Wasserabdruck

Globaler Wasserfußabdruck. Teil 2

Eine Tatsache ist unumstritten: Der Druck auf die Süßwasservorräte unseres Planeten wird sich in naher Zukunft drastisch erhöhen. Der Wasserbedarf der Menschheit wird durch Anstieg der Weltbevölkerung und deren Ernährung, durch verändertes Konsumverhalten in heutigen Schwellenländern (z.B. China) und nicht zuletzt durch den Klimawandel und die damit zusammenhängenden Veränderungen im Wasserhaushalt vieler Regionen deutlich zunehmen (FAO, 2006, Falkenmark, 2012). Da Wasser im Zeitalter der Globalisierung zunehmend zu einer globalen Ressource geworden ist, ist es zwingend notwendig, die globalen Dimensionen der Wassernutzung in den Focus der Untersuchungen zu bringen, wie es Hoekstra & Mekonnen 2012 in ihrer wegweisenden Publikation treffend ausgedrückt und dazu konkret das von ihnen entwickelte Konzept des virtuellen Wassers und Wasserfußabdrucks (s. Teil 1) als Werkzeug genutzt haben. Die wesentlichen Ergebnisse dieser Untersuchungen sollen hier zur Diskussion gestellt werden.

2.1 Studien zum globalen Wasserfußabdruck

Nach der Publikation zu dieser Fragestellung im Jahre 2004 (Chapagain & Hoekstra, Report Series No. 16, 2004a, 2004b)[1] wurde von der Arbeitsgruppe um Hoekstra als weitere Vorarbeit für die aktuelle Studie der Wasserfußabdruck aller Nationen mit detaillierten statistischen Auswertungen in hoher räumlicher Auflösung veröffentlicht (Mekonnen & Hoekstra, 2011, Report Series No. 51). Abb. 4 zeigt detailliert das Schema für die Ermittlung des Gesamt-Wasserfußabdrucks einer Nation.

 

diagramm

Abb. 4: Ermittlung des Gesamt-Wasserfußabdrucks (aus: Hoekstra & Mekonnen, 2012; www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1109936109)

 

Wichtig für das Verständnis bei der weiteren Betrachtung des globalen Wasserfußabdrucks sowie der nationalen Wasserfußabdrücke ist, dass dabei jeweils zwischen Konsum (3 Kästen in der oberen Zeile in Abb. 4) und Produktion (mittlere Zeile) unterschieden und die jeweiligen „Teil“- Wasserfußabdrücke getrennt bestimmt werden. Die Addition in Spalte 1 ergibt den inländischen (internen) Wasserfußabdruck und in Spalte 2 den externen Wasserfußabdruck durch Import von wassergetragenen Gütern und Dienstleistungen. Durch Addition der Spalten bzw. Zeilen erhält man den Gesamt-Wasserfußabdruck oder das Virtual Water Budget eines Untersuchungsraums. Der Begriff „Virtual water reexport“ beinhaltet den Teil des importierten virtuellen Wassers, der z.B. in Form von Futterpflanzen, die im Importland zur Mästung von Tieren verwendet und anschließend als „veredeltes“ Produkt in Form von Fleisch wieder exportiert wird. Dieser Anteil muss bei der Gesamtbilanz berücksichtigt werden. Auf diese Weise wurden weltweit die Wasserfußabdrucke aller Nationen ermittelt.

Die Autoren weisen in ihrer neuen Studie (Mekonnen & Hoekstra, 2011)

, die Grundlage für die im Folgenden vorgestellten Ergebnisse ist, auf einige wesentlichen Veränderungen und Verbesserungen gegenüber den bisherigen Studien hin:

a) Die Ernteerträge, die industrielle Produktion und die häusliche Wasserver- und -entsorgung wurden mit höherer räumlicher Auflösung durchgeführt. Bei den früheren Studien wurden diese Werte für die Gesamtfläche eines Landes ermittelt ohne die Heterogenität innerhalb des Landes zu berücksichtigen.

b) Bei den Ernteerträgen wurden die blauen und grünen Wasserfußabdrücke explizit getrennt berechnet und der graue Wasserfußabdruck im globalen Rahmen hinzugefügt.

c) Die Zusammensetzung des Viehfutters wurde unterschieden in Weide, industrielles Kraftfutter und eine Mischung von beiden, getrennt für jedes Land.

d) Bei der Industrieproduktion und der häuslichen Wasserver- und -entsorgung wurde explizit zwischen blauem und grauem Wasserfußabdruck unterschieden.

Ansonsten wurden die Ergebnisse der Vorstudien (Mekonnen & Hoekstra, 2010a, 2010b, 2011) genutzt.

Hier ist anzumerken, dass durch die so differenziertere Ermittlungsmethode die Ergebnisse von 2011 zuverlässiger sein dürften, sich jedoch zwangsläufig, wenn auch nicht in der Größenordnung, zahlenmäßig von den früheren Ergebnissen unterscheiden. Dies macht Vergleiche mit Ergebnissen früherer Studien schwierig und kann nolens volens einige Verwirrung bei der Interpretation der Ergebnisse verursachen. Der Leser sollte daher unbedingt auf die Zuordnung des Erscheinungsjahres achten.

2.2 Ergebnisse

Als Ergebnis der aktuellen Untersuchungen wurde aus der Summe der nationalen Wasserfußabdrücke für den Zeitraum 1996 bis 2005 ein mittlerer globaler Wasserfußabdruck von jährlich 9.087 Mrd. m³ (74 % grün, 11 % blau, 15% grau) ausgewiesen. Diese unvorstellbar große Zahl entspricht rechnerisch 1.385 m³ Wasser pro Jahr für jeden der heute 7 Mrd. Erdenbewohner oder vielleicht besser vorstellbar 24 Badewannen (à 150 l) voll Wasser für jeden Menschen pro Tag.

Abb. 5 fasst die aktuellen Untersuchungen zum Gesamt-Wasserfußabdruck der Menschheit von Hoekstra & Mekonnen, veröffentlicht in 2012, zusammen.

 

Wasserfussabdruck1996-2005

Abb. 5: Wasserfußabdruck der Menschheit im Zeitraum 1996-2005 (aus: Hoekstra & Mekonnen, 2012)

 

Zu beachten ist, dass die Gesamt-Wasserfußabdrücke hier in mm/Jahr dargestellt sind. Dazu haben die Autoren den in einen 5 x 5-Grad-Raster für jede Zelle in m³/Jahr berechneten Wasserfußabdruck durch die Fläche der Rasterzelle dividiert. Dadurch steht die räumliche Differenzierung innerhalb einer Nation im Vordergrund (im Gegensatz zu Abb. 6 in Teil 3, in der die Wasserfußabdrücke der Nationen in m³/Einwohner und Tag dargestellt sind und so auf den einzelnen Bewohner eines Landes heruntergebrochen werden (s. Teil 3)). Die hohe räumliche Auflösung der Berechnungen ergibt in Abb. 5 zum einen eine deutliche Differenzierung innerhalb der Fläche eines Landes (Beispiel USA oder China) und zum anderen eine andere Gewichtung der flächenmäßig großen Länder.

Schaut man die Ergebnisse differenzierter an, so zeigen sich zwischen den nationalen Wasserfußabdrücken für Produktion und Verbrauch sowie den globalen Wegen des virtuellen Wassers markante Unterschiede.

2.3 Wasserfußabdruck der Produktion

Was die Produzentenseite anbetrifft sind China, Indien und die USA die Länder mit dem bei weitem höchsten Wasserfußabdruck in absoluten Zahlen (s. Teil 3); so entfallen etwa 38 % des globalen Wasserfußabdrucks der Produktion von Gütern und Dienstleistungen auf diese 3 Länder. Wichtig für die Bewertung dieser Zahlen ist, wie in Teil 1 ausgeführt, wie hoch dabei der Anteil an grünem, blauen und grauen virtuellen Wasser im jeweiligen Wasserfußabdruck ist.

So ist Indien das Land mit dem höchsten Verbrauch an blauem Wasser; dieses wird im Wesentlichen für die Bewässerung von Weizen, Reis und Baumwolle eingesetzt. China dagegen ist das Land mit dem höchsten Anteil an grauem Wasser bei der inländischen Produktion; sein „Beitrag“ zur Wasserverschmutzung beträgt 26 % des weltweiten grauen Wasserfußabdrucks. In allen diesen Ländern trägt der Wasserfußabdruck der Erzeugung landwirtschaftlicher Produkte am meisten zum Gesamt-Wasserfußabdruck bei.

Was den Wasserfußabdruck der industriellen Produktion anbetrifft, so sind China und die USA Spitzenreiter; sie haben den höchsten internen Wasserfußabdruck und bestreiten 22 % bzw. 18 % des weltweiten Wasserfußabdrucks in diesem Bereich.

Differenziert man beim Produktions-Wasserfußabdruck nach Sparten, dann setzte sich der oben schon zitierte globale Wasserfußabdruck von 9.087 Mrd. m³ pro Jahr (Durchschnittswert der Zeitreihe 1996 bis 2005) zusammen aus

92 % für landwirtschaftliche,
4,4 % für industrielle Produkte und nur
3,6 % für die Haushaltswasserver- und entsorgung.

Schaut man sich an, für welchen Zweck die Güter im Inland produziert werden, so kann man festhalten, dass rd. 1/5 des globalen Wasserfußabdrucks für Güter verwendet wird, die für den Export aus dem jeweiligen Erzeugerland bestimmt sind (1.762 Mrd. m³/Jahr), bei landwirtschaftlichen Gütern sind dies 19 % und – nicht unerwartet – im industriellen Sektor 41 % des globalen Gesamt- Wasserfußabdrucks. Daher müssen nach Hoekstra (2012) der internationale Handel und die damit verbundenen Wege des virtuellen Wassers bei der Ermittlung des globalen Wasserfußabdrucks unbedingt mitberücksichtigt werden.

2.4 Internationale Wege des virtuellen Wassers

Hoekstra & Mekonnen haben in ihrer aktuellen Studie von 2012 einen gesamten virtuellen Wasserfluss für agrarische und industrielle Güter von 2.320 Mrd. m³ pro Jahr (Mittelwert von 1996 – 2005) ermittelt. Wie nicht anders zu erwarten, stellen auch hier agrarische Produkte den Löwenanteil (76 %).

Der oben zitierte Gesamtwasserfussabdruck setzt sich aus Exporten und Importen von wassergetragenen Gütern zusammen.

2.4.1 Virtueller Wasserexport :[2]

Die Hauptexporteure von virtuellem Wasser sind weltweit die USA (314 Mrd. m³) gefolgt von China und Indien; Deutschland steht an 10. Stelle des internationalen Rankings (Zahlenwerte s. Teil 3 bei den nationalen Wasserfußabdrücken). Problematisch ist der „Wasserexport“ von blauem virtuellem Wasser (Bewässerung); hierzu zählen insbesondere die USA, Pakistan, Indien, Australien, Usbekistan, China und die Türkei, alles Länder, die nach neuen Untersuchungen (Hoekstra, 2014) zeitweise unter Wasserstress stehen.

2.4.2 Virtueller Wasserimport:

Beim Import von virtuellem Wasser folgt Deutschland (125 Mrd. m³/Jahr) nach den neuesten Berechnungen (Hoekstra et al., 2012) nach den USA (234 Mrd. m³/Jahr) und Japan (127 Mrd. m³/Jahr) an 3. Stelle. Es ist damit gegenüber den Ergebnissen von 2004 von Japan knapp vom 2. Platz („Vize-Weltmeister“) „verdrängt“ worden, ist jedoch weiterhin als Großimporteur von virtuellem Wasser einer der „Global Player“ in diesem Bereich. Ursachen und Bedeutung dieser auf den 1. Blick überraschenden Positionierung wird in Teil 4 beim Wasserfußabdruck Deutschlands eingehend erörtert.

2.5 Wasserfußabdruck des Verbrauchs

Der Wasserfußabdruck des globalen Verbrauchs wurde zu 1.385 m³ pro Einwohner und Jahr geschätzt, wobei zwischen Industrie-, Schwellen- und Entwicklungsländern eine große Disparität zutage tritt (s. Tab. 1 in Teil 1). Nahrungsmittel machen beim Verbrauch weltweit 92 % aus. Es zeigt sich, dass die Höhe des persönlichen Wasserfußabdrucks eines Verbrauchers wesentlich von dem abhängt, was und wieviel er isst, d.h. von unserem Konsumverhalten und Lebensstil. Es handelt sich daher auch um den persönlichen Wasserfußabdruck einer Nation oder eines jeden Verbrauchers. Diese Fragen sowie die daraus resultierende Abhängigkeit eines Landes vom Import von wassergetragenen Gütern (externe Wasserfußabdrücke) werden in Teil 3 bis 5 behandelt.

Die hier zusammenfassend vorgestellten Ergebnisse sind in Hoekstra et al.(2011), WWF (2009), VDG (2011), Hoekstra (2013) und unter www.waterfootprint.org in graphischer und tabellarischer Form sehr detailliert dargestellt.

2.6 Zusammenfassung und Beurteilung

Hoekstra & Mekonnen weisen bei der Vorstellung der hier ausgewerteten Studie neben den in Kap. 2.1 aufgelisteten Verbesserungen auch auf einige Einschränkungen hin, die bei der Beurteilung der Ergebnisse berücksichtigt werden müssen:

1. So wird beim Import und Export von Gütern das one-step-Verfahren eingesetzt, d.h. es wird angenommen, dass ein importiertes Produkt im Exportland gänzlich hergestellt wurde. Dieses Produkt kann aber auch aus einem anderen Land in das Exportland importiert worden sein, dort weiterverarbeitet und wieder re-exportiert werden. Die Nachverfolgung eines Gutes mit mehr als einem Schritt ist sehr aufwändig und wurde daher nur für einige Spezialstudien wie z.B. über Großbritannien oder Deutschland durchgeführt. (Die Ergebnisse für Deutschland werden in Teil 4 vorgestellt).

2. Die Abschätzung des grauen Wasserfußabdrucks wird als konservativ eingestuft. Als Leitparameter wird Nitrat verwendet, Dünger und Pflanzenschutzmittel werden z.B. bei der landwirtschaftlichen Produktion nicht berücksichtigt. Bei der industriellen Produktion und bei der häuslichen Wasserver- und -entsorgung wird ein Verdünnungsfaktor von 1 eingesetzt, was einer sehr konservativen Vorgehensweise entspricht.

3. Im Gegensatz zum Agrarsektor, bei dessen Berechnung eine große Anzahl von verschiedenen Produkten getrennt berechnet werden, wird der industrielle Sektor pauschal behandelt. Dies dürfte m.E. keinen großen Einfluss auf das Endergebnis haben, solange die Ernährungsgüter den Löwenanteil des Wasserfußabdrucks ausmachen.

4. Es wurden die Mittelwerte im 10-Jahreszeitraum 1996 bis 2005 untersucht; jahreszeitliche Variationen und Trends wurden wegen unzureichender Daten nicht bearbeitet. (Die Quellen für die verwendeten Daten sind detailliert in Hoekstra & Mekonnen (2012) aufgelistet).

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass – unabhängig von diesen Einschränkungen – die aktuelle Studie zum globalen Wasserfußabdruck in aller Klarheit aufzeigt, in welchem Ausmaß verschiedene Produkte und einzelne Nationen zum Wasserverbrauch auf der Erde beitragen. Die Ergebnisse können, positiv betrachtet, Entscheidungshilfen dafür sein, wie national und international der zunehmenden Verknappung der Wasserressource auf unserem Planeten effektiver entgegengewirkt werden kann (s. Water Footprint Network). Konsequent weitergedacht, führt dies auch zum „Handel mit virtuellem Wasser“; diese Handlungsoption wird in Teil 6 vorgestellt.

Andererseits macht die Betrachtung des globalen Wasserfußabdrucks aber auch deutlich, in welchem Maß die Menschheit schon die heutigen (bekannten) Weltreserven an Süßwasser nutzt.

Neben der globalen Betrachtung erscheint eine räumliche Differenzierung des Wasserfußabdrucks nach Regionen und Nationen sinnvoll, um konkrete Handlungsmöglichkeiten für Politik und den einzelnen Bürger daraus ableiten zu können. Am Beispiel des Wasserfußabdrucks ausgewählter Länder und insbesondere der Bundesrepublik Deutschland soll dies im Folgenden detailliert vorgestellt werden.


[1] Anmerkung des Autors: Die Berechnungen wurden vor dem Erscheinen des „Water Footprint Assessment Manual“, 2011, d.h. vor der allgemeinen Standardisierung der Vorgehensweise, durchgeführt.

[2] jeweils als Bruttowert, d.h. ohne Re-export


Quellen:

Chapagein, A.K. & A.Y. Hoekstra: Water footprints of nations. UNESCO-IHE, Delft, Value of Water Research Report Series No. 16, Vol. 1, 2004

Chapagein, A.K. & A.Y. Hoekstra: Water footprints of nations. UNESCO-IHE, Delft, Value of Water Research Report Series No. 16 Vol. 2 (Appendix), 2004

Falkenmark, M.: Food Security: Overcoming Water Scarcity Realities. SIWI Report 31, Stockholm, 2012, pp.3-8.

FAO: World Agriculture: towards 2050, Summary Report. Rome, 2006.

Hoekstra, A.Y.: The water footprint of modern consumer society. Routledge London, 2013.

Hoekstra, A.Y. & A.K. Chapagain: Globalisation of water. Sharing the planet’s freshwater ressources. Blackwell Oxford, 2008.

Hoekstra, A.Y. & M.M. Mekonnen: The water footprint of humanity. PNAS, Vol. 109, no. 9, 2012, pp. 3232-3237.

Hoekstra, A.Y., Chapagain, A.K. Aldaya, M.M. & M.M. Mekonnen: The Water Footprint Assessment Manual. Earthscan London, 2011.

Mekonnen, M.M. & A.Y. Hoekstra: The green, blue and grey water footprint of crops and derived crop products. UNESCO-IHE, Delft, Value of Water Research Report Series No. 47, 2010a.

Mekonnen, M.M. & A.Y. Hoekstra: The green, blue and grey water footprint of farm animals and animal products. UNESCO-IHE, Delft, Value of Water Research Report Series No. 48, 2010b.

Mekonnen, M.M. & A.Y. Hoekstra: National footprint accounts: the green, blue and grey water footprint of production and consumption. UNESCO-IHE, Delft, Value of Water Research Report Series No. 50, 2011.

VDG-Vereinigung Deutscher Gewässerschutz (Hrsg.): Virtuelles Wasser. Weniger Wasser im Einkaufskorb. Schriftenreihe der Vereinigung Deutscher Gewässerschutz Bd. 75, Bonn, 2011.

Water Footprint Network Enschede/Niederlande (www.waterfootprint.org)

WWF (Hrsg.): Sonnenberg A., Chapagain A.K., Geiger, M. & D. August: Der Wasser-Fußabdruck Deutschlands. Frankfurt, 2009.


Teil 1: Zum virtuellen Wasser und Wasserfußabdruck
Teil 2: Globaler Wasserfußabdruck oder Wasserfußabdruck der Menschheit
Teil 3: Nationale Wasserfußabdrücke
Teil 4: Deutschland – weltweit drittgrößter Importeur von virtuellem Wasser
Teil 5: Wasser im Einkaufswagen – Zum Wasserfußabdruck der Hauptimportgüter Deutschlands
Teil 6: Wasserverluste durch Lebensmittelvernichtung oder Wassersparen durch Lebensmittelrettung
Teil 7: Handel mit virtuellem Wasser


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Gerd Morgenschweis

Der Klima- und Wasserexperte steuerte über zwei Jahrzehnte das Talsperrensystem des Ruhrverbands. Heute lehrt Morgenschweis als Professor Wasserwirtschaft an der Universität Wuppertal.


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