiert wird und nicht nur Strom und Technologie separat.

t


Maßnahmen im Bereich der Stromnachfrage Im Bereich strombasierter Energiedienstleistungen existiert in Österreich ein beträchtliches Energieeinsparpotenzial. Allerdings bedarf es großer Anstrengungen dieses zu heben. Dabei existiert kein singulär anwendbares Instrument sondern es ist ein – sich über die Zeit ändernder – Instrumentenmix zu implementieren. Die umfassendsten Darstellungen in Bezug auf effizientere Stromnutzung und Stromsparmaßnahmen finden sich in POTETA (Haas et al., 2011b) und in AWEEMSS (Reichl et al., 2010). AWEEMSS dokumentiert umfassend für praktisch alle strombetriebenen Geräte großer bis mittlerer Leistung von Beleuchtung, Weißware, Pumpen bis zu Fernsehgeräten, Computern – von Betriebs- bis zu Stand-by-Aspekten – umfassend die Details verschiedener Geräteklassen und auch die entsprechenden Einsparpotenziale und Kosten. Diesen Studien folgend kann das Einsparpotenzial langfristig nur dann umfassend und nachhaltig mobilisiert werden, wenn die folgenden zentralen Bedingungen erfüllt werden: t


t


884

Höheres Strompreisniveau gemessen am verfügbaren Budget (Haushaltseinkommen bzw. Wertschöpfung der Unternehmen): Ein höherer Strompreis kann durch CO2-Besteuerung, eine Energiesteuer oder einfach durch Stromknappheit auf dem Markt bewirkt werden. Dabei würden die beiden ersten Varianten einen gesellschaftlichen Nutzen bringen, die Variante höherer Strompreise durch Knappheit würde vor allem den Unternehmen nützen. Eine technologische Effizienzrevolution ist nur durch eine Kombination von intensiver Forschung und

Ergänzend dazu tragen Anreiz- und Informations-Systeme (z. B. Labelingsysteme) dazu bei, dass schon in den nächsten Jahren die schlechtesten Geräte aus dem Bestand eliminiert werden und somit der Übergang auf ein nachhaltiges System beschleunigt wird. Insgesamt ist im Bereich der Wohngebäude ein hoher Bedarf an Auditing und Monitoringaktivitäten gegeben, um sukzessive Schwachstellen aufzuspüren und zu beseitigen. Kontinuierlich könnte das vor allem durch entsprechende öffentliche Energiebeauftragte, z. B. umgeschulte RauchfangkehrerInnen realisiert werden.

Szenarien der Nachfrage im Bereich Raumwärme, Klimatisierung und Warmwasserbereitstellung Im Folgenden sind für Raumwärme und Warmwasser die Nachfrage sowie der eingesetzte Energieträgermix in verschiedenen Szenarien gegenübergestellt und diskutiert. Prozesswärme wird hier nicht diskutiert, da dieser Teilbereich im Abschnitt Industrie dargestellt ist. In den letzten Jahren wurde eine relevante Anzahl an Szenarien zum Raumwärmesektor erstellt. Die Verfügbarkeit wissenschaftlich begutachteter („peer-reviewed“) Literatur ist allerdings beschränkt (z. B. Stocker et al., 2011; Kranzl et al., 2012). Wir fokussieren daher im Folgenden auf die Gegenüberstellung grauer Literatur (im Wesentlichen Projektberichte). Aus der breiten Palette an Studien wurden jene ausgewählt, die einen längeren Betrachtungszeitraum bis 2030 bzw. 2050 aufweisen und die Bandbreite der Szenarien in der Literatur gut abdecken. Konkret werden die folgenden Szenarien der historischen Entwicklung 1990 bis 2010 gegenübergestellt:

Kapitel 3: Energie und Verkehr

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t


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t
t


t


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t


t
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EnAutark 0.8: Szenario zur Erreichung eines energieautarken Zustands in Österreich 2050 unter Annahme von Wirtschaftswachstum und dadurch induzierten Wachstums in der Höhe von 0,8 % pro Jahr aus Streicher et al. (2010) EnAutark 0.0: Szenario zur Erreichung eines energieautarken Zustands in Österreich 2050 unter Annahme konstanten BIPs (Streicher et al., 2010) EnergyTransition: Referenzszenario (Köppl et al., 2011) IHS: Szenario aus dem Projekt „Energie [R]evolution Österreich 2050“ (Bliem et al., 2011) MonMech2013 WEM: Szenario „with existing measures“ basierend auf den mit Stand 2011 implementierten politischen Instrumenten aus Müller und Kranzl (2013); dieses Szenario wurde bis 2030 gerechnet MonMech2013 WAM: Szenario „with additional measures“ unter Berücksichtigung der im Jahr 2011 in konkreter politischer Diskussion bzw. Umsetzung begriffenen Maßnahmen aus Müller und Kranzl (2013); dieses Szenario wurde bis 2030 gerechnet UMA Pragm: Szenario mit geringer politischen Ambition und keinen verstärkten Klimaschutzanstrengungen aus Umweltmanagement Austria (2011) UMA Ambit: Szenario mit hoher politischen Ambition und großen Klimaschutzanstrengungen aus Umweltmanagement Austria (2011) Eisern BAU: Business-as-usual Szenario aus Müller et al. (2013) Eisern 450  ppm: Szenario unter Erreichung eines ambitionierten Klimaschutzzieles 2050 (konsistent mit der Erreichung eines globalen 450 ppm Ziels) aus Müller et al. (2013)

Die Entwicklung der Wärmenachfrage in Szenarien verschiedener Studien im Vergleich zu 2010 ist in Abbildung  3.21 vergleichend dargestellt. In allen Studien zeigen sich zwei Effekte: Eine deutliche Reduktion und eine große Bandbreite zwischen 120 und 220 PJ im Jahr 2050. Offensichtlich zeigt sich in allen Studien die Erwartung, dass die Energiedienstleistung „behaglich Wohnen“ in Zukunft wesentlich effizienter bereitgestellt wird. Dies gründet sich auf die großen Energieeffizienzpotenziale, die sich durch Gebäudesanierung erreichen lassen. Der Umfang der erzielbaren Einsparungen variiert in durchaus relevantem Ausmaß. Ursachen für diese Abweichungen sind im Wesentlichen: t


Unterschiedliche Grundannahmen hinsichtlich des Ausmaßes klimapolitischer Anstrengungen und der implementierten politischen Zielsetzungen und Maßnahmen

Endenergienachfrage Raumwärme und Warmwasser (PJ)

AAR14

400 350 300 250 200 150 100 50 0 1990

2000

Historisch UMA Pragm IHS Eisern BAU

2010

2020

MonMech 2013 WEM EnAutark 0.8 Eisern 450 ppm

2030

2040

2050

MonMech 2013 WAM WIFO UMA Ambit

EnAutark 0.0

Abbildung 3.21 Entwicklung der Energienachfrage für Raumwärme und Warmwasser bis 2050 in verschiedenen Studien und Szenarien. Quelle: eigene vergleichende Darstellung Figure 3.21 Development of energy demand for space and water heating until 2050 in different studies and scenarios. Source: own comparative graph

t


t
t


t


Unterschiedliche Beurteilung der Effektivität von Maßnahmen; insbesondere die Auswirkung von ReboundEffekten wird – auch je nach Methodik – unterschiedlich bewertet. Allerdings hat es sich in den vergangenen Jahren durchaus etabliert, in der Bewertung der realen Auswirkung von Energieeffizienzmaßnahmen auf erzielbare Energieeinsparungen auch Rebound-Effekte zu berücksichtigen Unterschiedliche Annahmen zur Entwicklung der zu konditionierenden klimatisierenden Gebäudenutzflächen Unterschiedliche methodische Ansätze und Datengrundlagen; insbesondere im Sektor Nicht-Wohngebäude existieren nach wie vor erhebliche Datenlücken Nicht zuletzt sind auch die realen Ausgangswerte für den Ausgangszustand durchaus unterschiedlich aufgrund unterschiedlicher Basisjahre und leicht abweichender methodischer Aspekte (z. B. hinsichtlich Klimakorrektur etc.)

Einige Projekte befassen bzw. befassten sich auch mit der Auswirkung des Klimawandels auf Heiz- und Kühlenergiebedarf (z. B. Prettenthaler und Gobiet, 2008; Kranzl et al., 2010). Aktuell laufende Projekte dazu sind z. B. die ACRP-Projekte EL.ADAPT, CLEOS sowie PRESENCE. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass je nach Klimaszenario der Heizenergiebedarf bis 2050 um etwa 3–8 % gegenüber den nicht-klimasensitiven Referenz-Läufen absinken könnte sowie bis 2080 um etwa 7–13  %. Hinsichtlich des Kühlenergiebedarfs liegt die größte offene Frage und Unsicherheit darin, inwiefern es

885

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

aufgrund des Klimawandels zu einer – im Vergleich zur nicht klimasensitiven Referenz – zu höherer Diffusion von Klimageräten und konditionierten Flächen kommt. Je nach Klimaszenario und Annahme zur Diffusion von Klimageräten ergibt sich dadurch bis 2050 eine große Bandbreite von 2–12 TWh elektrischer Endenergienachfrage zur Raumkühlung. Durch entsprechende gebäudeseitige Effizienzmaßnahmen lässt sich allerdings die Kühlnachfrage deutlich reduzieren. Absolut gesehen liegt damit der Kühlenergiebedarf auch bis 2050 deutlich unter der Nachfrage nach Raumwärme und Warmwasser. Allerdings ist zu berücksichtigen, dass jener praktisch ausschließlich mit Elektrizität gedeckt wird und außerdem ohne entsprechende Anpassungsmaßnahmen hohe Lastspitzen resultieren können.

Maßnahmen im Bereich Raumwärme, Klimatisierung und Warmwasserbereitstellung Im Haushalts- und Dienstleistungssektor sowie im Wärmebereich sind folgende Maßnahmen vorrangig:

AAR14

t


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Als synergetische Anpassungs- und Klimaschutzmaßnahmen werden im Energiesektor vor allem folgende Maßnahmen genannt (siehe auch Band 3, Kapitel 1): t


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t
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Umfassende thermische Sanierung der bestehenden Gebäudesubstanz. Realisierung von thermischen Standards für Neubauten, die Plusenergiehäusern entsprechen. stärkere Marktdurchdringung erneuerbarer Heiz- und Warmwassersysteme.

Wichtige offene Fragen hinsichtlich zukünftiger Klimaschutzmaßnahmen im Gebäudesektor, die in den aktuellen Studien kontroversiell gesehen bzw. noch nicht eindeutig beantwortet wurden, sind unter anderem: t


t


886

Welche innovativen politischen, wie regulativen Instrumente müssen zur Erreichung eines weitestgehend CO2neutralen Gebäudebestands 2050 umgesetzt werden, insbesondere um Anreizwirkungen zur umfassenden Gebäudesanierung zu erzielen? Einige Studien deuten darauf hin, dass die Qualität und Tiefe der thermischen Sanierungsmaßnahmen, die jetzt und in den kommenden Jahren gesetzt werden, essentiell für einen hohen Gebäudestandard im Bestand des Jahres 2050 sein wird. Eine Forcierung der Sanierungsrate ohne entsprechende umfassende Qualitätskriterien zu setzen, könnte sich daher für eine ambitionierte Zielsetzung Richtung 2050 als abträglich erweisen. Der richtige Mix von Sanierungsqualität und Quantität ist daher als offene Frage einzustufen.

Welche Rolle spielen Wärmenetze in einem zukünftigen Low-Carbon-Energiesystem? Insbesondere in ländlichen Regionen weisen Wärmenetze nach thermischer Sanierung der versorgten Gebäude eine sehr geringe Wärmedichte, damit hohe Wärmeverluste und schwierige ökonomische Rahmenbedingungen auf. Gleichzeitig bergen Wärmenetze v. a. in urbanen Räumen das Potenzial, den Übergang zu erneuerbarer Wärmeversorgung zu gewährleisten und eine optimale Integration mit der Fluktuation volatiler Stromerzeugung zu ermöglichen. Bei der optimalen Integration und Abstimmung verschiedener erneuerbarer Optionen existiert keine klare Antwort. Dieser Frage ist für unterschiedliche Gebäudetypen und Anwendungsbereiche weiterhin Aufmerksamkeit zu widmen.

t


t


Durch passive Maßnahmen zur Reduktion der Kühllast von Gebäuden kann das Behaglichkeitsniveau v. a. in Wohngebäuden auch bei hinkünftig heißerem Klima ohne aktives Kühlsystem gewährleistet werden. Die Reduktion innerer Lasten reduziert einerseits den Strombedarf durch effizientere elektrische Geräte und andererseits den Wärmeeintrag, der andernfalls durch ein aktives Kühlsystem v. a. unter hinkünftig heißerem Klima weggekühlt werden müsste. Photovoltaik weist eine sehr gute zeitliche Deckung mit Kühllasten auf und bietet daher als Kapazitätsbeitrag im Sommer eine wichtige Maßnahme zur Reduktion von Stromlastspitzen.

3.1.8

Optionen für Adaptation (Anpassung an den Klimawandel)

Der Energiesektor ist aufgrund des hohen Anteils an THGEmissionen vor allem hinsichtlich notwendiger Klimaschutzmaßnahmen von Relevanz. Gleichzeitig ist der Energiesektor auch vom Klimawandel betroffen. Die Sensitivität des Energiesektors gegenüber dem Klimawandel fokussiert vor allem auf der Stromerzeugung aus EET und der Energienachfrage aus verändertem Heiz- und Kühlbedarf. Aufgrund der großen Bedeutung der Wasserkraft im österreichischen Erzeugungsmix spielen potenzielle Auswirkungen des Klimawandels auf Grund veränderter Niederschlagsmengen und -muster (jahreszeitliche Verschiebung,

AAR14

Veränderung von Starkregenereignissen) sowie veränderten Abflussmengen durch erhöhte Verdunstung eine besondere Rolle. Aber auch Windkraftwerke sowie Photovoltaikanlagen und Solarthermiekraftwerke können über veränderte Windverfügbarkeit und globale Einstrahlung betroffen sein. Konventionelle Kraftwerke sind indirekt über die Verfügbarkeit von Kühlwasser betroffen sowie über potenzielle Auswirkungen von Extremereignissen. Auch bei Biogas- und Biomasseanlagen ergeben sich potenzielle Auswirkungen über die durch den Klimawandel veränderte Verfügbarkeit von biogenen Rohstoffen. Weitere Auswirkungen, v. a. von Extremereignissen ergeben sich auch für die Infrastruktur, wie Netze und Kraftwerke.

Auswirkungen auf Erzeugung und Nachfrage Im Detail wurden die Auswirkungen des Klimawandels auf Erzeugung und Nachfrage in den folgend beschriebenen Studien analysiert. Im Projekt EL.ADAPT (Bachner et al., 2013) wurden die Auswirkungen des Klimawandels auf die Elektrizitätswirtschaft für Kontinentaleuropa modellbasiert untersucht, wobei nur die Auswirkungen auf Wasserkraft, Wind, Solar und konventionelle Kraftwerke sowie auf die Nachfrage berücksichtigt wurden. Für Österreich ergab sich, je nach zu Grunde liegendem Klimaszenario, eine Veränderung des Regelarbeitsvermögens zwischen +1,14 TWh und −2,58 TWh in der Periode 2031 bis 2050 relativ zu einer Entwicklung ohne Klimawandel. Diese Effekte sind v. a. auf Veränderungen für Laufwasserkraftwerke (±1  TWh) sowie Speicherkraftwerke (+0,5 / −1,5  TWh) zurückzuführen. In allen untersuchten Szenarien nimmt der Heiz. B.edarf in Österreich gegenüber heute deutlich ab und bei konservativen Annahmen betreffend die Anschaffung von zusätzlichen Klimaanlagen kehrt der zusätzliche Strombedarf für Kühlung diesen Effekt für die Periode 2031 bis 2050 auch nicht um, sodass sich geringfügige Einsparungen für die Periode 2031 bis 2050 gegenüber heute im Ausmaß von ca. −1 % ergeben könnten. Das Projekt KlimAdapt (Kranzl et al., 2010) untersuchte Auswirkungen des Klimawandels auf die Nachfrage nach Heizen und Kühlen, sowie auf das Angebot von Wasserkraft und forstlicher Biomasse in Österreich. Die Ergebnisse zeigten bis Mitte des Jahrhunderts eine Abnahme der Wasserkraftproduktion um 1,1–4,8 TWhel sowie eine Verschiebung der Wasserkraftproduktion vom Sommer- in das Winterhalbjahr. Im Sektor forstlicher Biomasse-Nutzung konnten regional gegenläufige Tendenzen gezeigt werden, die sich einerseits durch die Trockenheit in nieder gelegenen Regionen und andererseits durch einen erhöhten Zuwachs in höher gelegenen Regionen

Kapitel 3: Energie und Verkehr

ergeben. Die Energie-Nachfrage nach Heizen reduziert sich aufgrund des Klimasignals im Bereich von 3–6 %. Dem steht ein Anstieg der Kühlenergie-Nachfrage gegenüber, deren Einfluss vor allem aufgrund der unsicheren zukünftigen Diffusion von Klimaanlagen im Gebäudebestand in einer großen Bandbreite von etwa 1,5–10 TWhel im Extremfall eines heißen Klimaszenarios und hoher Diffusion von Klimaanlagen liegen könnte. Eine Analyse der volkswirtschaftlichen Effekte dieser Veränderungen von Erzeugung und Nachfrage unter Berücksichtigung internationaler Feedbackeffekte zeigt, dass die Effekte auf andere Sektoren den Effekt auf den Elektrizitätssektor selbst verstärken oder kompensieren können. Ob andere Sektoren durch die Klimwandelfolgen im Elektrizitätssektor positiv oder negativ betroffen sind, hängt im Wesentlichen davon ab, wie Zu- oder Abnahmen des Regelarbeitsvermögens von EET mit steigender oder sinkender Elektrizitätsnachfrage zusammenwirken. Ist die Verfügbarkeit von Elektrizität aus EET niedrig, die Nachfrage aber hoch, muss die Nachfrage durch fossile Energieträger (v. a. Gaskraftwerke) gedeckt werden, was den CO2-Preis erhöht und auch zu steigenden Elektrizitätspreisen führt. Diese vergleichsweise höheren Preise wirken sich wiederum negativ auf v. a. energieintensive Sektoren aus, weshalb es in diesem Fall zu negativen Auswirkungen auf andere Sektoren kommt (Bachner et al., 2013). Weiters zeigt sich in den Modellrechnungen, dass für die Periode 2031  bis  2050 die Auswirkungen der europäischen Klimapolitik auf die Produktion der energieintensiven und energieextensiven Sektoren deutlich stärker sind als die Auswirkungen der Klimaveränderungen (Bachner et al., 2013).

Anpassung an den Klimawandel Im Bereich Wasserkraft ergeben sich v. a. veränderte Abflüsse sowie Zunahmen in der Variabilität der Abflüsse. Diesen Entwicklungen könnte mit Anpassungsmaßnahmen wie etwa Veränderungen an Turbinen oder an Staubecken begegnet werden, um entweder die energetischen Erträge zu sichern oder gar zu erhöhen (vgl. Bachner et al., 2013 basierend auf Spindler, 2013). Während Wasserkraftwerke mit steigendem Abfluss durch Überlauf umgehen können, können manche Windturbinen bei Starkwindereignissen nicht betrieben werden. Diesem Problem kann durch Klimawandelanpassung in Form von eines Turbineneinsatzes mit vertikalen anstelle von horizontalen Achsen begegnet werden (vgl. Bachner et al., 2013 basierend auf Spindler, 2013). Im Bereich Solarenergie, insbesondere Photovoltaik, ergeben sich laufende Effizienzverbesserungen, die es auch erlau-

887

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

ENERGIEPOLITIK MARKT-BASIERTE INSTRUMENTE (Steuern, Subventionen, Einspeisetarife, Quotensysteme) REGULATIVE INSTRUMENTE (Preisregulierung, Standards)

Effizienz

Effizienz

Energiemix ENERGIEANGEBOT

THG Emissionen

PREIS

ENERGIENACHFRAGE

Abbildung 3.22 Zusammenhänge zwischen Energiesystem und energiepolitischen Instrumenten. Quelle: Adaptiert von Nakicenovic et al. (2012) Figure 3.22 Relation between the energy system and energy policy instruments. Source: Adapted from Nakicenovic et al. (2012)

THG Emissionen

ben, mit veränderten Einstrahlungen umzugehen. In diesem Bereich sind daher keine gesonderten Anpassungsmaßnahmen erforderlich. Anders sieht es jedoch mit höherer Temperatur aus, die für Photovoltaikpanele ebenfalls eine wichtige Rolle spielen. Hier sind insbesondere Technologien zur Kühlung sowie zur Ummantelung denkbar (vgl. Bachner et al., 2013 basierend auf Spindler, 2013). Eine Zunahme des Kühlbedarfs in Wohn- und Bürogebäuden kann zu Fehlanpassung führen, wenn diese mit den derzeit üblichen strombetriebenen Kühlgeräten erfolgt. Gebäudeseitige Effizienzmaßnahmen wie Abschattung oder auch Maßnahmen wie Nachtkühlung können die Kühllasten erheblich reduzieren. Auch die Erhöhung der Effizienz von elektrisch betriebenen Geräten in Gebäuden führt aufgrund der reduzierten inneren Einträge deutlich zur Verringerung der erforderlichen Kühlenergie. Insbesondere muss bei der thermischen Gebäudesanierung verstärkt auf Sommertauglichkeit geachtet werden, da sonst die Gefahr besteht, dass die Wärmedämmung zwar zu deutlich reduziertem Heizenergiebedarf, allerdings unter Umständen zu erhöhtem Kühlenergiebedarf führt. Dies kann durch die oben genannten Maßnahmen verhindert werden. Neben der vorrangigen Reduktion des Kühlenergiebedarfs existieren auch versorgungsseitige klimaneutralere Alternativen. Preisler (2012) nennt z. B. Verwendung von Systemen zur solaren Kühlung. Auch stellt PV eine geeignete Anpassungsmaßnahme dar. Aufgrund der nicht exakten Gleichzeitigkeit (Kühllastspitzen treten etwas verzögert gegenüber der PV-Spitze ein) sind allerdings auch mit hohen PVAnteilen entsprechende Speicher- bzw. Spitzenlastkraftwerke

888

ENERGIEDIENSTLEISTUNG

zur Abdeckung der Kühllastspitzen erforderlich (Kranzl et al., 2013b).

Synergien zwischen Klimaschutz und Anpassung Während manche Anpassungsmaßnahmen wie verstärktes Kühlen negative Auswirkungen für den Klimaschutz aufweisen. bieten sich einige synergetische Maßnahmen an, die eine gleichzeitige Klimaschutz- und Anpassungswirkung erzielen (z. B. passive Maßnahmen zur Reduktion der Kühllast von Gebäuden, Reduktion innerer Lasten, Photovoltaik als Kapazitätsbeitrag im Sommer). Das Verhältnis von Anpassungs- und Klimaschutzmaßnahmen wurde ausführlich in Band 3, Kapitel 1 dargestellt und wird daher hier nicht mehr weiter diskutiert.

3.1.9

Energiepolitische Instrumente

Die Begrenzung des Klimawandels erfordert eine grundlegende Restrukturierung bestehender Energiesysteme. In diesem Kapitel wird beschrieben, welche energiepolitischen Instrumente es gibt, um die beschriebenen Klimaschutzmaßnahmen umzusetzen. Ausgangspunkt für die Diskussion energiepolitischer Instrumente ist ein gewisses Marktversagen. Die ideale Vorstellung eines Marktes, ist, dass dieser das gesellschaftliche optimale Gleichgewicht aus Angebot und Nachfrage herbeiführt und dass der Preis für die Energiedienstleistungen, den die EndverbraucherInnen bezahlen, letztendlich auch den gesellschaftlichen Grenzkosten entspricht.

AAR14

Ist dies nicht der Fall, weil z. B. negative Umwelteffekte nicht hinreichend berücksichtigt werden, so ist dies ein Argument für Markteingriffe. Abbildung 3.22 gibt einen Überblick über mögliche energiepolitische Instrumente um in den oben beschriebenen Kategorien (Energiedienstleistung, Energienachfrage und Energieaufbringung) die Einflussfaktoren zu verändern. Für die Reduktion von THG-Emissionen im Energiebereich ist nach Abschnitt  3.1.1 der Einsatz energiepolitischer Instrumente in den folgenden Bereichen erforderlich: t
t
t


Reduktion der nachgefragten Energiedienstleistungen S (z. B. der Wegstrecken) Steigerung der Energieeffizienz ¤ Erhöhung des Anteils erneuerbarer, emissionsarmer Primärenergieträger Æ Reduktion von fTHG

Die Kosten erneuerbarer Energiebereitstellung und hocheffizienter Energiebereitstellungstechnologien liegen derzeit noch oftmals über jenen konventioneller Technologien. Zudem bestehen z. T. im Bereich erneuerbarer Energien nicht-monetäre Barrieren (z. B. Informationsdefizite), die einer breiten Diffusion entgegenstehen. Daher besteht das Erfordernis, diese Technologien in der Investitions- und Betriebsphase zu fördern, um Investitionen anzureizen. Bei der Gestaltung der entsprechenden Fördersysteme gilt es, verschiedene Ziele zu erreichen bzw. in Ausgleich zu bringen. Eines dieser Ziele betrifft die Effektivität der Instrumente, d. h. ihre Wirksamkeit in Bezug auf die Steigerung der Energieeffizienz bzw. auf die Steigerung des Einsatzes erneuerbarer Energieträger. Ein weiteres Ziel ist es, die Instrumente ökonomisch effizient zu gestalten, also die volkswirtschaftlichen Kosten für die Erreichung der energiepolitischen Ziele zu minimieren. Die ökonomische Theorie schlägt die Nutzung marktbasierter Instrumente als effektiv und ökonomisch effizient vor, um eine Transformation in Richtung eines nachhaltigen Energiesystems einzuleiten (d. h. um THG-Emissionen zu begrenzen sowie den Anteil erneuerbarer Energien und die Energieeffizienz zu erhöhen). Zu den marktbasierten Instrumenten zählen einerseits preisbasierte Instrumente, wie Steuern oder Einspeistarife und andererseits mengenbasierte Instrumente wie z. B. Emissionshandel oder Tendering-Systeme. Preisbasierte Instrumente fixieren den Preis für THG-Emissionen und erneuerbare Energien, während der Anteil erneuerbarer Energien oder die realisierte Emissionsminderung durch den Markt bestimmt wird. Im Gegensatz dazu legen mengenbasierte Instrumente das Emissionsniveau oder den Anteil erneuerbarer Energie fest, während der Preis am Markt gebildet wird (siehe z. B. De Jonghe et al., 2009).

Kapitel 3: Energie und Verkehr

Nach der ökonomischen Theorie würden die Ergebnisse der beiden Instrumente identisch sein als Resultat der Annahme einer Welt ohne externe Effekte und Unsicherheit, d. h. einer Welt mit perfekter Information, rationalen AkteurInnen und ohne Marktversagen (siehe z. B. McKibbin und Wilcoxen, 2002; Hepburn, 2006). Unter realen Bedingungen herrschen jedoch zahlreiche Unsicherheiten, wie z. B. Unsicherheit in Bezug auf das optimale Emissionsreduktionsziel, Unsicherheit und / oder asymmetrische Informationen bezüglich technologischer Optionen oder Unsicherheit über die künftige Entwicklung von Energiepreisen, Innovation und Wirtschaftswachstum (z. B. Kettner et al., 2011). Politische EntscheidungsträgerInnen müssen daher zwischen Unsicherheit bezüglich quantitativer Ziele und Unsicherheit bezüglich des Preisniveaus wählen (siehe Murray et al., 2009). Im Folgenden werden die zentralen energiepolitischen Zielsetzungen auf EU-Ebene zusammenfassend beschrieben, da diese den Rahmen für die österreichische Politik vorgeben. Danach werden die wichtigsten Instrumente zur Förderung erneuerbarer Energien und zur Steigerung der Energieeffizienz in Österreich diskutiert.

Europäische Rahmenbedingungen Die EU-Richtlinie zur Förderung der Nutzung von Energie aus erneuerbaren Quellen („RES-Richtlinie“, 2009/28/EC: EU, 2009) sieht für 2020 europaweit einen Anteil von 20 % erneuerbarer Energie am Bruttoendenergieverbrauch vor. Es handelt sich somit um ein relatives Ziel, das durch einen Ausbau erneuerbarer Energien (in den Bereichen Wärme / Kälte, Elektrizität, Transport) sowie durch Energieeinsparungen erreicht werden kann. Für die einzelnen EU-Mitgliedsstaaten wurden innerhalb einer EU-internen Lastenverteilung nationale Ziele festgelegt, die jedoch nicht auf den Potentialen für den kosteneffizienten Ausbau EE basierten. In der RES-Richtlinie vorgesehene Kooperationsmechanismen (Box 3.2) sollen daher einen Ausbau EE dort ermöglichen, wo sie am billigsten sind. Durch die Nutzung der Kooperationsmechanismen wird eine Anrechnung von in anderen Staaten produzierter EE für nationale EE („RES“)-Ziele ermöglicht. Österreich hat innerhalb der EU-internen Lastenverteilung einem Ziel von 34  % erneuerbarer Energie am Bruttoendenergieverbrauch zugestimmt. Ein weiteres EU-Ziel besteht in der Beseitigung von Barrieren für eine rasche Diffusion EET etwa durch die Vereinfachung administrativer Verfahren oder durch eine Verbesserung des Netzzugangs. Richtlinie 2009/28 stellt es den Mitgliedsstaaten frei, welche EET sie forcieren bzw. welche energiepolitischen Instrumente

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Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

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;%O *N`    ;%O *N  Die RES-Richtlinie sieht folgende Kooperationsmechanismen vor (Tuerk et al., 2012): 1. Statistischer Transfer (engl. „Statistical Transfer“): Der statistische (nicht physische) Transfer von erneuerbaren(„RES“)Anteilen zwischen Mitgliedsstaaten zur Zielerreichung des Käuferlandes. 2. Gemeinsame Projekte (engl. “Joint Projects”): Projekte zweier oder mehrerer EU-Mitgliedstaaten, bzw. auch mit Drittstaaten, wobei mit finanzieller Unterstützung des Käuferlandes im Verkäuferland erneuerbare Energieprojekte umgesetzt werden. 3. Gemeinsame Förderregelungen (engl. „Joint Support Schemes“): Die Errichtung gemeinsamer RES-Förderregime zwischen EU-Mitgliedsstaaten. Für Österreich ist derzeit keine Nutzung der Kooperationsmechanismen vorgesehen (BMLFUW, 2010). Dennoch könnte Österreich im Fall einer Zielübererreichung RES-Anteile an andere EU-Staaten mit Hilfe des Statistischen Transfers verkaufen. Ebenso könnte die Republik Investitionen anderer Länder in Österreich im Rahmen von Gemeinsamen Projekten zulassen. Dies würde zwar keinen unmittelbaren Vorteil für Österreich bis 2020 bedeuten (abgesehen von eventuell positiven heimischen Wertschöpfungseffekten), könnte jedoch die Startposition Österreichs für ein RES-Ziel nach 2020 durch den weiteren Ausbau erneuerbarer Energien frühzeitig verbessern. Während statistische Transfers den Vorteil der kurzfristigeren Nutz. B.arkeit aufweisen, würden gemeinsame Projekte eine längerfristige Verpflichtung zum Transfer von RES-Anteilen mit sich bringen. Gemeinsame Projekte sollten daher nur in Erwägung gezogen werden, wenn sich eine klare Übererreichung über den Zeitraum des Transfers abzeichnet bzw. wenn die Kosteneffizienz eines weiteren Ausbaus für die österreichische Zielerreichung nicht gefährdet wird (Tuerk et al., 2012).

sie dafür einsetzen. Im Bereich der Förderung von Elektrizität aus EET sind beispielsweise Einspeistarife, Einspeisprämien und Quotenverpflichtungssysteme mit handelbaren grünen Zertifikaten (sowie Kombinationen davon) die am häufigsten angewandten Förderinstrumente in der EU (Ragwitz et al., 2011; Kettner et al., 2009). Einspeistarife für erneuerbare Elektrizität werden in Österreich, Bulgarien, Zypern, Frankreich, Griechenland, Ungarn, Irland, Lettland, Litauen, Portugal und der Slowakei eingesetzt (Ragwitz et al., 2011). In Dänemark und den Niederlanden werden Einspeisprämien verwendet. Die Tschechische Republik, Estland, Slowenien und Spanien setzen auf eine Kombination von Einspeistarifen und Einspeisprämien. Belgien, Italien, Polen, Rumänien, Schweden und das Vereinigte Königreich fördern erneuerbare Elektrizitätserzeugung durch Quotenverpflichtungssysteme (Ragwitz et al., 2011). Quotenverpflichtungssysteme werden häufig mit Einspeistarifen für bestimmte Technologien kombiniert. Tenderverfahren, steuerliche Anreize und Investitionszuschüsse sind von eher untergeordneter Bedeutung. Neben einer Steigerung des Anteils erneuerbarer Energieträger hat sich die EU das Ziel gesetzt, die Energieeffizienz

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bis zum Jahr 2020 um 20 % im Vergleich zu einem Referenzszenario zu steigern (EU, 2012) zur Energieeffizienz enthält zahlreiche Energieeffizienzaktivitäten, die von den Mitgliedstaaten umgesetzt werden sollen bzw. müssen. Zur Erreichung der vorgegebenen Effizienzziele können Mitgliedsstaaten so genannte „Energieeffizienzverpflichtungen“ einführen. Energieversorgungsunternehmen oder Energieverteilungsunternehmen können darin verpflichtet werden, dafür zu sorgen, dass in der Periode 2014 bis 2020 jährlich mindestens 1,5  % ihres durchschnittlichen jährlichen Endenergieabsatzes eingespart wird. Zudem sieht die Energieeffizienzrichtlinie vor, dass Politiken und Strategien zum Ausbau effizienter Kraft-Wärme-Kopplung sowie Wärme- und Kälteversorgung entwickelt und umgesetzt werden. Auch ein Einspeisvorrang von KWK-Strom kann festgelegt werden, solange dieser die vorrangige Einspeisung von Strom aus EE nicht negativ beeinflusst. Auch das seit 2005 bestehende europäische Emissionshandelssystem beeinflusst die Rahmenbedingungen für die Erzeugung von Elektrizität und Fernwärme maßgeblich. Anlagen für die Bereitstellung von Elektrizität und Fernwärme do-

Kapitel 3: Energie und Verkehr

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minieren das EU-EHS; in den ersten beiden Handelsphasen entfielen rund 60 % der EU-weiten Allokation auf diesen Sektor (Kettner, 2012). Sowohl in der Pilotphase (2005 / 2007) als auch in der zweiten Handelsphase wies alleine der Sektor Elektrizität und Fernwärme ein bindendes Emissionscap auf, d. h. nur in diesem Sektor überstiegen die Emissionen im Durchschnitt die Allokation. In der ersten Handelsphase überstiegen die Emissionen aus der Bereitstellung von Elektrizität und Fernwärme die sektorale Allokation um 4,9  %, in den ersten vier Jahren der zweiten Handelsperiode lagen die Emissionen 18,5 % über der Allokation. Für die anderen Emissionshandelssektoren lag die Allokation in beiden Handelsperioden jeweils deutlich über den Emissionen (Kettner, 2012). Unterschiede zwischen der Zuteilung von Zertifikaten an die einzelnen Sektoren sind vorwiegend durch Wettbewerbsüberlegungen motiviert (siehe z. B. Kolshus und Torvanger, 2005; Ellerman et al., 2007): Sektoren, die nicht dem internationalen Wettbewerb ausgesetzt sind (z. B. Elektrizität und Fernwärme), erhalten generell eine geringere Zuteilung als Sektoren, die im internationalen Wettbewerb stehen (z. B. Eisen- und Stahlindustrie, Zellstoff- und Papierindustrie). Für die Elektrizitätserzeugung spielten auch die relativ hohen Emissionsreduktionspotentiale bei der stringenteren Allokation eine Rolle. Diese Überlegungen flossen in die aktuelle Emissionshandels-Richtlinie ein (Richtlinie 2009/29/EG), in der unterschiedliche Allokationsverfahren für durch „Carbon Leakage“ unterschiedlich betroffene Sektoren definiert werden. Für den Elektrizitätssektor gelten demnach ab der dritten Emissionshandelsphase striktere Allokationsregeln, d. h. die meisten Anlagen aus diesem Sektor können Emissionszertifikate ausschließlich im Rahmen von Auktionierungen erwerben (mit Ausnahme von hocheffizienten KWK sowie Kraftwerken in manchen neuen EU-Mitgliedsstaaten), während in anderen Sektoren Zertifikate gratis auf Basis von EU-weiten Benchmarks zugeteilt werden.

Energiepolitische Instrumente in Österreich In diesem Abschnitt werden die zentralen energiepolitischen Instrumente im Bereich der Elektrizitätsbereitstellung sowie allgemeine Instrumente zur von Wärme und Kälte aus erneuerbaren Energieträgern beschrieben. Instrumente, die einzelne andere Sektoren betreffen (z. B. Wohnbauförderung im Gebäudebereich), finden sich in den jeweiligen Kapiteln.

Elektrizität Im Folgenden werden die zentralen Förderinstrumente zur Förderung der Erhöhung des Anteils EET sowie zur Verbesserung der Energieeffizienz in der Elektrizitätsbereitstellung dargestellt: Einspeistarife und Investitionszuschüsse im Rahmen des Ökostromgesetzes, die Förderung von KWK-Technologien im Rahmen des KWK-Gesetzes sowie der privilegierte Netzzugang von Elektrizität aus EET und KWK im Rahmen des Elektrizitätswirtschafts- und -organisationsgesetz.

Forcierung erneuerbarer Energieträger Seit 2002 wird die Förderung der Stromerzeugung aus EET im Ökostromgesetz (ÖSG) und den entsprechenden Novellen geregelt13. Im Rahmen des ÖSG können folgende Technologien durch Einspeistarife gefördert werden (ÖSG, 2012): t
t
t
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Windkraftanlagen Photovoltaikanlagen (sofern deren Leistung 5  kWpeak, nicht aber 500 kWpeak übersteigt) Kleinwasserkraftanlagen mit einer Engpassleistung von bis zu 2 MW Geothermieanlagen (sofern sie einen Gesamtwirkungsgrad von mindestens 60 % erreichen) Anlagen auf Basis von Biomasse und Biogas (sofern sie einen Gesamtwirkungsgrad von mindestens 60  % erreichen)14

In der Ökostromverordnung (ÖSVO) werden die Einspeistarife für EET festgelegt, wobei sowohl zwischen Energieträgern als auch zwischen Anlagengrößen differenziert wird. Für ressourcenabhängige Technologien (feste und flüssige Biomasse, Biogas) werden die Einspeistarife für eine Periode von 15 Jahren gewährt15, für die übrigen Technologien beträgt die Förderdauer 13 Jahre (ÖSG, 2012; ÖSVO, 2012). Wenn der Marktpreis für Strom höher als die Einspeisvergütung ist, können die Betreiber von Ökostromanlagen die Elektrizität zu Marktpreisen einspeisen (ÖSG, 2012). 13 Mit dem Ökostromgesetz 2002 wurden die Rahmenbedingungen für die Förderung von Ökostromanlagen in Österreich vereinheitlicht; zuvor wurde die Förderung der Stromerzeugung aus EET auf Länderebene geregelt. 14 Bei Hybrid- und Mischfeuerungsanlagen kann eine Förderung für den Anteil der eingesetzten EET gewährt werden. Anlagen auf Basis von Biomasse und Biogas erhalten zudem einen „KWK-Bonus“, wenn sie bestimmte Effizienzkriterien erfüllen (ÖSG, 2012). 15 Gemäß ÖSG (2012) erhalten Anlagen, die auf Biomasse oder Biogas basieren, nach Ablauf der Einspeistarife für fünf weitere Jahre einen geförderten Abnahmepreis, der jedoch unter den Einspeistarifen liegt.

891

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

Zur Förderung von Anlagen auf Basis von Ablauge sowie für Wasserkraft (von 2-10 MW) sieht das ÖSG Investitionszuschüsse anstelle von Einspeistarifen vor; Kleinwasserkraftanlagen mit einer Engpassleistung unter 2 MW können zwischen dem Einspeistarif und einer Investitionsförderung wählen. PV-Anlagen mit einer Leistung von bis zu 5  kWpeak können eine Investitionsförderung vom österreichischen Klima- und Energiefonds erhalten. Bei der Ökostromförderung handelt es sich um keine klassische öffentliche Förderung; die Förderung wird von den KonsumentInnen aufgebracht. Die Rahmenbedingungen für die Förderung von Ökostrom waren insbesondere in den letzten Jahren zahlreichen Änderungen unterworfen. So gab es seit 2002 sieben unterschiedliche Ökostromverordnungen16 und zahlreiche Novellen des Ökostromgesetzes. Im Rahmen der zahlreichen Förderungsnovellen kam es zwischen 2006 und 2008 durch die Verkürzung der Tariflaufzeiten sowie durch die Deckelung des Förderbudgets im Rahmen des ÖSG 200617 zu einem Ausbaustopp von Ökostromanlagen (Umweltbundesamt, 2013). Durch den unrentablen Einspeistarif für Windenergieanlagen stagnierte insbesondere der Ausbau von Windenergie in Österreich in der Periode von 2006 bis 2009. Einspeistarife zeigen in der Praxis generell eine höhere Effektivität als andere Förderinstrumente (z. B. Haas et al., 2011b). Für Österreich folgern Kettner et al. (2009) jedoch, dass eine Überprüfung der Tarife zu bestimmten Zeitpunkten die Sicherheit über die regulatorischen Rahmenbedingungen erhöhen bzw. deren allfällige Änderungen für Neuanlagen ermöglichen und somit auch zur Stabilität und Kontinuität beitragen würde. Neben der Möglichkeit, damit auf exogene Faktoren und Entwicklungen reagieren zu können, würde dies auch die Möglichkeit einer regelmäßigen Evaluierung des Systems bieten. 16

BGBl. II Nr. 508/2002, BGBl. II Nr. 401/2006, BGBl. II Nr. 59/2008, BGBl. II Nr. 53/2009, BGBl. II Nr. 42/2010, BGBl. II Nr. 25/2011, BGBl. II Nr. 471/2011, BGBl. II Nr. 307/2012. 17 Die Ökostromgesetznovelle 2006 (BGBl. I Nr. 105/2006) legte ein maximales zusätzliches jährliches Unterstützungsvolumen von 17 Mio. € fest, das wie folgt auf die unterschiedlichen Energieträger aufgeteilt wurde: 30  % für Ökostromanlagen auf Basis von fester Biomasse oder Abfall mit hohem biogenen Anteil, 30  % für Anlagen auf Basis von Biogas, 30 % für Windkraftanlagen und 10 % für PV-Anlagen und weitere Ökostromanlagen. Mit der zweiten Ökostromgesetznovelle 2008 (BGBl. I Nr. 114/2008) wurden das Unterstützungsvolumen auf 21  Mio.  € / Jahr erhöht und die technologiespezifische Differenzierung des Unterstützungsvolumen vereinfacht: Für PV wurde eine Obergrenze von 2,1 Mio. € festgelegt, für die übrigen Technologien entfiel die Differenzierung. Im Rahmen des Ökostromgesetzes 2012 wurde das zusätzliche jährliche Unterstützungsvolumen auf 50 Mio. € erhöht und es erfolgte erneut eine stärkere technologiespezifische Differenzierung.

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Erhöhung der Energieeffizienz Im Rahmen des KWK-Gesetzes wird die Förderung von bestehenden und revitalisierten sowie neuen KWK-Anlagen durch Unterstützungstarife bzw. Investitionszuschüsse geregelt. Voraussetzung für die Förderung von KWK-Anlagen ist, dass im Vergleich zur getrennten Erzeugung von Elektrizität und Fernwärme eine signifikante Reduktion des Primärenergieeinsatzes sowie der CO2-Emissionen erzielt wird. Revitalisierte KWK-Anlagen müssen zudem der öffentlichen Fernwärmeversorgung dienen. Für Neuanlagen, deren Antrag bis zum 30. September 2012 eingebracht wurde und die bis Ende 2014 in Betrieb gehen, erfolgt die Förderung in Form von Investitionszuschüssen, wobei maximal 10 % des unmittelbar für die Errichtung der KWK-Anlage erforderlichen Investitionsvolumens gefördert werden und der spezifische Investitionszuschuss je kW mit der Größe der Anlage abnimmt. Die Unterstützung bestehender KWK-Anlagen endete mit dem 31.  Dezember 2008; die Unterstützung modernisierter KWK-Anlagen endete mit dem 31. Dezember 2010. Das geplante Energieeffizienzgesetz hat umfassende Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz zum Ziel, u. a. die Unterstützung von Energieeffizienzmaßnahmen in Unternehmen sowie die Anforderung an Energielieferanten, Energieeffizienzmaßnahmen bei sich oder ihren EndkundInnen zu erreichen. Beim Ausbau von KWK gilt es, das Zusammenspiel von Angebot und Nachfrage zu betrachten; in diesem Zusammenhang können sich kleine Strukturen als vorteilhaft erweisen, um die erzeugte Wärme möglichst effizient zu nutzen.

Privilegierter Netzzugang von Elektrizität aus EET und KWK Das Elektrizitätswirtschafts- und -organisationsgesetz (ElWOG) definiert den vorrangigen Netzzugang von Elektrizität aus EET und KWK-Anlagen in Fällen von Engpässen bei den vorhandenen Leitungskapazitäten. Im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Instrumenten handelt es sich hierbei um ein regulatorisches Instrument.

Wärme Umweltförderung Inland (UFI) Grundlage der in Österreich gewährten Umweltförderungen ist das im Jahr 1993 in Kraft getretene Umweltförderungsgesetz. In Österreich stellt die Umweltförderung im Inland ein zentrales Instrument der Umweltpolitik dar, mit dem Anreize für die Umsetzung umwelt- und klimafreundlicher Techno-

Kapitel 3: Energie und Verkehr

AAR14

logien im betrieblichen Bereich gesetzt werden (Kletzang-Slamanig und Steininger 2010 Es wird von der Kommunalkredit Public Consulting GmbH abgewickelt. Mittels der Förderung sollen Kostennachteile umwelt- und klimafreundlicher Technologien im Vergleich zu konventionellen Technologien ausgeglichen werden. Im Laufe der 1990er Jahre zeigte sich eine zunehmende Fokussierung der Förderung auf klimarelevante Maßnahmen (Kletzang-Slamanig und Steininger, 2010). Dazu gehören insbesondere die Nutzung erneuerbarer Energien bzw. Energiesparmaßnahmen. Im Bereich CO2-armer Energieträger werden derzeit die folgenden Technologien gefördert: Holzheizungen zur Eigenversorgung; Nahwärmeversorgung auf Basis von EET; Fernwärmeanschluss; Wärmepumpen; thermische Solaranlagen; solare Großanlagen; Stromerzeugung in Insellage auf Basis von EET; Herstellung biogener Brenn- und Treibstoffe; energetische Nutzung biogener Roh- und Reststoffe; Erdgas-Kraft-Wärme-Kopplung für Betriebe; landwirtschaftliche Biomasse. Im Bereich Energiesparen fördert die UFI neben thermischer Gebäudesanierung unter anderem die Klimatisierung und Kühlung von Betrieben mit Energie aus Abwärme / EET, bzw. in Form von Energienutzung aus Produktionsprozessen. Die Förderung erfolgt in Form von nicht rückzahlbaren Investitionszuschüssen in Höhe von ca. 20–30 % der umweltrelevanten Investitionskosten. Die im Jahr 2011 genehmigten Förderungsanträge mit einem Förderungsbarwert von 350,5 Mio. € lösten ein umweltrelevantes Investitionsvolumen von 1 992 Mio. € aus (BMLFUW, 2012). Im Jahr 2011 wurden die meisten Projekte bei den Förderschwerpunkten Biomasse (21 %), Solaranlagen (15 %) sowie bei den betrieblichen Energiesparmaßnahmen (13 %) bewilligt (BMLFUW, 2012). Die Zahl der eingereichten Projekte überstieg in den letzten Jahren das Fördervolumen, der Rückstau beträgt schon jetzt ein Jahresbudget des Jahres  2011. Gleichzeitig würde der zugesagte Rahmen der Umweltförderung im Inland für das Jahr 2013 um ca. 25 Mio. € gekürzt (Bundesfinanzgesetz, 2013), was angesichts der zu erreichenden Energie- und Klimaziele für das Jahr 2020 als sehr kritisch zu sehen ist.

grammen des Klima- und Energiefonds ihren Niederschlag finden. Das Jahresbudget für 2013 beträgt 140,6 Mio. € (Jahresprogramm 2013 des Klima und Energiefonds). Genauso wie bei der UFI wurde das Budget für den Klima- und Energiefonds im Vergleich zu 2012 gekürzt (Bundesfinanzgesetz, 2013). Im Bereich erneuerbarer Wärme fördert der Klima- und Energiefonds die Installation von Wärmeerzeugungsanlagen, die EET nutzen, mit einem Budget von 7 Mio. € im Jahr 2013.

Förderungen des Klima und Energiefonds

3.1.10 Kernaussagen

Der Klima- und Energiefonds wurde 2007 durch die Bundesregierung ins Leben gerufen, um die Umsetzung ihrer Klimastrategie zu unterstützen – kurz, mittel- und langfristig. Eigentümer ist die Republik Österreich, vertreten durch das Lebensministerium und das Infrastrukturministerium. Die Strategien der österreichischen Bundesregierung in den Bereichen Forschung und Technologie, Klimaschutz sowie Energie liefern die wesentlichen Grundlagen, die in den Pro-

Die wichtigsten Erkenntnisse aus dieser Bewertung der energiepolitischen Situation Österreichs lauten: Die in Europa für 2020 festgesetzten energie- und klimapolitischen Zielsetzungen und noch mehr die für 2050 artikulierten Ansprüche und Erfordernisse, um eine globale Temperatursteigerung um 2 °C nicht zu überschreiten, können sicher nicht alleine durch Substitution von Energieträgern bzw. dem

Einführung von THG-spezifischen Steuern: Die Einführung von Energiesteuern, die jährlich kontinuierlich steigen, wird in den meisten POLICY-Szenarien als zentrales Instrument eingestuft. Das effektivste Instrument zur Reduktion der THG-Emissionen ist eine Steuer auf CO2-Äq. Sie stellt gleichzeitig für die Forcierung aller drei Handlungskategorien –Umstieg auf THG-arme Energieträger, Steigerung der Energieeffizienz und Reduktion des Energiedienstleistungsbedarfs – entsprechende Anreize bereit: t


t


t


Zunächst werden in einem Wettbewerb von Energieträgern CO2-Äq.-ärmere, z. B. jene, die auf EET basieren, relativ kostengünstiger. Eine Steuer auf CO2-Äq. führt beispielsweise dazu, dass es nicht mehr notwendig ist, z. B. Biofuels, Wasserstoff oder Strom für E-Fahrzeuge zu subventionieren sondern die (möglichen) Umweltvorteile dieser Kraftstoffe resultieren aus der niedrigeren Besteuerung Mittelfristig ist dies natürlich auch ein Anreiz in energieeffizientere Geräte, Autos, Gebäude und Industrieanlagen zu investieren Wenn die Energiepreise durch eine Steuer steigen, ist dies weiters ein direkter Anreiz, den Energieverbrauch und bei gleich bleibendem Wirkungsgrad auch den Energiedienstleistungsbedarf zu senken. Vor allem würden z. B. auch Stand-by-Verluste durch Verhaltensänderungen sinken.

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Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

Einsatz von singulären Effizienztechnologien erreicht werden. Vielmehr ist dafür ein grundlegender gesellschaftlicher Wandel erforderlich, im Rahmen dessen auch das Energiesystem mittelfristig umzugestalten ist. Die wichtigsten Schlussfolgerungen aus dieser Bewertung der energiepolitischen Situation Österreichs lauten:

auch bei stofflichen Produkten erforderlich ist und beispielsweise der forcierte Einsatz biogener Baustoffe mitunter mit signifikanten THG-Einsparungen verbunden ist).

Optionen im Bereich der Stromerzeugung t


Österreich im internationalen Vergleich Im internationalen Vergleich ist das Energiesystems Österreichs wie folgt einzuschätzen: t
In Bezug auf den Anteil EET ist Österreich sowohl bei der PE als auch bei der Stromerzeugung positiv einzuschätzen t
Auch in Bezug auf die spezifischen THG-Emissionen ist Österreich im internationalen Vergleich sehr gut zu bewerten. Auch der Trend ist positiv zu bewerten. Österreich konnte den Wert von 2,13 t CO2-Äq. / toe im Jahr 2000 bis 2010 auf 1,93 weiter reduzieren. t
Eher negativ ist Österreichs Energiesystem im Vergleich der Serviceeffizienz – Wirtschaftsleistung pro Einheit Energieverbrauch – einzustufen. Zwar liegt Österreich im internationalen Vergleich absolut bewertet sehr gut (vgl. Abbildung 3.12) der Trend ist allerdings sehr bedenklich. So war Österreich im Vergleich mit 9 080 € / toe im Jahr 2000 unter den verglichenen Ländern an der Spitze, im Jahr 2010 ist es mit 8 630€ / toe hinter DEU, ITA und JPN zurückgefallen. In dieser Darstellung war Österreich überhaupt das einzige Land, das sich im Zeitraum von 2000 bis 2010 verschlechtert hat.

t


t


Energiemix der Primärenergieaufbringung: Option erneuerbare Energiequellen t


t


t


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Das bis 2050 erschließbare Potenzial an EET in Österreich beträgt den verschieden Studien zufolge zwischen 750 und 1 300 PJ. Biomasse nimmt unter den EET eine spezifische Stellung ein und wird auch in Zukunft eine wichtige Rolle bei der Substitution fossiler Energieträger spielen müssen. Die primärenergetischen Potenziale sind in Österreich sind allerdings bereits weitgehend erschlossen. Zukünftige Maßnahmen sollten darauf abzielen, die hinsichtlich ökonomischer und ökologischer Kriterien effizientesten Nutzungspfade zu forcieren. Beim weiteren Ausbau der energetischen Biomassenutzung ist der Flächen- bzw. Rohstoffbedarf für Nahrungsmittelproduktion und stoffliche Biomassenutzung zu berücksichtigen (zumal eine Substitution fossiler Rohstoffe

Im Bereich der Stromaufbringung kann – je nach Szenario – bis 2050 bis zu 100 % Deckung durch EET erreicht werden. Allerdings erscheint aus heutiger Sicht aus Praktikabilitäts- / Kostengründen die Beibehaltung eines Restanteils von 5 bis 10 % Erdgas sinnvoll. In Bezug auf Infrastruktur sind die deutlichsten Veränderungen im Strombereich notwendig, wobei hierbei nahezu alle Subbereiche (Erzeugung, Netz, Speicherung und Verbrauch) betroffen sind. Diese Strukturanpassungen erscheinen aber auch bei maßvoller Weiterentwicklung der energiepolitischen Rahmenbedingungen durchaus erreichbar. Der steigende Anteil EET im Erzeugungsbereich, Smart Grids vor allem auf Verteilnetzebene, neue Stromspeichertechnologien und -kapazitäten sowie Smart Meters bei den VerbraucherInnen werden die bestehenden Strukturen signifikant verändern und eine weitgehend CO2-arme Stromversorgung ermöglichen. Die bedeutendste Veränderung, die im Bereich der Stromversorgung derzeit stattfindet, ist der Markteintritt der Photovoltaik in Deutschland. Diese wird – in den nächsten Monaten und Jahren – das gesamte Marktsystem – auch in Österreich – fundamental verändern, da temporär sehr große Strommengen aus diesen Anlagen produziert werden, die Eigenverbrauchsanteile erhöht werden und Stromspeicher sowie Smart Grids eine wesentlich bedeutendere Rolle im Stromsystem spielen werden als derzeit (Haas, 2013).

Option Reduktion Heizenergiebedarf t


t


Im Bereich der Heizenergieversorgung von Wohngebäuden könnten mit weiter ambitionierten Politiken die THG-Emissionen bis 2050 am drastischsten gesenkt werden. Am wichtigsten sind hierfür eine qualitativ hochwertige thermische Sanierung des Bestands und die optimale Einbindung der Nutzung EET. Bei Neubauten wurde in den letzten Jahren ein beträchtlicher technologischer Fortschritt realisiert. In den nächsten Jahren sollte dieser Trend weiter forciert werden bzw. die erreichten Kennwerte jener Gebäude mit dem geringsten Energiebedarf bzw. THG-Emissionen sollten der Festlegung von Standards für künftige Neubauten dienen. Im

Kapitel 3: Energie und Verkehr

AAR14

t


Sinne des mit der europäischen Gebäuderichtlinie (Neufassung) eingeschlagenen Weges ist eine sehr ambitionierte Festlegung von Neubaustandards erforderlich, um langfristige Klimaschutzziele zu erreichen. Unter diesen Rahmenbedingungen kann bis 2050 auf Basis von EET eine Abdeckung von etwa 70 % des Wärmebedarfs erreicht werden, wobei hier ein breites Portfolio aus Biomasse, Solarthermie, Geothermie und der Nutzung von Umgebungswärme zum Einsatz käme.

Optionen im Bereich des Stromverbrauchs t


Der Stromverbrauch wird ohne gravierende politische Eingriffe weiter deutlich ansteigen. Zwar wird es durch effizientere Technologien bei bestehenden Anwendungen und der Beleuchtung zu Einsparungen kommen, vor allem durch die weitere Verbreitung neuer stromkonsumierender Anwendungsbereiche bei gleichbleibend niedrigen (realen) Niveaus der Strompreise wird der Gesamtstromverbrauch zumindest moderat weiter steigen. Das ist das Ergebnis praktisch aller berücksichtigten Szenarien, ausgenommen jener, die eine Reduktion des Stromverbrauchs explizit vorgegeben haben.

Optionen im Bereich der Mobilität t


Im Verkehrsbereich kann nur ein umfassendes Portfolio aus Maßnahmen in den Kernbereichen dringend notwendige Veränderungen einleiten: A) Fiskalische Instrumente; B) Raumplanung und gesetzliche Maßnahmen; C) Technologische Innovationen bei konventionellen und alternativen Antrieben; D) Soft tools (Details zu verkehrspolitischen Maßnahmen siehe „Verkehr“ Abschnitt 3.2).

3.2 3.2

Verkehr Transport

In diesem Kapitel analysieren wir die wichtigsten, für Österreich relevanten, internationalen und nationalen THG-spezifischen Entwicklungen im Verkehrsbereich und leiten davon notwendige verkehrs- und energiepolitische Maßnahmen ab, um letztendlich die mögliche Bandbreite der Entwicklungen aufzuzeigen, in dem wir ein BAU- und ein ambitioniertes POLICY-Szenario vergleichen. Das Kapitel ist wie folgt aufgebaut: Nach einer kurzen Beschreibung der Motivation in Abschnitt  3.2.1 und der wichtigsten grundsätzlichen Zusammenhänge zwischen Verkehr, Energie und THG-Emissionen in Abschnitt 3.2.2 werden in Abschnitt 3.2.3. die wichtigsten Fakten in Bezug auf derzeitige Trends des Energieverbrauchs und Transportvolumens beschrieben. Um die österreichspezifischen Entwicklungen in einem entsprechenden internationalen Kontext präsentieren zu können, werden dazu zunächst die internationalen, welt- bzw. europaweiten Perspektiven erörtert und dann jene für Österreich. Abschnitt  3.2.4 gibt einen Überblick über verschiedene mögliche Einflussparameter bzw. Treiber (Einflussparameter wie BIP, Preise oder technische Effizienz), die als Gründe für diese Entwicklungen angesehen werden können. Darauf aufbauend werden in Abschnitt 3.2.5 die wichtigsten Indikatoren dokumentiert. Abschnitt  3.2.6 gibt darauf aufbauend einen Überblick zu möglichen Ansätzen zu Adaptation und Mitigation. Politischen Maßnahmen welche in den folgenden Unterkapiteln detaillierter erörtert werden.

3.2.1

Welt- und europaweite Fakten zu Energieverbrauch und CO2-Emissionen des Verkehrs

Wichtigste energiepolitische Instrumente Insgesamt sind die wichtigsten energiepolitischen Instrumente zur Reduktion der THG-Emissionen: CO2-basierte Steuern, Verschärfung der thermischen Gebäudestandards, verschärfte Standards für Elektrogeräte und effiziente weitere (fiskalische) Förderung EET. Von zentraler Bedeutung sind hier Anreize für die Marktintegration, sowohl bei Strom als auch bei Wärme und Mobilität.

In diesem Kapitel dokumentieren wir die wichtigsten Merkmale und Indikatoren der historischen Entwicklung des Verkehrs aus nachfrage- und energieseitiger Sicht weltweit und in Europa. Nachfrageseitig werden Personen- und Güterverkehr getrennt analysiert.

Welt In den letzten Dekaden ist der Energieverbrauch im Verkehr sowohl in den OECD- als auch in den Nicht-OECD-Ländern substanziell gestiegen (vgl. Abbildung  3.23). Ältere Datenreihen zeigen, dass der Energieverbrauch und damit auch die CO2-Emissionen im Verkehr seit 1850 kontinuierlich zuge-

895

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

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OECD Andere

Energieverbrauch (EJ)

60

Schiene Schiff Luft

Non-OECD

40

40 Andere Schiene Schiff Luft

20

20

Straße

Straße

0

1970

0

1980

1990

2000

2007

1970

1980

1990

2000

2007

Abbildung 3.23 Energieverbrauch im Verkehr in OECD- und Nicht-OECD-Ländern nach Verkehrsmittel (in „Andere“ sind Pipelines und nicht weiter spezifizierte Verkehrsmittel zusammen gefasst). Quelle: GEA (2012) Figure 3.23 Energy consumption in transport in OECD and non-OECD countries decomposited in transport modes (“others” resumes pipelines and non specified transport modes). Source: GEA (2012)

nommen haben (GEA, 2012; Molitor et al., 1997). In den Entwicklungs- und Schwellenländern wurde dieser Anstieg in den letzten Jahren durch die rapide Urbanisierung und Motorisierung vor allem durch die Entwicklung in China beschleunigt. Eine einzige fossile Ressource – Erdöl – stellt am Ende des ersten Jahrzehnts unseres Jahrhunderts 95 % der gesamten im Verkehrsbereich genutzten Energie bereit. Diese Abhängigkeit bewirkt zwei globale Probleme: die langfristige Versorgungssicherheit und die dramatisch anwachsenden THG-Emissionen (vgl. Stern, 2007). Im Jahr 2007 hat der globale Verkehrssektor 6.6 Gt CO2Emissionen produziert, das entspricht 23  % der weltweiten THG-Emissionen. 73  % davon hat der Straßenverkehr (SNF, LNF und PKW zusammen18) verursacht (vgl. Abbildung 3.24). Steigende Fahrleistungen (Fahrzeug-Kilometer), sowohl im Personen- als auch im Güterverkehr, sind die am stärksten treibende Kraft in Bezug auf Anstieg des weltweiten Ölverbrauchs und der THG-Emissionen in den OECD-Ländern (IEA, 2010).

gendem Trend (vgl. Abbildung 3.25). Allein der motorisierte Straßenverkehr (Personen- und Güterverkehr, PKW, LNF und SNF) verursacht 24 % der THG-Emissionen in der EU (vgl. Abbildung 3.26). Die Treiber („driver“) im Energieverbrauch im Verkehr sind die Zunahme der Fahrleistungen im Straßenverkehr und die technologischen Verbesserungen durch effizientere Antriebe im motorisierten Verkehr generell. Die Wachstumsraten der Fahrleistungen sind bisher höher gewesen als die Steigerung der Effizienz, wodurch der Energieverbrauch zugenommen hat.

Energieverbrauch und CO2-Emissionen des Verkehrs in Österreich In diesem Abschnitt werden die Entwicklung der Verkehrsleistungen im Personen- und Güterverkehr sowie des Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen in Österreich über die letzten Dekaden kurz umrissen.

Personenverkehr Europa Der Verkehr verursacht in der EU bereits ein Viertel der THGEmissionen und ist somit der einzige Sektor mit deutlich stei18

SNF: Schwere Nutzfahrzeuge (Lkw > 3,5t Gesamtmasse), LNF: Leichte Nutzfahrzeuge (Fahrzeuge zum Gütertransport / Lieferverkehr, < 3,5t Gesamtmasse), Pkw: Personenkraftwagen

896

Bei der Darstellung des Personenverkehrs wird in der Regel nach zurückgelegten Wegen pro Zeiteinheit (üblicherweise Wege pro Werktag) und nach Verkehrsleistung in Personenkilometer (dem Produkt aus Weg und Distanz) unterschieden. Die Zahl der zurückgelegten Wege liegt in Österreich im Durchschnitt bei 3,7 Wegen / Werktag (Herry et al., 2007)

Kapitel 3: Energie und Verkehr

AAR14

Air 11.0% Energy Use 2007 96 EJ

Road 72.8%

Air 11.2% Road 72.9%

Ship 10.1%

CO2 emissions 2007 6.6 GtCO2

Ship 11.1%

Rail 2.6% Others 3.5%

Rail 2.0% Others 2.8%

und variiert je nach Untersuchungsgebiet und Erhebungsjahr zwischen 3,4 und 3,9 Wegen / Werktag (Herry et al., 2007). Für eine energetische Betrachtung, ist jedoch die Darstellung der Verkehrsleistung von größerer Relevanz. Die Darstellung der Verkehrsleistung ist territorial, d. h. die Verkehrsleistung ist auf die Strecken(-anteile) innerhalb von Österreich bezogen. Bei Fahrten über die Staatsgrenze werden nur die Distanzen vom Ausgangs- oder Endpunkt in Österreich bis zur Grenze bzw. bei Transitfahrten zwischen den beiden Grenzübergangspunkten berücksichtigt. Zwischen 1990 und 2010 steigt die jährliche Verkehrsleistung in Personenkilometer (Pkm) von 79  Mrd.  Pkm (ohne Flugverkehr) auf insgesamt 101  Mrd.  Pkm pro Jahr (ohne Flugverkehr) Der Großteil des Wachstums ist dem motorisierten Verkehr (IV und ÖV) zuzurechnen. Der nicht motorisierte Verkehr (NMV = FußgängerInnen- und Radverkehr) nimmt hingegen sowohl bei der Zahl der Wege als auch in den Personenkilometern etwas ab. Bei den Personenkilometern hinge-

Abbildung 3.24 Anteil der einzelnen Verkehrsmittel am globalen Energieverbrauch und den CO2-Emissionen im Verkehrsbereich 2007. Quelle: GEA (2012) Figure 3.24 Share of the global energy consumption and CO2-emissions of the differerent transport modes in the sector transport in 2007 Source: GEA (2012)

gen spielt der NMV naturgemäß eine geringe Rolle; der Anteil des NMV ist systembedingt niedrig (vgl. Abbildung  3.27). Mit der Zunahme der Verkehrsleistung einhergehend ist, neben der Zunahme der EinwohnerInnen in Österreich, auch eine Zunahme der „Systemgeschwindigkeit“, d. h. der Durchschnittsgeschwindigkeit aller Verkehrsmittel fest zu stellen. Daher ist auch nur eine unwesentliche Veränderung der durchschnittlichen werktäglichen Mobilitätszeit in der historischen Entwicklung zu beobachten. Jüngst kann jedoch eine tendenziell geringe Zunahme der durchschnittlichen, werktäglichen Mobilitätszeit beobachtet werden (Sammer und Herry, 1998; Herry et al., 2007; Herry et al, 2011). Diese Entwicklung ist auch in anderen Ländern und Regionen weltweit zu beobachten (Zumkeller et al., 2011; Millard-Ball und Schipper, 2010). Insofern wird auch bereits über einen „peak travel“ berichtet (Millard-Ball und Schipper, 2010). Wichtige Treiber („driver“) der Verkehrsentwicklung sind neben der Anzahl an EinwohnerInnen, die Bereitstellung der

1,4 1,3 1,2 1,1 1 0,9 0,8 0,7 0,6 1990

1992

1994

1996

1998

Energy industries Commercial / Instuonal Road transport Agriculture / Forestry/ Fisheries

2000

2002

2004

2006

2008

2010

Manufacturing industries and construcon Residenal Transport Total

Abbildung 3.25 Entwicklung der THG-Emissionen in EU-27 in verschiedenen Sektoren. Quelle: EU (2013) Figure 3.25 Development of the GHG-emissions in EU-27 decomposited in the different sectots. Source: EU (2013)

897

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

Commercial/ Institutional 5% Residential 13 %

AAR14

Agriculture/ Forestry/ Fisheries 2 %

Industries & Construction 16 % Transport 25 %

Road 24 %

Energy Industries 39 % Rail 0 % Ship 1 % Air 0 % Other 0 % Total 2010: 3 700 tCO2-Equ. Abbildung 3.26 Anteile an THG-Emissionen in den EU-27 nach Sektor im Jahr 2010 sowie Anteile am Verkehr (nur Inlandsverkehr); Bei Eisenbahn nur direkte CO2-Emissionen aus Dieseltraktion; ihr Anteil liegt unter 0,5 %. Quelle: EU (2013) Figure 3.26 Share of the GHG emissions in EU-27 divided into the sectors and in transport modes (only inland); Only direct CO2 emissions in rail considered, the share of rail is below 0,5 %. Source: EU (2013)

Infrastruktur (hochrangiges Straßen- und Schienennetz, letzteres mit einem entsprechendem Zugangebot) und die Zahl der PKW (Motorisierungsrate). Entsprechend der Entwicklung des hochrangigen Straßennetzes (Autobahn-, Schnellstraßen- und Bundesstraßennetz) und der Anzahl an gemeldeten PKW in Österreich, wächst auch die Verkehrsleistung im Autoverkehr und damit verbunden der Energieverbrauch und die CO2-Emissionen. Maßnahmen im ÖV (zusätzliche Zugangebote, bzw. Reduktion derselben) oder gravierende Preisänderungen der Kraftstoffe führen zu Verlagerungen zwischen den Verkehrsmitteln. Zwei Beispiele zeigen dies etwa beim 1996 beobachteten Rückgang des ÖV durch eine signifikante Reduktion des Angebots im Eisenbahnverkehr (Reduktion der Zugkilometer nach Einführung des sogenannten NAT  91 („Neuer Austrotakt“, mit dem eine durchgehende Vertaktung des Zugsangebotes auf Basis eines Stundentaktes am gesamten Bahnnetz der ÖBB erfolgte) und bei den 2007 / 2008 beobachteten Zunahme im ÖV durch die kurzfristig deutliche Preissteigerung des Kraftstoffes in Form steigender Benzinund Dieselpreise (siehe Abschnitt 3.2.2.).

898

Güterverkehr Ebenso wie beim Personenverkehr wird im Güterverkehr nach Aufkommen, ausgedrückt in transportierter Masse in Tonnen, und der Verkehrsleistung nach Tonnenkilometer, dem Produkt aus Masse und Distanz, unterschieden. Die transportierte Masse weist ein weniger starkes Wachstum auf als die Verkehrsleistung, d. h. die Güter werden zunehmend über größere Distanzen transportiert. Dabei ist auch zu berücksichtigen, dass knapp die Hälfte der Güter der Gütergruppe der Baustoffe / Baumaterialien zuzuordnen ist (Statistik Austria, 2012), die in der Regel nur über kurze Distanzen transportiert werden. Zwischen 1990 und 2010 steigt die jährliche Verkehrsleistung von 32 Mrd. tkm auf insgesamt 61 Mrd. tkm pro Jahr an (vgl. Abbildung 3.28); damit ist diese deutlich stärker ausgeprägt als das Wachstum des Personenverkehrs im gleichen Zeitraum Ein wesentlicher Treiber im Güterverkehr ist die wirtschaftliche Entwicklung (ausgedrückt im BIP); die Verkehrsleistung im Güterverkehr entwickelt sich nahezu parallel zum BIP, wobei der Güterverkehr in den vergangenen Jahrzehnten selbst im Vergleich zum BIP überproportional zugenommen hat. (European Commission, 2012; vgl. auch Abbildung  3.28).

Kapitel 3: Energie und Verkehr

120 000

70 000

100 000

60 000

80 000

50 000

Mio. tkm

Mio. Pkm

AAR14

60 000 40 000

40 000 30 000 20 000

20 000

0

Jahr Flugzeug Pkw Mofa und Motorrad

Eisenbahn ÖV el. Bus

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

10 000

0

Jahr

Fußgänger / Radfahrer

Luft

Straße

Wasser

Schiene

Abbildung 3.27 Historische Entwicklung der Verkehrsleistung (in Personenkilometer) nach Verkehrsmittel 1990 bis 2010 in Österreich. Quelle: Umweltbundesamt (2011b)

Abbildung 3.28 Historische Entwicklung der Verkehrsleistung (Tonnenkilometer) nach Verkehrsmittel 1950 bis 2010 in Österreich. Quelle: Umweltbundesamt (2011b)

Figure 3.27 Historical development of the transport performance (in passenger kilometres) divided into transport modes from 1990 to 2010 in Austria. Source: Umweltbundesamt (2011b)

Figure 3.28 Historical development of the transport performance (in ton kilometres) divided into transport modes from 1990 to 2010 in Austria. Source: Umweltbundesamt (2011b)

Fahrzeugbestand, Größe der Fahrzeuge und Kraftstoffintensität in Österreich Beeindruckend ist in der Entwicklung des österreichischen Fahrzeugbestands der kontinuierliche Anstieg – auch im Jahr der Wirtschaftskrise 2009 – sowie nach Kraftstoffkategorien unterschieden, der markante Wechsel zu Dieselfahrzeugen. Die steuerliche Begünstigung des Diesels in Österreich hat

20 000 18 000 16 000 14 000 12 000 10 000 8 000 6 000 4 000 2 000 0

1950 1952 1954 1956 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010

Der Energieverbrauch und direkt damit verbunden die CO2Emissionen im Verkehr hängen direkt mit der Fahrleistung (in Fahrzeugkilometer) zusammen. Interessant ist die korrespondierende Berechnung der CO2-Emissionen des Verkehrs in Österreich nach den einzelnen Nutzergruppen. Der Löwenanteil entfällt auf den Straßenverkehr: nur ein kleiner Anteil entfällt auf die Eisenbahn und die Schifffahrt, die mit anderen Verbrauchern wie landwirtschaftliche Fahrzeuge, unter der Nutzergruppe „Off road“ zusammengefasst sind. Abbildung 3.29 (vgl. Kernaussagen) zeigt die korrespondierende Entwicklung der THG-Emissionen im Verkehr in Österreich von 1970 bis 2010 nach Energieträgern. Der mit der Verkehrsentwicklung korrespondierende Energieverbrauch in Österreich zeigt innerhalb von 40 Jahren nahezu eine Vervierfachung von ca. 100 PJ 1970 auf ca. 380 PJ 2010. Ebenso wie bei der Analyse der historischen Daten für Europa bzw. weltweit basiert der Energieverbrauch im Verkehr in Österreich im Wesentlichen auf Erdöl; der Anteil des Erdöls liegt je nach Jahr zwischen 90 und 95 %.

1 000 t p.a.

Energie und CO2-Emissionen

Jahr Summe Off-Road SNF

LNF Motorräder

Mofas PKW

Abbildung 3.29 3 Historische Entwicklung der CO2-Emissionen im Verkehr von 1950 bis 2010 in Österreich. Quelle: Hausberger und Schwingshackl (2011) Figure 3.29 Historical development of CO2-emissions in transport from 1950 to 2010 in Austria. Source: Hausberger und Schwingshackl (2011) 3 LNF: Leichte Nutzfahrzeuge (Lieferwagen und Lkw 3,5 t Gesamtmasse und Busse); Off-Road: Baumaschinen, Landwirtschaftliche Maschinen, Rasenmäher etc.

dazu geführt, dass der Anteil der Dieselfahrzeugen an der Pkw-Flotte signifikant stieg. Erst 2007 / 2008 konnte aufgrund der Angleichung der Preise zwischen Diesel und Benzin eine Trendumkehr beobachtet werden. Der Anteil der Dieselfahrzeuge hat abgenommen, da der Preisunterschied zu Benzin nur mehr marginal war und der höhere Anschaffungspreis eines Diesel-PKW, insbesondere bei PKWs mit Motoren mit kleinem Hubraum, durch die nunmehr ange-

899

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

glicheneren Betriebskosten nicht mehr aufgefangen werden kann.

stoffintensität während der Dekade 1990  bis 2000, die auch durch eine Zunahme der durchschnittlichen Motorenleistung wie auch der Masse der Fahrzeuge charakterisiert ist (vgl. Abschnitt 3.2.2), nimmt die Kraftstoffintensität seit 2000 kontinuierlich ab (Hausberger und Schwingshackl, 2011).

3.2.2

Wirkungsmechanismen im Personenverkehr

Entwicklung der Kraftstoffintensität von Pkw

Entwicklung der Kraftstoff- und Servicepreise

Seit 1980 sinkt die durchschnittliche Kraftstoffintensität des Autobestands in allen Ländern kontinuierlich (Ajanovic und Haas, 2012d). Am stärksten gesunken ist die Kraftstoffintensität in der Zeit hoher Ölpreise zwischen 1980 und 1990, vor allem in den USA, wo in dieser Periode auch eine Reihe von „fuel economy improvement programs“ implementiert wurden, z. B. CAFE in Kalifornien. Aber nach dem Verfall der Ölpreise 1986 hat sich mit einiger Verzögerung ab ca. 1990, die Effizienzsteigerung in den meisten Ländern deutlich verlangsamt. Im Jahr 2010 hatten die PKW-Flotten der Europäischen Länder eine „in-use“ Kraftstoffintensität, die zwischen 6,09,3 l / 100 km lag, jene Japans und der USA lagen zwischen 10,5–11,4 l / 100 km. Der Effizienzgewinn im Kraftstoffverbrauch neuer PKW lag Tests zufolge in Europa zwischen 1980  und  2010 in einer Bandbreite von 18–30  %. Diese Verbesserungen waren im Wesentlichen eine Folge von freiwilligen Vereinbarungen der Fahrzeugindustrie, die Kraftstoffintensität der Fahrzeuge zu verringern. Derzeitige Ziele der EU und Japans sind jedoch wesentlich schärfer und weisen eine größere Verbindlichkeit auf. Ab 2012 gelten in der EU für PKWs Grenzwerte für CO2-Emissionen von 130  g  CO2 / 100  km, wobei eine Einführungsphase bis 2015 vereinbart wurde: 2012 müssen 65  % der PKW-Flotte diese Grenzwerte erreichen, ab 2015 100  % (EC, 2011c). Bis zum Jahr 2020 soll dieser Wert auf 95  g  CO2 / 100  km sinken.19 Japan hat als Grenzwert für PKWs einen CO2 Grenzwert von 125  g  CO2 / 100  km festgesetzt. Zusammengefasst ist festzustellen, dass in den letzten Dekaden deutliche Verbesserungen in der Effizienz beim Kraftstoffverbrauch neuer Fahrzeuge erreicht wurden. Allerdings wurden diese zu einem großen Anteil durch größere, leistungsstärkere und schwerere Fahrzeuge kompensiert. Seit etwa 1990 ist die durchschnittliche Kraftstoffintensität von Dieselfahrzeugen um ca. 20 % niedriger als jene von Benzinfahrzeugen. Nach einer Phase der Stagnation in der Kraft-

Kraftstoffpreise können einen signifikanten Einfluss auf die Fahrleistung und die Kraftstoffintensität haben. Die Entwicklung des Preises der Energiedienstleistung Mobilität für PKWs im individuellen Straßenverkehr (Kraftstoffpreis mal Kraftstoffintensität bzw. Kosten für eine Strecke von 100 km dargestellt im Verhältnis 2 000  $  PPP / 100  km). Die Bandbreite der Preise für individuelle Mobilität variiert beträchtlich zwischen den einzelnen Ländern. Im Jahr 2010 war der Preis für 100 km Fahrleistung in den USA am niedrigsten und in Schweden am höchsten. Zwischen 1985  und  1998 sind sowohl die Kraftstoff- als auch die Mobilitätspreise real leicht gesunken. Nach 1998 sind die Kraftstoffpreise real in vielen Ländern deutlich gestiegen, vor allem aufgrund der gestiegenen Rohölpreise und der Erhöhung der Kraftstoffsteuern, wie etwa in vielen europäischen Ländern z. B. in Deutschland oder UK. In den letzten Jahren stellen wir eine hohe Volatilität mit deutlich niedrigeren Preisen im Jahr der Wirtschaftskrise 2009 fest.

19

Der Grenzwert von 95 g CO2 / 100 km, der von 100 % der PKWFlotte eingehalten werden muss, wurde später auf 2021 verschoben.

900

Der Einfluss gesteigerter Fahrleistung im Personenverkehr Die Mobilität im motorisierten Individualverkehr ist in praktisch allen Ländern in den letzten Jahren gestiegen. Allerdings gibt es in Bezug auf die Fahrleistung pro Kopf in einzelnen OECD-Ländern eine beträchtliche Bandbreite zwischen 4 500 und 13 500 km pro Kopf Zwischen 1980 und 2010 gab es die größten Zuwächse bei der Fahrleistung in Italien mit 127 % und in Japan mit 101  %. Diese Steigerungen sind analog zum Motorisierungsgrad (PKW / 1 000 EinwohnerInnen). Zusätzlich spielt die räumliche Struktur im jeweils betrachtetem Land eine wichtige Rolle, sowie die daraus resultierende „Zwangsmobilität“. Im Zusammenspiel mit einem hohen Motorisierungsgrad führt dies wie etwa am Beispiel USA zu einer hohen Fahrleistung pro Kopf.

Der Einfluss größerer Fahrzeuge (PKW) Ein zentraler Grund dafür, dass sich die theoretische Effizienzsteigerung nicht in einer entsprechenden Reduktion der Kraft-

Kapitel 3: Energie und Verkehr

AAR14

stoffintensität widerspiegelt, sind die beträchtlichen Zuwächse in der Leistung und in der Masse neuer Fahrzeuge speziell seit Mitte der 1990er Jahre. In praktisch allen Europäischen Ländern ist bis 2007 ein kontinuierlicher Anstieg zu erkennen, wobei in Schweden, Deutschland und Großbritannien die größten Fahrzeuge (in Leistung kW ausgedrückt) gekauft wurden. Die kleinsten Autos gibt es historisch in Portugal, Italien und Frankreich. Nach 2007 ist die durchschnittliche Leistung neuer Fahrzeuge in praktisch allen Ländern gesunken oder stagnierte (als Folge des raschen Anstiegs der Kraftstoffpreise 2007 bis 2008). Interessant ist auch, dass der absolute Anstieg in fast allen Ländern (mit Ausnahme Schwedens) mit ca. 30 kW zwischen 1990 und 2010 gleich war (vgl. Ajanovic et al., 2012b).

3.2.3

Passenger Transport 4,0%

3,0%

2,0%

1,0%

0,0% Road

Rail

Aviaon

Inland navigaon

-1,0%

-2,0% '90-'05

'05-'30

'30-'50

Freight Transport

Trends und Entwicklungen im Verkehr bis 2030 und danach

Basierend auf den in den vorigen Kapiteln beschriebenen Lösungsansätzen und dem in Abschnitt  3.2.7 ausgewählten Portfolio an Politiken werden in diesem Kapitel Szenarien verglichen, die zeigen, welche Entwicklungen in Abhängigkeit von verschiedenen Portfolios politischer Maßnahmen möglich sind. Der Ausblick auf die Entwicklung des Personen- und Güterverkehrs bildet eine grundlegende Eingangsgröße für die Berechnungen des Energieverbrauchs und der Emissionen.

Verkehrsprognosen der Europäischen Kommission Die Verkehrsprognosen der Europäischen Kommission geben von 2005  bis  2030 ein Wachstum der Verkehrsleistung im Personenverkehr von 34 % an. Im Güterverkehr wird von 2005 bis 2030 von einem Wachstum der Verkehrsleistung (tkm) von 40  % ausgegangen. Bis 2050 wird im Personenverkehr mit einem Zuwachs der Verkehrsleistung um 51 % gerechnet, im Güterverkehr mit einem solchen um 80 % (vgl. Abbildung 3.30) (EC, 2011c). Im Personenverkehr liegen die Prognosen über jenen der OECD (High Car Ownership – High GDP), im Güterverkehr sind sie niedriger als jene der OECD und unterliegen dem „Baseline“-Szenario (OECD / ITF, 2012). Die Europäische Kommission geht von einer zunehmenden multi-modalen Mobilitäts- bzw. Transportkette aus; dennoch zeigen die Ergebnisse zwischen 1990 und 2050 nur eine geringe Veränderung im Modal Split (bezogen auf die Verkehrsleistung). Es kommt daher nicht zu einem Paradigmenwechsel: 2030 werden mit dem PKW nach wie vor 79 % der Personenverkehrsleistung abgewickelt; 2050 noch 76%. Der

Road

Rail

'90-'05

Inland navigaon

'05-'30

'30-'50

© European Union, http://eur-lex.europa.eu/, 1998–2014

Abbildung 3.30 Durchschnittliche jährliche Wachstumsraten im Personen- und Güterverkehr (nach 2010 Prognosen; EU 27). Quelle: EC (2011a). Figure 3.30 Average yearly growth rates in passenger- and freight transport (after 2010 forecast; EU 27). Source: EC (2011a)

Luftverkehr wird stark steigen und einen Anteil von 15 % an der Verkehrsleistung in 2050 erreichen. Hingegen wird für die Schiene nur ein moderater Anstieg um 8 % für 2030 und 2050 prognostiziert Analog zum Personenverkehr nimmt die Bedeutung des Straßengüterverkehrs nur marginal ab; der Anteil des Straßengüterverkehrs im Jahr 2030 liegt bei 73 % und verbleibt bis 2050 auf demselben Niveau (ohne Berücksichtigung der Seeschifffahrt; EC, 2011c).

Szenarien zur Verkehrsentwicklung in Österreich Die Verkehrsleistung im Personen- und Güterverkehr Österreichs folgt dem bisherigen Trend und wird nach der vorliegenden Prognose in den nächsten 25  Jahren nochmals

901

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

deutlich steigen. Nachdem es sich bei der Verkehrsprognose 2025+ vom BMVIT derzeit um die aktuellste und fundierteste Prognose für Österreich handelt, wird nur diese herangezogen. Die Verkehrsprognose basiert auf der regionalisierten Bevölkerungsprognose der ÖROK und des regionalen Input Output Modell Österreich zur Modellierung des bilateralen Güterverkehrs sowie des Binnengüterverkehrs von WIFO und Joanneum Research (BMVIT, 2011a).

tiziert (als Basis für die Schätzung der Anteile von ElektroFahrzeugen im Personenverkehr in 2050).

Personenverkehr Die Verkehrsleistung im Personenverkehr steigt in Summe von 101 Mrd. Pkm in 2010 auf 137 Mrd. Pkm in 2030 (jeweils ohne Flugverkehr) – das entspricht einem Wachstum von 36 % im Vergleich zu 2010. Im gleichen Zeitraum steigen die Fahrzeugkilometer der Pkw (Fzg-km) um 48 % auf 90 Mrd. Fzgkm in 2030; dies ist eine Folge des sinkenden Besetzungsgrades der Pkw und des steigenden Motorisierungsgrades. Im ÖV wird für den Zeitraum von 2010 bis 2030 dagegen mit einer Zunahme der Verkehrsleistung (pkm) um 31  % gerechnet. Der nicht motorisierte Verkehr stagniert. Deutliche Zuwächse werden für den Luftverkehr erwartet: die Passagierzahl an den österreichischen Flughäfen wird sich gegenüber 2010 bis 2030 mehr als verdoppeln, die Verkehrsleistung wird um ca. 130 % steigen (BMVIT, 2011b). Nachfragestrukturen im Verkehr werden wesentlich durch sozio-ökonomische Faktoren wie Bevölkerungsentwicklung, Raumentwicklung, Ausstattung der Haushalte mit Fahrzeugen, Wirtschaftswachstum oder Preise für Energie bestimmt. Für die Berechnung der zukünftigen Verkehrsleistung in Österreich bilden Prognosen zur Bevölkerungs- und Wirtschaftsentwicklung daher eine wichtige Basis. Für Österreich prognostiziert die ÖROK bis zum Jahr 2030 einen Anstieg der Bevölkerungszahl auf rund 9,0  Mio.  EinwohnerInnen. Auch die Wirtschaftsleistung erfährt trendgemäß eine Steigerung: Gegenüber dem langfristigen historischen Durchschnitt des Wirtschaftswachstums (1977  bis 2003: 2,6  % / Jahr) wird im Prognosezeitraum bis 2030 von einer etwas geringeren Rate von ca. 2 % / Jahr ausgegangen (ÖROK, 2010). Der Motorisierungsgrad in Österreich wird für 2030 auf 675  PKW / 1 000  EinwohnerInnen laut den Ergebnissen der Verkehrsprognose 2025+ anwachsen. Dies sind etwa 150 Fahrzeuge pro 1 000  EinwohnerInnen mehr als heute (BMVIT, 2011b). Für 2050 geht das Umweltbundesamt von einer Zunahme der Fahrleistung von 61 Mrd. Fzg-km in 2005 (BMVIT, 2011b) auf 86,5 Mrd. Fzg-km in 2050 aus (vgl. Umweltbundesamt, 2010). Es wurden nur die Fahrleistungen prognos-

902

Güterverkehr Die Verkehrsleistung im Güterverkehr wird bis 2030 um 42  % gegenüber 2010 auf 87  Mrd.  tkm zunehmen und bleibt auch in Zukunft eng an die Wirtschaftsentwicklung gekoppelt. Für die zur Berechnung der Emissionen relevanten Fahrleistungen der LNF und SNF werden Steigerungsraten von 33  % bzw. 40  % erwartet (Umweltbundesamt, 2011b). Aufgrund der zunehmenden internationalen Verflechtungen im Güterverkehr werden künftig allerdings unterschiedliche Entwicklungstendenzen bei den Verkehrsarten festzustellen sein. Während der Anteil des Binnenverkehrs an der Verkehrsleistung trotz Wachstum bei allen Verkehrsträgern im Straßengüterverkehr von 43  % auf 38  %, im Schienengüterverkehr von 23 % auf 18 % sinkt, steigt der Anteil des Ziel / Quellverkehrs im Schienengüterverkehr von 52  % auf 56  %. Im Straßengüterverkehr bleibt dieser Anteil in etwa konstant, während der Anteil des Transitverkehrs an der Gesamt-Verkehrsleistung von 28 % in 2006 auf 33 % in 2030 wächst (BMVIT, 2011c). Die Verkehrsleistung bei der Binnenschifffahrt steigt parallel zum Wirtschaftswachstum jährlich um ca. 2 % von derzeit ca. 2,4 Mrd. tkm im Jahr 1990 auf ca. 3,9 Mrd. tkm im Jahr 2030. Ihr Marktanteil über alle Verkehrsarten steigt leicht von 4,3 % auf 4,8 % an.

3.2.4

Trends und Entwicklung der CO2-Emissionen bis 2030 und danach

CO2-Emissionen – Prognose der Europäischen Kommission In der Wirkungsabschätzung zum Weißbuch Verkehr wird bei der „Policy Option 1“, dem Basisszenario, das ausschließlich auf bereits beschlossenen Maßnahmen basiert, bis 2020 von einer Zunahme der CO2-Emissionen von ca. 31  % gegenüber 1990 ausgegangen. Bis 2030 wird angenommen, dass die CO2-Emissionen leicht zurück gehen (−7 % bezogen auf 2020; +24 % bezogen auf 1990); von 2030 bis 2050 ergaben die Modellberechnung eine Stagnation der CO2-Emissionen (vgl. Tabelle 3.2). Die angegebenen Modellergebnisse beinhalten den Flugverkehr, jedoch nicht die internationale Seeschifffahrt (EC, 2011c). Für die Szenarien wurden strengere Regulierungen der Kraftstoffintensität (spezifische Verbräuche von Fahrzeugen), insbesondere von PKWs, der Einsatz von

Kapitel 3: Energie und Verkehr

AAR14

Tabelle 3.2 Entwicklung der CO2-Emissionen im Verkehrssektor bis 2050; Prozentuelle Veränderung der CO2-Emissionen bezogen auf das Basisjahr 1990; Quelle: European Commission SEC, EC (2011b) Table 3.2 Development of the CO2 emissions in transport until 2050: growth rates of CO2 emissions based on 1990. Source: European Commission SEC, EC (2011b) Politische Maßnahmen

Errechnete CO2-Emissionen 2030 2020

2030

2050

Verglichen zu

1990

Politische Maßnahmen, 1

1990

Politische Maßnahmen, 1

1990

Politische Maßnahmen, 1

Politische Maßnahmen, 1

30,8%

0,0%

24,2%

0,0%

24,2%

0,0%

© European Union, http://eur-lex.europa.eu/, 1998–2014: Anmerkung: Berechnungen basieren auf PRIMES-TREMOVE

CO2 emissions (Mt of CO2)

Mt of CO2

biogenen Kraftstoffen und eine weitere Elektrifizierung der Eisenbahn in Europa angenommen. Alles in allem führen diese Annahmen zu einer Reduktion der CO2-Emissionen im Personenverkehr und zu einer Zunahme der CO2-Emissionen im Güterverkehr (vor allem durch den Straßengüterverkehr verursacht) und insgesamt zu einer annähernden Stagnation der CO2-Emissionen ab 2030 (vgl. Abbildung 3.31). Die Treiber („driver“) der Emissionsentwicklung sind die Zunahme der Verkehrsleistung, das energieintensive Transportsystem und der hohe Anteil an fossiler Energie im Verkehr. Die Ergebnisse des Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen der verschiedenen Szenarien werden im Wesentlichen von der angenommenen Verbesserung des Wirkungsgrads, der Erhöhung des Biotreibstoffanteils im Straßenverkehr und der zusätzlichen Elektrifizierung von Bahnstrecken beeinflusst. Bis 2020 wird im Verkehr ein Anteil der EET von 10 % unterstellt, bis 2050 wird eine Zunahme auf 13 % angenommen. Der Vorschlag der Europäischen Kommission, den Anteil von Biokraftstoffen erster Generation auf maximal 5 % zu begrenzen, kann sich auf die Erreichung des „10  %-Ziels“ auswirken (EK, 2013). Möglicherweise können andere Technologien (E-Mobilität, Biomethan, Biotreibstoffe zweiter Generation, Wasserstoff usw.) nicht ausreichend zur Zielerreichung im Jahr 2020 beitragen. In Bezug auf Österreich könnte dies von geringerer Bedeutung sein, da ein dominierender Anteil der elektrischen Energie im Verkehr (Eisenbahn, städtischer ÖV) aus erneuerbaren Quellen stammt. Bis 2030 werden die CO2-Emissionen des Verkehrs – inklusive Flugverkehr und Seeschifffahrt – knapp 40 % und bis 2050 etwa die Hälfte der gesamten CO2-Emissionen betragen. Im Vergleich zu 2005 sinken die CO2-Emissionen des Personenverkehrs bis 2050 um ca. 8 %, im Güterverkehr steigen sie um etwa 18 % (European Commission SEC, 2011b). Während das Reduktionsziel der THG-Emissionen in der EU über alle Sektoren hinweg mit 80  % bis 2050 bezogen auf das Ausgangsjahr 1990 formuliert wurde, sind die Re-

© European Union, http://eur-lex.europa.eu/, 1998-2014

Abbildung 3.31 Entwicklung der direkten CO2-Emissionen aller Sektoren bis 2050 (EU27) (Quelle: European Commission, EC (2011b) Figure 3.31 Development of the direct CO2 emissions all sectors until 2050 (EU-27). Source: European Commission, EC (2011)

duktionsziele heruntergebrochen auf die einzelnen Sektoren unterschiedlich: Im Verkehr wurde ein Reduktionsziel der THG-Emissionen in der EU bis 2050 von 60  % festgelegt. Die Szenarien zeigen eine andere Tendenz; im Vergleich zu 1990 würden die THG Emissionen im Verkehr bis 2050 noch etwas zunehmen.

CO2-Emissionen – Prognosen für Österreich In Österreich wurden mehrere Prognosen zur Entwicklung der CO2-Emissionen mit unterschiedlichen Schwerpunkten und Horizonten erstellt. Einerseits wurden Prognosen mit dem Horizont 2020 und 2030 erstellt mit dem Ziel der Überprüfung der bereits beschlossenen Maßnahmen („with existing measures“ – WEM) sowie zusätzlicher Maßnahmen („with

903

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

20 000

Die CO2-Emissionen des Verkehrs werden ebenfalls aufgrund des verstärkten Einsatzes von Kraftstoffen aus regenerativen Quellen („Biokraftstoffe“) bis 2020 bzw. 2050 in der Summe nicht mehr im gleichen Ausmaß wie in der Vergangenheit ansteigen (EC, 2011e).20 Die Szenarien basieren auf den implementierten Maßnahmen („WEM-Szenario“) und beinhalten alle bereits beschlossenen Maßnahmen (Umweltbundesamt, 2011b, vgl. Abbildung 3.32):

18 000 16 000 14 000 1 000t p.a.

AAR14

12 000 10 000 8 000 6 000 4 000 2 000 2030

2028

2026

2024

2022

2020

2018

2016

2014

2012

2010

2008

2006

2004

2002

2000

1998

1996

1994

t
1992

1990

0

Jahr Summe Off-Road Motorräder

Mofas PKW

LNF Summe SNF

Abbildung 3.32 Entwicklung der CO2-Emissionen des Verkehrs in Österreich von 1990 bis 2030 (WEM-Szenario), ohne Kraftstoffexport im Tank („Tanktourismus“). Quelle: Umweltbundesamt (2011b) Figure 3.32 Development of CO2-emissions in transport in Austria from 1990 to 2030 (WEM scenario), without export of fuel. Source: Umweltbundesamt (2011b)

additional measures“ – WAM) im Rahmen der Klimastrategie und des „2020-Ziels“ auf Europäischer Ebene, andererseits Prognosen bis 2050 mit dem Ziel der Überprüfung einer Energieautarkie in Österreich. In der Folge werden die Ergebnisse dieser Prognosen kurz dargelegt. Grundlage für die CO2-Emissionsszenarien in Österreich sind die Entwicklung des BIP, der Bevölkerung, der Kraftstoffpreise, der Inlandsnachfrage in Personen-km und in Tonnenkm sowie der Kraftstoffexport im Tank. Aufbauend auf den prognostizierten Verkehrsmengen und den Fahrleistungen nach Fahrzeugkategorie werden der Energieverbrauch und die Emissionen von CO2, NOx, NMHC und PM10 modelliert und dargestellt (Umweltbundesamt, 2011b). Entsprechend der Zunahme der Verkehrs- und damit der Fahrleistung (Fzg-km) steigen der Energieverbrauch und die CO2-Emissionen in den nächsten Jahren weiter an. Entsprechend der Prognosen stellt sich ein Rückgang der CO2-Emissionen erst ab ca. 2015, weshalb das „20-20-2020-Ziel“ nicht erreicht werden kann; die zu erwartenden Einsparungen gegenüber 2008 betragen ca. 4 %. Bis 2030 ist unter Beibehaltung der geltenden Bestimmungen gegenüber 2010 mit einer Reduktion der CO2-Emissionen von ca. 10  % auszugehen, gegenüber 1990 von einer Zunahme um ca. 12 %. Im Jahr 2030 werden ca. 45 % der CO2-Emissionen des Verkehrs von PKWs und etwa 35  % im Straßengüterverkehr emittiert (vgl. Umweltbundesamt, 2011b; alle Werte ohne Berücksichtigung des Flugverkehrs).

904

t
t
t
t
t


Biokraftstoffverordnung zur Umsetzung der Biokraftstoffrichtlinie (2003/30/EG)21 Ökologisierung der Normverbrauchsabgabe (Nova) Mobilitätsmanagement – Beratungs- und Förderprogramme Spritsparinitiative Telematik – Erhöhung der Schifffahrtsleistung Reduktion der spezifischen CO2-Emissionen von PKW bei Neuzulassung22

Im „WEM Szenario“ wird angenommen, dass die Kraftstoffintensität der PKW ab 2015 in Folge der strikten CO2-Zielwerte der EU abnimmt. Inwieweit diese Vorgaben unter realen Betriebsbedingungen in vollem Umfang eintreffen ist derzeit noch offen. Die wesentlichen Erkenntnisse sind: Energieverbrauch und CO2-Emissionen steigen leicht bzw. stagnieren bis 2030 während die Verkehrsleistung (tkm und pkm) kontinuierlich steigen. Der Anteil der „Biokraftstoffe“ wird durch die Beimischungsverordnung erhöht. Der Stromverbrauch im Verkehr nimmt infolge angenommener steigender Flottenanteile von E- und Plug-In PKW bis 2030 ebenfalls zu (vgl. Abbildung 3.33).

Klimastrategie 2020 Die Ergebnisse der Szenarien für die Klimastrategie 2020 Österreichs im Rahmen der EU-Klimastrategie 20-20-20 20

siehe Maßnahmen zum Einsatz von erneuerbaren Energiequellen zur Zielerreichung des „20-20 bis 2020-Ziels“. 21 Es sei darauf hingewiesen, dass eine Herabsetzung der Beimischungsziele von Kraftstoffen aus regenerativen Quellen („Biokraftstoffe“) momentan (2013) auf europäischer Ebene in Diskussion ist. Eine Bewertung oder ein Ausblick der Entwicklung kann noch nicht durchgeführt werden. 22 Die Vorgaben auf europäischer Ebene sehen vor, dass für Neuwagen 130  g  CO2 / km als Grenzwert gilt. Die Einführung gilt ab 2012 (65 % der Neuwagenflotte muss diesen Grenzwert erreichen) bis 2015 (100 % der Neuwagenflotte muss diesen Grenzwert erreichen). In Diskussion ist ein strengerer Grenzwert von 95 g CO2 / km für 2020 (2013); die laufenden Diskussionen tendieren zu einer Verschiebung der Einführung.

Kapitel 3: Energie und Verkehr

AAR14

30 000

SNF Diesel im Ausland Summe PKW Ausland Militär Schifffahrt - Inland (gem. IPCC) Bahn Haushalt Industrie Forstwirtschaft Landwirtschaft Motorräder Mofas ohne Kat Mofas mit Kat Busse Sattelz. & Lastz. LKW > 14 t LKW < 14t Diesel LKW < 14 t Otto LNF Diesel LNF Otto ohne Kat LNF Otto mit Kat PKW Diesel PKW Otto ohne Kat PKW Otto mit Kat

20 000 15 000 10 000 5 000 0

Jahr

Zusätzlich wurde ein weiterführendes Szenario berechnet. Die wesentlichen Erkenntnisse sind, dass Energieverbrauch

20 000 18 000 16 000 14 000 12 000 10 000 8 000 6 000 4 000

Summe Off-Road

Jahr Motorräder

Mofas

Summe SNF

LNF

PKW

2029

2026

2023

2020

2017

2014

2011

2008

2005

0

2002

2 000 1999

t


Die Frage, ob Österreich in Zukunft seine Energieversorgung weitgehend aus eigenen erneuerbaren Energiequellen bestreiten kann, wurde in vier Studien untersucht (Streicher et al.,

1996

t


Erhöhung der Mineralölsteuer (2,5 Cent / Liter). Verkehrsverlagerung im Personenverkehr: Die Maßnahmen umfassen den Ausbau und die Attraktivierung des öffentlichen Verkehrs und multimodaler Verkehrssysteme; Mobilitätsmanagement gemäß klima:aktiv Programm; Förderung des Radverkehrs; Raumplanung zur Optimierung der Erreichbarkeit von ÖV-Anschlüssen. Anschlussbahnförderung im Güterverkehr: Auf Basis des WEM-Szenarios wurde eine Verlagerung der Verkehrsleistung (Tonnenkilometer) von 2 % bis 2014 und 3,6 % bis 2030 von der Straße auf die Schiene angenommen. Effiziente Kfz-Nutzung: Die angenommenen Maßnahmen umfassen eine Geschwindigkeitsbeschränkung von 110 km / h auf Autobahnen (sofern keine niedrigere Geschwindigkeitsbeschränkung auf einzelnen Abschnitten bereits existiert) und ein höherer Anteil an alternativen Kraftstoffen und an Elektrofahrzeugen.

Figure 3.33 Development of CO2 emissions in road traffic and public transport in Austria 1950 to 2030, BAU scenario. Source: Hausberger und Schwingshackl (2011)

Energieautarkie Österreich 2050

1990

t
t


Abbildung 3.33 Entwicklung der CO2-Emissionen gesamter Straßenverkehr (+öffentl. Verkehr) in Österreich 1950 bis 2030 im BAU-Szenario. Quelle: Hausberger und Schwingshackl (2011)

und CO2-Emissionen bis 2030 deutlich sinken, während die Verkehrsleistung im Güterverkehr (tkm) stagniert und die Verkehrsleistung im Personenverkehr (pkm) leicht sinkt. Hier ist zu erkennen, dass die größten Preiseffekte im Kraftstoffexport im Tank auftreten. Dieser reagiert auf Änderungen von Preisdifferenzen zum Ausland und damit sensibler auf InlandsPreisanstiege als die Inlandsnachfrage. In Österreich wurde kürzlich eine Reihe von Studien erstellt, die sich mit dem Thema Energie / CO2-Emissionen und Verkehr in langfristigen Perspektiven auseinander gesetzt haben.

1 000t p.a.

(„WAM-Szenario“; bedeutet zusätzlich zu den im „WEMSzenario“ dargelegten bestehenden Maßnahmen) ergaben ein Reduktionspotenzial der CO2-Emissionen des Verkehrs bis 2030 gegenüber 1990 um ca. 20  % reduziert werden (Umweltbundesamt, 2011b). Bis 2020 wird im Vergleich zu 2005 eine Einsparung von 16 % prognostiziert, womit das „20-20 bis 2020-Ziel“ nicht erreicht wird. Um eine Reduktion der CO2-Emissionen von 60  % bis 2050 erreichen zu können, werden zusätzliche Maßnahmen erforderlich sein (Umweltbundesamt, 2011b) (vgl. Abbildung 3.34). Im Szenario WAM („With Additional Measures“) werden die Effekte nicht beschlossener, aber mit hoher Wahrscheinlichkeit umsetzbarer zusätzlicher Maßnahmen abgeschätzt (Hausberger, Schwingshackl, 2011):

1993

CO2 [1000t p.a.]

25 000

Abbildung 3.34 Entwicklung der CO2-Emissionen des Verkehrs in Österreich von 1990 bis 2030 (WAM-Szenario), ohne Kraftstoffexport im Tank („Tanktourismus“). Quelle: Umweltbundesamt (2011b) Figure 3.34 Development of CO2-emissions in transport in Austria from 1990 to 2030 (WAM scenario), without export of fuel. Source: Umweltbundesamt (2011b)

905

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

Tabelle 3.3 Vergleichstabelle Studien zur Energieautarkie: Verkehrsleistung im Personenverkehr innerhalb von Österreich (nur Landverkehr) 2050. Quellen: Streicher et al. (2010); Umweltmanagement Austria (2011); Bliem et al. (2011) Table 3.3 Comparative table studies „energy self-sufficient“: transport performance in passenger transport in Austria (only land transport) 2050. Sources: Streicher et al. (2010);, Umweltmanagement Austria (2011); Bliem et al. (2011) 2050 [Mrd. pkm]

MIV

ÖV

NMV

¡

Index zum Basisjahr

Bliem et al., 2011

42,7

35,0

7,5

85,2

84

Streicher et al., 2010 Sz. Konstant (1)

57,5

48,5

6,8

112,8

110

Streicher et al., 2010 Sz. BAU opt. (3)

79,4

46,0

7,6

133,0

130

Umweltmanagement Austria (2011) Sz. Pragm.

54,9

32,7

6,1

93,7

101

Umweltmanagement Austria (2011) Sz. Forciert

12,4

28,6

5,2

46,2

50

2010; Umweltmanagement Austria, 2011; Bliem et al., 2011; Energieinstitut der Wirtschaft, 2012). Diese Vorgabe impliziert im Prinzip einen Ausstieg aus der Energieversorgung mit fossilen Energieträgern. Auf den Verkehrssektor bezogen ist dies nur unter der Prämisse einer fundamentalen Veränderung im Modal Split und bei den Antriebstechnologien bzw. bei der Energieart der Fahrzeuge möglich. Allen drei erstgenannten Studien gemeinsam ist, dass der Energiebedarf Österreichs bis 2050 in etwa halbiert und der Energiebedarf des Sektors Mobilität um etwa zwei Drittel gesenkt werden muss. Innerhalb der Studien unterscheidet sich die Aufteilung auf die einzelnen Energiearten deutlich: In der Studie „Energie[R]evolution“ wird schwerpunktmäßig auf Elektromobilität gesetzt, in den beiden anderen Studien wird vor allem auf Biomasse (einmal stärker in flüssiger Form, einmal stärker gasförmig) gesetzt. Allen gemein ist aber auch eine zum Teil signifikante Reduktion der Verkehrsleistung sowie eine deutliche Modal Split-Verschiebung zugunsten des Umweltverbundes. Die Bewertung der Umsetzbarkeit der Szenarien wurde nicht behandelt; Ziel dieser Studien war, prinzipiell zu überprüfen ob und wie Energieautarkie im Sektor Mobilität umsetzbar wäre. Im Personenverkehr wird in der Studie „Energieautarkie Österreich 2050“ (Streicher et al., 2010) das Ziel über eine Verlagerung vom Autoverkehr auf den Öffentlichen und nicht motorisierten Verkehr (50 % bzw. 60 % der Verkehrsleistung [Pkm] je nach Szenario) und für den verbleibenden Autoverkehr eine Verlagerung auf elektrisch angetriebene PKW (Hybrid- und E-Fahrzeuge) erreicht. Im Szenario „BAU optimiert“ wird hingegen noch von einem (geringen) Wachstum der Verkehrsleistung bis 2050 ausgegangen (vgl. Tabelle 3.3). In der Studie „Energie [R]evolution“ wird ebenso von einer Reduktion der Verkehrsleistung und einer Verlagerung auf den ÖV und den NMV ausgegangen. Zum Erreichen der Zielsetzung wird der Fokus auf eine „Elektrifizierung“ der Mobilität gelegt. Für den Flugverkehr wird angenommen, dass der Ener-

906

giebedarf bis 2050 zur Gänze aus Biotreibstoffen abgedeckt wird (vgl. Tabelle 3.3), (Bliem et al., 2011)23. Der Energiebedarf im Sektor Mobilität kann somit um 70  % bezogen auf 2008 reduziert werden (Streicher et al., 2010). In der Studie „Energieautarkie für Österreich?“ wird dies ebenfalls mit einer Verlagerung von rund 60 % der Verkehrsleistung auf den Öffentlichen Verkehr und den nicht motorisierten Verkehr erreicht; ebenso wird von einem deutlichen Rückgang der Verkehrsleistung ausgegangen. Je nach Szenario liegt dieser zwischen 12 % und 56 % für 2050 bezogen auf die Verkehrsleistung inkl. Flugverkehr von 2005 (Umweltmanagement Austria, 2011), (vgl. Tabelle 3.3). Im Güterverkehr wird in der Studie „Energieautarkie Österreich 2050“ (Streicher et al., 2010) von einer deutlichen Verlagerung des Straßengüterverkehrs auf die Eisenbahn und das Schiff bei gleichzeitig Wachstum von bis zu 60 % innerhalb von 45  Jahren ausgegangen. Das Ziel wird durch eine fast vollständige Verlagerung des Straßengüterfernverkehrs auf Schiene und Wasser und eine Reduktion des Flottenverbrauchs erreicht (Streicher et al., 2010; vgl. Tabelle 3.4). Im Güterverkehr wird in der Studie „Energieautarkie für Österreich?“ (Umweltmanagement Austria, 2011) ebenfalls auf eine deutliche Verlagerung des Güterverkehrs auf Schiene und Wasser ausgegangen, wobei die Verkehrsleistung insgesamt quasi konstant bleiben soll (vgl. Tabelle 3.4). Nur in der Studie Energie [R]evolution wird von einem Rückgang der Verkehrsleistung im Güterverkehr ausgegangen; die Verlagerung auf die Schiene und das Wasser sind in einer vergleichbaren Größenordnung wie in den beiden anderen Studien (vgl. Tabelle 3.4).

23

Eine Bewertung der Realisierbarkeit war nicht Gegenstand der zitierten Studie. Ob diese Annahmen bis 2050 realisierbar sind, kann demzufolge auch nicht angegeben werden.

Kapitel 3: Energie und Verkehr

AAR14

Tabelle 3.4 Vergleichstabelle Studien zur Energieautarkie: Verkehrsleistung im Güterverkehr innerhalb von Österreich 2050. Quellen: Streicher et al. (2010); Umweltmanagement Austria (2011); Bliem et al. (2011) Table 3.4 Comparative table studies „energy self-sufficient“: transport performance in freight transport in Austria 2050. Sources: Streicher et al. (2010); Umweltmanagement Austria (2011); Bliem et al. (2011) 2050 [Mrd. tkm]

Straße

Wasser

¡

Index zum Basisjahr

Bliem et al., 2011

16,5

Schiene 27,0

2,5

46,0

84

Streicher et al., 2010 Sz. Konstant (1)

19,5

38,4

5,0

63,0

100

Streicher et al., 2010 Sz. BAU opt. (3)

36,1

44,9

7,0

88,0

160

Umweltmanagement Austria (2011) Sz. Pragm.

20,6

35,9

3,4

59,9

107

Umweltmanagement Austria (2011) Sz. Forciert

16,2

38,2

3,2

57,6

103

3.2.5

Adaptation und Mitigation: Lösungsansätze und politische Maßnahmen

Das Ziel, das derzeitige Verkehrssystem in ein nachhaltiges24 überzuführen, ist ein äußerst ambitioniertes. Es impliziert nicht mehr und nicht weniger als einen nachhaltigen Systemwechsel (GEA, 2012). Die Politik-Szenarien, die in Abschnitt  3.2.8 beschrieben werden, beschreiben alternative Pfade einer progressiven Transformation des österreichischen Verkehrssektors in Richtung Nachhaltigkeit. Es sei allerdings deutlich darauf hingewiesen, dass diese Transformation innerhalb der nächsten 50  bis 100  Jahre nur in einem globalen Kontext stattfinden können wird (vgl. GEA, 2012). Weiters ist in diesem Kontext hervorzuheben (vgl. ebenfalls GEA, 2012), dass diese globale Transition mit sozial ausgewogenen, ökologisch nachhaltigen und wirtschaftlich realisierbaren Entwicklungszielen gekoppelt sein muss. Der erwähnte nachhaltige Systemwechsel impliziert grundsätzlich allerdings auch, dass die Verbrennung von fossiler Energie im Verkehr durch die Verschiebungen der zurückgelegten Wege zu nicht-motorisierten Verkehrsarten (weniger Fahrzeugkilometer) einerseits und einen möglichst effizienten Energieeinsatz im motorisierten Verkehr (weniger fossile Energie pro Fahrzeugkilometer) andererseits auch erreicht wird. Weiters muss eine integrierte Landnutzungs- und Verkehrsplanung vorgenommen werden, welche bei der Identifizierung geeigneter Politiken zur Realisierung der gewünschten Transition neben technologischen Entwicklungen einen Schwerpunkt darstellen (GEA, 2012).

In diesem Abschnitt beschreiben wir, welche Politiken und Maßnahmen prinzipiell existieren, um letztendlich – in geeigneten Portfolios implementiert – Übergänge zu nachhaltigen Verkehrssystemen zu ermöglichen.

Ein Überblick zu verkehrspolitischen Strategien Die Realisierung eines nachhaltigen Verkehrssystems kann nur mit einem breiten Portfolio verschiedener Politiken, Maßnahmen und Aktionen umgesetzt werden. Diese Grundprinzipien sind in verschiedenen Arbeiten herausgefiltert (z. B. Ajanovic et al., 2011) – und können unter dem Überbegriff „Avoid, Shift, Improve“ zusammengefasst werden. Darunter können dann die wichtigsten Kategorien politischer Instrumente – Planung & Regulierung, ökonomische Anreize, soft tools und technologische Verbesserungen – subsummiert werden. Basierend auf diesen Überlegungen können die zu implementierende Politiken in die folgenden vier Kategorien eingeordnet werden (vgl. GEA, 2012): t


t
t
t


Regulierung und Verkehrsplanung (inkl. gesetzliche Maßnahmen: z. B. Rad- und Busspuren, emissionsfreie Zonen, Parkraumbewirtschaftung etc. Technische Maßnahmen: z. B. Hybrid-Busse, Autos mit Batterie oder Wasserstoffantrieb etc. „Soft measures“: z. B. Information, Bildung / Erziehung, Eco-Drive Systeme für öff. Busse etc. Ökonomische Anreize und fiskalische Maßnahmen: z. B. Straßenbenützungsgebühren, Tarife des ÖV, Parkgebühren, green-city Steuern etc.

24

Wenngleich der zentrale Fokus auf den THG-Emissionen und den daraus erforderlichen Maßnahmen zu Adaption und Mitigation des Klimawandels liegt, ist doch das übergeordnete Ziel, das Verkehrssystem unter Berücksichtigung ökonomischer, sozialer und ökologischer Aspekte in ein nachhaltiges zu transformieren. Eine detailliertere Diskussion von Nachhaltigkeitskriterien an dieser Stelle würde allerdings den Rahmen dieser Arbeit sprengen.

907

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

100

AAR14

Zusammenhang zwischen Primärenergieverbrauch und Siedlungsstruktur

90

Megajoule (m2 pro Jahr)

80 70 60 50 40 30 20 10 0 0,42

0,57

0,96

1,35

Geschossflächenzahl Infrastruktur

Wohnen Wärme (Betrieb)

Mobilität

Wohnen (Bau +Erhaltung+Abbruch)

Wohnen Elektrizität (Betrieb)

Abbildung 3.35 Primärenergieverbrauch verschiedener Siedlungstypen pro m2 Bruttogeschossfläche (BGF) und Jahr. Quelle: Ott (2008) Figure 3.35 Primary energy consumption of different types of settlements per m2 gross floor area and year. Source: Ott (2008)

Maßnahmenblock A: Möglichkeiten im Bereich Stadt- und Raumplanung zur Reduktion der THGEmissionen in Österreich In diesem Kapitel werden die wichtigsten möglichen und bereits umgesetzten bzw. in Umsetzung befindlichen Maßnahmen im Bereich Stadt- / Raumplanung zur Reduktion der THG-Emissionen sowie zur Anpassung an den Klimawandel dokumentiert. Die Forschung zu Raumordnungs- und Verkehrsaspekten ist in ihrer Analyse politischer Instrumente de facto zweigeteilt: einerseits werden Raumordnungsinstrumente auf ihre Wirkung auf Nutzungsveränderungen untersucht, andererseits verkehrspolitische Instrumente auf ihre Beeinflussung von verkehrlichen Strömen. In der realen Welt interagieren beide Bereiche und vor allem auch „Unvollkommenheiten“ in beiden Bereichen: zu billige Verkehrskosten (nicht internalisierte Umweltkosten des Straßenverkehrs) führen zu Zersiedelung, nicht verursachergerechte Aufschließungskosten (die Aufschließung peripherer Grundstücke wird durch jene zentraler subventioniert) führen zu Siedlungsstrukturen, die übermäßig viel Verkehrsbewegungen in Form von PKW-Verkehr verursachen.

908

Nachhaltige Raumordnung und -entwicklung stellt eine (langfristige) Schlüsselgröße zur Reduktion des Energieverbrauchs dar. Die Entwicklungen im Siedlungswesen haben einen maßgeblichen Einfluss auf den steigenden Energiebedarf. Die Siedlungsentwicklung in Österreich der letzten Jahrzehnte ist durch eine hohe Flächeninanspruchnahme, eine hohe Energieintensität, hohe Schadstoffemissionen und einen hohen Materialeinsatz gekennzeichnet. Die Wohnungsentwicklung hat sich weitgehend von der Bevölkerungsentwicklung abgekoppelt; d. h. die Zahl der Wohnungen wuchs in den letzten Jahren weitaus stärker an als die Bevölkerung. Die verstärkte Wohnraumschaffung – insbesondere im Stadtumland – führte ebenso wie die Ansiedlung von Betrieben, zu einer Ausweitung der Pendlerströme, die verkehrspolitische Implikationen sowie energie- und umweltrelevante Folgen mit sich bringen (Abbildung 3.35). Sowohl in der „Klimastrategie – Anpassung 2007“ (BMLFUW, 2007) als auch in der „Energiestrategie Österreich“ (BMWFJ, 2010) werden bereits Maßnahmen zur Raumplanung angeführt. Aspekte wie Neuorientierung bei Verkehrsund Raumplanung oder Erstellung eines Mobilitätskonzeptes des Bundes und der Länder wurden auch in der „Energiestrategie Österreich 2010“ übernommen. Am umfassendsten wurde das Thema im Österreichischen Raumentwicklungskonzept behandelt.

Österreichisches Raumentwicklungskonzept Klimaschutz bzw. Klimawandelanpassung sind in den Raumordnungsgesetzen der österreichischen Bundesländer noch selten explizit erwähnt. Jedoch finden sich klimarelevante Raumordnungsziele wie die Sicherung und sorgsame Verwendung der natürlichen Lebensgrundlagen, sparsamer Flächenverbrauch und die Vermeidung der Zersiedelung der Landschaft in allen Raumordnungsgesetzen. In jüngeren Novellen wird zudem die Zielsetzungen einer energiesparenden Siedlungsentwicklung und die Verwendung von EET konkret angesprochen. Die Raumplanungsinstrumente (Flächenwidmungs- und Bebauungspläne, Regional- und Landesentwicklungspläne) haben diesen Zielen zu entsprechen, kurz gesagt: Ziele und Instrumente sind vorhanden, es fehlt an der konsequenten Anwendung. Allerdings zeigen aktuelle Landesentwicklungsprogramme bzw. auch Stadt- und Regionalentwicklungspläne sowie örtliche Entwicklungskonzepte meist eine Bewusstheit der raumplanerischen Mitverantwortung für

Kapitel 3: Energie und Verkehr

AAR14

Klimaschutz und Klimawandelanpassung. Dementsprechend formulieren sie mittlerweile auch entsprechende Grundsätze und Maßnahmen. Unter dem Titel der Energieraumplanung steht Gemeinden und StandortentwicklerInnen zudem bereits eine Reihe von Planungstools zur Verfügung. Ein im Rahmen der ÖREK-Umsetzungspartnerschaft „Energieraumplanung“ erstellter Bericht analysiert 20 von insgesamt 160 dieser Tools (Stöglehner, 2013). Auf gesamtösterreichischer Ebene definiert das 2011 von der Österreichischen Raumordnungskonferenz beschlossene und damit von Bund, Ländern sowie Gemeinden abgestimmte Grundsatzdokument „Klimawandel, Anpassung und Ressourceneffizienz“ als eine der vier zentralen Säulen für eine wettbewerbsfähige, solidarische und nachhaltige Raumentwicklung (ÖROK, 2011). Folgende allgemeinen Zielsetzungen sind dort festgehalten: „Um sowohl den Energiebedarf als auch die Klimaschutzpolitik nachhaltig zu gestalten, soll / sollen: t


t


t


t
t
t


[…] eine nachhaltige Siedlungs- und Verkehrsentwicklung realisiert werden, um die weitere Flächenversiegelung zu limitieren und Ressourceneffizienz sicherzustellen; […] eine Reduktion der THG-Emissionen erfolgen, um dem Klimawandel ursächlich zu begegnen (Mitigation), sowie eine Verringerung des Energiebedarfs und eine Verlagerung von nicht erneuerbaren hin zu erneuerbaren Rohstoffen im räumlichen Verbund angestrebt werden; […] raumordnerische Maßnahmen eingesetzt werden, um bei der Bewältigung der Folgen des Klimawandels zu helfen (Adaption) und die Gefährdungen von Siedlungen und Gesellschaft zu begrenzen (Klimawandelanpassung; vgl. auch Policy Paper „Auf dem Weg zu einer nationalen Anpassungsstrategie“, 2010); […] eine verstärkte Ressourceneffizienz mögliche negative Effekte einer Ressourcenverknappung; […] oder Verteuerung auf Wirtschaftswachstum und sozioökonomischen Wohlstand wieder ausgleichen […] entsprechende Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten umgesetzt werden.“ (ÖROK, 2011)

Als relevante Aufgabenbereiche und Handlungsmöglichkeiten sind u. a. konkretisiert (vgl. ÖROK, 2011: t
t
t


Raumordnung zur Verbesserung der Energieeffizienz einsetzen. Flächen für EET ausweisen. Integrierte Raum- und Energiekonzepte erstellen.

t
t
t


t
t
t


t


t


Freihalten von Retentionsräumen („solidarische Retentionsräume“) und Regelung von Nutzungsbeschränkungen. Verstärkte Kooperation und verbesserte Abstimmung zwischen den Oberlieger- und Unterlieger-Gemeinden. Berücksichtigung von Hochwasserrückhalte- und Hochwasserabflussflächen in der Flächenwidmung sowie der in den Waldentwicklungsplänen vorgesehenen schutzfunktionalen Waldarealen. Verstärkte Koppelung zwischen Flächenwidmung und Gefahrenzonenplanung. Nachhaltige Siedlungs- und Freiraumentwicklung. Flächensparen und Flächenmanagement: Verstärkte Koppelung von Flächenwidmung, Bebauungsplanung und aktiver Bodenpolitik. Festlegung von Energieeffizienzkriterien in der Flächenwidmung (Beispiel „Energieausweis für Siedlungen“), Erstellung integrierter Raum- und Energiekonzepte unter Berücksichtigung des Mobilitätsmanagements; kriteriengeleitete Ausweisung von Vorranggebieten für bestimmte Arten der Energieversorgung. Nachhaltige Mobilität.

Effizienzaspekte und Raumordnung Fragen der Effizienz, wie Ressourcenverbrauch oder bebaute Fläche stehen in Verbindung mit der Raumplanung. Diese lassen sich anhand folgender Kategorien darstellen. Ressourcenintensität: Etwa 70  % bis 80  % des Energieund Materialeinsatzes werden durch die Bereiche Siedlungswesen und Verkehr – also durch räumliche Bedingungen – in Anspruch genommen. Potenziale zur Reduktion des Energiekonsums sind dementsprechend im Zusammenhang mit der Raumentwicklung zu analysieren. Finanzmittelintensität: Die Bereitstellung von technischer und sozialer Infrastruktur in einer Region ist mit hohen Kosten verbunden. Durch eine effiziente Raumorganisation, welche der Zersiedelung entgegenwirkt, können erhebliche Einsparungen im Infrastrukturbereich erzielt werden. Flächenintensität: Der Flächenverbrauch für Gebäude aller Art und Straßen nimmt kontinuierlich zu. Trotz eingeschränktem Dauersiedlungsraum auf Grund des hohen Gebirgs- und Waldanteils in Österreich, ist der Trend zur Zersiedelung sowie zu flächenintensiven Ein- und Zweifamilienhäusern ungebrochen. Die für Siedlungsraum verbrauchten Flächen stehen nicht für den Anbau von Energiepflanzen bzw. die Speicherung von CO2 in Form von Biomasse zur Verfügung, Verkehrsintensität: Durch Trends wie die wachsende Suburbanisierung, ein verändertes Freizeitverhalten und die Zu-

909

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

Nutzenergie pro Person und Jahr (in Gigajoule)

60

50

40

30

20

10

0 Wien

Niederösterreich Bundesländer

Mobilität ÖV Mobilität PKW/ Einspurige Licht, andere Elektrizität Heizen+Kochen Brauchwasser

Abbildung 3.36 Deutliche Unterschiede bezüglich Energie-Aufwendungen in verschiedenen Siedlungsstrukturen. Quelle: VCÖ (2012) Figure 3.36 Significant differences in energy consumption in different types of settlements. Source: VCÖ (2012)

nahme der interregionalen und internationalen Arbeitsteilung u. a.m. wird ein erhöhtes Verkehrsaufkommen bzw. ein wachsender Energieverbrauch mit den bekannten negativen Folgen für Mensch und Umwelt verursacht. Haushalte in Gebieten mit geringerer Siedlungsdichte verursachen vermehrt CO2Emissionen, weil diese durchschnittlich mit mehr PKWs ausgestattet sind und längere Wege (z. B. zum Arbeitsplatz oder zum Einkaufen) zurücklegen müssen. Innovative Gebäudekonzepte (z. B. Passivhäuser) ermöglichen am Einzelgebäude zwar einen niedrigeren Energieverbrauch, können jedoch nicht den steigenden Energieverbrauch des Verkehrs auf Grund zunehmender Zersiedelung verhindern. Daher werden langfristige und zukunftsorientierte Raumordnungsstrategien benötigt, deren primäres Ziel eine Verhinderung energieintensiver Raumstrukturen sein muss (vgl. Abbildung 3.36).

Raumplanung und Vermeidungsstrategien Die Leitbilder, Instrumente und Methoden der Raumplanung umfassen wesentliche Ansatzpunkte von Vermeidungsstrategien wie ressourcenschonende Siedlungsstrukturen und die Flächenvorsorge für erneuerbare Energien: Stadt / Region der kurzen Wege durch eine verkehrssparende Organisation der Funktionen (Wohnen, Arbeiten, Versorgen, Erholen) im Raum sicherstellen. Dies erfordert Koopera-

910

AAR14

tion auf verschiedenen Ebenen (lokal, regional, überregional) und eine abgestimmte, Gemeindegrenzen überschreitende Entwicklungsstrategie. Durch eine „dezentrale Konzentration“ (kompakte und durchmischte Siedlungsentwicklung, Stärkung von Ortskernen) können KFZ-Verkehr vermieden und klimawirksame Emissionen reduziert werden. Insbesondere in den Agglomerationsräumen besteht hohes Verdichtungspotential (hoher Einfamilienhausanteil in den Speckgürteln). Eine Stadt / Region der kurzen Wege „entspricht dem Leitbild der sanften Mobilität und somit der nachhaltigen Stadtentwicklung und bedeutet im engeren Sinn die Schaffung kompakter, ressourceneffizienter Siedlungsstrukturen, eine strukturell ausgewogene Durchmischung miteinander verträglicher Nutzungen und die gute Erreichbarkeit von Einrichtungen der Nahversorgung und Orten der Naherholung in fußläufiger Entfernung bzw. ergänzend mit öffentlichen Verkehrsmitteln.“ (Voigt et al., 2008). Eine Siedlungsstruktur der kurzen Wege gemeinsam mit einer entsprechenden Funktionsmischung ermöglicht den VerkehrsteilnehmerInnen mehr Wege mit dem ÖV, dem Rad oder zu Fuß zurückzulegen weil deren – durch Körperenergieaufwand gegebenen – Einsatzgrenzen nicht überschritten werden. Es ergeben sich erhebliche empirische Unterschiede auf Basis der KONTIV-Erhebungen (=  theoretische Potentiale) zwischen Ballungsräumen und ländlichen Siedlungsgebieten insbesondere in Bezug auf Motorisierungsgrade (−20  % in städtischen Bereichen), Wegeweiten (−40 %), oder Verkehrsleistungen (−55 %) (Ott, 2008, Hesse und Trostorff, 2000). Wie Haushaltsbefragungen zu den diversen Verkehrskonzepten zeigen, machen insbesondere in Gemeinden mit weniger als 20 000 EinwohnerInnen externe Wege den größten Anteil an den zurückgelegten Distanzen aus. Die genannten Potentiale sind daher in hohem Ausmaß auf externe (außerhalb der Heimatgemeinde) zurückgelegte Wege zurückzuführen. Die Berücksichtigung der externen Wege und damit der Lage im Raum (in Bezug zu den nächstgrößeren Zentren – Zentrale Orte Prinzip) ist daher wesentlich (vgl. Hesse and Trostorff, 2000) Zahlreiche Projekte zum Zusammenhang von Energie und Siedlungsentwicklung wurden in den letzten Jahren durchgeführt und es stehen mittlerweile Energierechner für Siedlungsstrukturen zur Verfügung. Das aus dem Klima- und Energiefonds geförderte Projekt EFES (Energieeffiziente Siedlungen) kommt im Endbericht zu folgendem Schluss: „Generell kann aus dem Energy Rating das Missverhältnis zwischen den Fortschritten im Gebäudebereich und den bisher geringen Anstrengungen im Mobilitätsbereich und im Bereich des Nutzerverhaltens sehr gut abgelesen werden. Im Bereich der Mobilität

Kapitel 3: Energie und Verkehr

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Abbildung 3.37 Vergleich des Energieverbrauches einer zentrale gelegenen mit einer peripheren Passivhaussiedlung. Quelle: Dallhammer et al. (2010) Figure 3.37 Comparation in energy consumption between a central and peripherical located passive house settlements. Source: Dallhammer et al. (2010)

kann bemerkt werden, dass ein Wohngebiet mit sehr schlechter ÖV-Erschließung um 80 % mehr Primärenergie verbraucht als ein Wohngebiet in sehr gut erschlossener Lage. Außerdem lassen die unterschiedlichen Szenarien erkennen, dass die Variation der Anzahl der Stellplätze einen erheblich stärkeren Effekt auf den Primärenergiebedarf für Mobilität hat, als die Variation bei der ÖV-Versorgung. Im folgenden Beispiel kann dieser Unterschied der Versorgungslage noch etwas deutlicher dargestellt werden: Die beiden verglichenen Siedlungen sind beide im Passivhausstandard erbaut, werden mit Wärmepumpe beheizt und ihre BewohnerInnen kennzeichnen sich durch sparsames Verbrauchsverhalten aus. Allerdings liegt Siedlung 1 in peripherer Lage, ist somit sehr schlecht versorgt, die zweite Siedlung ist zentral gelegen und umgeben von zahlreichen Versorgungseinrichtungen und mit öffentlichem Verkehr sehr gut erschlossen. Hierbei ist erkennbar, dass Siedlung 1 im Mobilitätsbereich um 80 % mehr Primärenergie benötigt als die vergleichbare, im Zentrum gelegene Siedlung.“ (Dallhammer et al., 2010, vgl. Abbildung 3.37) Es existiert eine Mindestgröße und -dichte von Siedlungen um eine effiziente Erschließung mit öffentlichem Verkehr gewährleisten zu können. Erschließungskosten, Flächenverbrauch und Emissionen steigen mit abnehmender Bebauungsdichte und zunehmender Zersiedlung stark an. Die räumliche Verteilung der Aktivitäten soll eine gute Erreichbarkeit mit einem kostenmäßig vertretbaren Aufwand mit öffentlichen Verkehrsmitteln ermöglichen.

Mit der zunehmenden Individualisierung der Gesellschaft, der arbeitsteiligen Organisation, der steigenden Ansprüche und Bedürfnisse, ist das Ziel einer verkehrssparsamen Siedlungsstruktur nur mit einem Mindestmaß an Größe und Dichte der Siedlungen zu erreichen. Dies erfordert allerdings eine Entwicklungspolitik die Klein- und Mittelstädte fördert und nicht weiter auf die Erhaltung von dezentralen dörflichen Strukturen mit schlechter Versorgung mit öffentlichem Verkehr und langen Wegen zu den Arbeitsplatzzentren setzt. Folgende Maßnahmen könnten zur dezentralen Konzentration beitragen (sie betreffen allerding nicht nur die Raumplanung, sondern auch die relevanten sektoralen Politiken): Finanzausgleich, Wohnbauförderung bzw. Eigenheimzulage, Steuerung des Zweitwohnungsbaus oder auch die Erhöhung der Kostenwahrheit und Umsetzung des Verursacherprinzips bei der Versorgung mit verkehrlicher und technischer Infrastruktur. „Hier eröffnet sich ein zentraler raumpolitischer Zielkonflikt: die Aufrechterhaltung der ländlichen dörflichen Strukturen, die Vermeidung von Abwanderung, Entsiedelung und Entleerung steht im Widerspruch zu klimapolitischen Zielen, solange der Kfz-Verkehr einer der Hauptverursacher des Klimawandels ist und eine ausreichende flächendeckende Erschließung mit öffentlichem Verkehr fehlt.“ (CIPRA, 2010) Innenentwicklung statt Zersiedlung kann durch die Förderung verdichteter Bauformen und Mischnutzung forciert werden. Bauland darf nur noch dort gewidmet werden, wo eine adäquate Erreichbarkeit mi öffentlichen Verkehrsmitteln

911

912

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

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gegeben ist. Dies erfordert eine Kopplung der Wohnbauförderung an raumplanerische Kriterien und Instrumente. Die Wohnbauförderung wird im Allgemeinen undifferenziert, d. h. unabhängig von raumplanerischen Kriterien (Lage, Erreichbarkeit, Umfeld) gewährt, was den Prozess der Zersiedelung verstärkt und für die räumliche Entwicklung sowie den Klimaschutz als kontraproduktiv bezeichnet werden muss. Das Niedrigstenergiehaus draußen auf der grünen Wiese, von dem man – zwangsmobil – mit dem Auto in die Stadt fährt, verbraucht deutlich mehr Energie als eingespart wurde. Die Novellen der Wohnbauförderungsrichtlinien der Länder haben in den letzten Jahren durchwegs wichtige Schritte in Richtung Ökologisierung und Klimaschutz gesetzt, indem unterschiedliche Förderungssätze nach dem Grad der Energieeinsparung eingeführt wurden. Auch wenn in Fragen der Bauausführung (Isolierung, Heizungssystem) bereits beachtliche Erfolge erzielt werden konnten, finden sich in der Wohnbauförderung noch kaum Ansätze für eine raum- und verkehrsparende Steuerung der Siedlungsentwicklung. Ein weiteres Ungleichgewicht zwischen den Verkehrsträgern zu Ungunsten des Umweltverbundes verursacht zudem die Förderung von Garagen bzw. Garagenabstellplätzen. Die Innenentwicklung von Städten und Siedlungen stellt an die kommunalen Verwaltungen komplexe Herausforderungen (Baulandmobilisierung, Flächensicherung, Flächenrecycling, Kooperation auf verschiedenen Ebenen). Die Städte und Gemeinden müssen einerseits bestmögliche Rahmenbedingungen für private InvestorInnen schaffen, andererseits aber dabei auch die öffentlichen Interessen der Allgemeinheit vertreten. Das Kräftespiel zwischen öffentlichen und privaten Interessen benötigt auf beiden Seiten bewegliche Verhandlungsformen und die angepasste Planungsprozesse sowie -instrumente. Integrative Standortpolitik fördern, um die Erreichbarkeit für KundInnen und MitarbeiterInnen mit öffentlichen Verkehrsmitteln zu gewährleisten sowie Standorte mit Schienenanschluss zu begünstigen. Regionale Wirtschaftskreisläufe fördern um lange Transportwege zu vermeiden. Die Intensität des Standortwettbewerbs hat sich angesichts veränderter Rahmenbedingungen in den letzten Jahren deutlich verschärft (vgl. CIPRA, 2010). Die traditionellen Instrumente der Wirtschaftsförderung und Standortpolitik scheinen nur noch bedingt in der Lage zu sein, den gestiegenen Herausforderungen gerecht zu werden. Einerseits konkurrieren die Gemeinden um Betriebe, was zu Betriebsstandorten führt, die nur mit dem PKW erreichbar sind oder abseits eines Bahnanschlusses liegen. Andererseits gibt es aber auch Instrumente der interkommunalen Zusammenar-

beit in Gemeindeverbänden und Formen eines horizontalen Finanzausgleichs, z. B. Entschädigung von Gemeinden für die Erhaltung von Erholungsflächen. Im Fall von öffentlichen Infrastrukturinvestitionen oder Förderungen kann die Standortentwicklung an eine nachhaltige Mobilitätsorganisation gekoppelt werden. Besonders klimarelevant ist die Integration in das Siedlungsgebiet und die Erschließungsmöglichkeit im Umweltverbund bei Handelsstandorten sowie publikumsintensiven Versorgungs- und Freizeiteinrichtungen. Aufgrund von Novellierungen der Raumordnungsgesetze können in den meisten Bundesländern Handelseinrichtungen ohne Größenbeschränkung nur mehr in „Zentrumszonen“, also integriert in die Siedlungsstruktur genehmigt werden. Die Vermeidung von Agglomeration kleinerer Handelseinrichtungen an den Betriebsgebieten der Ortsrändern (z. B. Diskonter am Kreisverkehr) lässt sich jedoch noch nicht befriedigend steuern. Umgekehrt finden wir mittlerweile aber in zahlreichen Marktgemeinden und Kleinstädten wieder lebendige Ortskerne vor wie z. B. in Ottensheim, Lauterach oder Waidhofen / Ybbs, die über eine aktive Raumplanung verfügen und in denen Maßnahmen der Stadt- / Dorferneuerung umgesetzt wurden (vgl. LandLuft, 2012). Konsequent ressourcensparendes Bauen fördern und Abstimmung der Siedlungsstrukturentwicklung mit bestehenden Infrastrukturnetzen (z. B. Fernwärme- und Fernkältenetzen, öffentlicher Verkehr). Dazu ist es erforderlich, für Siedlungsgebiete und Bauvorhaben auch Anschlusspflichten bzw. Anreize z. B. zum Anschluss an das Fernwärmenetz zu definieren, wofür erst in einigen Bundesländern die gesetzlichen Voraussetzungen gegeben sind und generell wenig Praxiserfahrung vorliegt. Wesentliche Aufgaben wie in räumlichen Sachprogrammen Energie zusammengeführt werden sollte sind vor allem (vgl. Stadtland, 2010): t


t
t


t


Darstellung der (vorhandenen) Energieversorgung (Kraftwerke, KWK-Anlagen, Heizwerke, Müllverbrennungsanlagen etc.). Festlegung der Prioritäten der verschiedenen Energieträger sowie Darstellung des räumlichen Bezugs. Darstellung von nutz. B.aren Energieversorgungs- und Abwärmepotenzialen (Industrie, Abwasser, Oberflächengewässer, Geothermie, Biomasse, Müllverbrennungsanlagen, Umgebungswärme). Darstellung von (vorhandenen) Großabnehmern (Industrie, Gewerbe, ev. dichte Siedlungsgebiete) für Strom, Wärme und Kälte.

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t


t
t


t


Ausweisung von Eignungszonen sowie Ausschließungsgebiete für Windenergieerzeugungsanlagen, Photovoltaik / Solarthermie, Geothermie / Erdwärmesonden. Umgang mit bestehenden konventionellen Anlagen sowie mit Wasserkraft. Ausweisung von Eignungsgebieten (Vorranggebiete) für leitungsgebundene Energieträger (Fernwärme, Erdgas, Fernkälte). Festlegungen zur Energieeffizienz von Siedlungskörpern und des Verkehrssystems.

Flächenvorsorge für EET (Windräder, Photovoltaik, Wasserkraft, Biomasseproduktion) ist aktiv zu betreiben und mögliche Konflikte zwischen der Nutzung erneuerbarer Energien (Wasser, Wind, Biomasse), dem Naturschutz und anderen Nutzungen (Forst, Tourismus, Jagd, Energiewirtschaft, etc.) zu vermeiden. Unterschiedliche Maßnahmen im Bereich der Raumplanung können aktiv zur einer regionalisierten Energieversorgung mit erneuerbaren Energien beitragen: Verankerung von Klimaschutz und Energiesicherheit in den Raumordnungszielen, Neugestaltung der Bauordnungen zur optimalen Nutzung von Solarenergie im Neubau und bei der Bestandssanierung oder auch die räumliche Festlegung von Standorten für Energieproduktionsanlagen. Insbesondere durch die Mitwirkung / Koordination bei der Erstellung von regionalen / lokalen Energiekonzepten und Energieleitbildern kann die ressourcenschonende Raumentwicklung forciert und auf eventuelle Nutzungskonflikte vorausschauend reagiert werden. (vgl. CIPRA, 2010). In mehreren Bundesländern sind Zonen bzw. Kriterien für die Nutzung EET definiert, insbesonders Windkraftanlagen. Ein international beachtetes best-practice-Beispiel ist das Regionale Rahmenkonzept für Windkraftanlagen im Nordburgenland (Stanzer, 2010).

Erklärungsansatz zu den Wirkungsmechanismen der Interaktion von Raumordnung und Verkehr In einer Kopplung eines Wohnortwahlmodells mit einem Verkehrsmodell (Verkehrsprognose Österreich 2025+) untersuchen Kulmer et al. (2012) für eine österreichische Region (Landeshauptstadt und Umfeld) erstmals auch die wechselseitige Wirkung der Instrumente (zur Methode: Bednar-Friedl et al., 2011). Für ökonomische verkehrliche Instrumente (gezeigt am Beispiel der Erhöhung der variablen PKW-Kosten pro Kilometer, wie einer Erhöhung der Mineralölsteuer oder PKWRoad Pricing) stellt sich heraus, dass diese nur bei einer Höhe, wie sie politisch nicht akkordierbar wäre, merkbar zu einer

Kapitel 3: Energie und Verkehr

veränderten Siedlungsstruktur führen würde (d. h. die Zersiedlung einbremsen würde). Im Kern sind die Unterschiede in den Grundstückspreisen zwischen Stadt und Umland so groß, dass sie alle verkehrlichen Kostenüberlegungen der Haushalte dominieren. Die Zersiedlung kann somit durch Erhöhung der Verkehrskosten nicht realistisch unterbunden werden. Umgekehrt hingegen wirken raumplanerische Instrumente zwar primär auf die Siedlungsstruktur, diese aber merkbar auf die sich durch diese Siedlungsstruktur einstellenden Verkehrsströme (sowohl in Umfang wie auch in Modal Split). Dies zeigt unter Verwendung des aktuellsten österreichischen Verkehrsprognoseinstruments (Verkehrsprognose 2025+), dass der Ansatz der Raumplanung und seiner Instrumente auch quantitativ die Verringerung des PKW-Verkehrs durch kürzere Wege und Verlagerung auf andere Verkehrsmittel effektiv vorantreiben könnte. Sehr eindeutig wird in dieser Arbeit auch gezeigt, dass die Raumplanung eine notwendige, aber nicht hinreichende Voraussetzung für eine effektive Verlagerung ist: die simultane Förderung des Öffentlichen Verkehrs (Taktverdichtung, Qualitätssteigerung) kann die Verlagerungswirkung wesentlich erhöhen. Diese Schlussfolgerung wird auch durch Steininger (2008) unterstützt, einer Untersuchung der quantitativen verkehrlichen Auswirkungen einer haushälterischen Standortentwicklung für den Zentralraum Salzburg. Für den Zeithorizont 2025 zeigt diese Studie, dass der Anstieg der THG-Emissionen aus dem Verkehr von 13,5 % im Trendszenario auf 3 % eingebremst werden kann, wenn das Sachprogramm einer haushälterischen Standortentwicklung in diesem Zentralraum umgesetzt wird.

Raumplanung und Anpassungsstrategien Elemente und Instrumente raumplanerische Anpassungsstrategien an den Klimawandel österreichweit (Österreichisches Raumentwicklungskonzept) bzw. auf Ebene der Länder, Regionen und Gemeinden wurden bereits zu Beginn dieses Kapitels angesprochen. Auf transnationaler Ebene liegt für den Alpenraum die „Transnational Strategy for Climate Proof Spatial Planning“ (Stadtland, 2011) vor. Der Alpenraum ist hinsichtlich des Klimawandels besonders gefährdet (hohe vulnerability, geringe Resilienz). Die Anpassungsstrategie soll EntscheidungsträgerInnen und Verantwortlichen der Raumplanung und anderer raumrelevanter Fachplanungen als Orientierungs- und Entscheidungshilfe zur Entwicklung geeigneter Anpassungsstrategien und -maßnahmen an den Klimawandel dienen. In sektorübergreifenden Aktionsfeldern wurden jene Maßnahmen und Handlungsoptionen gebündelt, die aus

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Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

Sicht der Raumplanung die größten Anpassungserfolge für den Alpenraum erwarten lassen. Generelle Handlungsfelder:

und Straßenräumen) Grün- und Freiflächen bei. Zur Sicherung von Frischluftschneisen und grünen Kühlräumen im Rahmen der Regional-, Stadt- und Gemeindeplanung gibt es noch wenig Praxiserfahrung. Umgang mit Unsicherheit: Generell lassen die Klimamodelle derzeit noch keine regionalen und kleinräumigen Aussagen über die Wirkungen des Klimawandels zu, was die Argumentationskraft und die rechtlich stichhaltige Restriktion im Rahmen der Regionalplanung sowie Flächenwidmungsund Bebauungsplanung erschwert.

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Weiterentwicklung der Planungsinstrumente Ländergrenzen und Sektoren übergreifende Zusammenarbeit Wissensbasis und Wissenstransfer Bewusstseinsbildung Awareness-raising Spezifische Handlungsfelder Resiliente Siedlungs- und Infrastruktur Schutz vor Naturgefahren Integriertes Wasser- und Ressourcnmanagement Landschaftsentwicklung und Freiraumsicherung Neuorientierung im Tourismus

Als Schwerpunktaufgaben in der Raumplanungspraxis sind folgende Aspekte zu nennen: Der Umgang mit neuen und / oder verschärften klimabezogenen Naturgefahren erfordert die Veränderung der Gefahrenzonenplänen / Gefahrenkarte. Deshalb sind Maßnahmen wie die Rückwidmung von Bauland in neuen Gefährdungszonen, die Flächensicherung für zusätzliche Schutzmaßnahmen (Ausweitung von Wasserrückhalteflächen, Hochwasserdämme, Lawinenschutz- und Wildbachverbauungen) oder die Präzisierung von Regelungen in Bebauungsplänen zur Gefahrenabwehr (z. B. Dachneigung, Dachlast, Verbotszonen für Gefahrenstofflagerung und Nutzung in Keller- und Erdgeschossen) notwendig. Vorbeugende Schutzmaßnahmen (z. B. Retentionsflächen zur Wasserrückhaltung) müssen in Gebieten bzw. Gemeinden vorgenommen werden, die von diesen Maßnahmen nicht profitieren, sondern Nachteile haben (Nutzungseinschränkungen, Kosten). Es braucht also regionale, gemeindeübergreifende Konzepte, die einen Ausgleich zwischen Kosten und Nutzen erfordern. Dafür liegen noch keine verallgemeinerbaren Modelle vor, doch zeigen unzählige good-practice Beispiele den Nutzen sowie Lösungsansätze auf. Horizontale und vertikale Kooperation auf allen Ebenen (Bund. Land und Gemeinden) zur integrierten Siedlungsentwicklung und im Bereich Katastrophenvorsorge und -schutz. Koordination verschiedener Förderungen und Politiken (z. B. Verkehrs-, Finanz-, Wirtschafts-, Wohnungspolitik) auf allen Ebenen. Zur Vermeidung von Wärmeinseln in dicht bebauten Kernstädten trägt der Schutz und Ausweitung innerstädtischer (z. B. Dach- und Hofbegrünung, Bepflanzung von Fassaden

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Maßnahmenblock B: Technische Lösungsansätze alternativer Antriebstechnologien, alternativer Energieträger und Effizienzsteigerungen konventioneller „Fahrzeuge“ In diesem Kapitel wird der derzeitigen Stand und die Zukunftsperspektivem für Technologien und alternative Energieträger im Verkehrsbereich bis 2050 dokumentiert. Mögliche technische Lösungsansätze beziehen sich auf die folgenden zentralen Schwerpunkte: t


t


t


Verbesserung der derzeit genutzten Technologien, was vor allem im Bereich des motorisierten Individualverkehrs von vorrangiger Bedeutung ist. Forcierung neuer emissionsarmer Antriebskonzepte: Hier stehen vor allem Fahrzeuge mit Elektroantrieben und Brennstoffzellen im Mittelpunkt. Nutzung alternativer Energieträger: Biofuels, Wasserstoff, CNG, Biomethan etc.

Um diese Probleme zu lösen, sind die Steigerung der Effizienz der Fahrzeuge und die Reduktion der Effizienz ausgedrückt in g CO2 / km wichtige Strategien in Europa, den USA, Japan und anderen Ländern (vgl. EC, 2010; JAMA, 2008). Z. B. hat die EC im Jahr 2007 als Ziel festgelegt für 2012 eine Reduktion von ca. 25 % der Werte von 2006 anzustreben, ein Wert von 120 g CO2 / km bis 2012. Wie allerdings Abbildung 3.38 zeigt war schon 2010 absehbar, dass dieses Ziel nicht erreicht werden würde. Ein Grund dafür waren die weiter steigenden Leistungen der Fahrzeuge und darüber hinaus die Fahrleistungen.

Verbesserungspotenziale bei derzeit genutzten Technologien: Zunächst analysieren wir Möglichkeiten, die Effizienz der derzeit genutzten Antriebstechnologien zu verbessern. In Benzinfahrzeugen gehen mehr als 60 % der Kraftstoffenergie im

Kapitel 3: Energie und Verkehr

AAR14

225 200

KAMA JAMA

175

ACEA

© European Union, http://eur-lex.europa.eu/, 1998-2014

150 140 gCO2/km

125

Abbildung 3.38 CO2-Emissionen von neu zugelassenen PKWs unterschieden nach Automobilherstellerverbänden aus Europa (ACEA), Japan (JAMA) und Korea (KAMA), adaptiert nach den Veränderungen in den Testzyklen. Quelle: EC (2010)

130 gCO2/km

100 95 gCO2/km 75 50 25 0 1995

2000

2005

2010

2015

2020

Figure 3.38 CO2-emissions from new passenger cars by the European (ACEA), Japanese (JAMA) and Korean (KAMA) car manufacturer associations (adjusted for changes in test cycle procedure). Source: EC (2010)

Verbrennungsmotor verloren. Dieselfahrzeuge sind hier um ca. 15–25 % effizienter. Obwohl der Verbrennungsmotor eine ausgereifte Technologie darstellt, gibt es noch eine Vielzahl an Verbesserungspotenzialen (siehe z. B. Toro et al., 2010). Tabelle 3.5 gibt einen Überblick zu möglichen Maßnahmen, die Effizienz von Fahrzeugen durch Verbesserung der Motor- und Übertragungstechnologien zu steigern. Tabelle 3.6 fasst Projektionen von Effizienzsteigerungen an Fahrzeugen im Vergleich zu einem Benzinfahrzeug (in %) für verschiedene Antriebssysteme aus verschiedenen Studien zusammen. Wie diese Tabelle zeigt, kann bei Benzin- und Die-

selfahrzeugen bis 2050 eine kontinuierliche Verbesserung realisiert werden, und insgesamt mit verbesserten Technologien fast 50 % Effizienzsteigerung erreicht werden. Aber auch bei den elektrischen Antrieben und der Brennstoffzelle sind weitere Effizienzsteigerungen zu erwarten (vgl. Tabelle 3.6).

Tabelle 3.5 Mögliche Maßnahmen, die Effizienz von Fahrzeugen durch Verbesserung der Motor- und Übertragungstechnologien zu steigern. Quelle: Kobayashi et al. (2009)

Tabelle 3.6 Projektionen von Effizienzsteigerungen an Fahrzeugen im Vergleich zu einem Benzinfahrzeug (in %). Quelle: Kobayashi et al. (2009)

Table 3.5 Potential measures to enhance the efficiency of engine and transmission technologies. Source: Kobayashi et al. (2009)

Table 3.6 Forecast in increasing the efficiency of vehicles compared to a gasoline vehicle (in%). Source: Kobayashi et al. (2009)

Vergleichende ökonomische und ökologische Bewertung Wie bereits gezeigt, haben die analysierten Technologien bereits heute eine deutlich höhere Effizienz und geringere CO2Emissionen als konventionelle Fahrzeuge. Das grundsätzliche

2010

2020

2030–2035

2050

6–15

29

37–53

28–45

Gasoline (G)

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15–29

48

46–60

32–47

Hybrid-G

17–57

57

64–69

Hybrid-D

36–59

63

72

Fuel cell

53–58

71–74

63

Fuel cell-hybrid

52–73

76–78

82

80

Gasoline (G)

Electric vehicle

2010

2020

2030–2035

2050

6–15

29

37–53

28–45

Diesel (D)

15–29

48

46–60

32–47

40–52

Hybrid-G

17–57

57

64–69

40–52

40–55

Hybrid-D

36–59

63

72

40–55

Fuel cell

53–58

71–74

63

Fuel cell-hybrid

52–73

76–78

82

80

Abdruck mit freundlicher Genehmigung von Springer Science+Business Media: Energy Efficiency; Energy efficiency technologies for road vehicles; Band 2(2); 2009; S.134; Kobayashi, S., Plotkin, S., Kahn Ribeiro, S., Tab.1 [Source data EPA HP (www.fueleconomy.gov/feg/atv.shtml); Duleep 2008; HM Treasury 2007; IEA 2008]

Electric vehicle

Abdruck mit freundlicher Genehmigung von Springer Science+Business Media: Energy Efficiency; Energy efficiency technologies for road vehicles; Band 2(2); 2009; S.135; Kobayashi, S., Plotkin, S., Kahn Ribeiro, S., Tab.2 [GM/LBST 2002; GM/ANL 2005; EUCAR/CONCAWE/JRC 2006, JHFC 2006; Heywood and Weiss 2003; Ceah et al. 2007; Kromer and Heywood 2008; IEA 2008]

915

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

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2010

3 FCV (H2 RES-Mix)

2,5

2050

1,2

FCV H2

FCV H2-Nat.Gas

1

FCV (H2 RES-Mix)

0,8

1,5 BEV-Nat.Gas New

BEV-UCTE-Mix

BEV-RES

1

Diesel Hybrid ICE

50

100

150 200 gCO2-Equ. / km

250

300

350

Abbildung 3.39 Vergleich der spezifischen CO2-Emissionen pro km gefahren und der Mobilitätskosten pro gefahrenem km konventioneller Autos mit Hybrid, Elektro- (BEV) und Brennstoffzellenfahrzeugen im Jahr 2010 Figure 3.39 Comparison of the specific CO2-emissions per km driven and the costs per km driven of convential cars with hybrid, electro and fuel cell cars in 2010

Hindernis für eine weitere Verbreitung sind allerdings die wesentlich höheren Kosten, vor allem bei den Investitionen. Ein Vergleich zwischen konventionellen Pkw mit Antrieb basierend Hybrid, Elektro- (BEV) oder Brennstoffzelle bezüglich der spezifischen CO2-Emissionen pro km und der Mobilitätskosten pro km ist in Abbildung  3.39 dargestellt. Fahrten mit konventionellen Pkw ist am billigsten, weist aber die höchsten CO2-Emissionen per km auf. Hybridautos und Erdgasautos haben geringfügig höhere Kosten aber erkennbar niedrigere Emissionen. Diese Fahrzeugtypen können als Überbrückungstechnologien eingestuft werden. In Bezug auf Emissionen sind Elektro- (BEV) und Brennstoffzellenfahrzeuge basierend auf Strom oder Wasserstoff von erneuerbarer Energieträgern die absolut günstigste Option Allerdings sind diese derzeit bezüglich der Kosten noch nicht wettbewerbsfähig. Abbildung 3.40 zeigt den korrespondierenden Vergleich für 2050. Die wichtigsten Erkenntnisse aus dieser Abbildung sind dass, wenn die entsprechenden Lernprozesse realisiert werden und eine CO2-Steuer für Kraftstoffe eingeführt wird, Elektro- (BEV) und Brennstoffzellenfahrzeugen im Jahr 2050 wirtschaftlich mit konventionellen konkurrieren könnten.

Bewertung der Potenziale neuer Technologien Aus den verschiedenen Studien lassen sich für Elektro- und Brennstoffzellenfahrzeuge die folgenden Erkenntnisse ableiten: Bis 2020 wird keine dieser Technologien quantitativ eine Rolle spielen und reine Elektro- bzw. Brennstoffzellenfahrzeu-

916

0,6

Gasol.Hybrid ICE Diesel ICE Diesel Hybrid ICE

0,2

Gasol. ICE Diesel ICE

0 0

BEV-UCTE-Mix

BEV-Nat. Gax New BEV-RES-Mix Gasol. ICE

0,4 Gasol.Hybrid ICE

0,5

EUR / km

EUR / km

2

0 0

50

100

150 200 250 gCO2-Equ. / km

300

350

Abbildung 3.40 Vergleich der spezifischen CO2-Emissionen pro gefahrenem km und der Mobilitätskosten pro km gefahren konventioneller Autos mit Hybrid, Elektro- (BEV) und Brennstoffzellenfahrzeugen im Jahr 2050 Figure 3.40 Comparison of the specific CO2 emissions per km driven and the costs per km driven of convential cars with hybrid, electro and fuel cell cars in 2050

ge werden in Summe bis 2020 einen Anteil von ca. 1 % der Fahrzeugflotte erreichen. Lediglich für Hybridfahrzeuge wird der Marktanteil höher sein. Allerdings ist es wichtig, in Bezug auf die Infrastruktur für die Zeit nach 2020 diese Fahrzeuge schon heute zumindest prinzipiell bei der Planung miteinzubeziehen.

Bewertung der Potenziale erneuerbarer Energieträger Das dynamische Potenzial alternativer Energieträger in Österreich bis 2050 basierend auf nichtkonventionellen biogenen Rohstoffen wurde in dem Projekt ALTETRÄ (Ajanovic et al., 2012a) analysiert. Demzufolge existiert für EET basierend auf nichtkonventionellen biogenen Rohstoffen ein merkliches aber auch deutlich beschränktes zusätzliches Potenzial, das maximal beim Vierfachen des heute genutzten liegt (vgl. Abbildung 3.41). Um dieses zusätzliche Potenzial aus gesellschaftlicher Sicht optimal zu erschließen, ist die Einführung einer CO2spezifischen Steuer auf alle Energieträger, welche die heutige MöSt ersetzt, eine elegante und effiziente Lösung (vgl. auch Abschnitt 3.2.7). Es ist deutlich zu sehen, dass nach ca. 2020 Biofuels der 2.  Generation – sofern entsprechende Lerneffekte bezüglich der Kosten erzielt werden und die Technologien technische Reife erreicht haben – zu einer deutlichen Steigerung der Nutzung dieser vor allem auf Lignozellulose basierenden Rohstoffe führen können. Dies wird allerdings nur dann re-

Kapitel 3: Energie und Verkehr

AAR14

140 120 100 PJ

alisiert, wenn die beschriebene CO2-spezifische Steuer auf alle Energieträger implementiert wird. Damit – vor allem mit Biodiesel auf FT-Basis – können die biogenen Rohstoffe auch effizienter genutzt und höhere CO2-Einsparungen realisiert werden.

80 60

Maßnahmen C: Verkehrsplanung / „Soft tools im Verkehr“ zur Reduktion der THG-Emissionen in Österreich In diesem Abschnitt werden die wichtigsten möglichen Maßnahmen im Bereich „Soft tools im Verkehr“ zur Reduktion der THG-Emissionen dokumentiert.

Physische Mobilität von Menschen Externe Mobilität ist ein intrinsisches Mittel zur Erfüllung von menschlichen Bedürfnissen, die nicht zu Hause erfüllt werden können. In unserer modernen Gesellschaft sind dies Ausbildung, Arbeit, Geschäftstätigkeit und Freizeit (soziale Kontakte, Erholung, Erlebnis, Sport und Bewegung etc.). Forschungsergebnisse der letzten etwa 30 Jahre legen u. a. den Schluss nahe, dass menschliche Wege von einer Stabilität der durchschnittlichen Reisezeitbudgets in der Gesellschaft dominiert werden (Zahavi und Talvitie, 1980; Hupkes, 1982; Schäfer, 2000; Metz, 2008). Aus der Erkenntnis der großteils stabil bleibenden Reisezeiten folgt die Erkenntnis, dass durch Erhöhung der Reisegeschwindigkeit keine Verkürzung von Wegdauern sondern eine Verlängerung der zurückgelegten Entfernungen erreicht wird. Im Zuge der Motorisierung führte dies zu höherem Einsatz von fossiler Energie. Die Wahl des Verkehrsmittels ist unter anderem stark geprägt durch die Erreichbarkeit der Verkehrsmittel, die Leichtigkeit eines gehenden Zu- und Abganges, der Zuteilung von Raum und Prioritäten für das Verkehrsmittel sowie weiterer Faktoren. Die Resultate von Peperna (1982) haben dem Gehen an sich und als Zu- / Abgangsmodus besondere Bedeutung zuerkannt. Sie legen nahe, dass die Fußgeherattraktivität von Straßenräumen und Stadtoberflächen ein wichtiger Stellparameter für das Verkehrssystem ist. Eine qualitativ hochwertige, Fußwege favorisierende Gestaltung der urbanen Verkehrsflächen stellt daher eine wichtige Vorbedingung umweltschonender Transportregime dar. Generell kann festgehalten werden, dass eine höhere Siedlungsdichte die Versorgung mit Alltagsbedürfnissen in Gehentfernung leichter ermöglicht.

40 20 0

BD-1

BE-1

BG

BD-2

BE-2

SNG

Electricity

H2

Abbildung 3.41 Das dynamische Potenzial alternativer Energieträger in Österreich bis 2050 basierend auf nichtkonventionellen biogenen Rohstoffen. Quelle: ALTETRÄ, Ajanovic et al., (2012a) Figure 3.41 The dynamic potential of alternative energy sources in Austria until 2050 based on non conventional biogene raw materials. Source: ALTETRÄ, Ajanovic et al. (2012a)

Möglichkeiten zukünftigen Mobilitätsmanagements Die gesetzlichen, finanziellen und städtebauerischen Rahmenbedingungen der Vergangenheit und auch der Gegenwart haben stark automobilabhängige Mobilitätsformen stimuliert. Sie reflektieren auch die große Trägheit des kombinierten Verkehrs-Siedlungssystems gegenüber großen Veränderungen. Dabei sind viele Initiativen zur Verbesserung der Nachhaltigkeit im Verkehr bereits wirksam oder im Entstehen begriffen. Mobilitätsmanagement ist so ein Zugang, dort wo die Spielräume der bestehenden Gesetze ausgenutzt werden können, um den Personenverkehr ein Stück weit ökologischer zu gestalten. Mobilitätsmanagement kann dabei auf individueller Ebene bereits bei der Beratung zur Wohnstandortwahl einsetzen, in Bereich von biographischen Brüchen, die zu einer Neuordnung der Gewohnheiten führen (Umzug, Schuleintritt etc.) ansetzen. Mobilitätsmanagement kann auch bei Betrieben, der öffentlichen Verwaltung und Bildungseinrichtungen eingesetzt werden, wo eine bedeutsame Anzahl von Menschen auf einer regelmäßigen Basis angesprochen werden kann. In den letzten zwei Jahrzehnten ist Mobilitätsmanagement zuerst in Pilotprojekten erprobt worden. Nach erfolgreicher Evaluation wurden vom Umweltministerium Förderprogramme ins Leben gerufen, um die Zugangsschwelle zum betrieblichen Mobilitätsmanagement für interessierte Unternehmen und Behörden zu senken sowie um ihnen Unterstützung zu bieten. Zusätzlich wurden Programme für die Verbesserung von kommunaler und regionaler Mobilität initiiert. Die betrieblichen

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Abbildung 3.42 Bestandteile des Mobilitätsmanagementprozesses. Quelle: Modifiziert nach VCÖ: Rauh et al. (2004) Figure 3.42 Parts of mobility management processes. Source: Modified from VCÖ: Rauh et al. (2004).

Programme des Mobilitätsmanagments haben sich dabei als sehr erfolgreich erwiesen. Warum entscheiden sich Betriebe, Mobilitätsmanagement zu machen? Weil sie ihr ökologisches Außenbild verbessern wollen; weil sie sich ökologisch zertifizieren lassen wollen; weil abgestellte Autos den Zugang für KundInnen und LieferantInnen einschränken; weil die automobilfokussierte Mobilitätssituation zu Belegschaftsunmut führt; weil die Bereithaltung kostenlos angebotener Stellplätze zu teuer kommt; weil sich AnrainerInnen über die Verkehrsbelastung beschweren; weil steigende Mobilitätskosten die Gehaltserhöhungen wettmachen sowie aus weiteren Gründen (vgl. Herry et al., 2000). Mögliche Maßnahmen des Mobilitätsmanagements sind: Stellplatz. B.ewirtschaftung, Car-Pooling, verbesserte und maßgeschneiderte ÖV-Verbindungen und Takte, Verringerung des Stellplatzangebots in Zusammenhang mit Anreizen andere Verkehrsmittel zu benützen, betriebsinterne Wettbewerbe und anderes mehr. Abbildung 3.42 zeigt schematisch den Prozess zur Umsetzung von Mobilitätsmanagement.

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Logistik im Güterverkehr Gemäß der Güterverkehrsstatistik der Statistik Austria (Statistik Austria, 2011) sind 40 % der Fahrten von Güterverkehrsfahrzeugen Leerfahrten. Die hohe Intensität des Straßengüterverkehrs und das hohe Potential für Beladungsverbesserungen legen die Umsetzung von Güterverkehrspolitiken zur Reduktion der spezifischen Emissionen sowie die Verlagerung auf andere Verkehrsträger nahe. Um die CO2-Intensität zu reduzieren ist es gemäß Leonardi et al. (2004) notwendig den Indikator der Fahrzeugeffizienz Tonnen-km (tkm) pro Massen-km (mkm) zu verbessern. Massen-km setzen sich aus transportiertem Gut und Fahrzeug zusammen. Die Fahrzeugeffizienz liegt im Schnitt bei 0,36 tkm / mkm mit einer Spannweite von 0,28  tkm / mkm (Lkw < 40 t) bis 0,40  tkm / mkm (Lkw > 40 t). Leonardi et al. (2004) schätzen auch, dass ein Anstieg der Effizienz von 0,36  auf  0,50  tkm / mkm zu einer Emissionsreduktion um 20 % führt. Zanni et al. (2010) führen einige Beispiele von Straßenverkehrsmaßnahmen und deren Reduktionspotential an.

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Fahrertrainings und die Umsetzung von sogenannten „Urban Consolidation Centres“ versprechen eine Reduktion des Treibstoffverbrauchs und der CO2-Emissionen um 10  %. Wenn verbessertes computergesteuertes Routing, Scheduling und Tracking von Gütertransporten eingeführt wird, ist ein Potential von −10 % abrufbar. Werden Reifendruck und Fahrzeugaerodynamik optimiert, sind 30  % Reduktion drinnen. Low-Emission Fahrzeuge und Effizienzmaßnahmen werden mit einem Reduktionspotential von  25  bis  50  % beziffert. Nachdem bei Umsetzung all dieser Maßnahme von keiner linearen Aufsummierung der Einsparpotentiale auszugehen ist, geben die Autoren eine maximale Reduktion von 60 % an.

Maßnahmen D: Möglichkeiten im fiskalischen Bereich (Steuern und Subventionen) zur Reduktion der THG-Emissionen in Österreich In diesem Abschnitt werden die wichtigsten möglichen Maßnahmen im fiskalischen Bereich (vor allem Steuern und andere Abgaben aber auch Förderungen) zur Reduktion der THGEmissionen dokumentiert. Dazu sei festgestellt, dass Steuern – vor allem auf Kraftstoffe – zwar die dominierende Maßnahme in dieser Kategorie darstellen, darüber hinaus aber eine Fülle weiterer Optionen für ökonomische Maßnahmen und fiskale Steuerungeelemente existiert: Ökosteuern, Fahrzeugkosten (Versicherung), Subventionsabbau, Pendlerpauschalen, Mautgebühren, LKWRoad Pricing, Radverkehrsförderungen usw. Bevor Verteuerungen (z. B. Erhöhungen von Abgaben) diskutiert werden, ist auf das hohe Ausmaß an kontraproduktiven Subventionen hinzuweisen. Für Österreich werden diese für den Straßenverkehr mit jährlich 5 % des BIP quantifiziert (!) (Steininger und Prettenthaler, 2003; Köppl und Steininger, 2004). In dieser Größenordnung trägt die Allgemeinheit Kosten, die nicht den StraßenverkehrsnutzerInnen direkt weitergegeben werden. Es handelt sich um Subventionen (entweder explizit fiskalisch, oder durch ordnungsrechtliche Regelungen implizit), die aus anderen Gründen eingerichtet wurden und nunmehr verkehrspolitisch kontraproduktiv wirken. Etwa erfordern die Bau- bzw. Garagenordnungen der Länder die Errichtung von PKW-Abstellplätzen bei Neuerrichtung von Wohngebäuden und Firmenanlagen und zwar unabhängig vom tatsächlichen Bedarf oder der Anbindung an öffentliche Verkehrsmittel. Somit wird auch aus Mitteln der Wohnbauförderung die Garagenerrichtung getragen, diese Kosten werden den PKW-NutzerInnen nicht angelastet, wodurch eine de facto Subventionierung des PKW-Verkehrs durch NichtNutzerInnen erfolgt. Das verkehrlich kontraproduktive För-

Kapitel 3: Energie und Verkehr

dervolumen macht österreichweit 145  bis  175  Mio.  € / Jahr aus. Im Zuge der Errichtung der autofreien Mustersiedlung in Wien war dieses Bundesland das erste, das die begründete Aufhebung dieser Bindung nunmehr zulässt. Auch der Ansatz des pauschalierten Kilometergeldes sowohl für Dienstreisen öffentlich Bediensteter als auch als Berechungsgrundlage für die steuerliche Abschreibung ist insofern als kontraproduktive Förderung zu werten, weil die Höhe des Kilometergeldes explizit nicht nur die variablen (zusätzlichen) Kosten abgilt, sondern auch anteilig die Fixkosten des für berufliche Zwecke genutzten privat-PKWs, und somit die Verkehrsmittelwahl deutlich in Richtung Mehr-Nutzung des PKWs verzerrt wird. (Fördervolumen 110  Mio  € / Jahr). Die weiteren kontraproduktiven Förderschienen speisen sich aus der Wohnbauförderung und der Raumordnung (sofern diese auf keine verkehrlichen Charakteristiken abstellen; dieses Förderelement macht gesamt bis zu 270  Mio  € / Jahr aus), der Pendlerpauschale, der Straßeninfrastruktur, der Übernahme der medizinischen Behandlungskosten nach Unfällen durch die allgemeine Sozialversicherung (und nicht die KFZ-Haftpflicht), sowie die Grundsteuerbefreiung von Verkehrsflächen (Förderelement gesamt bis zu 9,7 Mrd. € / Jahr). Gebetsroither et al. (2007) stellen die Wirksamkeit der zehn wichtigsten denkbaren verkehrspolitischen Ansätze (ordnungs- und fiskalpolitisch) gegenüber, und kommen vor allem zum Schluss, dass bei der Quantifizierung der Wirkung einer Erhöhung der Mineralölsteuer zwischen einem Effekt der Verkehrsverlagerung, der dadurch im inländischen Verkehr erreicht wird und einem Effekt der über die Veränderung des Treibstoffexports im Tank erreicht wird (Haupteffekt). Für eine fahrleistungsabhängige Kilometerabgabe (PKWRoad Pricing) im Personenverkehr spricht die Erfassung aller Fahrzeuge in Österreich, im Vergleich zu einer MöSt-Erhöhung das nicht-Auslösen von Ausweichreaktionen im Tankverhalten ins Ausland, sowie die zeit- und damit belastungsabhängige Gestaltbarkeit (je nach technischer Umsetzung). Die Wirksamkeit wurde in mehreren Simulationsstudien klar gezeigt (Kalinowska und Steininger, 2009; Steininger et al., 2007a), wobei vor allem auch herausgearbeitet wurde, dass die Verteilungswirkungen zwar allgemein durchaus progressiv sind (also die reicheren Haushalte einen überproportional großen Anteil der Last tragen und nicht die ärmeren wie vielfach argumentiert), dass es aber „Gefangene“ in allen Einkommensklassen gibt, die durch – nicht verkehrsbezogene (!) – Transfers bei der Verfolgung einer solchen Politik zu berücksichtigen sind. (Steininger et al., 2005; Steininger et al., 2007a). Auch der Übergang auf Dienstleistungskonzepte anstelle des Besitzes von Fahrzeugen (Car-Sharing Konzepte) hat in

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Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

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Tabelle 3.7 Einfluss verschiedener Arten von fiskalpolitischen Instrumenten auf unterschiedliche Komponenten von Mobilitätsbedarf. Quelle: Ajanovic et al. (2012a); VTPI (2010) Table 3.7 Influence of different types of fiscal political instruments on the components of mobilty supply. Source: Ajanovic et al. (2012a); VTPI (2010) Type of Impacts

Vehicle Fees

Fuel Price

Vehicle ownership. Consumers change the number of vehicles they own.

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Vehicle type. Motorist chooses different vehicle (more fuel efficient, alternative fuel, etc.)

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Route Change. Traveler shifts travel route.

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Time Change. Motorist shifts trip to off-peak periods.

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Mode Shift. Traveler shifts to another mode.

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Destination Change. Motorist shifts trip to alternative destination.

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Trip Generation. People take fewer total trips (including consolidating trips).

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Land use changes. Changes in location decisions, such as where to live and work.

Österreich bereits eine lange Tradition. Aus den Anfängen als privater Verein (AutoTeilen) übernahm später der größte Fahrzeugimporteur (DenzelDrive) den Vertrieb dieses Konzepts, welcher 2012 durch den Weltmarktführer (ZipCar) aufgekauft wurde. Zu hinterfragen ist bei diesen Konzepten (wie auch bei ähnlichen ohne fixen Standplätze aber größerer Fahrzeugzahl, etwa Car2Go) die Nettowirkung aus (a) verringerter PKWNutzung (verglichen mit dem Besitz eines eigenen PKW) und (b) vermehrter Nutzung (durch Personen, die ohne solch ein Konzept gar kein Fahrzeug zur Verfügung hätten). Steininger et al (1996) und Steininger und Novy (1997) belegen in der Auswertung eines Feldversuchs, dass der erste Effekt deutlich überwiegt. Prettenthaler und Steininger (1999) argumentieren, dass das Potenzial in Österreich noch deutlich ausweitbar erscheint. Für den Güterverkehr wird für Österreich innerhalb einer Kooperation mit der OECD („Environmentally Sustainable Transport“) gezeigt, dass auch eine substantielle THG-Emissionsreduktion (−80 % im 40-Jahr-Zeithorizont) ökonomisch durchaus bewältigbar ist, wenn nachfrageseitige und technologische Pfade simultan aktiviert werden (Friedl und Steininger, 2002). Als ein Instrument wird auch die Ausweitung der LKWMaut flächendeckend diskutiert. Diese Ausweitung diskutieren Steininger et al. (2012) in den politisch denkbaren Varianten und kommen zum Schluss, dass die Inflationswirkung mit unter 0,15  % vernachlässigbar wäre, die Fahrleistungs- und somit die Emissionsreduktion) bei 2  % liegen würde, dieses

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Instrument aus Gerechtigkeitsaspekten jedoch simultan mit regionalen Transfers einzurichten wäre, wenn periphere Regionen dadurch nicht schlechter gestellt werden sollen (die sonst eine überproportionale Last zu tragen hätten). In Bezug auf die Vielzahl von möglichen pricing schemes und fiskalpolitischen Instrumenten auf unterschiedliche Komponenten des Mobilitätsbedarfs gibt Tabelle 3.7 einen Überblick. Dazu sei festgestellt, dass die Effekte dieser verschieden Politiken auf den Energieverbrauch und die CO2-Emissionen noch nicht voll untersucht wurden, bisherige Erfahrungen aber zumindest ausreichende Erkenntnisse für die groben Effekte erlauben. Ökonomische Anreize und fiskalische Instrumente im Verkehr können unterschiedliche Effekte bewirken. Fiskalische Instrumente können in erster Linie als Benutzerabgaben zur Abdeckung der Investitionen in die Infrastruktur gesehen werden und in zweiter Linie zur Internalisierung der hohen externen sozialen Kosten des Verkehrs herangezogen werden (z. B. EEA, 2008b). Drittens haben fiskalische Instrumente einen Steuerungseffekt und können zu Verhaltensveränderungen oder zu einer Reduktion der Nachfrage von jenen Verhaltensmuster führen, die hohe externe soziale Kosten verursachen. In der ökonomischen Theorie wird postuliert, dass fiskalische Instrumente, die die sozialen Kosten nachvollziehbar abbilden, immun gegen „Rebound-Effekte“ sind. Allerdings, wenn nur eine Kategorie der externen Kosten durch fiskalische Instrumente abgedeckt wird (z. B. THG Emissionen) muss das nicht zwangsläufig auch andere externe Kosten verbessern

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(z. B. Staus oder Raumbedarf des motorisierten Verkehrs in Innenstädten).

Kraftstoffsteuern und Carbon Pricing In Bezug auf Kraftstoffsteuern wird oft argumentiert, diese seien unwirksam, weil die AutofahrerInnen nicht auf Preisänderungen reagieren würden. Gegen dieses Argument und für die Wirksamkeit von Kraftstoffsteuern sprechen die folgenden Argumente: Der Kraftstoffverbrauch in Europa (wo Kraftstoff praktisch in jedem Land merklich besteuert ist) ist deutlich geringer als in den USA (wo Kraftstoff praktisch nicht besteuert ist); Kraftstoffsteuern in Europa waren ein Grund warum sowohl der Kraftstoffverbrauch als auch die CO2 Emissionen der PKWs in Europa geringer waren als in den USA (Ajanovic et al., 2011). Analysen verschiedener Autoren in der Literatur (z. B. Sterner, 2007; Dahl und Sterner, 1991; Dahl, 2012) zeigen, dass langfristige Preiselastizitäten in Größenordnungen zwischen −0.3 und −0.6 liegen und damit zu Energieeinsparungen von 30 % bis 60 % durch die Einführung von Kraftstoffsteuern führen. Schließlich haben die weltweiten Rückgänge im Erdölverbrauch zu Zeiten hoher Ölpreise vor allem von 1979 bis 1985 auch im Transportsektor gezeigt, dass es eine eindeutige Preissensitivität gibt. Wir denken, dass diese Argumente ausreichend sind, um die Einführung höherer Kraftstoffsteuern, die im Sinne einer effektiven CO2-Reduktion Carbon-spezifisch sein sollten, ausreichen.

Fahrzeugbesteuerung und Subventionen Fahrzeugbesteuerung kann für die Regulierung des Fahrzeugbesitzes herangezogen werden. Nachdem die meisten Infrastruktur- und Sozialkosten durch die Fahrzeugbenutzung verursacht werden, nicht durch den Fahrzeugbesitz, wird die Fahrzeugbesteuerung als suboptimales Steuerungsinstrument angesehen. Eine entsprechend gestaltete Fahrzeugbesteuerung kann jedoch nicht verfügbare „first-best-pricing“ Instrumente erfolgreich abbilden. Eine hohe Fahrzeugbesteuerung limitiert die Fahrdurchdringung. In Dänemark zum Beispiel ist die Fahrzeugbesteuerung höher und der Fahrzeugbesitz niedriger als in den USA. Ein weiteres Beispiel sind Städte und Ballungsräume hoher Dichte, wie etwa Singapur oder Shanghai, die den Fahrzeugbesitz über die Versteigerung von Zulassungen regulieren (GEA, 2012).

Kapitel 3: Energie und Verkehr

Straßenbenutzungsabgaben Straßenbenutzungsabgaben oder „road pricing“ basieren darauf, dass für die Benützung der Straße die tatsächlich anfallenden Kosten abgedeckt werden, etwa höhere Kosten bei Stau oder niedrigere bei wenig Verkehr. Die Einrichtung von Staugebühren ist eine Form des Mobilitätsmanagement mit dem Ziel den Kraftfahrzeugverkehr zu reduzieren oder auf umweltverträglichere Verkehrsmittel zu verlagern, in Spitzenzeiten im Personen- und Güterverkehr den Stau zu reduzieren, die Fahrzeiten zu verkürzen und Emissionen zu. Bei einer City-Maut würden die Straßenbenützungsabgaben nicht eine Reduktion der Staus bewirken, sondern wären auch eine effiziente Maßnahme um andere externe Effekte, unter Einbeziehung der Luftverschmutzung, der Lärmbelastung, der Unfälle und der THG-Emissionen zu internalisierenDie besten Wirkungen können Straßenbenützungsabgaben in Verbindung mit anderen Maßnahmen wie Verbesserungen im Öffentlichen Verkehr, Bereitstellung von Infrastruktur für den Rad- und Fußgängerverkehr, erreicht werden, um eine modale Verlagerung zu unterstützen. Technisch gesehen führt die kombinierte Anwendung von „push“ Maßnahmen (road pricing) und „pull“ Maßnahmen (Investitionen in ÖV und nicht motorisierten Verkehr) zu Synergien über eine Reduktion der Nachfrageelastizitäten führen, zu reduzierten Opportunitätskosten bei der Benützung von PKWs und zur Steigerung der allgemeinen Wohlfahrt beitragen. Eine aktive Kommunikation und die Einbeziehung der EntscheidungsträgerInnen sind für den Erfolg von Straßenbenutzungsabgaben entscheidend und muss wirksam angewendet werden um Unterstützung zu bekommen und die Bewusstseinsbildung zu fördern (GEA, 2012). Weitere umfassende Analysen sind in Steininger et al. (2005), Kalinowska und Steininger (2009)) dokumentiert. Sowohl Gestaltungs- als auch Verteilungseffekte spielen eine wichtige Rolle im politischen Erfolg von road pricing und City-Maut. In Hong Kong wurde die Idee einer City-Maut aufgegeben, da die Bevölkerung unter anderem befürchtete, dass ihre Bewegungen aufgezeichnet werden könnten. Die City-Maut erfährt wahrscheinlich eine höhere Akzeptanz, wenn die Einnahmen für alternative Verkehrsmittel wie Öffentlicher Verkehr oder nicht motorisierter Verkehr verwendet werden und damit die Opportunitätskosten der VerkehrsteilnehmerInnen reduziert werden. Im Gegensatz zu Stockholm wurde eine City-Maut in Edinburgh abgelehnt. AutofahrerInnen waren vehement gegen eine City-Maut und betonten die hohen Kosten der City-Maut während weder AutofahrerInnen noch BenutzerInnen des Öffentlichen Verkehrs die Maßnahme aufgrund der zukünftigen Vorteile befürworteten (Verlustaversi-

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Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

on). In diesem Fall fehlte eine solide Kommunikationsstrategie mit klaren Zielen. Andere entscheidende Erfolgskriterien beinhalten die Einrichtung einer Umsetzungsagentur und die Einbeziehung von (lokalen) Testimonials in den Prozess. Die Gestaltung sollte Rücksicht auf den räumlichen Anwendungsbereich und die WählerInnen nehmen. Beides, Beratung und Gestaltung sind für den Prozess notwendig und, dementsprechend, sollte das Projekt einfach gehalten sein (GEA, 2012).

3.2.6

Zentrale Maßnahmen für Adaptation und Mitigation

Der Verkehrssektor war in Österreich und in der EU insgesamt in den letzten Jahren der Sektor mit der ungünstigsten Entwicklung der THG-Emissionen. Verschiedene Maßnahmen, insbesondere regulative Instrumente wie Standards für CO2-Emissionen von PKW, Beimischung von Bio-Kraftstoffen, aber auch Maßnahmen im Rahmen von Mobilitätsmanagement (klima:aktiv mobil, www.klimaaktiv.at) haben zu einer leichten Reduktion der CO2-Emissionen in Österreich seit 2005 geführt, die aber bei weitem nicht ausreichend sind, um mittel- und langfristige Ziele zu erreichen. 2010 war wiederum ein leichter Anstieg um 3 % im Vergleich zu 2009 fest zu stellen (BMLFUW, 2012). Eine substantielle Reduktion der THG-Emissionen des Verkehrs bis 2050 wird nur durch ein optimiertes Politikportfolio ermöglicht. Dieses hat als zentrales Ziel – neben der Verkehrsvermeidung (Reduktion der zurückgelegten Distanz) – den Umstieg auf effiziente Verkehrsträger (öffentlichen Verkehr) sowie den Einsatz von „Zero-Emission-Fahrzeugen“ und regenerativer Energie. Ein zentraler Aspekt dieses Portfolios sind geeignete ökonomische Rahmenbedingungen. Neue Preis- (für den motorisierten Individualverkehr) und Tarifsysteme (für den öffentlichen Verkehr) sind notwendig, um Anreizsysteme für einen Umstieg vom motorisierten Individualverkehr auf den öffentlichen Verkehr und auf ZeroEmission-Fahrzeuge zu fördern. Mehrere Arbeiten befassen sich mit den unterschiedlichen Maßnahmen und (politischen) Instrumenten (u. a. Hausberger und Schwingshackl, 2011; Streicher et al., 2010; Ajanovic et al., 2011). Als eine wichtige Gruppe an Maßnahmen und Instrumenten werden Maßnahmenbündel aus fiskalischen Instrumenten angeführt. In Bezug auf neue Preissysteme für den motorisierten Individualverkehr kommen alle untersuchten Studien zu ähnlichen Prioritäten.

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Vorrangig eine höhere bzw. über die nächsten Jahrzehnte kontinuierlich ansteigende Kraftstoffsteuer. In diesem Kontext ist anzumerken, dass Österreich diesbezüglich – mit geringeren Steuern (Mineralölsteuer – MöSt) im Vergleich zu den Nachbarländern – ohnehin einen Nachholbedarf hat. Angedacht wird auch die Umstellung der MöSt auf eine CO2-basierte Abgabe. Eine Ergänzung der MöSt durch eine verbrauchsabhängige Zulassungssteuer, die den Trend zu größeren Fahrzeugen aufgrund besserer Effizienz mindern soll, sowie eine Ergänzung durch „Road-Pricing“ in den großen Städten. In Bezug auf Vergünstigungen ist die bevorzugte Behandlungen von Dienstfahrzeugen rigoros zu beseitigen. Jedenfalls soll hier der steuerliche Anreiz deutlich zugunsten kleinerer Fahrzeuge und des öffentlichen Verkehrs verschoben werden (siehe auch: Mobilitätsmanagement). Die Pendlerpauschale, die in der derzeitigen Form mitunter ein Motor der Ausdehnung der Siedlungsräume rund um die Ballungsräume ist, ist zu streichen, bzw. aufkommensneutral mit Steuerbegünstigungen für niedrige Einkommensklassen sowie mit Anreizen für die ÖV-Nutzung umzugestalten. Entwicklung neuer Konzepte und Intensivierung der Parkraumbewirtschaftung. Vereinfachung der Tarife im öffentlichen Verkehr sowie systematischer Ausbau der Anreizsysteme für Zeitkarten.

Ein Großteil der Arbeiten geht von einer deutlichen Wirkung der Preissignale aus, die bei einer Verteuerung der energie- und THG-intensiven Mobilitätsformen zu einer Reduktion der Fahrleistung (zurückgelegt Kilometer) und / oder zur Verlagerung auf andere Verkehrsmittel (nicht motorisierter Verkehr, Öffentlicher Verkehr) führen wird. Unsicher ist jedoch die Auswirkung bei der Änderung der Preissignale in der Zeitachse: Führt eine rasche Änderung nicht zur Armutsgefahr bestimmter Bevölkerungsgruppen und / oder zum Ausschluss an der Teilnahme bestimmter Aktivitäten für diese Bevölkerungsgruppen? Führt eine langsame Änderung der Preissignale nicht zu einer Gewöhnung an hohe Preise für bestimmte Mobilitätsformen und somit zu einem geringeren Effekt als erwünscht und / oder angenommen – zumindest bei ausgewählten Bevölkerungsgruppen? Diese Fragen werden nur ansatzweise diskutiert; hier besteht noch Klärungs- bzw. Forschungsbedarf. Als weitere bedeutende Gruppe an Maßnahmen und Instrumenten wird ein Maßnahmenbündel zur Verkehrsverlagerung im Personenverkehr angeführt: In Bezug auf raumplanerische und regulierende Maßnahmen sind generelle flächensparende und Siedlungsdichten

Kapitel 3: Energie und Verkehr

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erhöhende Maßnahmen sowie Maßnahmen der Funktionsmischung umzusetzen. Bauland darf nur noch dort gewidmet werden, wo eine adäquate Erreichbarkeit mit dem öffentlichen Verkehr gegeben ist. Herstellung der Chancengleichheit des öffentlichen Verkehrs durch Siedlungsstrukturen der kurzen Wege, niedrige Geschwindigkeiten und Funktionsmischung sowie adäquate Finanzierung. Weitere wichtige Maßnahmen sind: t
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Ausbau und Attraktivierung des ÖV. Ausbau multimodaler Verkehrssysteme und -knoten, (vgl. Steininger et al., 2007b). Mobilitätsmanagement in Betrieben. Förderung des Radverkehrs (Bau neuer Strecken bzw. Lückenschlüsse in den Radverkehrsnetzen, Fahrradabstellplätze). Informationssysteme Öffentlichkeitsarbeit

Die relativ allgemeine Maßnahme „Ausbau und Attraktivierung des Öffentlichen Verkehrs“ setzt, insbesondere auch im suburbanen und ländlichen Raum, eine Festlegung von festgelegten Ausbau- oder Qualitätskriterien voraus. Daraus wäre auch eine „Mobilitätsgarantie ohne eigenem PKW“ ableitbar, die bestimmte Qualitätskriterien je nach räumlicher Situation enthalten könnte (bis hin zu kommunalen PKWs). Hierzu gibt es derzeit kaum fundierte Arbeiten, ein entsprechender Forschungs- und Klärungsbedarf zur Vertiefung dieser Frage ist gegeben. Als weitere bedeutende Gruppe an Maßnahmen und Instrumenten wird ein Maßnahmenbündel zur Verkehrsverlagerung im Güterverkehr angeführt: t
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Maßnahmen zur Verbesserung der Logistik, speziell der intermodalen Transportmittelnutzung. Erhöhung der Auslastung der Transportmittel (gewichtsund volumsmäßig). Attraktivierung der Nutzung von Bahn und Binnenschiff (Donau) durch Ausbau der Bahn- (auch von Anschlussbahnförderungen) und Schifffahrtinfrastruktur (Hafen).

Eine effizientere KFZ Nutzung als Maßnahmenpaket sieht vor: t


Einführung einer Geschwindigkeitsbeschränkung von 100 / 110  km / h am hochrangigen Netz (mit derzeitiger gültiger Geschwindigkeitsbeschränkung von 130  km / h bzw. die höher als 110 km / h ist).

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Kontinuierliche Steigerung der Effizienz von Fahrzeugen, so dass das EU-Ziel für die Flottenemissionen von 87 g / km in 2020 von der österreichischen PKW-Flotte unterboten wird.

Fahrzeuge mit neuen Emissionsstufen und besonders verbrauchsgünstige Nutzfahrzeuge sollen bei Maut oder anderen Abgaben bevorzugt werden. Eine dazu nötige Normierung der Verbrauchsangaben für Nutzfahrzeuge ist auf EU-Ebene aktiv zu unterstützen. Der letzte große Block an Maßnahmen umfasst den Bereich „effizientere Technologie“: t
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Erhöhte Anwendung alternativer Kraftstoffe und steigender Anteil von elektrisch betriebenen PKWs und LNF. Die spezifischen CO2-Emissionen der „Bio-Kraftstoffe“ sollen in der gesamten WTT-Erzeugungskette soweit reduziert werden, dass sie bis 2020 70 % weniger als fossile Kraftstoffe emittieren; Nachhaltigkeitskriterien für Biokraftstoffe sind anzuwenden. Die Relevanz alternativer Kraftstoffe – vor allem von Bio-Kraftstoffen, Wasserstoff und Erdgas – wird ebenso wie jene alternativer Antriebssysteme – vor allem reiner E-Fahrzeuge und Brenstoffzellenantriebe – zumindest bis 2030 in moderatem Rahmen bleiben. Daher sind die davor beschriebenen Maßnahmen kurz- und mittelfristig die wesentlichen Instrumente zur Senkung des Energieverbrauches und der CO2-Emissionen im Verkehrssektor. Da eine Elektrifizierung im Straßengüterverkehr derzeit nicht sinnvoll darstellbar ist, stellen Biokraftstoffe in diesem Sektor, sowie bei mobilen Maschinen, derzeit die wesentliche Alternative dar.

3.3 3.3

Anforderungen an Forschung und Entwicklung Further research needs

Forschung, Technologieentwicklung und Innovation wird eine zentrale Rolle bei den notwendigen Veränderungsprozessen in allen Aktionskategorien spielen. Verbesserte bzw. oftmals völlig neue Technologien sind gefragt. Aber auch ein tieferes Verständnis der Ursachen und Folgen, Grundlagen für neue oder verbesserte Zukunftsstrategien, sowie begleitende Forschung zu Veränderungsprozessen sind wichtige Beiträge der Forschung. Das wurde in Österreich sowohl in der Strategie der Bundesregierung für Forschung, Technologie und Innovation

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verankert als auch vom Rat für Forschung und Technologieentwicklung so gesehen, der in seiner publizierten Energieforschungsstrategie den Anspruch für die Energieforschung hoch ansetzt: „Making the Zero Carbon Society Possible“. In dieser Strategie werden auch prioritäre Technologiebereiche genannt, die für eine zukunftsfähige Energieentwicklung erforderlich sind: t
Steigerung der Energieeffizienz (Gebäude, Endverbrauch, Industrie) t
Nachhaltige Mobilitätssysteme t
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Verbesserte Energieverteilung und -speicherung (Smart Grids) t
Smart Cities, als Beispiel der verbraucherseitigen Systemintegration

die durch FTI-Maßnahmen maßgeblich unterstützt werden können. Um entsprechende Effekte zu erzielen erscheint eine deutliche Erweiterung der Forschungsaktivitäten um insbesondere integrativ und fachübergreifend durchgeführte, längerfristige Forschungs- und Technologieschwerpunkte sinnvoll und geboten. Sie wären im günstigen Fall von mehreren Ministerien bzw. der Bundesregierung zu tragen. Die Klima-, Energie- und Ressourcenfrage ist eine gesellschaftliche Herausforderung, die uns sicher über mehrere Jahrzehnte beschäftigen wird. Daher ist besonders im FTI-Bereich auf langfristige Strategien und kontinuierliche Budgetierungen zu achten. Insbesondere beim Aufbau von wissenschaftlichen Humanressourcen und Technologieführerschaften ist dies von Bedeutung. Neben thematischen Forschungs- und Technologieprogrammen sind auch Förderungen von Forschungsinfrastruktur, Unterstützung der internationalen Zusammenarbeit sowie neue Schwerpunkte in der Grundlagenforschung erforderlich. Auf ein ausgewogenes Verhältnis von Grundlagenforschung, technologischer Forschung und systemorientierter Transitionsforschung ist Bedacht zu nehmen. Zur effektiven Umsetzung der gewonnen Erkenntnisse ist auf einen effizienten Wissenstransfer (unter Anwendung des Open Access Approach), auf Verbesserungen im Ausbildungsbereich sowie geeignete innovationsfördernde Rahmenbedingungen zu achten. Wichtige Fragestellungen können nur in europäischer Zusammenarbeit gelöst werden. Dies erfordert verstärkte internationale Zusammenarbeit, nicht nur auf Projektbasis sondern auch im Sinne eines gemeinsamen Forschungsraums auf Ebene der Programme und Fördereinrichtungen Von Seiten der Förderstruktur war der 2007 geschaffenen Energie- und Klimafonds, der interministeriell und Innovationsphasen übergreifend arbeitet, eine international positiv bewertete Maßnahme, die eine deutliche Beschleunigung der Innovationen im Bereich der Energie- und Mobilitätstechnologien bewirken kann. Österreich hat in einigen Bereichen bereits eine international anerkannte Vorreiterrolle erlangt, die eine gute Basis für wirkungsvolle Umsetzungen und dem weiteren Erschließen globaler Märkte ist.

Für eine wirklich erfolgreiche Umsetzung der Forschungsergebnisse sind alle Phasen des komplexen Innovationsprozesses im Auge zu behalten. Zum einem sind für riskante „emerging technologies“ ausreichend Grundlagenforschung zur Verfügung zu stellen. Andererseits ist oft mit einem erfolgreichen Pilotprojekt noch kein Marktantritt gewährleistet. Es droht nach erfolgreicher Entwicklung und vor der Markterschließung die kritische Phase des „Tal des Todes“, die mit entsprechenden Maßnahmen überbrückt werden muss. Entsprechende Sicherheiten bei weiteren Investitionen, geeignete Rahmenbedingungen sowie Impulse durch die öffentliche Hand als Beschaffer (precommercial public procurement) können hier eine entscheidende Rolle spielen. Aber auch begleitende Forschung in Einführungsphasen in Form von sogenannten „Living Labs“ kann eine sichere Markteinführung gewährleisten. Doch nur Technologiefelder zu entwickeln ist zu wenig. Ein umfassender Wandel erfordert auch die Umgestaltung des Gesamtsystems. Das heißt, die unterschiedlichen Sektoren und Technologiesysteme sind so in ein Gesamtsystem zu integrieren und zu vernetzen, dass ein Gesamtoptimum im Sinne der Zielsetzungen erreicht wird Besonders im Zusammenhang mit der Volatilität von erneuerbaren Energieträgern, aber auch die zeitlich sehr unterschiedlichen Bedarfsverläufe erfordern Flexibilität und Speicherfähigkeit des Gesamtenergiesystems. Die erforderliche „Smartness“ der Systeme wird durch verstärkte Integration von IKT-Lösungen gewährleistet. Daraus resultieren Forschungsfragestellungen im Bereich der Elektrizität wie z. B. Smart Grids, Building to Grids oder auch die Verbindung zu anderen Energieträgern, wie bei Power to Gas. Systemische Veränderungen benötigen technologische Entwicklungen, soziale Veränderungen und partizipative Prozesse,

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3.4 3.4

Literaturverzeichnis References

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Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

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Kapitel 3: Energie und Verkehr

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929

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Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

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Kapitel 3: Energie und Verkehr

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931

Band 3 Kapitel 4:

Gesundheit, Tourismus

Volume 3 Chapter 4: Health, Tourism

Koordinierende Leitautoren Hanns Moshammer, Franz Prettenthaler LeitautorInnen Andrea Damm, Hans-Peter Hutter, Alexandra Jiricka, Judith Köberl, Christoph Neger, Ulrike Pröbstl-Haider, Manfred Radlherr, Klaus Renoldner, Robert Steiger, Peter Wallner, Claudia Winkler Für den Begutachtungsprozess Urs Neu

Inhalt ZUSAMMENFASSUNG

934

SUMMARY

934

KERNAUSSAGEN

935

4.1

936

Gesundheit und Tourismus

4.2 4.2.1

Gesundheit Minderung – Der ökologische Fußabdruck des Gesundheitswesens und Wege, diesen zu verkleinern 4.2.2 Adaptierung – Anpassung an ein sich änderndes Klima 4.2.3 Gesundheitsfolgen durch Temperaturextreme 4.2.4 Katastrophale Witterungsereignisse 4.2.5 Luftqualität 4.2.6 Von Vektoren übertragene Krankheiten 4.2.7 Qualität von Lebensmitteln und Trinkwasser 4.2.8 Pflanzen und Tiere mit allergenem und toxischem Potential 4.2.9 Änderungen in der UV-Belastung 4.2.10 Migration („Klimaflüchtlinge“) 4.2.11 Indirekte Wirkungen

937

4.3 4.3.1 4.3.2

953 953

4.3.3 4.3.4

Tourismus Einleitung Minderung – Der ökologische Fußabdruck des Tourismussektors und Wege, diesen zu verkleinern Anpassung im Tourismus Forschungsbedarf

4.4

Literaturverzeichnis

970

937 939 940 943 944 945 947 948 949 951 951

955 962 969

Band 3 Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

ZUSAMMENFASSUNG Das österreichische Gesundheitswesen ist ein bedeutender Teil der Volkswirtschaft. Dieser Wirtschaftszweig trägt auch Verantwortung für die nationalen Klimaschutz-Bemühungen. Viele Maßnahmen im Gesundheitswesen sind nicht spezifisch für diesen Sektor entwickelt worden, sondern sind Teil der sektoralen Strategien. Jedoch ist davon auszugehen, dass Maßnahmen, wie z. B. hohe thermische Gebäudestandards, effizientes Energiemanagement, Umstieg auf Erneuerbare Energieträger, ein nennenswertes Reduktionspotenzial besitzen. Daneben hat das Gesundheitswesen Auswirkungen etwa auf die Bereiche Mobilität und Abfallwirtschaft. Positive Beispiele betreffen Mobilitätsprogramme für Patienten und Mitarbeiter, umwelt- und ressourcenschonende Beschaffung und klimafreundliche Abfallkonzepte. Ein nachhaltiges Gesundheitswesen setzt zudem auf Prävention statt Behandlung und Heilung von Krankheiten. Dies würde eine strukturelle Änderung des gesamten Systems erfordern. Der Klimawandel wirkt sich auf die Gesundheit über viele verschiedene Wege („Stressoren“ wie Hitze, Überschwemmungen, Infektionskrankheiten, Vektoren, allergene Pflanzen) aus. In der Vorbereitung und Anpassung an diese Stressoren benötigt das Gesundheitswesen umfangreiche Monitoring-Daten, die sich auf sie beziehen. Das Gesundheitssystem liefert bereits jetzt routinemäßig Daten zur räumlichen und zeitlichen Verteilung von Geburten, Sterbefällen, Krankheiten, Krankenhausaufnahmen, meldepflichtigen Infektionskrankheiten und vielen mehr. Damit aussagekräftige und detaillierte Analysen der regionalen und lokalen Dosis-Wirkungs-Beziehungen möglich sind, müssten diese Daten aufbereitet und für die Klimaforschung zugänglich gemacht werden. Auf diesen Untersuchungen aufbauend können Folgenabschätzungen durchgeführt werden, um Ressourcen- und Personalmanagement, Informationskampagnen und Ausbildung von ExpertInnen auf eine solide Basis zu stellen. Anpassungs- und Klimaschutzmaßnahmen in anderen Bereichen können auch gravierende Folgen für die öffentliche Gesundheit bzw. für die Gesundheit und das Wohlergehen Einzelner haben. GesundheitsexpertInnen sollten daher auch ein Mitspracherecht bei der Gestaltung und Planung dieser Maßnahmen außerhalb des Gesundheitssystems haben. Damit ließe sich gewährleisten, dass Maßnahmen so konzipiert werden, dass sie vorteilhaft für die Gesundheit sind oder zumindest die positiven Effekte überwiegen. In einer globalisierten Welt wirken sich auch Entwicklungen in fernen Kontinenten rasch auf die Gesundheit in Österreich aus. Vektoren und Infektionserreger können durch

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Personen- und Warenverkehr jederzeit eingeschleppt werden, Seuchen breiten sich viel rascher auch grenzüberschreitend aus. Klimawandel und andere Stressoren können den Migrationsdruck im Ausland verstärken und die Betreuung der Migranten könnte das Gesundheitswesen in der Zukunft vor neue Herausforderungen stellen. All dies erfordert eine ständige Überwachung („Surveillance“) und Anpassungsbereitschaft des Gesundheitssystems. Auch in der österreichischen Tourismusbranche sind umfangreiche Anpassungsmaßnahmen notwendig, um ihre hohe Wettbewerbsfähigkeit (2013 wurde Österreich im „Travel & Tourism Competitiveness“-Index des WEF auf Rang 3 gelistet) und ihre Bedeutung für die heimische Wirtschaft aufrecht zu erhalten. Im Jahr 2012 entsprachen die direkten Wertschöpfungseffekte des Tourismussektors 5,2 % des nationalen BIP, während sich der Wertschöpfungsbeitrag unter Berücksichtigung der indirekten Effekte auf 7,4 % belief. Der Sektor beschäftigte im Jahr 2011, gemessen in Vollzeitäquivalenten, 254  500 selbstständige und unselbstständige Erwerbstätige, was einem Anteil von 7,2 % an den Erwerbstätigen der Gesamtwirtschaft entspricht (Statistik Austria, WKÖ, BMWFJ und ÖHT, 2013). Aufgrund der starken Abhängigkeit vieler touristischer Aktivitäten von den vorhandenen Umweltbedingungen, wird die Sensitivität des Sektors im Hinblick auf Klimaänderungen generell als hoch eingestuft. Besonders betrifft dies den Wintertourismus, welcher stark von der Verfügbarkeit von Schnee abhängig ist. Hier gibt es bereits verbreitete Bemühungen zur Anpassung, allerdings handelt es sich dabei bislang eher um individuelle Maßnahmen, um auf bereits bemerkbare Auswirkungen des Klimawandels zu reagieren – oft unter hohen Kosten. Koordinierte, vorausschauende Aktivitäten, um sich auf zukünftige Änderungen des Klimas vorzubereiten, gibt es hingegen bislang kaum. Handlungsbedarf besteht zudem auch, um den Beitrag des Tourismussektors zur globalen Erwärmung zu mindern. Auf globaler Ebene schätzte ein Bericht von UNWTO, UNEP und WMO (2008) den Beitrag des Tourismus an den CO2-Emissionen auf 5 %, wobei der Großteil auf Transport und Beherbergung der Touristen zurückzuführen ist. Eine Studie von Friesenbichler (2003) zeigt für den alpinen Wintertourismus in Österreich ein ähnliches Ergebnis. Sowohl bei den Beherbergungsbetrieben als auch bei der Touristenmobilität besteht ein hohes Potenzial zur Emissionseinsparung.

SUMMARY The Austrian healthcare sector is an influential part of the national economy with approx. 10 % of all employees and 6 %

Kapitel 4: Gesundheit, Tourismus

AAR14

of gross national product. Every relevant economic sector also shares the responsibility for national climate change mitigation endeavours. This is even more the case for the health care sector since population health also depends on a „healthy“, i. e. sustainable environment. Many mitigation measures in the health care sector are not specific to this sector but are of a more general nature. Good examples would be energy savings in hospitals or mobility schemes for patients, employees and consumables. A more sustainable healthcare sector would focus more strongly on disease prevention instead of treatment and cure of diseases. This would only be possible through very thorough structural reforms of the whole system. Climate change affects health through many different pathways („stressors“ like heat, floods, infectious disease vectors, allergenic plants). In preparing and adapting to these stressors the healthcare sector must have access to monitoring data regarding these stressors. The sector usually produces health data. These data must be prepared in a way to allow meaningful and detailed analyses of the regional and local dose-effect-functions. Only this would enable impact assessments relevant for planning of resources and personnel management, information campaigns and expert training. These issues are discussed in more detail for several climate change related stressors. Adaptation and mitigation measures of any sector might also have severe consequences for public health. Health experts therefore should also have a say in the design and planning of these measures. It should be the goal that measures are designed in a way that is beneficial for health or at least that beneficial effects are not outnumbered by adverse effects. Tourism represents an important economic sector in Austria. Considering only direct effects, Austria’s tourism industry contributed 5.3  % to the national GDP in 2010; or 7.5  % when taking indirect effects into account as well (Statistik Austria, WKÖ, BMWFJ und ÖHT, 2013). Due to its close link to features of landscape and environment as well as climatic conditions the tourism sector is considered to be quite sensitive towards changes in the climate. At the same time, its greenhouse gas emissions significantly contribute to climate change. Worldwide, the annual contribution of tourism to global CO2 emissions is estimated at 5  %, with the bulk of emissions arising from tourist transportation and lodging (UNWTOUNEP-WMO, 2008). Friesenbichler (2003) found similar results for alpine winter tourism in Austria. Hence, if emissions from the tourism sector are to decrease remarkably, above all effective mitigation strategies for transportation and lodging are needed. The Austrian tourism sector – especially the snowbased winter tourism sector – is already adapting to climate

change. However, currently observable adaptation predominantly consists of individual reactive measures towards already noticeable effects rather than linked anticipatory activities towards expectable changes in the climate. Currently widely used strategies are often costly and do have limitations.

KERNAUSSAGEN t
Verantwortung des Gesundheitssektors Der Gesundheitssektor ist ein wirtschaftlich bedeutender Teil der österreichischen Volkswirtschaft. Im Gegensatz zu manchen industriellen Sektoren ist die Gefahr geringer, dass strenge Auflagen zur Emissionsminderung lediglich eine Verlagerung von Standorten ins (fernere) Ausland bewirken. (mittlere Übereinstimmung) t
Klimarelevante Ressourcen Ein nicht unwesentlicher Anteil an Energie und Ressourcen steckt beim Gesundheitssektor allerdings in den Ge- und Verbrauchsprodukten deren Erzeugung sich oft nationaler Kontrolle entzieht. Direkte Maßnahmen der Energieeinsparung sind häufig nicht spezifisch für den Gesundheitssektor, sondern betreffen z. B. Gebäudestandards und das Mobilitätsverhalten von Mitarbeitern und Patienten. (hohe Übereinstimmung) t
Datenbedarf Eine gezielte und geplante Anpassung an längerfristige Veränderungen setzt die Kenntnis von detaillierten Kenndaten voraus. Im Gesundheitsbereich sind dies u. a. spezifische Gesundheitsdaten, die in vielfältiger Form gesammelt werden. (hohe Übereinstimmung) t
Gesundheitsdaten Beispiele für Gesundheitsdaten sind das Sterbe- und Krebsregister, Register meldepflichtiger Erkrankungen, Bevölkerungsdaten, Untersuchungsdaten im Rahmen des Mutter-KindPasses, Schulärztliche Untersuchungen, Untersuchungen anlässlich der Musterung und arbeitsmedizinische Untersuchungen, Daten von Versicherungen zum Medikamentenkonsum und zum Konsum anderer medizinischer Leistungen sowie Krankenhausentlassungsdaten. Diese stehen oft aufgrund technischer Probleme, Unvollständigkeit, mangelnder Kooperationsbereitschaft oder fehlender gesetzlicher Grundlagen nicht oder nicht in ausreichendem Detaillierungsgrad für wissenschaftliche Untersuchungen oder für Trendanalysen zur Verfügung. (hohe Übereinstimmung)

935

Band 3 Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

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936

AAR14

4.1 4.1

Gesundheit und Tourismus Health and tourism

Kapitel 4: Gesundheit, Tourismus

AAR14

4.2 4.2

Gesundheit Health

Während die Folgen des Klimawandels auf die Gesundheit in Band 2 behandelt werden, geht es hier um Maßnahmen des Gesundheitssystems, wobei sowohl Maßnahmen der Minderung als auch der Adaptation besprochen werden.

4.2.1

Minderung – Der ökologische Fußabdruck des Gesundheitswesens und Wege, diesen zu verkleinern

Das österreichische Gesundheits- und Sozialwesen beschäftigt ca. 10 % aller Erwerbstätigen und produziert ca. 6 % der österreichischen Brutto-Wertschöpfung, wobei der Anteil des Sektors für die genannten Indikatoren in den letzten Jahren größer wurde (Tabelle 4.1). Nach dem „System of Health Accounts“ (OECD) betragen die gesamten Gesundheitsausgaben Österreichs über 10  % des BIP mit steigender Tendenz (Statistik Austria, 2012). Zulieferindustrien, wie die pharmazeutische Industrie, sind in diesen Zahlen nicht erfasst. Diese wichtige Rolle im österreichischen Wirtschaftsgefüge bedingt auch eine hohe Verantwortung des Sektors für die nachhaltige Erbringung der Wirtschaftsleistungen. Weil ökologische Nachhaltigkeit für die langfristige Förderung und Erhaltung der Gesundheit bedeutsam ist (Friel et al., 2011), kommt dem Gesundheitssektor darüber hinaus eine wichtige Vorbildwir-

kung zu, die dessen Verantwortung im Klimaschutz weiter unterstreicht (WHO, 2012). Gesundheitsleistungen im Sinne von Kur-, Wellness- und Erholungsangeboten sind zusätzlich, im Sinne von Gesundheitstourismus, ein wichtiges Qualitätssegment des österreichischen Tourismus. Sie sichern somit die Leistungsbilanz des Staates und unterstreichen die Qualität Österreichs als Urlaubsland. In diesem Sinne ist auch die Verknüpfung von Gesundheit und Tourismus in diesem Kapitel angebracht. Gerade der Tourismus-Sektor „lebt“ von der Vermarktung der heimischen Natur und sollte daher – bereits aus ökonomischen Gründen – anschaulich sorgsam mit Landschaft und natürlichen Ressourcen umgehen. Diese Überlegung, die im zweiten Teil dieses Kapitels näher ausgeführt wird, trifft sicher auch auf den Gesundheitssektor und in besonderem Maße auf den Kur- und Gesundheitstourismus zu. In diesem Zusammenhang sei etwa auch auf die neu überarbeitete Richtlinie für die Luftqualität in Kurorten verwiesen (Kommission für Klima und Luftqualität, 2013). Dem hohen Anspruch an den Gesundheitssektor bezüglich des nachhaltigen und klimaschonenden Betriebes stehen verschiedene organisatorische, strukturelle und konzeptionelle Schwierigkeiten gegenüber. Leistungsempfänger und Zahler sind unterschiedliche Personen bzw. Institutionen: die budgetäre Verantwortung ist aufgesplittert und teilweise recht unübersichtlich, und auch die Verantwortung für die Leistungsaufbringung und Leistungsanforderung ist stark aufge-

Tabelle 4.1 Arbeitnehmer, Erwerbstätige und Wertschöpfung im Gesundheitssektor verglichen mit Österreich insgesamt. Erstellt in STATcube, Statistik Austria, Regionale Gesamtrechnungen, am 22.12.2011 Table 4.1 Workers, staff, and value creation in the health-care sector compared with the Austrian total. Produced from STATcube, the public data base of Statistik Austria, 2011/12/22 Jahr

Gesundheits- und Sozialwesen

Insgesamt

Prozent

3 471 300

10,25

Arbeitnehmer nach Wirtschaftsbereichen 2007

355 800

2008

362 800

3 551 000

10,22

2009

370 800

3 522 000

10,53

Erwerbstätige nach Wirtschaftsbereichen 2007

398 800

4 151 300

9,61

2008

408 200

4 240 300

9,63

2009

417 500

4 200 300

9,94

Bruttowertschöpfung zu Herstellungspreisen nach Wirtschaftsbereichen (in Mio. €) 2007

14 613

248 118

5,89

2008

15 370

256 194

6,00

2009

15 635

248 284

6,30

937

Band 3 Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

teilt (Bundesministerium für Gesundheit, 2013). Im Selbstverständnis des Gesundheitssektors steht die Wiedererlangung der Gesundheit an erster Stelle und stellt alle anderen Ziele in den Schatten. So steht im akuten Notfall oft die Rettung von Leben im Vordergrund, entsprechende Maßnahmen sollen rasch und gezielt erfolgen. Überlegungen zu möglichen langfristigen Folgen treten damit in den Hintergrund. Doch diese paradigmatische Einstellung des Gesundheitssystems prägt auch viele langfristige Entscheidungen, in welchen eine umfassendere Analyse und weitsichtige Denkungsart angezeigt wäre. Allein schon die Finanzierung des Systems und die öffentliche Anerkennung orientieren sich an der Anzahl der individuellen Behandlungsleistungen und weniger an der gesamten Performance des Systems (Bundesministerium für Gesundheit, 2013). Diese könnte etwa auch in der optimalen Gesunderhaltung, also Krankheitsvorsorge und -vermeidung bemessen werden (Rieder, 2008). So wird z. B. paradoxerweise eine bekannte versicherte Leistung als Gesunden- oder Vorsorge-Untersuchung bezeichnet, obwohl ihr Ziel nicht die Verhinderung, sondern lediglich die Früherkennung von Krankheit ist. Obwohl der gesellschaftliche Wert dieser „sekundären“ Prävention nicht geschmälert werden soll, muss jedoch darauf hingewiesen werden, dass primäre Prävention1 im österreichischen Gesundheitssystem kaum etabliert und daher auch nicht institutionalisiert ist und damit keine Pflichtleistung der Sozialversicherungen darstellt. Wenige Kampagnen zur Verhaltensprävention (durchgeführt oder gefördert vom Fonds Gesundes Österreich [FGÖ]2) und nur auf ausgewählte Bereiche (z. B. Lebensmittelsicherheit und Konsumentenschutz) beschränkte Maßnahmen der Verhältnisprävention sind eher die Ausnahmen. Es gibt kaum Untersuchungen zu ökonomischen Vor- oder Nachteilen eines mehr präventiv ausgerichteten Gesundheitswesens (Cohen et al., 2008). Trotzdem wird Prävention als wichtiger Ansatz eines modernen staatlichen Gesundheitssystems von vielen Seiten (z. B. Kendall, 2010; Morgan et al., 2007) propagiert. Noch weniger ist klar, welche Auswirkungen eine Neuausrichtung des Gesundheitssystems in Richtung mehr Prävention auf den „Carbon Footprint“ des Systems hätte. In einer generellen Diskussion um die nachhaltigere Ausrichtung der Gesellschaft spielen jedoch Überlegungen zu 1 Man unterscheidet „primäre Prävention“, also die Vermeidung von Krankheit durch Reduktion von Risiken oder Stärkung der Gesundheit, von der „sekundären Prävention“, der Früherkennung von Krankheit zur Vermeidung von irreversiblen Folgeschäden, und der „tertiären Prävention“, der Rehabilitation als Vermeidung von Invalidisierung als Folge irreversibler Schäden. 2 http://www.fgoe.org/

938

AAR14

einem präventiv ausgerichteten Gesundheitssystem eine große Rolle. Spitäler und Verwaltungsgebäude sind in der Energiebilanz dem Sektor „Dienstleistungen“ zugeordnet, im Klimaschutzgesetz dem Sektor „Gebäude“ (Querverweise Band 3, Kapitel 5). Robuste Daten über den Energieverbrauch und die THG-Emissionen liegen ebenso wenig vor, wie Analysen über Minderungsoptionen und deren Kosten. Jedoch ist davon auszugehen, dass Maßnahmen, wie z. B. hohe thermische Gebäudestandards, effizientes Energiemanagement, Umstieg auf Erneuerbare Energieträger, ein nennenswertes Reduktionspotenzial besitzen. Maßnahmen zum schonenden Einsatz von Energie und Ressourcen im Gesundheitssektor entsprechen denjenigen, die auch in anderen Dienstleistungsbereichen geplant oder umgesetzt werden. Im Gebäudebereich (z. B. Spitäler) kann Energie durch hohe thermische Qualität von Gebäuden eingespart werden, aber auch durch ein fortschrittliches Energiemanagementsystem. Ein hoher Energieverbrauch wird allein durch den Stand-by-Betrieb medizinischer Geräte und auch in der Administration der Gesundheitsinstitutionen (EDV) verursacht (Nipitsch, 2010). Obwohl manche Geräte bei medizinischen Notfällen rasch zur Verfügung stehen müssen, kann durch sorgfältige Planung sehr viel unnötiger Stand-by-Verlust vermieden werden, selbst wenn die „großen Energiefresser“ auch im Krankenhaus anderswo zu finden sind (Nipitsch, 2010). Der Einsatz fossiler Energie kann auch im Bereich der Mobilität durch die Standortwahl sowie durch Mobilitätsmanagement reduziert werden. In diese Überlegungen können Personenverkehr (Personal und Kunden bzw. Patienten) (Wallner, 2001) und Lieferverkehr (Produktanlieferung und Entsorgung) einbezogen werden. Gebrauchsgüter sind im medizinischen Bereich sehr oft – bedingt durch Anforderung an hohe Materialqualität und Keimfreiheit bzw. Sterilität – zum einmaligen Gebrauch vorgesehen. Hier kann im Zuge einer Life-Cycle-Analyse überprüft werden, ob die Sterilisierung und Wiederverwertung von Einmalmaterialien energetisch sinnvoll ist und ob durch die Aufbereitung der Güter die Materialqualität gewährleistet bleibt (Dettenkofer et al., 1999). Vielfach hat die Industrie kein Interesse daran, dass ihre Güter mehrfach verwendet werden (Stanfield, 1983). Sie ist daher kaum bereit, für „wieder aufbereitete Güter“ eine Qualitätsgarantie abzugeben, zumal sie die Standards der Wiederaufbereitung vielfach nicht selbst kontrollieren kann (Schmidt, 2013). Teilweise sind gesetzliche Regelungen hinsichtlich der Verantwortung und Haftungsübernahme notwendig, um ressourcenschonendere Abläufe zu ermöglichen (Favero, 2001).

Kapitel 4: Gesundheit, Tourismus

AAR14

In der Abfallentsorgung stellt sich häufig die Frage, wie diese auch unter den Prinzipien des Infektionsschutzes (kontaminierte Krankenhausabfälle) eine stoffliche oder zumindest energetische Verwertung des Abfalls erlaubt, ohne dass persistente toxische Nebenprodukte entstehen und freigesetzt werden. Neben der Entsorgungstechnik und dem Handling (Abfalltrennung) ist hier auch das Produkt-Design wesentlich, welches in der Materialauswahl und -zusammensetzung eine sortenreine Trennung und eine gefahrlose Entsorgung (z. B. Verbrennung) ermöglichen kann. Österreichische Krankenhäuser haben sich sehr früh für Detailanliegen des Umweltschutzes engagiert. So fand die erste europäische CleanMed-Konferenz 2003 in Wien statt (Moshammer, 2003; 2004) und mehrere österreichische Krankenhäuser sind im Netzwerk gesundheitsfördernder Krankenhäuser organisiert (Dietscher, 2005). Einige Krankenhäuser, wie das KH Tulln, haben nachhaltige Mobilitätskonzepte umgesetzt (Wallner, 2001) oder sind, wie die Wiener Spitäler, Vorreiter in der PVC-Vermeidung (Klausbruckner und Nentwich, 2004; Moshammer, 2001; Lischka et al., 2011). Ein weiteres Beispiel stellt die Umwelterklärung des LKH Hartberg 2010 nach EMAS-VO dar. Es zeigt die Notwendigkeit, die kollegiale Führung des Hauses sowie die einzelnen Abteilungen aktiv in die Umweltschutzbemühungen einzubeziehen sowie quantifizierbare Zielvorgaben zu setzen und deren Erfüllung zu überprüfen. Im Zuge von Sparmaßnahmen werden allerdings Umweltschutzprogramme und entsprechende Stellen gekürzt bzw. wegrationalisiert. Eine ausführliche Übersicht zu einem gesamthaften Ansatz sozio-ökologischen Denkens, die am Beispiel eines österreichischen Spitals entwickelt wurde, geben Weisz et al. (2011).

4.2.2

Adaptierung – Anpassung an ein sich änderndes Klima

Die Menschheit besiedelt große Teile der festen Erdoberfläche und musste sich daher in ihrer Evolution an verschiedenste Klimabedingungen, von den Tropen bis in die Polarregion, anpassen. Dies erfolgte einerseits durch langfristige genetische Optimierungen (Hauttyp, Körperbau, Fettverteilung), andererseits durch kurzfristige physiologische Änderungen, zum Beispiel in der Regulation des Blutkreislaufs (z. B. Hautdurchblutung zur Wärmeregulation) oder der Schweißsekretion. Neben dieser physiologischen Adaptation gibt es Anpassungsmaßnahmen im Verhalten, wie unter anderem Bekleidung, Behausung und tageszeitliche Aktivitätsmuster. Diese Maßnahmen sind nicht im eigentlichen Sinn Anpassungsmaßnahmen des Gesundheitssystems, obwohl sie ebenso wie viele

Anpassungsmaßnahmen in anderen Sektoren (Landwirtschaft, Bauen, Verkehr, Energie) der Gesundheit dienen. Im Gesundheitssektor können Maßnahmen getroffen werden, die nicht spezifisch für diesen Sektor sind. So treffen z. B. Anpassungsmaßnahmen im Hochbau (Heizung, Kühlung, Lüftung, Schutz vor Extremniederschlag etc.) auch auf Bauwerke des Gesundheitssektors (z. B. Krankenhäuser) zu. Dabei ist die höhere Vulnerabilität einzelner Gruppen von Betroffenen zu berücksichtigen: für manche Patienten und Pflegebedürftige gestaltet sich etwa die Evakuierung (z. B. im Zuge einer Überschwemmung) schwieriger, als für die Normalbevölkerung. Manche Krankheiten erhöhen die Vulnerabilität gegenüber Kälte- und Hitzestress. Daher erscheint es sinnvoll, GesundheitsexpertInnen auch bei Adaptationsmaßnahmen in anderen Sektoren einzubeziehen, damit sich deren Maßnahmen an den Bedürftigsten orientieren. Darüber hinaus gibt es Anpassungsmaßnahmen bzw. Situationen, welche eine Anpassung erfordern, die für den Gesundheitssektor spezifisch sind und die im Folgenden systematisch dargestellt werden. Dabei ist zu bedenken, dass sich der Gesundheitssektor generell an „Veränderungen“ anpassen sollte und nicht nur isoliert an die Veränderung des Klimas. Tatsächlich ist die Gesellschaft – und mit ihr der Gesundheitssektor – mit mehreren langfristigen und teilweise globalen Trends der Veränderung konfrontiert. Für die Gesundheit besonders relevant sind neben dem Klimawandel folgende Entwicklungen: die steigende Urbanisierung, die Überalterung der Gesellschaft, die Zunahme chronischer Erkrankungen auf entzündlicher und degenerativer Basis („Wohlstandserkrankungen“), die Globalisierung bzw. der rasche und globale Transport von Personen und Waren und damit eventuell auch von Krankheitserregern, eventuell auch die Tendenz zur Entsolidarisierung und Individualisierung sowie eine Beschleunigung vieler Wirtschaftsvorgänge und Kommunikationssysteme („jederzeit und an jedem Ort und just-in-time“). Es erscheint ratsam, dass sich der Gesundheitssektor nicht an jede Veränderung isoliert anpasst, sondern eine Gesamtstrategie entwickelt, die Veränderungen in möglichst vielen Bereichen mitberücksichtigt. Dabei sollten Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Maßnahmen und den globalen und lokalen Änderungen beachtet und – im Sinne einer „Win-Win-Strategie“ – berücksichtigt werden. Weiters werden in diesem Abschnitt Anpassungen in einer den Auswirkungen des Klimawandels inhärenten Systematik diskutiert. Jedes Unterkapitel ist einer gesundheitlich relevanten Auswirkung gewidmet, welche auf einen bestimmten klimarelevanten Stressor zurückzuführen ist. Zuerst werden die primä-

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Band 3 Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

ren Gesundheitsfolgen des Klimawandels angesprochen, also jene, die unmittelbar durch Klimaphänomene, insbesondere extreme Wetterereignisse, in Österreich zu erwarten sind. Es sind dies: t


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Hitzestress (mit konsekutiver Übersterblichkeit und erhöhter Inanspruchnahme des Gesundheitssystems) bzw. auch gesundheitliche Folgen extremer Kälte sowie Folgen anderer Extremwetterereignisse (Niederschläge und Überschwemmungen, Sturm, Gewitter, Lawinenund Murenabgänge).

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Als nächstes werden sekundäre gesundheitliche Klimafolgen dargestellt, die indirekt durch Klimaparameter bewirkt werden. Die Änderung des Klimas kann zu Änderungen in verschiedenen Systemen (z. B. Ökosystem) führen. Änderungen in diesen Systemen können gesundheitliche Auswirkungen bewirken. Im Einzelnen sind dies: t
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Wirkungen auf die Luftqualität mit daraus resultierenden Folgen für die Gesundheit, Änderungen in den Vektorenpopulationen mit Auswirkungen auf bestimmte Infektionserkrankungen, Änderungen in der Qualität von Lebensmitteln und Trinkwasser, Auswirkungen auf Pflanzen und Tiere mit allergenem und toxischem Potential sowie mögliche Änderungen in der UV-Belastung.

Zuletzt werden tertiäre Auswirkungen diskutiert. Diese entstehen aufgrund durch den Klimawandel bedingter Vorgänge in anderen Weltgegenden, die z. B. durch Migrationsbewegungen Folgen für das österreichische Gesundheitssystem nach sich ziehen können. Auf eine detailliertere Erörterung, wie sich der Klimawandel bzw. die einzelnen Stressoren auf die Gesundheit auswirken, muss allerdings zumeist verzichten werden, da dies die Aufgabe des entsprechenden Unterkapitels im Band 2 ist. Die angeführten Auswirkungen und die Anpassung daran werden nach einer kurzen thematischen Einleitung nach einem einheitlichen Schema behandelt. Um eine effektive Anpassung an den Klimawandel zu ermöglichen, ist eine Reihe von Schritten notwendig: t
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Daten über das Auftreten und das Einwirken des jeweiligen Stressors sind zu erheben (Umweltmonitoring). Daten zum jeweiligen Gesundheitsendpunkt sind bereitzustellen (Gesundheitsmonitoring).

Umwelt- und Gesundheitsmonitoring sind in epidemiologischen Studien zu verknüpfen, um Aussagen über aktuelle und örtliche Expositions-Wirkungsbeziehungen zu ermöglichen und um möglichst präzise kurzfristige Prognosen für die Planung des Gesundheitsmanagements zu ermöglichen. Für die meisten der relevanten Stressoren bedarf es einer zeitgerechten und zielgenauen Information der betroffenen Bevölkerung. Ebenso sind die Gesundheitsberufe entsprechend zu informieren und zu schulen. Abschließend sind Management- und Notfallpläne im Gesundheitssektor zu entwickeln.

Im Zuge der Vorarbeiten für die „Nationale Anpassungsstrategie an den Klimawandel“ wurden auch Handlungsempfehlungen für den Gesundheitssektor erarbeitet (Haas et al., 2010). Diese behandelten ähnliche Handlungsfelder wie dieses Kapitel.

4.2.3

Gesundheitsfolgen durch Temperaturextreme

Es ist weitgehend davon auszugehen, dass sich die ÖsterreicherInnen ausreichend rasch auch an ein um wenige Grad wärmeres Klima adaptieren können. Von Temperaturen, bei denen zumindest die physiologische Adaptation von Säugetieren versagt, ist Österreich noch relativ weit entfernt. Es kann allerdings Weltgegenden geben, wo insbesondere durch Kombination von Temperatur und Luftfeuchte die dauerhafte Bewohnbarkeit in nicht allzu ferner Zukunft infrage gestellt ist (Sherwood und Huber, 2010). In einem relativ breiten Temperaturband kann sich jede Lebensgemeinschaft an die ihrem Habitat entsprechende Durchschnittstemperatur anpassen. Dies ist daran abzulesen, dass die optimale Temperatur, d. h. jene Tagestemperatur, bei der statistisch gesehen die wenigsten Todesfälle auftreten, von der örtlichen Durchschnittstemperatur abhängt. Gesundheitsrelevanter als die Durchschnittstemperatur sind die Häufigkeit und die Intensität von Temperaturextremen. Die derzeitigen Klimamodelle sind robuster bei der Vorhersage von Veränderungen im Mittel, während die Vorhersagequalität hinsichtlich von Extremen unsicherer ist (Christensen et al., 2007). Extremereignisse traten bzw. treten auch unabhängig vom Klimawandel auf. Das Gesundheitssystem setzt sich daher mit derartigen Extremereignissen auseinander.

Kapitel 4: Gesundheit, Tourismus

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Aufzeichnung und kurzfristige Prognose von Witterungsdaten Die Aufzeichnung von Wetterdaten und kurzfristige Wetterprognosen sind nicht Aufgabe des Gesundheitssystems. Es sollte allerdings sichergestellt werden, dass das Gesundheitssystem rechtzeitig Zugang zu diesen Daten in ausreichender Auflösung erhält und diese problemadäquat und zeitgerecht auswerten kann. Die französischen Behörden wurden nach der massiven Hitzewelle im August 2003 heftig kritisiert, da das Gesundheitssystem erst regierte, als eine katastrophale Situation vorlag. Viele ÄrztInnen waren „auf Urlaub“ und wurden erst aufmerksam, als die Prosekturen und Leichenhallen (Bestattung) einen Engpass bei der Lagerung der Verstobenen meldeten3. Seither propagiert Frankreich ein „real-time“-Monitoring, das neben dem Gesundheitsmonitoring („syndromic surveillance“) auch das Umweltmonitoring umfasst (Josseran et al., 2008). In Österreich sind sowohl Umwelt- als auch Gesundheitsdaten in ausreichender Qualität und mit hinreichendem Detaillierungsgrad in der Regel erst mit etlicher Verzögerung erhältlich. Die Gemeinde Wien hat zwar nach der Hitzewelle 2003 vorübergehend versucht, ein „nahezu real-time“-Monitoring-Programm von wöchentlichen Sterbefällen auf Basis der Berichte der TotenbeschauärztInnen zu etablieren, Erfahrungen mit diesem System wurden aber bislang nicht publiziert. Welche tatsächlichen Vorteile das „real-time“Monitoring in Frankreich bringt und ob dies den Aufwand in Bezug auf Temperaturstress lohnt, ist noch unklar. Bedeutsam ist auch die kleinräumige Erfassung von Hitzeinseln in urbanen Ballungsräumen (Laaidi et al., 2012). Satellitendaten österreichischer Städte könnten nicht nur für gezielte bauliche Maßnahmen zur Reduktion städtischer Hitzeinseln herangezogen werden, sondern im Falle einer Hitzewelle auch dazu dienen, an die engen örtlichen Verhältnisse angepasste Hilfsmaßnahmen zu setzen bzw. schon vorsorgend zu planen.

Daten zu Gesundheitsfolgen, die mit Temperaturextremen assoziiert sind Zahlreiche epidemiologische Studien belegen den Einfluss der Temperatur auf das tägliche Sterberisiko, wobei fast alle Todesursachen berührt werden, und auf Krankenhausaufnahmen, wobei in Hitzeperioden vor allem ein Anstieg bei Aufnahmen wegen Atemwegserkrankungen beobachtet wird (siehe Band 2).

Weniger ausführlich untersucht, aber dennoch für das Gesundheitssystem bedeutsam, ist die Inanspruchnahme primärer Versorgungseinrichtungen („Hausarzt“) sowie etwa die Frequenz von Rettungsfahrten an Hitzetagen. Daten zur täglichen Sterblichkeit werden von der Statistik Austria gesammelt und mit geringer zeitlicher Verzögerung (im Sommer sind die Fallzahlen des Vorjahres erhältlich), ausreichendem Detaillierungsgrad sowie zu vertretbaren Kosten für Auswertungen zur Verfügung gestellt. Etwas schwieriger gestaltet sich die Bereitstellung anderer Gesundheitsdaten: Daten über Krankenhausaufnahmen liegen erst mit größerer Verzögerung (> 1 Jahr) vor. Erwägungen zum Datenschutz begründen eine restriktive Datenweitergabe und nicht zuletzt ist das sehr umfangreiche Datenmaterial vergleichsweise teuer in der Anschaffung. Die Qualität der Daten (z. B. Diagnoseschlüssel) kann nicht abschließend beurteilt werden. Daten von Rettungsdiensten, die keiner Standardisierung unterliegen, können im Einzelfall bereitgestellt werden. So unterscheiden sich die Daten der einzelnen Notfall- und Rettungszentralen hinsichtlich ihrer Kodierung und bezüglich anderer Details, weshalb eine Vergleichbarkeit nicht gewährleistet ist. Andere zeitlich aufgelöste Daten (z. B. hausärztliche Inanspruchnahme, Medikamentenkonsum) sind wahrscheinlich nicht in ausreichender Qualität erhältlich. Eigene Versuche, diese Daten zu erhalten, sind jedenfalls bisher gescheitert. Von Interesse wären auch Krankenstandsdaten der Gebietskrankenkassen.

Epidemiologische Studien Temperatur ist eine bedeutende Störvariable verschiedener Zeitreihenuntersuchungen, z. B. betreffend die Gesundheitseffekte von Luftschadstoffen. Epidemiologische Auswertungen, die sich mit der Temperatur als eigentlichem Gesundheitsprädiktor befassen, sind in Österreich noch nicht sehr oft erfolgt. Die Hitzeperiode 2003 mit ihren Auswirkungen auf Wien wurde in zwei in wissenschaftlichen Journalen veröffentlichen Arbeiten (Hutter et al., 2007; Muthers et al., 2010) beschrieben. Im Zuge von StartClim-Projekten4 wurden verschiedene Aspekte von Hitze und Temperatur für Wien untersucht (Moshammer et al., 2006b, 2009; Gerersdorfer et al., 2006). Im Auftrag des Landes Oberösterreich erfolgte eine ähnliche Auswertung für den Großraum Linz und im Vergleich dazu für das Mühlviertel (Moshammer et al., 2009). Für die Planung von Warnschwellen und Maßnahmenpaketen wäre es notwendig, zumindest für alle urbanen Regionen Österreichs ähnliche Untersuchungen durchzuführen und diese auch in bestimm-

3

Wikipedia Zugriff 6.3.2012: http://en.wikipedia.org/wiki/2003_ European_heat_wave

4

www.austroclim.at/startclim

941

Band 3 Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

ten Zeitabständen zu wiederholen. Damit könnte auch eine allfällige Änderung der Dosis-Wirkungs-Beziehung (z. B. aufgrund von Adaptierungsmaßnahmen) sichtbar werden. Die Analyse von Daten aus dem Mühlviertel hat gezeigt, dass auch in eher ländlichen Regionen Gesundheitsindikatoren (z. B. tägliche Sterblichkeit) von der Temperatur signifikant beeinflusst werden (Moshammer et al., 2009). Weltweit gibt es allerdings kaum Untersuchungen zur Sterblichkeit bei Hitzewellen in ländlichen Gebieten. Wegen der geringeren Bevölkerungsdichte müssen größere geografische Einheiten gemeinsam betrachtet werden, um die nötige statistische Aussagekraft zu gewährleisten. Dies könnte jedoch zu einer nicht-differenziellen Fehlklassifizierung der Belastung führen. Generell dürften allerdings urbane Ballungsräume wegen des städtischen Hitzeinsel-Effekts besonders von zukünftigen Hitzeperioden betroffen sein. Daher sind in Österreich vor allem urbane Gebiete in Ost- und Nordost-Österreich, also die Städte Wien, Linz und Graz sowie ihr näheres Umfeld, von Interesse.

Hitzewarnungen Um eine Hitzewarnung aussprechen zu können, bedarf es nicht nur zuverlässiger kurzfristiger Wetterprognosen, sondern es sollte auch bekannt sein, ab welcher Schwelle mit einem relevanten zusätzlichen Risiko zu rechnen ist (Michelozzi et al., 2010). Die öffentliche Kommunikation der Warnungen bedarf einer engen Zusammenarbeit mit den Medien. Wenn Warnungen ausgesprochen werden, sollten sie auch von praktikablen und klaren Handlungsempfehlungen begleitet werden. Bei alldem ist das Zielpublikum zu bedenken: bei Hitzewellen sind ältere, allein stehende und kranke Personen sowie soziale Randgruppen besonders gefährdet (O’Neill et al., 2003; Khalaj et al., 2010; Reid et al., 2009; English et al., 2009; Stafoggia et al., 2006, 2008, 2009; Semenza, 1996; Kovats, 2006; Foroni et al., 2007; Hajat et al., 2010). Diese Personenkreise sind tendenziell schlecht über „neue Medien“ wie das Internet erreichbar. Örtlich gezielte Überlegungen, wie besondere Gruppen erreicht werden können (z. B. über ObdachlosenbetreuerInnen), wären anzustellen. Ein für Österreich vorbildlicher Plan für Hitzewellen ist der Steirische Hitzeschutzplan5, der nicht nur Regeln für die Auslösung der Hitzewarnung enthält, sondern auch Adressen und Zuständigkeiten bis auf die Ebene der Verwaltung jedes einzelnen Pflegeheimes und Krankenhauses samt begleitenden Handlungsanweisungen und Informationsmaterial. 5

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http://www.verwaltung.steiermark.at/cms/beitrag/11487944/9752/

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Information für ÄrztInnen und Pfleger über Hitze Die Übersterblichkeit während einer Hitzewelle ist nur zu einem verschwindend kleinen Teil durch spezifische „Hitzetodesfälle“ bedingt. Die meisten Todesfälle betreffen Personen mit einer Grundkrankheit (Atemwege, Herzkreislauf-System), die durch den Hitzestress zusätzlich geschwächt werden und an ihrer Grundkrankheit sterben. Dabei ist auch in den Krankenanstalten eine Übersterblichkeit während Hitzewellen zu beobachten. Eventuell ist auch das Pflegepersonal durch die Hitze geschwächt (und weniger sorgsam). Wahrscheinlich bedarf es weniger technisch aufwendiger Interventionen als einfacher pflegerischer Maßnahmen, wie etwa der Kontrolle, ob der Patient wohl auch ausreichend Flüssigkeit zu sich nimmt. ÄrztInnen und mobile Pflegedienste könnten auch einfache Verhaltensweisen zur Kühlung der Wohnung empfehlen. Eine spezifische „Hitzeausbildung“ ist hingegen für den stationären Bereich weniger notwendig als administrative Maßnahmen (Qualitätskontrolle, Personalmanagement). Da die Anzahl der Todesfälle, nicht aber der Krankenhausaufnahmen, wegen Herz-Kreislauf-Problemen bei Hitzewellen zunehmen, ist davon auszugehen, dass von den HausärztInnen sowie den Pflegenden und den ÄrztInnen in Pflegeheimen die Gefahr unterschätzt wird (Moshammer et al., 2006b). Daher ist es notwendig, dass die Hitzeempfindlichkeit von Patienten besser eingeschätzt werden kann. Dies ist auch wichtig, um bei einer massiven Hitzewelle jene Personen identifizieren zu können, die in dieser Zeit besondere Hilfe (mobile Krankenpflege, Nachbarschaftshilfe) benötigen. Niedergelassene ÄrztInnen sollten jedenfalls auch gesunde bzw. „beinahe“ gesunde Patienten im Falle einer Hitzewelle bezüglich des individuellen Verhaltens kompetent beraten können.

Managementaufgaben Viele Einrichtungen des Gesundheitswesens haben im Sommer reduzierten Betrieb. Dies ist teilweise gerechtfertigt, da die fakultativen Patienten in dieser Zeit Urlaub im Ausland machen. Wenn Österreich – teilweise auch als Folge des Klimawandels – seine Tourismusangebote in Richtung „Sommerurlaub“ ausbaut und wenn – in Folge des demographischen Wandels – immer mehr alte Personen allein daheim bleiben, während pflegende Angehörige gerade in den Sommermonaten – teilweise auch durch Schul- und Betriebsferien vorgegeben – Urlaub machen, dann sind die jahreszeitlichen Personal- und Urlaubsplanungen im Heil- und Pflegebereich anzupassen. Bedeutender ist wahrscheinlich die mobile Altenbetreuung und Krankenpflege. Diese wird derzeit nach strengen Indika-

Kapitel 4: Gesundheit, Tourismus

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tionen gewährleistet und finanziell unterstützt bzw. gezahlt. „Hitzewelle“ oder „Urlaub der Angehörigen“ zählen in der Regel nicht zu diesem Indikationskatalog. Hier gilt es in Zukunft praktikable und sozial verträgliche Modelle zu finden. Zur vorsorgenden städtebaulichen Planung zur Vermeidung von Aufheizungen im städtischen Raum liegt vielfältige Literatur vor. In diesem Zusammenhang ist innerstädtisches Grün (Altbäume, Parks, Wasserflächen) bedeutsam. Städte und Gemeinden können durch Planungsvorgaben (Bebauungspläne) Anpassungsmaßnahmen fördern bzw. begünstigen. Ein positives Beispiel ist die durch die Bebauungsplanung gewährleistete großflächige Dachbegrünung im Gewerbegebiet in der Stadt Linz. Eine Entsiegelung kann vor allem die gesundheitlich beeinträchtigende Hitze in den Nachtstunden mildern. Grünflächen heizen sich am Tage weniger auf und geben in der Nacht weniger (fühlbare) Wärme ab. Scharf et al. (2010) zeigten hier am Beispiel von Graz Möglichkeiten zur Entsiegelung von Straßenbahngleisen auf. Gesundheitliche Expertise sollte hinsichtlich dieser sowie anderer möglicher Maßnahmen bei Fragen der Stadtplanung zu Rate gezogen werden.

4.2.4

tem muss allerdings die Kapazitäten bereitstellen, um Verletzte bei derartigen Katastrophen rasch und optimal versorgen zu können. Die Rettungskette, angefangen von Ersthelfern bis hin zur stationären Versorgung, ist derzeit in der Regel ausreichend. Es ist jedoch regelmäßig zu evaluieren, ob diese Versorgungskette weiterhin angesichts möglicherweise durch Klimawandel bedingter regionaler Häufungen bestimmter Extremereignisse, des demographischen Wandels, Sparmaßnahmen im Gesundheitsbereich und struktureller Probleme der Freiwilligenarbeit (Rotes Kreuz, Bergrettung, Feuerwehr) auch in Zukunft gewährleistet bleibt. Neben der akuten Versorgung einzelner betroffener Personen stellen sich für das Gesundheitssystem allerdings zwei weitere Aufgaben mit insgesamt größerer Bedeutung (Moshammer, 2012): t


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die längerfristige Betreuung und Versorgung von durch die Katastrophe physisch und psychisch traumatisierten Personen und die Sicherstellung der eigenen Infrastruktur trotz des Katastropheneintritts.

Katastrophale Witterungsereignisse

Was verstehen wir unter einem katastrophalen Witterungsereignis? Für ein Flussufer, das jedes Jahr zur Schneeschmelze überflutet wird, stellt diese jährliche Überflutung keine Katastrophe dar. Das Ökosystem hat sich der wiederkehrenden Überflutung angepasst (etwa durch Ausbildung eines Auwaldes) und die menschliche Nutzung muss sich an die jährlichen Überflutungen anpassen (entweder, indem diese Fläche nicht bebaut wird, oder, indem für allfällige Bauwerke besondere Auflagen bestehen). Für ein anderes Areal, das seit Jahrzehnten nicht überflutet worden ist, kann eine einmalige Überflutung ähnlichen Ausmaßes hingegen ein katastrophales Ereignis darstellen. Insofern dabei Menschen und menschliche Nutzungen betroffen sind, ist dies auch für den Gesundheitssektor relevant (Hajat et al., 2003). Die Anzahl akuter Fälle von Gesundheitsschäden durch Wetterkatastrophen ist in Österreich in der Regel gering (Moshammer, 2012). Allerdings kommen jedes Jahr einzelne Personen durch Sturm, Blitzschlag, Murenabgang, Erdrutsche, Lawinen und Überflutung ums Leben. Durch ingenieurtechnische Sicherungsbauten, wie z. B. Dämme, Blitzableiter oder Lawinenschutzbauten, kann das Risiko solcher Einzelereignisse gemindert werden. Diese fallen zwar nicht in die unmittelbare Kompetenz des Gesundheitssystems, das Gesundheitssys-

Letzteres umfasst nicht nur den Schutz von Krankenhäusern vor Hochwässern und dergleichen, sondern auch die Sicherstellung der häuslichen Versorgung im Fall, dass Transportwege unterbrochen worden sind.

Katastrophenmelde- und -überwachungssysteme Katastrophen sind per Definition seltene Ereignisse. Die Dokumentation von herausragenden seltenen Ereignissen und deren unmittelbarer Folgen sind nicht sehr aufwendig. Diese Aufgabe fällt nicht in den Bereich des Gesundheitssektors.

Dokumentation von Gesundheitsfolgen Akute Gesundheitsschäden (z. B. Verletzungen, Todesfälle) sind relativ leicht zuzuordnen und auch zu erfassen. Viel schwieriger ist die Erfassung langfristiger Folgen (Tapsell und Tunstall, 2008; Leonardi, 2010; Fabre et al., 2004). Dazu zählen beispielsweise psychische Traumata (z. B. aufgrund schwerer materieller Verluste) und Folgen von Schäden an der Infrastruktur (Verkehr, Wasserver- und -entsorgung). Zur Abschätzung der Folgen sind räumlich hoch aufgelöste Daten niederschwelliger Gesundheitsfolgen notwendig, wie die Inanspruchnahme hausärztlicher Betreuung, Medikamentenverbrauch etc. Diese Daten liegen in der Regel nicht vor.

943

Band 3 Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

Abschätzung der Schwere der Folgen Aus Studien in anderen Ländern (Huang et al., 2010; Telles et al., 2009; Auger et al., 2000) ist bekannt, dass nach Katastrophen verstärkt Fälle mit posttraumatischem StressSyndrom auftreten und daher ein erhöhter Bedarf an psychologischer bzw. psychiatrischer Betreuung besteht. Mangels detaillierter, hoch aufgelöster Gesundheitsdaten gibt es aus Österreich keine verlässlichen Untersuchungen zu den mittel- und langfristigen Gesundheitsfolgen katastrophaler Ereignisse, welche für die Planung von Maßnahmen des Gesundheitssystems bei zukünftigen Katastrophen herangezogen werden könnten. International sind einige Studien bekannt (Ahern et al., 2005; Siddique et al., 1991; Woodruff et al., 1990; Kunii et al., 2002; Sur et al., 2000; Katsumata et al., 1998; Biswas et al., 1999; Mondal et al., 2001; Cervenka, 1976; Aavitsland et al., 1996; Waring et al., 2002; Wade et al., 2004; Reacher et al., 2004), die sich zum Beispiel mit den Folgen von Überschwemmungen, aber auch von extremen Trockenperioden, auf die Trinkwasserqualität und auf die Gesundheit im Sinne von Durchfallerkrankungen befassen. Wiederum fehlen österreichische Studien für eine genauere Abschätzung des lokalen Risikos, das in Abhängigkeit von technischen und geografischen Details starken Schwankungen unterliegt.

Katastrophenwarnungen Generell werden Katastrophenwarnungen von meteorologischen Diensten und dem Katastrophenschutz ausgelöst. Vom Gesundheitssektor sind praktische Ratschläge beizusteuern, z. B. betreffend die Verwendung bzw. Behandlung von Wasser, falls Trinkwasserleitungen beschädigt worden sind, oder die Benutzbarkeit und Sanierung von Wohnraum nach Durchfeuchtung und Schimmelbildung.

Training der ExpertInnen Die diversen Hilfskräfte organisieren häufig gemeinsam Katastrophenübungen, bei denen teilweise die regionalen Gesundheitsdienste (ÄrztInnen, Krankenhäuser) mit eingebunden sind. Es erscheint sinnvoll, diese Einbindung der Gesundheitsdienste noch zu vertiefen.

Anforderungen an das Gesundheitssystem Vorrangig ist der Schutz der eigenen Infrastruktur (Krankenhäuser etc.). Notfallpläne sollten besonders im Hinblick auf

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vulnerable Bevölkerungsgruppen erstellt werden. So ist an die Evakuierung bzw. Versorgung von Alten- und Pflegeheimen zu denken und in entsprechenden Katastrophenplänen vorzubereiten und es müssen hygienische Qualitätsanforderungen für Ausweich- und Notquartiere definiert werden. Dies gilt auch für privaten Wohnraum und zwar sowohl für Ausweichquartiere als auch für den Wiederbezug nach der Katastrophe (z. B. Wasserschäden nach Überflutung). Schäden an der Infrastruktur, wie z. B. der Trinkwasserversorgung, bedingen ein unmittelbares Gesundheitsrisiko. Im Prinzip ist für jede Region bekannt, an welche Trinkwasserversorgungsnetze die einzelnen Haushalte angeschlossen sind bzw. wie viele Haushalte auf die Nutzung privater Quellen und Brunnen angewiesen sind. Diese Informationen müssten allerdings im Ereignisfall den zuständigen Gesundheitsbehörden übersichtlich und kleinräumig zur Verfügung stehen. Dies ist wahrscheinlich nicht in jeder Bezirksverwaltungsbehörde in gleichem Umfange gewährleistet.

4.2.5

Luftqualität

Luftqualität: ein unterschätzter Gesundheitsfaktor Epidemiologische Studien aus allen Weltgegenden (Samoli et al., 2008) und mittels verschiedensten Studiendesigns haben eindrücklich und reproduzierbar die gesundheitlich nachteiligen Effekte von Luftschadstoffen gezeigt. Feinstaub und Ozon sind hierbei die bedeutendsten Indikatoren für die Luftqualität. In die medizinische Praxis haben diese Erkenntnisse allerdings kaum Eingang gefunden. Da in der täglichen Interaktion zwischen ÄrztInnen und PatientInnen die Luftqualität nicht beeinflusst werden kann, orientieren sich therapeutische Bemühungen an anderen Aspekten des jeweiligen Leidens der PatientInnen. Die Luftqualität ist mit dem Wetter, aber auch dem Klima, auf vielfältige Weise verknüpft: einige Luftschadstoffe und Treibhausgase haben die gleichen Quellen (Verbrennungsvorgänge), einige Luftschadstoffe wirken als Treibhausgase (Ruß, Ozon), während anderen (Sulfate) eine kühlende Wirkung zugeschrieben wird, und die Witterung hat einen direkten Einfluss auf Schadstoffkonzentrationen (Christensen et al, 2007). Während für Nordamerika auch Modelle zum Einfluss des Klimawandels auf die Feinstaubbelastung entwickelt wurden (Tagaris et al., 2009), wurde für Europa bisher (2012) erst der Einfluss auf Ozon untersucht (Orru et al., 2012) und für den Alpenraum ein mäßiger Ozonanstieg bis 2050 prognostiziert.

Kapitel 4: Gesundheit, Tourismus

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Daten zur Luftqualität Daten zur Luftqualität werden nach europäisch vorgegebenen Kriterien von den Umweltschutzabteilungen erhoben und über das Umweltbundesamt (einschließlich der Daten der eigenen Hintergrund-Messstellen) sowie über die Europäische Umweltschutzagentur öffentlich zugänglich gemacht (EEA, 2013a).

Effekte der Schadstoffbelastung ohne erkennbaren Schwellenwert einer weitgehend linearen Konzentrations-WirkungsBeziehung folgen, ist es auch nicht einsichtig, welchen Sinn bestimmte gesetzlich vorgegebene Auslöseschwellen für Warnhinweise haben. Da Tage mit eher moderaten Schadstoffbelastungen häufiger auftreten als solche mit extremen Spitzenbelastungen, ereignen sich die meisten durch Luftschadstoffe verursachten Todesfälle an nicht extrem auffällig belasteten Tagen (WHO, 2005).

Gesundheitsdaten Was sollen ÄrztInnen wissen? Ähnlich wie die Temperatur haben Luftschadstoffe nicht nur Effekte auf spezielle Krankheitsrisiken, auch viele Grunderkrankungen werden durch Luftschadstoffe verschlimmert. Insbesondere chronisch entzündliche Vorgänge, die letztlich auch zu den, zu den Wohlstandskrankheiten zählenden, Stoffwechselerkrankungen beitragen, werden durch die Schadstoffbelastung ausgelöst. Im Prinzip gilt das Gleiche, wie in Abschnitt 4.2.3 ausgeführt wurde: während Mortalitätsdaten relativ unkompliziert zu erhalten sind, besteht für andere Datensätze noch einiger Verbesserungsbedarf.

Das Wissen österreichischer ÄrztInnen bezüglich gesundheitlicher Auswirkungen von Luftschadstoffen ist gering. Auch wenn dieses Wissen kaum unmittelbare Anwendung in der therapeutischen Arbeit finden wird, so wird von ÄrztInnen auch eine generelle Kompetenz und Autorität in Fragen der Gesundheit und der Krankheitsprävention erwartet. Diesem Anspruch kann besser entsprochen werden, wenn präventivmedizinische und umwelthygienische Aspekte in der medizinischen Ausbildung verstärkt werden.

Luftqualität: Dosis-Wirkungs-Beziehung

Aufgaben für das Gesundheitssystem

In Österreich wurden bereits zahlreiche epidemiologische Untersuchungen zu Luftschadstoffen durchgeführt, deren Ergebnisse weitgehend mit internationalen Erkenntnissen übereinstimmen. Es sind dies vor allem Zeitreihen-Untersuchungen (Friza et al., 1986; Neuberger et al., 1987, 2004, 2005, 2007a, 2007b, 2008; Krüger et al., 2009), aber auch LängsschnittUntersuchungen (Neuberger et al., 1997, 2002) und PanelUntersuchungen (Wittels et al., 1997; Moshammer et al., 2006a; Moshammer und Neuberger, 2003; Ihorst et al., 2004; Horak et al., 2002; Frischer et al., 1997, 1999, 2001; Kopp et al., 2000) sowie Querschnittsstudien (Pattenden et al., 2006). Zur Bestimmung der Wirkung chronischer Belastungen wären zusätzliche Kohortenstudien wünschenswert. Wegen des hohen Aufwands und der langen Laufzeit derartiger Studien wären dafür allerdings besondere Finanzierungsschemata notwendig.

Derzeit nehmen Gesundheitsbehörden nicht an öffentlichen Debatten zur Luftreinhaltung zum Schutze der Volksgesundheit teil. Ein Teil der „Adaptation“ besteht in (lokaler) Minderung der Schadstoffbelastung, beispielsweise durch Reduktion der Ozon-Vorläufersubstanzen. Die Reduktion von Schadstoffemissionen bedeutet nicht nur eine unmittelbare und lokal wirksame Reduktion von Gesundheitsschäden und Krankheitskosten. Einige der relevanten Substanzen sind entweder selber treibhausaktiv („black carbon“) oder sind Vorläufer für derartige Spurenstoffe (Ozonvorläufer). Lokale Minderung als Adaptationsmaßnahme ist daher oft auch im Sinne globaler Minderung des Klimawandels. GesundheitsexpertInnen sollten geschult in systemischem Denken sein, um derartige „Win-Win-Strategien“ glaubhaft vertreten zu können.

Smogwarnungen

Medialer Fokus auf Malaria

Für mehrere Schadstoffe sind gesetzlich Schwellen zur Auslösung von Warnhinweisen vorgegeben (Immissionsschutzgesetz Luft BGBl. I 115/97 idgF; Ozongesetz BGBl. 210/92 idgF). Allerdings existieren, außer bei Ozonwarnungen, kaum praktikable Schutzmaßnahmen für den Einzelnen. Da die akuten

Medial steht die Renaissance der Malaria in Mitteleuropa durch den Klimawandel im Mittelpunkt. Anophelesmücken waren stets in Europa heimisch und endemische Malaria ist aus früheren Epochen bis nach Nordeuropa beschrieben. Die Malaria ist nicht wegen des kühlen Klimas in Europa ausge-

4.2.6

Von Vektoren übertragene Krankheiten

945

Band 3 Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

storben, wenn auch ein wärmeres Klima die Übertragungsrate erhöht. Malariaplasmodien sind aber ausschließlich auf den Menschen als Wirt (und auf bestimmte Mückenarten als Zwischenwirt) angewiesen. Ein funktionierendes Gesundheitssystem stellt sicher, dass Menschen mit schweren Krankheitssymptomen (hohes Fieber und schwere Beeinträchtigung des Allgemeinzustandes) sich in der Regel nicht im Freien und insbesondere in der Nähe von Feuchtgebieten aufhalten, wo sie von Mücken gestochen werden können, was für die effiziente Übertragung der Erkrankung notwendig wäre. Im Zuge der Globalisierung von Tourismus und Warenverkehr ist es aber nicht auszuschließen, dass einzelne Malariafälle eingeschleppt werden und durch heimische Mücken vor Ort übertragen werden. Wenn dies auch noch keine epidemische Ausbreitung bedeutet, so wäre es doch angezeigt, wenn heimische ÄrztInnen in Zukunft bei den entsprechenden Symptomen auch an Malaria denken, was eine schnelle Diagnose und zumeist auch eine erfolgreiche Therapie ermöglicht. Während Malaria nach derzeitigem Wissensstand nicht das gravierendste heimische Problem des Klimawandels darstellt, sind andere von Vektoren (z. B. Zecken, Insekten) übertragene Krankheiten bereits in Mitteleuropa etabliert oder kurz davor. Längere Warmphasen und höhere Temperaturen begünstigen sicher die Vermehrung mancher Vektoren und verkürzen die Generationszeiten von Krankheitserregern in den Kaltblütern (Semenza und Menne, 2009). In Band 2, Kapitel 6, sind die vektor-übertragenen Krankheiten sehr ausführlich dargestellt.

Überwachung von Vektoren und Erregern In der Landwirtschaft ist die Überwachung bestimmter Ernteschädlinge etabliert, wenn auch deren Erfassung nur vereinzelt und stichprobenartig erfolgt. Über für die Gesundheit relevante Insekten und Spinnentiere (Arthropoden) existieren jedoch keine systematischen Aufzeichnungen in Österreich. Allenfalls durch private Initiative gibt es eine Erfassung von Zeckenpopulationen. Die Einrichtung eines Überwachungsnetzes mit der Etablierung von Insektenfallen in Anlehnung an Messeinrichtungen für Ernteschädlinge ermöglichte eine gezieltere Reaktion auf Änderungen der räumlichen Ausdehnung von Risikogebieten. Auch die Überwachung der Erreger sowohl in den Zwischenwirten (vor allem Arthropoden) als auch in Wirtsorganismen (z. B. in Säugetieren und Vögeln) erfolgt bestenfalls in einzelnen wissenschaftlichen Studien. Für ausgewählte Erreger (z. B. das West-Nil-Virus) ermöglicht eine systematische Überwachung (z. B. durch eine gesetzlich verbindliche stichprobenweise Untersuchung von Tierkadavern) raschere und

946

AAR14

zielgerichtete Interventionsmaßnahmen. Die dafür notwendigen Laborkapazitäten und die Expertise sind in Österreich vorhanden, die Finanzierung und der gesetzliche Auftrag fehlen jedoch.

Aufzeichnung von Krankheiten Die Aufzeichnung von Krankheiten ist eine der Kernaufgaben des Gesundheitswesens. Einige der interessierenden Krankheiten sind meldepflichtig, auf andere ließe sich die Meldepflicht problemlos ausdehnen. Die Meldedisziplin lässt allerdings zu wünschen übrig (Semenza et al., 2012). Es besteht daher die begründete Sorge, dass eine Epidemie einer von Vektoren übertragenen Erkrankung in Österreich so spät bemerkt würde, dass Präventionsmaßnahmen zu spät kämen.

Verknüpfung von Umwelt- und Gesundheitsdaten zu Infektionserkrankungen Mangels verlässlicher Daten sind entsprechende Studien in Österreich nicht möglich. Studien aus anderen Ländern unterstreichen jedoch die Nützlichkeit derartiger Untersuchungen. Beispielsweise gibt es aus Ungarn sehr detaillierte Untersuchungen zu räumlichen und zeitlichen Änderungen im Auftreten und in der jahreszeitlichen Verteilung diverser durch Zecken übertragenen Krankheiten. Regional sehr unterschiedliche Faktoren (Klimaparameter, landwirtschaftliche und jagdliche Praktiken, ökologische Netzwerke) beeinflussen die Erkrankungsraten und erlauben daher eine frühzeitige Vorhersage von räumlichen und zeitlichen Risikobereichen. Nur so werden gezielte Vorsorgemaßnahmen und Warnhinweise möglich. Ohne lokale Studien zu Risikofaktoren sind vernünftige Warnhinweise nur eingeschränkt möglich bzw. beschränken sich auf sehr allgemeine Empfehlungen, wie z. B. den Schutz vor Mückenstichen oder Impfempfehlungen (FSME).

Lehrplan für MedizinstudentInnen MedizinstudentInnen und junge ÄrztInnen sehen in ihrer Ausbildung und täglichen Arbeit Krankheiten, die bereits jetzt bei uns heimisch sind. Es sollte für sie kein Problem sein, wenn durch den Klimawandel ein Inzidenzanstieg erfolgt. Auch Tropenkrankheiten werden theoretisch im Lehrplan abgehandelt. Ohne praktisches Anschauungsmaterial besteht dennoch die Gefahr, dass einzelne Fälle nicht rechtzeitig diagnostiziert und daher nicht adäquat behandelt werden. Eine größere Internationalität der Medizinausbildung (Auslandssemester oder -praktika) ist daher wünschenswert.

Kapitel 4: Gesundheit, Tourismus

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Aufgaben für das Gesundheitssystem Die angesprochenen Mängel bei den Datengrundlagen und die Notwendigkeit einer verlässlichen Überwachung sollten den Gesundheitsbehörden genügend sinnvolle Aufgaben bieten.

4.2.7

Qualität von Lebensmitteln und Trinkwasser

Verschiedene Einflussfaktoren Vor allem Magen-Darm-Infektionen zeigen einen deutlichen saisonalen Verlauf, wobei die bakteriellen Erkrankungen durch Salmonellen und Campylobakter eine deutliche Häufung in der warmen Jahreszeit aufweisen, während Rotaviren im Winter dominieren. Die Bakterien vermehren sich unter anderem in Lebensmitteln, in Abhängigkeit von der Temperatur, die Viren dürften bei höheren Temperaturen und stärkerer UVEinstrahlung in der Umwelt weniger lange überleben. Änderungen in Stärke und Frequenz von Niederschlägen kann die Wasserqualität insgesamt beeinträchtigen, wobei insbesondere Starkregenereignisse nach längeren Trockenperioden gefährlich sein können. Neben der technischen Ausstattung der Trinkwassersysteme sowie der Kühlkette bei Lebensmitteln spielt auch die jeweilige Qualitätskontrolle bzw. behördliche Überwachung eine wichtige Rolle. Nicht zu vernachlässigen ist das Verhalten von Menschen: sind bakterielle Darminfekte im Sommer nur deshalb häufiger, weil die Bakterien sich bei höheren Umgebungstemperaturen rascher vermehren, oder spielen auch jahreszeitliche Gebräuche wie Zeltfeste und Grillpartys eine nicht unwichtige Rolle, die nicht von einer Änderung der Jahresdurchschnittstemperatur um einige Grad beeinflusst werden? Zu den wiederkehrenden Witterungsereignissen mit Effekten auf die Gesundheit gehört auch die Trockenheit, die vor allem im ländlichen Raum die Wasserversorgung und -qualität nachhaltig beeinträchtigen kann. Wie sich beispielsweise im Raum Hartberg im extrem trockenen und heißen Sommer 2003 gezeigt hat, konnte die Wasserversorgung dort, wo sie auf kleine Quellen mit geringer Schüttung beruhte, nicht mehr gewährleistet werden. Vielfach wurde auch die erforderliche Qualität bei gleichbleibend intensiver Landwirtschaft nicht mehr erreicht. Ebenso können Starkregenereignisse, insbesondere nach einer längeren Trockenperiode, die Wasserqualität deutlich beeinträchtigen und etwa durch vermehrten Eintrag von organischem Material (Huminsäuren) die Desinfektionsleistung von Chlor bzw. durch Wassertrübung insge-

samt besonders auch von UV-Anlagen stark verringern bzw. unwirksam machen.

Lebensmittel- und Trinkwasserkontrolle Die Lebensmittel- und die Trinkwasserkontrolle zählen zu den wenigen Bereichen, in welchen bereits jetzt behördliche Aufgaben des vorbeugenden Gesundheitsschutzes gesetzlich vorgeschrieben und auch umgesetzt werden. Teilweise werden diese Kontrollfunktionen unter dem Schlagwort „weniger Staat“ privatisiert und auf Grund von Sparzwängen reduziert, aber insgesamt stellen sie einen wichtigen Schwerpunkt in der Arbeit von Gesundheitsbehörden (AGES) dar. Die öffentliche Verfügbarkeit von Daten ist teilweise eingeschränkt. Sich immer wieder ereignende „Lebensmittelskandale“ legen nahe, dass stichprobenweise Kontrollen nicht ausreichen und dass die behördliche Aufsicht manchmal träge reagiert. Andererseits haben die Behörden vorsichtig zu agieren, da auch eine Warnung, die sich später als Falschmeldung entpuppt, weitreichende Folgen nach sich ziehen kann (Scharlach et al., 2013; Soon et al., 2013).

Magen-Darm-Infekte Bakterielle Darminfekte sind meldepflichtig. Tatsächlich ist eine hohe Dunkelziffer wahrscheinlich. Das hindert nicht die Untersuchung saisonaler Fluktuationen, doch längerfristige Trends lassen sich nur mit Vorbehalt aus den gemeldeten Erkrankungszahlen ableiten.

Weiterführende epidemiologische Auswertungen Weiterführende epidemiologische Auswertungen sind durch die Unvollständigkeit der Krankheitsdaten erschwert. Aus anderen Ländern ist bekannt, dass nicht einzelne spektakuläre Massenausbrüche für den Großteil der Erkrankungen verantwortlich sind, sondern dass die vielen Einzelfälle in Summe viel mehr Schaden anrichten und dass auch diese zu einem nicht unwesentlichen Anteil durch Wasser und Lebensmittel übertragen werden (Cervenka, 1976). Zur Optimierung der Kontrollregime sind bessere Daten aus Österreich notwendig.

Information der Bevölkerung Mitteilungen über Lebensmittelchargen, die wegen gesundheitlicher Bedenken aus dem Verkehr gezogen wurden, werden von den Medien als seltenes Ereignis effizient weiter verbreitet. Es gibt generelle Empfehlungen für Konsumenten, z. B. die

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Band 3 Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

Lebensmittelhygiene bei Grillfesten oder auch in der Küche betreffend, sie könnten aber gezielter kommuniziert werden. Ratschläge zum Umgang mit Wasser nach einem Schaden am Trinkwassernetz (z. B. Überschwemmung mit dem Verdacht des Eintritts kontaminierten Wassers) werden im Anlassfall verbreitet. Wegen der Seltenheit solcher Anlassfälle kann der Erfolg solcher Ratschläge nicht abschließend beurteilt werden.

Wissenswertes für ÄrztInnen und andere AkteurInnen im Gesundheitswesen Das Wissen über die praktische Arbeit der Lebensmittelüberwachung ist auch unter GesundheitsexpertInnen begrenzt. Das Verständnis für den Sinn und die Notwendigkeit eines lückenlosen Meldewesens für diverse Krankheiten ist leider nur sehr mangelhaft ausgeprägt.

Behördliche Aufgaben Eine traditionelle Kernaufgabe der Gesundheitsbehörden ist die Kontrolle der Qualität von Lebensmitteln und Trinkwasser. Daran wird sich auch durch den Klimawandel nichts ändern, wenn auch das Keimspektrum oder andere Bedrohungsszenarien sich in ihrer Bedeutung verschieben werden. Nur durch laufenden Vergleich verlässlicher Daten wird es möglich sein, neue Bedrohungsszenarien rechtzeitig zu erkennen, um Gegenmaßnahmen setzten zu können.

4.2.8

Pflanzen und Tiere mit allergenem und toxischem Potential

Grundsätzliche Überlegungen Der Klimawandel führt gemeinsam mit Änderungen in der Landnutzung zu Verschiebungen im saisonalen und räumlichen Auftreten von Tieren und Pflanzen (Band 2). Als ein typisches Beispiel eines Neophyten6, der bereits jetzt gesundheitliche Probleme macht, wird Ragweed in einem eigenen Unterkapitel etwas ausführlicher behandelt. Der Klimawandel führt zusätzlich auch zu Änderungen in der Pollensaison heimischer Pflanzen und zum Vorkommen der Hausstaubmilbe auch in höheren Gebirgsregionen, die AllergikerInnen bisher für Erholungs- und Kuraufenthalte empfohlen wurden. Nach Überschwemmungen oder Starkregenereignissen 6

Pflanzenart, die (in)direkt durch Menschen in Gebiete eingeführt wird, in denen sie natürlicherweise nicht vorkommt (Begriffserklärung Wikipedia)

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kann es zu Wasserschäden und nachfolgender Schimmelbildung in Gebäuden mit entsprechenden Gesundheitsfolgen (Moshammer, 2012) kommen. Änderungen der Wassertemperatur von Badeteichen kann eventuell das Auftreten von Zerkarien begünstigen. Bereits jetzt sehr warme Teiche könnten allerdings zu warm für diese Parasiten werden. Generell ist jedoch das entsprechende Habitat mit dem Vorkommen von Enten und Wasserschnecken wichtiger als die Wassertemperatur. Prozessionsspinnerraupen lieben Eichen bzw. Kiefern an warmen Standorten. Massenhaftes Auftreten in der Nähe von Orten, die auch von Menschen frequentiert werden, kann zu einem epidemischen Auftreten juckender Hautausschläge führen, das erfahrungsgemäß häufig nicht korrekt diagnostiziert wird (Umweltbundesamt, 2010). Algenblüten in Badeseen waren bisher eher Folge von Überdüngung. Änderungen der Wassertemperatur könnten eventuell toxische Algen begünstigen. In heißen Ländern kann der Klimawandel eventuell den Befall bestimmter Lebensmittel mit Aspergillus flavus verstärken (Battilani et al., 2012). Falls diese Lebensmittel nach Österreich importiert werden, ergibt sich daraus eine erhöhte Anforderung an die heimische Lebensmittelkontrolle. All das sind nur Beispiele für mögliche gesundheitlich relevante Auswirkungen des Klimawandels auf Pflanzen und Tiere. Viele dieser Lebewesen sind bereits jetzt gesundheitlich relevant und erfordern daher adaptive Maßnahmen des Gesundheitswesens. Durch den Klimawandel wird ihre Bedeutung aber eventuell zunehmen. Verschiebungen im saisonalen und räumlichen Auftreten müssen in der zukünftigen medizinischen Lehre und Weiterbildung berücksichtigt werden, z. B. wird man eventuell die Indikationsstellung einer heilklimatischen Höhenkur für bestimmte AllergikerInnen überdenken müssen. Vielfach sind die Auswirkungen des Klimawandels jedoch im Detail noch nicht vorauszusehen und daher ist generell eine engmaschige Überwachung („Surveillance“) auch von nicht-infektiösen Krankheiten durch das Gesundheitswesen notwendig.

Ragweed – Ein invasiver Neophyt mit allergenem Potential Ragweed (Ambrosia artemisiifolia) ist eine ursprünglich in Nordamerika beheimatete Pflanze, deren Vorkommen seit 1960 auch regelmäßig in Österreich wahrgenommen wird. Die Ausbreitung erfolgt langsam aber kontinuierlich in landwirtschaftlichen Flächen Südost- und Ostösterreichs, seit dem Jahr 2000 wird eine rasche Ausbreitung im urbanen Raum,

Kapitel 4: Gesundheit, Tourismus

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insbesondere entlang linearer Korridore (Straßen, Wasserwege) beobachtet. Als Vektoren sind der Straßenverkehr, landwirtschaftliche Maschinen, verunreinigtes Saatgut, sowie Vogelfutter identifiziert worden. Die Invasion nach Österreich erfolgte einerseits über den Mittelmeerraum, andererseits von Osteuropa aus. In Ostösterreich sind 30  % der AllergikerInnen sensibel auf Ragweedpollen (in Ungarn 80  %). Die Ambrosie kann möglicherweise einheimische Arten verdrängen, sogar eine Pioniereigenschaft wird diskutiert, wodurch die Biodiversität heimischer Ökosysteme gefährdet wird. Insbesondere zeigt die Pflanze bei einem Temperaturanstieg von 2 °C eine zunehmende Habitateignung und es ist daher von einer entsprechenden weiteren Ausbreitung in nördlicher Richtung auszugehen, mit der Konsequenz, dass auch die Kosten für das Gesundheitswesen entsprechend ansteigen. Erste Anstrengungen, dem Problemunkraut Ragweed Herr zu werden, wurden im Jahre 2004 in Niederösterreich durch Implementierung eines Arbeitskreises und das Erstellen einer Befallskarte unternommen. Aufgrund des zunehmenden öffentlichen Interesses wurde schließlich unter Federführung der Universität für Bodenkultur (unter Beteiligung von AGES, NÖLAK, Universität Salzburg und Umweltbundesamt) ein dreijähriges Projekt ins Leben gerufen, welches vom Lebensministerium und acht Bundesländern finanziert wurde. Ziel war es, die biologischen Grundlagen der Ausbreitung der Ambrosie, aber auch konkrete Bekämpfungsmaßnahmen herauszufinden (Karrer et al., 2011). Es konnte unter anderem gezeigt werden, dass die Verwendung von zertifiziertem Saatgut in der Landwirtschaft eine wichtige Präventionsmaßnahme ist, dass aber auch der „Arbeitsgerätehygiene“ (Reinigung der Erntemaschinen nach Einsatz in einer betroffenen Ackerfläche) vermehrt Beachtung geschenkt werden muss. Auch zielgruppenorientierte Bekämpfungsstrategien für die Bereiche Straßenerhaltung (z. B. Zeitpunkt der Mahd) und Landwirtschaft (z. B. Fruchtfolge) wurden präsentiert. Als Endpunkt dieses Projekts stehen nunmehr die Forschungsergebnisse in Form von Vorlagen für Vorträge und Folder, welche an die jeweilige Zielgruppe angepasst sind, zur Verfügung. Es gibt bereits in mehreren Bundesländern Informationskampagnen auf unterschiedlichen Ebenen (z. B. Gemeindevertreter), nachhaltig wirksame Maßnahmen werden aber wohl nur durchgeführt werden können, wenn die vorrangig betroffenen Bereiche Landwirtschaft und Straßenerhaltung vermehrt in die Pflicht genommen werden. Da die Bekämpfung von Ragweed teilweise schwer durch-

führbar ist, kann nur interdisziplinäre Zusammenarbeit erfolgreich sein, wobei jede Disziplin (Öffentlicher Gesundheitsdienst, Land- und Forstwirtschaft, Straßenbau und -erhaltung, Gartenbauämter und vergleichbare Stellen der Öffentlichen Verwaltung) im Sinne des WHO-Prinzips „health in all policies“ in ihrem Bereich Verantwortung trägt. Das öffentliche Gesundheitswesen ist im Rahmen dieser Zusammenarbeit für die Bewusstseinsbildung bei den EntscheidungsträgerInnen der involvierten Fachbereiche sowie die Förderung der Beobachtung der Pollensituation und der epidemiologischen Allergiedaten zuständig.

4.2.9

Änderungen in der UV-Belastung

Dieser und die nachfolgenden Abschnitte sind anders strukturiert als die vorhergehenden. Hinsichtlich der UV-Belastung wird diskutiert, was der Klimawandel mit der UV-Belastung zu tun hat, wie UV-Strahlung auf die Gesundheit wirkt und welche Maßnahmen im Gesundheitsbereich getroffen werden können.

Was hat der Klimawandel mit der UV-Strahlung zu tun? Die UV-Strahlung hat bis zur Jahrtausendwende vor allem in höheren geografischen Breiten wegen der Schädigung der stratosphärischen Ozonschicht zugenommen. Seit etwa dem Jahr 2000 scheint sich die Ozonschicht wieder zu erholen. Dies ist ein Erfolg des Montrealer Protokolls7 (1987), das damit ein Beispiel für ein erfolgreiches internationales Abkommen darstellt und somit eventuell auch für internationale Übereinkommen zum Klimaschutz als Vorbild dienen könnte. Stoffe für medizinische Anwendungen, insbesondere Treibgase für die inhalative Aufnahme von Therapeutika (z. B. Asthmasprays), hatten ein beträchtliches ozonzerstörendes Potential. Sie wurden inzwischen in Befolgung des Montrealer Protokolls durch andere Treibgase ersetzt, die zwar nicht mehr (sehr) ozonschädigend sind, aber immer noch klimawirksam im Sinne von Treibhausgasen sind. Dabei sind viele inhalative Darreichungen auch ohne Treibgase möglich, wie diverse pharmazeutische Produkte beweisen. Zum Teil ist die Inhalation von Medikamenten ohne die Verwendung von Treibgas für den Patienten sogar leichter zu erlernen, da er Einatmung und Betätigung des Pumpsprays nicht koordinieren muss. Die UV-Strahlung wird auch von der Sonnenaktivität bestimmt. Die Sonnenaktivität, und zwar sowohl die insgesamt 7

http://www.unep.org/ozonaction/

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Band 3 Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

eingestrahlte Energie als auch deren spektrale Verteilung, ist auch ein wichtiger astronomischer Einflussfaktor des Klimas. Die Dichte der stratosphärischen Ozonschicht wird nicht nur von anthropogenen Emissionen bestimmt, sondern unterliegt auch witterungsbedingten Schwankungen. Je nach Großwetterlage können in unterschiedlichem Ausmaß und Ausdehnung so genannte Ozonminilöcher entstehen, die etwa Flächen von der Größe Österreichs, des Alpenraums oder Mitteleuropas umfassen können. In den letzten Jahrzehnten beobachtet man Änderungen in der geografischen und jahreszeitlichen Verteilung dieser Minilöcher. Eventuell hat in Mitteleuropa die kurzfristige Variabilität der Ozonschicht-Dichte zugenommen. Damit würde auch die Variabilität der UVStrahlung zunehmen (Simic et al., 2008). Die Witterung beeinflusst auch das Verhalten der Menschen. Für deren UV-Belastung sind sowohl das Bekleidungsverhalten sowie die Häufigkeit und zeitlichen Muster beim Aufenthalt im Freien bedeutsam. Letztendlich ist troposphärisches Ozon selbst auch ein Treibhausgas (THG). Ozonschicht, UV-Strahlung und Klima sind also auf vielfältigen Wegen miteinander verbunden.

Gesundheitseffekte von UV-Strahlung Ultraviolettes (UV-)Licht ist energiereich. Im Frequenzspektrum elektromagnetischer Strahlung liegt es am Übergang zur ionisierenden Strahlung. Daraus resultiert die mögliche Schädigung oberflächennaher Strukturen (Haut, Augen) durch UV-Einwirkung. Durch vermehrte UV-Belastung werden Katarakt (Linsentrübung, Grauer Star), Netzhautschäden, Hautalterung und diverse Tumore der Haut und des Auges begünstigt, wobei je nach Pathologie eher die langfristig kumulierte Dosis oder die Intensität und Häufigkeit einzelner Spitzenbelastungen (Sonnenbrände), zum Teil vor allem in der Jugend, verantwortlich sind. Andererseits haben sich mehrzellige terrestrische Organismen im Laufe der Evolution an ein Leben unter UV-Einwirkung angepasst und eine Reihe von Schutzmechanismen entwickelt, die von einer verstärkten Pigmentierung der Haut und des Haarkleides bis zu antioxidativen Stoffen und Reparaturenzymen reichen. Der Organismus nutzt die UV-Strahlung zur Bildung von Vitamin  D in der Haut. Ethnien, die in sonnenärmeren Gebieten lebten, haben daher einen lichteren Hauttyp entwickelt und zeichnen sich in der Regel auch durch die Fähigkeit aus, lebenslang Milchzucker im Darm zu spalten und so (tierische) Milch als Quelle von Vitamin D als Erwachsene konsumieren zu können. Die Österreichische Ernährungsstudie (Elmadfa et al., 2012) fand Hinweise auf Vitamin D-Mangel:

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„Die Messung der Plasmakonzentrationen an 25-OHVitamin D bei den Schulkindern zeigte, dass Vitamin D das kritischste fettlösliche Vitamin war, da hier die meisten Kinder verglichen mit den Referenzwerten von Hart et al. (2006) eine Unterversorgung aufwiesen. Bei 22 % der Mädchen und 18  % der Buben wurden stark erniedrigte Werte von unter 25  nmol / L gemessen, leicht erniedrigte Werte zwischen 25 und 50 nmol / L hatten 40 % der Mädchen und 38 % der Buben und ausreichend mit Vitamin D versorgt waren 38 % der Mädchen und 44 % der Buben. Niedrige Messwerte konnten zum Teil auf saisonale Schwankungen zurückgeführt werden, da ein Teil der Messungen in den Wintermonaten bei niedriger Sonnenlichtexposition durchgeführt wurde.“ Zu bedenken ist auch die bakterizide Wirkung von UVStrahlung, die inzwischen technisch zur Trinkwasserdesinfektion eingesetzt wird. Die Lungenheilanstalten des 19. Jahrhunderts wurden nicht nur deshalb in entlegenen Alpengegenden errichtet, um die Gesunden vor den Infizierten zu schützen, sondern auch deshalb, weil die häufige und intensive Sonnenstrahlung der Alpen die Gefahr einer Infektion bzw. Re-Infektion verringerte. Es ist plausibel, dass die geringere winterliche Sonnenstrahlung mit zur vermehrten Aktivität respiratorischer Infektionen beiträgt. Unabhängig von der UV-Strahlung hat Sonnenlicht (mit seinem sichtbaren und Infrarot-Anteil) vielfältige positive physiologische und psychologische Wirkungen. Der Aufenthalt im Freien, der in der Regel unvermeidbar mit einer Exposition gegenüber UV-Strahlung einhergeht, ist nicht nur eine fallweise berufliche Notwendigkeit, sondern dient häufig der Erholung und fördert somit Gesundheit und Wohlbefinden. Die Exposition gegenüber UV-Strahlung ist in diesem Fall als „unbeabsichtigte“ Nebenwirkung zu betrachten.

UV-Beratung als Aufgabe des Gesundheitssystems Da von der UV-Strahlung sowohl negative als auch positive Wirkungen ausgehen, ist eine ausgewogene Information und Beratung der Bevölkerung im Sinne einer Verhaltensprävention notwendig. Diese muss zielgruppengezielt erfolgen, wenn sie das Verhalten der / des Einzelnen in eine für ihre / seine Gesundheit optimale Richtung verändern will. Um dies zu ermöglichen, bedarf es regelmäßiger Erhebungen des Sonnenverhaltens (einschließlich der Nutzung technischer Bräunungsgeräte) zumindest nach Alter und Geschlecht sowie nach wichtigen soziogeografischen Merkmalen gegliedert. „Sonne ohne Reue“-Folder und Infomaterial werden beispiels-

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weise von der Österreichischen Krebshilfe8 angeboten. Die Benutzung sowie Nutzungseinschränkungen für Solarien sind in der Solarien-Verordnung (BGBl. Nr. 147/1995) geregelt. In der Verordnung zu Maßnahmen für Gewerbetreibende bei der Verwendung von Solarien (BGBl. II Nr. 106/2010) ist die Nutzung für Personen vor Vollendung des achtzehnten Lebensjahres untersagt.

4.2.10 Migration („Klimaflüchtlinge“) Migration hat vielfältige Gründe und kann nur in einem gewissen Ausmaß staatlich reguliert und kontrolliert werden. Der Klimawandel im Süden wird einen zusätzlichen Migrationsdruck erzeugen. Daraus resultiert eventuell nicht nur mehr Migration, sondern auch Migration aus anderen Kulturen. Dies wird eine Anpassung des Gesundheitssektors an die mögliche Einschleppung von Krankheiten (Antibiotikaresistenz) erfordern. Es werden aber auch Fremdsprachenkenntnisse gefragt sein und der einfühlsame Umgang mit kulturellen Praktiken und Vorstellungen auch in Hinblick auf Gesundheit und Krankheit. Wiederholte Überschwemmungen oder andere katastrophale Ereignisse können auch im Inland zum Aufgeben einzelner Siedlungen zwingen. Dies erfordert nicht nur neuen Wohnraum für die abgesiedelte Bevölkerung, vielmehr muss für sie unter anderem auch die nötige medizinische Infrastruktur bereitgestellt werden. Ebenso benötigen jene Personen entsprechende Hilfe, die nicht willens oder fähig sind, ihren alten Wohnsitz aufzugeben. Drei Umstände haben im Problemfeld „Klimaflüchtlinge“ besondere Bedeutung für das Gesundheitswesen: t


t
t


Der gewaltsame Verlust der Heimat durch klimawandelbedingte Veränderungen (Dürre, Überschwemmung, Wirbelstürme etc.) sowie eine Reihe durch Erwärmung bedingte Veränderungen in Flora, Fauna und im Meerwasser, die eine Fülle von Bedrohungen für die Gesundheit darstellen (Epstein und Ferber, 2011), Gesundheitsprobleme im Zusammenhang mit der Neuansiedlung und die Migration als adaptive Antwort („adaptive response“) (McMichael et al., 2012).

Wo keine andere Lösung möglich ist, ist jedenfalls eine sinnvolle und zeitgerechte Umsiedlung zur Vermeidung von größeren medizinischen Problemen erstrebenswert.

8

http://www.krebshilfe.net/information/sonne/sonne.shtm

Kapitel 4: Gesundheit, Tourismus

Nach einer Schätzung des IPCC ist schon bis zum Jahr 2020 mit 74 bis 250 Millionen betroffenen Menschen zu rechnen (Piguet et al., 2011). Der afrikanische Kontinent dürfte am stärksten betroffen sein, was die Flüchtlingsströme in Richtung Europa voraussichtlich wesentlich verstärken wird. Bei einer Erwärmung um 4 °C ist mit noch größeren Migrationsbewegungen zu rechnen (Gemenne, 2011). Ein weiteres Problem ist, dass Klimaflüchtlinge nach der Genfer Konvention über den Status von Flüchtlingen von 1951 keinen Flüchtlingsstatus haben, da sie nicht wegen der Zugehörigkeit zu einer bestimmten Rasse, Religion, Nationalität etc. verfolgt werden (Piguet et al., 2011). Dennoch benötigen diese Personen, die oft in mehrfacher Weise durch die genannten Umstände gesundheitlich schwer gefährdet oder geschädigt sind, einen besonderen Schutz (Roser und Seidel, 2013). Unabhängig von der allfälligen rechtlichen Beurteilung sind die Staatengemeinschaft und die politischen Verantwortlichen mit der steigenden Herausforderung konfrontiert. Es ist klar, dass die Umsiedlung aller Betroffenen von Klimakatastrophen kein Ziel sein kann. Während aber akuten Katastrophen, wie dem Tsunami von 2004 oder dem Hurrikan Katrina von 2005, große Aufmerksamkeit geschenkt werden, ist die Zahl der Opfer des kontinuierlichen Klimawandels wesentlich größer. Hier bedarf es enormer Anstrengungen der Staatengemeinschaft im Sinne verschiedenster adaptiver und vorbeugender oder protektiver Maßnahmen (Piguet et al., 2011). Klimawandel-bedingte Migration wird zum größten Teil in den Entwicklungsländern stattfinden. Sie ist selbst als eine Maßnahme der Adaptation zu verstehen (Barnett und Webber, 2010). Der Umgang mit den Flüchtlingen wird in zunehmendem Maße Transnationale Kompetenz (TC) erfordern, neue analytische, emotionale, kreative, kommunikative und funktionelle Fertigkeiten, die auch in die spezielle Ausbildung medizinischen Personals zu integrieren sind (Koehn, 2006) – ganz abgesehen von einer grundlegenden Schulung des medizinischen Personals über die Zusammenhänge von Klimawandel und Gesundheit mit Hinweisen auf Maßnahmen, die vor allem in den Industrieländern rasch zu setzen sind (Restrepo, 2011).

4.2.11 Indirekte Wirkungen Dieser letzte Abschnitt befasst sich mit möglichen Gesundheitseffekten von Maßnahmen der Minderung und der Adaptation. Da vielfältige Minderungs- und Anpassungsmaßnahmen auch unmittelbare Gesundheitsauswirkungen haben, sollten GesundheitsexpertInnen auch bei Maßnahmen der anderen Sektoren beigezogen werden. Diese Auswirkungen

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Band 3 Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

können sowohl positiv als auch negativ sein. Von besonderer Bedeutung sind Maßnahmen, die die Emissionen von Treibhausgasen reduzieren und zugleich die Gesundheit verbessern. Dazu gehören z. B. Projekte und Initiativen, die Radfahren und Gehen anstatt Autofahren fördern. Durch eine Reihe öffentlicher Maßnahmen, die den Radverkehr sicher und attraktiv machen, durch logistische Maßnahmen und durch die Kombination von Rad und Bahn ist hier viel mehr zu erreichen, als im Allgemeinen erwartet wird. „Integriertes Radfahren“ ist erlernbar und sinnvoll. Bei dänischen Kindern und Jugendlichen, die per Rad oder zu Fuß in die Schule geschickt wurden, wurden nicht nur die positiven präventiven Wirkungen auf das Herz-Kreislaufsystem (de Geus et al., 2008) nachgewiesen, sondern auch zahlreiche weitere signifikant positive Gesundheitseffekte (Andersen et al., 2009). Erste Daten aus Österreich deuten in die gleiche Richtung (Moshammer, 2008, 2010). Dass Radfahren fördernde und Autoverkehr eindämmende Maßnahmen greifen, zeigt eine vergleichende Analyse des Radfahrens in den Niederlanden, Dänemark, Deutschland, Großbritannien und den USA. Um 1950 waren die Zahlen der Radfahrer in den genannten Staaten annähernd gleich. In den folgenden Jahrzehnten ging in Großbritannien und den USA durch radfahr-feindliche und Autoverkehr fördernde Maßnahmen die Zahl der Radfahrer extrem zurück. Die Niederlande und Dänemark setzten jedoch dem Rückgang schon ab ca. 1970 sehr erfolgreiche Planungs- und Erziehungsmaßnahmen entgegen. Sie verzeichnen heute die höchsten Radfahreranteile bei größter Sicherheit (Pucher und Buehler, 2008). Unter Berücksichtigung aller Risiken und Gesundheitsgefährdungen durch Radfahren, wie z. B. Unfälle etc., schneiden die Radfahrer wesentlich besser als die Autofahrer ab: wer vom Auto zum Fahrrad wechselt, gewinnt statistisch gesehen 3 bis 14 Monate Lebenszeit, während er nur einige Tage durch erhöhte Schadstoffexposition (0,8 bis 40 Tage) und Unfallrisiko (5 bis 9  Tage) verliert. Dazu kommen aber noch zahlreiche Vorteile, die Radfahrer der übrigen Gesellschaft durch Vermeidung von Lärm, Emissionen, Verringerung von Platzbedarf etc. bringen (de Hartog et al., 2010). Wie viel Klimaschutz und Gesundheitsschutz durch Radfahren möglich ist, wird durch das Prinzip der dreifachen Entlastung („Triple Benefit Principle“) (Renoldner, 2009) ersichtlich: es besteht aus gezielter Veränderung des Mobilitätsverhaltens, dabei erzielter Gesundheitsverbesserung und Investition der entstehenden Ersparnisse in die Bereitstellung sauberer Energie oder andere THG-senkende Projekte. Als wichtige Richtlinie für Rad- und Geh-Planung, Politik und Förderkriterien können die „Health Economic Assessment Tools (HEAT) for Walking and Cycling“ verwendet wer-

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den (Kahlmeier et al., 2011). Daraus geht auch hervor, dass ein Pendler, der drei Stunden pro Woche am Rad sitzt, sein Mortalitätsrisiko im Vergleich zum durchschnittlichen Autopendler um 28 % senkt. Eine Verdoppelung der Zeit auf sechs Stunden senkt das Mortalitätsrisiko sogar um 48 %, aber damit ist auch schon fast der statistische Plafond der asymptotischen Kurve erreicht, der bei 50 % liegt. Dieses Optimum von sechs Stunden wöchentlichem Radfahren liegt auch in einem Bereich, der keine großen Zeitverluste im Vergleich zum Autopendeln darstellt. Fast alle Menschen, die in einer Entfernung von 5 bis 10 km von der Arbeit oder einem Bahnhof leben, bringen ideale Bedingungen zur Umsetzung des Prinzips der dreifachen Entlastung mit. Entsprechende Maßnahmen und Förderungen haben somit großes Potenzial. Abgesehen vom Radfahren haben im häuslichen Bereich Klimaschutzmaßnahmen wie nachhaltigere Heiz- und Elektrizitätssysteme, nachhaltige Ernährung (nahe Produktion mit niedrigem Energieaufwand, wenig Fleisch) und ressourcenschonende Transportsysteme durch Schadstoff- und Expositionsverringerung zusätzlich gesundheitsfördernde Wirkungen (Haines et al., 2009). Die Nebenwirkungen eines Umstiegs von fossilen auf nachwachsende Rohstoffe für Mobilität und Heizenergie sind allerdings vielfältiger (Hutter et al., 2011; Haluza et al., 2012) und erfordern daher eine genaue Abwägung. Aus gesundheitlicher Sicht werden insbesondere die fallweise deutlich höheren Emissionen von Luftschadstoffen kritisch gesehen. Energieeinsparung im Gebäudebereich geht häufig mit einer Reduktion der Luftwechselrate einher, welche durchaus nachteilige Folgen für die Luftqualität im Innenraum haben kann. Lüftungstechnische Anlagen können zwar einen optimalen Luftwechsel trotz minimaler Wärmeverluste sicherstellen, erfordern aber eine regelmäßige Wartung (Austrian Standards, 2003), welche erfahrungsgemäß nicht immer gewährleistet ist. Ob intelligente Stromzähler („Smart Meter“) zu einer Einsparung beim Stromverbrauch beitragen, bleibt abzuwarten. Aus Sicht einer gesundheitlichen Vorsorge wäre jedenfalls darauf zu achten, dass durch die Einführung dieser Technologie keine zusätzliche Belastung der Wohnbereiche durch elektromagnetische Felder entsteht (BioInitiative Working Group, 2012). Auch Anpassungsmaßnahmen können unerwartete Nebenwirkungen mit sich bringen. Die Kühlung bestimmter Innenräume ist als sinnvolle Anpassungsmaßnahme an mögliche Hitzewellen zu sehen. Die unkritische Installation und Anwendung von Klimageräten führt allerdings über den Anstieg des Energiebedarfs eventuell zu zusätzlicher Luftverunreinigung. Gesundheitliche Folgen sozialer Ungleichheit können verstärkt werden. Bedienungs- und Wartungsfehler bei

Kapitel 4: Gesundheit, Tourismus

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Klimaanlagen können durch Verkeimung der Leitungen und Filter aber auch durch fehlerhafte Temperatureinstellung mit zu starker Temperaturdifferenz zwischen Innen und Außen zu verschiedenen Beschwerden und sogar Krankheiten führen. Eventuell kann der unkritische Einsatz von Klimageräten gerade in Zeitabschnitten, wo Flüsse Niedrigwasser führen, zu einem Zusammenbruch der Stromversorgung führen und dann auch die Versorgung jener Personen gefährden, die darauf besonders angewiesen wären. GesundheitsexpertInnen sollten auch in der Stadtplanung zu Wort kommen (Hitzeinseln, innerstädtischer Erholungsraum, Gestaltung öffentlicher Räume) sowie bei der Gestaltung von Arbeitszeiten (eventuell längere Ruhepause in der Mittagszeit, wie in südlicheren Ländern). Diese Beispiele zeigen, dass mögliche gesundheitlich relevante Maßnahmen sehr vielfältig sein können und dass daher auch die GesundheitsexpertInnen in diesen Bereichen geschult werden müssen, damit gesundheitliche Aspekte ausreichend vertreten werden können.

4.3 4.3

Tourismus Tourism

4.3.1

Einleitung

Österreich ist international in Bezug auf den Tourismus eines der wettbewerbsfähigsten Länder. Der „Travel and Tourism Competitiveness“-Index des World Economic Forum (WEF) listet das Land 2013 im globalen Vergleich an 3.  Stelle, in Bezug auf die Tourismusinfrastruktur liegt es sogar ex aequo mit Italien auf Platz 1. Im Kalenderjahr 2012 wurden in Österreich über 36,2 Mio. Gäste mit rund 131 Mio. Übernachtungen gezählt (Statistik Austria, 2013). Der Tourismus stellt daher auch einen bedeutenden Wirtschaftszweig in Österreich dar. Im Jahr 2012 beliefen sich die direkten Wertschöpfungseffekte des Tourismus – exklusive Dienst- und Geschäftsreisen – laut Tourismus-Satellitenkonto (TSA) auf 16  Mrd.  €, was einem Anteil von 5,2 % am Bruttoinlandsprodukt entspricht. Unter Berücksichtigung der indirekten Effekte trug der Tourismus 22,8 Mrd. € bzw. 7,4 % zur Gesamtwertschöpfung bei (Statistik Austria, WKÖ, BMWFJ und ÖHT, 2013). Aufgrund seiner großen Bedeutung und der damit einhergehenden Beschäftigungseffekte leistet der Tourismus in Österreich auch einen wesentlichen Beitrag zur Gesamtbeschäftigung. Laut TSA-Beschäftigungsmodul, das die Beschäftigung in der bzw. hervorgerufen durch die Tourismuswirtschaft erfasst, wa-

ren im Jahr 2011, gemessen in Vollzeitäquivalenten, 254 500 selbstständige und unselbstständige Erwerbstätige den charakteristischen Tourismusindustrien direkt zuzuordnen, was einem Anteil von 7,2 % an den Erwerbstätigen der Gesamtwirtschaft entspricht (Statistik Austria, WKÖ, BMWFJ und ÖHT, 2013). Einen besonders hohen Anteil weist dabei der alpine Wintertourismus auf. Einer von MANOVA im Auftrag des Fachverbands für Seilbahnen durchgeführten Studie zufolge wurde im Winterhalbjahr 2009 / 10 von den österreichischen Seilbahnen eine Wertschöpfung von 452 Mio. € generiert. Der Wertschöpfungsfaktor der Bergbahnen wurde auf 6,6 berechnet – d. h. das volkswirtschaftliche Einkommen, welches durch die Wintersportler in der Region anfällt, ist 6,6  mal höher als die reinen Löhne, Gehälter und Gewinne bei den Seilbahnunternehmen. Auf Basis dieses Wertschöpfungsfaktors konnte die Wertschöpfung aus dem bergbahnnutzenden Wintertourismus insgesamt für Österreich mit knapp 3  Mrd.  € angegeben werden, was einem Bruttoumsatz von rund 5,56  Mrd.  € entspricht (Fachverband der Seilbahnen Österreichs, not dated a). Die touristische Nutzung ist in Österreich durch eine starke räumliche wie auch zeitliche Konzentration charakterisiert. So konnten etwa die Top-10-Tourismusgemeinden der Wintersaison 2011/12 (ohne Landeshauptstädte) 18,7 % aller Winternächtigungen verbuchen, während die zehn erfolgreichsten Tourismusgemeinden der Sommersaison 2010 für 11,2  % der Sommernächtigungen verantwortlich waren (Statistik Austria, WKÖ, BMWFJ und ÖHT, 2013). In touristisch intensiv genutzten Gemeinden kommen pro Tourismusjahr bis zu über 1 000 Nächtigungen auf einen Einwohner bzw. eine Einwohnerin (Prettenthaler und Formayer, 2011), wobei sich die tourismusintensiven Gemeinden vor allem auf den Westen des Landes konzentrieren (siehe Abbildung 4.1). So entfallen jährlich etwa 54 % aller Nächtigungen auf die beiden Bundesländer Tirol (knapp 35 %) und Salzburg (etwa 19 %). Zeitlich konzentriert sich rund die Hälfte aller Übernachtungen auf die Monate Jänner, Februar, Juli und August. Insgesamt halten sich Sommer- und Wintertourismus im Bereich der Nächtigungen derzeit die Waage, nachdem über Jahrzehnte hinweg im Sommerhalbjahr eine sinkende bis stagnierende Tendenz, im Winterhalbjahr hingegen ein stark steigender Trend zu beobachten war (Statistik Austria, WKÖ, BMWFJ und ÖHT, 2013). In Kombination mit den höheren Einnahmen, die sich im Wintertourismus lukrieren lassen – laut dem Tourismus Monitor Austria9 (2012) beliefen sich die durch9

Der alle zwei Jahre durchgeführte Tourismus Monitor Austria

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Band 3 Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

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Nächtigungsdichte Gesamt Nächtigungen im Fremdenverkehrsjahr pro Einwohner (Ø2002-2013) unter 50 51 - 100 101 - 250 251 - 500 501 - 1 000 1 001 - 3 756 Anmerkung: Es wurden nur jene Gemeinden erfaßt mit mind. 500 Nächtigungen

Abbildung 4.1 Nächtigungsdichte (Nächtigungen pro EinwohnerIn und Jahr) je Gemeinde. Quelle: Prettenthaler und Formayer (2011) Figure 4.1 Overnight stays per inhabitant and year in Austria’s municipalities. Source: Prettenthaler und Formayer (2011)

schnittlichen Tagesausgaben der UrlauberInnen in Österreich im Tourismusjahr 2011/12 im Winter auf 106  €, jene im Sommer hingegen nur auf 86 € pro Person (Österreich Werbung, 2012) – hat sich die Wintersaison somit zunehmend zum bedeutenden Wirtschaftsfaktor entwickelt. In Hinblick der zu erwartenden negativen Auswirkungen des Klimawandels, gerade im Wintertourismus (siehe Band  2, Kapitel  6), zeigt sich damit sehr deutlich die Vulnerabilität der österreichischen Tourismusindustrie. Trotz österreichweiter Ausgeglichenheit zwischen Sommerund Winterhalbjahr reicht die Palette auf lokaler Ebene von Gemeinden, die ausschließlich im Sommer touristisch erfolgreich sind – wie etwa das oberösterreichische Salzkammergut zwischen Mondsee und Traunsee, die Wachau, die Gemeinden um den Neusiedlersee oder ein Großteil der Kärntner Tourismusgemeinden – über Ganzjahresdestinationen bis hin zu Gemeinden am Arlberg und in den Ötztaler Alpen, die annähernd 100 % ihrer Nächtigungen während der Wintersaison verzeichnen (siehe Abbildung 4.2). (T-MONA) ist eine der größten Gästebefragungen in ganz Europa, 2011 / 12 wurden über 36 000 TouristInnen befragt. Das Projekt wurde gemeinsam von der Österreich Werbung, dem BMWFW, der WKO, der Firma MANOVA und den neun Landestourismusorganisationen entwickelt (Österreich Werbung, 2014).

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Große lokale Differenzen bestehen allerdings nicht nur in Bezug auf den zeitlichen Nächtigungsschwerpunkt, sondern auch in Hinblick auf die wirtschaftliche Bedeutung, die der Tourismus in einzelnen Gemeinden einnimmt und die damit einhergehenden Abhängigkeitsstrukturen. In einzelnen Tourismusgemeinden kann beispielsweise der Anteil der im Beherbergungs- und Gaststättenwesen erwerbstätigen Personen über 80 % an den Gesamterwerbstätigen einnehmen (Prettenthaler und Formayer, 2011). Aus dem Zusammenspiel der regionalen und lokalen Unterschiede, die hinsichtlich der zu erwartenden klimatischen Änderungen (siehe Band  1, Kapitel  4), der grundsätzlichen Klimasensibilität der jeweils angebotenen Tourismusaktivitäten und -attraktionen (siehe Band 2, Kapitel 6) sowie der wirtschaftlichen Bedeutung des Tourismus bestehen, ergeben sich somit auch regional und lokal differenzierte Anforderungen an adäquate Anpassungsstrategien (siehe Abschnitt 4.3.3). Neben den Herausforderungen, denen sich der Tourismus in Österreich infolge der Auswirkungen des Klimawandels zu stellen hat, fällt dem Sektor als Mitverursacher des Klimawandels allerdings auch im Bereich Minderung (siehe Abschnitt 4.3.2) Verantwortung zu.

Kapitel 4: Gesundheit, Tourismus

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Nächtigungsanteil in der Wintersaison Im Durchschnitt der Fremdenverkehrsjahre 2002-2013 unter 20% 20 - 34% 35 - 49% 50 - 64% 65 - 79% 80 - 94% Anmerkung: Es wurden nur jene Gemeinden erfaßt mit mind. 500 Nächtigungen

Abbildung 4.2 Nächtigungsanteil der Wintersaison am Fremdenverkehrsjahr je Gemeinde. Quelle: Prettenthaler und Formayer (2011) Figure 4.2 Share of winter overnight stays in yearly overnight stays per municipality. Source: Prettenthaler und Formayer (2011)

4.3.2

Minderung – Der ökologische Fußabdruck des Tourismussektors und Wege, diesen zu verkleinern

Aufgrund seiner engen Verbindung zu naturräumlichen Gegebenheiten und klimatischen Bedingungen gilt der Tourismussektor als äußerst sensitiv gegenüber Änderungen im Klima (Band 2, Kapitel 6). Gleichzeitig trägt der Tourismus mit seinen THG-Emissionen, die insbesondere durch den Transport und die Beherbergung von Touristen anfallen, aber auch nicht unwesentlich zum Klimawandel bei (UNWTO-UNEPWMO, 2008).

Der ökologische Fußabdruck des Tourismussektors Schätzungen der UNWTO-UNEP-WMO (2008) zufolge waren die Tourismusbereiche Transport (Herkunft-Zielort), Beherbergung und sonstige Aktivitäten10 im Jahr 2005 mit 1,3 Mrd. t für rund 5 % der globalen CO2-Emissionen ver-

10 Sonstige Aktivitäten umfassen den Transport vor Ort, alle lokalen Freizeitaktivitäten, Geschäftsaktivitäten (Meetings, Konferenzen), Besuche von Restaurants, Bars und Cafés, Ausflüge in der Umgebung der Destination, etc.

antwortlich11. Mit 75  % entfiel der Großteil dieser CO2Emissionen auf den Touristentransport, wobei allein schon der Lufttransport – obwohl nur bei 17 % aller Tourismusreisen das gewählte Verkehrsmittel – für etwa 40 % der Gesamtemissionen verantwortlich war. Weitere 32  % entfielen auf das Auto und 3 % auf sonstige Verkehrsmittel. Beherbergung und sonstige Aktivitäten trugen 21 bzw. 4  % zu den globalen CO2-Emissionen des Tourismussektors bei. Gemessen am Strahlungsantrieb12 („radiative forcing“ bzw. RF) belaufen sich die Schätzungen der UNWTO-UNEP-WMO (2008) in Bezug auf den Beitrag des Tourismus zur Klimaerwärmung hingegen auf bis zu 9 %, wobei der Anteil des Flugverkehrs am Gesamtbeitrag des Tourismussektors mit bis zu 75 % ungleich höher ausfällt als bei ausschließlicher Betrachtung der CO2Emissionen (siehe Abbildung 4.3).

11 Die Schätzungen beinhalten internationale und inländische Touristenreisen sowie Tagesausflüge. 12 Der Strahlungsantrieb misst das Ausmaß, in dem Treibhausgasemissionen die globalen Durchschnittstemperaturen erhöhen. Die UNWTO-UNEP-WMO (2008) schätzt den am Strahlungsantrieb gemessenen Beitrag des Tourismus zur Klimaerwärmung sowohl unter Ausschluss des Effekts Kondensstreifen induzierter Zirruswolken als auch unter (maximaler) Berücksichtigung des genannten Effekts.

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Band 3 Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

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Abbildung 4.3 Geschätzter Anteil der Tourismusaktivitäten an CO2 Emissionen und Strahlungsantrieb des Tourismus (inklusive Tagestourismus), 2005. Adaptiert von UNWTO-UNEP-WMO (2008) Figure 4.3 Estimated share of tourism activities to tourism CO2 emissions and radiative forcing (including same-day visitors), 2005. Adapted from UNWTO-UNEP-WMO (2008)

In ihrem „Business-As-Usual“-Szenario, das von einer weiter steigenden Tourismusnachfrage, einem weiteren Anwachsen der Fernreisen und einer Fortsetzung des Trends zu häufigeren und dafür kürzeren Urlauben ausgeht, erwartet die UNWTO-UNEP-WMO (2008) im Falle des Ausbleibens umfassender bzw. in angemessenem Ausmaß stattfindender Minderungsbemühungen bis 2035 eine Steigerung der globalen CO2-Emissionen des Tourismussektors im Ausmaß von 161  % gegenüber dem Basisjahr 2005. In Hinblick auf das erwartete dynamische Wachstum der Tourismusaktivitäten scheint eine Reduktion der Emissionen unter das Niveau von 2005 nur durch eine Kombination unterschiedlicher Minderungsmaßnahmen – Steigerung der Energieeffizienz in allen Bereichen bei gleichzeitiger Senkung des Energieverbrauchs durch Änderungen des Modal Split (d. h. der Verkehrsmittelwahl) im Transportbereich und einer Verlagerung zu kürzeren Reisedistanzen sowie längeren durchschnittlichen Aufenthaltsdauern – möglich (UNWTO-UNEP-WMO, 2008). Für Österreich liegen derzeit (2013) kaum Untersuchungen zu den THG-Emissionen des gesamten Tourismussektors vor. Besonders für die Entwicklung und Implementierung möglichst effektiver Minderungsstrategien und zur Identifikation jener Bereiche, die den stärksten Handlungsbedarf aufweisen, stellen möglichst detaillierte Informationen zu den durch Tourismusaktivitäten verursachten THG-Emissionen allerdings eine wichtige Voraussetzung dar. Diesbezügliche Untersuchungen gibt es für Österreich derzeit nur in Bezug auf den alpinen Wintertourismus, dessen CO2-Emissionen Gegenstand einer Studie von Friesenbichler (2003) sind. Den darin enthal-

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tenen Schätzungen zufolge verursachten die Bereiche „Wintersportinfrastruktur“ (Aufstiegshilfen, Beschneiungsanlagen, Pistengeräte etc.), „Verkehr“ (An- und Abreiseverkehr sowie Verkehr am Urlaubsort), „Beherbergung“ und „Gastronomie“ an die 3,9 Mio. t CO2 je Wintersaison, was etwa 5,6 % der im Jahr 2001 österreichweit verursachten CO2-Emissionen entspricht13. Mit 58 % entfiel dabei der größte Anteil der verursachten CO2-Emissionen auf den Beherbergungsbereich, gefolgt vom An-, Abreise- und Zubringerverkehr mit 38  %. Seilbahnen, Schlepplifte, Pistengeräte und Schneekanonen waren den Ergebnissen zufolge hingegen nur für 4  % der gesamten schneebasierten Wintertourismus-Emissionen verantwortlich. Will man im Wintertourismus Emissionen vermindern, sollte, den Ergebnissen zufolge, demnach vor allem bei Heizung und Warmwasserverbrauch in Hotels sowie einer besseren Erreichbarkeit der Skigebiete mit der Bahn angesetzt werden. Was die Emissionen von Seilbahnbetrieben betrifft, wurde in Kooperation mit der OITAF14 ein Modellvorhaben zur Carbon-Foot-Print-Berechnung anhand der Skilifte Lech entwickelt (Pröbstl und Jiricka, 2012a). In den Gesamtemissionen zeigte sich, dass neben dem Einsatz erneuerbarer Energieträger vor allem beim Pistenmanagement ein wichtiger Beitrag zur Reduktion der THG-Emissionen geleistet werden kann. 13

Es gilt allerdings zu beachten, dass ein Teil der 3,9 Mio. t CO2 durch die An- und Abreise ausländischer Gäste außerhalb Österreichs anfällt. 14 Umweltausschuss der OITAF (Organizzazione Internationale Transporti A Fune)

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Zu verstärkten CO2-Emissionen kommt es auch durch die Durchführung touristischer Großveranstaltungen. So verursachte beispielsweise die zweitägige Airpower 2013 in Zeltweg nach Angaben von Gegnern der Veranstaltung rund 500 t CO2 (ORF, 2013). Dieser Wert wäre anhand einer Untersuchung über die dadurch geschaffenen Arbeitsplätze zu relativieren und in Relation zur CO2-Intensität anderer Branchen zu setzen. Der Aspekt der CO2-Intensität sollte bei der Frage nach der Sinnhaftigkeit und der Planung von Veranstaltungen berücksichtigt werden. Im besten Fall können Großveranstaltungen auch Anlass für Innovationen zum Klimaschutz geben, wie die Ski-WM 2013 in Schladming vorzeigte. Im Rahmen dieses Events wurden unter anderem energieeffiziente Pistenfahrzeuge angeschafft, eine Photovoltaikanlage am Dach des „Congress-Schladming“ errichtet und ein Shuttledienst mit Elektrobus eingerichtet; die Wärmeversorgung der WM-relevanten Einrichtungen erfolgte durch Biomasse aus dem Nahwärmenetz. Die Emissionen in den zwei WMWochen, einschließlich der Anreise der BesucherInnen (insgesamt wurden 300 000 Tages-, Wochen- und WM-Tickets verkauft), wurden dennoch mit immerhin 1  290  t  CO2-Äq. beziffert (ÖSV, 2013). Im Vergleich dazu beliefen sich die jährlichen Emissionen von CO2-Äq. pro Kopf in Österreich im Jahr 2012 auf 9,5 t (EEA, 2013b).

Kapitel 4: Gesundheit, Tourismus

le bei der Erhaltung natürlicher Gebiete mit kohlenstoffbindenden Eigenschaften spielen. Der größte Teil der im Tourismusbereich verursachten THGEmissionen entfällt auf den Transport und die Beherbergung von TouristInnen. Will man die Emissionen des Tourismussektors merklich reduzieren, müssen Minderungsmaßnahmen demnach insbesondere in diesen Bereichen ansetzen.

Minderung im An-, Abreise- und Vor-OrtTransport

Reduzierung des Energieverbrauchs, beispielsweise durch Veränderungen im Transportverhalten oder in Bezug auf die Managementpraktiken von Beherbergungsbetrieben, Verbesserung der Energieeffizienz durch den Einsatz neuer und innovativer Technologien zur Reduzierung der Energienachfrage15, Steigerung des Anteils erneuerbarer oder CO2-neutraler Energie, indem fossile Brennstoffe beispielsweise durch Biomasse, Wasserkraft, Wind- und Solarenergie ersetzt werden, Bindung von CO2 durch Kohlenstoffsenken, umweltorientierter Tourismus kann dabei indirekt eine Schlüsselrol-

Werden im Verkehrssektor Maßnahmen zur Verbesserung der Energieeffizienz und/oder der Steigerung des Anteils erneuerbarer Energie implementiert, bewirkt dies bei gleich bleibendem Reiseverhalten automatisch eine Verringerung der vom Tourismussektor verursachten THG-Emissionen. Darüber hinaus stehen dem Tourismussektor aber auch Maßnahmen zur Verfügung, um pro-aktiv die durch den Touristentransport verursachten Emissionen zu senken. Eine mögliche Minderungsmaßnahme, die unter die Strategie der Reduzierung des Energieverbrauchs fällt, stellt die Verschiebung der Transportmittelwahl weg von Auto und Flugzeug hin zu Zug und Bus dar (UNWTO-UNEP-WMO, 2008). Dem Tourismus-Monitor von Österreich Werbung, Landestourismusorganisationen und MANOVA zufolge reist derzeit eine überwältigende Mehrheit der in- und ausländischen Österreich-Gäste – nämlich 81  % – mit dem eigenen PKW an. Weitere 7 % wählen das Flugzeug als Anreisemittel. Nur 4 bzw. 3 % entscheiden sich für Bahn bzw. Bus, während jeweils 2 % der Gäste mit Wohnwagen/-mobil oder Motorrad anreisen (WKO, 2011). Unter Berücksichtigung der Ergebnisse von Friesenbichler (2003), wonach der An-, Abreise- und Zubringerverkehr für 38 % der CO2-Emissionen des schneebasierten Wintertourismus verantwortlich ist, liegt in der Verschiebung des Modal Split des Touristentransports ein beachtliches Einsparungspotenzial. Voraussetzung für das Gelingen einer solchen Verschiebung ist – neben der Bewusstseinsbildung bei Anbietern wie auch Gästen16 – vor allem die Schaffung der dafür notwendigen Infrastruktur. Eine Studie des Umweltbundesamts (2009) zur Erreichbarkeit alpiner Tourismusstandorte mit dem öffentlichen Verkehr aus bedeutenden Großstädten Europas ortet je nach Herkunftsland und Rei-

15 Laut Fachverband der Seilbahnen (not dated b) konnten beim Energieverbrauch der Beschneiung durch technische Verbesserungen deutliche Einsparungen erzielt werden, heutzutage braucht man für die Erzeugung von 1 m³ Kunstschnee 1 kWh, in den 1980er Jahren hingegen benötigte man für dieselbe Menge noch 7 kWh.

16 Zu erwähnen ist hier beispielsweise eine Informationsbroschüre zu Angeboten für die Anreise mit Bahn und Postbus zu touristischen Destinationen in ganz Österreich, welche 2013 von der ÖBB mit Unterstützung des BMWFJ herausgegeben wurde (BMWFJ und ÖBB, 2013).

Möglichkeiten zur Minderung im Tourismussektor Grundsätzlich lassen sich nach Becken und Hay (2007) vier Hauptvermeidungsstrategien in Bezug auf tourismusverursachte THG-Emissionen unterscheiden: t


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seziel allerdings z. T. noch erhebliche infrastrukturelle Schwächen in Bezug auf die Attraktivität einer autofreien Anreise. Große regionale Unterschiede herrschen auch in Hinblick auf die Mobilität vor Ort, wo die Palette in den 13 untersuchten Regionen von mangelhaften bis hin zu sehr gut ausgebauten öffentlichen Verkehrsnetzen reicht. Will man eine deutliche Erhöhung der autofreien Anreisen erreichen, sind gezielte Maßnahmen im Verkehrs- und Tourismusbereich, und zwar sowohl auf regionaler, nationaler wie auch auf internationaler Ebene notwendig. Vorgeschlagen wird diesbezüglich in besagter Studie unter anderem t
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die Schaffung einheitlicher Plattformen mit umfassenden Informationen zur autofreien Anreise, die Schnürung nationaler und internationaler „Packages“, die neben Anreise und Mobilität vor Ort zusätzlich auch Leistungen wie Nächtigung oder diverse Eintritte enthalten, die Einrichtung zusätzlicher, saisonaler Zugverbindungen sowie, wo notwendig, die Verdichtungen und Anpassungen der regionalen Fahrpläne und der Einsatz spezieller öffentlicher Verkehrsmittel zu touristischen Attraktionen in Zeiten hoher Nachfrage.

Auf lokaler Ebene können beispielsweise Gästekarten zur kostenlosen Fahrt mit öffentlichen Verkehrsmitteln oder das Angebot von (Elektro-) Fahrrädern zum Ausleihen die PKWNutzung verringern (BMWFJ, WKO und ÖHV, 2011). Neben den positiven Auswirkungen auf die Emissionsbilanz des Tourismussektors hätte eine bessere Erreichbarkeit der österreichischen Tourismusdestinationen mittels öffentlicher Verkehrsmittel sowie eine Verbesserung der Mobilität vor Ort auch den Vorteil, die Vulnerabilität des Tourismussektors gegenüber künftig zu erwartenden Energiepreissteigerungen zu reduzieren. Eine Reduktion des Individualverkehrs kann sich zudem durch die damit verbundene Senkung der Lärm- und Schadstoffbelastung im Ort auch positiv auf die Attraktivität einer Gemeinde als Erholungsort auswirken (BMWFJ, WKO und ÖHV, 2011). Die Schaffung umweltfreundlicher Mobilitätsangebote – insbesondere von Angeboten, um sich ohne PKW vor Ort fortbewegen zu können und, damit zusammenhängend, auch die Förderung der aktiven Mobilität (z. B. Rad fahren) – wurde daher auch in Hinblick auf den Bereich Infrastruktur und Mobilität als eine der zentralen Herausforderungen der österreichischen Tourismusstrategie 2010 genannt. Eine Studie zur Tourismusmobilität in Österreich, welche in weiterer Folge vom BMWFJ in Auftrag gegeben wurde, kam jedoch

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zu dem Ergebnis, dass es hier bislang zu wenig Kooperation zwischen Tourismuswirtschaft und Verkehrsdienstleistern gibt (TU Wien, 2013). Im Rahmen der österreichischen Tourismusstrategie 2013 soll die Zusammenarbeit zwischen Tourismus und öffentlichem Verkehr nun ausgebaut werden. Zudem ist die Ausarbeitung eines Leitfadens geplant, der die Tourismuswirtschaft dabei unterstützen soll, die Gäste über alternative Mobilitätsangebote zu informieren (BMWFJ, 2013). Vereinzelt wurden und werden Maßnahmen hin zu einer sanften Mobilität im Tourismus bereits umgesetzt (siehe hierzu auch BMVIT, not dated a und BMVIT, not dated b). Zu den Good-Practice-Beispielen zählt unter anderem die Gemeinde Werfenweng, die sich seit mehreren Jahren auf eine autofreie Anreise spezialisiert und neben verschiedenen Anreiseangeboten auch vielfältige Angebote hinsichtlich der Mobilität vor Ort entwickelt hat.17 So konnte in Werfenweng beispielsweise der Anteil der mit der Bahn anreisenden Dauergäste im Winter durch Maßnahmen zur Erleichterung der Bahnanreise laut BMVIT (not dated a) von 9 auf 25 % gesteigert werden, was zeigt, dass sich das Mobilitätsverhalten durch Gesamtkonzepte und Angebote durchaus beeinflussen lässt. Zusammen mit Hinterstoder, Neukirchen am Großglockner, Mallnitz und Weißensee gehört Werfenweng zu den fünf österreichischen Gemeinden des derzeit (Juni 2014) aus insgesamt 29 alpinen Urlaubsorten bestehenden internationalen Netzwerk der „Alpine Pearls“, das sich dem sanft-mobilen Reisen verschrieben hat (siehe Abbildung 4.4).18 Ein weiteres Good-Practice-Beispiel für sanfte Mobilität ist der „Tälerbus“19, der in den Regionen Lungau, Murau, Nockberge, Schladming-Rohrmoos und Sölk mit der Bahn anreisende Gäste vom Bahnhof abholt und zu ihrem Ferienziel bringt, aber auch viele Ausflugsziele und Wandermöglichkeiten ansteuert. In den Ferien sind die Tälerbusse auf andere Verkehrsmittel wie Seilbahnen, Züge und Postbusse abgestimmt. Weitere bereits erfolgte Maßnahmen umfassen regionale Projekte hinsichtlich Fahrplan-Auskunfts- und Reiseinformationssystemen sowie Bewusstseinsbildung (weitere Details siehe BMVIT, not dated a). Neben der Verschiebung der Transportmittelwahl hin zu öffentlichen Verkehrsmitteln würde auch die Verlängerung der durchschnittlichen Aufenthaltsdauer zu einer Reduktion des Energieverbrauchs beitragen. Der derzeitige Trend im Urlaubsverhalten läuft allerdings in die entgegensetzte Richtung. Seit Jahren nimmt die durchschnittliche Aufenthaltsdauer der Österreich-Gäste kontinuierlich ab. Während sie beispielswei17 18 19

http://www.werfenweng.eu/de/sanfte-mobilitaet http://www.alpine-pearls.com http://www.taelerbus.at

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Kapitel 4: Gesundheit, Tourismus

Abbildung 4.4 Das 28 alpine Urlaubsorte umfassende Netzwerk der „Alpine Pearls“. Quelle: www.alpine-pearls.com Figure 4.4 The network of „Alpine Pearls“, comprising 28 Alpine holiday destinations. Source: www.alpine-pearls.com

se im Jahr 1995 noch bei 4,8  Tagen lag, betrug sie im Jahr 2012 nur noch 3,6  Tage (Statistik Austria, 2013). Potenzial für Maßnahmen zur Verlängerung der durchschnittlichen Aufenthaltsdauer wird vor allem den Reiseveranstaltern durch entsprechende Ausgestaltung der angebotenen Produkte zugeschrieben, wie beispielsweise dem Offerieren einer kostenlosen Zusatzübernachtung ab einem Aufenthalt von sechs Nächten (UNWTO-UNEP-WMO, 2008). Da die Tendenz zu einer kürzeren Aufenthaltsdauer – die nicht nur in Österreich, sondern weltweit zu beobachten ist – zum Teil eine Folge neuer Konsumentencharakteristiken und Verhaltensweisen ist, wird eine Umkehrung dieses Trends insgesamt allerdings als nicht ganz einfach eingestuft (Alegre und Pou, 2006). Hilfreich für die Setzung zielgerichteter Maßnahmen können als erster Schritt Erhebungen des Mobilitätsverhaltens der Gäste – wobei hier vor allem auf regionaler Ebene noch Aufholbedarf besteht (Umweltbundesamt, 2009) – sowie Untersuchungen zur Akzeptanz möglicher Alternativen sein. Eine Grundlagenstudie von Fleischhacker et al. (2009) kam auf Basis einer Online-Befragung zu dem Ergebnis, dass die Mehrheit der österreichischen UrlauberInnen bislang wenig Interesse an klimaschonenden Verhaltensweisen zeigt – und das obwohl sie tendenziell gut über den Klimawandel und seine Ursachen Bescheid wissen. Die höchste Akzeptanz besteht noch für das Umsteigen von PKW oder Flugzeug auf die Bahn

im Falle gleich guter Erreichbarkeit, dies ist für fast die Hälfte der Reisenden vorstellbar (etwas mehr als ein Fünftel der Reisenden tut dies auch schon heute). Ähnlich hoch ist der Anteil der Reisenden, die sich vorstellen können, ein Reiseziel in näherer Umgebung zu wählen, um dadurch den Anfahrtsweg zu verkürzen. Geringere Akzeptanzraten gibt es dagegen in Hinblick auf das Wählen eines langen anstatt mehrerer kurzer Aufenthalte (30 % der Winter- bzw. 42 % der SommerurlauberInnen), auf den Verzicht von Flugreisen (27 bzw. 37  %) und das gezielte Wählen von Destinationen, die mit öffentlichen Verkehrsmitteln zu erreichen sind (25 bzw. 27 %).

Minderung im Beherbergungsbereich Ein hohes Einsparungspotenzial in Bezug auf tourismusverursachte THG-Emissionen wird neben dem Transportwesen auch im Beherbergungsbereich gesehen. So wurde etwa der überwiegende Teil der gewerblichen Beherbergungsbetriebe in Österreich während der 1960er und 1970er Jahre erbaut, als Nachhaltigkeit und Energieeffizienz noch keine besonders große Rolle spielten (Formayer und Kromp-Kolb, 2009). Im Jahr 2008 schätzte die Österreichische Hoteliervereinigung (ÖHV) den jährlichen CO2-Ausstoß der rund 19 000 gewerblichen Beherbergungsbetriebe auf 1,8  Mio.  t (OÖNachrichten, 2008). Das BMWFJ, die Wirtschaftskammer Österreich

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Band 3 Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

(WKO) und die ÖHV stellen seit 2009 für Unternehmen aus Hotellerie und Gastronomie einen umfassenden Leitfaden zum Energiemanagement zur Verfügung (BMWFJ, 2009), welcher 2011 in 2. Auflage erschienen ist. Darin werden Einsparungsmaßnahmen in den Bereichen Gebäudehülle, Heizung, Warmwasser, allgemeiner Wasserverbrauch, Lüftung und Gebäudekühlung, Kühlanlagen, Küche, Wellness, Wäscherei, Licht und Einsatz energieeffizienter Geräte vorgestellt. Durch ein umfassendes Sanierungskonzept können der Studie zufolge bei Gasthöfen und Hotels, abhängig vom aktuellen Zustand des Gebäudes, mitunter mehr als die Hälfte der Energiekosten eingespart werden (BMWFJ, WKO und ÖHV, 2011). In Beherbergungsbetrieben höherer Kategorie werden insbesondere auch dem dort üblichen Wellnessbereich, der einen hohen Energiebedarf aufweist, beachtliche Einsparungspotenziale zugeschrieben (Fromayer und Kromp-Kolb, 2009). Zudem sind weitere Emissionseinsparungspotenziale durch Umstieg auf erneuerbare Energieträger gegeben, da ein beachtlicher Anteil der Beherbergungsbetriebe mit Öl beheizt wird – noch 2001 wurde in 63 % der Hotels und ähnlichen Gebäude mit Gebäudezentralheizung Heizöl als Brennstoff verwendet (Statistik Austria, 2004). Darüber hinaus können Beherbergungsbetriebe auch außerhalb ihres eigenen Bereichs wesentliche Beiträge zur Minderung des Klimawandels leisten, z. B. durch die Verwendung regionaler und saisonaler Produkte oder die Vermeidung und Trennung von Müll. Detaillierte Untersuchungen zum Emissionseinsparungspotenzial im gesamten Beherbergungsbereich liegen aktuell (2013) nicht vor. Es gibt derzeit (2013) unterschiedlichste Förderungen für Klimaschutz- und Energiesparmaßnahmen auf kommunaler, Landes- und Bundesebene20, wie etwa die „Mustersanierungsoffensive“ des Klima- und Energiefonds, in deren Rahmen seit 2008 ambitionierte, umfassende Sanierungen von gewerblichen Beherbergungsbetrieben gefördert werden, das Angebot kostenloser Energiechecks oder geförderter Langberatungen zur Energieeffizienzsteigerung etc. Wichtige Impulse werden auch durch eine umweltbezogene Zertifizierung erreicht. Von den Beherbergungsbetrieben, die eine Zertifizierung durch das österreichische Umweltzeichen durchführten, gaben 60 % an, v. a. im Energiebereich deutliche Einsparungen erzielt zu haben, die sogar weit über ihren eigenen Erwartungen lagen (Pröbstl und Müller, 2012). Aufgrund der Auditierung wurde auch im Energiebereich überproportional investiert (Pröbstl und Müller, 2012). Ein Good-Practice-Beispiel für Minderung im Beherbergungsbereich stellt beispielsweise das „Boutique-Hotel Stadt-

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halle“ in Wien dar21. Hierbei wurde ein bestehendes Gebäude thermisch vollsaniert und der angrenzende Zubau im Passivhausstil konstruiert, dessen Energiebedarf vollständig durch Solaranlage, Fotovoltaikanlage, Grundwasserwärmepumpen und noch in Betrieb zu nehmende Windräder gedeckt wird. Als wahrscheinlich weltweit erstes Null-Energie-Bilanz Hotel im urbanen Raum erhielt es 2010 den Österreichischen Klimaschutzpreis in der Kategorie „Landwirtschaft und Gewerbe“22. Das erste Passivhaus-Schwimmbad Österreichs im „Hotel Edelweiss Wagrain“23, ein weiteres Good-Practice-Beispiel, führt gegenüber vergleichbaren herkömmlichen Spa-Bereichen zu einer Halbierung des Energieverbrauchs (Scheuriach, 2011).

Minderung durch Anpassung des betrieblichen Managements von touristischen Anlagen Unabhängig von der Anreise weisen die verschiedenen touristischen Aktivitäten einen sehr unterschiedlichen Energieverbrauch auf. Der Grund dafür ist die jeweils unterschiedlich ausgeprägte Inanspruchnahme von Infrastruktur. Zu den sparsamsten Aktivitäten zählen etwa Reiten, Wandern, Segeln und Surfen sowie Radfahren und Mountainbiking. Als tendenziell energieintensiv können hingegen unter anderem der Gesundheits- und Wellnessbereich, Kunsteisbahnen oder das alpine Skifahren eingestuft werden (Formayer und Kromp-Kolb, 2009; Veit, 2002).

Alpines Skifahren Im Zuge der Untersuchung dreier Kärntner Skigebiete findet Steiner (2010) einen elektrischen Energieverbrauch für Aufstiegshilfen und Beschneiung von 7,5 bis 11,9 kWh / Ersteintritt sowie einen Treibstoffbedarf für Pistenpräparierung von 0,48 bis 0,56 l / Ersteintritt (Durchschnitt der Wintersaisonen 2005 / 06 bis 2009 / 10). Als Benchmark kann demgegenüber der durchschnittliche Stromverbrauch der Schweizer Bergbahnen mit 5,3  kWh / Ersteintritt gelten, wobei bei aktivem Energiemanagement das Einsparungspotenzial auf rund 15 % geschätzt wird (Zegg et al., 2010). Im Zusammenhang mit einer speziell für Seilbahnen entwickelten Carbon-Footprint-Berechnung und deren Anwendung im Bereich der Skilifte Lech (Vorarlberg) zeigte sich, dass ein hohes Einsparpotenzial beim Pistenmanagement be21 22

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siehe hierzu auch www.umweltfoerderung.at

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http://www.hotelstadthalle.at/ http://www.klimaschutzpreis.at http://www.mein-edelweiss.at/

Kapitel 4: Gesundheit, Tourismus

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steht (Pröbstl und Jiricka, 2012a). 70 % des Dieselverbrauchs entfielen auf diesen Bereich und unterstreichen daher das Einsparpotenzial durch ein optimiertes Präparierungskonzept, bei dem u. a. auch Pistenflächen temporär unpräpariert bleiben können. Weitere Einsparungen lassen sich durch das Schneemanagement, insbesondere durch Schneemessung bei der Präparation und die dadurch mögliche Einsparung von technischer Beschneiung, erzielen. Hier werden aus den Erfahrungen der Betreiber erzielbare Energieeinsparungen von zumindest 15 % genannt24. Des Weiteren zeigte die CarbonFootprint-Berechnung auch, dass wesentliche Beiträge durch die Nutzung erneuerbarer Energieträger erzielt werden können. Bei Verwendung von 100  % Ökostrom wäre bei den Skiliften Lech eine Einsparung von 750 t CO2-Äq. erreichbar. Dies entspricht rund einem Drittel der gesamten Emissionen des Betriebs (Pröbstl und Jiricka, 2012a). Was den Einsatz erneuerbarer Energieträger im Skibetrieb betrifft, sind in Österreich bereits einige umgesetzte Projekte sowie Projektvorhaben zu finden. So plant etwa die Schmittenhöhebahn AG (Zell am See) in den nächsten Jahren den Bau von bis zu 4 000 m2 Fotovoltaikanlagen, mit denen etwa 10  % des gesamten Energieverbrauchs der Schmitten abgedeckt werden könnten (Schmittenhöhebahn AG, 2012), während eine auf dem Wildkogel in 2 100  m Seehöhe installierte Fotovoltaikanlage bis zu 75  % des Strombedarfs der Wildkogelbahnen (Salzburg) deckt (ORF, 2011). Die Skilifte Lech (Vorarlberg) verwenden ebenfalls eine Fotovoltaikanlage, die jährlich rund 8 850 kWh Strom erzeugt, setzen aber auch Geothermie für die Gebäudeheizung ein (Pröbstl und Jiricka, 2012a). Auch eine im Winter 2012 / 13 neu in Betrieb genommene Sesselbahn der Illwerke am Golm in Vorarlberg bezieht ein Drittel der benötigten Energie aus Sonnenenergie. Die Besonderheit dieser Anlage ist, dass die Fotovoltaikanlage hier direkt in die Stationsbauten integriert wurde (Illwerke Tourismus, 2014). Am Salzstiegl (Steiermark) versorgt eine Windkraftanlage das Skigebiet mit Strom. Durch die zeitliche Divergenz von Angebot und Nachfrage – insbesondere zu Beschneiungszeiten – muss allerdings zum Teil auch Strom aus dem Netz bezogen werden. Der Anteil des direkt durch die Windkraftanlage gedeckten Strombedarfs wird auf etwa 45  % geschätzt. Der geplante weitere Ausbau der Windkraftanlage in Kombination mit einem Pumpspeicherkraftwerk soll in Zukunft eine weitgehende Selbstversorgung des Skigebiets gewährleisten (Frühwald, 2009). Bei den Bergbahnen See (Tirol) werden hingegen die Schneeleitungen für die Beschneiungsanlage außerhalb des

Beschneiungsbetriebs zur Stromerzeugung als Druckleitungen für ein Wasserkraftwerk verwendet25. Forschungsprojekte an der Universität für Bodenkultur (BOKU) stellen wiederum die Voraussetzungen für die Nutzung von Schnittgut der Skipisten als Grundlage für die Energiegewinnung aus Biomasse zusammen (Theurezbacher et al., 2012). Dies ist für jene Skigebiete eine wichtige Option, in denen sich die Landwirtschaft aufgrund der ungünstigen Produktionsbedingungen zurückzieht. Entscheidend bei den genannten Minderungsmaßnahmen ist neben der Effizienz allerdings auch die Akzeptanz bei den UrlauberInnen, da eine Beeinträchtigung des landschaftsästhetischen Potenzials die Möglichkeiten einer Diversifizierung des touristischen Angebots in Richtung Ganzjahrestourismus (siehe Abschnitt 4.3.3) negativ beeinflussen kann. Im Hinblick auf Windkraft und Wintersport liegen bereits kritische Akzeptanzstudien aus Finnland vor (Tyrvainen et al., 2012), die dort zur Ablehnung der Anlagen geführt haben. Aus ähnlichen Gründen wurde auch in Bayern von einer Entwicklung der Windkraft im touristisch sensiblen Alpenraum abgesehen (Bayerisches Staatsministerium des Inneren et al., 2011). Differenzierte Studien in vier Skigebieten in Österreich (Skilifte Lech am Arlberg, Planaibahnen in Schladming, Schmittenhöhebahn in Zell am See und Silvretta Nova) zeigen eine geringe Akzeptanz von großen, freistehenden Windkraftanlagen in alpinen Tourismusgebieten im Sommer und Winter (Pröbstl et al., 2011a). An bestehende Infrastruktur angepasste und in die Landschaft schonend eingebundene Anlagen, wie z. B. kleine Biomasseanlagen oder die energetische Nutzung einer Beschneiungsanlage, werden von TouristInnen im alpinen Bereich hingegen deutlich besser bewertet (siehe Abbildung  4.5). Dies ist deshalb wichtig, da die landschaftliche Schönheit für die Stärkung einer multi-saisonalen Tourismuswirtschaft – als wichtige Anpassungsstrategie im alpinen Bereich (siehe Abschnitt 4.3.3) – ein besonders wichtiges Kriterium für die Destinationswahl ist (Pröbstl und Jiricka, 2012b).

Gesundheits- und Wellnessbereich Neben dem alpinen Skifahren zählt auch der Gesundheits- und Wellnessbereich zu den energieintensiven touristischen Aktivitäten. Sofern keine oder nicht ausreichend ergiebige Quellen für die Wärmeerzeugung verfügbar sind, kann der Energiebedarf im Gesundheits- und Wellnessbereich 25

24

Erfahrungswerte der Planai-Bahnen

http://www.see.at/de/umweltschutz-bergbahnen-see (Stand: Jänner 2013).

961

Band 3 Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

Wie bewerten Sie die Auswirkungen folgender Erneuerbare Energien auf das Landscha!sbild? Photovoltaik auf Betriebsgebäuden (MW=1,43) Geothermieanlagen bei Betriebsgebäude (MW=1,44) Wasserkra; an bestehender Speicherseen (MW=1,51) kleine, angepasste Bioenergieanlagen (MW=1,75) Wasserkra; an bestehenden Fließgewässer (MW=1,89) kleine Windräder bei Betriebsanlagen (MW=1,90) größere, effiziente Bioenergieanlagen (MW=1,93) Photovoltaik auf Wiesenflächen (MW=2,02) Abbildung 4.5 Akzeptanz von erneuerbaren Energieträgern in Bezug auf die Landschaft. Quelle: Pröbstl et al. (2011a)

niedrige kompakte Windräder (MW=2,22) große, exponierte Windräder (MW=2,37) 0% N=857

20%

den Energiebedarf des Wintersports sogar deutlich übertreffen (Formayer und Kromp-Kolb, 2009). Die Therme Meran (Italien) beispielsweise wies 2009 einen Stromverbrauch von 14,7  kWh pro Gast auf, das Familienbad Zernez (Schweiz) einen Verbrauch von 20,8 kWh pro Gast (Zegg et al., 2010). Emissionseinsparungen sind auch hier durch Optimierungen im Energieverbrauch sowie den Umstieg auf regenerative Energiequellen möglich. Das Passivhaushallenbad „Bambados“ in Bamberg (Deutschland) benötigt im Vergleich zu einem herkömmlichen Schwimmbad 60  % weniger Energie und verursacht 80 % weniger CO2-Emissionen (Austrotherm, n.d.).

4.3.3

Anpassung im Tourismus

Grundsätzlich wird die Kapazität der Tourismusindustrie, sich an Klimaänderungen anzupassen, aufgrund ihrer Flexibilität als relativ hoch eingestuft (UNWTO-UNEP-WMO, 2008). Allerdings geht man davon aus, dass die Anpassungskapazität zwischen den Subsektoren der Tourismusindustrie deutlich variiert. Die höchste Anpassungskapazität innerhalb der Tourismusindustrie wird den Erholungssuchenden selbst attestiert, die durch die Wahl der Destination sowie der Reisezeit unvorteilhafte klimatische Bedingungen grundsätzlich

962

40%

gut akzeptabel (1)

60% neutral (2)

80%

100%

negave (3)

Figure 4.5 Acceptance of renewable energy sources regarding the landscape. Source: Pröbstl et al. (2011a)

meiden können. Vergleichsweise geringer fällt die Anpassungskapazität aus, die Reiseveranstaltern und -büros sowie Transportunternehmen zugeschrieben wird, während man bei Beherbergungsbetrieben, lokalen Besucherattraktionen, lokalen Veranstaltern sowie Destinationsgemeinden von der geringsten Kapazität zur Klimawandelanpassung innerhalb der Tourismusindustrie ausgeht (Scott und Jones, 2006; UNWTO-UNEP-WMO, 2008). Nachdem es sich beim Tourismussektor zudem um einen stark nachfragegetriebenen Bereich handelt (Prideaux et al., 2009; McKercher, 1998), wird das von Gästen zu Tage gelegte Anpassungsverhalten Einfluss auf die Anpassungserfordernisse der anbietenden Tourismusakteure nehmen. Die internationale Tourismusforschung empfiehlt jedoch, vorausschauende Strategien zu entwickeln (Dwyer et al., 2009; Pröbstl-Haider und Haider, 2013). Prinzipiell steht der Tourismusindustrie eine Vielzahl an Anpassungsoptionen zur Verfügung, die von technologischen bis hin zu management- und verhaltensbezogenen Maßnahmen reicht (UNWTO-UNEP-WMO, 2008). Einige dieser verfügbaren Maßnahmen können sich allerdings aufgrund ihres hohen Ressourcenbedarfs, etwa in Bezug auf den Energieoder Wasserverbrauch oder die Flächenbeanspruchung, auch negativ auf die Klima- und Umweltverträglichkeit des Tourismus auswirken. Ein prominentes Beispiel ist die Beschneiung,

Kapitel 4: Gesundheit, Tourismus

AAR14

aber auch das vermehrte Anbieten wetterunabhängiger Attraktionen, etwa in Form von Wellnesseinrichtungen, Freizeitparks oder Kunsteisbahnen, kann sich emissionserhöhend auswirken (siehe Abschnitt  4.3.2). Dasselbe gilt auch für verhaltensbezogene Anpassungsmaßnahmen der Urlaubsgäste selbst, etwa wenn aufgrund fehlender Schneesicherheit auf weiter entfernte Skigebiete ausgewichen wird. Diese Ausweichbewegungen in höher gelegene Schigebiete sind empirisch gut dokumentiert (Töglhofer et al., 2011). Für die daraus resultierende interessante Frage, welche (Kombination aus) Anpassungsmaßnahmen aus Vermeidungssicht tatsächlich besser sind, liegen in Österreich unseres Wissens momentan (2013) noch keine Untersuchungen vor. Darüber hinaus wird von verschiedenen AutorInnen betont, dass die Entscheidungsfindung im Tourismus stark von der Kommunikation des Themas Klimawandel und Adaptation abhängt (Stehr und von Storch, 1995; Grothmann und Patt, 2005; Gössling et al., 2012). Pröbstl (1998) zeigte, dass die UrlauberInnen, die mehr als 200 km von den Alpen entfernt wohnen, eher von negativen Umweltauswirkungen der Beschneiung ausgehen, als solche, die näher zu den Skiregionen wohnen und diese auch vom Sommerbesuch kennen. Ergebnisse von Grabler und Kulnig (2007) bestätigen dies, bezogen auf die Wahrnehmung des Klimawandels, auch für Österreich. Wie solche Anpassungsszenarien am Beispiel von Langlaufdestinationen in Österreich aussehen könnten, wird von Landauer et al. (2012) vorgestellt. Dabei zeigt sich, dass Gebiete durch Beschneiung und Serviceverbesserung (Umkleideräume etc.) ihre Attraktivität behalten können. Eine teilweise Refinanzierung erscheint durch Gebühren bis zu 8 € möglich. Naturferne Anpassungsstrategien, die in anderen Ländern durchaus erfolgreich sind, wie ein Langlauftunnel, werden dagegen abgelehnt. Landauer et al. (2013) unterstreichen die Bedeutung kultureller Unterschiede im Hinblick auf die Akzeptanz von Anpassungsstrategien, die je nach Herkunft der Urlauberströme ebenfalls zu beachten ist. So zeigten u. a. auch deutsche und niederländische Urlaubsgäste eine hohe Empfindlichkeit im Hinblick auf das Landschaftsbild im Sommer (Pröbstl et al., 2011a). Nachdem sich die zu erwartenden Auswirkungen des Klimawandels je nach geographischer Region und Marktsegment unterscheiden (vgl. Band 2, Kapitel 6) und auch der relative Anteil des Tourismus an der lokalen oder regionalen Wirtschaft innerhalb Österreichs variiert, sind Dringlichkeit für und Möglichkeiten zur Anpassung je nach Region und Marktsegment ebenfalls unterschiedlich.

Allgemeine Anpassungsmaßnahmen Eine allgemeine und vielfach genannte Strategie zur Anpassung an den Klimawandel stellt die Diversifizierung des Angebots dar (z. B. Elsasser und Bürki, 2002; Dubois und Ceron, 2006; OECD, 2007; UNWTO-UNEP-WMO, 2008). Ein gemischtes Angebotsportfolio weist bereits aufgrund des impliziten Versicherungseffektes ein geringeres Gefährdungspotenzial auf, als ein einseitig ausgerichtetes Angebot (Prettenthaler et al., 2011). Destinationen, die stärker diversifizierte Wirtschaftspositionen, KundInnen, Beherbergungsbetriebe und Attraktionen aufweisen, sind demnach gegenüber Umweltänderungen resistenter, als Destinationen mit einseitiger Orientierung. Zudem schränkt Diversifizierung die Sensitivität gegenüber wirtschaftlichen und anderen Krisen ein (Dubois und Ceron, 2006). Eng mit der Diversifizierung des Angebots verbunden ist auch die häufig genannte Strategie der Forcierung bzw. des Ausbaus des Ganzjahrestourismus, etwa durch saisonale Angebote in den Bereichen Gesundheit, Kultur und Bildung (AustroClim, 2008b; Formayer und Kromp-Kolb 2009, BMLFUW 2012b). Eine Studie des BMWFJ (2012) weist auf den Gesundheitstourismus als besonders gering sensitiv im Hinblick auf den Klimawandel hin. Als weiteres nur gering sensitives Segment ist der Kongresstourismus zu erwähnen. Andere AutorInnen empfehlen und diskutieren eine stärkere Orientierung und Suche nach nachhaltigen Nischenprodukten, die auf die Bedürfnisse ihrer jeweiligen Klientel zugeschnitten sind oder in innovativer Form neue Segmente ansprechen können (Sloan et al., 2012; Pröbstl und Müller, 2012; Jiricka et al., 2012). Sloane et al. (2012) stellen in diesem Zusammenhang die Bedeutung auch im Hinblick auf eine ökonomische touristische Entwicklung an internationalen Fallbeispielen heraus. In Österreich zeigen sich diese unter anderem in der erfolgreichen Entwicklung von zertifizierten Angeboten. Hierzu gehören in Österreich u. a. die NaturIdyll-Hotels oder die Bio-Hotels mit einer klaren Positionierung und einem Qualitätsversprechen durch eine gemeinsame „nachhaltige“ Marke (Pröbstl und Müller, 2012).

Städtetourismus Nach derzeitigem Erkenntnisstand wird davon ausgegangen, dass der Städtetourismus – etwa im Gegensatz zum schneebasierten Wintertourismus – weniger stark vom Klimawandel betroffen sein wird, wobei die Übergangszeiten von der erwarteten Erwärmung profitieren, die Sommermonate allerdings durch vermehrt auftretende Hitzewellen hingegen negativ beeinflusst werden könnten (Band  2, Kapitel  6). Bedarf an

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Band 3 Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

Anpassungsmaßnahmen besteht im Städtetourismus demnach vor allem in Hinblick auf erhöhte Hitzebelastung.26 Basierend auf einer Befragung von Städtereisenden nach Wien und einer Diskussion mit Fachleuten identifizieren Allex et al. (2011) unter anderem die Verbesserung der Trinkwasserversorgung der BesucherInnen, etwa durch Erhöhung der Trinkbrunnenund Wasserspenderanzahl, sowie die verstärkte Vermarktung der guten Trinkwasserqualität in Österreich als wichtige Komponenten einer Anpassungsstrategie an erhöhte Hitzebelastung. Als weitere bedeutende Komponenten werden etwa die Verbesserung der Aufenthaltsqualität der Gäste im Freien – etwa durch Begrünung und Beschattung tourismusrelevanter Orte und Routen und die Erstellung eines „Hitze-Stadtplans“, d. h. die Bereitstellung hitzerelevanter Informationen und hitzeangepasster Besichtigungsprogramme – sowie die Forcierung energieeffizienter Kühlung in touristisch genutzten Einrichtungen genannt. In einigen der genannten Bereiche wurden und werden Maßnahmen bereits umgesetzt. Aktivitäten zur Erhöhung der Trinkbrunnenzahl finden beispielsweise in Wien statt, wo 2011 sieben neue, mobile Anlagen an touristisch stark frequentierten Orten aufgestellt und 2010 ein Aufsatz zur Nutzung von Hydranten als Trinkbrunnen getestet wurde (Allex et al., 2011). Zudem kann ein Großteil der Trinkbrunnenstandorte im Online-Stadtplan der Stadt Wien abgerufen werden. In Graz und Linz stellt hingegen etwa die Begrünung von Straßenbahngleisen eine Maßnahme zur Reduktion von Aufheizungseffekten dar, die bereits teilweise angewandt wird (Allex et al., 2011).

Sommertourismus mit Schwerpunkt Baden Auswirkungen des Klimawandels auf den Badetourismus sind komplex und daher differenziert zu betrachten (siehe Band 2, Kapitel 6). Hinweise auf Anpassungsstrategien finden sich bei Chladek (2005), BMLFUW (2009), Pröbstl (2011), Pröbstl et al. (2012) und Greil (2011). Dabei zeigt sich, dass zwischen den alpinen Seen und dem Angebot im Bereich des Neusiedler Sees unterschieden werden muss. Befragungen von TouristInnen und ZweitwohnungsbesitzerInnen am Attersee ergaben, dass die zu erwartenden Zunahmen von Temperatur und Sonnenscheindauer positiv aufgenommen werden. Die Auswirkungen auf die regionale Wertschöpfung durch die beiden Gruppen werden jedoch unterschiedlich ausfallen. Während die Zweitwohnungsbesit26

Für Details zu Gesundheitsfolgen durch Temperaturextreme siehe Abschnitt 4.2.3

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zerInnen angeben, sich bei den angeführten Änderungen häufiger im Gebiet aufzuhalten (80 %), sind die UrlauberInnen zwar ebenfalls positiv beeinflusst, allerdings jedoch nicht in der Lage ihr Verhalten zu ändern, da die Anzahl der Urlaubstage begrenzt ist und die Anreiselänge negativ ins Gewicht fällt. Die Verhaltensunterschiede können mit dem höheren Einkommen der ZweitwohnungsbesitzerInnen, der höheren Altersstruktur (viele sind bereits in Rente) und der räumlichen Nähe, die auch Wochenendbesuche erlaubt, plausibel erklärt werden. Nachdem bereits heute die regionale Wertschöpfung vieler Seeanliegergemeinden von ZweitwohnungsbesitzerInnen mitbestimmt wird (u. a. auch durch Abgaben), sind damit die Perspektiven tendenziell positiv und Anpassungsstrategien nicht erforderlich (Pröbstl et al., 2012). Dies entspricht auch den einschlägigen ExpertInnenurteilen (Fleischhacker und Formayer, 2007; Chladek, 2005). Die österreichischen Badeseen könnten aber durchaus neue TouristInnen dazugewinnen, welche bislang hauptsächlich einen Urlaub im Mittelmeerraum vorzogen. Bei weiterem Temperaturanstieg würde dieser Raum an Attraktivität verlieren; in einer Befragung gaben ca. 30  % der heimischen Strandund BadeurlauberInnen an, im Falle extremer Hitze anstatt der Mittelmeerstrände die österreichischen Seen aufsuchen zu wollen (Fleischhacker et al., 2009). Am Neusiedler See – als Österreichs einzigem Steppensee mit geringer durchschnittlicher Wassertiefe – kann durch erhebliche Reduktion des Wasserspiegels der Tourismus negativ betroffen sein. Hier wurden daher Anpassungsstrategien differenziert untersucht. Dabei zeigt sich, dass die Anpassungsstrategien, bezogen auf die verschiedenen touristischen Segmente und Zielgruppen, unterschiedlich ausfallen müssen. Das bedeutet, dass auch die verschiedenen Orte und Anbieter ihre Angebote spezifisch anpassen sollten (Pröbstl et al., 2007; Pröbstl, 2011). Beim UrlauberInnensegment, für das die Ausübung wassergebundener Aktivitäten (z. B. Segeln) zu den Kernmotiven im Urlaub gehört, sind die klimawandelbedingten Wasserschwankungen nicht kompensierbar. Negative Effekte aus der Sicht dieser aktivitätsbezogenen UrlauberInnengruppe und eine Abwertung der Destination entstehen auch bei eingeschränkten Bademöglichkeiten, die nicht durch hoteleigene Pools zu ersetzen sind. Weiterhin zeigt sich – ähnlich wie beim Skisport – dass es nicht um die Aktivität per se geht, sondern um die Ausübung spezifischer landschafts- und naturbezogener Aktivitäten. Es zeigt sich, dass alternativ angebotene Aktivitäten, wie Reiten oder Golf, für die aktuelle Klientel keine Aufwertung der Urlaubsdestination oder eine Kompensation der veränderten Wasserstände bedeuten (Pröbstl et al., 2007).

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Kapitel 4: Gesundheit, Tourismus

Abbildung 4.6 Vulnerabilitätskarte: Verletzlichkeit von Wegabschnitten im Gebiet Großglockner-Pasterze für ein Szenario 2030. Quelle: Lieb et al. (2010) Figure 4.6 Vulnerability map: Vulnerability of path segments in the region Großglockner-Pasterze for a scenario 2030. Source: Lieb et al. (2010)

Betrachtet man die Ergebnisse für die UrlauberInnengruppe, die den Neusiedler See vor allem aufgrund des besonderen Natur- und Landschaftserlebnisses aufsucht, dann erweist sich diese als deutlich sensibler im Hinblick auf die erlebbaren Landschaftsveränderungen. Für dieses UrlauberInnensegment ist eine eingeschränkte Bademöglichkeit im See nicht entscheidend, solange ein ansprechendes Bild des Sees vorhanden ist. Diese im Hinblick auf die Landschaft sensible Gruppe kann trotz negativer Veränderungen dann im Gebiet gehalten werden, wenn die natur- und kulturlandschaftsbezogenen Angebote (z. B. spezielles Weinerlebnis-Angebot, Naturerlebnis) ausgebaut bzw. verstärkt werden (Pröbstl et al., 2007; Pröbstl, 2011).

Bergtourismus und alpiner Sommertourismus Im Zusammenhang mit dem Klimawandel und dem Rückgang von Permafrost entstehen in den Hochlagen direkte Gefährdungen und Einschränkungen für den Bergtourismus (Braun, 2009; Pröbstl, 2011; Pröbstl et al., 2011b). Infolge

eines ausgedehnten Rückzugs der Gletscherzungen oder eines vollständigen Abschmelzens von Gletschern führen klassische Hochtouren- und Gebirgswanderwege heute bereits teilweise über Moränenschutt und zum Teil schwer begehbare Gletscherschliffe. Entsprechende Routen werden hierdurch nicht nur insgesamt beschwerlicher, sondern auch zeitaufwendiger und für die durchschnittlichen Wanderer damit, zumindest teilweise, riskanter. Zur Reduzierung bzw. Vermeidung unverhältnismäßiger Risiken ergibt sich für verschiedene Hüttenzugänge, Höhenwanderwege und Übergänge die Notwendigkeit von Anpassung, Neubau und Instandhaltung von Weganlagen. Gemäß Untersuchungen in Österreich und der Schweiz (Pröbstl, 2011; Pröbstl et al., 2011b) ist knapp die Hälfte der BergbesucherInnen im Hinblick auf alpine Gefahren sehr unsicher. Häufig auftretende Fälle von Steinschlag führen bei dieser erholungsorientierten Zielgruppe mit höheren Ansprüchen an die Infrastruktur sehr rasch zu Abwanderungen. Dies ist umso mehr zu beachten, als es sich überwiegend um regelmäßige BesucherInnen der Bergwelt handelt und diese wichtige

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Band 3 Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

touristische Zielgruppe ganzjährig zur Wertschöpfung durch Übernachtung beiträgt. Die andere Hälfte der BergtouristInnen ist deutlich mehr an naturbelassener Bergwelt interessiert und risikobewusster. Da sie mit Risiken umgehen kann, ist diese Gruppe den Bergen auch bei ungünstigen Bedingungen weiterhin „treu“. Damit kann eine Anpassung durch vermehrte Maßnahmen zur Abwehr von Naturgefahren infolge auftauenden Permafrosts und steigender Niederschlagsintensität (vgl. Band 2, Kapitel 6) vor allem dort notwendig werden, wo viele erholungsorientierte BergtouristInnen unterwegs sind. Im Rahmen des StartClim-Projekts „AlpinRiskGP“ (Lieb et al., 2010) wurde dementsprechend ein Werkzeug entwickelt, um Gefahrenstellen für sturz- und flächenhafte Abtragungsprozesse durch Gletscherschwund und auftauenden Permafrost auf alpinen (markierten) und hochalpinen (unmarkierten) Bergwegen und Routen zu identifizieren (siehe Abbildung  4.6). Damit wird die Implementierung gezielter Maßnahmen, wie das Auflassen oder die Neuanlage von Wegen oder die Einrichtung eines Wege-Informationssystems, erleichtert. Als mögliche positive Auswirkung des Klimawandels auf OutdoorAktivitäten, wie Wandern und Klettern, wird vom BMWFJ (2012) eine Abnahme der durchschnittlichen Niederschlagstage im Sommer erwartet. Einen überwiegend positiven Effekt des Klimawandels erhofft man sich dadurch z. B. auch für den Schutzgebietstourismus und die heimischen Luftkurorte. Der alpine Sommertourismus könnte zudem, ebenso wie die österreichischen Badeseen, von extremer Hitze im Mittelmeerraum profitieren. In der Befragung von Fleischhacker et al. (2009) gab jede/r sechste StrandurlauberIn an, zukünftig bei extremer Hitze nicht mehr auf einen Badeurlaub zu fahren, sondern stattdessen etwas anderes unternehmen zu wollen, wie z. B. einen Wanderurlaub in den Alpen.

Alpiner Wintertourismus Für den alpinen Wintertourismus, der durch die starke Ausrichtung auf den Skisport extrem schneeabhängig ist, werden insgesamt negative Auswirkungen des Klimawandels erwartet, wobei die Betroffenheit je nach Region variiert (Band 2, Kapitel  6). Was den schneebasierten Wintertourismus betrifft, ist die Kompensation reduzierten natürlichen Schneefalls durch künstliche Beschneiung bereits heute eine verbreitete Maßnahme, um mit der jährlich variierenden Schneedecke umzugehen (OECD, 2007; Wolfsegger et al., 2008; Pröbstl, 2006; Elsasser und Bürki, 2002). Wurden in den 1970er Jahren Schneeerzeuger lediglich vereinzelt an Übungswiesen und Problemstellen im Talbereich eingesetzt (Mayer et al., 2007), waren in der Wintersaison 2010 / 11 bereits 67 %

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der österreichischen Pisten beschneibar (MANOVA, 2011). Der Ausbau der Beschneiung wird in Österreich von der öffentlichen Hand gefördert. Nach Angaben der ÖHT, welche als Kooperationsplattform zwischen Bund, Banken und Förderinstitutionen der einzelnen Bundesländer fungiert, belief sich das Investitionsvolumen für Beschneiungsanlagen 2012 auf 28,3 Mio. € (ÖHT, 2013). Als langfristige Anpassungsoption an den Klimawandel sind der Maßnahme allerdings gewisse Grenzen gesetzt (Elsasser und Bürki, 2002; OECD, 2007). Diese ergeben sich einerseits aus den Anforderungen an die Temperaturen zur Beschneiung, andererseits aus den technischen Möglichkeiten für eine Beschneiung auch bei höheren Temperaturen oder mit alternativer Technik und den wirtschaftlichen Rahmenbedingungen. Ob und inwieweit die Rahmenbedingungen für die Beschneiung gegeben sind, hängt von den lokalen Verhältnissen ab. Hier ist die Höhenlage (siehe auch Band 2, Kapitel 6) nur eine wichtige Eingangsgröße. Im Hinblick auf die technische Entwicklung zeigt sich, dass bereits eine Beschneiung bei Plusgraden möglich, jedoch aufgrund der hohen Kosten nur eingeschränkt einsetzbar ist. Ob und inwieweit die Beschneiung eine Anpassungsstrategie darstellen kann, wird auch von der Umlage der Kosten abhängen und inwieweit andere touristische Leistungsträger (z. B. Hotels) an den Kosten beteiligt werden können. Ebenfalls entscheidend ist, welche SkiticketPreissteigerungen, die mit den steigenden Betriebskosten einhergehen, von den BesucherInnen noch in Kauf genommen werden (Strasser et al., 2013). Bereits heute gehören die Kosten für den Skisport zu den wichtigsten Gründen, diesen nicht mehr auszuüben (Pröbstl und Jiricka, 2012b). Eine Befragung von 540 Wiener Ski- und SnowboardfahrerInnen ergab, dass bei der Wahl zwischen ihrer üblichen und einer schneesichereren, aber teureren Skidestination ein Großteil Kostensteigerungen von 10 % akzeptieren würden. Im Falle einer 20  %-igen Preiserhöhung würden hingegen mehr als 50 % der Befragten nicht länger die schneesichere Alternative wählen (Unbehaun et al., 2008). Neben den vorhandenen natürlichen, technischen und wirtschaftlichen Grenzen könnte die künstliche Beschneiung zudem als eine ökologisch unerwünschte Anpassungsmaßnahme angesehen werden (IPCC, 2007; Pröbstl, 2006). Der hohe Ressourcenverbrauch (Energie, Wasser) steht konträr zu Klimaschutzzielen, birgt Konfliktpotenzial mit anderen Aktivitätsfeldern der Anpassung (insbesondere Wasserwirtschaft und Landwirtschaft) und macht die Maßnahme darüber hinaus sensibel gegenüber künftigen Energiepreissteigerungen (Steiger und Stötter, 2013). Anderseits kann Beschneiung technologisch gesehen auch mit erneuerbarer Energie betrie-

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Kapitel 4: Gesundheit, Tourismus

Abbildung 4.7 Verteilung der Schleppliftäquivalente auf Höhenklassen (%-Werte geben den Anteil der Höhenklasse an der Gesamtanzahl an Äquivalenten pro Jahr wieder; Rundungsdifferenzen nicht ausgeglichen). Quelle: adaptiert von Peck (2005) Figure 4.7 Distribution of drag lift equivalents upon elevation classes (%-values represent elevation class’ share on the total number of equivalents per year; not adjusted for rounding differences). Source: adapted from Peck (2005)

ben werden und technologischer Fortschritt sollte die ökologischen Nachteile zumindest mindern können (Breiling et al., 1997). Fehlanpassungen durch kurzfristige Lösungen im Bereich der Beschneiungsanlagen könnte mittels gezielter Förderung entgegengewirkt werden. Voraussetzung hierfür sind allerdings detaillierte Untersuchungen auf lokaler Ebene zur Einschätzung der langfristigen ökonomischen Rentabilität unter breiter Berücksichtigung aller Unsicherheiten und möglicher Folgeerscheinungen (AustroClim, 2008b). Als ein adäquates Instrument als Grundlage für Förderungen und lokale Anpassungen hat sich in diesem Zusammenhang die Auditierung von Skigebieten herausgestellt. Eine weitere Strategie stellt die Ausweitung bzw. das Ausweichen von Skigebieten in höhere Lagen und Nordhänge zur Sicherung eines durchgehenden Skibetriebs mit frühem Saisonstart und spätem Saisonende dar. Diesbezügliche Tendenzen konnten in der Vergangenheit bereits beobachtet werden. So stiegen die absoluten Liftförderkapazitäten zwischen 1995 und 2001 zwar in allen von Peck (2005) unterschiedenen Höhenklassen an, doch konnten nur in höheren Lagen auch relative Zuwächse verzeichnet werden. Während der relative Anteil an Liftförderkapazitäten in der Höhenklasse mit Talstationen über 1 800 m bzw. zwischen 1 500 m und 1 800 m von 17 auf 19 % bzw. 19 auf 22 % anstieg, stagnierte der relative Anteil in der Klasse 1 200 m bis 1 500 m bei 25 %. In tiefen Lagen mit Talstationen unter 1 200 m sank der relative Anteil sogar von 40 auf 34 % (siehe Abbildung 4.7).

Allerdings sieht sich auch diese Strategie einigen Beschränkungen gegenüber, wie etwa der Präferenz von SkifahrerInnen für sonnige Hänge, der naturräumlichen Begrenztheit vieler Skigebiete, sich weiter in die Höhe auszubreiten, dem potentiell erhöhten Lawinen- und Windrisiko sowie der Gefährdung fragiler Ökosysteme (OECD, 2007). Ebenfalls von Skigebietsbetreibern eingesetzt wird die technologische Maßnahme der Geländebearbeitung und Pistenpräparierung, die auf die Verringerung der für den Skibetrieb erforderlichen Mindestschneehöhe abzielen. Durch Geländenivellierung kann die erforderliche Schneehöhe beispielsweise um 10 bis 20 cm verringert werden (Elsasser und Bürki, 2002; Pröbstl, 2006). Bei Totalausfällen oder signifikanten Rückgängen der Schneehöhe, wie etwa unter den extremen Wetterbedingungen im Jahr 2006/2007, sind diese Maßnahmen allerdings nutzlos. Zudem sind Geländeveränderungen vor allem in den Hochlagen aus ökologischer Sicht kritisch zu beurteilen (OECD, 2007; Pröbstl, 2006). Gletscherskigebiete greifen im Sommer bereits zum Teil auf weiße Planen aus Polyethylen zurück, um kritische Gebiete vor Strahlung zu schützen und die Schneeschmelze einzudämmen. Laut Fischer et al. (2011) kann mittels Bedeckung des Gletschers durch Textilien die Schmelzung um 60 % reduziert werden, was einen signifikant geringeren Volumsverlust der Schneedecke verglichen mit unbedeckten Teilen des Gletschers zur Folge hat. Limitationen bestehen allerdings in Hinblick auf die Größe des Areals, das abgedeckt werden kann, und die Effektivität der Maßnahme bei weiteren Tem-

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Band 3 Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

peraturanstiegen (Elsasser und Bürki, 2002). Derzeit ist diese Maßnahme eigentlich nur für die Erhaltung von Liftstützen auf Gletschern und von Verbindungsstücken in Gletscherskigebieten von Bedeutung. Der Einsatz von Versicherungen und Wetterderivaten stellt ein weiteres Instrument dar, um sich vor Verlusten in schneearmen Wintern zu schützen. Allerdings eignet sich dieses Werkzeug nur zur Verringerung der Verluste von einzelnen schneearmen Wintersaisonen, jedoch nicht, um vor den Auswirkungen einer langfristigen Erwärmung zu schützen (OECD, 2007). Die Absicherung vor schneearmen Wintern mittels Wetterderivate spielt in Österreich derzeit nur eine untergeordnete Rolle. Unter 61 von Bank und Wiesner (2011) befragten Skiliftbetreibern fand sich lediglich ein Nutzer. Wintertourismus in den Alpen ist stark auf den Skisport ausgerichtet und deshalb sehr schneeabhängig, wobei die Naturschneeabhängigkeit der Nächtigungszahlen rückläufig ist (Töglhofer et al., 2011, 2012). Eine mögliche Strategie für betroffene Regionen stellt daher die Verringerung der Schneeund Skiabhängigkeit durch Angebotsergänzung bzw. -diversifizierung dar, sowohl mittels wetterabhängiger als auch mittels wetterunabhängiger Aktivitäten. Beispiele hierfür wären Erholungs- und Wellnessangebote, Kulturangebote, Sport- und Eishallen, Wanderrouten etc. Zur exakten Messung solcher Abhängigkeiten siehe Töglhofer et al. 2012. Pröbstl et al. (2008) zeigen im Rahmen von Befragungen, dass grundsätzlich keine Kompensation von Schnee möglich ist. Jedoch kann für 20  % der UrlauberInnen (Segment der „anspruchsvollen UrlauberInnen“) der Schnee durch eine gehobene Unterkunft (4/5  Stern-Hotel) und für weitere 35  % teilweise durch Zusatzangebote und ein großes Skigebiet kompensiert werden. Eine aggressive Preisstrategie der Beherbergungsunternehmen wäre – kurzfristig gesehen – auch eine Möglichkeit, die anderen preissensiblen Segmente („preisorientierte UrlauberInnen“ und „infrastrukturorientierte 3-Stern UrlauberInnen“) im Skigebiet zu halten. Für das vierte Segment, die „skigebietsorientierten UrlauberInnen“, ist Schnee nicht zu ersetzen. Dieses Segment kann daher nicht gehalten werden. Insgesamt soll das Ersatzprogramm an einem ersten skifreien Tag ruhig, entspannend und möglichst kostenlos sein, an einem weiteren Tag rücken aktivere Tätigkeiten in den Vordergrund. Aber auch das „ideale“ Alternativprogramm bei einem 7-tägigen Urlaub kann nur für 15 % der WintersportlerInnen das Skifahren vollständig ersetzen. Im Durchschnitt sind höchstens drei Tage mit einem Ersatzprogramm überbrückbar, ohne dass die Wintersportgäste abreisen (Pröbstl et al., 2008).

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Diese Ergebnisse zeigen, dass das Potenzial der Angebotsdiversifizierung begrenzt ist, denn die Skidestinationen werden nicht wegen der schneeunabhängigen Alternativangebote, sondern aufgrund der schneebasierten Aktivitäten aufgesucht (OECD, 2007; Pröbstl et al., 2008). Auch eine Untersuchung von Unbehaun et al. (2008), in der 540 aktive WintersportlerInnen aus Wien befragt wurden, gelangt zu dem Schluss, dass schneeunabhängige Substitute zwar als kurzfristige Kompensation für schlechte Schneebedingungen akzeptiert werden, aber nicht für den gesamten Winterurlaub. Schneeunabhängige Alternativgebote spielen zwar eine wichtige Rolle, da sie die Vielfalt der erhältlichen Angebote erhöhen und so das Wintergeschäft unterstützen, motivieren für sich alleine aber nicht zu einem Winterurlaub in einem Skiresort und scheinen auch nicht dieselbe umsatzgenerierende Kraft wie schneebasierte Aktivitäten zu besitzen (OECD, 2007). Neben der Angebotsdiversifizierung innerhalb der Wintersaison besteht für derzeit stark wintersaisonorientierte Destinationen die Möglichkeit, die Neben- und Sommersaison zu stärken und sich in Richtung Ganzjahrestourismus zu entwickeln. So könnten auch etwaige positive Effekte des Klimawandels auf den alpinen Sommertourismus genutzt werden (vgl. Band 2, Kapitel 6). Allerdings zeigt die Analyse von Skigebieten, die intensiv in sommertouristische Angebote investiert haben, dass auch bei guter Auslastung im Sommer nicht die Wertschöpfung des Winters erzielt werden kann (Leupold, 2009). Dies hängt auch mit der deutlich stärkeren Konkurrenz im Sommer zusammen, insbesondere durch Destinationen im Mittelmeerraum und damit, dass wertschöpfungsintensivere Bergbahnnutzungen im Sommer, etwa Downhill-Mountainbiking, nicht so stark entwickelt sind wie der Skitourismus. Für besonders stark gefährdete Gebiete steht in letzter Konsequenz auch die Erstellung eines integrativen Ausstiegsszenarios aus dem Schneetourismus als Strategie zur Verfügung (Freyer und Dorninger, 2009; OECD, 2007). Insbesondere am Alpenrand und in tieferen Lagen ist der Prozess der Schließung nicht mehr rentabler Anlagen kleinerer Betriebe bereits beobachtbar (Peck, 2005). Das kleine Skigebiet am Gschwender Horn in Immenstadt (Bayern) stellt ein Beispiel für einen aktiv geplanten Rückzugs vom nicht mehr rentablen Skitourismus nach einer Serie von schneearmen Wintern Anfang der 1990er Jahre dar. Die Lifteinrichtungen wurden abgetragen und die Skipisten renaturiert. Heute wird das Gebiet für Sommer- (Wandern, Mountainbiking) und Wintertourismus (Schneeschuhwandern, Schitouren) genutzt (OECD, 2007). Allerdings konnte die erfolgreiche Entwicklung nur mit Hilfe externer Stiftungsmittel eingeleitet werden (Allianz Umweltstiftung, 2005).

Kapitel 4: Gesundheit, Tourismus

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Eine mögliche Folge verstärkter Schließungstendenzen beinhaltet allerdings eine insgesamt abnehmende Nachfrage nach Wintersportangeboten im Zuge fehlender Gelegenheiten für die jüngere Generation, das Skifahren in näherer Umgebung zu erlernen (OcCC, 2007).

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Entwicklung von innovativen neuen touristischen Produkten, bezogen auf attraktive, nachhaltige Nischenmärkte.

Aktivitäten, die der Klimawandelanpassung zugeordnet werden können, finden im Tourismussektor bereits statt. Allerdings handelt es sich großteils um individuelle und reaktive Maßnahmen auf bereits spürbare Auswirkungen (z. B. die Errichtung von Beschneiungsanlagen oder die tendenzielle Verlagerung von Skipisten in höhere Lagen), anstatt vernetzter und vorausschauender Aktivitäten auf zu erwartende Klimaänderungen (AustroClim, 2008a). Solche individuellen und reaktiven Maßnahmen, die für gewöhnlich auf die kurzfristige Sicherung der ökonomischen Rentabilität abzielen, bergen gegenüber vernetzten und proaktiven Maßnahmen eine erhöhte Gefahr in Bezug auf Fehlanpassung und Konflikten mit anderen Sektoren und Sparten. Die „österreichische Strategie zur Anpassung an den Klimawandel“ (BMLFUW, 2012a; 2012b) liefert einen ersten Ansatz für die Entwicklung einer ganzheitlicheren Strategie im Bereich der Klimawandelanpassung. Nachstehend werden die in der Anpassungsstrategie angeführten Handlungsempfehlungen für den Tourismus angeführt und entsprechend den oben dargestellten Ergebnissen ergänzt:

Im Allgemeinen empfiehlt die Österreichische Anpassungsstrategie, das Thema Klimawandel und v. a. mögliche Anpassungsoptionen verstärkt in den einzelnen Tourismusstrategien der Bundesländer zu berücksichtigen. Auf Basis der Tourismusstrategien soll dann die Entwicklung von klimaschonenden Anpassungsmaßnahmen angestrebt werden. Als erforderliche Entscheidungsgrundlage für Anpassungsmaßnahmen wird hierbei die Ausarbeitung, Bereitstellung und Verbesserung regionaler Daten etwa in Hinblick auf Klimaszenarien, Klimasensitivität und Vulnerabilität gesehen27. Weiters wird der Wissenstransfer als eine grundlegende Voraussetzung für die Verhinderung „spontaner Fehlanpassung“ erachtet, der auch die Fähigkeit der Anpassung im Tourismussektor erhöht. Generell wird empfohlen, die Maßnahmen flexibel zu halten, um jeweils eine rasche Anpassung an sich wandelnde Bedingungen zu ermöglichen, auch angesichts teils großer prognostischer Unsicherheiten v. a. auf regionaler Ebene. Neben einer wetterunabhängigen Angebotserweiterung sollen für jene Regionen, in denen aufgrund des Klimawandels zunehmend geringere Wertschöpfung aus dem Tourismussektor zu erwarten ist, auch Um- oder Ausstiegsszenarien in Betracht gezogen werden. Für die Forcierung anderer Wirtschaftszweige in solchen Regionen sind gemäß der Strategie vorausschauend entsprechende Strukturmaßnahmen zu setzen (BMLFUW, 2012b).

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4.3.4

Österreichische Anpassungsstrategie

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Förderung einer nachhaltigen Entwicklung im Tourismus: z. B. Mobilität (vorrangig bezüglich Angebot und Erreichbarkeit für Gäste), Beschaffung, Energie (vorrangig für Infrastruktur: Beherbergung, Freizeiteinrichtungen); Entwicklung von zusätzlichen Angeboten zum schneegebundenen alpinen Winter(Ski)-Tourismus im Sinne einer Flexibilisierung und Diversifizierung der Angebote in Richtung Ganzjahrestourismus, d. h. Maßnahmen sollten Vor- und Nachsaison stärken; Entwicklung von wetter- und saisonunabhängigen Angeboten (unabhängige Produkte), z. B. im Bereich von Bildung, Kultur und Gesundheit; Betonung von regionalen Besonderheiten, wie z. B. Kulinarik, Kultur, Handwerk und Landschaft, sowie die Entwicklung von regional spezifischen Lösungen; Breitere terminliche Streuung bei den Ferienzeiten zur Entzerrung der zeitlich konzentrierten Tourismusströme; Verstärktes Bemühen um neue Zielgruppen (z. B. 50+), die allenfalls auch in der Nebensaison aktiv sein können;

Forschungsbedarf

Wie im Abschnitt zum ökologischen Fußabdruck des österreichischen Tourismussektors erwähnt, fehlt es bisher an einer umfassenden und detaillierten Untersuchung zu den THGEmissionen der Branche. Dabei wäre dies von wesentlicher Bedeutung für die Erstellung wirkungsvoller Minderungsstrategien, insbesondere um herauszufinden, in welchen Bereichen der größte Handlungsbedarf besteht. Für den alpinen Wintertourismus existieren zumindest bereits einige wenige Studien, an die eine weitere Untersuchung anknüpfen könnte. Für andere Bereiche der österreichischen Tourismuswirtschaft gibt es hin27

Gössling et al. (2012), Pröbstl-Haider und Haider (2013) sowie Landauer et al. (2012 und 2013) nennen zudem auch die wissenschaftliche Auseinandersetzung mit dem geplanten Verhalten bisheriger Zielgruppen der Österreich-UrlauberInnen, der Entwicklung neuer Angebote und der Ansprache möglicher neuer Zielgruppen als erforderliche Entscheidungsgrundlage zur Entwicklung adäquater Anpassungsstrategien.

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Band 3 Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

gegen bislang keine nennenswerten Forschungsergebnisse auf diesem Gebiet. Eine genauere Untersuchung ist insbesondere in Hinblick auf das Mobilitätsverhalten der Gäste angeraten, um so die Entwicklung effektiver Maßnahmen zur Senkung der CO2-Emissionen in der An- und Abreise zu erleichtern. In Bezug auf die Anpassung wäre es vor allem interessant, zu untersuchen, welche Anpassungsmaßnahmen unter Hinblick auf die Minderung am vorteilhaftesten sind. Studien zu dieser wichtigen Fragestellung fehlen bislang in Österreich. Weiters empfiehlt sich für die Anpassung eine Überprüfung der Auswirkungen einzelner Maßnahmen sowie ein Abgleich mit neuesten Forschungsergebnissen in Hinblick auf Klimaszenarien, Klimasensitivität und Vulnerabilität. Berücksichtig man, dass solche Untersuchungen die Entscheidungsunsicherheit nicht auf null reduzieren können, kann dadurch dennoch sichergestellt werden, dass die Maßnahmen flexibel gehalten und stets umgehend an veränderte Bedingungen angepasst werden, so wie dies von der österreichischen Anpassungsstrategie gefordert wird. Regelmäßige Untersuchungen in diese Richtung, besonders auch auf regionaler Ebene, wären wünschenswert.

4.4 4.4

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Kapitel 4: Gesundheit, Tourismus

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Band 3 Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

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Kapitel 4: Gesundheit, Tourismus

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977

Band 3 Kapitel 5:

Produktion und Gebäude

Volume 3 Chapter 5: Production and Buildings

Koordinierende Leitautoren Hans Schnitzer, Wolfgang Streicher Leitautor Karl W. Steininger Beiträge von Tania Berger, Christoph Brunner, Alexander Passer, Jürgen Schneider, Michaela Titz, Heidi Trimmel, Andreas Türk Für den Begutachtungsprozess Brigitte Bach

Inhalt ZUSAMMENFASSUNG

980

SUMMARY

980

KERNAUSSAGEN

981

5.1 5.1.1

983

5.1.2 5.1.3 5.1.4 5.1.5

5.1.6

5.1.7 5.1.8 5.1.9

5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.3

Produktion Die Rolle des Bereichs „Produktion“ bei Energieverbrauch und Emissionen in Österreich Die Rolle des Außenhandels am Beitrag Österreichs zu den globalen Emissionen Grundsätzliche Möglichkeiten zur Verminderung der Emission von Treibhausgasen Die wesentlichen Sektoren bezüglich der Emission von Treibhausgasen nach NACE Minderung oder THG-Reduktion I: Emissionsminderung durch effektiveren Energieeinsatz Minderung oder THG-Reduktion II: Emissionsminderung durch Brennstoffwechsel und den Einsatz erneuerbarer Energieträger Instrumente zur Emissionsminderung Projektionen Forschung und Entwicklung: Bedarf, Potenzial

983 984 986 987

991

994 996 998 999

Gebäude 999 Anzahl und Größe der Gebäude und Wohnungen 999 Energieträger 1000 THG-Emissionen im Gebäudebereich 1004

5.2.4

5.2.5 5.2.6

Minderung oder THG-Reduktion: Emissionsminderung durch Energieeffizienz und den Einsatz erneuerbarer Energieträger 1006 Adaptation, Anpassungsstrategien 1014 Forschung und Entwicklung: Bedarf, Potenzial 1016

5.3

Literaturverzeichnis

1016

5.4 5.4.1 5.4.2

Anhang Anhang 1 Anhang 2

1020 1020 1022

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

ZUSAMMENFASSUNG Produktion Nahezu ein Drittel des globalen Energieeinsatzes und beinahe 40  % der weltweiten CO2-Emissionen können industriellen Tätigkeiten zugerechnet werden. Der Großteil dieser Emissionen kommt aus dem Bereich der Herstellung von Grundmaterialien wie Chemikalien, Eisen / Stahl, Zement, Zellstoff / Papier und Aluminium. Der Hauptenergieträger für den produzierenden Bereich ist Gas, die elektrische Energie liegt in der selben Größenordnung. Die Einsatzmengen an Kohle und Öl haben sich in den letzten Jahre kaum geändert. Das liegt daran, dass die Kohle zu einem großen Teil aus prozesstechnischen Gründen eingestetzt wird und nur zu einem geringen Teil als Energieträger. Der Einsatz von Öl erfolgt dagegen hauptsächlich in Motoren (Diesel) und ist hier kaum ersetzbar. Die Treibhausgas (THG)-Emissionen – ausgedrückt als CO2-Äquivalent – aus dem Sektor „Industrie und produzierendes Gewerbe“ sind zwischen 1990 und 2010 um 16,2 % (+3,4 Mt) angestiegen. Die Pläne der Europäischen Union, ein kohlenstoffarmes Wirtschaftssystem in Europa aufzubauen, stellen den produzierenden Bereich vor eine große Herausforderung. Zentraler Ansatz hierbei muss eine Reduktion des Endenergieeinsatzes sein, der in der geforderten Größenordnung nicht durch kontinuierliche Verbesserungen und eine Anwendung des „Standes der Technik“ erreicht werden kann, sondern radikal neue Technologien erfordert; hierzu sind geeignete Forschungsund Entwicklungs-Programme erforderlich. Es ist abzuwarten, wieweit eine neue Gesetzgebung zur Durchsetzung einer Energieeffizienz erfolgreich sein wird. Das bestehende System des Emissionshandels für CO2 ist mäßig erfolgreich. Zudem ist ein verstärkter Einsatz erneuerbarer Energien gefordert um einen großer Teil des verbleibenden Energiebedarfs abdecken zu können. Mittelfristig kann auch ein Teil des technologisch erforderlichen Kohlenstoffes aus biogenen Quellen abgedeckt werden. Auch hier besteht ein großer Forschungsbedarf.

Gebäude Der Gebäude- und Wohnungsbestand in Österreich wächst seit 1961 linear und hat sich von 2,2 auf 4,4 Mio. Wohnungen im Jahr 2011 verdoppelt. Der Sektor „Raumwärme und sonstiger Kleinverbrauch“ trägt mit 28 % zum Endenergiebedarf und mit 14 % zu den THG-Emissionen bei. Der Energiebedarf für diesen Sektor ist seit ca. 1996 konstant und der CO2Ausstoß um ca. 18  % gesunken. Bedingt durch den Klimawandel wird es zu einer Reduktion des Heizwärmebedarfs um

980

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20 % und einer Zunahme des Kühlbedarfs bis 2050 kommen. Dennoch wird der Heizwärmebedarf für die meisten Gebäude den Kühlbedarf übersteigen. Bei Neubauten konnte der Heizenergiebedarf seit 1975 aufgrund des technologischen Fortschritts stark gesenkt werden. Gleichzeitig wurden die energetischen Anforderungen durch Bauordnungen und Wohnbauförderungen erhöht. Dies wird nach Europäischer Gebäuderichtlinie (Richtlinie 2010/31/EU, Neufassung 2010) in Richtung „nearly zero energy buildings“ weiter forciert werden. Zur Hauptreduktion des Energiebedarfs wird die hochwertige thermische Sanierung des Gebäudebestands betragen. Die weitere Senkung der THG-Emissionen gelingt durch die verstärkte Einbindung der Nutzung erneuerbarer Energieträger (EET). Die fällt umso leichter, je geringer der Energiebedarf des Gebäudes ist. Solarthermie und Photovoltaik werden zunehmend auf freien und richtig ausgerichteten Gebäudeflächen genutzt werden. Wärmepumpen werden in Richtung kleiner Baugrößen weiter forciert werden. Biomasse wird aufgrund beschränkter Verfügbarkeit eher im Bereich Industrie und Mobilität ausgebaut werden, Nahwärmenetze werden aufgrund des verringerten Energiebedarfs der Gebäude eine kleinere Rolle spielen. Beim Haushaltsstromverbrauch wird es durch effizientere Technologien und „Smart Grid“-Anwendungen zu Einsparungen kommen, jedoch wird die weitere Verbreitung neuer stromkonsumierender Anwendungsbereiche bei gleichbleibendem niedrigen Niveau der Strompreise zu einem Gesamtanstieg führen. Unter diesen Randbedingungen kann bis 2050 durch EET etwa 90 % des Wärmebedarfs im Gebäudebereich abgedeckt werden.

SUMMARY Industrial Sector Almost one-third of global energy demand and about 40 % of greenhouse gas emissions can be attributed to the process industry. The majority of emissions are caused by the production of basic materials such as steel, cement, pulp & paper and aluminium. In Austria, industrial sector energy use dropped from onethird of total national demand to one-fourth between 1970 and 1990, but is currently on an upward trend. In 2010, the industrial sector accounted for 28.4 % of total national energy demand. The main energy carrier for the sector is natural gas while electricity is in the same order of magnitude. The amounts of coal and oil have stabilized at a low level. Coal is

Kapitel 5: Produktion und Gebäude

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mainly used due to process requirements, and is only marginally used as an energy carrier. Oil is mainly used in combustion engines (e. g., diesel motors) for which there is no easy substitute. Greenhouse gas emissions from industry increased by 16.2 % (+3.4 Mt CO2-eq.) between 1990 and 2010. The European Union’s goals to develop a low-carbon economic system pose a great challenge for the industrial sector. In order to meet these goals, a significant reduction in final energy use is required. However, the required reductions cannot be achieved by relying on continuous improvements or application of „Best Available Technologies“, rather radical new technologies are required as well as the corresponding funding for research and development. It remains to be seen how effective the presently planned legislation regarding energy efficiency improvements can contribute to this process. In any case, an increased share of renewable energies is necessary. In the medium term, carbon requirements for industrial processes could be met using biogenic sources, however significant further research is still required.

Household electricity demand will decrease due to efficient technologies and smart grid applications but increase due to new electric applications. On a whole, the total electricity demand will moderately increase. Under such boundary conditions, 90 % of space heating energy demand in buildings could be covered by renewable energy technologies in 2050.

KERNAUSSAGEN Produktion t


t


Building Sector The „space heating and other demand“ sector accounts for 28 % of Austrian final energy demand and 14 % of greenhouse gas emissions. While the number of dwellings has steadily increased since 1961 from 2.2 Mio. to 4.4 Mio. in 2011, the final energy demand has remained constant since 1996 and greenhouse gas emissions have been reduced by about 18 %. Due to climate change, the space heating demand is projected to decrease 20  % by 2050 whereas cooling energy demand will increase. Nevertheless, space heating will be the dominant energy user in most buildings. For new buildings, the space heating energy demand was strongly reduced due to technological improvements, but also the concurrent passing of new building codes and establishment of new subsidy schemes. Further reductions in demand will occur due to the „nearly zero energy“ buildings requirements of the European Building Directive (Directive 2010/31/EU, recast 2010). The majority of energy reductions are achieved by high-quality renovations and retrofitting. Further greenhouse gas emissions reductions can be achieved by the increased deployment of renewable energy technologies. Solar thermal and photovoltaics collectors can be mounted on open and favourably oriented building surfaces. Small heat pumps should be developed and widely distributed. Due to limited availability, biomass will most likely be used for industry and mobility rather than in buildings. District heating networks will become less important due to lower energy demand of the buildings.

t


t
t


Nachdem es zwischen 1970 und 1995 keinen Anstieg des Energieverbrauchs im Bereich Produktion gegeben hat, kam es danach zu einer starken Steigerung (sicher, da Vergangenheit). Von einer weiteren Steigerung des Energieeinsatzes kann ausgegangen werden, wenn nicht gezielt Maßnahmen gesetzt werden (wahrscheinlich, hängt von der allgemeinen Wirtschaftsentwicklung in Europa ab). Die Umstellung von Kohle und Öl auf Erdgas ist weitgehend abgeschlossen; der verbleibende Einsatz an Kohle ist großteils prozessbedingt. Diese Umstellung erfolgte hauptsächlich aus ökonomischen Gründen, hatte aber auch eine positive Wirkung auf die Emissionen von Treibhausgasen. Verbunden hiermit ist jedoch eine starke Abhängigkeit von wenigen Lieferanten bzw. Lieferländern (sicher, da Vergangenheit). Viele Maßnahmen zur Energieeinsparung in Produktionsbetrieben zielen hauptsächlich auf die Reduktion des Brennstoffeinsatzes. In vielen Fällen führt dies zu einer Erhöhung des Strombedarfs. Die Emissionen der Stromherstellung werden aber nicht dem produzierenden Bereich zugerechnet. Gleichzeitig führt die Einführung der energieeffizienten Eigenstromherstellung zu einem verstärkten Gaseinsatz und damit zu erhöhten Emissionen des produzierenden Bereichs, obwohl national gesehen der Wirkungsgrad des Energiesystems steigt (sehr wahrscheinlich). Erneuerbare Energieträger sind – mit Ausnahme der Zellstoffindustrie – gering verbreitet (sicher, da Faktum). Der Energiebedarf für Raumwärme ist im produzierenden Bereich relativ groß und wird derzeit weitgehend durch fossile Energieträger gedeckt; energieeffizientes Bauen und erneuerbare Energien im Bereich der Produktionshallen und Lager sind gering verbreitet; effiziente Bautechniken im Bereich der Industriehallen und gewerblich genutzten Gebäuden kann wesentlich zur Verminderung des Energieeinsatzes im Bereich Produktion beitragen (sehr wahrscheinlich).

981

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

t


t


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t


Das Potenzial für industrielle Wärme-Kraft-Kopplungen und ORC-Anlagen ist nicht ausgeschöpft, deren verbreiterter Einsatz kann ebenfalls zu einer Emissionsminderung beitragen (sehr wahrscheinlich). Maßnahmen im Bereich der Energiebereitstellung überwiegen gegenüber Maßnahmen bei den Energiedienstleistungen nach wie vor (sicher, da Faktum). Langfristig sind Verbesserungen an bestehenden Apparaten und Maschinen nicht ausreichend, um die energiepolitischen Ziele zu erreichen; Neuentwicklungen sind daher notwendig (wahrscheinlich). Von keiner der untersuchten Branchen gibt es Strategien zur Adaption an eine Klimaänderung, die Produktionsverfahren betreffend (sehr wahrscheinlich richtig). Viele der alten Industriebetriebe in Österreich stehen an Standorten mit einer möglichen Nutzung von Wasserkraft in kleinem Maßstab. Das Potenzial einer Revitalisierung dieser Anlagen ist nicht ausgeschöpft; hier besteht ein großes Potenzial für erneuerbare Energien im Produktionssektor (sehr wahrscheinlich). Für die Auswirkungen der in Österreich nachgefragten Güter und Dienstleistungen auf die globale THG-Konzentration ist nicht nur die Produktion in Österreich relevant. Bezieht man auch die durch österreichischen Konsum im Ausland verursachten Emissionen in die Betrachtung mit ein, so liegen die Emissionswerte für Österreich um etwa die Hälfte höher als in der UN-Bilanz angegeben, in der nur die Emissionen innerhalb der österreichischen Grenzen erfasst sind (hohes Vertrauen). Aus den Warenströmen lässt sich ableiten, dass die österreichischen Importe einen Großteil ihrer Emissionen in China sowie Süd- und Ostasien verursachen.

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t


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Gebäude t


t


982

Der Gebäude- und Wohnungsbestand in Österreich wächst seit 1961 in etwa linear. Der Sektor Raumwärme und sonstiger Kleinverbrauch trägt mit 28  % zum Endenergiebedarf und mit 14 % zu den österreichischen THG-Emissionen bei. Bei Neubauten wurde in den letzten Jahren ein beträchtlicher technologischer Fortschritt in Bezug auf die Reduktion des Heizenergiebedarfs realisiert. Im Gleichklang wurden sowohl die energetischen Anforderungen durch die Bauordnungen und die Wohnbauförderungen sukzessive erhöht (sicher, da Vergangenheit). Bedingt durch den Klimawandel wird es zu einer Reduktion des Heizwärmebedarfs um 20 % und einer Zunahme des Kühlbedarfs kommen. Trotzdem wird der Heizwär-

t


mebedarf für die meisten Gebäude den Kühlbedarf übersteigen (sehr wahrscheinlich). Die technischen Richtlinien für Bauteile werden an die geänderten Klimabedingungen angepasst werden (sehr wahrscheinlich). In den nächsten Jahren wird dieser Trend weiter forciert werden. Im Sinne des mit der europäischen Gebäuderichtlinie (Richtlinie 2010/31/EU, Neufassung 2010) eingeschlagenen Weges in Richtung „nearly zero energy buildings“ ist eine sehr ambitionierte Festlegung von Neubaustandards erforderlich, um langfristige Klimaschutzziele im Gebäudebereich zu erreichen (wahrscheinlich). Durch den hohen Anteil des Gebäudebestands und einer Neubaurate von ca. 1 % pro Jahr kommt der hochwertigen thermischen Gebäudesanierung ein hoher Stellenwert zu (sehr wahrscheinlich). Die im Neubau entwickelten Technologien werden z.T. auch bei der Sanierung einsetzbar sein (wahrscheinlich). Gleichzeitig werden auch kostengünstige und hochwertige Technologien zur Sanierung von Gebäuden zu entwickelt (wahrscheinlich). Die weitere Senkung der THG-Emissionen gelingt durch die optimale Einbindung der Nutzung von EET (sehr wahrscheinlich). Je geringer der Energiebedarf von Gebäuden ist, desto leichter fällt die Versorgung über erneuerbare Energieträger. Solarthermie und Photovoltaik werden zunehmend auf den nicht zur Belichtung notwendigen und entsprechend richtig ausgerichteten Flächen für die Energiegewinnung genutzt werden (wahrscheinlich). Der Einsatz von Wärmepumpen wird aufgrund der Skalierbarkeit hin zu sehr kleinen Baugrößen weiter forciert werden (wahrscheinlich). Biomasse wird kurz und mittelfristig noch weiter zunehmen, durch eine weitere Reduktion des Wärmebedarfs im Gebäudebereich und eine Zunahme der Umstellung von Mobilität und Industrie auf erneuerbare Energieträger aber eher im Bereich Industrie und Mobilität als im Bereich Gebäude ausgebaut werden (wahrscheinlicher als nicht). Nahwärmenetze werden mit zunehmender Effizienz der Gebäude eine geringere Rolle spielen, da das Verhältnis von Wärmeabgabe zu Netzverlusten immer ungünstiger werden wird (wahrscheinlicher als nicht). Der Haushaltsstromverbrauch wird ohne gravierende politische Eingriffe weiter deutlich ansteigen (wahrscheinlich). Zwar wird es durch effizientere Technologien bei bestehenden Anwendungen und der Beleuchtung zu Einsparungen kommen, der Gesamtstromverbrauch wird aber, vor allem durch die weitere Verbreitung neuer stromkonsumierender

Kapitel 5: Produktion und Gebäude

AAR14

0,4

1 200

0,35 1 000 0,3 800 0,25 PJ / a

t


Anwendungsbereiche bei gleichbleibendem niedrigen (realen) Niveau der Strompreise, zumindest moderat weiter steigen (gleich wahrscheinlich und unwahrscheinlich). Unter diesen Randbedingungen kann bis 2050 eine Abdeckung von etwa 90 % des Wärmebedarfs im Gebäudebereich durch EET erreicht werden (keine Wahrscheinlichkeit, aber äußerst wahrscheinlich, wenn die oben beschriebenen Randbedingungen eintreten).

600

0,2 0,15

400 0,1 200 0,05

5.1 5.1

Produktion Production

Nahezu ein Drittel des globalen Energieeinsatzes und beinahe 40  % der weltweiten CO2-Emissionen können industriellen Tätigkeiten zugerechnet werden (IEA, 2009). Der Großteil dieser Emissionen kommt aus dem Bereich der Herstellung von Grundmaterialien wie Chemikalien, Eisen / Stahl, Zement, Zellstoff / Papier und Aluminium. Ein Beitrag des produzierenden Sektors ist daher zur Erreichung von Klimazielen unumgänglich.

5.1.1

Die Rolle des Bereichs „Produktion“ bei Energieverbrauch und Emissionen in Österreich

Der Energieeinsatz in der österreichischen Industrie war zwischen 1970 und 1995 mit 200 bis 250 PJ / Jahr relativ konstant, wuchs aber danach deutlich und überstieg 2005 die 300  PJ-Marke. Im Zeitraum 1970 bis 1995, in dem kaum ein Zuwachs des Energieverbrauchs erfolgte, stieg der Produktionswert und die Produktionsmengen um knapp mehr als das Doppelte (errechnet aus Heilo Media, 2013). Dies ist darauf zurück zu führen, dass einerseits Produktionssteigerungen durch Effizienzerhöhungen im Rahmen der allgemeinen technischen Entwicklung kompensiert wurden, und andererseits darauf, dass es eine Strukturänderung im Bereich der Produktion gegeben hat. In den Jahren 1973 und 1980 erfolgten Einbrüche, die auf die damals aufgetretenen Energie(preis)krisen zurück zu führen sind. Der Anteil der elektrischen Energie schwankt in den letzten 30 Jahren ohne sichtbaren Trend um 30 %. In den letzten 15 Jahren liegt ein völlig anderer Trend vor, der zu einer Steigerung des Energieeinsatzes um beinahe 50 % auf über 300  PJ / Jahr führte Der Anteil der Industrie am gesamten nationalen Energieverbrauch ging im Zeitraum 1970 bis 1990 von ca. einem Drittel auf ein Viertel zurück und steigt seither wieder (Ab-

0

0 1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

2010

Energescher Endverbrauch Österreich

Energescher Endverbrauch Produkon

Energescher Endverbrauch Produkon excl. Elektrischer Energie

Anteil des Energieverbrauches der Produkon

Abbildung 5.1 Bedeutung des Sektors „Produktion“ beim Energieverbrauch in Österreich; Werte in PJ / Jahr. Quelle: Statistik Austria (2012); eigene Darstellung Figure 5.1 Relevance of the sector „production“ in Austria’s energy system; values in PJ / year. Source: Statistik Austria (2012); own graphic

bildung 5.1). Im Jahre 2010 betrug der Anteil des produzierenden Bereichs am gesamtösterreichischen Energieverbrauch 28,4 % (BMWFJ, 2012). Wie Abbildung  5.2 zeigt, ist der Hauptenergieträger für den produzierenden Bereich Gas, die elektrische Energie liegt in der selben Größenordnung. Die Einsatzmengen an Kohle und Öl haben sich in den letzten Jahre kaum geändert. Das liegt daran, dass die Kohle zu einem großen Teil aus prozesstechnischen Gründen (z. B. als Kohlenstoffträger) und nur zu einem geringen Teil als Energieträger eingestetzt wird. Der Einsatz von Öl beinhaltet den Bereich „Traktion“, also den Betrieb von Motoren, der besonders in der Bauwirtschaft bedeutsam ist, da die Baumaschinen hier in der Statistik aufscheinen. Wie auch aus Abbildung 5.2 ersichtlich, sind die THGEmissionen aus dem Sektor „Industrie und produzierendes Gewerbe“ zwischen 1990 und 2010 um 16,2  % (+3,4  Mt) angestiegen (Anderl et al., 2012). Neben den direkten, in der Statistik erfassten, Emissionen durch den Einsatz verschiedener Energieträger verursacht der Sektor „Produktion“ über den Einsatz elektrischer Energie auch Emissionen im Sektor „Bereitstellung“. Maßnahmen zur Energieeffizienz und Technologieumstellungen bei der Produktion führen daher oftmals zu Veränderungen bei der Bereitstellung; diese Tatsache wurde in der wissenschaftlichen Literatur

983

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

350 000

AAR14

t


300 000 250 000

t


200 000 150 000 100 000 50 000

t


0 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 00 02 04 06 08 10 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 20 20 20 20 20 20

Fernwärme Gas

Öl Kohle

Elektrische Energie Erneuerbare

5.1.2

Abbildung 5.2 Energiebedarf des produzierenden Sektors nach Energieträgern (PJ / Jahr). Daten: Statistik Austria (2012); eigene Darstellung Figure 5.2 Energy consumption in PJ / year of the sector „production“, differentiated according to the energy sources. Data: Statistik Austria (2012); own graphic

im österreichischen Energiesystem bisher nicht untersucht. Die meisten Betriebe arbeiten – oftmals in Kooperation mit ihren Branchenvertretungen – an individuellen Umsetzungen von Maßnahmen zur Energieeffizienz, werten diese aber kaum in der wissenschaftlichen Literatur aus. Spartenorganisationen schreiben national und in europäischer Abstimmung an Strategien, aber auch diese sind selten wissenschaftlich publiziert und evaluiert. Die wichtigsten Publikationen werden bei den Branchenkonzepten in den folgenden Abschnitten erwähnt. Die wichtigsten Branchen – gemessen an ihren THGEmissionen – sind in Tabelle 5.1 dargestellt. Energie erfüllt in industriellen Produktionsprozessen verschiedene Energiedienstleistungen (Statistik Austria, 2008): t


Standmotoren: 22  % des gesamten Energiebedarfs der Produktion; davon 19  % Öl, 80  % elektrische Energie und 1 % andere. Thermischer Energiebedarf: 63 % der Energiedienstleistungen in der Produktion; alle Energieträger; eingeteilt in 3 Temperaturbereiche: 0–100 °C; 100–400 °C; > 400 °C; 37 % des thermischen Energiebedarfs liegen unter 100 °C. EDV, Beleuchtung: 2 % des gesamten Energiebedarfs der Produktion; nur elektrische Energie.

Chemische Energiedienstleistungen: 0,08  % des gesamten Energiebedarfs der Industrie; rein elektrische Energie.

Die Rolle des Außenhandels am Beitrag Österreichs zu den globalen Emissionen

Im Rahmen der Richtlinie der United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) werden alle Emissionen jenem Land zugerechnet, innerhalb dessen Grenzen sie ausgestoßen werden (Territorialprinzip, produktionsbasierte Zurechnung). In jüngerer Zeit wird zunehmend eine alternative Möglichkeit zu dieser Zurechnung diskutiert. Sie besteht darin, Österreich (bzw. jedwedem anderen Land) alle jene Emissionen zuzurechnen, die – egal wo – auf unserem Planeten entstehen, sofern sie durch Produktionsprozesse, aus denen Güter entstehen, die dann letztlich in Österreich verbraucht werden (konsumbasierte Zurechnung), ausgelöst werden. Geht man von den Emissionen nach produktionsbasierter Zurechnung aus, sind von diesen all jene Emissionen abzuziehen, die in der Produktion von Gütern (z. B. Stahl) in Österreich entstehen, die letztlich ins Ausland exportiert werden, und umgekehrt jene Emissionen hinzuzuzählen, die in anderen Ländern (z. B. in China) bei der Produktion von Gütern (z. B. Mobiltelefone), die dann in Österreich von Konsumenten gekauft werden, entstehen. Diese konsumbasierte Zurechnung zeigt auf, für welche Emissionsmengen der Endverbraucher letztlich durch seinen Konsum verantwortlich

Tabelle 5.1 Hauptverursacher von THG-Emissionen in Mt CO2-Äq. innerhalb des Sektors „Produktion“ sowie die Veränderungen in %. Quelle: Anderl et al. (2012) Table 5.1 Major sources of greenhouse gases in Mt CO2-eq. of the sector production and changes of the emissions in %. Source: Anderl et al. (2012) "•

984

1990

2009

2010

Veränderung 2009–2010

Veränderung 1990–2010

Anteil an den nationalen @"H` //

Eisen- und Stahlproduktion (energie- und prozessbedingte Emissionen)

8 504

9 688

11 315

16,8 %

33,1 %

13,4 %

Sonstige Industrie ohne Eisen- und Stahlproduktion (energiebedingte Emissionen)

7 815

9 593

9 764

1,8 %

24,9 %

11,5 %

Mineralverarbeitende Industrie (prozessbedingte Emissionen)

3 274

2 916

2 936

0,7 %

"#?— 

3,5 %

Chemische Industrie (prozessbedingte Emissionen)

1 509

722

689

"@ 

"@— 

0,8 %

AAR14

Kapitel 5: Produktion und Gebäude

Abbildung 5.3 CO2-Ströme im Güterhandel aus bzw. nach Österreich, nach Weltregionen. Quelle: Munoz und Steininger (2010) Figure 5.3 Implicit embodied CO2-flows within foreign trade flows from and to Austria, by world region. Source: Munoz and Steininger (2010)

ist – egal, wo auf der Welt diese Emissionen entstehen. Denn da Treibhausgase global wirksam sind, ist der Entstehungsort letztlich irrelevant. In den letzten Jahren zeigte sich, dass etwa die EU zwar erfolgreich ihre territorial-basierten Emissionen senken konnte, dass gleichzeitig aber die Emissionen, die der Endverbrauch der EU weltweit verursachte (somit die konsumbasierten Emissionen) anstiegen. Für die EU-27 nahmen die territorialbasierten Emissionen (1990 bis 2010) um durchschnittlich 0,4 % pro Jahr ab, während die konsum-basierten um 0,1 % pro Jahr anstiegen (Peters et al., 2012)! Für Österreich liegen Berechnungen der konsumbasierten CO2-Emissionen für zwei Jahre vor: 1997 und 2004. Innerhalb dieses Zeitraums stiegen die österreichischen territorial-basierten Emissionen um durchschnittlich 2,4 % pro Jahr, während die konsumbasierten Emissionen signifikant stärker, um durchschnittlich 3,3 % pro Jahr stiegen (Munoz und Steininger, 2010). Bezogen auf die absoluten Mengen ergibt sich das folgende Bild, wenn man diese „grauen“ THG-Emissionen, die im Außenhandel enthalten sind, berücksichtigt: betrachtet man nicht nur die innerhalb der österreichischen Grenzen emittierten Treibhausgase, sondern bezieht einerseits die durch den

österreichischen Konsum ausländischer Produkte weltweit verursachten Emissionen mit ein und zieht umgekehrt jene Emissionen im Inland ab, für die die österreichischen Exporte verantwortlich sind, so erhält man die Konsumverantwortlichkeit Österreichs. Diese lag 1997 um 38  %, 2004 bereits um 44 % über den gemäß der UNFCCC-Statistik für Österreich ausgewiesenen Emissionen. Österreich ist somit derzeit durch seinen Konsum für rund 50 % mehr CO2-Emissionen verantwortlich, als ihm gemäß offizieller Statistik zugerechnet werden. Abbildung  5.3 zeigt diese in den Import-Güterströmen nach Österreich hereinkommenden so genannten „grauen“ Emissionen (also jene Emissionen, die den Gütern zurechenbar sind, weil sie in deren Produktion entstanden sind) – dunkle (rote) Pfeile – nach Weltregionen und stellt sie den aus Österreich in den Export-Strömen hinaus fließenden grauen CO2-Strömen gegenüber (weiße Pfeile). Insbesondere in der Bilanz mit Asien (sowohl Indien und Südostasien, als auch China) ist der deutliche Netto-Import an konsumbasierten Emissionen nach Österreich sichtbar. Dieses Faktum – und seine jüngst zunehmende Bedeutung – ist insofern von höchster Relevanz, als eine Emissionsverrin-

985

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

Emissionsredukon

Auswahl von Energieträgern mit geringerer Treibhauswirkung

Verminderung des Energieeinsatzes für Energiedienstleistungen

Bereitstellung und Umwandlung

Umstellung innerhalb der fossilen Energieträger

Endverbrauchstechnologien

Umstellung auf erneuerbare Energieträger

Abwärme-Verkauf

Energesche Nutzung von Abfällen

Solarenergie PV und Prozesswärme

Biomasse

Kohle - Öl - Gas

Passivhausstandart für Hallen

Prozessintensivierung

Effizienz der Stromanwendung (Antriebe, ...)

Prozessintegraon

Wärme-Kra;Kopplung

Abbildung 5.4 Struktur-Emissionsreduktionen im Bereich „Produktion“. Quelle: Amt der Steiermärkischen Landesregierung (2010) Figure 5.4 Structured presentation of the possibilities to reduce the emission of climate change gases in the sector „production“. Source: Amt der Steiermärkischen Landesregierung (2010)

gerung innerhalb der österreichischen Grenzen alleine dann für das Weltklima wirkungslos bliebe, wenn sich die Nachfragestruktur in Österreich nicht ändert, und die gleichen (THG-intensiven) Produkte weiter konsumiert werden, nur einfach dann nicht mehr im Land produziert, sondern importiert werden. Eine solche Entwicklung konnten wir in den letzten Jahren beobachten. Auch bei allen Überlegungen zu einem „energieautarken“ Österreich ist letztlich jedenfalls auch die in den Außenhandelsströmen implizit enthaltenen „graue“ fossile Energie (und damit graue Emissionen) mit zu berücksichtigen, wenn eine gesamtheitliche Betrachtung das Ziel ist. Und eine solche Betrachtung ist für global wirksame Treibhausgase wohl die einzig zulässige.

5.1.3

Grundsätzliche Möglichkeiten zur Verminderung der Emission von Treibhausgasen

Emissionsminderungen von klimawirksamen Gasen aus dem Energieeinsatz können im Bereich Produktion, wie auch generell, einerseits dadurch erfolgen, dass der Endenergieverbrauch reduziert wird und andererseits dadurch, dass eine Umstellung

986

auf emissionsärmere Energieträger erfolgt (Abbildung  5.4). Prozessbedingte CO2-Emissionen sind nur durch Produktions- oder Produktinnovationen zu vermindern. Die Reduktion anderer Treibhausgase (Methan, Stickoxide, Fluorkohlenwasserstoffe, …) kann ebenfalls nur prozessspezifisch erfolgen. Energieverbrauchsminderungen ihrerseits können einerseits durch die Verminderung der Verluste in der Umwandlungskette erfolgen und andererseits durch die Reduktion der zum Erzielen einer Dienstleistung erforderlichen Mengen. Für die Umstellung auf Energieträger mit geringerer Treibhauswirkung gibt es die Möglichkeit eines Umstiegs innerhalb der fossilen Energieträger wie auch eine Umstellung auf erneuerbare Energien. Darüber hinaus können Abwärmeströme aus der Produktion über Nah- und Fernwärmenetze einer externen Nutzung zugeführt werden. Auch diese gesamtwirtschaftlich sinnvolle Maßnahme vermindert THG-Emissionen in anderen Bereichen mit einer eventuellen Emissionssteigerung im Bereich Produktion. In weiterer Folge werden zwei Zugänge zur Beschreibung von Maßnahmen gewählt: für die energieintensiven Branchen erfolgt eine branchenspezifische Darstellung, für branchenübergreifende Ansätze erfolgt eine technologiespezifische Dar-

Kapitel 5: Produktion und Gebäude

AAR14

Nichteisen Metalle Bergbau 2% 3% Sonst. Produzierender Bereich Bau 3% 6%

Fahrzeugbau Texl und Leder 1% 1% Papier und Druck 19%

Nahrungs- und Genußmiel, Tabak 7%

2000 Hochtemp., >400°C

1500 1000

Mieltemp. 100400°C

500 0 ak au ier ere au nb rgb Tab Pap and r Ch ine d M rts ine Be d i n u M un tw sch el ff a or he itt lsto M isc ansp m l l l a ns Ze Tr et be tm Le h c i lle

Steine und Erden, Glas 15%

Maschinenbau 8%

Holzverarbeitung 8%

2500

Chemie und Petrochemie 12%

a et

ie

em

n

e ali

ft

a ch

Niedertemp. 2

= q_`_ §/x2

HWBBGF in kWh / (m2 a)

HWBBGF in k Wh / (m2 a)

bis Ende 2009

65

35

ab 1.1.2010

45

25

ab 1.1.2012

36

20

bis Ende 2009

80

43

ab 1.1.2010

75

35

ab 1.1.2010

15

8

ab 1.1.2012

12

7

ab 1.1.2010

27

14

ab 1.1.2012

25

12

Sanierung Wohngebäude

Neubau öffentl. Gebäude

Sanierung öffentl. Gebäude

1 2

1024

A / V: Verhältnis Außenoberfläche zu Volumen des Gebäudes zwischen den Werten ist linear zu interpolieren

Band 3 Kapitel 6:

Transformationspfade

Volume 3 Chapter 6: Transformation Paths

Koordinierende LeitautorInnen Sigrid Stagl, Niels Schulz LeitautorInnen Angela Köppl, Kurt Kratena, Reinhard Mechler, Elke Pirgmaier, Klaus Radunsky, Armon Rezai Beiträge von Bano Mehdi Für den Begutachtungsprozess Sabine Fuss

Inhalt ZUSAMMENFASSUNG

1026

SUMMARY

1026

KERNAUSSAGEN

1027

6.1

Einleitung

1028

&O 6.2.1 6.2.2 6.2.3

;   = Der Zusammenfall mehrerer Krisen Sozio-ökologische Transformation Sozio-ökonomische Leistung und Wohlergehen messen

/%/ 1030 1030

6.3 6.3.1 6.3.2

Visionen und Pfade Sektoren AkteurInnen

1037 1037 1052

6.4

6.4.1

Übersetzen (globaler) Transformationspfade in nationale und lokale Strategien zur Klimawandelvermeidung 1060 Politikmaßnahmen 1062

6.5 6.5.1

Schlussfolgerungen Forschungsbedarf

1067 1068

6.6

Literaturverzeichnis

1070

1036

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

ZUSAMMENFASSUNG Klimawandel findet statt und mit größter Wahrscheinlichkeit ist er überwiegend anthropogen verursacht (siehe Band 1, Kapitel 1). Dieses Kapitel behandelt die Herausforderung den Klimawandel bei einem Temperaturanstieg von 2 °C zu stabilisieren und untersucht, welche Rolle Vermeidung und Anpassung in Österreich bei der Erreichung dieses globalen Ziels spielt. Zudem werden die positiven weiterführenden Auswirkungen einer sozio-ökologischen Transformation analysiert. In der Vereinbarung von Kopenhagen (UNFCCC Copenhagen Accord) und in den EU-Beschlüssen wird eine Begrenzung des globalen Temperaturanstiegs auf 2 °C im Vergleich zur vorindustriellen Zeit als notwendig erachtet, um gefährliche Auswirkungen des Klimawandels einzuschränken, wenngleich NaturwissenschaftlerInnen 1,5 °C vorgeschlagen hatten. Es ist also ein international politisches Ziel, das auf breite Unterstützung stößt, die sowohl Industrienationen, als auch Schwellen- und Entwicklungsländer und nichtstaatliche AkteurInnen umfasst. Ohne Maßnahmen zur Eindämmung der Emissionen ist mit bedeutenden negativen Konsequenzen für die Biosphäre sowie für die sozio-ökonomischen Bedingungen in Österreich zu rechnen. Daraus leiten sich wichtige Verpflichtungen und Maßnahmen ab, an denen sich Österreich zu orientieren hat. Klimaschutz und -anpassung sind unbedingt erforderliche, für sich allein genommen aber unzureichende, Bedingungen nachhaltiger Entwicklung. Klimaschutz erfordert die gleichzeitige Fokussierung auf klimafreundliche Technologien, Verhaltensweisen und den institutionellen Wandel. Insbesondere betrifft dies die Bereiche Energiebereitstellung und -nachfrage, industrielle Prozesse und Landwirtschaft. Diesen drei Aktivitätsfeldern kommt besondere Bedeutung zu: So verursachte etwa der Energiesektor in Österreich im Jahre 2012 74,6 % der treibhauswirksamen Emissionen, (davon der Straßenverkehr allein mehr als ein Drittel), industrielle Prozesse verursachten 13,6 % und die Landwirtschaft 9,4 % der Emissionen (ohne Effekte der Aufforstung, vgl. Anderl et al., 2014). Die Werte für 2010 betrugen bei Energie: 75,9  %, bei industriellen Prozessen 12,7  % und bei der Landwirtschaft 8,8  % (Anderl et al., 2014). Wenn eine Klimastabilisierung bei 2 °C globaler Erwärmung erreicht werden soll, müssen Kriterien der Klimawirkung in allen zukünftigen Investitions-, Produktions-, Politik- und Konsumentscheidungen als Selbstverständlichkeit integriert werden, um die Gefahr irreversibler Schäden zu begrenzen. Gleichzeitig ist darauf zu achten, dass weder soziale, noch ökonomische Rahmenbedingungen überfordert werden. Klimafreundlichkeit ist also in die we-

1026

AAR14

sentlich breiter angelegten Kriterien der Nachhaltigkeit einzubinden. Die Diskussion klimafreundlicher Maßnahmen ist oftmals auf die zu erwartenden Zusatzkosten und unerwünschten Veränderungen verkürzt. Dabei wird das Potenzial solcher Maßnahmen – nämlich vielfache und unterschiedliche Begleitnutzen zu entfalten – unterschätzt, etwa in den Bereichen Lebensqualität, Gesundheit, Beschäftigung, ländliche Entwicklung, Umweltschutz, Versorgungssicherheit und nicht zuletzt Ausgleich der Handelsbilanzen. Die Internalisierung dieser positiven Begleiteffekte von Klimaschutz kann die ökonomische Beurteilung von Klimaschutzmaßnahmen erheblich verändern.

SUMMARY There is little doubt that the currently observed patterns of climate change are predominantly caused by human activity (Volume 1, Chapter 1). This chapter addresses the challenge of stabilizing climate change at 2 °C and particularly focuses on the questions which mitigation and adaptation measures in Austria can contribute to achieve this goal. Additionally, a number of desirable co-benefits pertaining to socio-ecological transformation leading towards limiting climate change are analysed. In the Copenhagen Accord (UNFCC) and in the EU-Ruling, a goal of limiting the rise of global average temperature to +2 °C compared to pre-industrial times has been deemed as necessary to limit dangerous anthropogenic climate change impacts, despite calls from scientists to consider a +1.5 °C target. It is an internationally accepted target supported by a broad number of supporters, including industrialized and developing countries as well as non-state actors. Without actions towards reducing emissions, significant negative impacts on the socio-economic conditions in Austria can be expected. This derives an important obligation to undertake necessary mitigation measures in Austria. Mitigation and adaptation measures are necessary, but by themselves provide insufficient conditions for sustainable development. Achievement of the 2 °C target requires a focus on climate friendly technologies, as well as behavioural - and institutional change. In particular, the activities of energy provision and consumption, industrial processes and agriculture deserve attention: in 2012, the energy sector activities caused 74.6 % of GHG emissions (with one third originating from road transport), industrial processes caused 13.6  %, and agriculture triggered 9.4  % of emissions, (excluding emission effects of forest cover expansion, cf. Anderl et al., 2014). The

AAR14

corresponding figures for 2010 are: energy sector 75.9 %, industrial processes: 12.7 %, agriculture: 8.8 % (Anderl et al., 2014). To stabilize the climate, the climate impact criteria have to be integrated in all decisions regarding investment, production, politics and consumption, in order to reduce the risk of irreversible changes. At the same time, the social- and economic framing conditions must be respected. Measures to address climate change have to be integrated into the broader criteria of sustainability. Discussions of climate protection measures are typically reduced to additional costs and undesirable changes. Thereby the manifold potential co-benefits of such measures, for example with respect to quality of life, health, employment, rural development, environmental protection, security of supply, and international trade balances are mostly ignored. Integrating these criteria and effects into the analysis is required for being able to display the full spectrum of options for addressing climate change.

KERNAUSSAGEN In Österreich sind bereits gegenwärtig Änderungen in den Wertvorstellungen vieler Menschen festzustellen, die einer sozio-ökologischen Transformation zuträglich sind (mittlere Übereinstimmung, starke Beweislage). Einzelne Pioniere des Wandels sind bereits dabei, diese Vorstellungen praktisch in klimafreundlichen Handlungs- und Geschäftsmodellen umzusetzen (z. B. Energiedienstleistungsgesellschaften im Immobilienbereich, klimafreundliche Mobilität, Nahversorgung, „Sharing Economy“) (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage). Um diese Initiativen zu intensivieren, sind begleitende Politikmaßnahmen erforderlich, die eine verlässliche Regulierungslandschaft schaffen (mittlere Übereinstimmung, starke Beweislage). t


Wichtige technologische Lernprozesse für eine Transformation zu einer klimaverträglichen Gesellschaft sind beobachtbar: Global betrugen z. B. die Investitionen in erneuerbare Energien 2013 214,4 Mrd. US$ und die installierte Kapazität betrug 1,56 TW (bzw. 0,56 TW ohne große Wasserkraftwerke, vgl. REN21 2014). In Österreich ist eine Verstetigung des Regulierungsumfelds erforderlich, um Investitionsrisiken zu reduzieren, technische Lernkurven und Preisreduktionen nachzuvollziehen und einen klimafreundlicheren Energiemix zu erreichen. Damit auch kleinen, kreativen und innovativen AkteurInnen (wie Kommunen, mittelständischen Unternehmen, Bürgerinitiativen, Privatpersonen) eine aktive Teilnahme am

Kapitel 6: Transformationspfade

Energiemarkt ermöglicht wird (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage). t
Auch für die aus dem Ausland importierten Güter, die in Österreich konsumiert werden, lässt sich eine Klimaverantwortung beschreiben, die oft vernachlässigt wird. So folgen die meisten derzeit verwendeten Energie-/ Emissionsmodelle nur den territorialen Systemgrenzen und bilanzieren für produzierende Aktivitäten in den verschiedenen Wirtschaftssektoren, sowie den Handel mit Energieträgern und Emissionszertifikaten (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage). Dabei vernachlässigen sie sogenannte indirekte, „graue“ Treibhausgasemissionen (THG-Emissionen), die in den Vorleistungsketten von importierten Gütern und Dienstleistungen im Ausland entstanden. Konsumseitig bilanzierende Modelle erfassen diese besser (mittlere Übereinstimmung, mittlere Beweislage). Die technologischen Parameter in diesen Modellen haben nur beschränkte Optionen bezüglich des Klimaschutzes, dementsprechend könnte die Analyse von Vermeidungskosten ausgebaut werden. Faire und effektive Klimaziele sollten sich an beiden, einander ergänzenden Kriterien der Klimaverantwortung orientieren (produktionsseitig und konsumseitig). Effektiver Klimaschutz erfordert eine Orientierung, welche die Auslagerung von Emission in Märkte die keine klimapolitische Regulierung aufweisen vermeidet („carbon leakage“). t
Es gibt drei zentrale Transformationsthemen. Fehlentwicklungen in diesen Bereichen schaffen langfristige emissionsintensive Pfadabhängigkeiten (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage), deren Dynamiken und Klimaeinflüsse in Modellanalysen noch schwer abschätzbar sind. ¨ Die Transformation des Energiesystems an sich (gleichzeitiges Verfolgen ambitionierter Energiesparpotenziale und rascher Ausbau erneuerbarer Energiequellen), vor allem deren politische Ökonomie und Governance. ¨ Integrierte Entwicklungen im Bereich nachhaltiger Konsum- und Produktionssysteme. ¨ Synergiepotenziale von Städten und verdichteten Siedlungsräumen. t
In Österreich wurde eine Reihe von Initiativen zur Verbesserung der Energieeffizienz und zur Förderung erneuerbarer Energieträger vorgeschlagen und teilweise umgesetzt. So wurde etwa in der 2011 veröffentlichten Energiestrategie vorgeschlagen, den Endenergieverbrauch bis 2020 auf das Niveau von 2005 (1 100 PJ) zu reduzieren (siehe auch Band 3, Kapitel 1). Im Ökostromgesetz werden Ziele der Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen von zusätz-

1027

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

lich 10,5 TWh / Jahr bis 2020 angegeben (ÖSG, 2012), zahlreiche bundes- und länderspezifische Maßnahmen bestehen zur Regulierung von Kleinverbrauch, Raumwärme und Warmwasser. Im Verkehrssektor gelten die Biokraftstoffverordnung und die Gestaltung der Normverbrauchsabgabe als Maßnahmen zum Klimaschutz. Der Industrie- und Energiesektor sind weitgehend im Rahmen des europäischen Emissionshandelssystems reguliert. All diese Zielvorgaben reichen allerdings nicht über das Jahr 2020 hinaus und die anvisierten Ziele der Energiestrategie sind nicht mit bindenden regulatorischen Maßnahmen unterfüttert (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage). Auch die Ausbauziele für erneuerbare Energieträger werden nicht am 2 °C Ziel gemessen und werden zudem wahrscheinlich deutlich vor 2020 erreicht (mittlere Übereinstimmung, mittlere Beweislage), während es unwahrscheinlich ist, dass im Industriesektor eine tatsächliche Trendwende der Emissionen erreicht wird (siehe auch Band 3, Kapitel 5) (mittlere Übereinstimmung, mittlere Beweislage). Die erwarteten Einsparungen von THG-Emissionen beim Ersatz fossiler Treibstoffe durch Biokraftstoffe werden durch Lebenszyklusstudien in Frage gestellt (siehe auch Band 3, Kapitel 2 und 3). Insgesamt ist es daher unwahrscheinlich, dass diese Maßnahmen ausreichen, um einen ausreichenden Beitrag zur Einhaltung des 2 °C Ziels zu leisten (hohe Übereinstimmung, starke Beweislage). Für eine sozio-ökologische Transformation, welche Wirtschaft und Gesellschaft auf einen nachhaltigen Entwicklungspfad umlenken würde, wären grundlegendere Veränderungen der vorherrschenden Produktions- und Konsumsysteme sowie der Regulierungspraktiken nötig.

Konsumgüter und eine Politik, die marginale Effizienzsteigerungen anstößt. Es braucht eine Transformation der Interaktion zwischen Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt. Die Änderungen müssen außerdem rasch umgesetzt werden, ansonsten steigt die Gefahr von irreversiblen Schäden. Wie die vorhergehenden Kapitel im Detail zeigten, sind weltweit (z. B. Korallenriffe, Permafrostböden der Arktis) und auch in Österreich (z. B. Gletscher) bereits großflächige Veränderungen fragiler Ökosysteme zu beobachten (siehe auch Band 1, Kapitel 3 und Band 2, Kapitel 2). Sollte es nicht gelingen, die Energie- und Landnutzungssysteme rasch so zu transformieren, dass sie wesentlich weniger THG-Emissionen verursachen, droht eine Erhöhung der globalen Durchschnittstemperatur um 3–5 °C. Damit wäre ein Zusammenbruch zahlreicher natürlicher und gesellschaftlicher Systeme verbunden, die dem Anpassungsdruck an den Klimawandel nicht standhalten könnten und deren funktioneller Ausfall komplexe, nicht absehbare Folgen hätte. Der bis zum Ende des 21. Jahrhunderts und darüber hinaus realisierte Temperaturanstieg hängt maßgeblich von den bis dahin kumulierten CO2-Emissionen ab. Entscheidende Wirkungen des Klimawandels bleiben für viele Jahrhunderte nach dem Aussetzen der CO2-Emissionen bestehen. Abbildung 6.1 illustriert diesen Zusammenhang anhand von Ergebnissen zahlreicher Modelle, für jeden der vier „Repräsentativen Konzentrationspfade“ (RCP; Moss et al., 2010; van Vuuren et al., 2011) bis 2100; jeder RCP ist als farbige Linie und mit Punkten für die Durchschnitte pro Jahrzehnt dargestellt. Empirisch belegte Ergebnisse über die historische Periode (1860 bis 2010) werden fettgedruckt in schwarz angezeigt. Die dünne schwarze Linie zeigt Modellergebnisse mit einer jährlichen CO2 Steigerung von 1  %. Der rosafarbene Bereich zeigt die Spannweite der Ergebnisse des gesamten Szenario-Ensembles für die vier RCPs1. Diese sind jeweils nach ihrem im Jahr 2100 erreichten Strahlungsantrieb (zwischen 2,6 und 8,5 W / m²) benannt (siehe auch Band 1, Kapitel 1 und Band 3, Kapitel 1). In Bezug auf realistische und kostenoptimale Transformationspfade zu einer klimaverträglichen Gesellschaft ist es wichtig ein möglichst frühzeitiges Gipfeln der globalen THGEmissionen zu erreichen: Jede Verzögerung des Scheitelpunkts in die Zukunft reduziert die Wahrscheinlichkeit innerhalb

6.1 6.1

Einleitung Introduction

Der Weltklimarat der Vereinten Nationen legte kürzlich den fünften Sachstandsbericht vor. Wenn der Klimawandel bei 2 °C stabilisiert werden soll, müssen die Emissionen so rasch wie möglich ihr Maximum erreichen und dann bis 2050 um ein bis zwei Drittel sinken (IPCC, 2014a). Eine weitere Verzögerung weltweiter Schutzmaßnahmen gefährde zunehmend das Ziel, die Zunahme der Erderwärmung auf maximal 2 °C zu begrenzen. Außerdem reduziere eine Verzögerung die Handlungsmöglichkeiten und steigere die Kosten für den Klimaschutz erheblich (IPCC, 2014b). Das erfordert mehr als inkrementell verbesserte Produktionstechnologien, grünere

1028

1 Die RCP-Szenarien definieren einen Konzentrationsverlauf bis 2100, mit Erweiterungen bis 2300. Um diesen Verlauf einzuhalten, gibt es verschiedene Pfade durch unterschiedliche Klimaschutzmaßnahmen (z. B. Steigerung der Energieeffizienz, Reduktion der fossilen Energieerzeugung, Verlangsamung der Entwaldung). Diese können zu unterschiedlichen Anteilen zur Einhaltung der RCP-Pfade beitragen. Die RCP-Szenarien stellen „wenn-dann“ Optionen der künftigen Entwicklung dar.

Kapitel 6: Transformationspfade

AAR14

Cumulative total anthropogenic CO2 emissions from 1870 (GtCO2) 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 5 Temperature anomaly relative to 1861–1880 (°C)

2100

4

2100

3 2100 2050

2

2050 2050

2050 2100

2030 2030

1

2010

2000 1950 1980

RCP2.6 RCP4.5 RCP6.0 RCP8.5

0

Historical RCP range 1% yr -1 CO2 1% yr -1 CO2 range

1890

0

500 1000 1500 2000 Cumulative total anthropogenic CO2 emissions from 1870 (GtC)

2500

IPCC (2013) Summary for Policymakers. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Working Group I Contribution to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Figure SPM.10. [Stocker,T.F., D.Qin, G.-K. Plattner, M.Tignor, S.K.Allen, J.Boschung, A.Nauels, Y.Xia, V.Bex and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, USA.

Abbildung 6.1 Die Wirkung kumulativer anthropogener CO2-Emissionen und der Temperaturanstieg, historisch von 1870 bis 2010, sowie zukünftig in den vier neuen „Repräsentativen Konzentrationspfaden“ (RCP), welche für den IPCC AR5 (Fünften Sachstand Bericht) entwickelt wurden. Die durchschnittliche globale Oberflächentemperatur steigt als Funktion vom kumulativen gesamten CO2-Emissionen. Multimodellergebnisse von einer Hierarchie von Kohlenstoffkreislaufmodellen für jeden RCP bis 2100 werden in farbigen Linien und dekadischen Durchschnitten (Punkte) gezeigt. Um die Klarheit zu erhöhen sind manche dekadischen Mittelwerte extra ausgewiesen (z. B. 2050 steht für die Dekade 2040 bis 2049). Modellergebnisse für die historische Periode (1860 bis 2010) sind in schwarz dargestellt. Die farbige Fahnendarstellung zeigt die Streuung der Multimodellergebnisse über die vier RCP-Szenarien und wird mit abnehmender Anzahl von verfügbaren Modellen in RCP8.5 immer geringer. RCP8.5 umreißt eine Entwicklung mit weiter steigenden Emissionen, bei der mit einer Erwärmung um rund vier Grad Celsius bis 2100 zu rechnen ist. Für die drei weiteren Konzentrationspfade werden unterschiedlich strenge Klimaschutzmaßnahmen angenommen, die umfassendsten im RCP2.6 (nur bei diesem Konzentrationspfad ist die Wahrscheinlichkeit höher als 50 %, dass sich die Erde um weniger als zwei Grad Celsius gegenüber vorindustriellen Werten erwärmt). Quelle: IPCC AR5 WG1 SPM (2013 ) Figure 6.1 The impact of cumulative total anthropogenic CO2 emissions increase for the historic 1870-2010 period and future for the four new „Representative Concentration Pathways“ (RCP) developed for the IPCC AR5 (Fifth Assessment Report). Global mean surface temperature increases as a function of cumulative total global CO2 emissions. Multimodel results from a hierarchy of climate-carbon cycle models for each RCP until 2100 are shown with coloured lines and decadal means (dots). For clarity, some decadal means are depicted separately (e.g., 2050 indicating the decade 2040 2049). Model results for the historical period (1860 to 2010) are indicated in black. The coloured plume illustrates the multi-model spread over the four RCPs and fades with the decreasing number of available model runs for the RCP8.5. RCP8.5 portrays future development with continuous emissions increase leading to a global mean temperature warming of about four degrees Celsius by 2100. The other three concentrations pathways assume different climate change mitigation measures, the most stringent are assumed in RCP2.6 (only in the case of this concentrations pathway is the probability higher than 50 % that the temperature increase would be lower than two degrees Celsius compared with the preindustrial levels). Source: IPCC AR5 WG1 SPM (2013).

des 2 °C-Emissionskorridors zu bleiben und vervielfacht die Rate der später jährlich erforderlichen Emissionsreduktionen (GEA, 2012; vgl. auch Band 3, Kapitel 1). Reduktionskosten müssen zwar in Bezug zu zukünftigen Einkommen gesetzt werden, doch steigen mit einer Verzögerung die Risiken unerwünschter biophysischer Wirkungen. In den meisten 2 °Ckompatiblen Klimastabilisierungsszenarien wird daher der Scheitelpunkt noch vor 2020 erreicht (siehe auch Band 3, Kapitel 1). Daraus leitet sich die Dringlichkeit des Handelns ab. Dieses Kapitel präsentiert einen ersten und zwangsläufig noch lückenhaften Überblick über Transformationsforschung mit Bezug zum Klimawandel auf der österreichischen Skalenebene. Es behandelt zuerst die Kontextualisierung von Kli-

mawandel im Rahmen weiterer sozio-ökonomischer Krisen (Abschnitt 6.2.1) und argumentiert die Notwendigkeit der sozio-ökologischen Transformation (Abschnitt 6.2.2). Abschnitt 6.2.3 beschäftigt sich mit dem in der Politik wichtigen Konzept „Green Growth“, gefolgt von einer Diskussion über die Messung sozio-ökonomischer Leistung und des Wohlergehens (Abschnitt 6.2.4). Abschnitt 6.3 beschäftigt sich hauptsächlich mit den Problemlagen und AkteurInnen, während sich Abschnitt 6.4 mit Handlungsempfehlungen zur Übersetzung globaler Transformationspfade in nationale und lokale Strategien zur Klimawandelvermeidung und -Anpassung beschäftigt. Das Kapitel schließt mit Schlussfolgerungen und einer kurzen Diskussion des Forschungsbedarfs.

1029

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

6.2 6.2

6.2.1

;   = J;    debate

Der Zusammenfall mehrerer Krisen

Trotz des inzwischen deutlich besseren Verständnisses des Klimawandels, der damit verbundenen Umweltprobleme und gesellschaftlichen Risiken, erwiesen sich darauf bezogene Politikmaßnahmen bisher als unzureichend um die gefährlichen Trends umzukehren. Die überwiegende Wirkungsrichtung der bisher vorgeschlagenen Maßnahmen war „top-down“ strukturiert und auf Nationalstaaten bezogen, sowie teilweise in internationalen Verträgen verbrieft. Eine wesentliche Ursache für die Ineffektivität gegenwärtiger Klimapolitik liegt darin begründet, dass sie es vermeidet anzuerkennen, welch große Zahl an AkteurInnen an der Klimaverantwortung teilhaben und dass ein interaktiv organisierter (bottom-up und top-down) sowie rückgekoppelter Politikprozess zu deren effektiver Regulierung notwendig wäre (Sabatier, 1986; Falkner et al., 2010; Leach et al., 2012; Brand und Görg, 2013; Falkner, 2013). Die wiederholte Enttäuschung von Erwartungen bezüglich internationaler Klimaverhandlungen ist eine weitere Ursache für die Klimapolitikverdrossenheit (Goldin, 2013). Ein dritter bedeutender Faktor für das Politikversagen ist in der tatsächlich komplexen Verbindung von Sozial- und Umweltproblematik begründet (Littig und Griessler, 2005). Um gangbare Pfade in Richtung Nachhaltigkeit entwerfen zu können, ist es erforderlich ein Verständnis für die Zusammenhänge zwischen Umweltzerstörung, Armut und sozialer Ungleichheit zu entwickeln (Scoones et al., 2007; Brand und Wissen, 2011). Ein umfassender Lösungsansatz muss Wechselwirkungen komplexer dynamischer Systeme auf verschiedenen Skalenebenen berücksichtigen. Beispiele für solche Interaktionen sind das Zusammenwirken von Klimawandel, Mobilitätsverhalten und Landnutzungsänderungen, weiters Bevölkerungsentwicklung, Gesundheitszustand der Bevölkerung und Umweltschädigung, letztlich der technologische Wandel und globale Marktintegration sowie die Tatsache, dass einige Teile der Welt sich rasch verändern, während andere in Stagnation und Armut verharren. Außerdem wird zunehmend erkannt, dass Nachhaltigkeitsprobleme in den Lebensstilen und der damit verbundenen derzeitigen Organisationsform von Produktion und Konsum, begründet sind. In struktureller Hinsicht stehen die Krise des Klimawandels und der übermäßige Ressourcenverbrauch in engem Zusammenhang mit der derzeit vorherrschenden wirtschaftlichen Ordnung.

1030

AAR14

Die Hauptorientierung liegt dabei auf internationaler Wettbewerbsfähigkeit. Aus dieser Perspektive sind die ressourcenintensiven Lebensweisen und Produktionsverhältnisse, sowie das Herrschen von wenigen über viele und die zunehmende wirtschaftliche Ungleichheit allesamt Bestandteil und Grundursache der Klimakrise (Brand, 2009). Weil die gegenwärtig vorherrschenden Strukturen und Praktiken für die Nachhaltigkeitskrise ursächlich sind, müssen diese zur Überwindung der Krise verändert werden. Jene derart umfassenden sozioökonomischen Veränderungsprozesse, die auf Nachhaltigkeit abzielen, werden als sozio-ökologische Transformation bezeichnet (Scheffer et al., 2002; Voß et al., 2006).2

6.2.2

Sozio-ökologische Transformation

Transformationen sind Prozesse, die physische oder qualitative Änderungen in Systemen hervorrufen und deren Form, Struktur oder Bedeutung verändern. Es handelt sich dabei um „Änderungen der Grundeigenschaften von Systemen (inklusive des Wertesystems, der regulativen, legislativen oder bürokratischen Regime, der finanziellen Institutionen sowie technologischer oder biologischer Systeme)“ (IPCC, 2012). Sozio-ökologische Transformationen sind ausgesprochen pfadabhängig. Historische Entwicklungen beeinflussen, ermöglichen oder begrenzen maßgeblich die zukünftig mögliche Ausprägung gesellschaftlicher Strukturen. Darüber hinaus sind sozio-ökologische Systeme durch interne Komplexität und Ungewissheit charakterisiert. Bezüglich sozio-ökologischer Transformationen sind wir mit erheblichen Grenzen der Lenkbarkeit, etwa durch Politikentscheidungen oder administrative Steuerungseingriffe konfrontiert (Voß und Kemp, 2005). Brand und Wissen (2011) argumentieren, dass die aktuellen Strukturen und Regulationsmechanismen im Wesentlichen neoliberal geprägt sind und zu klimatisch unerwünschten Resultaten führen. An deren Stelle sollten Strukturen, Regulationsmechanismen und Praktiken treten, die gleichsam der Gesellschaft und den biophysischen Systemen nützen. Folke et al. (2010) unterscheiden zwischen eigendynamischen und forcierten Transformationen, je nachdem in welchem Ausmaß das System von sich aus veränderbar ist. Die Transformierbarkeit beschreibt die spezifische Fähigkeit wandelbar zu sein, auf Impulse zu reagieren und sich umzuformen oder in einen fundamental anderen Zustand zu wechseln, 2 Siehe auch: „Review, Scoping & Innovation: The State of the Art of Transformation Research, Key Researchers, and Research Gaps and Opportunities“ (Austrian contribution to the JPI CLIMATE – FTA on „Scoping and Reviewing SSH contributions to Climate Change Research“), coordinator: U Brand, October 2012 – June 2013.

Kapitel 6: Transformationspfade

AAR14

sollten ökologische, ökonomische oder soziale Umstände dies erfordern. Forcierte Transformationen sind extern induziert (z. B. durch Versorgungsengpässe oder andere Krisensituationen); sie werden nicht aktiv und freiwillig durch ihre AkteurInnen angestrebt. Die Möglichkeiten, die Richtung von sozio-ökologischen Transformationen zu beeinflussen, sind vielfältig. Solche Impulse können von vielen AkteurInnen ausgehen und erfolgen im Rahmen gesellschaftlicher Diskurse und Verhandlungen. Der Koordination zwischen „PionierInnen“ und heterogenen AgentInnen des Wandels kommt daher eine Schlüsselrolle zu (Voß und Kemp, 2005). Der Wissenschaftliche Beirat der deutschen Bundesregierung zu globalen Umweltveränderungen WBGU (2011) schlägt dementsprechend die Ausarbeitung eines neuen Gesellschaftsvertrags als Basis für die bevorstehende große Transformation vor. Da die gegenwärtigen ökologischen, ökonomischen oder sozialen Umstände das bestehende System unhaltbar machen, werden für sozio-ökologische Transformationen neue Pfade eröffnet und Praktiken entwickelt (Gunderson und Holling, 2002; Walker et al., 2004; Folke et al., 2010). Darunter fallen etwa transformative Ansätze der Klimawandelvermeidung und -anpassung, die über marginale und inkrementelle Schritte hinausgehen. Solche Maßnahmen können Änderungen in Form und Struktur erfordern und grundsätzlich neue Handlungsstrategien propagieren. Empirische Analysen gehen zunehmend von einem Transformationsbedarf aus (Krausmann et al. 2008; Steinberger et al., 2010). Insbesondere wichtig sind in diesem Zusammenhang Untersuchungen, die sich mit dem gesellschaftlichen Metabolismus (Ayres, 1977) von landbasierten Ressourcen (Krausmann, 2006; Erb et al., 2008), dem Energiesystem (van Vuuren et al., 2012), sowie der Integrität von Ökosystemen und dem Erhalt von Biodiversität befassen (Chapin et al., 2009; Chapin et al., 2010). In einigen Politikbereichen wird die Diskussion über sozioökologische Transformation auf Konzepte wie „nachhaltiges Wachstum“, „qualitatives Wachstum“ oder die aktuelle Variante „Green Growth“ reduziert. Dabei handelt es sich um das Ansinnen die Produktionsweise vor allem durch neuere Technologie umweltfreundlicher zu machen, die Produktionsund Konsumlogik jedoch unverändert zu lassen. Die „Green Growth“ Agenda wird von Brand (2012) kritisiert, weil sie politische, ökonomische, biophysische und kulturelle Rahmenbedingungen ignoriert. Der kürzlich veröffentlichte European Report on Development (2013) erkennt zwar „Green Growth“ als Politikoption an, fordert aber gleichzeitig eine wesentlich breitere Palette von Zielvorstellungen und strukturellen Änderungen, die eine inklusive und nachhaltige Ent-

wicklung gleichsam auf der lokalen, nationalen, und globalen Ebene ermöglichen. Da „Green Growth“ als dominante umweltpolitische Ausrichtung eine große Gefolgschaft hat und die grundlegende Frage, ob Wirtschaftswachstum Ursache oder auch Lösung von Umweltproblemen sein kann, in diesem Zusammenhang besonders relevant ist, soll das Konzept im folgenden Kapitel detaillierter präsentiert werden.

Green Growth Grüne Politik kann so gestaltet werden, dass auch das soziale Wohl gefördert wird. Dazu sind neben der absoluten Reduktion biophysischer Schädigung, soziale Ziele wie soziale Inklusivität und Gerechtigkeit zu berücksichtigen. „Green Growth“ wurde als Maßnahmenbündel rund um Rio +20 für einen großflächigen Einsatz propagiert. Da „Green Growth“ in der Politikarena derzeit viel Aufmerksamkeit bekommt, seien im Folgenden die Argumente von BefürworterInnen und KritikerInnen gegenübergestellt. Die BefürworterInnen argumentieren, dass Wirtschaftswachstum weiterhin als Kern der Wirtschaftspolitik aufrechtzuerhalten sei. Außerdem könnten Kosten sogar gesenkt werden, wenn Regulierungen dementsprechend formuliert werden und marktbasierende Politikinstrumente darauf ausgerichtet werden die Umwelt zu schützen (UN DESA und UNDP, 2012). „Green Growth“ wird als Transformationspfad zu nachhaltiger Entwicklung gesehen. Es geht weiterhin um Wachstumsförderung, ergänzt um Inklusivität (z. B. UNUIHDP und UNEP, 2012) und Reduktion von Umweltauswirkungen. Allerdings bedingt dies eine Auseinandersetzung mit politischen Einschränkungen, einer Überwindung verfestigter Verhaltensmuster wie sozialer Normen und die Entwicklung innovativer Finanzierungsinstrumente, um Anreize zu setzen und Innovationen zu fördern. Dies ist vor allem vor dem Hintergrund von Markt-, Politik- und institutionellem Versagen, die zum übermäßigen Gebrauch unserer natürlichen Ressourcen führen, wichtig (World Bank, 2012). Koreas nationale Strategie für „Green Growth“ (2009 bis 2050) und der 5-Jahres Plan (2009 bis 2013) werden generell als beste Beispiele für Maßnahmen im Sinne von „Green Growth“ angesehen. Sie bieten einen umfassenden politischen Rahmen für „Green Growth“ mit kurz- und langfristigen Zielsetzungen. Während es oft Schwierigkeiten gibt, den Erfolg von grünem Wachstum sowohl ex ante zu schätzen als auch ex post zu bewerten, ist Korea eines der Länder, die bereits die OECD „Green Growth“ Indikatoren anwenden (OECD, 2013). Die Strategie soll folgende Zielsetzungen langfristig verfolgen:

1031

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

1. Förderung neuer umweltfreundlicher Wachstumsmotoren 2. Verbesserung der Lebensqualität der Menschen 3. Beitrag zu den internationalen Anstrengungen zur Bekämpfung des Klimawandels

rung ausgerichtet sei und somit in Widerspruch zum Ziel der nachhaltigen Entwicklung stehe, die auf die Beteiligung und Einbeziehung der lokalen Regierungen, lokaler Unternehmen sowie BürgerInnen abziele (Moon et al., 2010). Der Begriff „Green Growth“ ist relativ jung, unter anderem weil in früheren Phasen der Industrialisierung, bis in die 60er Jahre, die Umweltwirkungen von Industrieprozessen als räumlich begrenzt und von marginaler Bedeutung wahrgenommen wurden. Mit dem Auftreten von großräumigen Umweltproblemen (wie etwa überregionaler Luftverschmutzung oder des Ozonlochs) entwickelte sich ein Umweltbewusstsein, das zunächst jedoch auf die Umsetzung von „end of pipe“ Technologien (z. B. höhere Schornsteine, längere Abwasserrohre, Filtertechnologien) fokussierte. Der augenscheinliche Erfolg einige der dringenden Umweltprobleme in den Griff zu bekommen (z. B. globale Substitution halogenierter Kohlenwasserstoffe durch ozonfreundlichere Substanzen, regionale Bekämpfung von kohlebasiertem Smog oder fäkaler Kontaminierung von Wasser) resultierte wiederum in der Zuversicht Umweltprobleme effektiv adressieren und regulieren zu können. Entsprechend wurde Wirtschaftswachstum eher als Lösungsstrategie, denn als Ursache von Umweltproblemen wahrgenommen. Die Umwelt-Kuznets-Hypothese (vgl. Kuznets, 1955; Grossman und Krueger, 1995; Stern et al., 1996; Torras und Boyce, 1998; Stagl, 1999; Stern und Common, 2001; Stern, 2004) verdeutlicht diese Sichtweise: im Prozess zunehmender Wirtschaftsaktivität leiden Länder in manchen Bereichen zwar zunächst unter zunehmender Umweltschädigung, sind aber bei höherem Einkommensniveau fähig, die negative Umweltwirkung zu reduzieren. Diese, in der Entwicklungspolitik auch unter dem Slogan „grow now, clean up later“ diskutierte, Perspektive ist seit den 1980er Jahren vielfach Ausgangspunkt politischer Argumentation und stellt so ein strukturelles Grundelement des „Green Growth“ Paradigmas dar (vgl. Weizsäcker et al., 2009). Während die Umwelt-Kuznets-Hypothese empirisch tatsächlich für einige räumlich begrenzt wirksame Umweltprobleme, für die kostengünstige technische Lösungen zur Verfügung stehen, bestätigt wurde, ist dies für globale Umweltprobleme wie z. B. den Klimawandel wie auch Abfall und diverse Emissionen des Verkehrs sehr viel weniger der Fall (Mills und Waite, 2009). Auch für Luftverschmutzung in Städten sind beschränkt Belege für die Stimmigkeit der Umwelt-Kuzents-Kurve zu finden (McGranahan et al., 2001). Rockström et al. (2009) zeigen, dass eine Reihe von „planetary boundaries“ existieren, also rahmenbestimmender Umweltprozesse der planetaren Tragfähigkeit, deren Über-

Um ihre Realisierung zu erleichtern, wurde eine Präsidentenkommission zu „Green Growth“ im Jahr 2009 gegründet und ein „Low Carbon Green Growth“-Gesetz 2010 beschlossen. Der 5-Jahres Plan skizziert Maßnahmen sowie spezifische Budgets der Regierung für die Umsetzung der Strategie sowie detaillierte Aufgaben für Ministerien und lokale Regierungseinheiten. Nach dem Plan wird die Regierung für Programme und Projekte grünen Wachstums etwa 2 % des jährlichen BIPs ausgeben (OECD, 2011a). „Green Growth“ ist somit ein wichtiger Teil der neuen Koreanischen Entwicklung. Während „Green Growth“ nicht eindeutig definiert ist, kann es als Versuch gesehen werden wachstumsorientierte Politik mit Umweltzielen zu konsolidieren. Generell wird Wirtschaftswachstum weiterhin als bedeutendes Ziel für Länder gesehen, in denen große Teile der Bevölkerung arm sind. Für reiche Länder wird es zunehmend differenzierter diskutiert. Vor diesem Hintergrund wird die globale Annahme Wirtschaftswachstum sei zu fördern, kritisiert. KritikerInnen bemängeln, dass die dem Begriff innewohnende Widersprüchlichkeit tendenziell zu inkonsistenten und paradoxen Ergebnissen führt. Als politische Strategie wird „Green Growth“ oft als zu wenig ambitioniert beurteilt, insbesondere wenn Maßnahmen, die aus Umweltperspektive problematisch sind als positiv eingestuft werden. Laut KritikerInnen vernachlässigt „Green Growth“ wichtige Nachhaltigkeitsaspekte der Gesellschaft. Sie sehen „Green Growth“ bloß als neuen Begriff für das übliche Wirtschaftswachstum. Dadurch können erforderliche gesellschaftliche Diskurse und Konflikte vermieden oder hinausgezögert werden und eine strukturelle Neuorientierung der Wirtschaft unter Klimaschutzprämissen wird vertagt. Hier zeigen sich Parallelen zum Begriff „Sustainable Development“, der zwar erfolgreich ist, indem er unterschiedlichste Parteien an einen Tisch vereinigt, der aber inhaltlich so weit gespannt ist, dass eine konstruktive Verständigung der versammelten GesprächspartnerInnen ausbleibt. Außerdem wird kritisiert, dass in allen anderen Ländern außer dem Paradebeispiel Korea „Green Growth“ durch nur wenige konkrete Umweltinvestitionen oder –maßnahmen umgesetzt wurde und der Fokus auf der diskursiven Ebene blieb. Auch die Umsetzung des Ziels der sozialen Inklusivität wird kritisiert. So wird argumentiert, dass „Green Growth“ vor allem auf das Industrie- und Finanzkapital und die Zentralregie-

1032

Kapitel 6: Transformationspfade

AAR14

Relative decoupling GDP increase and environmental pressures also increase albeit at a lower rate

GDP

Environmental pressures

Time

Environmental pressures

Absolute decoupling GDP increase and environmental pressures decrease

schreitung jeweils ernsthafte Folgen für die weitere Stabilität der Biosphäre hat. Einige dieser biophysischen Schwellen sind bereits überschritten, wobei der anthropogene Klimawandel ein Schlüsselproblem darstellt. Diese Analyse legt auch nahe, dass das Einhalten von biophysischen Schwellenwerten nicht mit den gegenwärtig vorherrschenden Wirtschaftsstrategien vereinbar ist, die weiterhin im Wesentlichen darauf basieren, den Energieverbrauch und weiteren Ressourcendurchsatz der Gesellschaft zu erhöhen. Moderne Volkswirtschaften und orthodoxe ökonomische Forschung sind strukturell eng mit dem Paradigma des unbegrenzten wirtschaftlichen Wachstums verbunden (Mishan und Mishan, 1967; Daly, 1977; Jackson, 2009; Seidl und Zahrnt, 2010; Coyle, 2011). Nationale und internationale Klimaschutzpolitik konzentriert sich auf wachstumsabhängige Politikmaßnahmen und eine wachsende Zahl von Studien hinterfragen kritisch die Auswirkungen von stringenten Klimaschutzzielen auf die Entwicklungspfade von Volkswirtschaften, sowie die dabei zu erwartenden Rückkopplungen (vgl. Victor, 2008; Jackson, 2009; Jackson und Victor, 2011; Victor, 2012; Rezai et al., 2013). Die unkritische Übernahme des Begriffs „Green Growth“ in weitere Politikfelder eröffnet Fragen bezüglich der wissenschaftlichen Grundlagen des Konzepts. Scrieciu et al. (2013) untersuchten die Herkunft des Diskurses zu „Green Growth“. Sie beziehen sich auf die folgenden zwei Definitionen um „Green Growth“ zu kategorisieren: „Die OECD definiert Green Growth als ‚Wachstum‘ das es natürlichen Lebensgrundlagen erlaubt, ‚weiterhin die Ressourcen und Umweltdienstleistungen bereitzustellen, auf denen unser Wohlergehen beruht‘, […]. Die UNEP definiert es als ‚[e]in Wirtschaften das langfristig zu verbesserten Lebensumständen und der Überwindung von Ungleichheit führt, aber dabei zukünftige Generationen nicht wesentlichen Umweltrisiken oder ökologischen Engpässen aussetzt‘“ (Scrieciu et al., 2013). Beide

Abbildung 6.2 Das Konzept der relativen und absoluten Entkopplung von Wirtschaftswachstum und Umweltwirkung. Quelle: EEA (2012a) Figure 6.2 The concept of relative and total decoupling of economic growth and environmental impact. Source: EEA (2012a)

Definitionen schreiben der öffentlichen Politikgestaltung eine zentrale Rolle zu, den Märkten bezüglich der oben beschriebenen Nachhaltigkeitsgrenzen Schranken zu setzen. Scrieciu et al. (2013) argumentieren, dass zwar die zentrale Bedeutung öffentlicher Politikmaßnahmen weitgehend anerkannt ist und schon bisher in zahlreichen Diskussionen weitreichendere gesellschaftliche Transformationen als nötig erachtet wurden, um dem Ziel der Nachhaltigkeit näherzukommen, dass allerdings diese Fortschritte in Modellierungsansätzen erst in den letzten Jahren nachvollzogen wurden (z. B. WBGU, 2011; GEA, 2012). Edenhofer et al. (2006) fanden, dass Unterschiede in den Kostenabschätzungen für klimapolitische Maßnahmen besser durch die Zugehörigkeit eines Modells zu einer Modellierungsgruppe erklärt werden können, als durch die modellspezifischen Annahmen. Die meisten herkömmlichen Modelle zu den volkswirtschaftlichen Kosten des Klimaschutzes basieren auf intertemporaler Optimierung und allgemeinen Gleichgewichtsmodellen, in denen auf Grund von Preissignalen ein neuer Gleichgewichtszustand erreicht wird. In derartigen Modellen wird Klimapolitik als Kostenstruktur (Summe von direkten Kosten, die Ressourcen von Konsum und konventionellen Investitionspfaden, sowie von indirekten Kosten, die etwa Mitnahmeeffekte ineffizienter Politikmaßnahmen beschreiben) abgebildet. Sofern solche Modelle die Nutzen der Klimapolitik nicht ebenso abbilden, weisen sie in der Regel die „Green Growth Hypothese“ zurück. Ein Teil der Modelle, die in Scrieciu et al. (2013) vorgestellt werden, gehen allerdings über das Paradigma der automatischen Rückkehr zu Gleichgewichten in allen Märkten hinaus und bringen Argumente für aktive Politikmaßnahmen, die gleichzeitig in höherem Gesamtoutput und besseren Umweltzuständen resultieren (Edenhofer et al., 2006; Scrieciu et al., 2013).

1033

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

Wo steht Österreich in diesem Zusammenhang? Ein zentrales Element in der „Green Growth“ Debatte ist die Annahme, dass erhöhte Energie- und Materialeffizienz dazu beitragen werden, die an sich widersprüchlichen Ziele von Wirtschaftswachstum und Nachhaltigkeit zu vereinen, also über eine relative Entkopplung von Umweltwirkung und Wirtschaftswachstum hin zu einer absoluten Entkopplung zu kommen (siehe Abbildung 6.2). Empirische Betrachtungen der jüngeren Vergangenheit lassen allerdings an einem Automatismus dieser Entwicklung zweifeln, wobei das Beispiel der österreichischen Wirtschaft in diesem Zusammenhang aussagekräftig ist. Die weiter unten folgende Abbildung 6.3 bildet für Österreich die Entwicklung der Kohlenstoffintensität (welche eng verbunden mit der Energieintensität ist) ab, sowie die allgemeine Wirtschaftsleistung, ausgedrückt als Bruttoinlandsprodukt (BIP) für die Jahre 1990 bis 2011, basierend auf früheren Berechnungen (Mechler et al., 2010). Ein Wachstum des absoluten BIP wird in Abbildung 6.3 durch Bewegungen der Trajektorie nach oben abgebildet, während eine Zunahme der Kohlenstoffintensität des BIP die Trajektorie nach links lenkt. Das Produkt beider Zahlen repräsentiert die gesamte Emissionsmenge in Österreich (bzw. des Vereinigten Königreichs) für das jeweilige Jahr. (GDP [$] * THG-Intensität [kg CO2-Äq./$] = Emissionen [kg CO2-Äq.]) Ausgehend von diesen Beziehungen ist es möglich, Kurven gleicher Emissionsmengen (Iso-Emissionskurven) bei unterschiedlicher Wirtschaftsentwicklung zu zeichnen, wobei hier zwei Beispiele dargestellt werden: (i) Die untere Linie an Isoquanten illustriert die Emissionsmengen die unter Berücksichtigung des Kyoto Protokolls zulässig wären (im Fall von Österreich: 68,8 Mt CO2-Äq.); (ii) die obere Linie illustriert Emissionsmengen des Kyoto Referenzjahrs 1990 (im Fall von Österreich: 78,2 Mt CO2-Äq.). Die Kurvenentwicklung für Österreich zeigt, dass zwar Verbesserungen der THG-Intensität in der berücksichtigten Periode beobachtbar sind, diese allerdings überkompensiert werden durch das Wirtschaftswachstum. Entsprechend gelang es Österreich weder in dem in dieser Grafik abgebildeten Zeitraum, noch in weiteren hier nicht dargestellten Jahren, die angestrebten Reduktionen von 13 % zu erreichen oder etwa die THG-Emissionen auch nur konstant zu halten. Tatsächlich nahmen zwischen 1990 und 2011 die Emissionen in Österreich um 6 % zu. Österreich hat die Kyoto-Ziele zwar erreicht, allerdings durch Anwendung der „flexiblen Instrumente“, d. h. durch den Ankauf von Emissionszertifikaten aus dem Ausland im Ausmaß von etwa 500 Mio. € (siehe EEA, 2012b). Zahlreiche Länder in Europa folgten einem ähnlichen Ansatz (ins-

1034

AAR14

gesamt 10 der 15 Länder die durch das Kyoto Protokoll zu Reduktionen verpflichtet waren, vgl. EEA,2012b). Das Vereinigte Königreich (unterer Graph in Abbildung 6.3) wird oft als Paradebeispiel zitiert, weil sie zumindest scheinbar erfolgreich eine Strategie des „Green Growth“ verfolgten. Allerdings ist dieser Erfolg teilweise den speziellen äußeren Umständen zuzuschreiben, wie der Entdeckung von Erdgas in der Nordsee, was einen kostengünstigen Übergang der Stromproduktion von ursprünglich vorwiegend Kohlekraftwerken, hin zu weniger emissionsintensiven Gaskraftwerken ermöglichte, ohne sich dabei von Gasimporten abhängig zu machen. Auch fand in diesem Zeitraum ein wirtschaftlicher Strukturwandel statt, in dem energieintensive Industriesektoren ins Ausland verlagert wurden, während der Banken- und Dienstleistungssektor ausgebaut wurde. Abbildung 6.4 zeigt beispielsweise, dass die Energieintensität des UK in den vergangenen 20 Jahren um jährlich mehr als 2,5  % sank, wobei Struktureffekte und Effizienzverbesserungen etwa im gleichen Ausmaß dazu beitrugen. Das Vereinigte Königreich schaffte es so Emissionseinsparungen und die Erfüllung der Kyoto Kriterien in erster Linie durch Maßnahmen im Inland zu erreichen und dabei gleichzeitig eine Erhöhung der Wirtschaftsleistung zu erzielen. Das Vereinigte Königreich hat allerdings auch weit vorausschauende und legal bindende Politikmaßnahmen initiiert. So wurde bereits 2008 im Rahmen des beschlossenen Klimaschutzgesetzes (Climate Change Act) das Ziel formuliert, bis 2050 eine Reduktion von CO2-Emissionen von 80 % im Vergleich zu 1990 zu erreichen. Die Bündelung entscheidender Kompetenzen in einem „Department of Energy and Climate Change“ war dieser Politikentscheidung sicherlich zuträglich. Dennoch sind die bisher erreichten Emissionsreduktionen noch weit von den signifikanten Reduktionen (global um 3367  %) entfernt, die bis zur Mitte des 21 Jahrhunderts vom IPCC global und in höherem Ausmaß für Industrieländern als notwendig angesehen werden, um die globale Erwärmung auf weniger als 2 °C zu begrenzen (IPCC, 2007; GEA, 2012; IPCC, 2014b). Weitere Details zu technischen Unterschieden zwischen produktions- und konsumseitigen Bilanzen werden später in diesem Kapitel, im Abschnitt 6.3.1 „Sektoren“ dargelegt, siehe zur Illustration der Konzepte auch Abbildung 6.5 sowie zu Politikimplikationen Steininger et al. (2014). Die Entwicklungstrends in Österreich werfen Fragen auf, inwieweit ambitionierte Emissionsreduktionen mit Wirtschaftswachstum vereinbar sind. Zahlreiche internationale Organisationen wie etwa die Weltbank, die OECD und die IEA gehen nach wie vor davon aus, dass ein globales Wirtschaftswachstum im Bereich von

Kapitel 6: Transformationspfade

AAR14

380 000 360 000

GDP, million $

340 000 320 000

2010

Austria

2005 300 000

Österreich 1990 Isoquanten (78,2 Gt CO 2-Eq.)

2000

280 000 260 000 240 000

Österreich Kyotoziel Isoquanten (68,8 Gt CO 2-Eq.)

1995

220 000

1990

200 000 0,2

0,22

0,24

0,26

0,28

0,3

0,32

0,34

0,36

0,38

0,4

THG Intensität ($ / kg CO2-Eq.) 2 600 000

2 400 000 2005 GDP, million $

2010 2 200 000 United Kingdom 2 000 000

UK 1990 Isoquanten (767,3 Gt CO 2-Eq.)

2000 1 800 000

UK Kyotoziel Isoquanten (679,3 Gt CO 2-Eq.)

1995 1 600 000 1990 1 400 000 0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

0,5

0,55

Abbildung 6.3 BIP vs. Kohlenstoffintensität, Pfadverläufe 1990 bis 2011 für Österreich (oben) und das Vereinigte Königreich (unten); Quelle: Verändert nach Mechler et al. (2010) Figure 6.3 Trajectories of GDP vs. carbon intensity 1990-2011 for Austria (upper panel) and the UK (lower panel); Source: modified from Mechler et al. (2010)

3 % / Jahr mit einer Halbierung der globalen Emissionen von CO2-Äquivalenten bis 2050 vereinbar sei. Dies würde für Industrieländer erfordern, ihre Gesamtemissionen um 80–95 % im Vergleich zu 1990 zu reduzieren (siehe etwa IPCC, 2007). Um diese Zielvorgaben alleine durch Energieeffizienzmaßnahmen zu erreichen, müsste die Energieeffizienz in Österreich jährlich um mehr als 3 % steigen. Bei stärkerem nationalem Wirtschaftswachstum im Bereich von 2 % / Jahr wären dann Effizienzsteigerungen von mehr als 5 % / Jahr nötig. Alternativ könnte allerdings ein Teil dieses Zieles auch durch die Dekarbonisierung der Primärenergie, etwa durch den Ausbau erneuerbarer Energien, erreicht werden. Insgesamt würden solche Annahmen von einer Verbesserung der Energieeffizienz im Bereich eines Faktors von 10 ausgehen, was selbst OptimistInnen als unrealistisch einschätzen (Hinterberger, 2009).

Insgesamt ist die Energieintensität der Österreichischen Wirtschaft in den vergangenen 20 Jahren um weniger als 1 % jährlich gesunken, wobei der Großteil dieses Rückgangs auf strukturelle Veränderungen zurückzuführen ist (siehe Abbildung 6.4), während das BIP im selben Zeitraum um mehr als die doppelte Rate wuchs. Langfristig sank die CO2-Intensität der Primärenergie (Tonnen CO2 / Terrajoule) im Zeitraum 1990 bis 2011 nur um etwa 0,4  % / Jahr, ebenso wenn nur die Periode 2000 bis 2011 berücksichtigt wird. Erst seit 2004 ist durch den Ausbau der regenerativen Energieträger eine Beschleunigung der Dekarbonisierung (auf  −1,2 % / Jahr für den Zeitraum 2004 bis 2011) zu beobachten. Insgesamt resultierte die Entwicklung seit 1990 aber in einem netto Wachstum des Energieverbrauchs und der damit verbundenen THG-Emissionen (Sorrell und Dimitriopolous, 2008; Madlener und Al-

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Average annual change

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

Energy Efficiency Market Report 2013, Executive Summary © OECD / IEA, 2013, Abb. ES.3, S. 19, Quelle: IEA indicators database 0,0 % -0,5 %

Abbildung 6.4 Jährliche Änderung der aggregierten Energieintensität in 15 IEA-Mitgliedsländern von 1990 bis 2010, zerlegt in die Komponenten Effizienzverbesserung und Struktureffekte. Quelle: International Energy Agency (2013)

-1,0 % -1,5 % -2,0 % -2,5 % -3,0 % Efficency effect

Structure effect

bott, 2011). Insgesamt betrachtet beschreitet Österreich weder einen entschiedenen Dekarbonisierungspfad, noch einen „Green Growth“ Pfad. Das simple Nachahmen von Politiken anderer Länder, wie z. B. UK wäre auch für den Klimaschutz nicht ausreichend.

6.2.3

Sozio-ökonomische Leistung und Wohlergehen messen

Für planerische und politische Entscheidungen und um sozio-ökologische Systeme in Richtung Nachhaltigkeit steuern zu können, ist es wichtig geeignete Indikatorsysteme zur Verfügung zu haben, die gesellschaftlichen Fortschritt und Wohlergehen messen. Einige Faktoren, die zur Lebensqualität beitragen, wie etwa Wohnbauaktivität, gesunde Ernährung, Gesundheitsversorgung, Bildung und Sicherheit korrelieren positiv mit dem BIP. Andererseits korrelieren auch dem Wohlergehen der Bevölkerung schadende Faktoren und Aktivitäten wie zunehmende Umweltschäden, soziale Auflösungsprozesse, mit BIP Steigerungen. Daher gibt es Bestrebungen internationaler Organisationen das BIP von der Weltbank durch weitere Maßzahlen zu ergänzen, die jene wirtschaftlichen, sozialen und Umweltumstände beschreiben, von denen das Wohlergehen der Bevölkerung eigentlich abhängt (EC, 2009). Der Human Development Index (HDI = Index für menschliche Entwicklung) der Vereinten Nationen ist ein alternativer Wohlstandsindikator für Staaten. Anders als der Ländervergleich der Weltbank berücksichtigt er nicht nur das Bruttonationaleinkommen pro Kopf, sondern ebenso die Lebenserwartung und den Bildungsgrad mit Hilfe der Anzahl an Schuljahren, die ein 25-Jähriger absolviert hat, sowie der voraussichtlichen Dauer der Ausbildung eines Kindes im Einschulungsalter. Der Happy Planet Index (HPI) wurde im Juli 2006 von der „New Economics Foundation“ in Zusammenarbeit mit „Friends of the Earth“ Großbritannien publiziert und ist ein Index der ein Maß für die ökologische Effizienz der Erzeugung

1036

AAR14

Figure 6.4 Annual changes of aggregated energy intensity of 15 IEA member countries from 1990 to 2010, contributions of efficiency improvements and structural effects. Source: International Energy Agency (2013)

von Zufriedenheit zu bilden versucht. Dazu werden Werte für Lebenszufriedenheit, Lebenserwartung und ökologischen Fußabdruck kombiniert. Im Gegensatz zu den vorherigen erwähnten zwei volkswirtschaftlichen Indizes bezieht der HPI das Kriterium der Nachhaltigkeit mit ein. Die OECD entwickelte den Better-Life-Index und brachte ein Kompendium zur Messung von Wohlfahrt heraus (OECD, 2011). Die Stiglitz-Sen-Fitoussi Kommission fasste die akademische Literatur zur Messung sozio-ökonomischer Leistung und Fortschritts zusammen und schlug bedeutungsreichere Indikatoren des sozialen Fortschritts und statistische Informationen dazu vor (Stiglitz et al., 2009). „Beyond GDP“ (oder später „GDP and Beyond“) heißt die Initiative der Europäischen Kommission. Die Enquete-Kommission „Wachstum, Wohlstand, Lebensqualität – Wege zu nachhaltigem Wirtschaften und gesellschaftlichem Fortschritt in der Sozialen Marktwirtschaft“ des deutschen Bundestags (2011 bis 2013) hinterfragte die Bedeutung von ökonomischem Wachstum für Wirtschaft und Gesellschaft, analysierte die Möglichkeiten und Grenzen einer Entkopplung von Wachstum, Ressourcenverbrauch und wirtschaftlichem Fortschritt und entwickelte einen holistischen Indikator für Wohlergehen und Fortschritt (NWI = Nationaler Wohlfahrtsindex), der jedoch vom BIP ausgehend berechnet wird. Die nationalen Statistikagenturen spielen in diesem Prozess eine bedeutende Rolle. Das britische ONS begann 2010 ein Arbeitsprogramm mit dem Titel „Measuring National Wellbeing“. Die Statistik Austria reorganisierte und veröffentliche relevante Datenreihen unter dem Titel „Wie geht’s Österreich?“. In Österreich wurde eine von einer großen Anzahl von Stakeholdern getragenen Initiative „Wachstum im Wandel“ initiiert und sie wird mit Veranstaltungen gepflegt (siehe Box 6.1).

Kapitel 6: Transformationspfade

AAR14

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Wachstum im Wandel ist eine Initiative des österreichischen Bundesministeriums für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft („Lebensministerium“), die 2008 als interaktiver Dialog initiiert wurde. Das Ministerium und ca. 20 politikrelevante Partnerorganisationen bearbeiten diverse Fragen (1) wie etwa tatsächlicher Wohlstand gestaltet sei; (2) wie ein Wirtschafts- und Finanzsystem gestaltet sein könnte, dass die ökologischen Rahmenbedingungen berücksichtigt; (3) wie alternative Entwicklungspfade, die sich auf Verbesserung der Lebensqualität konzentrieren, realisiert werden könnten; (4) welches Wachstum wir als Gesellschaft wollen? 2010 brachte eine Konferenz zum Thema „Wachstum im Wandel“ in Wien 600 TeilnehmerInnen aus 15 Ländern zusammen, um Themenbereiche wie das Finanzsystem, Wachstum und Ressourcenverbrauch, soziale Gerechtigkeit und Armut, regionale Aspekte und Konzepte der Lebensqualität, sowie Fragen der Wohlstandsmessung zu diskutieren. Ende 2012 fand die zweite internationale Konferenz zu dem Thema in Wien statt (Growth in Transition, 2012). Was Wachstum im Wandel einzigartig macht, ist die aktive Beteiligung verschiedener Ministerien an der Gestaltung. Die Frage, welche Art von Wachstum langfristig ökologisch und sozialverträglich ist, hat an Akzeptanz gewonnen. VertreterInnen des Bundeskanzleramts bestätigten den Erfolg des Bestrebens von „Wachstum im Wandel“, Nachhaltigkeitsfragen aus der Umweltecke herauszubringen und zu zeigen, dass Nachhaltigkeit eine Querschnittmaterie ist, das über Wirtschafts- und Finanzsysteme bis hin zu Sozial- und Arbeitsmarktpolitik viele Bereiche berührt (Trattnigg, 2012), siehe auch http://wachstumimwandel.at/

6.3 6.3

6.3.1

Visionen und Pfade Visions and pathways

Sektoren

Wie in Kapitel 3, Band 3 bereits im Detail dargelegt, wurde für Österreich eine Reihe von mittel- und langfristigen Szenarioanalysen durchgeführt, die sich anhand von unterschiedlichen Modellen und Methoden der Transformation in Richtung Klimaverträglichkeit widmen. Solche modellbasierten Studien sind nützlich um die Gesamtwirkung und Interaktion verschiedener Klimaschutzmaßnahmen besser beurteilen zu können und um abschätzen zu können, welche nationalen Emissionsreduktionen Österreich zum Einhalten des 2 °C Ziels beitragen könnte. In der Einleitung dieses Kapitels wurde dargelegt, dass um das globale 2 °C Ziel mit hoher Wahrscheinlichkeit zu erreichen, ein deutlicher Schritt in Richtung Dekarbonisierung der Wirtschaft bis Mitte des aktuellen Jahrhunderts nötig ist. Nur relativ wenige der im Folgenden dargestellten Szenarioanalysen erstrecken sich bis 2050. Bisher sind sie vor allem auf das Energiesystem im engeren Sinne beschränkt und modellieren oft nur CO2 aus fossilen Energieträgern, aber nicht das volle Kyoto-Portfolio an THG, inklusive z. B. der landnutzungsbezogenen Emissionen.

Insbesondere in der ökonomischen Analyse der Transformation der Energiesysteme bestehen in diesen Studien allerdings noch erhebliche Lücken. So bleiben bisher einige wichtige Fragen der Kosten-Nutzen Verteilung offen. Nur indirekt wird beschrieben wer die „GewinnerInnen“ und „VerliererInnen“ der Transformation sind, wo Besitzstände gewisser Interessengruppen gefährdet sind und dementsprechend mit Widerständen zu rechnen ist, bzw. welche Technologiezweige unter ernsthaften Klimaschutzbedingungen obsolet werden, sowie andererseits in welchen Bereichen/Regionen wesentliche Wachstumsbranchen liegen, bzw. welche politischen, sozialen und ökologischen Rahmenbedingungen zum effektiven und fairen Umbau des Wirtschaftssystems erforderlich sein werden. Für drei dieser Studien (Steicher et al., 2010; Christian et al., 2011; Bliem et al., 2011; vgl. auch Band 3, Kapitel 3) wurden in einer vergleichenden Übersicht die grundlegenden Eckpunkte, Szenario-Annahmen, sowie in einer tabellarischen Übersicht die zentralen Ergebnisse zusammengefasst. Insgesamt kann zu diesen Studien gesagt werden, dass sie allesamt bedeutende Möglichkeiten zur Reduktion des energetischen Endverbrauchs um etwa 50  % bis 2050 sehen (siehe Abbildung 6.5). Hohes Reduktionspotenzial wird beim Energiebedarf in Gebäuden gesehen, der derzeit 28 % des energetischen End-

1037

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

1 200 1000

PJ

800 600 400 200

2012 Mobilität

2050

2050

sonsge (Haushalte, Dienstleistung, etc.)

verbrauchs ausmacht (siehe auch Band 3, Kapitel 5). Allerdings ist dieser Verbrauchssektor nicht in allen Studien separat ausgewiesen, sondern wird teils nur aggregiert mit dem Dienstleistungssektor berichtet. Praktisch alle Szenarien gehen von ambitionierten Möglichkeiten zur Verbesserungen des thermischen Gebäudebestands aus (oft mehr als 3  % Sanierungsrate p. a.), sodass dieser bis 2050 praktisch durchwegs Passivhausstandard aufweist. Die relative Bedeutung von Elektrizität als Energieform nimmt in allen Szenarien weiterhin zu, in den meisten Szenarien (siehe Tabellen 6.3, 6.4 und 6.5), wird sogar mit einem absoluten Wachstum der Stromnachfrage gerechnet. Ein wesentlicher Treiber dieser Entwicklung ist der vermehrte Einsatz von Wärmepumpen zum Heizen, aber auch der Verkehrssektor, was einen deutlichen Strukturbruch gegenüber der historischen technischen Entwicklung der Antriebstechnik bedeutet. Mit der Elektrifizierung des Verkehrssektors sinkt wegen der höheren Umwandlungseffizienz durchwegs dessen Anteil am Gesamtverbrauch von derzeit über 32 % der Endenergienachfrage auf etwa 15–24 %. Im Industriesektor wird in den Studien davon ausgegangen, dass die Energieeffizienzpotenziale bereits weitgehend ausgenutzt sind und es wird weniger Spielraum für verbleibende Reduktionsmaßnahmen gesehen, wobei sich die Szenarien hinsichtlich zukünftiger Wachstumsaussichten dieses Sektors unterscheiden. Insgesamt nimmt dessen Bedeutung an der Energienachfrage durchwegs zu (von gegenwärtig 29  % auf 38–57  % der Endenergienachfrage in 2050. Auch hinsichtlich des Potenzials erneuerbarer Energiequellen sind die meisten Studien optimistisch, auch wenn sie die

1038

Bliem et.al "Energy[R]evoluon"

Streicher et al. "Energieautarkie Konstant"

Streicher et al. "Enerigieautarkie Wachstum"

Chrisan et al. "Zukun;sfähige Energieversorgung - Forciert"

Chrisan et. al. "Zukun;sfähige Energieversorgung - Pragmasch"

ÖSTAT

0

2050 Industrie

Abbildung 6.5 Vergleich des Energetischen Endverbrauchs nach Sektoren 2012 und 2050 in verschiedenen Szenarien. Quelle: Eigene Darstellung, basiert auf Steicher et al. (2010); Christian et al. (2011); Bliem et al. (2011) Figure 6.5 Comparsion of final energy use across sectors and different scenarios. Source: based on Steicher et al. (2010); Christian et al. (2011); Bliem et al. (2011)

zukünftigen Potenziale einzelner Technologien (insbesondere Biomasse) recht unterschiedlich bewerten. Sowohl die Stromerzeugung als auch die Wärmegewinnung aus erneuerbaren Quellen werden gegenwärtig von je einem Energieträger dominiert (Wasserkraft und feste Biomasse), deren Potenziale bereits weitgehend genutzt werden. Im Bereich Wasserkraft werden Ausbaumöglichkeiten vor allem bei Kleinwasserkraftwerken gesehen (siehe Band 3, Kapitel 2 und Band 3, Kapitel 3), wenngleich die negativen Auswirkungen auf Ökosystemdienstleistungen seit Jahrzehnten für Widerstand durch Umweltorganisationen sorgen. Bei der Biomassenutzung sind hohe Erwartungen vor allem an Biokraftstoffe der zweiten Generation geknüpft, bei denen nicht die Hauptfeldfrüchte (wie bei Raps oder Mais), sondern Erntenebenprodukte verwendet werden und so potentielle Nutzungskonflikte mit der Nahrungsmittelproduktion und Naturschutzzielen abgemildert werden. Darüber hinaus sind jedoch verschiedene alternative erneuerbare Energiequellen verfügbar, die durch rapide fortschreitende Technologieentwicklung zunehmend ökonomisch attraktiv werden. Erhebliche Zuwächse werden im Bereich Photovoltaik erwartet und auch der Windenergie werden rasch erschließbare und kosteneffiziente Potenziale zugeschrieben. Wegen des bereits hohen Anteils an Wasserkraft in Österreich und der Existenz zahlreicher Pumpspeicher ist die Herausforderung der Netzintegration fluktuierender Erzeuger in Österreich einfacher zu bewerkstelligen als in den Netzwerken der Nachbarländer, die auf große thermische Kraftwerke zur Bereitstellung von Grundlast optimiert sind. Die in Abbildung 6.5 zusammengefassten Ergebnisse der unterschiedlichen Szenarienanalysen sind insgesamt relativ

Kapitel 6: Transformationspfade

AAR14

optimistisch bezüglich der „Machbarkeit“ einer Transformation des Energiesystems zur Klimaverträglichkeit. Im folgenden Abschnitt werden darüber hinaus ergänzende relevante Unterschiede in den Modellierungsansätzen, Annahmen und Resultaten dargestellt, die zu einer differenzierten Betrachtung der Modellergebnisse beitragen sollten. So beschreibt Tabelle 6.1 vergleichend die Unterschiede in den Eckpunkten und Modellierungszielen der verschiedenen Studien. Zum Beispiel unterscheiden sich die Modelle etwa in den folgenden Kriterien: t
t


t


t


t


t


t


t


t


der möglichen Berücksichtigung von internationalem Transport und / oder „Kraftstoffexport im Tank“ den Definitionen der Sektoren (z. B. „Gebäude“ oder separat „private Haushalte“ und „Dienstleistungssektor“; „Industrie“ oder separat „Sachgüterproduktion“ und „Landwirtschaft“, sowie ob und wie detailliert der Energieumwandlungssektor dargestellt wurde) den zugrundeliegenden Annahmen der Ressourcenpotenziale für erneuerbare Energiequellen in Österreich, (technische-, ökonomische- und nachhaltige Potenziale, sowie wie diese voneinander abgegrenzt wurden, und ob diese statisch oder dynamisch betrachtet werden) den Annahmen der technologischen Entwicklung im Energiesektor, (z. B. Entwicklung von Elektromobilität, neuartigen Energiespeichern, flüssigen Kraftstoffen der zweiten Generation) den Annahmen zu Fortschritten der Prozesstechnologie und Energieeffizienz in verschiedenen Wirtschaftssektoren (z. B. Stahlerzeugung, Zellstoff und chemische Industrie), sowie der zukünftigen Nachfrage nach deren Produkten; ebenso wie Fortschritt in der Wärmedämmung im Gebäudebestand, etc. den Fragen der Kostenentwicklung konventioneller Energieträger (z. B. Öl, Gas), von Umwandlungstechnologien und insbesondere von erneuerbaren Technologien (z. B. Photovoltaik, Windenergie) Fragen der Begrenzung auf das Energiesystem im engeren Sinne. Sprich ob nur auf CO2-Emissionen, oder auch CO2Äquivalente Emissionen aus der Landnutzung und Industrieprozessen sowie der Abfallwirtschaft abgezielt wird Annahmen zur Dynamik grundliegender Treiber wie Bevölkerungs- und Wirtschaftsentwicklung, Marktintegration mit dem „Rest der Welt“ Fragen der Szenarien-Philosophie und „Storyline“, z. B. Ausmaß und Ernsthaftigkeit der Politikmaßnahmen, Verhaltensänderung und Wertewandel der Bevölkerung (z. B.

t
t


Ernährungspräferenzen, Mobilitätsbedarf ), Anstreben von nationaler Unabhängigkeit der Energieversorgung oder Ausweitung von Handel und europäische Netzintegration, Annahmen zu Emissionspreisen, denkbaren Strukturbrüchen Unterschieden im zugrundeliegenden Basisjahr Unterschieden in der Komplexität des simulierten Energiesystems (z. B. Anzahl an berücksichtigten Prozessen, Energieträgern, Umwandlungstechnologien, räumlichen und zeitlichen Auflösung)

Tabelle 6.2 fasst darüber hinaus vergleichend Unterschiede der Studien in wesentlichen Grundursachen (Treibern) der Energienachfrage zusammen. So geben zum Beispiel, Streicher et al., (2010) keine präzise Angaben über die BIP-Entwicklung, auch in Christian et al. (2011) sind keine detaillierten Angaben vorhanden, und in Bliem et al. (2011) wird nur in einem Szenario („Sharing Scenario“) angegeben, dass das Österreichische BIP um 34 % bis 2050 steigt. In den weiter unten folgenden Tabellen 6.3, 6.4 und 6.5 werden quantitative Ergebnisse der einzelnen Studien zusammengefasst und kurz kommentiert. Die Untersuchung von Streicher et al. (2010) unter dem Titel „Energieautarkie für Österreich 2050“ zielt vor allem auf die technische Möglichkeit einer völligen Versorgung mit heimischen Energiequellen bis 2050 ab. Wesentliche Eckpunkte dazu sind in Tabelle 6.1 zusammengefasst, Ergebnisse in Tabelle 6.3. Auf der Angebotsseite konzentriert sich die Studie auf Untersuchungen zu den technischen Potenzialen erneuerbarer Energieträger. Auf der Nachfrageseite, beschreibt sie zwei alternative Szenarien: (1) Wachstum der Nachfrage an Energiedienstleistungen um 40  %, und (2) konstante Nachfrage (allerdings in beiden Fällen unter der Annahme deutlicher Verbesserungen der Endnutzungseffizienz). Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass bis 2050 durch Effizienzsteigerungen die Endenergienachfrage im Gebäudebereich im Vergleich zu 2008 etwa um 50 %, reduziert werden könnte, jene für Mobilität um etwa 70 % und im Bereich der Industrieproduktion um etwa 35 % bis 2050. Diese Effizienzsteigerungen erhöhen allerdings in vielen Bereichen die Nachfrage nach Elektrizität als Energieträger, insbesondere im Verkehrssektor und zum Betrieb von Wärmepumpen in der Gebäudetechnik. Die Endenergienachfrage Österreichs insgesamt kann laut dieser Studie um 39 %, bzw. 53 %, reduziert werden, auf entweder 650 oder 500 PJ in 2050. Die Studie berücksichtigt, dass etwa im Bereich Wasserkraft und Biomasse ein großer Teil der bestehenden erneuerbaren Energiepotenziale bereits genutzt wird. In anderen Bereichen wird davon ausgegangen, dass techni-

1039

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

Tabelle 6.1 Eckpunkte in Studien von Streicher et al., 2010; Christian et al., 2011; Bliem et al. 2011 Table 6.1 Central assumptions in studies of Streicher et al., 2010; Christian et al., 2011; Bliem et al. 2011 Studie

]

q 

Szenarien: BAU, Referenz, Aktionen: produktions- und konsumseitige Bilanzierung gewählt?

Modellierte Indikatoren

Mobilität (Privat- / Güterverkehr)

Basisjahr 2008 (Endenergiebedarf: 1 100 PJ)

Gebäudebereich (Wohn- / Dienstleistungsgebäude)

Konstantszenario (Bedarf an Energie-DL und Mobilität (Personenverkehr: km / a, gesamte BWS der Industrie 2050 am Niveau Güterverkehr: tkm / a) des Basisjahres 2008)

Produktionsbereich (Industrie)

Wachstumsszenario (Wachstum der Energie- Gebäude (m2 konditionierter DL bzw. BWS der Industrie: bis 2050 Wohn-, Büro und Gewerbenutz+0,8 % p. a.; entspricht +40 % insgesamt) flächen) >> Entkopplung zw. Wachstum E-DL und WW.

Streicher et. al. (2010)

Ob und wie ist in Österreich vor dem Hintergrund des klimapolitischen Zieles einer Absenkung der THG-Emmissionen um 80–95 % (2°-Begrenzung) bis 2050 und der zunehmenden Verknappung bei fossilen Energieträgern Energieautarkie technisch machbar? Annahme: Ziele implizieren 100 %ige Versorgung Österreichs mit erneuerbaren Energieträgern.

Sektorenaufteilung

Effizienz-Wachstum (wie Wachstumsszenario mit erhöhter Effizienz) – nur für Verkehr und Gebäude berechnet.

Energiedienstleistungsbedarf je Sektor, soweit anwendbar (nicht für Produktion)

Produktion (Bruttowertschöpfung; Energiebedarfskategorien nach ÖNACE)

Christian et al. (2011)

Sowohl aufkommens- als auch verbrauchsseitge Bilanzierung (siehe Ergebnisse)

1040

Inwieweit, wie und unter welchen technischen Rahmenbedingungen kann die Energieversorgung Österreichs langfristig durch die dann ausschließlich verfügbaren erneuerbaren Energieträger gesichert und inwieweit können dabei Einschränkungen vermieden werden, eventuell sogar bei steigender Lebensqualität?

Mobilität (Personenverkehr / Güterverkehr)

Basisjahr 2005

Energiedienstleistungen (nach Energieträgern bzw. Nutzenergiekategorien je nach Anwendbarkeit), unterschiedliche Parameter für die 2 Szenarien (SP, SF) Mobilität, Verkehrsleistung (Wegzahl, -längen), spezifischer Verbrauch, Modal Split

Private Haushalte

Business as usual: Keine wesentlichen Ände- Haushaltsgeräte: Ausstattungsrungen der bisherigen Trends (Extrapolation) grad, mittlerer Verbrauch, Austauschrate, Heizwärmebedarf (kWh / m2 a) je Sanierungsgrad, Sanierungs-, Abriss-, Neubauraten

Kapitel 6: Transformationspfade

AAR14

Modellierte Technologien: Prozesstechnik in Industrie, Transport und "  Konservativ: nachfrageseitig nur schon 2008 bekannte Technologien einbezogen (angebotsseitig auch sehr wahrscheinliche); neue (verbrauchsärmere) Energietechnologien und Einsparungen durch Effizienzsteigerung ermöglichen höheres Potential der erneuerbaren Energieträger (bzw. niedrigeren Endenergiebedarf). Endenergiebedarf ergibt sich aus Effizienzerhöhung (=Energieeinsparung) und verbrauchsärmeren neuen Technologien. (Industrie-)Produktion: Effizienzverbesserung 1 % p. a. (lt. Vorgaben der Engergieeffizienzrichtlinie der EU) mit anschließender Substitution fossiller durch erneuerbare Energieträger. Endenergiebedarfsbereiche: elektrochemische Zwecke, mechanische Anwendungen, thermisch (Nieder-, Mittel-, Hochtemperatur für Prozesse und Beheizung) Energiekategorien: Fossile Kraftstoffe 2050 nicht mehr eingesetzt Verkehr: Beide Szenarien: spezifische Verbrauchswerte sinken (kWh / km), individuelle Mobilität trotzdem teurer. Flottenmix 2050 mit durchgehender Hybridisierung bei PKW mit VKM; Reduktion der Fahrzeuggröße, VKM-Antriebsleistung und Tempolimits. Elektro-PKW als Kleinwagen. Weitere Optimierung bei Nutzfahrzeugen, 100 %ige Elektrifizierung der Bahn. Reduktion der Verkehrsnachfrage um 10 % Verschiebung des Modal Split.

 q`

Energieflussdiagramm Fixe Parameter: Potentiale der Energieträger Endenergiebedarf der Sektoren Nutzungsgrad der Technologien Variable Parameter: ¨ Ausnutzungsgrad der Potentiale der EET ¨ Aufteilung der Stromerzeugung aus Wasser, Wind, PV und tiefer Geothermie (in direkte Nutzung bzw. Erzeugung von Gas und längerkettigen Kohlenwasserstoffen aus elektr. Energie und CO2 der Atmosphäre oder abgetrenntem CO2 aus Verbrennungsprozessen von Biomasse) ¨ Aufteilung der Biomasse in KWK, Nieder- u. Hochtemperaturwärme sowie Biofuels (Kraftstoffe u. Methan) ¨ Jew. Anteil d. versch. Endenergieträger für Sektoren

Gebäude: Umfassende thermische Sanierung (Rate mind. 3 % p. a.) Æ Rebound Effekt? Effizienzsteigerungen bei elektr. Geräten Veränderung des Nutzerverhaltens Energieträgermix Heizung/Warmwasser: ca. 50 % Wärmepumpen, max. 10 % Biomasse, keine fossilen Energieträger und kein Strom, 30–40 % Solarthermie Umwandlungsbereich: Wärme (aus Biomasse, Wärmepumpen aus oberflächennaher Umweltwärme und Strom, Solarthermie, tiefer Geothermie) Elektrizität (aus Biomasse über KWK, Wasserkraft, Wind, PV, tiefe Geothermie mit WKProzessen) Æ Relativ neue Technologien hervorgehoben: ¨ Bioethanol aus Biomasse ¨ 2nd generation fuels ¨ Kraftstoffe u. CH4 aus Elektrizität und CO2 Keine noch nicht bekannten bzw. konkret erwartbaren Techniken berücksichtigt.

SF: 100 % Elektromobilität

Haushaltsgeräte, Klimaanlagen, Raumheizung, Beleuchtung SP: Niedrigenergiehausstandard SF: Passivhausstandard Für Kategorie „Zukunftsgerät“ Verbrauch reserviert. Mögliche Rebound-Effekte abgebildet. Energiesparlampen 2020, LED 2050 (o. ä.)

Aufkommensseite: Backcasting (Ableitung notwendiger Schritte aus Vergleich Ist-Situation mit geplanter langfristiger Energiezukunft). ¨ Literaturrecherche, Experteninterviews, Workshops, Best-Practice Beispiele. ¨ Abschätzung der Bandbreiten von Potentialen erneuerbarer Energieträger (ökologisch und sozial verträglich). ¨ Energiedienstleistungen d. Basisjahres Modell unter Einbeziehung aller Aggregate der Gesamtenergiebilanz Æ Energieflussdiagramme für alle Szenarien Einteilung der Bilanzaggregate nach: ¨ Energieträgerklassen ¨ Sektoren (Verbrauch Sektor Energie, Energie Endverbr.) ¨ Für EEV 7 Nutzenergiekategorien ¨ Umwandlung: Art der Anlage Nachfrageseite: Bottom-Up-Modellierung, Orientierung an Nutzenergieanalyse, strukturelle Änderungen berücksichtigt

1041

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

]

q 

Christian et al. (2011)

Studie

Bliem et al. (2011)

Wie muss sich der Energieverbrauch der einzelnen Sektoren ändern, um im Jahr 2050 über 80 % des energetischen Endverbrauchs mittels erneuerbaren Energieträgern zu decken und gleichzeitig mehr als 90 % der CO2-Emissionen im Vergleich zu 2008 einzusparen?

1042

Sektorenaufteilung

AAR14

Szenarien: BAU, Referenz, Aktionen: produktions- und konsumseitige Bilanzierung gewählt?

Modellierte Indikatoren

Dienstleistungsbereich

Szenario Pragmatisch (SP) 2020, 2050 Bruch mit aktuellen Trends, Bewusstseinswandel Heute verfügbare Effizienzpotentiale nicht in vollem Umfang genutzt. Bevölkerungsvariante 1 (Zuwachs, Annahmen zu Altersverteilung, Siedlungsstruktur gleich wie in BV 2)

Beschäftigtenzahl, Sanierungs-, Neubau- (Heizwärmebedarf) und Abrissrate, Effizienzfaktor, Ausstattungs- und Austauschrate, Ladenöffnungszeiten, Fläche

Sachgüterproduktion

Szenario Forciert (SF) 2020,2050 Bruch mit aktuellen Trends, weitreichender Bewusstseinswandel (Bevölkerung, Politik, Verwaltung, …) Heute verfügbare Effizienzpotentiale zu 100 % genutzt. Bevölkerungsvariante 2

Wirkungsgrade, Produktpalette (produktionsbedingter Energieeinsatz)

Landwirtschaft

Sowohl aufkommens- als auch verbrauchsseitge Bilanzierung (siehe Ergebnisse)

k. A.

Basisjahr 2010

(Energieträgermix, Nutzenergiekategorien)

Private Haushalte

Annahmen zu Potentialen der EET basieren überwiegend auf Energy Economics Group (2008), tw. selbst modelliert.

Treiber u.a. Bevölkerungsentwicklung, Anzahl HH, Personen / HH, Ausstattungsgrad, energetischer Standard Gebäudehülle, … Heizenergiebedarf, Kochen, Warmwasser, Geräte, EDV, Raumkühlung, -wärme, Wärmepumpen, Solaranlagen

Dienstleistungen

Nachfrage: Übernahme geeigneter Szenarien aus jeweiligen Studien, überwiegend des Steering Szenario aus „Visionen 2050“, EA (2010)

Treiber u. a. wirtschaftl. Aktivität (Bruttowertschöpfung), Beschäftigung, Gebäudenutzung und -ausstattung

Produzierender Bereich

Sowohl aufkommens- als auch verbrauchsseitge Bilanzierung (siehe Ergebnisse)

Bruttowertschöpfung (Anteil der Sektoren), Energieintensität

Verkehr

Flottenanteil von reinen Elektro-FZ bzw. Plug-In Hybrid-FZ Attraktivität Infrastruktur Fuß+Rad, Schiene+ÖPNV: Reisegeschwindigkeit, Dichte Linien+Haltestellen, Fahrpreis ÖV, PKW-Geschwindigkeit, Kosten je FZ-km (Treibstoffe), Pkm, Tkm, Energieeffizienz (kWh /Pkm, kWh / Tkm)

Landwirtschaft

Produktionswert, Biobetriebe, Betriebsgröße, Flächen, Anteil Energiepflanzen, Dünge- und Pflanzenschutzmittel, Treibhausgasemissionen

AAR14

Modellierte Technologien: Prozesstechnik in Industrie, Transport und " 

Kapitel 6: Transformationspfade

 q`

Raumheizung, Warmwasser, Kochen, Klimaanlagen, Beleuchtung, EDV / Büroautomation, Dampferzeugung, Industrieöfen, Elektr. Groß- / Kleingeräte, Standmotoren

Raumheizung, Klima, WW, Damperzeugung, Industrieöfen, Standmotoren, Beleuchtung & EDV, elektrochem. Zwecke

(Schlechte Datenlage) Energetischer Endverbrauch konstant, nur Energiemix auf EET umgestellt Umwandlungsbereich: 2050 Kokerei durch Köhlerei ersetzt Bioraffinerie (Abschätzung schwierig) 2050 Öl durch EET ersetzt (Holzöl, Biogas, -masse)

Ausbau von Fernkältenetzen, Wärmepumpen Verbesserungen von energetischen Gebäudestandards und Energieeffizienz von Geräten

Literaturrecherche / Studien (national / international) Vorwiegend: Annahmen zu Endenergieverbrauch aus: „Visionen 2050“, Öst. Energieagentur (2010) Prognos und Öko-Institut e.V. (2009) Energy Technology Perspectives (IEA, 2010) Energy Economics Group (2008)

Potentiale für Energieeinsparungen: v. a. Gebäude: Fassaden, Dämmung, Kühlung, Belüftung, Verschattung, ... Sinkende Energieintensitäten für RW und RK, elektrische Geräte, Beleuchtung, EDV, Nutzung Umgebungswärme steigt stark Biomasse zur Wärmebereitstellung in der Industrie Strom ersetzt tw. durch neue Verfahren und Prozesse andere Energieträger (v. a. wegen Ölpreis) Potentiale für Energieeinsparungen: v. a. Wärme, Lüftung, Kühlung, Dampferzeugung, Beleuchtung, EDV, ... Elektrifizierung des Verkehrs, biogene Brennstoffe nur als Übergang bzw. im Schwerverkehr und für Flugzeuge Gütertransport: bevorzugt Bahn

Umwandlungsbereich: KEINE Abscheidung und Speicherung von CO2

1043

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

Tabelle 6.2 Annahmen zu Treibern in Studien von Streicher et al. (2010); Christian et al. (2011); Bliem et al. (2011) Table 6.2 Assumptions regarding drivers in studies from Streicher et al. (2010); Christian et al. (2011); Bliem et al. (2011) ! 

"ƒ

Transport

+0,3% p. a. bis 2050

 ??  ~ "?

(durch Rebound Effekt wegen gesunkener Heizkosten wieder aufgehoben)

Verlagerung des Modal Split (v. a. Richtung Schiene und Nicht-Motorisierter-Verkehr) Reduktion des Flottenverbrauchs Hohe Anteile an Elektrofahrzeugen im PKWVerkehr

Bevölkerungsvariante 1 (Szenario Pragmatisch): 2020 +5,7% / 2050 +15,7%

Bei HGT-Korrektur Querschnitt der Jahre 2001 bis 2006 herangezogen, weil dieser drei „kalte“ (2001, 2003, und 2005) und drei „warme“ Jahre (2002, 2004, 2006) enthält. Um einen allfälligen allgemeinen Verbrauchsanstieg zu berücksichtigen, wurden additive Korrekturterme eingefügt.

Bliem et al. (2011)

Christian et al. (2011)

Streicher et al. (2010)

Studie

Bevölkerungsvariante 2 (Szenario Forciert): ?? "@ | ?? "{ Berücksichtigung der Verteilung nach Gemeindegrößenklassen, Altersstruktur und Beschäftigungsarten Bevölkerungsprognose lt. Statistik Austria 2050: 9,5 Mio. Einwohner Stärkere Zunahme der Altersgruppen ›? ! "#

sche Innovationen zu einer Potenzialerweiterung führen, etwa in den Bereichen Solarthermie, tiefe Geothermie, Photovoltaik, Wärmepumpen (oberflächennah), und Windkraft. Insgesamt werden bis 2050 die technischen Potenziale bei über 800 PJ (507 PJ +84 TWh) angesetzt, von denen in den Szenarien über 80  % genutzt werden. Eine systematische Abgrenzung von technischen Potenzialen zu wirtschaftlich erschließbaren oder dann nachhaltig nutzbaren Anteilen erfolgt allerdings

1044

Steigende Verkehrsleistung im Öffentlicher Verkehr, Rückgang des Motorisierter Verkehr + Güterverkehr (v. a. Bahn) Biotreibstoffe im Flugverkehr Effizienzsteigerung konventioneller Antriebe und Umstieg auf neue Konzepte (Elektrifizierung des Verkehrs, Biokraftstoffe, Brennstofftechnologien) Nachhaltige Raumordnung und -entwicklung (auch Siedlungen, kurze Wege) Geändertes Mobiltiätsverhalten Hohe Ölpreise, Klimaabgabe auf fossile Treibstoffe

nicht. Während sich die Studie weitgehend auf die „Machbarkeit“ und technische Energiepotenziale konzentriert, weist sie gleichzeitig darauf hin, dass es politischer Willenserklärungen und ökonomischer Steuerungsmaßnahmen bedarf, um eine Transformation zur Klimastabilisierung zu erreichen, inklusive der nötigen Investitionen in Infrastrukturen (besonders im Bereich Mobilität, Netzausbau, Speicherung) und nicht zuletzt bezüglich der öffentlichen Akzeptanz.

Kapitel 6: Transformationspfade

AAR14

Landwirtschaftlich genutzte Flächen

H=ƒ

Ausbau Energiespeicherkapazitäten (für Österreich nur im Sommer) Pumpspeicherkraftwerke oder chemische Speicher; Regenerativ erzeugtes Methan; Smart Grids; Erneuerung Übertragungs- und Verteilnetze (dezentrale Stromerzeugung, neue Erzeugungsschwerpunikte) Import- / Exportsaldo über das Jahr Null (Annahme: Netto-Energieimport von grauer Energie in Gütern nimmt nicht weiter zu) Energie Preise: ¨ Anreiz zur Änderung des Nutzerverhaltens ¨ Falls sich Wirtschaftlichkeit von erneuerbaren Energieträgern nicht über Energiepreise reguliert, sollten Anreize geschaffen werden

Für Nahrungsmittelproduktion konstant Für Biomasse nur Überschussflächen genutzt

Konstantszenario: Wohnungsmangel Wachstumsszenario: Bedarf gedeckt

Bewusstseinsbildung Anreize schaffen (ordnungsrechtliche Vorgaben, finanzielle Attraktivität, Information)

Verbesserte Speichertechnik (Winterloch) Frage der Verwendung von Pumpspeicherkraftwerken (nationaler oder auch internationaler Ausgleich von Schwankungen) Importe / Exporte betrachtet

Konkurrenz zwischen Lebensmittelproduktion und energetischer Nutzung der Biomasse verschärft sich. Lösung dieses Problems stellen integrierte Systeme dar, in denen der Ertrag eines Feldes teils als Lebensmittel, teils auch als Energieträger dient.

Im Bereich der Wohngebäude wurden als maßgebliche Faktoren für den Energieverbrauch die thermische Sanierung, der Abriss und der Neubau betrachtet.

Ökologisierung des Steuersystems (Internalisierung externer Kosten) Verbindliche Ziele für Reduktion der THG, Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energieträger, Steigerung der Energieeffizienz Planungssicherheit für Unternehmen und Investoren schaffen Thermische Wohnraumsanierung European Trading System: Reduktion Emissionsobergrenzen; Aufnahme zusätzl. Sektoren und Emittenten; Vollständige Abschaffung der kostenlosen Zuteilung von Zertifikaten Ausweitung der Energieforschung

Smart Grids / Super Grids Dezentrale Energieerzeugung und Speicher Höhere Preise für fossile Energieträger Optimale Einspeisung von Erneuerbare Energieträger in Elektrizitätsnetze Deckung des gesamten Bedarfs an Elektrizität und Fernwärme aus Erneuerbare Energieträger Netzparität für PV-Elektrizität

Rückgang landwirtschaftlich genutzter Flächen Zunahme Energiepflanzenflächen Konkurrierende Nutzung bei Biomasse: Holz und Landflächen

Personen pro Haushalt sinkt auf 2,2 (2050) Wohnnutzfläche steigt auf 420 Mio. m2 (2050)

Politik

Energiewirtschaft

Ökonomische Instrumente (Energiepreise) Vorschriften Infrastrukturinvestitionen (Mobilität, Stromnetz, Energiespeicher) Energieforschung Verbot des Einsatzes fossiler Energieträger zur Beheizung Bewusstseinsbildende Maßnahmen

Auch Christian et al. (2011) untersuchten in einer Studie mit dem Titel „Zukunftsfähige Energieversorgung für Österreich“, ob das österreichische Energiesystem ausschließlich auf der Basis erneuerbarer Energiequellen funktionieren könnte. Die Studie untersuchte die Potenziale erneuerbarer Energieträger und führt detaillierte „bottom up“ Modellierungen der Energienachfrage durch. Auf der Nachfrageseite berücksichtigt die Studie auch induzierte Effekte eines Strukturwandels.

Wesentliche Eckpunkte sind in Tabelle 6.1, Ergebnisse in Tabelle 6.4. a und b zusammengefasst. Neben einem Referenzszenario entwarf die Studie zwei Szenarien mit zusätzlichen Maßnahmen: (1) „pragmatisch“ und (2) „forciert“. Die Studie kommt zu dem Ergebnis, dass bis zum Jahr 2050 die Endenergienachfrage von Privathaushalten im Vergleich zur Nachfrage 2005 um 46–73 % reduziert werden könnte, die des Dienstleistungssektors um 25–65  %, die aus dem produzierenden

1045

1046

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

Gewerbe (Industrie) um 10–14  % sowie die für Mobilität um 50–75 %. Insgesamt kommt die Studie zum Schluss, dass die Energienachfrage bis 2050 um 33 bzw. 56  %, reduziert werden kann. Während deutliche Ähnlichkeiten hinsichtlich der Ausrichtung der Studie von Streicher et al. (2010) bestehen, ist diese Untersuchung optimistischer bezüglich der Frage welchen Beitrag erneuerbare Energieträger leisten könnten. Im pragmatischen Szenario könnte bereits nahezu die gesamte Energienachfrage Österreichs durch erneuerbare Energieträger gedeckt werden, in dem Szenario „Forciert“ könnte darüber hinaus genug Energie durch erneuerbare Quellen erzeugt werden um sogar Überschüsse für den Export zu produzieren. Auch Bliem et al. (2011) zeigen in ihrer Studie „Energy [R] evolution 2050 – Der Weg zu einer sauberen Energie-Zukunft für Österreich“ klimafreundliche Entwicklungspfade bis 2050 auf, die zum überwiegenden Teil auf erneuerbaren Quellen beruhen (siehe Tabelle 6.5). Ihre Untersuchung beginnt mit einer detaillierten Beschreibung des aktuellen Energiesystems, basierend auf Voruntersuchungen von Energieangebot und -nachfrage von Haas et al. (2008) und Renner et al. (2010). Die Untersuchung identifiziert – im Vergleich zur Nachfrage 2010 – Einsparungsmöglichkeiten im Haushaltsbereich um 60 %, im Dienstleistungssektor um 28 %, in der Industrieproduktion im Ausmaß von 33 % und bei der Mobilität gar um 65  %. Insgesamt wird eine Reduktion der Endenergienachfrage im Bereich von 50  % bis 2050 (auf 543 PJ) für möglich gehalten, diese zu erreichen erfordert allerdings verbindliche regulatorische Ziele. Die Studie geht, im Gegensatz zu den beiden vorangehenden Arbeiten, auf übergeordnete und sektorspezifische Maßnahmen ein, z. B. Regulierung der Kohlenstoffemissionen, Förderung erneuerbarer Energiequellen, Steigerung der Energieeffizienz, ökologische Steuerreform, Ausweitung des Handels mit Emissionszertifikaten und vor allem geht sie auch auf Bemühungen um eine ressourceneffiziente Raumordnung ein. Außerdem wird in einem Anhang auf positiven Begleitnutzen der Transformation, wie z. B. positive Beschäftigungseffekte durch verstärkte Gebäudesanierung, eingegangen. Auch diese Studie ist bezüglich der Potenziale für Energie aus erneuerbaren Quellen durchaus optimistisch und sieht Potenziale von insgesamt über 700 PJ bis 2050. Lokal variiert die Verfügbarkeit erneuerbarer Potenziale allerdings erheblich (Stanzer et al., 2010) und regionalisierte, systematisch vergleichbare Bewertungen dieser Potenziale gehen bisher nicht über das Jahr 2020 hinaus. Szenarien zur Kostenentwicklung dieser Technologien, unter verschiedenen

Förderbedingungen und Tarifstrukturen, würden Planungsaufgaben erleichtern. Solche Studien sollten auch die Anforderung erneuerbarer Technologien an die Netzstruktur, potentielle Nutzungskonflikte und Nachhaltigkeitsgrenzen beachten. Auch Verbesserungen in der räumlichen und zeitlichen Analyse des aktuellen Energieverbrauchs (quantitative-, qualitative- und zeitliche Nachfragemuster) sind nötig, um Potenziale zur Systemintegration und weiterer Einsparungspotenziale besser identifizieren zu können. Darüber hinaus sind Infrastrukturdaten in besserer räumlicher Auflösung für die Ausarbeitung von langfristigen Szenarien der Klimawandelfolgen in Österreich (Strauss et al., 2010) und zur Planung von Maßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel notwendig. Wesentliche Herausforderungen sind dabei im Bereich des Landwirtschaftsektors und des Tourismus zu erwarten (siehe Band 3, Kapitel 4 und Strauss, 2012). Abschließend kann zu den Energiemodellen, mit denen die hier vorgestellten Szenario-Analysen durchgeführt wurden, gesagt werden, dass sie den Optionen zur Änderung der Energiebereitstellung mehr Aufmerksamkeit widmen, während eine wesentliche Herausforderung bestehen bleibt, nämlich die Analyse der Nachfrage und des Energieverbrauchs. Diese zu untersuchen würde es erfordern, eine ungleich größere Anzahl an Details bezüglich Technologien und AkteurInnen sowie institutionellen Arrangements zu berücksichtigen, sowie die Treiber der steigenden Energienachfrage zu analysieren. Solche Untersuchungen wären nötig, um die wesentlichen AkteurInnen, Maßnahmen, Barrieren, Risiken und Kosten der Transformation zu beschreiben. Weil mit dem Umbau zur Klimaverträglichkeit keineswegs nur Belastungen verbunden sind, sondern dabei auch bedeutende Wachstumsbranchen gegründet werden, besteht öffentliches und volkswirtschaftliches Interesse daran, die neu entstehenden Möglichkeiten und zu erwartenden Umverteilungsprozesse darzustellen. Dies ist auch erforderlich, um effektiv wirkende Märkte gestalten zu können und nicht zuletzt Handlungsspielräume zur internationalen Verhandlung des globalen 2 °C Ziels zu identifizieren. Um innerhalb der oben skizzierten Szenarien alternative Pfade zur Transformation in eine klimafreundliche und nachhaltige Gesellschaft zu erörtern, ist es außerdem erforderlich, die Auswirkung von globalen und regionalen Entwicklungsdynamiken zu berücksichtigen, die den weiteren Kontext für Entwicklungsoptionen in Österreich bilden und die in jenen Modellen nur unvollständig berücksichtigt werden. Bevor Handlungsmöglichkeiten einzelner AkteurInnen angesprochen werden, ist es im Sinne eines holistischen Ansatzes auch nötig, die Implikation der jeweils gewählten Bilanzrahmen der Klimaverantwortung zu spezifizieren, weil diese maßgeblich

AAR14

definieren, was als Handlungsspielraum und -wirkung der Klimaschutzmaßnahmen sichtbar wird. Als kleine, diversifizierte und wirtschaftlich offene Volkswirtschaft ist Österreich einer Vielzahl von internen und externen Dynamiken ausgesetzt, die bisher nur unvollständig als treibende Faktoren in Energie- und Emissionsmodellen abgebildet werden. Ein Beispiel dafür ist die rasch fortschreitende europäische und globale Marktintegration und Globalisierung, die bewirken, dass Prozessketten der verarbeitenden Industrien internationalisiert und komplexer werden, sowie die räumlichen Distanzen zwischen den Orten der Produktion und des Konsums von Gütern weiter zunehmen. Muñoz und Steininger (2010) zeigen beispielsweise, dass im Fall von Österreich bei der Produktion von Importgütern im Ausland mehr Emissionen anfallen als im Inland zur Produktion von Exporten entstehen (vgl. Band 3, Kapitel 5). Der österreichische Konsum induziert demnach im Ausland („upstream“ im Terminus von Lebenszyklusanalysen) netto etwa 38–44  % mehr Emissionen, als in den territorial und produktionsseitig orientierten UNFCCC-Bilanzrahmen für Österreich ausgewiesen sind, wobei dieser Trend zunimmt. Diese „grauen“ Emissionen werden stattdessen der Klimaverantwortlichkeit der Erzeugerländer zugerechnet, um Doppelzählungen auf der globalen Ebene zu vermeiden. Soweit diese Ursprungsländer der energie- und treibhausgasintensiven Produkte nicht im Rahmen von internationalen Verträgen zur Emissionsreduktion eingebunden sind, wird von „carbon leakage“, also dem „einsickern“ von emissionsintensiven Gütern in einen regulierten Markt gesprochen, was die Effizienz der Klimaschutzvereinbarungen unterwandert. Klimaschutzmaßnahmen müssen solche Zusammenhänge berücksichtigen, weil zu eng definierte Bilanzrahmen eine weitere Auslagerung von Emissionen anregen können und daher ihre Aufgabe, eine globale Reduktion von THG zu erreichen, verfehlen würden. Je räumlich detaillierter THG-Protokolle für offene ökonomische Systeme werden, etwa auf Ebene von Städten oder Gemeinden, desto bedeutender werden die potentiellen Verzerrungen die durch Vernachlässigung der im Güterhandel enthaltenen „grauen“ Emissionen entstehen. Im konkreten sollte die Kohlenstoffbilanzierung nach Produktionslogik durch Kohlenstoffbilanzierung nach Konsumlogik ergänzt (nicht ersetzt) werden; in der Zusammenschau der beiden Ansätze entsteht ein klareres Bild der Hebelpunkte für Klimapolitik (Ahmad and Wyckoff, 2003; Nakano et al., 2009; Steininger et al., 2014). Bei den meisten Energiemodellen (wie etwa MARKAL/ TIMES, MESSAGE, oder REMIND, vgl. Kriegler et al., 2014) werden die THG-Emissionen und ihre weiteren Umweltauswirkungen direkt am Entstehungsort bilanziert. Das

Kapitel 6: Transformationspfade

heißt, dass Verbrennungs- und Prozessbedingte Emissionen direkt am Ort der Produktion erfasst werden. Konsumorientierte Modelle, die methodisch meist auf mit Energie- und Emissionsbilanzen verknüpften ökonomischen Input-Output-Modellen basieren und oft in Form von angewandten Gleichgewichtsmodellen weiterentwickelt werden (Computable General Equilibrium, CGE), erfassen konzeptionell hingegen Emissionen der Prozesskette, und erlauben somit eine Bilanzierung der Emissionen für unterschiedliche Güter. Dieser Ansatz erlaubt somit auch die Quantifizierung der Emissionsauswirkungen von Handelsströmen inklusive der in den Vorleistungsketten von Konsumgütern anfallenden Emissionen (OECD, 2013). Dieser Ansatz ist näher an der Idee von Lebenszyklusstudien orientiert, die einem holistischen Ansatz folgen und ausgehend von funktionellen Kriterien sowohl „upstream“ als auch „downstream“ „von der Wiege bis zur Bahre“ (bzw. inklusive zwischengeschalteter Recyclingkreisläufe „cradle to cradle“) die gesamte Nutzung von Energie und Ressourcen für ein Produkt oder eine Dienstleistung bilanzieren, egal an welchem Ort dieser Welt sie stattfinden (siehe Abbildung 6.6). Ein Nachteil von CGE-Modellen ist hingegen ihre relative geringe technologische Auflösung, wodurch eine Abbildung des langfristigen Strukturwandels nur begrenzt möglich ist. Im Sinne der zwischen ErzeugerInnen und VerbraucherInnen zu teilenden Emissionsverantwortung sind diese unterschiedlichen Modellansätze komplementäre, einander ergänzende Betrachtungen. Eng verbunden mit Entwicklungen der Industrieproduktion und der Globalisierung des Handels ist der Transportsektor. Internationale Transportemissionen (z. B. durch Frachtschiffe und internationalen Luftverkehr) sind Bestandteile der oben erwähnten „grauen Emissionen“. Da sie vorwiegend auf internationalem Gebiet (z. B. auf hoher See) anfallen, werden sie keiner Nation direkt zugeordnet. Sie verdoppelten sich auf globaler Ebene zwischen 1990 und 2010 nahezu und umfassten 2010 etwa 1 100 Mt CO2, was 4 % der CO2-Emissionen aus fossilen Energiequellen entspricht. In einer Rangfolge nationaler Emissionsmengen wäre das der 6. Platz, etwas weniger als die Emissionen Japans (1 143 Mt CO2), aber mehr als jene Deutschlands (762 Mt, vgl. International Energy Agency, 2012). Die Emissionen aus internationalen Bunkertreibstoffen werden laut UNFCCC Richtlinien zwar erfasst, sie sind aber bisher keinen Reduktionszielen unterworfen. Die EU befindet sich zwar mit ihren internationalen Haupthandelspartnern in Gesprächen mit dem Ziel diese Emissionen zu regulieren, aber die Diskussionen verlaufen zäh und eine Einigung dazu scheint nicht in Sicht. In Österreich stieg z. B. die Verkehrsleistung der Flughäfen von 7,7 Mio. PassagierInnen und 80 000 t

1047

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

Tabelle 6.3 Zentrale Ergebnisse in Streicher et al. (2010) Table 6.3 Key results Streicher et al. (2010) Beantwortung der Fragestellung

Erneuerbare Energieträger

Basisjahr (2008)

Konstantszenario (2050)

Wachstumsszenario (2050)

Endenergieträger

Basisjahr (2008)

Konstantszenario (2050)

Mobilität Energieautarkie für Ö 2050 ist machbar, wenn unter den Technologieannahmen die Nachfrage nach Energie-DL höchstens im angenommenen Ausmaß wächst. Der Spielraum zur 100 %igen Versorgung aus erneuerbaren Energieträgern ist gering (d. h. Bedarf an Energiedienstleistungen darf max. 0,8 % p.a. steigen, sonst muss Effizienz stärker erhöht werden).

Energiebereitstellung in PJ / a bzw. TWh / a

Biomasse

Endenergiebedarf in PJ / a (Veränderung 2008–2050 in %)

216 PJ

244 PJ

293

38 TWh

45 TWh

ca. 50 TWh

Windkraft

?

13 TWh (> 5x)

> 14 TWh

Photovoltaik

?

16 TWh (> 5x)

ca. 20 TWh

Solarthermie

?

(> 10x)

Wärmepumpen (oberflächenn. Geoth.)

?

Tiefe Geothermie

?

Wasserkraft

Elektrizität

7

30

für Heizen und WW

.

.

für Kühlen u. E-Geräte

.

.

für WP (Wärme)

.

.

75 PJ

Umgebungswärme (WP)

.

.

(> 8x)

68 PJ

Solarthermie

.

.

?

71 PJ

Biomasse und Wärmenetze

.

.

Wärme HT elektrisch

.

.

Wärme HT CH4 aus CO2

.

.

Wärme HT Biomasse

.

.

Wärme HT fossil

.

.

Wärme NT (inkl. Beheizung)

.

.

288

38

.

.

(Erd-)Gas

10

17

Insgesamt

ca. 300

ca. 90 "?

Kraftstoffe Erdöl

Notwendig: Sehr hohe Effizienzsteigerungen, Absenken des derzeitigen Wachstums der Nachfrage nach Energiedienstleistungen, drastische Umstellung der Anwendungstechnologien. Endenergiebedarf 2050 reduziert sich um > 50 % (KS) auf knapp 500 PJ bzw. knapp 40 % auf ca 640 PJ (WS).

Frachtumschlag im Jahr 1990 auf 24,5 Mio. PassagierInnen und 246 000 t Fracht im Jahr 2010 (ÖSTAT, 2011). Die sich daraus ergebenden Emissionen sind in nationalen Emissionsszenarien oder Klimaschutzstrategien oft nur teilweise oder gar nicht berücksichtigt. Umfassende Strategien zur Transformation in eine klimafreundliche Gesellschaft müssen allerdings auch diese Herausforderung adressieren. Auch der wachsende internationale Güterverkehr auf den Straßen stellt nach wie vor erhebliche Herausforderungen an die Bilanzierung der Emissionsverantwortung und an die Diskussion über möglicherweise effektive Regulierungsmechanismen. Wie in Band 3, Kapitel 3 und Band 2, Kapitel 1 berichtet, bestehen erhebliche Diskrepanzen zwischen den im Inland

1048

verkauften Kraftstoffmengen und dem anhand von Verkehrszählungen und Aktivitätsmodellen berechneten Kraftstoffverbrauch des Transports auf Österreichs Straßen. So wurden im Jahr 2003 schätzungsweise 28 % des in Österreich verkauften Kraftstoffs nicht auf inländischen Straßen verfahren (BMLFUW, 2007), allerdings muss hier angemerkt werden, dass diese Schätzungen beträchtliche Unsicherheiten aufweisen. Die Emissionsverantwortung dieser Fahrten fällt gemäß dem UNFCCC-Bilanzrahmen an dem Ort des Kraftstoffhandels, Österreich an und sie waren damit ein wesentlicher Grund für die Emissionszunahmen im Transportsektor seit 1990. Vielfach wird für diesen Vorgang der Begriff des „Tanktourismus“ verwendet (richtig wäre „Kraftstoffexport im Tank“),

Kapitel 6: Transformationspfade

AAR14

Wachstumszenario (2050)

Basisjahr (2008)

Mobilität

Konstantszenario (2050)

Wachstumsszenario (2050)

Basisjahr (2008)

Gebäude

Konstantszenario (2050)

Wachstumsszenario (2050)

Basisjahr (2008)

Industrie

Konstantszenario (2050)

Wachstumsszenario (2050)

Insgesamt

Endenergiebedarf in PJ / a (Veränderung 2008–2050 in %)

ca. 200

L ca. 190

K ca. 250

ca. 120

LL ca. 40

LL ca. 40

86

ca. 220

L ca. 190

J ca. 220

0

ca. 380

LLL ca. 40

LLL ca. 40

ca. 90

LL ca. 40

LL ca. 50

ca. 1100

ca. 500 "— 

ca. 650 "— 

43

96

73

89

99

59

89

.

27

0

0

.

.

.

.

69

57

66

.

.

.

.

wenig

16

23

.

.

.

.

wenig

49

68

.

.

.

.

wenig

49

69

.

.

.

.

157

39

13

.

.

.

.

.

.

.

0

25

25

.

.

.

.

0

22

46

.

.

.

.

7

38

58

.

.

.

.

123

0

0

.

.

.

.

65

57

18

0

40

.

.

.

.

82

0

0

15

86

0

0

" | —

ca. 430

ca. 210

ca. 240

ca. 300

der nahelegt dass dieser Effekt weitgehend extern induziert wäre, z. B. hervorgerufen durch die hohe Zahl an TransitfahrerInnen, die in Österreich tanken. Dieses Verhalten würde wegen der in Österreich im EU-Vergleich besonders niedrigen Mineralölsteuer auch naheliegen. Die durch preisinduzierten Kraftstoffimport im Tank jährlich lukrierten Einnahmen an Mineralölsteuern liegen in einer ähnlichen Größenordnung wie die innerhalb der gesamten ersten Kyoto-Periode von Österreich nötigen Zukäufe an international gehandelten Emissionszertifikaten (500–600 Mio. €). Hier bestehen also fiskalpolitische Interessen, die österreichischen Klimaschutzzielen entgegenwirken. Die leichten Erhöhungen der Mineralölsteuer 2007 um 0,03 € / l bei Benzin und 0,05 € / l bei

ca. 195 "— 

ca. 295 "— 

Diesel, sowie im Jänner 2011 von 0,04 € / l für Benzin und 0,05 € / l für Diesel reichten nicht aus, um in diesem Bereich eine wesentliche lenkende Verhaltensänderung herbeizuführen und es bestehen nach wie vor erhebliche Preisdifferenzen (−0,24 € / l Benzin, −0,05 € / l Diesel im Vergleich zu Deutschland, −0,30 € / l Benzin, −0,31 € / l Diesel im Vergleich zu Italien (ARBÖ, 2013). Darüber hinaus herrscht noch Unklarheit über den genauen Beitrag ausländischer Fahrzeuge an den Mineralölkäufen (BMLFUW, 2004; International Energy Agency and Organisation for Economic Co-operation and Development, 2008). So nahm insgesamt das Außenhandelsvolumen (Importe und Exporte) Österreichs seit 1990, nicht zuletzt als Folge des EU-

1049

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

Tabelle 6.4a Zentrale Ergebnisse Christian et al. (2011) Table 6.4a Key results Christian et al. (2011) Beantwortung der Fragestellung

Energieträger

Basisjahr (2005)

Szenario Pragmatisch 2020

2050**

Szenario Forciert 2050 Importe fossil

2020

2050

Energiebereitstellung in PJ/a (Bruttoinlandsverbrauch)* Im Szenario Forciert 2050 ist Autarkie prinzipiell möglich, es bleibt aber ein „Winterloch“, das mit besserer Speichertechnik u/o Importe ausgegliche werden muss. Szenario Pragmatisch: evtl. 20 bis 30 Jahre später.

Öl

573

305

0

85

214

0

Kohle

166

135

0

91

133

0

Gas

326

305

0

16

259

0

1

90

290

220

90

186

151

161

295

185

146

212

2

38

30

10

25

0

56

15

"@

"

6

"?

Biogas Biomasse fest Biomasse flüssig Strom Wasserkraft

129

144

152

152

144

152

Windkraft

5

26

61

61

26

61

Photovoltaik

0

9

95

95

9

95

Geothermie

0

0

8

8

0

8

industrielle Abwärme

0

4

6

6

4

6

Solarthermie

5

27

32

32

23

18

Wärmepumpen

5

25

28

28

22

20

1 419

1 283

973

959

1 100

706

Insgesamt * Auch Angaben zu Aufbringung, Importen, Exporten ** Importalternative für Biogas und Biomasse (sehr hoch)

Beitritts 1995, um rund 200 % zu (von etwa 100 Mrd. US$ 1990 auf 352 Mrd. US$ im Jahr 2011). Heimische Frächter legen in Folge auch deutlich größere Strecken im Ausland zurück, ohne notwendigerweise dort tanken zu müssen, da moderne Lastkraftwagen über eine Autonomie weit über 1 000 km verfügen. Im Ausland zu tanken wäre wegen der deutlich niedrigeren österreichischen Mineralölsteuer auch unökonomisch. Sollten diese Fahrten tatsächlich einen relevanten Anteil am Kraftstoffexport im Tank haben, wäre es unwahrscheinlich dass die damit verbundenen Emissionen sich durch eine Erhöhung der Mineralölsteuer reduzieren lassen. Diese Maßnahme wird in der nationalen Klimaschutzstrategie aber nach wie vor als wesentliche Handlungsoption im Verkehrssektor dargestellt. Auch das individuelle Mobilitätsverhalten innerhalb von Österreich ändert sich zunehmend in Richtung häufigere und längere Wegstrecken im Alltag. Während aus strukturschwachen Regionen wie dem Waldviertel oder inneralpinen Raum nach wie vor Bevölkerung abwandert, findet insbesondere in Ballungsräumen und im Umland der Großstädte eine unre-

1050

gulierte und kaum an öffentlichen Nahverkehr angebundene Suburbanisierung statt. Entsprechend wächst im österreichischen Durchschnitt insbesondere der PKW-Verkehr. So nahm die Zahl der PKWs seit 1990 um 53 % zu, auf etwa 4,6 Mio. im Jahr 2012. Potentiell bedeutende Entwicklungen in der Informationstechnologie wie „online shopping“ oder virtueller Behördenzugang via Internet, die das Potenzial hätten, Wege einzusparen, haben diesen Trend zu höherem Mobilitätsbedarf bisher nicht ändern können. Insbesondere im Bereich der Telearbeit, wo Erwerbstätige teilweise vom Wohnort ihre Arbeit verrichten und auf diese Weise Pendlerfahrten vermeiden, scheinen erhebliche institutionelle Barrieren entgegenzustehen, die einer effektiven Nutzung des klimaschonenden Potenzials dieser Technologie entgegenwirken. Mobilitätsvermeidung durch Verbesserungen des Zugangs zu Tätigkeiten und Handlungsmöglichkeiten vor Ort sollte Priorität haben und Angebote hochqualitativen öffentlichen Nahverkehrs, sowie nichtmotorisierte Erreichbarkeit in Ballungsräumen müssen dies ergänzen.

Kapitel 6: Transformationspfade

AAR14

Tabelle 6.4b Zentrale Ergebnisse Christian et al. (2011) Table 6.4b Key results Christian et al. (2011) Sektor* Mobilität Nutzenergiekategorie

Basisjahr (2005)

.•"  Basisjahr (2005)

Dienstleistungsbereich

Szenario Pragmatisch

Szenario Forciert

2020

2050

2020

2050

341

287

170

190

69

0

0

0

0

0

Raumwärme

0

0

0

0

0

199

156

88

128

Beleuchtung

0

0

0

0

0

7

6

6

4

Elektrochemische Zwecke

0

0

0

0

0

0

0

0

Dampferzeugung

0

0

0

0

0

0

0

Industrieöfen (inkl. Warmwasser)

0

0

0

0

0

39

Standmotoren

0

0

0

0

0

341

287

170

190

69

Szenario Pragmatisch

Szenario Forciert

2020

2020

Basisjahr (2005)

Szenario Pragmatisch

Szenario Forciert

2020

2050

2020

2050

0

0

0

0

0

27

84

77

48

66

17

2

14

8

6

6

4

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

4

4

4

3

3

39

32

32

23

22

23

23

19

16

28

21

21

14

10

13

16

20

10

8

273

222

147

177

62

136

127

102

104

47

2050

2050

Endenergiebedarf in PJ/a Traktion

Insgesamt

Sektor* Sachgüterproduktion Nutzenergiekategorie

Basisjahr (2005)

Landwirtschaft

Szenario Pragmatisch

Szenario Forciert

2020

2020

2050

Basisjahr (2005)

2050

Insgesamt

Szenario Pragmatisch

Szenario Forciert

2020

2020

2050

Basisjahr (2005)

2050

Szenario Pragmatisch

Szenario Forciert

2020

2050

2020

2050

Endenergiebedarf in PJ/a Traktion

0

0

0

0

0

10

10

10

10

10

351

297

180

200

79

Raumwärme

26

26

26

25

24

9

9

9

9

9

318

268

170

227

77

Beleuchtung

11

4

2

3

2

1

1

1

1

1

33

18

16

13

9

Elektrochemische Zwecke

2

2

2

2

1

0

0

0

0

0

2

2

2

2

1

Dampferzeugung

75

72

71

70

69

0

0

0

0

0

79

76

76

74

72

Industrieöfen (inkl. Warmwasser)

86

82

80

79

74

2

2

2

2

2

149

147

137

132

115

Standmotoren

112

108

100

105

98

3

3

3

3

3

155

147

144

131

118

Insgesamt

311

294

280

284

268

24

24

24

24

24

1 085

954

723

779

471

Das Verständnis von Änderungen der Bevölkerungs- und Haushaltsstrukturen, deren mögliche Lenkbarkeit durch Politikmaßnahmen und letztendliche Klimawirkung sind wesentliche Herausforderungen langfristiger Szenarien. So nimmt das Durchschnittsalter der österreichischen Bevölkerung nach wie vor kontinuierlich zu, während die Zahl an Personen pro Haushalt sinkt. Die UN-Projektionen für die Gesamtbevölkerung Österreichs bis 2100, einem Zeitpunkt zu dem viele Komponenten derzeit gebauter Infrastruktur noch existieren werden, zeigen z. B. eine Spannweite von 6,2 bis 14,2 Mio. EinwohnerInnen. In der zugegebener Weise unwahrscheinli-

chen UN-Szenarien-Variante „No change, constant fertility and mortality, zero migration“ („kein Wandel, konstante Geburtenhäufigkeit und Sterbewahrscheinlichkeit, keine Migration)“ sinkt die Bevölkerung bis 2100 gar auf 3,4 Mio. Für die Rentabilität und Effektivität von potentiell klimafreundlicher Infrastruktur wie Fernwärmenetze, Hochgeschwindigkeitszüge oder öffentlichem Nahverkehr ist die langfristige Auslastung bedeutend und insbesondere das Phänomen „schrumpfender Städte“, die einen Rückbau existierender Infrastruktur in Zeiten sinkender Steuereinnahmen durchführen müssen, verdient daher größere Aufmerksamkeit.

1051

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

Tabelle 6.5 Zentrale Ergebnisse Bliem et al. (2011) Table 6.5 Key results Bliem et al. (2011) Sektor Verkehr (exkl. Flug)*

Beantwortung der Fragestellung

Das vorhandene Potential an erneuerbaren Energieträgern reicht aus, um das Wirtschaftssystem nachhaltig zu gestalten. Drastische Einsparungen und Strukturbrüche sind aber notwendig.

Erneuerbare Energieträger

Basisjahr (2010)

2020

2050

Endenergieträger

Energiebereitstellung in PJ / a (POTENTIALE) Wasserkraft

ca. 155

ca. 160

Photovoltaik

-

ca. 10

Windenergie

ca. 7

ca. 10

Solarthermie

ca. 5

ca. 10

Wärmepumpen

ca. 5

ca. 20

sehr wenig

Brennholz Biogene Brenn- und Treibstoffe Brennbare Abfälle Insgesamt (Schätzung)

2020

Endenergiebedarf in PJ / a (Veränderung 2008–2050 in %)

ca. 140

Geothermie

Basisjahr (2010)

Umgebungswärme

.

.

79

Biogene Brennstoffe

.

µ

25

Fernwärme

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ca. 50

Elektrische Energie

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ca. 40

Abfall

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max. 5

ca. 20

Fossil-gasförmig

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ca. 65

ca. 80

ca. 100

Fossil-flüssig

.

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ca. 140

ca. 150

ca. 200

Fossil-fest

.

.

ca. 28

ca. 35

ca. 40

390

475

714

Insgesamt

ca. 330

ca. 295

Flugverkehr

ca. 28

ca. 32

davon: Biogene Brennstoffe

0

geringer Anteil

Ergebnisse für 2050: Energieverbrauch wird (entgegen aktueller Trends) sinken Effizienterer Einsatz von Energie entlang der gesamten Wertschöpfungskette Einführung neuer Technologien (z. B. Elektrifizierung des Verkehrs) Optimale Ausschöpfung der Energieeffizeinzpotentiale notwendig Gesamter Bedarf an Elektrizität und Fernwärme aus EET

Im Bereich der Sozialversicherungs- und Familienpolitik werden vielfältige Maßnahmen diskutiert um den allgemeinen Herausforderungen demografischen Wandels zu begegnen. Deren Implikation auf zukünftigen Energiebedarf und THGEmissionen wird in bisherigen Modellen allerdings selten hergestellt.

6.3.2

AkteurInnen

Haushalte In diesem Abschnitt werden drei Studien vorgestellt, die sich wesentlich mit der Bedeutung von Haushalten als mögliche Akteure im Klimaschutz beschäftigen. Darunter sind zwei Studien, bei denen das WIFO maßgeblich beteiligt war, sowie eine Untersuchung, die vom SERI geleitet wurde, die unter

1052

anderem die sozialen Verteilungseffekte von klimapolitischen Maßnahmen adressiert. Lebensstile können als empirische Umsetzungen der Wertvorstellungen und Präferenzen eines Haushalts beschrieben werden. Neben der rein ökonomischen Wirkung (z. B. die Veränderung der Konsumausgaben, der Rolle des und die Wirkung auf das verfügbare Einkommen und Vermögen) oder ihrer sozialen Wirkung können Lebensstile auch hinsichtlich ihrer Umweltwirkung analysiert werden. Das WIFO untersuchte im Rahmen des vom BMWF geförderten „ProVision“ Programms die von Statistik Austria erhobenen Konsumdaten, um die Auswirkung von Haushaltsentscheidungen auf globale CO2-Emissionen zu ermitteln. Auf dieser Grundlage wurden außerdem Abschätzungen der möglicherweise durch Verhaltensänderungen erzielbaren Emissionsminderungen getroffen.

Kapitel 6: Transformationspfade

AAR14

Sektor Verkehr (exkl. Flug)*

Private Haushalte**

2050

Basisjahr (2010)

2020

Dienstleistungen**

2050

Basisjahr (2010)

Produzierender Bereich***

Landwirtschaft

Insgesamt (Schätzung)

2020

2050

Basisjahr (2010)

2020

2050

Basisjahr (2010)

2020

2050

Basisjahr (2010)

2020

2050

Endenergiebedarf in PJ / a (Veränderung 2008–2050 in %)

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µ

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ca. 105

ca. 260

ca. 240

105

ca. 108

ca. 105

< 80

ca. 309

ca. 254

207

22

ca. 22

21

1 057

947

543

ca. 25 23

Restbestand fossiler ET in Industrie (v. a. Stahl, Aluminium, Zement) ³ ab 2020 deutliche Entkoppelung von Wirtschaftswachstum und Energieverbrauch ³ Endenergieverbrauch Österreichs von 1 060 PJ (2010) auf 540 PJ (2050) Auch Entwicklung der CO2-Emissionen bis 2050 dargestellt!! ³ mehr als 90 % der CO2-Emissionen können im Vergleich zu 2008 eingespart werden (auf 6,4 Mio. t)

Dazu wurde ein erweitertes Input-Output-Modell verwendet, das monetäre Zeitreihendaten über den privaten Konsum nutzt und diese mit Energieverbrauch und THG-Emissionen in Verbindung setzt. Die Summe der vorherrschenden Konsummuster bildet (gemeinsam mit öffentlichem Konsum, Bruttoinvestition und Güterausfuhr) einen wesentlichen Bestandteil der (monetären) Endnachfrage. Sie kann als kausaler Verursacher aller Vorleistungsverflechtungen in der Industrieproduktion und des gesamten Vertriebs und Handels angesehen werden. Die so abgebildete Emissionsverantwortung des Haushaltssektors ist wesentlich umfassender als in den im vorigen Abschnitt diskutierten Energiemodellen (wo als Emission von Haushalten vorwiegend nur der direkte Energieverbrauch in Wohngebäuden abgebildet wurde). Hier werden etwa die Vorleistungen aller Güter und Dienstleistungen berücksichtigt, die Haushalte konsumieren, so z. B. auch die von

* lt. Prognose und Öko-Institut e.V. ** lt. Steering Szenario *** lt. Prognose und Öko-Institut e.V. sowie Prognose, EWI und GWS

Privathaushalten an Tankstellen bezogenen Kraftstoffe oder allgemeine Dienstleistungen wie z. B. heimisch nachgefragter Tourismus. Das Input-Output-Modell ermöglicht außerdem nicht nur die direkten, in Österreich anfallenden CO2-Emissionen abzuschätzen, sondern auch – soweit die schwierig zu erhaltende Kohlenstoffintensität der Importe nach Herkunftsland bekannt ist – entlang der gesamten Wertschöpfungskette (dem Lebenszyklus der Produkte und Dienstleistungen folgend), jene indirekten „grauen“, durch Konsum von aus dem Ausland importierten Vorleistungen und Produkten induzierten Emissionen annähernd zu quantifizieren. Dabei kann man jedoch eine Einheit „importierter“ Emissionen (also: eingebettet in eingeführte Güter) nicht einfach mit einem Ausstoß einer Einheit von Emissionen in die Atmosphäre gleichsetzen (Peters und Hertwich, 2008; Lindner et al., 2013; Jakob et al., 2014; Steininger et al., 2014).

1053

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

Exporte

Veränder -ung von Umwelt und Gesellschaft

Produktion im Ausland

Internationaler Transport

Produktion im Inland

Transport im Inland

Konsum

Abfall

Exportierter Abfall

1. Interne Umweltwirkung (direkt, territorial) 2. Externe (transportbezogene) Umweltwirkung 3. indirekte Umweltwirkung (embodied impacts) 4. Induzierte Umweltwirkung Abbildung 6.6 Einbettung der territorial- und produktionsseitigen Bilanzierung nach UNFCCC (1), die sich auf direkte Emissionsverantwortung konzentriert, bzw. in alternative, anhand von Lebenszyklusanalysen definierte Bilanzrahmen (2–4), die ergänzend auch indirekte, konsumbezogene Emissionsverantwortungen berücksichtigen; Quelle: Modifiziert nach WWF UK (2006) Figure 6.6 Contextualization of the territorial and production oriented scope definition of UNFCCC (1) which focuses on responsibility for direct emissions, or with alternative definitions (2–4) which include indirect, consumption oriented scope definitions; Source: modified from WWF UK (2006)

Das Haushaltsmodell verwendet als wesentliche Faktoren für die Nachfragestruktur vorherrschende Haushaltsausgaben, Preisinformationen, Einkommen und andere sozioökonomische Komponenten. Lebensstile und Konsumpräferenzen wurden in dem ProVision Projekt mit statistischen Methoden durch den Ausschluss des Beitrags anderer Variablen als Residualwert ermittelt. Die Analyse zeigt, dass zusätzlich zu den durch den Konsum privater Haushalte im Inland direkt verursachten Emissionen von jährlich 19,6 Mt CO2 (z. B. Raumwärmebereitstellung, Nutzung von Privatautos) weitere 16,7 Mt durch die private Nachfrage von inländische Industriegütern verursacht wird, sowie 17,4 Mt im Ausland aufgrund der von Privathaushalten nachgefragten Importe. Insgesamt umfasst die Emissionsverantwortung der Haushalte etwa 70  % der in der nationalen THG-Bilanz Österreichs beschrieben Gesamtemissionen (siehe Tabelle 6.6). Im Rahmen dieser Studie wurde auch versucht abzuschätzen, in welcher Größenordnung Verhaltensänderungen des Haushaltssektors zu ambitionierten THG-Reduktionen beitragen könnten. Durch statistische Abgleichmethoden wurden die Einflüsse der Haushaltspräferenzen von anderen Faktoren getrennt. Haushalte konnten dann anhand ihres Energieverbrauchs unterschiedlich nachhaltigen Gruppen zugeordnet werden. Diese Gruppen unterschieden sich trotz ähnlicher Haushaltscharakteristik (Größe, Einkommensstruktur, geo-

1054

graphische Lage etc.) im Lebensstil: Sie gaben etwa deutlich weniger Einkommen für Benzin / Diesel, Elektrizität, Heizung, etc. aus. Das Gesamtpotenzial der durch Verhaltensänderungen erzielbaren Emissionsreduktionen könnte durch eine hypothetische komplette Verschiebung der Verhaltensmuster in die Gruppe mit stark ausgeprägtem nachhaltigem Verhalten abgeschätzt werden. Dieses Gedankenexperiment zeigt, dass erhebliche Reduktionen in der Energienachfrage und in den direkten Emissionen durch Haushalte in der Größenordnung von rund 6 Mt CO2 möglich wären (Band 3, Kapitel 5). Die indirekten (induzierten) Emissionen durch Haushalte in der inländischen Industrieproduktion würden leicht sinken, während die im Ausland durch Haushaltskonsum induzierten Emissionen leicht steigen würden. Das Projekt untersuchte allerdings keine Maßnahmen oder Instrumente, um eine solche Verhaltensänderung tatsächlich umzusetzen, und kombinierte die erzielten Einsichten auch nicht mit einem konkreten Szenario der technischen Klimastabilisierung (siehe Tabelle 6.7). Auch die Publikation „Energieszenarien 2030“ (Kratena und Meyer, 2011) untersuchte unter anderem die Handlungsmöglichkeiten von Haushalten zum Klimaschutz. Die darin vorgestellten Szenarien bilden die Grundlage für THG-Szenarien des Umweltbundesamtes und werden sowohl im „Monitoring Mechanism 2011“ als auch in Berichten im Zuge des UNFCCC und für die Österreichische Klimastrategie 2020 verwendet.

Kapitel 6: Transformationspfade

AAR14

Tabelle 6.6 Durch Konsum von österreichischen Haushalten induzierte CO2-Emissionen (1 000 Tonnen); Quelle: Kratena et al. (2009) Table 6.6 CO2-emissions induced by consumption of Austrian households (1 000s of tons); Source: Kratena et al. (2009) 2000

2001

2002

2003

2004

2005

a) Direkte CO2 Emissionen, Haushalte

18 479

20 071

19 836

20 536

20 306

19 665

als % der Gesamtemissionen (direkt & indirekt) der Haushalte

38,6 %

47,8 %

48,2 %

46,9 %

46,4 %

36,6 %

b) Indirekte CO2 Emissionen der Haushalte aus dem Konsum innländisch produzierter Güter & Dienstleistungen

15 185

16 529

15 780

16 602

16 591

16 683

als % der Gesamtemissionen (direkt & indirekt) der Haushalte

31,7 %

39,4 %

38,4 %

37,9 %

37,9 %

31,0 %

c) Indirekte CO2 Emissionen der Haushalte aus dem Konsum importierter Güter & Dienstleistungen

14 272

5 360

5 508

6 676

6 835

17 420

als % der Gesamtemissionen (direkt & indirekt) der Haushalte

29,8 %

12,8 %

13,4 %

15,2 %

15,6 %

32,4 %

Gesamtemissionen der Haushalte (Summe a+b+c)

47 935

41 960

41 124

43 814

43 732

53 768

als % der nationalen, direkten CO2 Emissionen (d)

73 %

62 %

60 %

60 %

60 %

71 %

d) Nationale direkte CO2 Emissionen total (ohne indirekte Emissionen durch den Konsum von Importen/Exporten)

65 283

67 639

68 635

73 021

73 429

75 981

Die in dieser Studie erstellten Szenarien beinhalten: (i) ein Referenzszenario (mit Maßnahmen, MM), in dem Politikmaßnahmen und Klimaziele, die vor dem 2. Februar 2010 in Kraft traten, Berücksichtigung fanden, sowie (ii) ein Szenario von zusätzlichen klima- und energiepolitischen Maßnahmen (mit zusätzlichen Maßnahmen, MZM), das eine Reihe darüber hinausgehende Maßnahmen zur THG-Vermeidung berücksichtigt. Relevante Umweltgesetzgebung, die bereits im Szenario (i) berücksichtigt wurde, beinhaltet die zahlreichen EU Direktiven, die bereits in nationalen Gesetzgebungen umgesetzt wurden. Darunter befindet sich: Umweltförderung Inland (UFI), der Klima und Energiefonds (kli:en), weitere nationale Programme (z. B. „klima:aktiv Mobilität“), sowie Programme auf Länderebene (z. B. finanzielle Anreize zur energetischen Biomassenutzung). Details dieser Maßnahmenbündel wurden bereits in früheren Kapiteln aufgelistet. Politikmaßnahmen im Haushaltssektor konzentrieren sich auf Verbesserungen der Energieeffizienz von Investitionsgütern (Gebäude, Heizsysteme, Fahrzeuge, elektrische Geräte). Insbesondere betrifft dies Gebäude, während im Bereich des Transports einige der Maßnahmen bereits Verhaltensänderungen berücksichtigen. Die vorgeschlagenen Politikmaßnahmen wurden dazu in Parameter übersetzt, die in den jeweils von Projektpartnern verwendeten Bottom-Up-Modellen umgesetzt wurden. Die aus

den Modellen resultierenden Indikatoren zur Energieeffizienz wurden dann als Inputdaten in das Top-Down-Modell eingespeist. Dies war etwa der Fall für die parametrische Umsetzung der Energiedienstleistung Raumwärme. Die Bottom-Up- und Top-Down-Modelle wurden auch bezüglich der Investitionen in energieeffiziente Gebäudesanierung harmonisiert, sowie zur Ermittlung der notwendigen Förderungen, um die Energieeffizienz des Gebäudesektors zu verbessern. Die vorgeschlagenen Politikmaßnahmen in diesem Bereich des Energieverbrauchs der Haushalte umfassen: t
t


Entwicklung neuer Standards zur Beurteilung der Energieeffizienz von Gebäuden Wohnbauförderung, die entlang der neuen energetischen Gebäudestandards allokiert wird

Darüber hinaus wurden in den „Energieszenarien 2030“ weitere technische und verhaltensändernde Maßnahmen im Transportsektor wie im Haushaltsbereich berücksichtigt. Technische Maßnahmen, die auf eine Verbesserung der Energieeffizienz der Privatfahrzeuge abzielen, beinhalten: t
t


Förderung von energieeffizienten Fahrzeugen und neuartiger Antriebstechniken Förderung von erneuerbaren Treibstoffen (Biokraftstoffe)

1055

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

Tabelle 6.7 Änderungen der CO2-Emissionen durch vollständige Nutzung des Potenzials von Lebensstiländerungen. Quelle: Kratena et al. ??{

Table 6.7 Potential changes of CO2   ! ‡! +=$ * +' ˜    !$ ??{

a) Direkte CO2 Emissionen, Haushalte b) Indirekte CO2 Emissionen der Haushalte aus dem Konsum inländisch produzierter Güter & Dienstleistungen c) Indirekte CO2 Emissionen der Haushalte aus dem Konsum importierter Güter & Dienstleistungen

als % der nationalen, direkten CO2 Emissionen (d)

Maßnahmen, die auf Änderungen im Mobilitätsverhalten abzielen: t
t
t
t


Förderung des öffentlichen Verkehrs Mobilitätsmanagement Verbesserte Raumplanung mit Berücksichtigung von Optionen der Transportvermeidung Ökologisierung von Steuern und Anreizsystemen

Insgesamt ist festzustellen, dass die in den „Energieszenarien 2030“ entwickelten Transformationspfade zu einer Energie- und THG-Effizienten Wirtschaftsform weitgehend auf Änderungen der Investitionsgüter abzielen, soweit diese Maßnahmen mit den verwendeten Modellen abzubilden waren. Lediglich im Bereich privater Transport wurden Änderungen im Verhalten als Teil einer Klimastrategie in Erwägung gezogen, wobei aber nicht explizit beschrieben wurde, mit welchen Steuerungsinstrumenten diese Verhaltensänderung bewirkt werden könnte. Um die Sensitivität des Energieverbrauchs auf Änderungen im Wirtschaftswachstum analysieren zu können, wurden beide Szenarien (MM und MZM) zusätzlich unter der Annahme eines geringeren Wirtschaftswachstums (1,5  % / Jahr anstelle von 2 %; MMsens und MZMsens) berechnet. Um für diese Sensitivitätsanalyse ein konstantes Szenario des wirtschaftlichen Umfelds von Österreich zu entwerfen wurde davon ausgegangen, dass das geringe BIP-Wachstum Österreichs durch geringeres globales Wachstum hervorgerufen wurde, was auch in geringeren globalen Energiepreisen bis 2030 resultiert. Während sich die beiden gerade vorgestellten Arbeiten vorwiegend mit dem Beitrag, welchen Haushalte als Akteure zum Klimaschutz leisten können, befassten, untersuchte eine weitere Studie die ökonomischen Auswirkungen verschiedener Klimaschutzmaßnahmen auf die Haushaltseinkommen. Im Projekt KONSENS (KONSumentInnen und ENergie-

1056

2000

2001

2002

2003

2004

2005

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Sparmaßnahmen: Modellierung von Auswirkungen energiepolitischer Maßnahmen auf KonsumentInnen, geleitet vom SERI, 2011), untersuchte das SERI gemeinsam mit GWS die Verteilungseffekte von Politikmaßnahmen, die zur Steigerung der Energieeffizienz und zu Klimaschutzmaßnahmen diskutiert werden (Besteuerung von CO2, Handel von CO2Emissionszertifikaten privater Haushalte, Reform der Wohnbauförderung), unter Verwendung des integrierten umweltökonomischen Modells „e3.at“ (Wolter et al., 2011). Um diese Analyse durchführen zu können wurde das Modell erweitert, um Haushaltstypen unterscheiden zu können. Das Projekt KONSENS zielt darauf ab, Verteilungseffekte spezifischer energie- und klimapolitischer Maßnahmen zu untersuchen. Drei mögliche Politikmaßnahmen wurden zur Modellierung und Analyse ausgewählt: Die Einführung handelbarer CO2-Emissionszertifikate für alle BürgerInnen (auch unter dem Begriff „Individueller Kohlenstoffhandel“ oder „CO2-Konto“ diskutiert), die Einführung einer Besteuerung auf CO2-Emissionen und eine Reform der gegenwärtigen Wohnbauförderung (um eine Änderung der Ausrichtung von der gegenwärtigen vorwiegenden Förderung von Neubauten in Richtung vermehrte Förderung von Renovierung, Erhaltung und energetischer Verbesserung des Gebäudebestands zu erreichen). Im Projekt KONSENS wurde das Modell e3.at um ein sozioökonomisches Modul erweitert um 25 verschiedene Haushaltstypen, die sich hinsichtlich Haushaltsgröße und Einkommen unterschieden, abbilden zu können. Die Modellergebnisse zeigen, dass Haushalte in unterschiedlichem Ausmaß von den drei Maßnahmen betroffen waren. Das persönliche CO2-Konto wirkt hauptsächlich auf Haushalte mit hohem Einkommen und mit wenigen Haushaltsmitgliedern. Eine deutlich positive Auswirkung auf CO2-Emissionen ist nur möglich, wenn alle Haushalte die Möglichkeit haben Verhaltensänderungen durchzuführen, was nur bedingt der Fall ist.

AAR14

Eine CO2 Steuer würde große Haushalte mit geringen Einkommen überproportional betreffen; bereits jetzt geben diese große Anteile ihres verfügbaren Einkommens für das Heizen und andere Energieausgaben aus. Kleine Haushalte mit hohem Einkommen wären im Vergleich dazu weniger betroffen. Eine Verringerung der Sozialversicherungsbeiträge oder der Einkommenssteuer hätte keine deutlichen Vorteile für Haushalte geringen Einkommens oder für Haushalte die nicht am Erwerbsleben teilnehmen. Eine Reform der Wohnbauförderung mit Auflagen zur energetischen Renovierung hätte negative Effekte für kleine Haushalte mit geringem Einkommen und Wohnungseigentum (die etwa durch Erbschaft erworben wurden). Die Zahl solcher Haushalte in Österreich ist allerdings relativ gering. Große Haushalte mit höherem Einkommen sind hier in der Regel auch Eigenheimbesitzer. Im Vergleich zu allen anderen Haushaltstypen (mit oder ohne Wohnungseigentum), wären große Haushalte mit hohen Einkommen von dieser Maßnahme stärker betroffen als kleinere Haushalte mit geringerem Einkommen.

Unternehmen Wie bereits im Abschnitt 6.4.1 in den Szenarienanalysen gezeigt wurde, stellt der Klimaschutz für Unternehmen, insbesondere im Industriebereich, eine besondere Herausforderung dar. Dabei besteht in diesem Sektor deutliches Potenzial zur Emissionsvermeidung durch Prozessintegration und Zusammenarbeiten zwischen dem produktiven Gewerbe und dem Sektor Energieumwandlung (z. B. Möglichkeiten der Abwärmeauskopplung, Ko-Produktion von Strom, Dampf, Wärme, Kälte, energetische Nutzung von Abfallstoffen). Auch wenn Details von technischen Prozessen und Infrastrukturen im Industriebereich oft als Betriebsgeheimnis unveröffentlicht bleiben, bestehen in diesen Sektoren gemeinsame Interessen, durch die bei Verbesserungen der industriellen Prozesse Möglichkeiten des Klimaschutzes entstehen. Neben inkrementellen Fortschritten der Prozesstechnik durch graduelle Änderungen, bestehen im produzierenden Gewerbe auch erhebliche Möglichkeiten für Emissionseinsparungen durch radikale Innovationen, z. B. dem Umstieg auf nachwachsende Rohstoffe statt petrochemischer Ausgangsmaterialien, Verwendung von „green chemistry“, etwa enzymbasierten, biokatalytischen Verfahren, statt konventionellen Prozessen mit hohen Temperatur- und Druckbereichen, etwa in der Faser- und Textilindustrie. Der Energieverbrauch im Industriebereich insgesamt ist substantiell, die Zahl der Akteure ist hingegen im Vergleich zum Haushaltssektor überschaubar. Investitionsentscheidun-

Kapitel 6: Transformationspfade

gen sind oft rationaler und langfristig orientiert und der Zugang zu Finanzmitteln für Verbesserungen der Energieeffizienz ist leichter insbesondere wenn die Industrieprozesse energieintensiv sind und die dabei erzielbaren Kosteneinsparungen substantiell sind. Um diese Veränderungen zu realisieren, sind langfristig antizipierbare Preissignale geeignete Lenkinstrumente. National und EU-weit koordinierte und bindende Effizienzziele haben daher eine zentrale Bedeutung und es bestehen zahlreiche Mechanismen und Strukturen, mit denen mögliche Wettbewerbsnachteile effektiv verhindert werden können. Aus anderen Bereichen der Umweltgesetzgebung (z. B. Ozonschutz, saurer Regen, Gewässerschutz) bestehen umfangreiche institutionelle Erfahrungen, wie solche Vorlagen de-facto umsetzbar sind. Regionale Energieagenturen, die mit den verschiedenen Akteuren, Ressourcenpotenzialen und der Nachfragestruktur vertraut sind, können eine wichtige Rolle als Vermittler spielen, um etwa lokale Energiemärkte wie Wärmenetzwerke umzusetzen. In vielen der österreichischen Klima- und Energie-Modellregionen werden solche Ansätze bereits verfolgt. Regelmäßig verpflichtende, energiebezogene Zertifizierungen und Audits tragen bei harmonisierte Daten bereitzustellen und Integrationspotenziale zu lokalisieren. Energiedienstleistungsgesellschaften können letztendlich in Zusammenarbeit mit dem Finanzsektor die Umsetzung solcher Maßnahmen planen. Derzeit fehlt allerdings oft noch der politische Wille, effektive Sanktionsschritte bei Nichteinhalten vereinbarter Effizienzfortschritte gegenüber industriellen InteressenvertreterInnen durchzusetzen (etwa bei der Umsetzung der von der EU vorgegebenen Richtlinien zu Fortschritten der industriellen Energieeffizienz). Im Weiteren wird zunächst auf zwei Energieszenarien mit mittelfristigem Zeithorizont (2030 bzw. 2020) verwiesen, in denen unter anderem auch Maßnahmen zur Reduktion der THG-Emissionen von Unternehmen analysiert wurden. Nachdem eine Vielzahl von Unternehmen (bzw. deren Verbände und Interessengruppen) bereits eigenständige Initiativen des Klimaschutzes ergriffen haben, werden im Folgenden eine Reihe dieser oft freiwillig unternommenen Ansätze vorgestellt. Die im vorigen Abschnitt vorgestellte Studie „Energieszenarien 2030“ behandelt im Szenario MZM sowohl den Industriesektor als auch den Energiesektor im Detail. Der überwiegende Teil der Industrie und insbesondere die größten Verbraucher sind allerdings bereits in das europäische System zum Emissionshandel eingebunden, so dass darüber hinausgehende Emissionsreduktionen nur über Verteilungsmechanismen (Versteigerungen bzw. Verteilung anhand von angestammten Rechten) oder durch eine weitere Verschärfung und

1057

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

AAR14

Reduktion der Emissionsrechte erreichbar sind Heller et al., 2011). Um Effizienzsteigerungen in der Nutzung von Elektrizität in unterschiedlichen Industriesektoren zu erreichen, wurden zusätzliche Politikmaßnahmen in der Szenarioanalyse implementiert. Im Gütertransportsektor wurden Maßnahmen zur Förderung energieeffizienter Transportmodi berücksichtigt, sowie Möglichkeiten der Reduktion von Transportvolumina durch Verbesserungen der Logistik. Das Projekt e-co, finanziert vom Österreichischen Klimaund Energiefonds, untersuchte die Auswirkungen stringenten Klimaziele auf die Wirtschaft. Das SERI gemeinsam mit GWS und RWTH-Aachen waren im Projektteam. Vier Szenarien wurden entwickelt:

deutlichsten Klimaschutzpotenziale beinhalten. Eine Transformation zu einem nachhaltigen Energiesystem bringt darüber hinaus auch positiven Begleitnutzen für die österreichische Wirtschaft mit sich. Angemerkt werden sollte allerdings auch, dass die in den vergangenen Jahren bis 2012 erfolgte Ausweitung der erneuerbaren Energieträger bereits die im Referenz-Szenario bis 2020 zugrundeliegenden Trends deutlich übersteigt. Neben den regulatorischen Ansätzen des Klimaschutzes sind im privatwirtschaftlichen Bereich insbesondere auch freiwillige Initiativen zum Klimaschutz als Beispiele verantwortlichen Wirtschaftens anzuführen. Das Carbon Disclosure Project (CDP) ist beispielsweise eine wirtschaftsnahe, internationale und gemeinnützige Organisation, die ein internationales System zur Messung und Darstellung von Umweltdaten für Unternehmen und Städte anbietet (CDP, 2013). Es motiviert Firmen, relevante Umweltdaten in vergleichbarer Weise offenzulegen und ermöglicht so Maßnahmen zu erarbeiten um negative Umwelteinflüsse und den Ressourcenverbrauch zu minimieren. Das CDP erstellte auf diese Weise eine umfassende Sammlung von Primärdaten zu Klimawandel sowie zu Risiken im forstwirtschaftlichen Bereich und zur Wassernutzung und kann diese für strategische Entscheidungen im privatwirtschaftlichen Bereich, für Investitionsberatungen oder Politikmaßnahmen zur Verfügung stellen. Es behauptet, die weltweit umfassendste Datensammlung zu Energieverbrauch und THG-Emissionen geschaffen zu haben, die etwa 26 % der anthropogenen CO2-Emissionen abdeckt, so sind etwa auch die 250 größten Stromproduzenten eingebunden. Viele der gesammelten Daten wurde vorher in vergleichbarer Weise noch nie zentral erfasst. Diese Information wird insbesondere für InvestorInnen, Firmen und regulierende Instanzen als nützlich angesehen, um wohlüberlegte Entscheidungen treffen zu können, die auch zukünftige Risiken durch sich möglicherweise änderndes Umweltrecht, mögliche zukünftige Haftungsfragen und gerichtliche Klagen, sowie sich ändernde Grundeinstellungen von KonsumentInnen gegenüber Hauptverursachern des Klimawandels berücksichtigen. Eine Abschätzung der Marktgröße von energiebezogenen Investitionsgütern (Kraftwerken, Raffinerien etc.) des CDP in den kommenden 30 Jahren liegt bei etwa 27 Bio. (1012) US$. Entsprechend der ökologischen Modernisierung hält das CDP es für entscheidend, dass Technologien über marktwirtschaftliche Prozesse ausgewählt und umgesetzt werden. Dem folgend sollte (a) der Energieeffizienz von Investitionsprojekten eine höhere Bedeutung gegeben werden; (b) aktuelle Emissionen sowie geplante Reduktionsziele von Firmen publik gemacht werden; (c) neuartige emissionssparende Ge-

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Substitution fossiler Energieträger durch erneuerbare Quellen: Szenario „Wir nutzen die richtige Energie“ Verbesserung der Energieeffizienz: Szenario „Wir nutzen Energie effizient“ Reduktion des Energieverbrauchs durch Verhaltensänderungen: Szenario „Wir nutzen Energie verantwortlich“ Integrierende Szenario: „Wir nutzen die richtige Energie verantwortlich und effizient“ beinhaltet alle Schwerpunkte der verschiedenen Szenarien in ausgewogener Form Um die Wirksamkeit einzelner Szenariomaßnahmen gegenüber dem Status Quo vergleichen zu können, wurde ein Referenzszenario (business-as-usual, BAU) gerechnet

Die Ergebnisse waren ernüchternd. Lediglich eines der Szenarien, erreichte das Ziel von 34 % Anteil erneuerbarer Energien am Verbrauch von Endenergie im Jahr 2020, wobei zur Berechnung des Anteils erneuerbarer Energieträger die von in der Richtlinie EG/2009/28 (EU, 2009) definierten Methoden verwendet wurden. Keines der Szenarien führte zu einer Emissionsreduktion von CO2 unter den Wert von 1990 (62 Mio. t CO2). Das Kyoto Ziel von Österreich wäre 13 % unter dem Wert von 1990 gelegen. Die traditionellen Szenarien, die sich entweder auf die Ausweitung erneuerbarer Energieträger konzentrieren oder auf die effiziente Nutzung von Energie, sind hilfreich, um Wege zu Änderungen im Energiemix und Einsparungspotenziale zu identifizieren. In der Klimawirkung war sogar das integrative Szenario „Wir nutzen die richtige Energie verantwortlich und effektiv“, das als einziges das 34 % Erneuerbare-Ziel erreicht hatte, unzureichend für die Erreichung der 2020 CO2-Ziele. Die Emissionen wurden mit 67 Mt CO2 errechnet. Auch in diesem Szenario wurden damit die CO2Ziele für 2020 nicht erreicht. Zusammenfassend kann zu dieser Studie gesagt werden, dass in Österreich tiefgreifende Verhaltensänderungen die

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Kapitel 6: Transformationspfade

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schäftsmodelle entwickelt werden; (d) die Preisentwicklung für Klimagasemissionen in verschiedenen Szenarien ermittelt werden und davon abhängig Veränderung der Wirtschaftlichkeit alternativer Energiequellen analysiert werden. Für individuelle Berichte von Firmen im Rahmen der privatwirtschaftlichen Umweltverantwortung (CSR) wurden verschiedene Gütesigel und Berichtsysteme etabliert. Der Kohlenstofffußabdruck spielt dabei eine zunehmende Bedeutung zur Konsumenteninformation. Fußabdrucksberechnungen für Firmen können entlang unterschiedlicher und einander ergänzender Bilanzrahmen erstellt werden. Drei Ebenen werden dabei unterschieden: (1) „scope 1 carbon footprint“ umfasst die direkten Emissionen aller Aktivitäten des Unternehmens, inklusive der Gebäude und der Verwaltung, industrieller Prozesse, Fahrzeuge etc.; (2) „scope 2 carbon footprints“ berücksichtigen Emissionen von energiebezogenen Prozessen die außerhalb („up- und downstream“) der unternehmenseigenen Verantwortlichkeit stattfinden (z. B. Elektrizitätserzeugung, Fernwärme, Raffinerieprodukte); (3) werden Inventare für „scope 3“ Emissionen oft produktspezifisch und auf eine Konsumeinheit bezogen berichtet. Sie betrachten Emissionen über den gesamten Lebenszyklus eines Produkts oder einer Dienstleistung. Dabei werden Emissionen über die gesamte Wertschöpfungskette betrachtet: bei der Gewinnung der Rohmaterialien (die oft durch Zulieferfirmen erfolgt), bei der eigentlichen Produktherstellung, bei Nutzung des Produkts durch KonsumentInnen, sowie bei der Wiederverwertung oder Entsorgung. Betrachtungen dieser Ebene sind am komplexesten, weil spezifische Abgrenzungen zu treffen sind und vielfache Risiken von Doppelzählungen bestehen. Sie informieren aber, an welcher Stelle des Lebenszyklus Klimaschutzmaßnahmen am effizientesten eingesetzt werden können und ermöglichen KonsumentInnen direkte Vergleiche zwischen Produkten und Dienstleistungen herzustellen und somit den Konsum klimafreundlich auszurichten. Der erste Kohlenstofffußabdruck von Produkten wurde vom „Carbon Trust“ (2006) registriert und die inzwischen abgeschlossene Entwicklung des ISO Standards 14067 hat erheblich zum methodischen Verständnis von Kohlenstofffußabdrücken beigetragen. Kohlenstofffußabdrucksrechner ermöglichen eine automatisierte Berechnung des ökologischen Fußabdrucks von Klimagasemissionen und funktionieren auf der Ebene von Haushalten oder von Einzelpersonen. Letztere berücksichtigen normalerweise den Aufwand für Wohnraum, Mobilität, Ernährung und Konsum (Schächtele und Hertle, 2007). Einige Rechner beinhalten auch Emissionen durch genutzte Infrastruktur oder durch das soziale Umfeld und weitere Dienstleis-

tungen die im Entscheidungsbereich einer Person stehen. Sie zeigen auf diese Weise, dass individuelle Entscheidungen sehr wohl einen Unterschied machen können, aber ein erheblicher Anteil an Umweltwirkungen auch durch gesellschaftliche Umstände bedingt ist. Ein Beleg dafür, dass das Problembewusstsein zum Klimaschutz in der Bevölkerung inzwischen sehr wohl wahrgenommen wird und „in der gesellschaftlichen Mitte angekommen ist“, kann daran gesehen werden, dass nahezu alle in Österreich operierenden Einzelhandelsketten inzwischen speziell klimafreundliche Produktlinien eingeführt haben. Unternehmen haben großes Potenzial als Klimaschutzakteure, vor allem unter klimaschutzorientierten Rahmenbedingungen. Die Wirkung freiwilliger Initiativen und Vereinbarungen in der Privatwirtschaft blieb bisher aber eher inkrementell denn transformativ.

Staat Wesentliche Elemente, Strategien und Herausforderungen österreichischer Klimapolitik wurden bereits in Band 3, Kapitel 1 vorgestellt. Als Ergänzung zur ursprünglich 2002 im Ministerrat beschlossenen, und 2007 erneut überarbeiteten Klimastrategie, ist die im März 2010 vorgestellte Österreichische Energiestrategie die umfassendste und detaillierteste Sammlung von Maßnahmen zum Klimaschutz unterschiedlicher Akteure. In der Klimastrategie finden sich bereits neben einer Bestandsaufnahme wichtiger Klimaschutztechnologien für die Bereiche Energie, Verkehr und Landwirtschaft ein detaillierter Maßnahmenkatalog, der unter anderem ambitionierte Vorschläge wie z. B. eine Steigerung der Sanierungsrate des Gebäudebestands von 1,4  % / Jahr (thermische Sanierung sogar nur 0,8 %) zwischen 1991 und 2001 auf zumindest 3 % / Jahr, mittelfristig bis 5 % /J ahr vorschlägt. Allerdings werden diese Maßnahmen bisher nicht durch bindende gesetzliche Vorgaben verschränkt. Mehrere Arbeitsgruppen entwickelten eine Energiestrategie und stellten sie 2010 der Bundesregierung vor. Drei Hauptstrategierichtungen wurden darin erarbeitet: Verbesserung der Energieeffizienz, Erhöhung des Anteils an erneuerbaren Energiequellen, sowie Sicherstellung der Energieversorgung. Weiters wurde das Ziel der Stabilisierung des Energieverbrauchs auf dem Wert von 2005 (1 100 PJ) bis 2020 bekräftigt. Das 2011 verabschiedete Klimaschutzgesetz, das sich mit verwandten Themen befasst, lässt jedoch zentrale Fragen der Lastenverteilung zwischen Bund, Ländern und Gemeinden bei Nichterreichen der Ziele (z. B. Kostenaufteilung für mög-

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Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

licherweise nötige Zukäufe von handelbaren Emissionszertifikaten) ungelöst (siehe auch Band 3, Kapitel 1). Als EU-Mitglied ist Österreich zur Steigerung der Energieeffizienz verpflichtet. Dementsprechend sollen laut dem derzeit als Gesetzesentwurf vorliegenden Energie-Effizienzgesetz EnergieverbraucherInnen zu höherer Effizienz motiviert werden. Der Entwurf ist jedoch noch in Diskussion.

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6.4

6.4

Übersetzen (globaler) Transformationspfade in nationale und lokale Strategien zur Klimawandelvermeidung Translating (global) transformation pathways into national- and local strategies of climate change mitigation

Zivilgesellschaft An verschiedenen Stellen wird der Ruf nach verstärkter direkter Partizipation der BürgerInnen an Europäischer Klimapolitik geäußert. Eine Reihe von Initiativen eröffnet dazu Möglichkeiten, wenn auch bisher nur in begrenztem Maße. So eröffnet eine Transformation des Energiesystems in Richtung hoher Anteile erneuerbarer Energiequellen, Optionen zur weiteren Demokratisierung der Energiemärkte. Erneuerbare Energien bergen das Potenzial, einer breiten Zahl an AkteurInnen Teilhabe an diesem Markt zu ermöglichen und regionale Wertschöpfungsketten aufzubauen. Je nach regionaler Ressourcenausstattung und Energiebedarfsprofil bieten sich dabei eine Vielzahl unterschiedlicher energietechnologischer Lösungen an. Im Rahmen des Klimaund Energiefonds wurden in diesem Zusammenhang eine bedeutende Anzahl von Klima- und Energiemodellregionen gefördert. Seit seiner Gründung 2007 hat der Fonds bis 2012 rund 730 Mio. € an Fördermitteln in über 120 Modellregionen3 ausgegeben). Eine räumliche Datenbank mit Vorzeigeprojekten („best practice“) wurde erstellt und die AkteurInnen in der Region besser vernetzt, wodurch neue Wege sozialer Innovation entstanden. Der Zugang zu Finanzierungsmöglichkeiten für erneuerbare Energiemaßnahmen stellt nach wie vor eines der wesentlichen Hindernisse auf dem Weg zur Transformation des österreichischen Energiesystems dar. Dennoch lassen sich Beispiele zivilgesellschaftlicher Initiativen für die Transformation zur Klimaverträglichkeit im Bereich des „Crowdfundings“, dessen Ausgestaltung derzeit von der Finanzmarktaufsicht geprüft wird, anführen.

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http://www.waermeatlas.at/

Die integrierten Bewertungsmodelle, in denen Szenarien zur wirtschaftlichen Entwicklung mit Ressourcen- und Energiesystemmodellen in Verbindung gesetzt werden und die Rückkopplungen auf Öko- und Klimasysteme untersuchen können, gehen aufgabengemäß von der globalen Skalenebene aus, die normalerweise in etwa 5 bis 25 globale Teilregionen untergliedert wird (Riahi et al., 2012). Nationalstaaten wie etwa Österreich sind im Rahmen dessen typischerweise nur als Komponente z. B. der Region „Westeuropa“ enthalten. Weil Europa als politische Einheit und Akteur in der internationalen Klimapolitik auftritt, befassen sich allerdings eine Reihe von Studien mit koordinierten Klimaschutzstrategien auf der Ebene der EU-27. Abbildung 6.7 zeigt beispielsweise einen möglichen Weg zur Reduktion von Klimagasen im Ausmaß von 80 % bis 2050 im Vergleich zu 1990 der im europäischen „Fahrplan für den Übergang zu einer wettbewerbsfähigen CO2-armen Wirtschaft 2050“ (Europäische Kommission, 2011) vorgestellt wurde. Bedeutend ist dabei unter anderem, dass zum Beispiel die schwer kontrollierbaren „Nicht-CO2Gase“, etwa aus dezentralen Quellen wie der Landnutzung und in sonstigen Sektoren, in der Zukunft einen relativ großen Teil der Gesamtemissionen ausmachen werden, während etwa der Sektor Energieaufbringung sehr viel höhere Reduktionsziele erreichen muss und bis 2050 praktisch CO2-neutral werden muss. Auch werden in diesen Szenarien wichtige Zwischenziele jenseits von 2020 (etwa 2030) konkretisiert. Ähnlich wie bei den in Österreich empirisch beobachteten sektoralen Emissionstrends wurde auch in diesem Szenario zunächst ein massiver Anstieg der transportbedingten Emissionen (+30 % bis 2005) berücksichtigt (siehe Tabelle 6.8). Ausgehend von diesen ambitionierten Zielen, sind für die EU-27 eine begrenzte Anzahl von Studien durchgeführt worden, die umfangreiche Energiesystemtransformationen modellieren, also z. B. sowohl eine Transformation der Energieaufbringung (durch massiven Ausbau der regenerativer Energieträger) berücksichtigen, als auch deutliche Ambitionen die wachsende Energienachfrage zu begrenzen und so einen relativ hohen Anteil erneuerbarer Energieträger bis 2050 erreichen. So beschäftigte sich z. B. das vor kurzem an der Stanford

Kapitel 6: Transformationspfade

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University durchgeführte Energy Modelling Forum Nr. 28 (EMF28) mit einem Vergleich unterschiedlicher Modellresultate zu diesem Thema (Weyant et al., 2013). Die im Rahmen des EMF-28 verglichenen Szenarien unterstützen im wesentlichen die früheren, dem Energiefahrplan zugrundeliegenden Modellergebnisse. Fast alle Modelle konnten bis zum Jahr 2050 die THG-Emissionen um 80 % reduzieren mit relativen geringen BIP-Kosten bis 2040; jedoch in einigen Modellen, nahmen diese Kosten ab dem Jahr 2050 stark zu. Ausführliche Modellanalysen deuteten darauf hin, dass Verbesserungen in der Energieeffizienz die Hauptursache der rückläufigen Emissionen waren (Weyant et al., 2013). Einige Studien erlauben eine kohärente Disaggregation in nationale (und zum Teil subnationale) Einheiten, und können so der Planung von technisch robusten und kosteneffizienten Transformationsstrategien dienen. Dazu gehört etwa die im Auftrag von Greenpeace (und dem European Renewable Energy Council) am Deutschen Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR) in Auftrag gegebene Studie Energy[R]evolution die auf globaler Ebene (Greenpeace International, 2012), auf EU Ebene (Greenpeace International, 2005), und am IHS auch für die nationale Ebene (Greenpeace Austria, 2011) durchgeführt wurde. Während sich diese Studie auf die technische Machbarkeit und die Auswirkung dezentraler Stromerzeugung konzentriert, führt sie keine detaillierte Kostenanalyse für den Umbau der Stromerzeugung durch, in der auf nationaler Ebene Preiseffekte und makroökonomische Auswirkungen im Detail analysiert werden. Die European Climate Foundation ist ebenfalls eine NGO, die sich für einen besseren Klimaschutz auf EU-Ebene einsetzt. Sie hat zu diesem Thema eine umfassende und technisch

aufwändige Studie mit dem Titel „Roadmap 2050 – a practical guide to a prosperous low carbon europe“ (European Climate Foundation, 2010) vorgelegt. Ausgehend von einem Backcasting Szenario, das vom 80 % Emissionsziel 2050 ausgeht, zeigt sie darin, dass der oben skizzierte Umbau des europäischen Energiesystems bereits mit existierenden Technologien durchgeführt werden kann und dazu keine weiteren Innovationen erforderlich sind. Selbst unter relativ konservativen Annahmen (etwa der Preistrendprognose für fossile Energieträger der IEA und konservativen Lernkurven für Wind und Photovoltaik) sind nur kurzfristig geringe BIP-Einbußen (weniger als 0,1 %) errechnet, die im späteren Szenarioverlauf durch höhere Wettbewerbsfähigkeit überkompensiert werden würden. Die anfänglich höheren Investitionskosten, die sich auf jährlich etwa 250  € pro Haushalt in Form von höheren Stromkosten belaufen, würden langfristig durch insgesamt geringere allgemeine Energieausgaben (wegen umfangreicher Maßnahmen zur Energieeffizienz) aufgewogen. Ebenso wie bei der von Greenpeace in Auftrag gegebenen Studie (Greenpeace International, 2011) wurde auch bei der ECF Studie in einem Zusatzbericht (European Climate Foundation, 2011) auf die erheblichen Kostenreduktionen und vielfältigen Begleitnutzen hingewiesen, wenn dieser fundamentale Umbau und die Integration höherer Anteile an erneuerbaren Energieträgern in einer europaweit akkordierten Form erfolgt, sowie durch Ausweitungen der Übertragungsnetze und europaweiten Energiemärkte begleitet wird. Die Studie zeigt überdies, dass auch bei einem vorwiegend dezentralen Ausbau der erneuerbaren Quellen (50 % der Photovoltaikerzeugung als Auf-Dach-Anlagen) die Investitionen in den Netzausbau erforderlich wären. Bezüglich zusätzlichem Aufwand an Speichertechnologie wie weiterer






































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Abbildung 6.7 Roadmap zur Klimastabilisierung der EU-27; Quellen: Europäische Kommission (2011). Anderl et al. (2013 )




Figure 6.7 Roadmap towards climate stabilisation for the EU-27. Sources: Europäische Kommission (2011); Anderl et al. (2013)

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Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

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Tabelle 6.8 Emissionssenkungen einzelner Sektoren. Quelle: Europäische Kommission (2011 ) Table 6.8 Potential emission reductions of various sectors. Source: Europäische Kommission (2011) THG-Emissionsverringerung gegenüber 1990

2005

2030

2050

Insgesamt

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Sektoren Stromerzeugung (CO2)

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Andere Nicht-CO2-Emissionen

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Pumpspeicher, oder Einbindung der Speicherkapazität von Elektrofahrzeugen kommt die Studie zu dem Schluss, dass diese Speicher nicht notwendigerweise ausgebaut bzw. integriert werden müssten, falls sie jedoch zur Verfügung stünden, diese den Bedarf an „Backup Kapazität“ und rasch verfügbaren Regelenergiequellen verringern würden, also zur weiteren Kostensenkung beitragen würden. Eine zu enge Bewertung der Szenarien ausschließlich auf Grundlage ihrer Klimawirkung und / oder Kostenstrukturen greift allerdings zu kurz. Volkswirtschaftliche Planungsentscheidungen müssen notwendigerweise eine breitere Palette an Kriterien heranziehen, um zu nachhaltigen Entscheidungsfindungen zu gelangen. Einige Zusatzargumente seien daher hier angeführt: In Österreich betrugen die Nettoausgaben für den Import fossiler Energieträger nach Österreich im Jahr 2011 rund 15,66  Mrd.  €, etwa 3,8  % des nominellen Bruttoinlandprodukts (BMWFJ, 2013). Eine deutliche Erhöhung lokal produzierter Energie würde neben einer Entlastung der Handelsbilanz auch die Versorgungssicherheit verbessern, ein Risikofaktor der sich nur unzureichend monetär ausdrücken lässt. Positive Effekte sind auch durch Verbesserungen der Luftqualität durch Substitution von Verbrennungsmotoren und thermischen Kraftwerken zu erwarten: Da der KfzBestand in Österreich derzeit durch einen außerordentlich hohen Anteil (56,4  %) an Dieselfahrzeugen gekennzeichnet ist, von dem weniger als die Hälfte mit Partikelfiltern ausgerüstet sind (VCÖ, 2012), wären mit einem Umbau in Richtung Elektromobilität auch erhebliche Verbesserungen der Luftqualität verbunden, deren Effekte auf Gesundheit und Umwelt hier ebenfalls nicht monetär berücksichtigt wurden. Im Vergleich zu konventionellen Energieträgern weisen erneuerbare Energiequellen auch weitere direkte positive volks-

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wirtschaftliche Effekte auf, etwa wesentlich höhere Beschäftigungseffekte pro generierte Energieeinheit. Diese Tendenz ist auch für Maßnahmen zur Verbesserung der Energie-Effizienz zu beobachten. Im Jahr 2012 lag der primäre wirtschaftliche Umsatz im Bereich erneuerbarer Energien bei 5,9 Mrd. €, und sie sicherten rund 38 800 vollzeitäquivalente Arbeitsplätze. Makroökonomische Simulationsanalysen zeigen etwa, im Jahr 2011 eine Erhöhung des BIP um rund 1,6 Mrd. € im Vergleich zu einem Szenario in dem kein Ausbau basierend auf erneuerbaren Energieträgern seit dem Jahr 2000 stattgefunden hätte (Biontner et al., 2013). Im besagten Zeitraum haben zusätzliche Erneuerbare jährlich rund 398 Mio. €, oder 0,1 % zur Erhöhung des BIP beigetragen, sowie jährlich rund 3 300 neue Beschäftigungsverhältnisse geschaffen. Da diese Effekte oftmals in strukturschwachen, ländlichen Räumen stattfinden, sollten Studien zu räumlichen Aspekten der Wertschöpfungsketten unternommen werden, um das Potenzial erneuerbarer Energieträger als strukturfördernde Maßnahme besser berücksichtigen zu können.

6.4.1

Politikmaßnahmen

Institutionen und Ziele Die in der österreichischen Energiestrategie anvisierten Ziele zum Ausbau erneuerbarer Energien und zur Energieeffizienz orientieren sich an den EU Zielen für 2020, die eine EU-weite Reduktion der Emissionen um 20 % gegenüber 1990 anstreben. Ausgehend von verschiedenen globalen Klimaschutzszenarien bestehen ernsthafte Zweifel, ob die von der EU vorgegebenen Reduktionsziele für 2020 ausreichend sind, um das langfristig anvisierte Ziel einer Stabilisierung des Temperaturanstiegs unter 2 °C kosteneffizient zu erreichen (WBGU,

Kapitel 6: Transformationspfade

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2009). Stattdessen werden für Industrieländer stringentere Emissionsziele im Bereich von −25 bis −40  % für 2020 diskutiert, was auch mit den illustrativen Reduktionspfaden im „Fahrplan für den Übergang zu einer wettbewerbsfähigen CO2 armen Wirtschaft 2050“ nahegelegt wird. Umgelegt auf Österreich werden die EU-2020-Ziele derzeit als Reduktionsverpflichtung von etwa 3 % gegenüber 1990 interpretiert. Das ist ein bedeutend niedrigeres Klimaschutzziel für 2020 als Österreich ursprünglich im Zuge der ersten Kyoto-Periode bereits für 2012 anvisierte. Als überdurchschnittlich wohlhabendes Land innerhalb der EU, das außerdem relativ großzügig mit erneuerbaren Energiepotenzialen ausgestattet ist, sollte sich Österreich in seinen Klimaschutzzielen für 2020 zumindest an den ursprünglichen Kyoto-Zielen (−13 % Emissionen im Vergleich zu 1990) orientieren. Aktuelle Studien zu den Auswirkungen Konjunkturkrise von 2008 bis 2010 im EU-Raum kommen darüber hinaus zum Schluss, dass die Krise dazu beigetragen hat, dass die EU-2020-Ziele von −20 % THG-Emissionen deutlich günstiger zu erreichen sind als ursprünglich angenommen und diese mit zusätzlichem Aufwand sogar übererfüllt werden könnten (Anderl et al., 2011). Die Zusatzkosten, um bis 2020 eine Emissionsreduktion von −30  % zu erreichen, lägen lediglich 16 % über jenen, die ursprünglich zum Erreichen des −20 % bis 2020 angesetzt wurden. Mögliche Maßnahmen dazu wären eine Reduktion der Emissionsgrenze („cap“), also der im Auktionstopf verfügbaren Menge an Emissionszertifikaten. Ein begrüßenswerter Begleiteffekt dieser Maßnahme wäre eine Stabilisierung des Preises für Emissionszertifikate, der für die Wirtschaftlichkeit zahlreicher Klimaschutzprojekte von großer Bedeutung ist. Insgesamt ist im Gegensatz zur österreichischen Klimapolitik der jüngeren Vergangenheit eine Verstetigung und langfristige Planbarkeit der Klimaziele anzustreben, um Investitionsrisiken zu minimieren: langfristig bindende Klimaziele, wie sie etwa im Britischen Climate Change Act von 2008 mit einem Ziel von −80 % bis 2050 festgeschrieben sind, ermöglichen privatwirtschaftlichen AkteurInnen vorausschauende Planungsentscheidungen für langlebige Infrastruktur treffen zu können. Um dabei Toleranz gegenüber Konjunkturschwankungen beizubehalten, können derartige Ziele auch lediglich in Form von Zielvorgaben der THG-Intensität formuliert werden, statt in Form von „harten“, quantitativen Zielformulierungen. Eine grundsätzliche Politikmaßnahme sollte die umfassende Evaluierung von Fördermitteln und Subventionen auf mögliche Klimaeffekte der Maßnahmen beinhalten. Das betrifft insbesondere z. B. die im EU-Vergleich niedrigen Mi-

neralölsteuern, die Pendlerpauschale, die Wohnbauförderung soweit sie nicht mit Auflagen zur Energieeffizienz verknüpft ist, den steuerbefreiten Flugverkehr und steuerbegünstigter Firmenwagen. Eine Schlüsselbedeutung kommt auch der Unterstützung neuer Anreizsysteme zu, die Handeln direkt beeinflussen und auch neue Wirtschaftsmodelle entstehen lassen und so die Energienachfrage bremsen kann. ESCOs (Energy Service Companies) sind ein Beispiel eines solchen Wirtschaftsmodells. Sie verfügen selbst oder in Verbindung mit einem Finanzinstitut über einen Fördertopf, aus dem Kapitalmittel bezogen werden können, um Verbesserungen der Energieeffizienz von Anlagen oder Gebäuden durchführen zu können. Ein Teil der dann eingesparten Energieausgaben wird in Folge dazu verwendet, die Investitionen in effizienzsteigernde Maßnahmen dem Fördertopf zurückzuzahlen. Eine wesentliche Rolle werden in der Transformation zur klimaverträglichen Energieinfrastruktur partizipative Planungsprozesse spielen. Diese sind unbedingt erforderlich, um die lokale Akzeptanz gegenüber den neuen und dezentralen Energietechnologien, sowie den erforderlichen Übertragungsnetzwerken zu fördern. In der Beurteilung von neuen Technologien ist darüber hinaus eine Orientierung entlang einer Vielzahl von Kriterien nötig (Multikriterienansatz) und eine integrativ sozio-ökologisch orientierte Entscheidungsfindung anstelle von kurzfristig und eng definierten Kosten-Nutzen Rechnungen. Nationales Vorgehen sollte darüber hinaus international akkordiert werden, sowohl mit den umgebenden EU-Mitgliedsstaaten, als auch mit der weltweiten Staatengemeinschaft und insbesondere in Partnerschaft mit Entwicklungsländern (z. B. durch Zusammenarbeit im Bereich von Technologietransfers, wie den Initiativen „Sustainable Energy for All“).

Marktinstrumente Die in der Ökonomie entwickelten Marktmechanismen haben in der Klimapolitik ihr wohl bisher größtes Anwendungsgebiet gefunden. Im Gegensatz zu Normen/Richtwerten, welche fixe Standards festsetzen, bieten Marktmechanismen ökonomische Anreize zur Vermeidung, indem sie den Ausstoß von CO2 verteuern oder Kosten von CO2freier Energiegewinnung vermindern. Die dahinterstehende Idee ist, dass der Regulator nicht in Kenntnis aller Vermeidungskosten ist und stattdessen dem Market einen Anreiz zur Hebung der günstigsten Vermeidungspotentiale setzt. Die zwei grundlegenden Instrumente sind die einer Preiskontrolle oder einer Mengenkontrolle. In der Theorie können

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Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

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beide ein identisches Ergebnis erreichen (Weitzmann, 1974). In der Praxis jedoch bestehen erhebliche Unsicherheiten und Informationsasymmetrien zwischen einzelnen AkteurInnen, so dass jedes Instrument mit Vor- oder Nachteilen verbunden ist. Bei der Preissteuerung müsste der Regulator die genauen Vermeidungskostenkurven kennen, um die Steuer so setzen zu können, dass ein vorgegebenes Minderungsziel mit den günstigsten Vermeidungsoptionen erreicht werden kann. Bei der Mengensteuerung hingegen wird die Suche dem Markt überlassen und es bildet sich ein Zertifikatspreis, welcher die marginalen Vermeidungskosten widerspiegelt. Hier muss ein Gesamtemissionsbudget festgelegt werden, welches oft einfacher zu bestimmen ist, da Informationen über noch zulässige Emissionsbudgets im Gegensatz zu detaillierten Kosteninformationen politischen EntscheidungsträgerInnen oft vorliegen bzw. sich aus naturwissenschaftlichen Erkenntnissen ableiten lassen. Allerdings wird der Emissionspreis abgesehen vom Emissionsbudget auch stark von exogenen Parametern wie der wirtschaftlichen Entwicklung beeinflusst. Dies äußert sich in großen Unsicherheiten des Zertifikatspreises in Form von Volatilität, was das Risiko für InvestorInnen erhöht, Vermeidungsoptionen auszuüben. Im Theorie- / Idealfall würde ein Instrument zur CO2-Vermeidung global ausgestaltet sein, um die höchste Effizienz zu erreichen und Spill-Overs zu vermeiden. In der Praxis jedoch – und aus Gerechtigkeitsgründen – sind Nationalstaaten mit Minderungszielen belegt und setzen Marktinstrumente ein, um diese zu erreichen.

die ProduzentInnen ein Anreiz, den Kohlenstofffußabdruck der Güter und Dienstleistungen, die sie produzieren, zu reduzieren. Das ist der Grundgedanke des Emissionshandelssystems der Europäischen Union (EU-ETS; siehe Band 3, Kapitel 3). Das Europäische Emissionshandelssystem (EU-ETS) ist ein auf Mengenkontrolle basierendes Marktinstrument, welches ökonomische Anreize setzen soll, die von der EU sich selbst gesteckten Klimaziele, sowie die von der EU eingegangenen Verpflichtungen unter dem Kyoto Protokoll, möglichst kostengünstig zu erreichen (WBGU, 2014). Das System ist seit seiner Einführung stetig weiterentwickelt worden, um auf neue Entwicklungen zu reagieren oder Verbesserungen vorzunehmen. Eine Reformmaßnahme ist die zeitliche Verschiebung der Auktionierung von 900 Millionen Emissionsrechten auf das Ende der Handelperiode 2019 / 2020 („Backloading“), da in der zweiten Handelsperiode erhebliche Überschüsse angefallen sind, was zu einem Einbrechen des Preises für Emissionsberechtigungen auf drei bis vier Euro pro Tonne CO2 geführt hat. Dieses niedrige Preisniveau, verbunden mit der Unsicherheit über die zukünftige Preisentwicklung bietet Investoren nicht die notwendigen Anreize, in klimafreundliche Technologien zu investieren. Dies wäre jedoch notwendig, um langfristige europäische Klimaziele zu erreichen, Lock-in Effekte zu vermeiden und die Emissionsminderungskosten nicht ausufern zu lassen (etwa durch spätere Nichtnutzung CO2 intensiver Infrastruktur) (WBGU, 2014). Die Überschüsse sind hauptsächlich aus zwei Gründen angefallen: Zum einen hat die jüngste Wirtschaftskrise zu einem (nicht vorhersehbaren) Einbrechen der Nachfrage nach Zertifikaten geführt und zum anderen stand ein großes Angebot an günstigen Projektgutschriften aus CDM Projekten. Auf letzteren Punkt hat die EU bereits reagiert, indem die EU die Quote für Zertifikate aus flexiblen Mechanismen für die dritte Handelsperiode stark beschränkt worden ist. Eine neue Studie (Koch et al., 2014) zeigt darüber hinaus, dass das Problem in der Ursache nicht nur bei der Wirtschaftskrise, den CDM Credits und den Erneuerbaren liegt, sondern auch bei anderen Faktoren, wie zum Beispiel die Glaubwürdigkeit des „long-term caps“. Die Schwäche des EU-ETS in seinem gegenwärtigen Design besteht in der fehlenden Anpassungsfähigkeit des Caps (und damit der Preise) in Bezug auf diese exogenen „Schocks“ (WBGU, 2014). Daher wären Maßnahmen zur Reform des EU-ETS deshalb zielführend, weil sie daran ansetzen das für transformative Investitionen notwendige Preissignal zu stabilisieren (Diekmann, 2012). In Frage kommen auch hier wieder eine direkte Steuerung der Preise oder eine Steuerung der Mengen, wie von der EU-Kommission vorgeschlagen („Market Stability Reserve“). Ein Preissteuerungsmechanismus lässt sich durch

Kohlenstoffbepreisung Durch eine Bepreisung von CO2 können Produktions-, Konsum- und Investitionsentscheidungen systematisch in Richtung Klimaverträglichkeit gelenkt und die Dekarbonisierung der Energiesysteme sowie eine klimaverträgliche Urbanisierung und Landnutzung beschleunigt werden (WGBU, 2011). Dahinter steht die Überlegung, dass die aktuell freigesetzten Emissionen gegenwärtigen und zukünftigen Generationen gegenüber Kosten verursachen, z. B. durch Anstieg der Durchschnittstemperaturen, Änderungen der Wettermuster und steigende Meeresspiegel, dass diese Kosten aber gegenwärtig nicht in Marktvorgängen abgebildet werden. Wenn solche Kosten quantifizierbar sind, würde Kohlenstoffbepreisung es erlauben, diese zu internalisieren, wenn ein angemessener Preis auf jede emittierte Tonne an Kohlenstoff aufgeschlagen werden würde. Indem Käufer für Güter und Dienstleistungen proportional zu deren Klimawandelauswirkung mehr zahlen müssten, besteht für sie ein Anreiz zu Alternativen mit geringeren Klimawandelauswirkungen zu wechseln – und für

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Kapitel 6: Transformationspfade

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das Setzen einer Preisuntergrenze bei Versteigerungen etablieren oder durch eine so-genannte „Kohlenstoffbank“, die bei Unterschreiten einer Preisgrenze eine bestimmte Menge an Zertifikaten in eine Reserve überführt und bei Überschreiten einer Preisgrenze wieder in den Markt einspeist. Allerdings würde eine solche Art der Preissteuerung in erster Linie dazu dienen, die Volatilität aus dem Markt zu nehmen, nicht jedoch ausreichen um dauerhaft strukturelle Defizite beseitigen zu können. Deshalb besteht eine weitere Maßnahme darin, das Cap flexibel an äußere Entwicklungen anzupassen, so wie es beispielweise in Australien mit dem „rollierenden Cap“ vorgesehen war, welches alle fünf Jahre nachjustiert werden sollte. Eine weitere Möglichkeit wäre, das Cap an die Entwicklung relevanter exogener Parameter (wie z. B. die wirtschaftliche Entwicklung) zu knüpfen. In einigen Fällen sind auch Emissionssteuern eingeführt worden und haben sich in praktischen Anwendungen durchaus bewährt und als wirkungsvoll erwiesen Emissionen zu reduzieren (IPCC, 2014b). Kohlenstoffbepreisung ist wichtig (siehe auch IPCC, 2014b), doch die Umsetzung ist schwierig, da (a) relevante Märkte (z. B. ETS-Märkte) politische Märkte inklusive der damit verbundenen Probleme sind, (b) KonsumentInnen von rationalen Verhaltensmustern abweichen und somit nicht entsprechend auf die gesetzten Anreize reagieren, (c) die sozialen Kosten von CO2 nur unzureichend internalisiert werden bzw. Pläne dazu nicht transparent und mit langfristiger Bindung umgesetzt werden, um das Innovationsrisiko von Firmen in kohlenstoffarme Technologien zu reduzieren und (d) Pfadabhängigkeiten aufgrund von Infrastruktur, Wissen oder Routinen die Wirkung von Kohlenstoffpreiserhöhungen – zumindestens kurz- und mittelfristig – deutlich reduzieren. Das bedeutet, dass verstärkte Kohlenstoffbepreisung in Kombination mit anderen gut abgestimmten Politiken eingeführt werden müsste. Eine Kohlenstoff-Blase könnte einem neuen Bericht (Carbon Tracker, 2013) zufolge entstehen, wenn Firmen ihre Investitionen ungeachtet ihrer zukünftigen Emissionen und den damit verbundenen, jedoch schwierig einzuschätzenden, Kosten planen.

Externalität komplementäre Marktinstrumente zur Förderung der erneuerbaren Energien einzuführen (second best policy). Diese werde in der Folge kurz beleuchtet: t


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Von first best zu second best Marktmechanismen Wären CO2-Emissionen die einzige Externalität der Energieerzeugung, wäre ein Marktinstrument, welches Emissionen zur Korrektur des Marktversagens verteuert das ökonomische Ideal („first-best policy“). Es gibt jedoch weitere theoretische und praktische Argumente zusätzlich zur Korrektur der CO2-

Ein Argument ist, dass weitere Externalitäten der Energieerzeugung bestehen, welche unkorrigiert zu einem sozioökonomisch nicht optimalen Ausbau der erneuerbaren Energien führen würden und somit komplementäre Regulierungsmaßnahmen rechtfertigen können. Dazu gehören insbesondere Wissensspillover und Adoptionsexternalitäten (EFI, 2013): In Forschung und Innovation treten Externalitäten in Form von Wissensspillover auf. WettbewerberInnen können durch Inspektion innovativer Produkte und Prozesse an Wissen gelangen, ohne selbst die vollen Kosten für die Wissensproduktion tragen zu müssen. Umgekehrt bedeutet dies, dass InnovatorInnen nicht die vollen sozialen bzw. gesellschaftlichen Erträge ihrer Produkt- oder Prozessentwicklungen privatisieren können. Zudem bestehen – speziell im Falle von Mengenkontrolle – Preisunsicherheiten, welche bei risikoaversen AkteurInnen zu gesamtwirtschaftlich suboptimalen Investitionsanreizen führen können. Dieses Problem ist im Energiebereich von besonderer Bedeutung: Durch Unsicherheiten über langfristig verbindliche klima- und energiepolitische Ziele und deren regulatorische Umsetzung sowie einen vergleichsweise hohen Investitionsbedarf für F&E und lange Investitionszyklen von Energietechnologien. Zudem würden bei wenig ambitionierter Klimapolitik die kurzfristigen Anreize Carbon Lock-In zu vermeiden wahrscheinlich nicht ausreichen. Weitere Argumente rühren aus der Richtung, dass durch zusätzliche Förderung erneuerbarer Energien unerwünscht hohe Umverteilungseffekte vermieden werden können (Hirth und Ueckerdt, 2013): Indem man die erneuerbaren Energien – welche oftmals die teuersten Vermeidungskostenoptionen darstellen – gesondert subventioniert, erreicht man eine Absenkung der marginalen Vermeidungskosten und somit der CO2-Steuer / des CO2Zertifikatspreises. Zudem kann dadurch auch vermieden werden, was im Allgemeinen unter „carbon leakage“ – also dem Export von THG-Emissionen – verstanden wird.

Allerdings gibt es auch Argumente, welche gegen eine zusätzliche Förderung erneuerbarer Energien angeführt werden: t


Ein Argument bezieht sich darauf, dass in Bezug auf CO2Einsparungen überhaupt kein zusätzlicher Effekt erreicht

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wird (etwa durch abgesunkene CO2-Preise; vgl. IPCC, 2014b), es dafür aber zu Verzerrungen kommt, dadurch dass tendenziell zu viele erneuerbare Energien zur CO2Reduktion genutzt werden – im Vergleich zu den kostengünstigsten Vermeidungsoptionen. Dieses Argument gilt aber nur für eine Mengenkontrolle mit einem sehr ambitionierten Cap und nicht für eine Steuer. Aber auch im Fall einer Mengenkontrolle können sich beide Instrumente ergänzen. Ein weiteres Argument ist unter Green Paradox bekannt (Sinn, 2012): Es bezieht sich darauf, dass die BesitzerInnen fossiler Ressourcen in Antizipation der sinkenden Nachfrage (durch den Ausbau erneuerbarer Energien) einen Anreiz haben, ihre Ressourcen noch schneller zu extrahieren und so den Klimawandel kurzfristig noch verschärfen. Dieses Argument, sofern valide, würde aber auch im Falle von ausschließlicher CO2-Politik gelten, gegebenenfalls führen erneuerbare Energie-Politiken aber zu einem beschleunigten Ausbau eben dieser. Ein weiterer Punkt, der oft als Merit-Order Effekt diskutiert wird (Sensfuß, 2008) ist, dass der zunehmende Ausbau erneuerbarer Energien zu sinkenden Preisen am Großhandelsmarkt für Strom führt und es dadurch in Bezug auf das Klima zum adversen Effekt kommen kann, dass neu installierte Gaskraftwerke nicht eingesetzt werden und Kohlekraftwerke vermehrt CO2 ausstoßen.

politisch und ökonomisch umsetzbaren Alternative weiterzuentwickeln. Ein Szenario, das Österreich in eine emissionsarme Gesellschaft umstrukturiert, erfordert teilweise radikale Umbaumaßnahmen, um ein Erreichen der legal bindenden post-Kyoto 2020-Ziele zu ermöglichen. Ebenso erfordert es deutliche Änderungen bei Gütern und Dienstleistungen, die von der österreichischen Wirtschaft produziert werden, in Richtung saubererer Technologien und nachhaltigerer Wirtschaftsmodelle. Erneuerungen von der Wurzel her und groß angelegte Investitionsprogramme werden notwendig sein, um dies zu erreichen. Zentral ist dabei die Rolle der Innovation, sie erfordert vor allem Experimentierfreudigkeit, die von evolutionären ÖkonomInnen als Erfahrungslernen bezeichnet wird. Jene, die Innovationen unterstützen, müssen bereit sein Risiken einzugehen und zu akzeptieren, dass einige Technologien scheitern werden. Dies ist problematisch für einzelne Unternehmen, aber auch im Bereich öffentlicher Politikmaßnahmen, wo Scheitern durchwegs mit negativen Assoziationen verbunden ist. Darüber hinaus besteht durch die Förderung von spezifischen Technologien durch die öffentliche Hand die Möglichkeit, dass Regierungen von bestehenden Interessengruppen geleitet werden (Watson, 2012).

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Einbindung von KonsumentInnen und Gemeinschaften

Infrastruktur und Innovation Gegenwärtige Debatten über ein „Ausbalancieren“ der Wirtschaft eröffnen eine Möglichkeit, Politikentscheidungen so zu beeinflussen, dass sie ein Wachstum fördern, das auch eine sauberere und grünere Wirtschaftsstruktur entwickelt. Es ist weitreichende Unterstützung für diese Ansicht zu finden, allerdings finden sich auch erheblich unterschiedliche Meinungen bei Detailfragen. Einige Forschergruppen argumentieren, dass Wirtschaftswachstum an sich das wesentliche Nachhaltigkeitsproblem darstellet (Jackson, 2009), während andere darin weniger ein Problem sehen, das Wachstum aber weniger emissions- und ressourcenintensiv gestalten wollen (Raingold, 2011). Hier ist nicht beabsichtigt, dieses Argument im Detail zu beleuchten. Diese Kritikpunkte betonen aber wichtige Argumente, über die Endlichkeit unserer natürlichen Ressourcengrundlage, über Probleme gegenwärtiger Konsummuster und dem problematischen Framing, das durch die Anwendung des BIPs als Fortschrittsindikator entsteht. Initiativen wie „Wachstum im Wandel“ sind nützlich, um neue Konzepte vom Status einer Idee in Richtung einer

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Ein Großteil der Energie- und Klimapolitik wird von zentralisierten und hierarchisch organisierten Maßnahmen und Institutionen strukturiert. Das liegt an einer veralteten Ansicht dazu, wie die Politikarena funktioniert und wird nicht ausreichend sein. Die Veränderung hin zu einer emissionsarmen Wirtschaftsform erfordert es, sich in neuer Weise mit den Anliegen von Konzernen, KonsumentInnen, BürgerInnen und Gemeinschaften auseinanderzusetzen. Klimapolitik erfordert es auch, Dinge in neuer Weise zu betrachten, z. B. von einem Fokus nur auf Preisstrukturen, auf das Erkennen von Potenzialen der Emissionsreduktion; von dem Wachstumsdogma hin zu einem kritischen Hinterfragen der Erwünschtheit von Wirtschaftswachstum als Ziel an sich. Einige der Investitionskosten für emissionsarme Technologien und Infrastrukturen werden inzwischen in den Preisen, die KonsumentInnen zahlen, reflektiert. Dadurch wurde eine erhebliche Debatte ausgelöst mit Argumenten, dass die Emissionsbekämpfung alleine für die Steigerungen der Energiepreise verantwortlich sei. Was dabei in den hochpolitisierten Debatten häufig nicht erwähnt wird, ist das Alterna-

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tivszenario, also was mit den Energiekosten passieren würde, wenn die Investitionen in emissionsarme Technologien nicht durch eine Kostenumlage unterstützt werden würden. Auch wenn die Konsequenzen dieser Alternativentwicklung schwer im Detail zu prognostizieren sind, ist es alles andere als unwahrscheinlich, dass KonsumentInnen in Zukunft erheblich mehr den global steigenden und stark schwankenden Preisen fossiler Energieträger ausgesetzt sein werden. Hier stellen sich generelle Fragen: In welchem Ausmaß sollen die Kosten eines Umbaus zu emissionsarmen Energiestrukturen an die EndnutzerInnen von Energie weitergeleitet werden? Einen höheren Anteil dieser Kosten anhand von sonstigen Steuereinnahmen zu decken, stellt eine politische Herausforderung dar. Es wäre allerdings eine fortschrittlichere Weise, den Umbau hin zu einer klimafreundlichen Gesellschaft so zu gestalten, dass dabei einige der negative Folgen für ärmere Konsumentenschichten eingrenzt werden (Watson, 2012). Wenn die möglichen Auswirkungen von energiesparenden Maßnahmen (wie im Falle des „Green Deal“) durchgeführt werden, müssen Regierungen alle Erkenntnisse zum Konsumentenverhalten berücksichtigen. Die moderne Ökonomie hat Marktversagen, asymmetrische Information und begrenzte Rationalität als Normalfälle in den Analyserahmen aufgenommen weshalb idealtypische Entscheidungen basierend auf einem umfassenden Wissen über Nutzen und Kosten nicht mehr angenommen wird. Ihre Entscheidungen werden darüber hinaus durch Gewohnheiten, Routinen, Daumenregeln oder Einflüsse außerhalb ihres Einflussbereichs geleitet, wodurch in der Praxis die Wahlmöglichkeiten begrenzt sind (Jackson, 2005). Letztendlich wird es notwendig sein, neue Rollen für Individuen, Netzwerke und Gemeinschaften zu definieren, um Entwicklungspfade zu betreten, die uns in Richtung Nachhaltigkeit bringen. Gemeinschaftliche Energieverbünde haben zwar eine lange Geschichte in Österreich, in der gegenwärtigen Marktstruktur stellen sie aber eher Ausnahmen dar.

6.5 6.5

Schlussfolgerungen Conclusions

Die präsentierte Evidenz verdeutlicht, dass kleinere oder mittelgroße Anpassungen der aktuellen Produktionsweise gekoppelt mit Umwelttechnologie nicht reichen werden um deutliche Beiträge zur THG-Reduktion zu erreichen. Dafür ist eine sozio-ökologische Transformation nötig. Diese erfordert entschiedenes klimaschützendes Handeln aller AkteurInnen und die Anpassung von Produktions- und Konsumpraktiken sowie

klimaschützende Investitionsentscheidungen und politische Regulierungen. Von diesen komplementären Maßnahmen weisen tiefgreifende Verhaltensänderungen erhebliche Klimaschutzpotenziale auf und sind aufgrund der enormen Herausforderung, die durch technische Veränderungen alleine nicht zu bewältigen sind, nötig. Duchin und Lange (1994) zeigten bereits vor zwei Jahrzehnten, dass sogar bei weltweitem Einsatz sauberer und effizienter Technologie, die international vereinbarten Emissionsziele (damals: 1992 Rio de Janeiro UNCED) nicht erreichbar seien. Daraus schlossen sie, dass Nachfragereduktionen nötig sind, die Verwirklichung dieser sich aufgrund von Barrieren Konsummuster zu hinterfragen jedoch als schwierig gestalte. Haushalte werden nur eingeschränkt zu Verhaltensänderungen bereit sein, wenn Unternehmen und der Staat nicht ebenso klimaschützend tätig werden. Daher sind alle AkteurInnen gleichermaßen und energisch aufgefordert, ihr Verhalten zu ändern. Eine Transformation zu einem nachhaltigen Energiesystem bringt darüber hinaus auch positiven Begleitnutzen für die Österreichische Wirtschaft mit sich. Als überdurchschnittlich wohlhabendes Land innerhalb der EU, das außerdem relativ großzügig mit erneuerbaren Energiepotenzialen ausgestattet ist, sollte Österreich entschiedene Schritte setzen und eine Vorreiterrolle übernehmen. Das heißt, in seinen Klimaschutzzielen für 2020 sollte sich Österreich zumindest an den ursprünglichen Kyoto-Zielen (−13 % Emissionen im Vergleich zu 1990) orientieren, wobei die Erreichbarkeit dieser Ziele durch die jüngste Wirtschaftskriese erleichtert wird. In Österreich sind bereits gegenwärtig klare Änderungen in den Wertvorstellungen vieler Menschen festzustellen, die einer Transformation zuträglich sind. Einzelne PionierInnen des Wandels sind bereits dabei, diese Vorstellungen in klimafreundlichen Handlungs- und Geschäftsmodellen praktisch umzusetzen (z. B. Energiedienstleistungsgesellschaften im Immobilienbereich, klimafreundliche Mobilität, Nahversorgung). Um diese Initiativen zu intensivieren, sind begleitende Politikmaßnahmen erforderlich, die eine verlässliche Regulierungslandschaft schaffen. Wichtige technologische Lernprozesse für eine Transformation zu einer klimaverträglichen Gesellschaft schreiten voran: Global betrugen z. B. die Investitionen in erneuerbare Energien (ohne große Wasserkraftprojekte) 2013 bereits 214  Mrd. US$. Die Preise besonders für Photovoltaik (PV) und Windkraftanlagen fallen nach wie vor dramatisch (z. B. PV in Deutschland minus 67 % seit 2006 von 5 100 auf 1 640 € / kW Peak). Dadurch erreicht Solarstrom etwa in Deutschland und Italien bereits Netzparität, kann also zum gleichen oder nied-

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rigeren Preis von PrivatverbraucherInnen erzeugt werden als Haushalte bei einem Bezug aus dem Netz zahlen müssten. In Österreich ist eine Verstetigung des Regulierungsumfelds erforderlich um Investitionsrisiken zu reduzieren, technische Lernkurven und Preisreduktionen nachzuvollziehen und einen klimafreundlicheren Energiemix zu erreichen. Dadurch würde auch kleinen, kreativen und innovativen AkteurInnen (wie Kommunen, mittelständischen Unternehmen, Bürgerinitiativen, Privatpersonen) eine aktive Teilnahme am Energiemarkt ermöglicht. Auch für die aus dem Ausland importierten Güter, die in Österreich konsumiert werden, lässt sich eine Klimaverantwortung beschreiben, die bisher oft vernachlässigt wird. Derzeit folgen die meisten Energie- / Emissionsmodelle nur den territorialen Systemgrenzen und bilanzieren für produzierende Aktivitäten in den verschiedenen Wirtschaftssektoren. Dabei vernachlässigen sie sogenannte indirekte, „graue“ Emissionen, die in den Vorleistungsketten von importierten Gütern im Ausland erfolgt sind. Konsumseitig bilanzierende Modelle erfassen diese hingegen besser. Diese Modelle sind aber in der Regel weniger detailliert bezüglich der technologischen Optionen des Klimaschutzes, oder der Kosten. Klimaziele sollten sich an beiden, einander ergänzenden Kriterien der Klimaverantwortung orientieren (produktionsseitig und konsumseitig) und müssen so gewählt werden, dass dabei keine Auslagerung von Emissionen in Märkte erfolgt, die keine klimapolitische Regulierung aufweisen („carbon leakage“). Drei zentrale Transformationsfelder werden identifiziert auf die besonderes Augenmerk gelegt werden sollte, weil Fehlentwicklungen langfristige emissionsintensive Pfadabhängigkeiten schaffen und weil deren Dynamiken und Klimaeinfluss in modellbasierten Planungsstudien bisher unzureichend erfasst wird:

von 2005 von 1 100 PJ zu reduzieren. Im Ökostromgesetz werden Ziele der Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen von zusätzlich 10,5 TWh / Jahr bis 2020 angegeben, zahlreiche bundes- und länderspezifische Maßnahmen bestehen zur Regulierung von Kleinverbrauche, Raumwärme und Warmwasser. Im Verkehrssektor gilt die Biokraftstoffverordnung und Gestaltung der Normverbrauchsabgabe bis jetzt als Maßnahme zum Klimaschutz und der Industrie- und Energiesektor ist weitgehend im Rahmen des europäischen Emissionshandelssystems reguliert. All diese Ziele reichen allerdings nicht über das Jahr 2020 hinaus und die anvisierten Ziele der Energiestrategie sind durch keine bindenden regulatorischen Maßnahmen verschränkt. Die Ausbauziele für erneuerbare Energieträger sind nicht ambitioniert und werden wahrscheinlich deutlich vor 2020 erreicht, während es unwahrscheinlich ist, dass im Industriesektor eine tatsächliche Trendwende der Emissionen erreicht wird. Die erwarteten Einsparungen von THG-Emissionen beim Ersatz fossiler Treibstoffe durch Biokraftstoffe werden durch Lebenszyklusstudien in Frage gestellt. Insgesamt ist es daher unwahrscheinlich, dass diese inkrementellen regulatorischen Maßnahmen, ausreichen um substantielle Beiträge zum Erreichen des 2 °C Ziels zu erreichen. Um auf einen nachhaltigen Entwicklungspfad umzulenken, ist eine sozio-ökologische Transformation erforderlich, die sich durch grundlegende Veränderungen der vorherrschenden Produktions-, Konsum- und Regulierungspraktiken auszeichnet.

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Transformationen des Energiesystems an sich (gleichzeitiges verfolgen ambitionierter Energiesparpotenziale und rascher Ausbau erneuerbarer Energiequellen) Integrierte Entwicklungen im Bereich nachhaltiger Konsum- und Produktionssysteme

Synergiepotenziale von Städten und verdichteten Siedlungsräumen In Österreich wurde eine Reihe von Initiativen zur Verbesserung der Energieeffizienz und zur Förderung erneuerbarer Energieträger vorgeschlagen und teilweise umgesetzt. So wurde etwa in der 2011 veröffentlichten Energiestrategie vorgeschlagen, den Endenergieverbrauch bis 2020 auf das Niveau

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6.5.1

Forschungsbedarf

Um der Herausforderung der Transformation des Energiesystems zur Klimaverträglichkeit und der dazu allgemein notwendigen gesellschaftlichen Veränderungen zu begegnen, sind Forschungsanstrengungen in zahlreichen Bereichen notwendig. Hier folgt eine Liste (ohne Anspruch auf Vollständigkeit), die zentrale Unsicherheiten und Datendefizite anspricht, die durch gezielte Forschungsprojekte (z. B. koordiniert von regionalen Energieagenturen) bearbeitet werden könnten: t
Methodisch harmonisierte, flächendeckende sowie räumlich und zeitlich detaillierte Karten der Energienachfrage (z. B. Wärmebedarfkataster4) um Synergiepotenziale (z. B. für kaskadische Nutzung von Energie in Kraft-Wärmekopplungen, Heiz- und Kühlnetzwerke) erkennen zu können. 4

http://www.wien.gv.at/stadtentwicklung/stadtvermessung/geodaten/solar/

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Methodische Herausforderungen für die Berechnung sowohl direkter als auch indirekter Emissionsverantwortung auf nationaler und subnationaler Ebene (z. B. für Städte und Gemeinden). Entsprechende Datensätze zu den physikalischen, technischen, ökonomischen und nachhaltigen Potenzialen erneuerbarer Energieträger (z. B. Solarpotenzialkataster5, vgl. Stanzer et al., 2010) sowie kontinuierlich aktualisierte Datenbanken zur Kostenentwicklung dieser Technologien und Szenarien unter unterschiedlichen Fördervarianten. (Öffentliche Förderungen können dabei an Auflagen zur kontinuierlichen Berichterstattung und Kostentransparenz bestehender Projekte geknüpft werden.) Ausweitung der Transformationsforschung inklusive systematischer Vergleiche der Resultate von Modellen und Energie- und Emissionszenarien, Benchmarking und „Multi-Modell Vergleichsworkshops“, Analyse der Resultate von Szenario-Ensembles. Mögliche Bedeutung, potentiell disruptiver Technologien für die Energiewende, wie speicherintegrierte Elektromobilität, supraleitende transeuropäische Gleichstromnetze, Innovationen in der Nachfrage wie z. B. Energiedienstleistungsfirmen, Mobilitätsdienstleistungen. Barrieren gegenüber Verbesserungen der Energieeffizienz, inklusive Möglichkeiten, den nach wie vor wachsenden Elektrizitätsbedarf (z. B. durch Unterhaltungselektronik, IT / online-Netzwerkgeräte etc.) einzugrenzen. Räumliche Aspekte der Wertschöpfungskette erneuerbarer Technologien „Jobs in die Fläche bringen“. Risiken des Rebound-Effekts, bei dem Emissionseinsparungen durch Fortschritte in der Energieeffizienz (und dadurch wachsende Haushaltseinkommen) durch Verhaltensänderungen (z. B. zusätzliche Fernurlaube in Übersee) kompensiert werden. Fragen zur industriellen Ökologie konventioneller Energieträger (z. B. vorgelagerte Übertragungsverluste in Pipelines beim Gasimport, Umwelteffekte von Petroleumerzeugung und Importen, insbesondere bei der Förderung aus „unkonventionellen Lagerstätten“ etc.), sowie von erneuerbaren Energieträgern (Auswirkung von weiterem Wasserkraftausbau auf Gewässerökologie, Biomasseausbau und Auswirkung auf Biodiversität, Böden, Nährstoffbilanzen, Erosion, Wasserhaushalt, Nahrungsmittelerzeugung und Preise, Auswirkung von Windrädern auf Vögel, Fledermäuse, Geothermie und seismische Aktivität und mögliche Einflüsse auf Grundwasserqualität etc.).

http://www.wien.gv.at/stadtentwicklung/stadtvermessung/ geodaten/solar/

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Fragen der öffentlichen Akzeptanz, z. B. von Smart-Grid Technologie und allgegenwärtiger Fernerkundung („ubiquitous sensing“). Die Analyse, Entwicklung und Gestaltung politisch, ökonomisch und ökologisch wirksamer Instrumente und Maßnahmen, die auf die konsumbasiert bilanzierten Emissionen wirken; das heißt ganz gezielt global und effektiv die THG-Emissionen senken, sowie die Analyse ihrer Wirkungen (z. B. auf die Einkommensverteilung). Kosteneffekte und Sozialverträglichkeit verschiedener Förderungssysteme für erneuerbare Energiequellen (vgl. WGBU, 2014). Die Diskussion um wirtschaftspolitische Instrumente Eingriffe in Bezug auf Erneuerbare Energien wird oft kontrovers geführt und gelangt zu keinen einheitlichen Schlussfolgerungen (vgl. z. B. Sachverständigenrat zur Begutachtung der gesamtwirtschaftlichen Entwicklung SBGES, 2013). Eine Ursache sind die zu Grunde liegenden Forschungsansätze. Ökonomische Modelle sind in der Regel von Effizienzüberlegungen getrieben und treffen dazu bestimmte Annahmen (Rationalität, perfekte Information, keine Transaktionskosten), die in der Realität so jedoch oft nicht gegeben sind. Deshalb lässt sich rationales Verhalten oft in empirischen Untersuchungen von Politikeingriffen oft auch nicht beobachten, so dass die aus diesen gewonnen Einsichten zu „best practices“ oft nicht dem ökonomischen Ideal entsprechen. Ein Grund dafür ist unter Anderem., dass Verteilungswirkungen zwischen Akteuren in der reinen Effizienzdiskussion oft nicht berücksichtigt werden. Forschung in diesem Bereich soll dazu beitragen einen einheitlicheren Ansatz zu entwickeln, der auf Erkenntnisse aus beiden Forschungsansätzen zurückgreift. Die Einrichtung eines neuen Forschungsfeldes „Transformationsforschung“, das Transformationsprozesse und die gesellschaftlichen Voraussetzungen im Rahmen planetarischer Leitplanken untersucht (nach dem Vorschlag der WGBU, 2011). Der Umbau der Energieversorgung eingebettet in einen gesellschaftlichen Transformationsprozess impliziert die Entwicklung von neuen gesellschaftlichen Strukturen und den Wandel von Lebensstilen. Diese werden eingeführt von PionierInnen des Wandels („Change Agents“). Transformationsforschung sollte aufzeigen wie Strukturen geschaffen werden können, welche die Generierung und Diffundierung sozialer Innovationen ermöglichen. Bildung für Transformation sollte größere Bedeutung in der Nachhaltigkeitsstrategie erhalten. Bildung ist eine notwendige Voraussetzung für den Erfolg der Trans-

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formation. Durch Bildung in unterschiedlichsten und vielfältigen Strukturen und über neu aufzuarbeitende Bildungsinhalte kann die Gesellschaft die erforderlichen Kompetenzen für die aktive Beteiligung am Transformationsprozess erlangen (Muttarak and Lutz, 2014). Zum Beispiel, die Einrichtung von Low-carbon Business Schools sowie interdisziplinärer Fakultäten für klimaverträgliche Landnutzung, Energiewissenschaft, Urbanisierung und für Management, welches auf die Transformation ausgerichtet ist, könnten wichtige Impulse liefern (WGBU, 2011).

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6.6 6.6

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Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

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Kapitel 6: Transformationspfade

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Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung

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Anhang

Anhang 1 – Akronyme und Abkürzungen Anhang 2 – Verzeichnis des Wissenschaftlichen Beirates, der Review EditorInnen, der ReviewerInnen und der AutorInnen Anhang 3 – Zitierweisen

Anhang 1: Akronyme und Abkürzungen

A1B, A1, A2, B1, B2 IPCC – SRES (Speical Report on Emissions Scenarios) Treibhausgasemissionsszenarien AAR14 Austrian Assessment Report 2014 ACEA European Automobile Manufacturers Association ACQWA Assessing Climate impacts on the Quantity and Quality of Water (EU FP7 Forschungsprojekt) ACR Adaptation through Climate Resilience ACRE Atmospheric Circulation Reconstruction over the Earth ACRP Austrian Climate Research Programme des KLIEN ACTRIS Aerosols, Clouds, and Trace gases Research InfraStructure Network AEA Österreichische Energieagentur AGES Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit AGU American Geophysical Union AIM Asia-Pacific Integrated Model AIT Austrian Institute of Technology ALADIN Regionales Klimamodell, entwickelt von Meteo France ALDIS Austrian Lightning Detection & Information System ALOCLIM Austrian Long-Term Climate 1767–2000: Homogenisierte Beobachtungsdaten von Österreich ALP-IMP Multi-centennial climate variability in the Alps based on Instrumental data, Model simulations and Proxy data (EU FP5 Forschungsprojekt) AlpinRiskGP Abschätzung des derzeitigen und zukünftigen Gefährdungspotenzials für Alpintouristen und Infrastruktur, bedingt durch Gletscherrückgang und Permafrostveränderung im Großglockner-Pasterzengebiet (StartClim Projekt) ALTETR Alternative Energieträger der Zukunft (Forschungsprojekt) AMA Agrarmarkt Austria AMO Atlantic Multidecadal Oscillation AMOC Atlantic Meridional Overturing Circulation AOGCM Atmosphere-Ocean General Circulation Model ARAD Austrian Radiation – Projekt zur langfristigen Messung der Sonnenstrahlung und der Wärmestrahlung der Atmosphäre in Österreich ARE Schweizer Bundesamt für Raumentwicklung ARGE Arbeitsgemeinschaft ARGO Array for Real-Time Geostrophic Oceanography ARPEGE Globales Klimamodell, betrieben von Meteo France ASCII American Standard Code for Information Interchange

ATV-DVWK Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall (aktuell: DWA) AWEEMSS Analyse der Wirkungsmechanismen von Endenergieeffizienz-Maßnahmen und Entwicklung geeigneter Strategien für die Selektion ökonomisch-effizienter Maßnahmenpakete (Forschungsprojekt) B-VG Bundes-Verfassungsgesetz BABS Bundesamt für Bevölkerungsschutz, Schweiz BAFU Bundesamt für Umwelt, Schweiz BAMS Bulletin of the American Meteorological Society BAU Business as usual BAW Bundesamt für Wasserwirtschaft BC Black Carbon BEV Battery Electric Vehicle BFE Bundesamt für Energie, Schweiz BFW Bundesforschungs- und Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren und Landschaft BgBl Bundesgesetzblatt BGF Bruttogeschossfläche BioSoil EU-Projekt zum europäischen Waldboden-Monitoring BIP Bruttoinlandsprodukt BMASK Bundesministerium für Arbeit, Soziales und Konsumentenschutz BMLF Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft (aktuell: BMLFUW) BMLFUW Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft BMU Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Deutschland (aktuell: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit BMUB) BMVIT Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie BMWF Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung (aktuell: BMWFW) BMWFJ Bundesministerium für Wirtschaft, Familie und Jugend (aktuell: BMWFW) BMWFW Bundesministerium für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft BOKU Universität für Bodenkultur Wien BORIS Bodeninformationssystem des Umweltbundesamtes BPV Bauproduktenverordnung BrC Brauner Kohlenstoff

Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

BSRN Baseline Surface Radiation Network BTS Basistemperatur der winterlichen Schneedecke BTV Blauzungen-Virus BVOC Biogene volatile organische Verbindungen BWS Bruttowertschöpfung C Kohlenstoff (Carbon) °C Grad Celsius CAFE Corporate Average Fuel Economy CAM Community Atmospheric Model CBD Convention on Biodiversity CC-IMPATY Climate change impact on humidity (ACRP Forschungsprojekt) CCCA Climate Change Centre Austria CCHF Krim-Kongo-Hämorrhagisches Fieber CCLM COSMO-ClimateLimited-areaModelling CCN Cloud condensation nuclei (Wolkenkondensationskerne) CCS Carbon Capture and Storage CCSM Community Climate System Model CDM Clean Development Mechanism CDP Carbon Disclosure Project CDR Climate Data Record CEC Commission of the European Communities CEER Council of European Energy Regulators CERES Clouds and the Earth's Radiant Energy System, NASA CERG Centre for Environmental Research Geneve CESM Community Earth System Model CFC Chlorofluorocarbon CGE Computable General Equilibrium CGIAR Consultative Group on International Agricultural Research CH4 Methan CHAMP Challenging Mini-Satellite Payload CICES Common International Classification of Ecosystem Goods and Services CIMS Quadrupol-Massenspektroskopie mit chemischer Ionisierung CIP Kurz für UKCIP – UK climate impact program CIPRA Commission Internationale pour la Protection des Alpes (Internationale Alpenschutzkommission) CLEOS Climate sensitivity of regional energy systems – a spatial optimisation approach (ACRP Forschungsprojekt) CLIMATE-ADAPT European Climate Adaptation Plattform ClimCatch Impact of climate change on the sediment yield of alpine catchments (ACRP Forschungsprojekt) ClimChAlp Climate change, impacts and adaptation strategies in the Alpine Region (EU Interreg III B Forschungsprojekt)

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CLISP Climate Impacts and Spatial Planning (EU Forschungsprojekt) CLIVALP Climate Variability Studies in the Alpine Region (FWF Forschungsprojekt) CLM / CCLM COSMO CLM regionales Klimamodell CMIP Coupled Model Intercomparison Project CMIP3 Coupled Model Intercomparison Project Phase 3 CMIP5 Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 CN Condensation nuclei (Kondensationskerne) CNG Compressed Natural Gas CO Kohlenmonoxid CO2 Kohlendioxid CO2eq Kohlendioxid-Äquivalente (bezogen auf das Treibhausgas-Potenzial) COIN Costs of Inaction (ACRP Forschungsprojekt) CoLs Cutoff Lows COM EU Commission (=KOM) CONHAZ Costs of Natural Hazards COP Conference of the Parties to the UNFCCC COP Coefficient of Performance, Verhältnis von Nutzenergie zu Stromaufnahme bei Wärmepumpen CORDEX COrdinated Regional Climate Downscaling Experiment (WCRP Forschungsprojekt) Corg organisch gebundener Kohlenstoff COSMO-CLM Consortium for Small Scale Modelling – Climate Local Model COST Cooperation in Science and Technology (Programm der EU) CPI Current Policy Initiatives CRED Center for Research on Environmental Decisions CRSM Coarse Resolution Subregional Mean CRUT Climate Research Unit Temperature CTRL Kontrolllauf DACP Dark Ages Cold Period DBR Deutsche Bank Research DCE Discrete Choice Experiments DEMIFER Demographic and migratory flows affecting European regions and cities (EU Forschungsprojekt) DEUCALION DEtermining and VisUalizing Impacts of Greenhouse Climate Rainfall in ALpIne Watersheds ON Torrential Disasters (ACRP Forschungsprojekt) DG CLIMA Directorate-General Climate Action DG ENV EU Directorate-General for Environment DG RTD EU Directorate-General for Research and Technological Development, aktuell: Directorate-General for Research and Innovation DGE Deutsche Gesellschaft für Ernährung DGTREN EU Directorate-General for Transport and Energy

Anhang

DICE Ein Integrated Assessment Model DJF Periode: Dezember-Jänner-Februar DLR Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt DNA Desoxyribonukleinsäure DOC Dissolved organic carbon compounds; gelöster organischer Kohlenstoff DOI Digital Object Identifier DU Dobson Units DWD Deutscher Wetterdienst E-DL Energiedienstleistung E-OBS Gerasterter europäischer Beobachtungsdatensatz mit täglichen Werten für Temperatur und Niederschlag EA Eastern Atlantic Pattern EACC Eastern Alpine Conifer Chronology EAVG Energieausweis-Vorlage-Gesetz eBod Web-GIS-Applikation: Digitale Bodenkarte 1:25 000 von Österreich EC European Commission EC Elementarer Kohlenstoff ECA Energie-Control Austria ECCP European Climate Change Programme ECDC European Center for Disease Control and Prevention ECF European Climate Foundation ECHAM European Centre Hamburg Model (globales Klimamodell, betrieben von Max-Planck-Institut für Meteorologie, Hamburg) ECHAM4 Version 4 von ECHAM ECHAM5 Version 5 von ECHAM ECLAC Economic Commission for Latin America and the Caribbean ECMWF European Centre for Medium-Range Weather Forecasts EDV Elektronische Datenverarbeitung EEA European Environment Agency (Europäische Umweltagentur) EECCAC Energy Efficiency and Certification of Central Air Conditioners EEG Energy Economics Group der Technischen Universität Wien EESI Environmental and Energy Study Institute EET Erneuerbare Energieträger EFES Energieeffiziente Siedlungen (Forschungsprojekt) EFFIS European Forest FIre Information System (Europäisches Waldbrand-Informationssystem) EFH Einfamilienhaus EL.ADAPT Auswirkungen des Klimawandels und Anpassungen im Elektrizitätssektor am Beispiel von Österreich im Europäischen Kontext (ACRP Forschungsprojekt)

ElWOG Elektrizitätswirtschafts- und -organisationsgesetz EMAS Eco-Management and Audit Scheme EMAS-VO EMAS Verordnung EMF Energy Modeling Forum ENSEMBLES EU Forschungsprojekt für regionale Klimamodellierung ENSO El Nino Southern Oscillation ENVISAT Environmental Satellite EP Eastern Pacific Pattern EPBD Energy Performance of Buildings Directive (EU Gebäude-Richlinie) ER Essential requirements ERA European Reanalysis ERBS Earth Radiation Budget Satellite EROI Energy Return on Investment ESCO Energy service company ESD Effort Sharing Decision; EU-Entscheidung zur gemeinsamen Emissionsreduktion ESDW European Severe Weather Database ESM Earth System Model ESPON European Spatial Planning Observation Network ESSL European Severe Storms Laboratory ETH Eidgenössische Technische Hochschule EU Europäische Union EU-ETS European Emissions Trading Scheme (europäisches Emissionshandelssystem) EU-EHS europäisches Emissionshandelssystem EUA Eurpean Union Allowance EUBIONET European bioenergy network EUCLID European Cooperation for Lightning Detection EURAC Europäische Akademie Bozen EURO4M-APGD European Reanalysis and Observations for Monitoring- Alpine Precipitation Grid Dataset – alpenweiter Niederschlagsdatensatz Eurostat Statistisches Amt der Europäischen Union EW Einwohnergleichwerte EWENT Extreme Weather Events (EU FP7 Forschungsprojekt) EZG Einzugsgebiet F-Gase Fluorierte Treibhausgase FAO Food and Agriculture Organization of the United Nations FCKW Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffverbindungen FEM Floodplain Evaluation Matrix FFH-RL Fauna-Flora-Habitat-Richtlinie FIRIA Fire Risk and Vulnerability of Austrian Forests under the Impact of Climate Change (ACRP Forschungsprojekt) FLOATS Floating Buoys

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

FMRB Flussmorphologischer Raumbedarf FNA Fachnormenausschuss FÖL Finale Ökosystemleistungen FSME Frühsommer-Meningo-Encephalitis FTI Forschung, Technologie und Innovation FUND Framework for Uncertainty, Negotiation and Distribution (Integrated Assessment Model) FV Fotovoltaik FWF Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung GAR Greater Alpine Region GAW Global Atmospheric Watch GCAM Global Change Assessment Model GCM General Circulation Model / Global Circulation Model / Global Climate Model GCOS Global Climate Observing System GDP Gross Domestic Product (Bruttoinlandsprodukt) GDV Gesamtverband der deutschen Versicherungswirtschaft GEA Global Energy Assessment GEF Global Environment Facility GEMS Global Environmental Monitoring System GERN Gesunde Ernährung und Nachhaltigkeit GFDL Geophysical Fluid Dynamics Laboratory GHG Greenhouse Gas (Treibhausgas) GIS Geographisches Informationssystem GJ Gigajoule, 1 Mrd. Joule GLORIA Global observation research initiative in alpine environments GLP Global Land Project GOOS Global Ocean Observing System GPS Global Positioning System GrDS Grenzschleppspannung GrUS Sedimentationsschleppspannung Gt Gigatonnen, 1 Mrd. Tonnen GUSTAVO Genf, Uri, Schwyz, Tessin, Appenzell Innerrhoden, Valais, Obwalden GWP Global Warming Potential GWS Gemeinnützige Alpenländische Gesellschaft für Wohnungsbau und Siedlungswesen m.b.H. GZP Gefahrenzonenplanung H20 Wasser ha Hektar HadAM3H Ein globales Klimamodell, betrieben vom Hadley Centre England HadCM3 Ein globales Klimamodell, betrieben vom Hadley Centre England HARIS-CC Hail Risk and Climate Change (Forschungsprojekt) HDI Human Development Index

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HEAT Health Economic Assessment Tools HFC Teilfluorierte Verbindungen HH Haushalt HIRHAM Ein regionales Klimamodell, betrieben vom Meteorologischen Institut Dänemark HISTALP Historical Instrumental Climatological Surface Time Series of the Greater Alpine Region – homogenisierte Beobachtungsdaten im Alpenraum HOBI Holz- und Biomasse-Aufkommensstudie für Österreich HOCLIS Homogenisation of Climate Series HOMOP Aufbau und Installierung eines Tools zur operationellen Homogenisierung von Klimadaten HORA Hochwasserrisikozonierung-Austria HQ100 Extremereignis mit einem durchschnittlichen Wiederkehrintervall von 100 Jahren HT Hochtemperatur HULIS Humic like substances HWB Heizwärmebedarf, Nutzwärmebedarf für die Raumheizung HWF90 Hitzewellendefinition: Überschreitung des 90. Perzentils von Tmax an 6 aufeinander folgenden Tagen HyDaMS Hydrographisches Datenmanagement System IAG International Association of Geomorphologists IASG Impact and Adaptation Steering Group IBRD International Bank for Reconstruction and Development ICOADS International Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set IEA International Energy Agency (Internationale Energieagentur) IEE Intelligent Energy Europe IFAD International Fund for Agricultural Development IFOAM International Federation of Organic Agriculture Movements IHS Institut für Höhere Studien IKT Informations- und Kommunikationstechnik IMAGE Integrated Model to Assess the Global Environment INCA Integrated Nowcasting through Comprehensive Analysis – gerasterter österreichischer meteorologischer Beobachtungsdatensatz INTERREG Interregional Cooperation Programme INVEKOS Integriertes Verwaltungs- und Kontrollsystem IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change IPCC AR5 Intergovernmental Panel on Climate Change, Assessment Report 5 ISMN International Soil Moisture Network ISO International Organization for Standardization

Anhang

ITF International Transport Forum JAMA Japan Automobile Manufacturers Association JI / CDM Joint Implementation / Clean Development Mechanism JJA Periode: Juni-Juli-August JRA Japanese Reanalysis JRC Joint Research Centre (of the European Commission) K Kelvin KAMA Korea Automobile Manufacturers Association KB Kühlbedarf, Nutzwärmebedarf für die Raumkühlung KFU Karl-Franzens-Universität Graz Kfz Kraftfahrzeug KKW Kernkraftwerk KLIEN Klima- und Energiefonds KLIWA Klimaveränderung und Konsequenzen für die Wasserwirtschaft – Deutsches Forschungsprogramm KOM EU Kommission KONSENS KonsumentInnen und Energiesparmaßnahmen (KLIEN Forschungsprojekt) KONTIV Kontinuierliche Erhebung zum Verkehrsverhalten KS Konstantes Szenario KSG Klimaschutzgesetz KWK Kraft-Wärme-Kopplung LDC Least Developed Countries LED Lichtemittierende Dioden LF Low-Frequency LFZ Lehr- und Forschungszentrum LIA Little Ice Age LiDAR Light Detection and Ranging LIFE LIFE Programme (EU Finanzinstrument zur Förderung von EU-weiten Umwelt- und Naturschutzprojekten) LiNet Lightning Detection Network LKH Landeskrankenhaus LKW Lastkraftwagen LNF Leichte Nutzfahrzeuge LTER Long-Term Ecosystem Research Network LUC Land use change (Landnutzungsänderung) LULUCF Land use, land use change and forestry (Landnutzung, Landnutzungsänderung und Forstwirtschaft) m ü.A. Seehöhe in Meter über Pegel Adria MA 18 Magistratsabteilung 18 der Stadt Wien MACC Monitoring Atmospheric Composition and Climate MAM Periode: März, April, Mai MCA Medieval Climate Anomaly MCS Mesoskaliges konvektives Sturmsystem MEA Millennium Ecosystem Assessment MERRA Modern Era Retrospective Reanalysis

MESSAGE Mobile Environmental Sensing System Across Grid Environments MFH Mehrfamilienhaus MIA Marginal Impact Abatement MIV Motorisierter Individualverkehr MM Mit Maßnahmen MM5 Regionales Klimamodell, entwickelt von NCAR USA MOREXPERT Developing a Monitoring System for Hazardous Rock Walls MOTU Molecular operational taxonomic units MOZAIC Measurement of Ozone on Airbus In-service Aircraft MSU Microwave Sounding Unit Mt Megatonnen, 1 Mio. Tonnen MUKLIMO Mikroskaliges Urbanes Klimamodell des Deutschen Wetterdienstes MWP Medieval Warm Period MZM Mit zusätzlichen Maßnahmen N Stickstoff N2 molekularer (unreaktiver) Stickstoff N2O Distickstoffoxid (Lachgas) NACE Nomenclaute européenne des activités économiques, Systematik zur statistischen Erfassung der Wirtschaftszweige NADW North Atlantic Deep Water NALPS Record of precisely dated stalagmites from caves located at the northern rim of the Alps NAMEA National Accounting Matrix including Environmental Accounts NAO Nord-Atlantik-Oszillation NAP Nationaler Allokationsplan NAPAs National Adaptation Programmes of Action NAS Nationale Anpassungsstrategie (Strategie zur Anpassung an den Klimawandel) NAS National Academy of Sciences (USA) NASA National Aeronautics and Space Association (USA) NAT 91 Neuer Austrotakt (Taktfahrplan der ÖBB, vorgestellt 1991) NATHAN World Map of Natural Hazards NATO North Atlantic Treaty Organisation NCAR National Center for Atmospheric Research (USA) NCEP National Center for Environmental Prediction (USA) NEE Net Ecosystem Exchange NF3 Stickstofftrifluorid NFP Nationales Forschungsprogramm (Schweiz) NGO Non Goventmental Organisation NGP Nationaler Gewässerbewirtschaftungsplan NGRIP North Greenland Ice Core Project NH3 Ammoniak

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

NH4+ Ammonium NIDI Nederlands Interdisciplinair Demografisch Instituut NIR National Inventory Report NMHC Nichtmethankohlenwasserstoffe Nmin Mineralstickstoff NMV Nicht motorisierter Verkehr NMVOC Non Methane Volatile Organic Compounds NN Normal Null NÖ LAK Niederösterreichische Landesakademie NO3 Nitrat NOAA National Ocean and Atmosphere Administration (USA) NOx Stickstoffoxide NPI New Policy Initiatives NPO Nord-Pazifik-Oszillation NPP Nettoprimärproduktion Nr Reaktiver Stickstoff NREAP National Renewable Energy Action Plan NT Niedertemperatur NUTS Nomenclature des unités territoriales statistiques (statistische Gebietsseinheiten) NWG Nichtwohngebäude NWI Nationaler Wohlfahrtsindex NWP Nairobi Work Programme der UNFCCC O3 Ozon OBS Observations OC Organischer Kohlenstoff OcCC Organe consultatif sur les changements climatiques (Beratendes Organ für Fragen der Klimaänderung, Schweiz) OECD Organisation for Economic Co-operation and Development (Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung) OEREK Österreichisches Raumentwicklungskonzept OFDA Office of US Foreign Disaster Assistance OH-Radikale Hydroxyl-Radikal OHC Oceanic Heat Content ÖHT Österreichische Hotel- und Tourismusbank ÖHV Österreichische Hoteliervereinigung OIB Österreichisches Institut für Bautechnik OITAF Organizzazione internazionale trasporti a fune (Internationale Organisation für das Seilbahnwesen) OM Organisches Material ÖNACE Österreichische NACE ÖNORM Vom Austrian Standards Institute veröffentlichte nationale Norm ONS Office for National Statistics (UK) ÖPNV Öffentlicher Personennahverkehr ÖPUL Österreichischen Programm zur Förderung einer um-

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weltgerechten, extensiven und den natürlichen Lebensraum schützenden Landwirtschaft ORAS Ocean Reanalysis System ORC Organic Rankine Cycle ORF Österreichischer Rundfunk ÖROK Österreichische Raumordnungskonferenz OST Office of Science and Technology ÖSTA Österreichisches Staatsarchiv ÖSTRAT Österreichische Strategie für eine nachhaltige Entwicklung ÖV Öffentlicher Verkehr OVE Österreichischen Verband für Elektrotechnik ÖWAV Österreichischer Wasser- und Abfallwirtschaftsverband ÖWI Österreichische Waldinventur p.a. per annum PAGE Ein Integrated Assessment Model PAME Primäre Amöbenmeningoenzephalitis PCA Principal Component Analysis PDSI Palmer Drougth Severity Index PEB Primärenergiebedarf PESETA Projection of Economic Impacts of Climate Change in Sectors of the European Union based on Bottom-up Analysis PET Physiologically equivalent temperature PEV Primärenergieverbrauch PFC Vollfluorierte Kohlenwasserstoff-Verbindungen PH Passivhaus pH-Wert Maß für den sauren oder basischen Charakter einer wässrigen Lösung PHI Potential Hail Index – Kenngröße für Hagelwahrscheinlichkeit PIK Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung PJ Petajoule= 1 015 J = 1 000 Terajoule Pkm Personenkilometer PKW Personenkraftwagen PM Feinstaub (particulate matter) PM10 Feinstaub (Korngrößen kleiner als 10 μm aerodynamischer Durchmesser) PM2.5 Feinstaub (Korngrößen kleiner als 2,5 μm aerodynamischer Durchmesser) PNA Pacific North American Pattern PNAS Proceedings of the National Academy of Science (USA) PNV Potentielle natürliche Vegetation POT Peaks over Threshold POTETA Strategie zur Mobilisierung des Stromsparptenzials in Österreich (KLIEN Forschungsprojekt) ppm parts per million PPP Purchasing Power Parity (Kaufkraftparität)

Anhang

PRESENCE Power through Resilience of Energy Systems: Energy Crises, Trends and Climate Change (ACRP Forschungsprojekt) PRIMES A computable Price-driven equilibrium Model of the Energy System and Markets for Europe PRODIGE Homogenisierungsmethode für monatliche Klimadaten aus Frankreich PRUDENCE EU Forschungsprojekt für regionale Klimamodellierung PSC Polare Stratosphärenwolke PTR-TOF-MS Protonen-Tausch-Reaktions-Flugzeit-Massenspektrometer PVC Polyvinylchlorid Q95 Niederwasserabflüsse, die mit 5 % Wahrscheinlichkeit unterschritten werden QBO Quasi-Biennal Oscillation QM Quantile mapping – statistische Methode zur Datenaufbereitung RCA3 Regionales Klimamodell, betrieben von Rossby Centre Schweden RCAO Rossby Centre regional Atmosphere – Ocean climate model RCM Regional climate model RCP Representative Concentration Pathway RCP 2.6 Representative Concentration Pathway - 2.6W/m² des IPCC 2013 RCP 4.5 Representative Concentration Pathway - 4.5W/m² des IPCC 2013 RCP 8.5 Representative Concentration Pathway - 8.5W/m² des IPCC 2013 RECLIP:CENTURY Research on Climate Protection (ACRP Forschungsprojekt) RED Renewable Energy Directive REDD Reducing Emissions from Deforestation and Degradation RegCM Regionales Klimamodell (betrieben von ICTP Triest) REMO Regionales Klimamodell (betrieben von MPI Hamburg) REMO-UBA Klimalauf im Auftrag des Deutschen Umweltbundesamtes mit dem regionalen Klimamodell REMO RES-Richtlinie EU Directive on Electricity Production from Renewable Energy Sources (EU Erneuerbare-EnergienRichtlinie) RK Raumkälte RW Raumwärme RWP Roman Warm Period RWTH Rheinisch-Westphälisch Technische Hochschule

SBSTA Subsidiary Body for Scientific and Technological Advice SCC Social Costs of Carbon SCNAT Swiss Academy of Sciences scZ-Index Self-calibrated Palmer Z-Index SEC Interne Dokumente der EU-Kommission, vorbereitet vom Generalsekretariat SERI Sustainable Europe Research Institute SF Szenario Forciert SF6 Schwefelhexafluorid SicAlp Standortsicherung im Kalkalpin (Interreg-Projekt) SNF Schwere Nutzfahrzeuge SNP Sägenebenprodukte SO2 Schwefeldioxid SOA Sekundäres organisches Aerosol SOM Soil Organic Matter (organische Bodensubstanz) SP Szenario Pragmatisch SPA Shared climate Policy Assumptions SPLIDHOM Spline daily homogenization SPM Summary for Policymakers SRES Special Report on Emission Scenarios des IPCC SREX Special Report on Managing the Risks of Extreme Events des IPCC SRM Solar Radiation Management SSC Strategic Society Center SSP Shared Socio-Economic Reference Pathways STATcube Statistisches Datenbanksystem von Statistik Austria SVOC Semi-volatile organische Verbindungen T-MONA Tourismus Monitor Austria TAR Third Assessment Report des IPCC TAWES Teilautomatische Wetterstation TC Gesamtkohlenstoff TEEB The Economics of Ecosystems and Biodiversity THG Treibhausgas TIHALO Tierhaltung und Wirtschaftsdüngermanagement in Österreich (BMLFUW Forschungsprojekt) Tkm Tonnenkilometer Tmax Tagesmaximaltemperatur TSA Tourismus-Satellitenkonto TSI Total solar irradiance TU Wien Technische Universität Wien TW Terawatt = 1012 Watt = Billion Watt TWh Terawattstunden U-Wert Wärmedurchgangskoeffizient von Bauteilen in W/ m²K ü.d.M. Höhe über dem mittleren Meeresspiegel UBA Umweltbundesamt

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

UFI Umweltförderung im Inland des BMLFUW UFT-ADI Urban fabric types and microclimate response UK United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland UKCIP United Kingdom Climate Impact Programme UMA Umwelt Management Austria UN United Nations UN / ECE United Nations Economic Commission for Europe UNCCD United Nations Convention to Combat Desertification UNDP United Nations Development Programme UNECE United Nations Economic Commission for Europe UNEP United Nations Environment Programme UNESCO United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization UNFCCC United Nations Framework Convention on Climate Change UNWTO United Nations World Tourism Organisation URAS CO2 Meßgerät USD United States Dollar UV Ultraviolett UVB Ultraviolettstrahlung im UVB-Bereich (280–320 Nanometer) UVE Umweltverträglichkeitserklärung UVP Umweltverträglichkeitsprüfung VAISALA Hersteller meteorologischer Geräte VERACLIM Vienna Enhanced Resolution Analysis CLIMatology VGR Volkswirtschaftliche Gesamtrechnung VOC Volatile organische Verbindungen VTPI Victoria Transport Policy Institute VTT Technical Research Centre of Finland WA West Atlantic Pattern WAM With Additional Measures WAMOD Auswirkungen des Klimawandels auf Österreichs Wälder – Entwicklung und vergleichende Evaluierung unterschiedlicher Prognosemodelle (ACRP Forschungsprojekt) WASA Waves and Storms in the North Atlantic (Forschungsprojekt) WBGU Wissenschaftlicher Beirat Globale Umweltveränderung der deutschen Bundesregierung WCRP World Climate Research Programme WDPA World Database on Protected Areas WegenerNet Klima-Stationsnetz des Wegener Centers, Universität Graz WEM With Existing Measures WEO World Economic Outlook WEO World Energy Outlook WFA Wirkungsfolgenabschätzungen

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WGI Working Group 1 des IPCC WGII Working Group 2 des IPCC WGIII Working Group 3 des IPCC WHO World Health Organisation (Weltgesundheitsorganisation) WIFO Österreichisches Institut für Wirtschaftsforschung WKK Wärme-Kraft-Kopplung WKO Wirtschaftskammer Österreich WMO World Meteorological Organization WP Wärmepumpe WP West Pacific Pattern WRRL EU-Wasserrahmenrichtlinie WS Wachstumsszenario WW Wirtschaftswachstum WWF World Wildlife Fund for Nature WWWB Wärmebedarf für Warmwasserbereitung, Nutzenergie XBT Expendable Bathythermograph ZAMG Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Österreich ZENAR Zentrum für Naturgefahren – BOKU ZfE Zusammenfassung für Entscheidungstragende

Anhang

Anhang 2: Verzeichnis des Wissenschaftlichen Beirates, der Review EditorInnen, der ReviewerInnen und der AutorInnen

Wissenschaftlicher Beirat / Scientific Advisory Board (SAB) Jill Jäger – Senior Consultant, Wien. Vorsitzende des SAB AAR14 Daniela Jacob – Max-Planck-Institut für Meteorologie (MPI-M), Hamburg Dirk Messner – Institut für Entwicklungspolitik (DIE), Bonn Review EditorInnen Brigitte Bach (Band 3, Kapitel 3 und 5) – Austrian Institute of Technology Sabine Fuss (Band 3, Kapitel 1 und 6) – Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change Dieter Gerten (Band 2, Kapitel 2) – Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung Martin Gerzabek (Band 2, Kapitel 5) – Universität für Bodenkultur Wien Peter Houben (Band 2, Kapitel 4) – Universiteit Leiden Carsten Loose (Band 2, Kapitel 3) – Wissenschaftlicher Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen Hermann Lotze-Campen (Band 2, Kapitel 6; Band 3, Kapitel 2) – Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung Fred Luks (Band 1, Kapitel 5) – Wirtschaftsuniversität Wien Wolfgang Mattes (Band 1, Kapitel 2) – Umweltbundesamt Sabine McCallum (Band 1, Kapitel 3) - Umweltbundesamt Urs Neu (Band 3, Kapitel 4) – Schweizer Akademie der Naturwissenschaften Andrea Prutsch (Band 2, Kapitel 1) – Umweltbundesamt Mathias Rotach (Band 1, Kapitel 1 und 4) – Universität Innsbruck

Externe ReviewerInnen Soweit die externen ReviewerInnen der Bekanntgabe ihrer Namen zugestimmt haben, sind sie im Folgenden aufgeführt. Weitere 55 ReviewerInnen werden hier nicht namentlich erwähnt bzw. bleiben auf eigenen Wunsch anonym. Einige der AAR14 AutorInnen beteiligten sich auch am Reviewprozess – diese sind hier nicht aufgelistet. Leonardo Baretto-Gomez – Austrian Energy Agency Nico Bauer – Potsdam Institute for Climate Impact Research Thomas Bruckner – Universität Leipzig Stefan Hörtenhuber – Forschungsinstitut für biologischen Landbau Switzerland und Universität für Bodenkultur Wien Hubert Holzmann – Universität für Bodenkultur Wien Fortunat Joos – Universität Bern Margareth Keiler – Universität Bern Werner Krauß – Hemholtz-Zentrum Geesthacht Walter Leal – Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg Patrick Nussbaumer – United Nations Industrial Development Organization Frank Preusser – Universität Stockholm Peter Rafaj – International Institute for Applied Systems Analysis Stefan Reis – NERC Centre for Ecology & Hydrology, United Kingdom Uwe Stöber – Universität Bremen Dirk van Husen – ehem. Technische Universität Wien Werner Zollitsch – Universität für Bodenkultur Wien

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

AutorInnen Nachfolgend sind die mitwirkenden AutorInnen und weitgehend ihre in den Österreichischen Sachstandsbericht eingebrachte Expertise sowie ihre primäre organisatorische Zuordnung aufgelistet. Ahrens, Bodo; Univ.-Prof. Dipl.Phys. Dr.; Meteorologie; Klimatologie; Institut für Atmosphäre und Umwelt, J.W.v. Goethe Universität Frankfurt am Main Ajanovic, Amela; Dipl.-Ing. Dr.; Energiewirtschaft; Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe, Technische Universität Wien Amon, Barbara ; Priv.-Doz.Dr.; Landwirtschaft; Emissionen; Leibniz-Institut für Agrartechnik PotsdamBornim e.V (ATB) Amon, Thomas; Univ.-Prof. Dr.; Landwirtschaft; Emissionen; Leibniz-Institut für Agrartechnik PotsdamBornim e.V (ATB) Anders, Ivonne; Dipl.-Ing.; Klimamodellierung; Klimatologie ; Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Abteilung für Klimaforschung, Wien Aschauer, Isabella; Mag.; Aerosolphysik; Emissionstabellen; Fakultät für Physik, Universität Wien Aspöck, Horst; Univ.-Prof. Dr.; Parasitologie,, Entomologie; Institut f. Spezifische Prophylaxe und Tropenmedizin, Medizinische Universität Wien Auer, Ingeborg; Dr.; Meteorologie; Klimatologie; Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Abteilung für Klimaforschung, Wien Balas, Maria; Dr.; Umweltforschung; Klimawandel; Umweltbundesamt, Abteilung für Umweltfolgenabschätzung und Klimawandel, Wien Bauer†, Heidi; Dr. ; Umweltanalytik; Bioaerosole; Institut für Chem.Technologien und Analytik, Technische Universität Wien Baumann, Martin; Dr.; Erneuerbare Energie; Energieforschung; Austrian Energy Agency, Wien Baumgarten, Andreas; Dr.; Bodenkunde; Pflanzenernährung; Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit (AGES), Wien Bednar-Friedl, Birgit; Assoz. Prof. Dr.; Umweltökonomie; Umweltpolitik; Wegener Center für Klima und Globalen Wandel, Universität Graz Bell, Rainer; Dr.; Geomorphologie; Naturgefahren/risiken; Institut für Geographie und Regionalforschung, Universität Wien

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Berger, Tania; Dipl.-Ing. Dr.; Architektur; Bauen und Umwelt, Donau-Universität Krems Bittermann, Wolfgang; Dr. ; Energiestatistik; Direktion Raumwirtschaft, Statistik Austria, Wien Blamauer, Bernadette; Dipl.-Ing.; Hydrologie; Wasserwirtschaft; Universität für Bodenkultur, Wien Blöschl, Günther; Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.; Hydrologie; Wasserwirtschaft; Institut für Wasserbau und Ingenieurhydrologie, Technische Universität Wien Blum, Winfried E.H.; Dipl.Ing. Dr. Dr.h.c.mult. em.o.Univ.-Prof.; Bodenkunde; Landnutzungsplanung; Universität für Bodenkultur, Wien Bodner, Gernot; Dipl.-Ing. Dr.; Landwirtschaft; Pflanzenbau; Universität für Bodenkultur, Wien Böhm†, Reinhard; Dr.; Meteorologie; Klimatologie; Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Wien Bohner, Andreas; Mag. Dr.; Grünlandökologie; Grünlandökologie; LFZ Raumberg-Gumpenstein, Abteilung für Umweltökologie, Irdning Brezina, Tadej; Dipl.-Ing.; Verkehrsplanung; Institut für Verkehrswissenschaften; Technische Universität Wien Brunner, Karl-Michael; Ao.Univ.-Prof. Dr.; Gesellschaftliche Dimensionen; Sozialstruktur; Institut für Soziologie und empirische Sozialforschung, Wirtschaftsuniversität Wien Brunner, Thomas; Dipl.-Ing. Dr.; Biomassefeuerungstechnik; Emissionsbildung; BIOENERGY2020+ GmbH, Graz Brunner , Christoph; Dipl.-Ing.; Verfahrenstechnik; Arge Erneuerbare Energie Dachverband, Gleisdorf Buchner, Barbara; Dr.; Umweltpolitik; Klimawandel; Climate Policy Initiative, Venice Office, Venedig Campregher, Christoph; Dr., MSc; Sozial- und Kulturanthropologie; Umweltsoziologie; Sustainable Europe Research Institute (SERI), Wien Cech, Thomas; Dr.; Baumschäden; Institut für Waldinventur, Bundesforschungs- und Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren und Landschaft (BFW), Wien Chimani, Barbara; Mag.; Meteorologie; Klimatologie; Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Wien Coy, Martin; Univ.-Prof. Dr.; Humangeographie; Nachhaltigkeitsforschung; Institut für Geographie, Universität Innsbruck

Anhang

Damm, Andrea; Mag.; Regionalpolitik; Risiko- und Ressourcenökonomik; POLICIES – Zentrum für Wirtschafts- und Innovationsforschung, Joanneum Research, Graz Dersch, Georg; Dr.; Pflanzenbau; Interpretation Bodenuntersuchungen; Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit (AGES), Wien Diendorfer, Gerhard; Dr.; Blitzortung; Blitzphysik; Österreichischer Verband für Elektrotechnik (OVE), Wien Dobersberger, Paul; Mag.; Meteorologie; Gleitschnee; Institut für Naturgefahren, Bundesforschungs- und Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren und Landschaft (BFW), Innsbruck Dokulil, Martin; Ao.Univ.-Prof. Dr.; Limnologie; Forschungsinstitut für Limnologie, Mondsee, Universität Innsbruck Dullinger, Stefan; Univ.-Prof. Mag. Dr.; Botanik; Department für Botanik und Biodiversitätsforschung, Universität Wien Eitzinger, Josef; Ao.Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.; Landwirtschaft; Agrarmeteorologie; Institut für Meteorologie, Universität für Bodenkultur, Wien Embleton-Hamann, Christine; Ao.Univ.-Prof. Dr.; Geomorphologie; Umweltveränderungen; Institut für Geographie und Regionalforschung, Universität Wien Englisch, Michael; Dipl.-Ing. Dr.; Waldökologie; Bodenkunde; Institut für Waldökologie und Boden, Bundesforschungs- und Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren und Landschaft (BFW), Wien Essl, Franz; Univ.-Doz. Mag. Dr.; Biodiversität; Naturschutz; Department für Botanik und Biodiversitätsforschung, Universität Wien Foelsche, Ulrich; Assoz. Univ.-Prof. Dr.; Atmosphärenphysik; Klima; Wegener Center für Klima und Globalen Wandel, Universität Graz Formayer, Herbert; Assist. Prof. Mag. Dr.; Meteorologie; Klimamodellierung; Institut für Meteorologie, Universität für Bodenkultur, Wien Freudenschuß, Alexandra; Dipl.-Ing.; Bodenschutz; Kohlenstoffhaushalt; Umweltbundesamt, Abteilung Schadstoffe und Mensch, Wien Friedel, Jurgen; Ao.Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.; Landwirtschaft; Ökologischer Landbau; Universität für Bodenkultur, Wien Fromm, Reinhard; Mag.; Schneephysik; Lawinenprognose; Institut für Naturgefahren, Bundesforschungs-

und Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren und Landschaft (BFW), Innsbruck Fuchs, Sven; Priv.-Doz. Dr.; Naturgefahren; Risikoforschung; Institut für Alpine Naturgefahren, Universität für Bodenkultur, Wien Gaube, Veronika; Dr.; Umweltsoziologie; Sozial-Ökologische Modellierung; Institut für Soziale Ökologie, Alpen-Adria Universität Klagenfurt, Wien Geitner, Clemens; Dipl.-Geogr. Dr. assoz. Prof.; Bodengeographie; Landschaftsökologie; Institut für Geographie, Universität Innsbruck Gepp, Johannes; Priv.-Doz. Dr.; Biodiversität; Naturschutz; Institut für Naturschutz, Naturschutzbund Steiermark, Graz Glade, Thomas; Univ.-Prof. Dr.; Geomorphologie; Naturgefahren/-risiken; Institut für Geographie und Regionalforschung, Universität Wien Glauninger, Johann; Ao.Univ.-Prof.i.R. Dipl.-Ing. Dr.; Landwirtschaft; Pflanzenschutz; Universität für Bodenkultur, Wien Gobiet, Andreas; Assist. Prof. Mag. Dr.; Klimamodellierung; Wegener Center für Klima und Globalen Wandel, Universität Graz Godina, Reinhold; Dipl.-Ing.; Hydrologie; Wasserbilanz, -haushalt; BMLFUW, Abteilung Wasserhaushalt, Wien Gollmann, Günter; Priv.-Doz. Dr.; Herpetologie; Department für Theoretische Biologie, Universität Wien Gottfried, Michael; MMag. Dr.; Botanik; Biodiversität; Department für Naturschutzbiologie, Vegetationsund Landschaftsökologie, Universität Wien Grabherr, Georg; O.Univ.-Prof. Mag. Dr.; Biologie; Biodiversität; Department für Naturschutzbiologie, Vegetations- und Landschaftsökologie, Universität Wien Graf, Wolfram; Priv.-Doz. Dr.; Limnologie; Universität für Bodenkultur, Wien Grummer, Beatrice; Apl. Prof'in Dr.; Tiergesundheit; Tierärztliche Hochschule Hannover Gschwantner, Thomas; Dipl.-Ing Dr.; Fernerkundung; Waldinventur; Institut für Waldinventur, Bundesforschungs- und Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren und Landschaft (BFW), Wien Haas, Reinhard; Univ.-Prof. Dr. Dipl.-Ing.; Energieökonomie; Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe, Technische Universität Wien

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

Haas, Willi; Dipl.-Ing.; Sozialökologische Transitionen, Gesundheit; Institut für Soziale Ökologie, AlpenAdria Universität Klagenfurt, Wien Haberl, Helmut; Ao.Univ.-Prof. Mag. Dr.; Soziale Ökologie; Integrierte Landsystemforschung; Institut für Soziale Ökologie, Alpen-Adria Universität Klagenfurt, Wien Habersack, Helmut; Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.; Hydrologie; Wasserwirtschaft; Universität für Bodenkultur, Wien Hagen, Karl; Dipl.-Ing.; Geomorphologie; Naturgefahren; Institut für Naturgefahren, Bundesforschungs- und Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren und Landschaft (BFW), Wien Haimberger, Leopold; Ao.Univ.-Prof. Mag. Dr.; Meteorologie; Klimatologie; Institut für Meteorologie und Geophysik, Universität Wien Hansel, Armin; Ao.Univ.-Prof. Dr.; Umweltphysik; atmosphärische organische Spurenstoffe; Institut für Ionenphysik und Angewandte Physik, Universität Innsbruck Hanzer, Florian; MA; Glaziologie; Institut für Geographie, Universität Innsbruck Hartner, Michael; Mag.; Energiewirtschaft; Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe, Technische Universität Wien Haslinger, Klaus; Mag.; Klimatologie; Hydrologie; Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Abteilung Klimaforschung, Wien Haslmayr, Hans-Peter; Dipl.-Ing. Dr.; Bodenkunde; Landschaftsplanung; Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit (AGES), Wien Hausberger, Stefan; Ao.Univ.-Prof. Dr.; Verbrennungskraftmaschinen; Fahrzeugemissionen; Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Thermodynamik, Technische Universität Graz Heinrich, Georg; Mag. Dr.; Klimaphysik; Klimamodellierung; Wegener Center für Klima und Globalen Wandel, Universität Graz Herrnegger, Matthew; Dipl.-Ing. Dr.; Institut für Wasserwirtschaft, Hydrologie und konstruktiven Wasserbau, Universität für Bodenkultur, Wien Hirschler, Petra; Univ.-Ass. Dipl.-Ing. Dr.; Raumplanung; Institut für Regionalplanung und Regionalentwicklung, Technische Universität Wien Hitzenberger, Regina; Univ.-Prof. Dr.; Aerosolphysik; Umweltphysik; Fakultät für Physik, Universität Wien

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Hoch, Gernot; Priv.-Doz. Dipl.-Ing. Dr.; Institut für Waldschutz, Bundesforschungs- und Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren und Landschaft (BFW), Wien Höferl, Karl-Michael; Dr.; Raumplanung; Naturgefahren; Institut für Geographie, Universität Innsbruck Hofstätter, Michael; Mag.; Meteorologie; Synoptische Klimatologie; Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Fachabteilung Klimavariabilität und Klimamodellierung, Wien Huber, Sigbert; Dipl.-Ing.; Bodenschutz; Flächenmanagement; Umweltbundesamt, Abteilung Boden und Flächenmanagement, Wien Hübl, Johannes; Univ.-Prof. Dr.; Risk-Engineering; Muren; Institut für Alpine Naturgefahren, Universität für Bodenkultur, Wien Huttenlau, Matthias; Mag. Dr.; Naturgefahren und Risikoforschung; Klimawandelanpassung; alpS Centre for Climate Change Adaptation, Innsbruck Hutter, Hans-Peter ; Ass.-Prof. Doz. Dipl.-Ing. Dr.; Umwelthygiene; Medizinische Universität Wien Illmer, Paul; Mag. Dr. Univ.-Prof.; Bodenmikrobiologie; anaerobe Mikroorganismen; Institut für Mikrobiologie, Universität Innsbruck, Innsbruck Jandl, Robert; Dipl.-Ing. Dr. Univ.-Doz.; Waldökologie; Bodenkunde; Bundesforschungs- und Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren und Landschaft (BFW), Wien Jiricka, Alexandra; Dipl.-Ing. Dr.; Klimawandelanpassung und –vorsorge; Umweltschutz; Institut für Landschaftsentwicklung, Erholungs- und Naturschutzplanung, Universität für Bodenkultur, Wien Jobstmann, Heide; Mag.; Industrieemissionen; Umweltbundesamt, Abteilung für Luftreinhaltung und Klimaschutz, Wien Jurkovic, Anita; Mag.; Meteorologie; Datenprüfung und Auswertung; Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Wien Kahrer, Andreas; Dr.; Entomologie; Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit (AGES), Wien Kainz, Martin; Doz. Dr.; Donau-Universität Krems Kaiser, August; Dr.; Meteorologie; Umweltmeteorologie; Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Fachabteilung Umwelt, Wien Kalt, Gerald; Dipl.-Ing. Dr.; Energiewirtschaft; Österreichische Energieagentur, Wien

Anhang

Kammerer, Gerhard; Ass.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.; Institut für Hydraulik und landeskulturelle Wasserwirtschaft, Universität für Bodenkultur Wien Kaser, Georg; Univ.-Prof. Dr.; Glaziologie; Institut für Meteorologie, Universität Innsbruck Kasper-Giebl, Anne; Ao.Univ.-Prof. Dr.; Umweltanalytik; Luftchemie; Institut für Chem.Technologien und Analytik, Technische Universität Wien Katzensteiner, Klaus; Ao.Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.; Waldbodenkunde; Waldernährung; Institut für Waldökologie, Department für Wald- und Bodenwissenschaften, Universität für Bodenkultur, Wien Kellerer-Pirklbauer, Andreas; MMag. Dr.; Glaziologie; Geomorphologie; Institut für Geographie und Raumforschung, Universität Graz Kerschner, Hanns; Ao.Univ.-Prof. Dr.; Klimatologie; Gletscher; Institut für Geographie, Universität Innsbruck Kettner, Claudia; Mag., MSc; Umweltökonomie; Österreichisches Institut für Wirtschaftsforschung (WIFO), Wien Kienberger, Stefan; Dr.; Risikoforschung; Klimawandel; Center for Geoinformatics, Universität Salzburg Kirchengast, Gottfried; Univ.-Prof. Dr.; Klimaforschung; Geophysik; Wegener Center für Klima und Globalen Wandel, Universität Graz Kirisits, Thomas; Priv.-Doz. Dipl.-Ing. Dr.; Institut für Forstentomologie, Forstpathologie und Forstschutz, Universität für Bodenkultur, Wien Kitzler, Barbara; Dipl.-Ing. Dr.; Bodenökologie; Institut für Waldökologie und Boden, Bundesforschungsund Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren und Landschaft (BFW), Wien Klik, Andreas; Ao.Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.; Bodenwasserhaushalt; Bodenerosion; Institut für Hydraulik und landeskulturelle Wasserwirtschaft, Universität für Bodenkultur, Wien Knoflacher, Hermann; Em. Univ. Prof. DI Dr. techn.; Verkehrswesen; Verkehrsplanung; Forschungsbereich für Verkehrsplanung und Verkehrstechnik, TU Wien Köberl, Judith; Mag.; Regionalpolitik; Risiko- und Ressourcenökonomik; POLICIES – Zentrum für Wirtschafts- und Innovationsforschung, Joanneum Research, Graz Koch, Elisabeth; Dr.; Meteorologie; Bioklimatologie; Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Wien

Koinig, Karin A.; Dr.; Biologie; Palaeolimnologie; Institut für Ökolgie, Universität Innsbruck König, Martin; Dipl.-Geogr.; Umweltforschung; Klimawandel; Umweltbundesamt, Abteilung für Umweltfolgenabschätzung und Klimawandel, Wien Köppl, Angela; Dr.; Umweltökonomie; Nachhaltiges Wirtschaften; Klimawandel und Energie; Österreichisches Institut für Wirtschaftsforschung (WIFO), Wien Krainer, Karl; Univ.-Prof. Dr.; Institut für Geologie, Universität Innsbruck Kranzl, Lukas ; Dr.; Erneuerbare Energie; Energieforschung; Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe, Arbeitsgebiet Energiewirtschaft, Technische Universität Wien Kratena, Kurt; Dr.; Energieökonomische Analysen; Modellierung nachhaltiger Entwicklung; Österreichisches Institut für Wirtschaftsforschung (WIFO), Wien Kreuzinger, Norbert; Ass.-Prof. Mag.rer.nat. Dr.; Siedlungswasserbau; Hydrologie; Institut für Wassergüte, Ressourcenmanagement und Abfallwirtschaft, Technische Universität Wien Kromp-Kolb, Helga; Univ.-Prof. Dr.; Meteorologie; Klimatologie; Institut für Meteorologie, Universität für Bodenkultur, Wien Kuhn, Michael; Univ.-Prof. Dr.; Glaziologie; Institut für Meteorologie, Universität Innsbruck Ladinig, Andrea; Dr.med.vet.; Meteorologie; Universität Wien Lexer, Manfred Josef; Ao.Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.; Forstwirtschaft; Waldwachstum; Universität für Bodenkultur, Wien Lieb, Gerhard; Ao. Univ.-Prof. Dr.; Periglazial; Geomorphologie; Institut für Geographie und Raumforschung, Universität Graz Loibl, Wolfgang; Mag. Dr., MSc; Stadt- und Regionalforschung; Klimawandelanpassung; Austrian Institute for Technology, Energy Department- Sustainable Buildings and Cities, Wien Loiskandl, Willibald; Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.; Bodenwasserhaushalt; Institut für Hydraulik und landeskulturelle Wasserwirtschaft, Universität für Bodenkultur, Wien Lukas, Aditya; DDipl.-Ing. Dr.; Institut für Hydraulik und Landeskulturelle Wasserwirtschaft, Universität für Bodenkultur, Wien

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Macoun, Thomas; Ao. Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.; Verkehrsplanung; Institut für Verkehrswissenschaften, Technische Universität Wien Mailer, Markus; Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.; Institut für Infrastruktur, Arbeitsbereich Intelligente Verkehrssysteme, Universität Innsbruck Margesin, Rosa; Mag. Dr. Univ.-Prof.; kälteadaptierte Mikroorganismen; alpine Mikrobiologie; Institut für Mikrobiologie, Universität Innsbruck, Innsbruck Markart, Gerhard; MR Dipl.-Ing. Dr. Dr.hc; Waldboden; Hydrologie; Institut für Naturgefahren, Bundesforschungs- und Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren und Landschaft (BFW), Innsbruck Marke, Thomas; Ass.-Univ.-Prof. Dr.; Glaziologie; Institut für Geographie, Universität Innsbruck Marzeion, Ben; assoz. Univ.-Prof. Dr.; Glaziologie; Institut für Meteorologie, Universität Innsbruck Matulla, Christoph; Mag. Dr.; Klimamodellierung; Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Wien Matzenberger, Julian ; Dipl.-Ing.; Klimawandel; Nachhaltige Technologien; Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe, Arbeitsgebiet Energiewirtschaft, Technische Universität Wien Mauschitz, Gerd; Dipl.-Ing. Dr.techn.; Mechanische Verfahrenstechnik; Luftreinhaltetechnik; Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften, Technische Universität Wien Mechler, Reinhard; Dr.; Ökologische Makroökonomie; Naturgefahren und Risikoforschung; Institut für ökologische Ökonomie, Wirtschaftsuniversität Wien Mehdi, Bano; MSc; Transformationsforschung; Transitions to new technologies program, Internationales Institut für angewandte Systemanalyse (IIASA), Laxenburg Merz, Ralf; Prof. Dr.; Department Catchment Hydrology, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Halle/Saale Molitor, Ramain; Dipl.-Ing. Dr.; Verkehrswesen; Verkehrsplanung; komobile w7 GmbH, Wien Monreal, Matthias; MSc; Resilienz; Anpassung; alpS Centre for Climate Change Adaptation, Innsbruck Moshammer, Hanns; Doz. Dr.; Gesundheit; Umwelthygiene; Institut für Umwelthygiene, ZPH, Medizinische Universität Wien Müller, Andreas; Dipl.-Ing.; Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe, Technische Universität Wien

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Murer, Erwin; Dipl.-Ing.; Bodenwasserhaushalt; Bodenphysik; Bundesamt für Wasserwirtschaft, Institut für Kulturtechnik und Bodenwasserhaushalt, Petzenkirchen Nachtnebel, Hans Peter; O.Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.; Hydrologie; Wasserwirtschaft; Institut für Wasserwirtschaft, Hydrologie und Konstruktiven Wasserbau , Universität für Bodenkultur, Wien Nadeem, Imran; MSc; Klimatologie; Klimamodellierung; Institut für Meteorologie, Universität für Bodenkultur, Wien Nakicenovic, Nebojsa; Univ.-Prof. Dr. Dr. h.c.; Energiewirtschaft; Nachhaltige Technologien; Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe, Technische Universität Wien Neger, Christoph; MSc; Regionalpolitik; Ressourcenökonomik; POLICIES – Zentrum für Wirtschafts- und Innovationsforschung, Joanneum Research, Graz Netherer, Sigrid; Dipl.-Ing. Dr.; Entomologie; Universität für Bodenkultur, Wien Nicolussi, Kurt; Ao.Univ.-Prof. Dr.; Geographie; Dendrochronologie; Institut für Geographie, Universität Innsbruck Oberforster , Michael; Dipl.-Ing.; Landwirtschaft; Pflanzenzucht; Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit (AGES), Wien Olefs, Marc; Mag. Dr.; Strahlung; Schneedecke; Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Wien Omann, Ines; Dr.; Nachhaltiges Wirtschaften; Umweltforschung; Sustainable Europe Research Institute (SERI), Wien Otto, Jan-Chridtoph; Dr.; Geomorphologie; Geophysik; Institut für Geographie und Geologie, Universität Salzburg Parajka, Juraj; Univ.-Ass. Dr.; Institut für Wasserbau und Ingenieurhydrologie, Technische Universität Wien Passer, Alexander; Dr.; Bauingenieurwesen; Nachhaltiges Bauen; Technische Universität Graz Paula, Michael; Dipl.-Ing.; Technologieforschung; BMVIT, Abteilung für Energie- und Umwelttechnologien, Wien Pauli, Harald; Priv.-Doz. Mag. Dr.; Biodiversität; Botanik; Institut für Interdisziplinäre Gebirgsforschung (IGF), Österreichische Akademie der Wissenschaften, Wien Perzl, Frank; Dipl.-Ing.; Waldlawinen; Naturgefahren; Institut für Naturgefahren, Bundesforschungs- und

Anhang

Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren und Landschaft (BFW), Innsbruck Peticzka, Robert; Ass.-Prof. Dr.; Paläoböden; Quartärforschung; Institut für Geographie und Regionalforschung, Universität Wien Pirgmaier, Elke; Mag.; Indikatoren der Lebensqualität; Sustainable Europe Research Institute (SERI), Wien Plutzar, Christoph; Mag. Dr., MAS; Landnutzung; Geographische Informationssysteme; Institut für Soziale Ökologie, Alpen-Adria Universität Klagenfurt, Wien Pötsch, Erich; Dipl.-Ing. Univ.Doz. Dr.; Landwirtschaft; Grünlandwirtschaft; LFZ Raumberg-Gumpenstein, Irdning Potzmann, Roland; Mag.; Meteorologie; meteorologische Messungen; Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Wien Prager, Christoph; Dr.; Massenbewegungen; Ingenieurgeologie; alpS Centre for Climate Change Adaptation, Innsbruck Prein, Andreas; Mag. Dr.; Klimatologie; Klimamodellierung; Wegener Center für Klima und Globalen Wandel, Universität Graz Prettenthaler, Franz; Mag. Dr.; Regionalpolitik; Risikoökonomik; POLICIES – Zentrum für Wirtschafts- und Innovationsforschung, Joanneum Research, Graz Pröbstl-Haider , Ulrike; Univ.-Prof. Dr.; Landschaftsentwicklung; Tourismus; Institut für Landschaftsentwicklung, Erholungs- und Naturschutzplanung, Universität für Bodenkultur, Wien Prutsch, Andrea; Dipl.-Ing.; Umweltforschung; Klimawandel; Umweltbundesamt, Abteilung für Umweltfolgenabschätzung und Klimawandel, Wien Purzner, Maria; Dr.; Industrielle Prozesse; F-Gase; Umweltbundesamt, Abteilung für Luftreinhaltung und Klimaschutz, Wien Puxbaum, Hans; Univ.-Prof. Dr.; Umweltanalytik; Luftchemie; Institut für Chem.Technologien und Analytik, Technische Universität Wien Rabitsch, Wolfgang; Mag. Dr.; Biodiversität; Naturschutz; Umweltbundesamt, Wien Radlherr, Manfred; Dr.; Umwelthygiene; Niederösterreichische Landesregierung, St. Pölten Radunsky, Klaus; Dr.; Emissionshandel; Klimapolitik; Umweltbundesamt, Registerstelle gemäß EZG, Wien Rauch, Wolfgang; Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.; Wasserressourcenmanagement; Institut für Infrastruktur, Universität Innsbruck

Renoldner, Klaus; Dr., MSc; Medizin und Soziale Verantwortung; praktischer Arzt und unabhängiger Konsulent für Nachhaltige Entwicklung, Neupölla Resch, Gustav; Dipl.-Ing. Dr.; Energiewirtschaft; Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe, Technische Universität Wien Rezai, Armon; Dr.; Green growth; Makroökonomie; Institut für ökologische Ökonomie, Wirtschaftsuniversität Wien Rott, Eugen; Ao.Univ.-Prof. Dr.; Institut für Botanik, Universität Innsbruck Sailer, Rudolf; Dr.; Permafrost; Glaziologie; Institut für Geographie, Universität Innsbruck Salinas, José Luis ; Dipl.-Ing.; Institut für Wasserbau und Ingenieurhydrologie, Technische Universität Wien Samimi, Cyrus; Univ.-Prof. Dr.; Geoökologie; Klimatologie; Institut für Geographie, Universität Bayreuth Sass, Oliver; Univ.-Prof. Dr.; Geomorphologie; Mensch-Umwelt-Forschung; Institut für Geographie und Raumforschung, Universität Graz Scharl, Arno; Univ.-Prof. DDr.; Wirtschaftsinformatik; Medienanalyse; Department of New Media Technology, MODUL University Vienna Schenk, Cornelia; Mag.; Emissionsprojektionen; Umweltbundesamt, Abteilung für Luftreinhaltung und Klimaschutz, Wien Schindlbacher, Andreas; Mag. Dr.; Bodenökologie; Institut für Waldökologie und Boden, Bundesforschungs- und Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren und Landschaft (BFW), Wien Schlatzer, Martin; Mag.; Lebensmittelrisiko; Universität für Bodenkultur, Wien Schleicher, Stefan; Em. Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.; Nachhaltiges Wirtschaften; Klimawandel; Wegener Center für Klima und Globalen Wandel, Universität Graz Schleper, Christa; Univ.-Prof. Dipl.Biol. Dr.; Department of Ecogenomics and Systems Biology, Universität Wien Schmidl, Christoph; Dipl.-Ing. Dr.; Biomassefeuerungstechnik; Emissionsbildung; BIOENERGY2020+ GmbH, Wieselburg Schmidt, Johannes; Dipl.-Ing. Dr.; Ökonomie; Alternativenergien; Universität für Bodenkultur, Wien Schmidt-Kloiber, Astrid; Dipl.-Ing. Dr.; Limnologie; Universität für Bodenkultur, Wien

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Schmutz, Stefan; Ao.Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.; Limnologie; Universität für Bodenkultur, Wien Schneider , Jürgen; Dr.; Klimapolitik; Treibhausgasemissionen; Umweltbundesamt Wien Schnitzer, Hans; Ao.Univ.-Prof.; Verfahrenstechnik; Technische Universität Graz Schöner, Wolfgang; Dr.; Glaziologie; Klimawandel; Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Wien Schönhart, Martin; Dipl.-Ing. Mag. Dr.; Agrarökonomie; Agrarpolitik; Institut für Nachhaltige Wirtschaftsentwicklung, Universität für Bodenkultur, Wien Schopf, Axel; Univ.-Prof. Dr.phil.; Entomologie; Universität für Bodenkultur, Wien Schröter, Dagmar; Dr.; Ökosystem Dienstleistungen; Transdisziplinarität; Department of Environmental Systems Science, ETH Zürich Schrott, Lothar; Univ.-Prof. Dr.; Geomorphologie; Gebirgspermafrost; Institut für Geographie und Geologie, Universität Salzburg Schulz, Niels; Dr.; Transformationsforschung; Ökologie; selbständinger Umweltberater, Wien Seher, Walter; Ass.-Prof. Dr.; Raumplanung; Naturgefahren; Institut für Raumplanung, ländliche Neuordnung; Universität für Bodenkultur, Wien Seibert, Petra; Univ.-Prof. Dr.; Meteorologie; Institut für Meteorologie und Geophysik, Universität Wien Seidl, Rupert; Ass.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.; Waldökologie; Waldbau; Universität für Bodenkultur, Wien Senoner, Tobias ; Dipl.-Ing.; Institut für Wasserwirtschaft, Hydrologie und konstruktiven Wasserbau, Universität für Bodenkultur Wien Simic, Stana; Dr.; Meteorologie; Atmosphärische Strahlung; Institut für Meteorologie, Universität für Bodenkultur, Wien Spangl, Wolfgang; Dipl.-Ing. Mag.; Luftqualität; Umweltmeteorologie; Umweltbundesamt, Wien Spiegel, Heide; Privatdozentin Dr.; Bodenökologie; Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit (AGES), Abteilung Bodengesundheit und Pflanzenernährung, Wien Spötl, Christoph; Univ.-Prof. Dr.; Geologie; Quartärforschung; Institut für Geologie, Universität Innsbruck Stagl , Sigrid; Univ.-Prof. Dr.; Ökologische Ökonomie; Institut für ökologische Ökonomie, Wirtschaftsuniversität Wien

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Steiger, Robert; Mag. Dr.; Tourismus und Klimawandel; Regionalforschung; MCI Management Center Innsbruck Steiner, Andrea; Priv.-Doz. Mag. Dr.; Geophysik; Umweltsystemwissenschaft; Wegener Center für Klima und Globalen Wandel, Universität Graz Steininger, Karl; Ao.Univ.-Prof. Dr.; Umweltökonomie; Umweltpolitik; Wegener Center für Klima und Globalen Wandel, Universität Graz Steurer, Reinhard; Assoz. Prof. Dr.; Politikwissenschaft; Umweltpolitik; Institut für Wald-, Umwelt- und Ressourcenpolitik, Universität für Bodenkultur, Wien Stöhr, Dieter; Dipl.-Ing. Dr.; Waldökologie; Waldboden; Amt der Tiroler Landesregierung, Abteilung Forstorganisation, Innsbruck Stötter, Johann; Univ.-Prof. Dr.; Glaziologie; Klimafolgen; Institut für Interdisziplinäre Gebirgsforschung, ÖAW, Innsbruck Strasser, Ulrich; Univ.-Prof. Dr.; Schnee; Permafrost; alpS-Centre for Climate Change Adaptation, Innsbruck Strauss, Peter; DipI.-Ing. Dr.; Bodenhydrologie; Erosion; Institut Kulturtechnik und Bodenwasserhaushalt, Bundesamt für Wasserwirtschaft, Petzenkirchen Streicher, Wolfgang; Univ.-Prof. Dr.; Energieeffizientes Bauen; Universität Innsbruck Suklitsch, Martin; Mag. Dr.; Meteorologie; Modellierung; Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Abteilung Modellapplikationen, Wien Tappeiner, Ulrike; Univ.-Prof. Dr.; Gebirgsökologie;, Ökosystemleistungen; Institut für Ökologie, Universität Innsbruck Themeßl, Mathias; Mag. Dr.; Klimatologie; Downscaling; Climate Change Centre Austria, Graz Titz, Michaela; Dipl.-Ing.; Institut für Prozess- und Partikeltechnik, Technische Universität Graz Trimmel, Heidi; Dipl.-Ing.; Landschaftsplanung; Gebäudeklimatologie; Institut für Meteorologie; Universität für Bodenkultur, Wien Truhetz, Heimo; Mag. Dr.; Umweltsystemwissenschaften; Klimamodellierung; Wegener Center für Klima und Globalen Wandel, Universität Graz Türk, Andreas; Mag., MBA; Umweltpolitik; Klimawandel; Joanneum Research, Graz Viglione, Alberto; Dr.; Institut für Wasserbau und Ingenieurhydrologie, Technische Universität Wien Vogl, Wolfgang; Mag.; Ornithologie; Konrad-LorenzInstitut für Vergleichende Verhaltensforschung, Wien

Anhang

Wallner, Peter; Dr.; Medizin und Umweltschutz; Gesundheitskommunikation; freier Wissenschaftsjournalist Walochnik, Julia; Assoz. Prof. Dr.; Parasitologie; Infektiologie; Institut für Medizinische Prophylaxe und Tropenmedizin, Medizinische Universität Wien Weihs, Philipp; Ao.Univ.-Prof. Mag. Dr.; Atmosphärische Strahlung; Institut für Meteorologie, Universität für Bodenkultur, Wien Weilguni, Viktor; Dr.; Klimatologie; BMLFUW, Abteilung VII/3 - Wasserhaushalt, Wien Weisz, Ulli; Mag. ; Ökologie; Soziale Ökologie; Gesundheit im Kontext nachhaltiger Entwicklung; Institut für Soziale Ökologie, Alpen-Adria Universität Klagenfurt, Wien Wenzel, Walter W.; Dipl.-Ing. Dr. Univ.-Prof.; Bodenschutz; Biogeochemie der Rhizosphäre; Institut für Bodenforschung, Universität für Bodenkultur, Wien Wesely, Julia; MSc; Politikwissenschaften; Nachwachsende Rohstoffe; Sustainable Europe Research Institute (SERI), Wien Winiwarter, Wilfried; Univ.-Prof. Dr.; Emissionen, Luftchemie, Systemwissenschaften; Institut für Systemwissenschaften, Innovations- und Nachhaltigkeitsforschung, Universität Graz Winkler, Claudia; Mag.; Risiko- und Ressourcenökonomik; POLICIES – Zentrum für Wirtschafts- und Innovationsforschung, Joanneum Research, Graz

Winkler, Hans; Univ.-Prof. Dr.; Ornithologie; KonradLorenz-Institut für Vergleichende Verhaltensforschung, Wien Zangerl, Christian; Univ.-Prof. Dr.; Massenbewegungen; Ingenieurgeologie; Institut für Angewandte Geologie, Universität für Bodenkultur, Wien Zech, Sibylla; Univ.Prof. Dipl.-Ing.; Raumplanung; Department für Raumplanung, Technische Universität Wien Zechmeister, Andreas; Mag. DI DI(FH); Emissionsprojektion und -inventur; Umweltbundesamt, Abteilung für Luftreinhaltung und Klimaschutz, Wien Zechmeister, Harald; Priv.-Doz. Mag. Dr.; Department für Naturschutzbiologie, Vegetations- und Landschaftsökologie, Universität Wien. Zechmeister-Boltenstern, Sophie; Univ.-Prof. Dr.; Bodenmikrobiologie; Bodenkunde; Institut für Bodenforschung, Universität für Bodenkultur, Wien Zeidler, Antonia; Dr.; Lawinenmechanik; Lawinenprognose; Institut für Naturgefahren, Bundesforschungsund Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren und Landschaft (BFW), Innsbruck Zuvela-Aloise, Maja; Dipl.-Ing. Dr.; Stadtklimatologie; Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Wien

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

Anhang 3: Zitierweisen Zitierweise des Gesamtbandes

Citation of the Synthesis

APCC (2014): Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14). Austrian Panel on Climate Change (APCC), Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Wien, Österreich, 1096 Seiten. ISBN 978-3-7001-7699-2

Kromp-Kolb, H., N. Nakicenovic, R. Seidl, K. Steininger, B. Ahrens, I. Auer, A. Baumgarten, B. BednarFriedl, J. Eitzinger, U. Foelsche, H. Formayer, C. Geitner, T. Glade, A. Gobiet, G. Grabherr, R. Haas, H. Haberl, L. Haimberger, R. Hitzenberger, M. König, A. Köppl, M. Lexer, W. Loibl, R. Molitor, H. Moshammer, H-P. Nachtnebel, F. Prettenthaler, W. Rabitsch, K. Radunsky, L. Schneider, H. Schnitzer, W. Schöner, N. Schulz, P. Seibert, S. Stagl, R. Steiger, H. Stötter, W. Streicher, W. Winiwarter(2014): Synthesis. In: Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14), Austrian Panel on Climate Change (APCC), Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Wien, Österreich.

Zitierweise der Zusammenfassung für Entscheidungstragende (ZfE) APCC (2014): Zusammenfassung für Entscheidungstragende (ZfE). In: Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14). Austrian Panel on Climate Change (APCC), Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Wien, Österreich.

Zitierweise der einzelnen Kapitel Citation of the Summary for Policymakers (SPM) APCC (2014): Summary for Policymakers (SPM). In: Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14), Austrian Panel on Climate Change (APCC), Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Wien, Österreich. Zitierweise der Synthese Kromp-Kolb, H., N. Nakicenovic, R. Seidl, K. Steininger, B. Ahrens, I. Auer, A. Baumgarten, B. BednarFriedl, J. Eitzinger, U. Foelsche, H. Formayer, C. Geitner, T. Glade, A. Gobiet, G. Grabherr, R. Haas, H. Haberl, L. Haimberger, R. Hitzenberger, M. König, A. Köppl, M. Lexer, W. Loibl, R. Molitor, H. Moshammer, H-P. Nachtnebel, F. Prettenthaler, W. Rabitsch, K. Radunsky, L. Schneider, H. Schnitzer, W. Schöner, N. Schulz, P. Seibert, S. Stagl, R. Steiger, H. Stötter, W. Streicher, W. Winiwarter (2014): Synthese. In: Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14). Austrian Panel on Climate Change (APCC), Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Wien, Österreich.

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Band 1: Klimawandel in Österreich: Einflussfaktoren und Ausprägungen Haimberger, L., P. Seibert, R. Hitzenberger, A. Steiner und P. Weihs (2014): Das globale Klimasystem und Ursachen des Klimawandels. In: Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14). Austrian Panel on Climate Change (APCC), Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Wien, Österreich, S. 137–172. Winiwarter, W., R. Hitzenberger, B. Amon, H. Bauer†, R. Jandl, A. Kasper-Giebl, G. Mauschitz, W. Spangl, A. Zechmeister und S. Zechmeister-Boltenstern, (2014): Emissionen und Konzentrationen von strahlungswirksamen atmosphärischen Spurenstoffen. In: Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14). Austrian Panel on Climate Change (APCC), Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Wien, Österreich, S. 173–226. Auer, I., U. Foelsche, R. Böhm†, B. Chimani, L. Haimberger, H. Kerschner, K.A. Koinig, K. Nicolussi und C. Spötl, 2014: Vergangene Klimaänderung in Österreich. In: Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14). Austrian Panel on Cli-

Anhang

mate Change (APCC), Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Wien, Österreich, S. 227–300. Ahrens, B., H. Formayer, A. Gobiet, G. Heinrich, M. Hofstätter, C. Matulla, A.F. Prein und H. Truhetz, 2014: Zukünftige Klimaentwicklung. In: Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14). Austrian Panel on Climate Change (APCC), Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Wien, Österreich, S. 301–346. Schöner, W., A. Gobiet, H. Kromp-Kolb, R. Böhm†, M. Hofstätter und M. Zuvela-Aloise, 2014: Zusammenschau, Schlussfolgerungen und Perspektiven. In: Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14). Austrian Panel on Climate Change (APCC), Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Wien, Österreich, S. 347–380.

Band 2: Klimawandel in Österreich: Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft Stötter, J., H. Formayer, F. Prettenthaler, M. Coy, M. Monreal und U. Tappeiner, 2014: Zur Kopplung zwischen Treiber- und Reaktionssystemen sowie zur Bewertung von Folgen des Klimawandels. In: Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14). Austrian Panel on Climate Change (APCC), Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Wien, Österreich, S. 383–410. Nachtnebel, H.P., M. Dokulil, M. Kuhn, W. Loiskandl, R. Sailer, W. Schöner 2014: Der Einfluss des Klimawandels auf die Hydrosphäre. In: Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14). Austrian Panel on Climate Change (APCC), Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Wien, Österreich, S. 411–466. Lexer, M.J., W. Rabitsch, G. Grabherr, M. Dokulil, S. Dullinger, J. Eitzinger, M. Englisch, F. Essl, G. Gollmann, M. Gottfried, W. Graf, G. Hoch, R. Jandl, A. Kahrer, M. Kainz, T. Kirisits, S. Netherer, H. Pauli, E. Rott, C. Schleper, A. Schmidt- Kloiber, S. Schmutz, A. Schopf, R. Seidl, W. Vogl, H. Winkler, H. Zechmeister, 2014: Der Einfluss des Klimawandels auf die Biosphäre und Ökosystemleistungen. In: Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14). Austrian Panel on Climate Change (APCC), Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Wien, Österreich, S. 467–556.

Glade, T., R. Bell, P. Dobesberger, C. EmbletonHamann, R. Fromm, S. Fuchs, K. Hagen, J. Hübl, G. Lieb, J.C. Otto, F. Perzl, R. Peticzka, C. Prager, C. Samimi, O. Sass, W. Schöner, D. Schröter, L. Schrott, C. Zangerl und A. Zeidler, 2014: Der Einfluss des Klimawandels auf die Reliefsphäre. In: Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14). Austrian Panel on Climate Change (APCC), Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Wien, Österreich, S. 557–600. Baumgarten, A., C. Geitner, H.P. Haslmayr und S. Zechmeister-Boltenstern, 2014: Der Einfluss des Klimawandels auf die Pedosphäre. In: Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14). Austrian Panel on Climate Change (APCC), Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Wien, Österreich, S. 601–640. König, M., W. Loibl, R. Steiger, H. Aspöck, B. BednarFriedl, K.M. Brunner, W. Haas, K.M. Höferl, M. Huttenlau, J. Walochnik und U. Weisz, 2014. Der Einfluss des Klimawandels auf die Antroposphäre. In: Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14). Austrian Panel on Climate Change (APCC), Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Wien, Österreich, S. 641–704.

Band 3: Klimawandel in Österreich: Vermeidung und Anpassung Bednar-Friedl, B., K. Radunsky, M. Balas, M. Baumann, B. Buchner, V. Gaube, W. Haas, S. Kienberger, M. König, A. Köppl, L. Kranzl, J. Matzenberger, R. Mechler, N. Nakicenovic, I. Omann, A. Prutsch, A. Scharl, K. Steininger, R. Steurer und A. Türk, 2014: Emissionsminderung und Anpassung an den Klimawandel. In: Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14). Austrian Panel on Climate Change (APCC), Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Wien, Österreich, S. 707–770. Eitzinger, J., H. Haberl, B. Amon, B. Blamauer, F. Essl, V. Gaube, H. Habersack, R. Jandl, A. Klik, M. Lexer, W. Rauch, U. Tappeiner und S. Zechmeister-Boltenstern, 2014: Land- und Forstwirtschaft, Wasser, Ökosysteme und Biodiversität. In: Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14). Austrian Panel on Climate Change (APCC), Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Wien, Österreich, S. 771–856.

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Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14)

Haas, R., R. Molitor, A. Ajanovic, T. Brezina, M. Hartner, P. Hirschler, G. Kalt, C. Kettner, L. Kranzl, N. Kreuzinger, T. Macoun, M. Paula, G. Resch, K. Steininger, A. Türk und S. Zech, 2014: Energie und Verkehr. In: Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14). Austrian Panel on Climate Change (APCC), Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Wien, Österreich, S. 857–932. Moshammer, H., F. Prettenthaler, A. Damm, H.P. Hutter, A. Jiricka, J. Köberl, C. Neger, U. Pröbstl-Haider, M. Radlherr, K. Renoldner, R. Steiger, P. Wallner und C. Winkler, 2014: Gesundheit und Tourismus. In: Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14). Austrian Panel on Climate Change (APCC), Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Wien, Österreich, S. 933–978.

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Schnitzer, H., W. Streicher und K.W. Steininger, 2014: Produktion und Gebäude. In: Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14). Austrian Panel on Climate Change (APCC), Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Wien, Österreich, S. 979–1024. S. Stagl, Schulz, N., K. Kratena, R. Mechler, E. Pirgmaier, K. Radunsky, A. Rezai und A. Köppl, 2014: Transformationspfade. In: Österreichischer Sachstandsbericht Klimawandel 2014 (AAR14). Austrian Panel on Climate Change (APCC), Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Wien, Österreich, S. 1025–1076.