Hydro-CH2018 Wasserspeicher

Herausforderungen der Governance sowie der ökologischen, landschaftlichen und ökonomischen Auswirkungen von Mehrzweckspeichern

Aufgrund des Klimawandels werden Schneedecke und Gletschermasse abnehmen, Niederschläge sich mehr in den Winter verschieben, und es muss mit häufigeren Sommertrockenheiten gerechnet werden. Gleichzeitig wird erwartet, dass die Nachfrage nach Wasser, insbesondere durch die Landwirtschaft, in den Sommermonaten zunehmen wird. In diesem Zusammenhang stellt sich die Frage, wie gross das Potenzial von Wasserspeichern zur Verminderung von Sommerwasserknappheit ist. In einem ersten Teilprojekt wurden für 307 mittelgrosse Einzugsgebiete der Schweiz die heutige und zukünftige Sommerwasserknappheit abgeschätzt und dem nutzbaren Speichervolumen natürlicher Seen und künstlicher Speicher gegenübergestellt. Dabei wurde aus Sicht der Wasserbilanz das lokale Potenzial von bestehenden Speichern zur Verminderung von Wasserknappheit als eher gering eingestuft. Auf regionaler Ebene (d.h., für grössere Einzugsgebiete) wurde jedoch aufgezeigt, dass ein Potenzial zur Verminderung der Wasserknappheit vorhanden ist (Brunner et al. 2019).

Im zweiten Teil des Projektes wurde analysiert, welche Herausforderungen sich aus Sicht der Governance, der Ökologie, des Landschaftsschutzes und der Ökonomie für die Mehrzwecknutzung von Speichern stellen, und wie diese gelöst werden können. Der vorliegende Synthesebericht zeigt, welche Herausforderungen für Wassernutzungen von Speichern in der Schweiz von besonderer Bedeutung sind:

1. Mangelnde Datengrundlage zu hydrologischen und sozio-ökonomischen Auswirkungen einer Mehrzwecknutzung;
2. Mangelndes Bewusstsein bezüglich (zukünftiger) saisonaler und regionaler Wasserknappheiten;
3. Ungenügende prozessuale und rechtliche Koordination verschiedener Nutzungen;
4. Mangelnde Strategien zum Umgang mit Wasserknappheit;
5. Mangelnde Anpassungsfähigkeit an den Klimawandel und an sozio-ökonomische Veränderungen;
6. Ungeklärte Zielkonflikte (a) zwischen Schutz- und Nutzungsinteressen und (b) zwischen Mitigation (Wasserkraft) vom und Anpassung (Bewässerung, Ökologie) an den Klimawandel.

Folgende Ansätze werden für den Umgang mit diesen Herausforderungen aufgezeigt:

1. Erhöhung des Bewusstseins in Bezug auf Wasserknappheiten und Erarbeitung von Datengrundlagen;
2. Umsetzung von konkreten Empfehlungen für die öffentliche Politik und Gesetze; und
3. Einhaltung von bestimmten Design-Kriterien bei partizipativen Prozessen zur Erarbeitung von Möglichkeiten einer Mehrzwecknutzung.

Recherchen zu den ökologischen Auswirkungen haben gezeigt, dass eine veränderte Bewirtschaftung der bestehenden natürlichen Seen und Speicher hin zu einer verstärkten Mehrzwecknutzung nur zu geringen Zusatzbelastungen führen wird. Dies gilt insbesondere, wenn sie im Verhältnis zu den bereits bestehenden ökologischen Auswirkungen betrachtet werden, welche die aktuellen Regulierungen der Seen und Speicher verursachen. In spezifischen Fällen könnte die Mehrzwecknutzung einen ökologischen Mehrwert leisten, wenn bspw. Wasserkraftspeicher den Abfluss in trockenen Sommern für unterliegende Nutzungen erhöhen (Abb. 1). Zu den ökologischen Auswirkungen des Speicherneubaus hat die Literatursuche keine wesentlichen neuen Erkenntnisse gebracht (Thür et al. 2020). Hier werden auch in Zukunft für jeden einzelnen Fall die lokalen Auswirkungen im Rahmen einer Umweltverträglichkeitsprüfung darzulegen sein.

Die Analysen der ökonomischen Auswirkungen einer Mehrzwecknutzung haben gezeigt, dass eine pauschale Kosten-Nutzen-Analyse für die Mehrzwecknutzung der Schweizer Wasserspeicher nicht zielführend ist, weil Kosten und Nutzen häufig regional an ganz unterschiedlichen Orten anfallen, häufig nicht dort, wo Entscheidungen getroffen werden, und zu Gunsten/Lasten von unterschiedlichen Sektoren (resp. der Allgemeinheit) gehen. Trotzdem gibt es Erkenntnisse, dass eine verstärkte Mehrzwecknutzung einen positiven ökonomischen Nettoeffekt haben kann.

Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse, dass die Mehrzwecknutzung von Speichern sowie Mehrzweckspeicher-Kaskaden eine vielversprechende Lösung zur Minderung von Sommerwasser­knappheit darstellen. Hierzu müssen jedoch aktiv (1) Herausforderungen bezüglich des Bewusstseins und der Datengrundlage zu Wasserknappheiten angegangen werden, (2) Empfehlungen für die öffentliche Politik und Gesetze umgesetzt werden und (3) Grundsätze für die Durchführung von Partizipationsprozessen erarbeitet und umgesetzt werden, um die Wasserversorgung in der Schweiz weiterhin in gewohnter Qualität und Zuverlässigkeit für verschiedene Wassernutzungen gewährleisten zu können.

Der Bericht schliesst mit Handlungsempfehlungen zur Umsetzung auf kantonaler und Bundesebene und dem Aufzeigen weiteren Forschungsbedarfs (Kellner et al. 2021, PDF).

Mehr Information zum ersten Teilprojekt 2017-2019: Link

Dyttrich, Bettina (2021). Wenn die Gletscher weg sind. WOZ-Artikel Nr. 26: 13-15.

Kellner, Elke; Stähli, Manfred; Unterberger, Christian; Olschewski, Roland; Thür, Angela; Björnsen Gurung, Astrid (2021): Herausforderungen der Governance sowie der ökologischen, landschaftlichen und ökonomischen Auswirkungen von Mehrzweckspeichern. Hydro-CH2018 Projekt. Im Auftrag des Bundesamts für Umwelt (BAFU), Bern, Schweiz, 82 S. doi: 10.5281/zenodo.4680488.

Kellner, Elke (2021): The controversial debate on the role of water reservoirs in reducing water scarcity. In WIREs Water, e1514. DOI: 10.1002/WAT2.1514.

Kellner, Elke; Brunner, Manuela I. (2021): Reservoir governance in world’s water towers needs to anticipate multi-purpose use. In Earth’s Future 9, e2020EF001643. DOI: 10.1029/2020EF001643.

Kellner, Elke (2020): Mehrzweckspeicher zur Minderung von Wasserknappheit im Sommer. In: Emmanuel Reynard ; Dubois, Alan ; Borgeat Theler, Muriel (Eds.): Le Rhône. Territoire, ressource et culture: Cahiers de Vallesia. Sion (33rd ed., 177-184).

Maurer, Laura (2020): Mehrzwecknutzung von Wasserspeichern im Oberwallis: Eine sinnvolle Klimaanpassungsmassnahme? PDF

Roth, Philippe; Björnsen, Astrid (2020): Die Mehrzwecknutzung von Grosswasserkraftwerken im Kanton Graubünden heute und in Zukunft. In Wasser Energie Luft 112 (2), pp. 71–75.

Thür, Angela; Björnsen, Astrid; Stähli, Manfred (2020): Mehrzwecknutzung von Wasserspeichern in der Schweiz: Ökologische Auswirkungen. Eidg. Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL. Birmensdorf, Schweiz, p 38. PDF

Kellner, Elke; Brunner, Manuela I.; Björnsen Gurung, Astrid; Stähli, Manfred (2019): Verhandelbar? Neue Ansprüche an Schweizer Wasserspeicher. pp. 37-40. In: Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research WSL (Hg.): Schweiz erneuerbar. Birmensdorf, Switzerland (WSL Berichte, 84).

Brunner, M.I.; Björnsen Gurung, A.; Zappa, M.; Zekollari, H.; Farinotti, D.; Stähli, M. (2019). Present and future water scarcity in Switzerland: potential for alleviation through reservoirs and lakes. Science of the Total Environment, 666, 1033-1047. doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.02.169

Brunner, M.I.; Zappa, M.; Stähli, M. (2019). Scale matters: effects of temporal and spatial data resolution on water scarcity assessments. Advances in Water Resources, 123, 134-144. doi: 10.1016/j.advwatres.2018.11.013

Brunner, M.I.; Björnsen Gurung, A.; Speerli, J.; Kytzia, S.; Bieler, S.; Schwere, D.; Stähli, M. (2019). Beitrag von Wasserspeicher zur Verminderung zukünftiger Wasserknappheit? Wasser Energie Luft 3: 145-152.

Jossen, Leonie; Björnsen, Astrid (2018): Möglichkeiten und Grenzen von Mehrzweckspeichern in der Schweiz und ihr Beitrag zur regionalen Resilienz. In Wasser Energie Luft 110 (2), 108-112.

• 03/2021: Photo. Intertwinedness of social-ecological interactions. SNF Fotowettbewerb 2021.
• 03/2021: Film. Linked social-ecological-technological systems. SNF Fotowettbewerb 2021.
• 03/2020: Film. Visible Climate Change. SNF Fotowettbewerb 2020.
• 03/2020: Photo. Climate Change, palpable. SNF Fotowettbewerb 2020.

06/2021: Vortrag Kellner, Elke: Wasserspeicher im Zielkonflikt zwischen Minderung und Anpassung an den Klimawandel. Strukturverbesserungstagung vom Bundesamt für Landwirtschaft und suissemelio. Virtual.

04/2021: Vortrag Kellner, Elke: Capturing WEF Nexus as a network phenomenon in social ecological systems. European Geosciences Union (EGU) General Assembly. Virtual. DOI: 10.5194/egusphere-egu21-1037.

04/2021: Vortrag Kellner, Elke: Governance of complex trade-offs between mitigation and adaptation in the Swiss Alps. International Workshop Renewable Energy Transitions: Comparative Assessment in the Hindu Kush Himalayas, Andes and Alps. Himalayan University Consortium, Mountain Research Initiative (MRI), University of Arizona. Virtual.

03/2021: Vortrag Kellner, Elke: (Un-)Sustainable water governance under climate change in Switzerland. Sustainability Week Switzerland, University of Basel, CH.

03/2021: Workshop, Leitung Björnsen, Astrid; Vortrag Kellner, Elke: Anpassung an den Klimawandel im Alpenraum - welche Rolle können Mehrzweckspeicher dabei spielen? CH2018-Hydro Abschlussveranstaltung, virtual, CH.

10/2020: Vortrag Kellner, Elke: Governance of multi-purpose use of water - Challenges and opportunities. Hydro-CH2018 Meeting, Federal Office for Environment, Ittigen, CH.

08/2020: Vortrag Kellner, Elke: Analysing the Water-Energy-Food (WEF) nexus using the Network of Action Situations (NAS) approach. European Consortium for Political Research (ECPR) Conference. Virtual.

05/2020: Vortrag Kellner, Elke; Brunner, I. Manuela: Reservoirs in world’s water towers: Need for appropriate governance processes to reach Sustainable Development Goals. European Geosciences Union (EGU) General Assembly. Virtual. DOI: 10.5194/egusphere-egu2020-11004.

12/2019: Vortrag Kellner, Elke: Alpine Mehrzweckspeicher zur Minderung von Wasserknappheit im Sommer. Fallstudie im Berner Oberland und im Rhone-Gebiet. 13 ème colloque international sur le Rhône dans son environnement naturel et humain, L’Association Mémoires du Rhône, Sion, CH.

11/2019: Vortrag Kellner, Eke: Neue Ansprüche an Schweizer Wasserspeicher. «Forum für Wissen», Birmensdorf, CH. Film der Präsentation.

09/2019: Panel "Renewable Energy: Impacts on Mountain environments and people”, International Mountain Conference, Innsbruck, AT. Björnsen, Astrid; Kellner, Elke; Lehning, Michael.