Forschung katalogisiert Treibhausgasemissionen im Zusammenhang mit dem Energieverbrauch für Wassertransfers zwischen Becken

Ein Großteil des Wassers im Westen der USA wird durch große Infrastrukturprojekte, sogenannte Interbasin Water Transfers, über riesige geografische Gebiete transportiert. Zwei dieser Projekte – eines in Arizona und das andere in Kalifornien – sind laut einer neuen Studie, die diese Woche in der Zeitschrift veröffentlicht wurde, für 85 % aller energiebezogenen Treibhausgasemissionen verantwortlich, die mit dem Interbasin Water Transfer in den USA verbunden sind. Natur Wasser.

Das Projekt in Arizona ist als „Central Arizona Project“ bekannt, in Kalifornien als „State Water Project“.

„Man hört viel über diese großen Projekte und wie viel Energie sie verbrauchen“, sagte Avery Driscoll, Doktorand in der Abteilung für Boden- und Pflanzenwissenschaften der CSU und Hauptautor der Studie. „Wir waren neugierig, wie viel davon tatsächlich auf die Landwirtschaft zurückzuführen ist und wie hoch die Auswirkungen auf die Emissionen sind.“

Bei der Erfassung und Analyse der Daten von 2018 bis 2022 schloss Driscoll die Teile der Interbasin-Transfers aus, die für andere Zwecke als die Bewässerung genutzt werden, wie etwa die kommunale Wasserversorgung. Während der fünf Jahre, die Driscoll untersuchte, flossen etwa 41 % des Central Arizona Project und etwa 34 % des California State Water Project in die Landwirtschaft.

Colorados größtes Wassertransferprojekt zwischen Wasserbecken, das Colorado-Big Thompson-Projekt (CBT), stand auf Platz drei der Liste. Es war jedoch vergleichsweise für einen viel geringeren Anteil der energiebedingten Treibhausgasemissionen verantwortlich, nämlich etwa 6 %. Von 2018 bis 2022 wurden etwa 45 % des von Northern Water betriebenen CBT-Projekts für die Landwirtschaft genutzt.

Driscoll überprüfte die Daten von 106 Projekten. Auf die Projekte in Arizona, Kalifornien und Colorado entfallen 91 % des Energieverbrauchs im Zusammenhang mit der Bewässerung aus Beckentransfers.

„Obwohl der Energieverbrauch für die Übertragung zwischen den Becken nur in 15 Landkreisen die wichtigste Emissionsquelle darstellt“, schreiben die Autoren der Studie, „sind die Auswirkungen auf die Emissionen an diesen Standorten beträchtlich.“

„Ich war überrascht, dass es so konsolidiert wurde“, sagte Driscoll. „Ich denke, es ist auch ein Beweis dafür, dass viele dieser Transfers nicht für die Bewässerung verwendet werden, weil es teuer ist. Die Landwirte werden nicht so viel für das Wasser bezahlen wie die Gemeinden, also ist es einfach weniger praktikabel, Wasser aus anderen Becken für die Bewässerung zu verwenden.“

Ein vollständiges Bild der Bewässerungsemissionen

Das neue Papier in Natur Wasser baut auf früheren Arbeiten von Driscoll und ihren Co-Autoren auf, die veröffentlicht wurden in Naturkommunikation. In diesem Dokument wurde der Energieverbrauch aufgelistet, der speziell mit der Grundwasserförderung auf landwirtschaftlichen Betrieben in den USA verbunden ist. Diese ist fast viermal emissionsintensiver als die Oberflächenbewässerung. Die Nutzung des Grundwassers macht 79 % der bewässerungsbedingten Emissionen aus, obwohl es nur 49 % des US-amerikanischen Bewässerungswassers liefert.

Den Autoren der Studie zufolge stellen diese beiden Dokumente zusammen die „umfassendste Analyse der bewässerungsbedingten Emissionen auf nationaler Ebene“ dar, die derzeit verfügbar sei.

„Bewässerung ist eine wesentliche Strategie zur Anpassung an den Klimawandel, aber wir zeigen hier, dass die Bewässerung einige wichtige Kompromisse mit unseren Zielen zur Reduzierung der Treibhausgase einhergeht“, sagte Nathan Mueller, außerordentlicher Professor an der CSU und Mitautor der Studie. „Andererseits ermöglicht die Bewässerung eine unglaubliche Steigerung der Ernteproduktivität, daher müssen wir die erheblichen Vorteile der Bewässerung erkennen und gleichzeitig versuchen, die Kosten für Treibhausgase zu minimieren.“

Neben den Wassertransferprojekten Natur Wasser Das Papier listet auch die bewässerungsbedingten Treibhausgasemissionen auf, die mit der Grundwasserentgasung und Nitrifikation in Zusammenhang stehen. Bei diesen beiden Kategorien variierten die Auswirkungen je nach Standort stark.

Grundwasserentgasung bezeichnet den natürlichen Prozess, bei dem gelöste Gase in die Atmosphäre freigesetzt werden, nachdem Grundwasser auf ein Feld aufgebracht wurde. Die Autoren der Studie fanden heraus, dass Grundwasserentgasung „die dominierende Emissionsquelle in 55 Landkreisen (10 % des bewässerten Landes) war, darunter in weiten Teilen der Region des unteren Mississippi-Tals“.

Die Bewässerung landwirtschaftlicher Flächen kann zudem dazu führen, dass durch einen natürlichen biologischen Prozess namens Denitrifikation erhöhte Mengen von Lachgas, einem starken Treibhausgas, in die Atmosphäre freigesetzt werden. Die Studie ergab, dass Lachgasemissionen in nur 7 % der US-Bezirke die Hauptquelle der bewässerungsbedingten Emissionen waren.

Driscoll und Mueller sind der Ansicht, dass diese Berechnung in vielen Zusammenhängen anwendbar ist, unter anderem als Hilfestellung für nationale Emissions- und Reduktionsbemühungen sowie für aktuelle Berechnungsrahmen für Treibhausgase.

„Treibhausgasemissionen aus der Landwirtschaft sind kompliziert, weil sie so viele verschiedene Mechanismen beinhalten, und wir haben festgestellt, dass bewässerungsbedingte Emissionen keine Ausnahme sind“, sagte Mueller. „Die gute Nachricht ist, dass wir die meisten dieser Emissionen durch relativ unkomplizierte Änderungen unserer Energie- und Landwirtschaftssysteme angehen können – indem wir Pumpsysteme und das Stromnetz elektrifizieren und dekarbonisieren.“