Der Begriff Klima ist in der Meteorologie als typischer jährlicher Ablauf der Witterung in einer bestimmten Region definiert. Der Klimawandel bezeichnet weltweite Veränderungen des Klimas, die sich über eine Abkühlung oder Erwärmung äußern. Derzeit sind diese Klimaveränderungen aktueller denn je, denn der menschengemachte Schadstoffausstoß sorgt seit der Industrialisierung für eine globale Erwärmung, die verheerende Auswirkungen auf unsere Natur und unser Leben hat. Daher wird häufig auch der Begriff „Klimakrise“ genutzt. Erfahren Sie mehr zum Phänomen des Klimawandels bei UHRIG.

Wie und warum vollzieht sich Klimawandel?

Klimawandel an sich ist keine Folge der Industrialisierung. Der Prozess vollzieht sich auch auf natürliche Art und Weise, jedoch in der Regel deutlich langsamer als derzeit beobachtbar. Durch die globalen Wetter- und Klimaaufzeichnungen in den letzten 100 Jahren sind spürbare Veränderung innerhalb weniger Jahrzehnte nachweisbar. Eine der natürlichen Hauptursachen für den Klimawandel ist unsere Sonne, die als der wichtigste Energiegeber unseres Planeten fungiert. Deren Magnetfeld unterliegt mehr oder weniger regelmäßigen – wenngleich nur geringen – Schwankungen, die ihren Energieausstoß beeinflussen. Hierdurch wird die Leuchtkraft unseres Zentralgestirns in verschiedenen, sich zwischen Jahrzehnten und Jahrtausenden wiederholenden Zyklen etwas beeinflusst. Weitere nennenswerte Faktoren für den natürlichen Klimawandel sind zum Beispiel die Erdumlaufbahn sowie die Neigung der Erdachse, die Plattentektonik unseres Planeten und der daraus resultierende Vulkanismus. Auch Treibhausgase, die natürlichen Ursprungs sind bzw. auf natürlichem Weg in die Atmosphäre gelangen, spielen eine Rolle. Weitere Parameter, die den Klimawandel beeinflussen, sind:

  • die auf dem Planeten vorhandene Vegetation,
  • Verwitterungsprozesse
  • Veränderungen von Luft- und Meeresströmungen sowie
  • das Rückstrahlvermögen der Erdoberfläche.

So kam es im Laufe der Jahrmillionen abwechselnd zu Warmzeiten und auch zu Kaltzeiten. Im Moment jedoch steuern wir auf eine „Heißzeit“ zu, d. h. der Planet Erde hat „Fieber“.

Der Mensch ist der Hauptverursacher der drastischen Klimaveränderungen in den letzten 250 Jahren. Dies ist überwiegend auf die massive zusätzliche Freisetzung von Treibhausgasen zurückzuführen, die die Menschheit durch die Verfeuerung fossiler Brennstoffe wie Kohle, Erdöl und Erdgas, die Massentierhaltung und andere industrielle Prozesse verschuldet hat. Durch die erhöhte Konzentration von Schadstoffen in unserer Atmosphäre kann weniger Sonneneinstrahlung zurück ins All reflektiert werden (Treibhauseffekt) – mit der Folge: das Klima heizt sich auf. Als Klimakiller gelten insbesondere CO2 und Methan. Hinzu kommt der weitere Einfluss des Homo sapiens auf die Natur: Indem wir etwa Vegetation abholzen, um Land für Siedlungen und Nutzflächen zu schaffen, verringern wir die natürlichen Fähigkeiten der Erde, Treibhausgase zu speichern und umzuwandeln. Auch die Verschmutzung der Ozeane trägt einen großen Teil dazu bei. Studien zufolge ist der Mensch für mehr als 50 Prozent des Temperaturanstiegs der 60 Jahre zwischen 1951 und 2010 verantwortlich – die Wahrscheinlichkeit, dass sich der Klimawandel auch ohne unseren Einfluss so drastisch vollzogen hätte, wird mit gerade einmal 0,001 Prozent beziffert. Seit 1880 bis jetzt sind die Durchschnittstemperaturen um etwa 1,1 Grad Celsius gestiegen und dies wird sich in den nächsten Jahrzehnten noch stärker fortsetzen. Die Folgen sind dramatisch: Gletscher schmelzen und das arktische Meereis geht zurück. Riesige Süßwassermengen werden freigesetzt und der Meeresspiegel steigt. Inseln und Küsten sind gefährdet, in den Fluten gänzlich zu versinken. Ganze Landstriche werden unbewohnbar, darunter auch große Metropolen wie Hongkong, Shanghai oder Kalkutta. Auch der Permafrostboden droht aufzutauen. Er ist jedoch ein wichtiger Methan-Speicher. Passiert dies, werden wohl noch viel größere Mengen an Methan freigesetzt und die Erderwärmung damit weiter forciert. Klimaforscher sprechen in diesem Zusammenhang auch von einem Kipppunkt im Klimasystem, der erreicht würde.

Ohne drastische Änderungen unseres Verhaltens rechnet der IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) mit einem weiteren Anstieg von 2,6 bis 4,8 Grad Celsius bis zum Ende des 21. Jahrhundert. Selbst im günstigsten Szenario, was Klimaschutzmaßnahmen enormen Ausmaßes vorsieht, sind es 0,3 bis 1,7 Grad Celsius, mit einem Mittel von einem Grad Celsius.

 

Was hat der anthropogene Klimawandel für Auswirkungen?

Der anthropogene, also menschengemachte Klimawandel auf unserem Planeten hat katastrophale Folgen für unsere Ökosysteme und damit das Leben von Pflanzen, Tieren und nicht zuletzt uns selbst. Durch die Erwärmung unserer Atmosphäre werden etwa Luft- und Meeresströmungen verändert, was zu Stürmen und Überschwemmungen führt. Aus den Ozeanen verdunstet mehr Wasser, was nicht nur zusätzliches CO2 freisetzt, sondern ebenfalls massive Regenereignisse in bestimmten Regionen bedingen kann. In anderen Gebieten hingegen kommt es zu langanhaltenden Dürreperioden. Extremwetterereignisse wie Wirbelstürme und Hitzewellen werden häufiger auftreten. Hinzu kommt die Flutung ganzer Küstenzonen. Bewohnbarer Platz auf der Erde wird also immer knapper. Das wiederum führt zu großen Migrationsbewegungen und Verteilungskämpfen.

Da die Ozeane immer wärmer werden, werden sie auch immer saurer. Das setzt Meeresbewohner zunehmend unter Druck – z. B. solche mit Kalkschale, die sich im sauren Wasser aufzulösen droht. Hier können ganze Nahrungsketten kollabieren. Das hätte auch auf die Versorgung mit Lebensmitteln massive Auswirkungen.

Durch die extremen Wetterlagen werden menschliche Siedlungen stark gefährdet und ebenfalls die Erträge aus der Landwirtschaft bedroht. Dies kann mit hoher Wahrscheinlichkeit zu Hungersnöten führen. Auch viele Tierarten werden durch den Einfluss der Erderwärmung und die sich dadurch verändernden Lebensräume und Nahrungsketten womöglich an den Rand des Aussterbens gedrängt oder gänzlich von unserem Planeten verschwinden. Der Klimawandel erhöht zudem auch die Gefahr von Zoonosen und damit weltweiten Pandemien.

 

Wie können wir dem Klimawandel begegnen?

Damit sich der Klimawandel nicht weiterhin so drastisch vollzieht und dadurch sogar noch gefährlichere Kettenreaktionen entstehen – zum Beispiel die Freisetzung von CO2 aus verdunstenden Ozeanen oder das Methan aus schmelzenden Permafrostböden – muss die Menschheit handeln. Als wichtigste Maßnahme ist hierbei selbstverständlich eine massive Reduktion unseres Schadstoffausstoßes zu nennen. Dafür sind gerade im Energie- und Verkehrssektor umfassende Reformen nötig, die vorrangig die Substitution von fossilen Brennstoffen wie Kohle, Erdöl und Erdgas betreffen. Eine Dekarbonisierung der Weltwirtschaft ist unumgänglich. Dies wird nur mit der Substitution der klassischen Stromerzeugung durch erneuerbare Energien erfolgen können. Für diese Transformation braucht es massive Investitionen. Strom und Wärme müssen mittels sauberer regenerativer Energie wie Solarenergie, Wind- und Wasserkraft, Geothermie oder Biomasse gewonnen werden. Dafür müssen die Energienetze vorbereitet werden. Hier ist ein Umbau hin zur dezentralen Stromversorgung erforderlich. Der stetige Ausbau von Solar- und Windparks und Wasserkraftwerken sowie die Nutzung von Blockheizwerken und Wärmepumpen in Verbindung mit Umweltwärmequellen ist unerlässlich, um die Emission von Treibhausgasen zu minimieren. Ebenso müssen Fahrzeuge mit herkömmlichem Verbrennungsmotor durch umweltverträgliche Alternativen ersetzt werden. Hier bieten sich neben E-Mobilität auch andere saubere Antriebe an, die Wasserstoff, Synthesegase oder Biokraftstoffe aus Nutzpflanzen oder landwirtschaftlichen Neben- und Abfallprodukten nutzen.

Ein besseres Energie- und Ressourcenmanagement ergibt sich jedoch nicht nur aus dem Ausbau bestehender sauberer Technologien, sondern ebenfalls aus der Wahrnehmung von Chancen, die bislang nicht oder nur selten genutzte Alternativen bieten. Hier spielt zum Beispiel die Verwertung von Abfallstoffen eine entscheidende Rolle. So lassen sich etwa organische Abfälle sowie Klärschlämme dazu nutzen, Biogas herzustellen, welches bei der Stromerzeugung nur etwa ein Drittel der Schadstoffe bedingt, die bei der Nutzung eines Mix von Kohle, Erdöl und Erdgas ausgestoßen werden würden. Und der Abfall fällt ohne hin an. Er muss nicht erst zusätzlich in Tagebauen oder durch Tiefbohrungen gefördert werden. Auch das schont Ressourcen und hilft viel im Kampf gegen den Klimawandel. Fahrzeugkraftstoffe aus biologischen Produkten wurden bereits erwähnt – hier ist die Forschung mittlerweile damit beschäftigt, Kraftstoff sogar aus Reststoffen wie Stroh und Sägespänen herzustellen.

Besonders große Potentiale in diesem Zusammenhang weist die Abwasserwärmerückgewinnung auf. In Abwasser steckt noch viel thermische Energie, die bislang buchstäblich einfach den Kanal hinunter ging und verpuffte. Doch die Kombination aus Wärmetauschern im Kanal und Wärmepumpen in einer Heizzentrale macht ein Wiederverwerten der Energie möglich. Abwasser wird zur erneuerbaren Ressource. Die so zurückgewonnene Abwasserenergie lässt sich beispielsweise problemlos zum Heizen nutzen. Abwasser als Wärmequelle bietet eine Reihe von Vorteilen: Es ist das ganze Jahr über vergleichsweise warm, wodurch die Systeme sehr effizient arbeiten können. Die Kanäle sind zudem leicht zugänglich, um die Technologie zu installieren. Die Abwasserenergie liegt genau dort vor, wo sie auch wieder benötigt wird. Die Nähe zum erneuten Verbraucher der Wärmeenergie – zum Beispiel Haushalte, Gewerbeparks oder Büros – minimiert zudem Transportverluste im Vergleich zur Nutzung klassischen Fernwärmenetzen. Selbstverständlich reduziert die Abwasserwärmerückgewinnung die Wärmeerzeugung durch fossile Brennstoffe, was den Klimawandel eindämmt. Werden die Wärmepumpen sogar ausschließlich mit regenerativ erzeugtem Strom betrieben, so arbeitet die Technologie sogar gänzlich klimaneutral. Das Konzept der Abwasserenergierückgewinnung punktet noch mit einem weiteren Vorteil: Das System ist sehr flexibel. Die Technologie lässt sich nicht nur zum Heizen, sondern auch zum Kühlen einsetzen, indem einfach der Kreislauf herumgedreht wird. Dann geben die Wärmetauscher überschüssige Wärme aus dem Gebäude in die Kanalisation ab. Diese energiesparende Form der Kühlung wird in Zukunft weiter an Bedeutung gewinnen, wenn der Klimawandel voranschreitet. Schon heute suchen Ingenieure nach Möglichkeiten, Klimaanlagen Strom sparender zu machen, denn allein 2016 verbrauchten Klimageräte weltweit rund 2.000 Terrawattstunden Strom. Tendenz stark steigend.

 

UHRIG hat das Know-how & die Technik für die klimafreundliche Nutzung der Abwasserwärme

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