Der Wasser-Fußabdruck ist neben dem CO2-Fußabdruck ein wichtiges Werkzeug zur Bewertung von anthropogenen Umweltauswirkungen. Doch Wasser ist nicht überall gleich kostbar. Kasseler Forscher haben deshalb das Modell des ökologischen Fußabdrucks weiterentwickelt: Sie bewerten, wie viel Wasser an einem Produktionsort vorhanden ist und welche Folgen der Verbrauch haben kann. Das ergibt dann den „Wasserknappheits-Fußabdruck“.
Beispielhaft demonstrieren das Anna Schomberg und Prof. Dr. Stefan Bringezu vom Center for Environmental Systems Research (CESR) sowie Prof. Martina Flörke von der Ruhr-Universität Bochum anhand der Herstellung eines Lithium-Ionen-Akkus. Im ersten Schritt klassifizierten sie hierzu das Risiko, das durch menschliche Wassernutzung entsteht, und legten Subindikatoren des Wasserknappheits-Fußabdrucks fest.
„Diese beiden Schritte schaffen allgemeine Rahmenbedingungen, die es erlauben, beliebige Produkte mithilfe der Ökobilanz nach immer gleichem Schema zu bewerten“, erklärt Schomberg, wissenschaftliche Mitarbeiterin am CESR. „Im letzten Schritt haben wir uns damit befasst, wie wir diese Ökobilanz räumlich explizit darstellen können.“ Ihre Methode demonstrieren die Wissenschaftler anhand der Lieferkette von Lithiumcarbonat, das für die Herstellung eines Lithium-Speichers benötigt wird.
Wasserknappheits-Fußabdruck von Lithiumcarbonat
Lithiumcarbonat stammt hauptsächlich aus Australien, China und Argentinien. 67 Prozent der Weltreserven liegen allerdings in den Hochanden in Form von salzreichem Grundwasser. Zur Gewinnung von Lithiumcarbonat wird diese Sole eingedampft – was große Mengen Wasser verbraucht und die regionale Wasserknappheit zukünftig verschärfen könnte.
So identifizieren die Wissenschaftler in ihrer Studie insbesondere den Solenbergbau in Chile und China als Brennpunkt der quantitativen Wassernutzung für Lithium-Ionen-Speicher. In beiden Ländern ist die Wahrscheinlichkeit für Wasserknappheit von vornherein schon hoch. Daher werden die entsprechenden Wasserverbräuche mit einem ortsspezifischen Faktor gewichtet. Das macht die Wassernutzung in Chile und China, wo jeweils unterschiedlich viel Wasser verfügbar und damit auch die Wahrscheinlichkeit für Wasserknappheit verschieden ist, direkt vergleichbar.
Beispiel Chile: Für einen Lithium-Speicher mit einer Leistung von 2 MWh, für den der Rohstoff aus den Atacama-Lagerstätten kommt, werden rechnerisch etwa 5.600 m3 Wasser verbraucht. Weltweit sind es entlang der gesamten Produktionskette des Speichers 33.155 m3.
Ein weiteres Ergebnis betrifft die qualitative Wassernutzung. Das zusätzliche Wasservolumen, das theoretisch benötigt würde, um die weltweite Wasserverschmutzung aus der Herstellung des Lithium-Ionen-Akkus wieder bis zu einem tolerablen Niveau zu verdünnen, beträgt etwa 23 Prozent des jährlichen Trinkwasserbedarfs in Deutschland. Beide Punkte, quantitative und qualitative Wassernutzung, fließen in das Konzept zur Bestimmung des Wasserknappheits-Fußabdrucks mit ein.
Global vergleichbarer Wasserverbrauch
Das beschriebene Konzept des Wasserknappheits-Fußabdrucks eignet sich laut den Forschern, um Produkte zu bewerten und kritische Brennpunkte entlang von internationalen Lieferketten räumlich zu identifizieren. So fällt ein in Chile verbrauchter Liter Wasser aufgrund der geringeren Wasserverfügbarkeit stärker ins Gewicht als ein in Deutschland verbrauchter Liter.
„Ein solches Vorgehen ist gerade bei der Beurteilung von neuen Technologien, die beispielsweise in der westlichen Energiewende zum Einsatz kommen sollen, dringend notwendig“, sagt Bringezu. Problemverlagerungen ließen sich damit von vornherein vermeiden.
