Wenn im gesamten Westen der USA von Dürre heimgesuchte Flüsse und Stauseen zur Neige gehen, versiegt die Wasserkraft und die Energieversorger nehmen Hunderte von Kraftwerken in Betrieb, die Kohle, Öl oder Erdgas verbrennen, um den Strombedarf zu decken. Der Zeitpunkt könnte nicht schlechter sein, da begleitende Hitzewellen den Energieverbrauch in die Höhe treiben, häufig für den Betrieb von Klimaanlagen.
Eine neue Studie der Stanford University kommt zu dem Schluss, dass diese übersehenen Folgen der Dürre die Kohlenstoffemissionen, den Methanaustritt sowie die lokale Luftverschmutzung und Todesfälle aufgrund schlechter Luftqualität dramatisch erhöhen.
Zusammengenommen haben die sozialen und wirtschaftlichen Kosten dieser Auswirkungen elf westliche Staaten in den letzten zwei Jahrzehnten Dutzende Milliarden Dollar gekostet, heißt es in der Studie, die am 6. Juli veröffentlicht wurde Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften. Allein in Kalifornien führte der durch die Dürre verursachte Anstieg der fossilen Energieerzeugung zwischen 2012 und 2016 zu Schäden in Höhe von mehr als 5 Milliarden US-Dollar, was dem Zweieinhalbfachen der direkten wirtschaftlichen Kosten der Umstellung von billiger Wasserkraft auf teure fossile Brennstoffe entspricht.
Da der Klimawandel dazu führt, dass Dürren im amerikanischen Westen häufiger und schwerwiegender werden, deuten die Ergebnisse darauf hin, dass die Nichtberücksichtigung dieser Auswirkungen dazu führt, dass Regierungen die sozialen und wirtschaftlichen Kosten der globalen Erwärmung unterschätzen – und den Wert von Investitionen zu ihrer Bekämpfung.
„Unsere Forschung legt nahe, dass die Auswirkungen auf Treibhausgasemissionen, Luftverschmutzung und die menschliche Gesundheit große und unerklärte Kosten des Klimawandels darstellen könnten“, sagte der leitende Studienautor Minghao Qiu, Postdoktorand an der Stanford Doerr School of Sustainability und Stanford Zentrum für Innovation in der globalen Gesundheit.
Keine lokale Geschichte
Qiu und Co-Autoren schätzen, dass sich die gesamten gesundheitlichen und wirtschaftlichen Schäden durch die dürrebedingte Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen in den westlichen US-Bundesstaaten zwischen 2001 und 2021 auf 20 Milliarden US-Dollar beliefen, wobei die Kosten der Kohlenstoffemissionen mit 14 Milliarden US-Dollar den Löwenanteil dieses Schadens ausmachten. Todesfälle im Zusammenhang mit zusätzlicher Luftverschmutzung machen 5,1 Milliarden US-Dollar aus, und Methanaustritt ist für knapp 1 Milliarde US-Dollar des Schadens verantwortlich.
Wie viele Klimaauswirkungen wirken sich diese Schäden oft über Grenzen hinweg aus. Wenn beispielsweise in Bundesstaaten im Nordwesten, die normalerweise Strom an regionale Nachbarn exportieren, die Wasserkraft zur Neige geht, spüren Gemeinden in Kalifornien und im Südwesten die Auswirkungen, da Kraftwerke mit fossilen Brennstoffen in Betrieb genommen werden, um die Lücke zu schließen.
„Dies ist keine lokale Geschichte. Ein Klimaschock an einem Ort kann schwerwiegende Folgen für ein völlig anderes geografisches Gebiet haben, da viele Energiesysteme miteinander verbunden sind“, sagte Qiu, der im Rahmen der Studie mit dem leitenden Studienautor Marshall Burke zusammenarbeitet Labor für Umweltveränderungen und menschliche Ergebnisse in Stanford.
Während sich die Studie auf den amerikanischen Westen konzentrierte, betonen die Forscher, dass viele Länder, die weltweit auf Wasserkraft angewiesen sind, aufgrund des Klimawandels einem größeren Dürrerisiko ausgesetzt sind. An Orten, an denen emissionsintensive Kohlekraftwerke der wahrscheinlichste Ersatz für verlorene Wasserkraft sind, schreiben die Autoren, dass die wirtschaftlichen und gesundheitlichen Schäden durch verschlechterte Luftqualität und Treibhausgasemissionen höher sein werden als in westlichen US-Bundesstaaten, die häufiger umkehren zu Erdgas.
„Unsere Ergebnisse haben Auswirkungen auf viele andere Teile der Welt, die auf Wasserkraft angewiesen sind, aber zunehmender Dürre ausgesetzt sein könnten“, sagte Burke, außerordentlicher Professor im Bereich globale Umweltpolitik der sozialwissenschaftlichen Abteilung der Stanford Doerr School of Sustainability. „In diesen Regionen kann die Wechselwirkung der Dürre mit dem Energiesystem eine Reihe negativer Auswirkungen auf Emissionen und Gesundheit haben.“
Mehr erneuerbare Energie erforderlich
Die Autoren berechneten die Schäden auf der Grundlage weithin akzeptierter Schätzungen der Kosten von Kohlenstoff- und Methanemissionen und des statistischen Werts eines menschlichen Lebens in der Art und Weise, wie die Regulierungsbehörden ihn berechnen, sowie auf der besten verfügbaren Schätzung, wie viel Methan dabei in die Atmosphäre gelangt die Förderung, Verarbeitung und der Transport von Öl und Gas (2,3 % pro verbrauchter Gaseinheit).
In Staaten, die zur Stromerzeugung stark auf Wasserkraft angewiesen sind, wie Washington, Kalifornien und Oregon, könnten die durch dürrebedingte Veränderungen in der Energieversorgung verursachten Treibhausgasemissionen in Zukunft bis zu 40 % aller Treibhausgasemissionen aus der Elektrizität ausmachen Die Forschung zeigt, dass die Dürrejahre abklingen, auch wenn immer mehr Solar-, Wind- und Batteriespeicher ans Netz gehen. Die Studie legt nahe, dass immer häufiger auftretende Dürren die vollständige Dekarbonisierung des Stromsektors erschweren und dass Staaten, die auf Wasserkraft angewiesen sind, zusätzliche Initiativen ergreifen müssen, um Netto-Null-Emissionen zu erreichen.
Denn wenn die Stromnachfrage steigt, greifen Energieversorger in der Regel auf fossile Brennstoffe zurück, um das Angebot vorübergehend zu steigern. Auch wenn erneuerbare Energien und Energiespeicherung in den kommenden Jahrzehnten einen größeren Teil des gesamten durchschnittlichen Strombedarfs im amerikanischen Westen decken, werden Kraftwerke auf Basis fossiler Brennstoffe voraussichtlich die dominierende Energiequelle für diesen marginalen Energiebedarf bleiben.
„Wenn wir dieses Problem lösen wollen, brauchen wir neben einer besseren Energiespeicherung einen noch stärkeren Ausbau der erneuerbaren Energien, damit wir nicht so stark auf fossile Brennstoffe zurückgreifen müssen“, sagte Qiu. „Letztendlich müssen wir unsere Emissionen reduzieren, um die zukünftige Erwärmung und die damit verbundenen Dürrerisiken zu begrenzen.“
Mehr Informationen:
Minghao Qiu et al., Auswirkungen der Dürre auf das Stromsystem, die Emissionen und die Luftqualität im Westen der Vereinigten Staaten, Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften (2023). DOI: 10.1073/pnas.2300395120