Der Wasser-Fußabdruck von Deutschland
Diese Seite stellt Informationen aus einem durch das Umweltbundesamt geförderte Forschungsvorhaben zum konsuminduzierten Wasserfußabdruck von Deutschland bereit.
Inhalte
Zusammenfassung
Der Konsum von Waren und Dienstleistungen verursacht in der Regel entlang der Wertschöpfungsketten erhebliche umweltbezogene Auswirkungen einschließlich solcher auf die Ressource Wasser. Als einer der fünf größten Konsumierenden-Märkte weltweit ist Deutschland somit mitverantwortlich für wasserbezogene Umweltwirkungen.
Eines der Hauptziele des vorliegenden Forschungsvorhabens war es daher, den durch Konsum verursachten Wasserverbrauch von Deutschland anzunähern und regional aufzuschlüsseln. Die daraus resultierende sogenannte Wasserfußabdruck-Sachbilanz wurde anschließend vor dem Hintergrund der Übernutzung der Wasserressourcen in den Herkunftseinzugsgebieten charakterisiert, woraus sich Deutschlands Wasserfußabdruck ergibt.
Der mit Abstand überwiegende Anteil an Deutschlands Wasserfußabdruck manifestiert sich in Regionen im Ausland. Deutschlands eigener Anteil am Wasserfußabdruck ist nahezu vernachlässigbar. Regionen, in denen der Wasserfußabdruck von Deutschland erheblich ist, sind bspw. Südeuropa, Nordafrika, Südasien oder Nordamerika. Auf Grundlage der im Forschungsvorhaben gesammelten Erkenntnisse wurden Empfehlungen abgeleitet, um Deutschlands konsuminduzierten Wasserfußabdruck zu reduzieren und im Rahmen nationaler Ressourcenberichterstattung zu erfassen. Darüber hinaus wurden methodische Limitierungen zusammengefasst und erforderliche Verbesserungen zur robusten Erfassung des konsuminduzierten Wasserfußabdrucks von Deutschland identifiziert.
Kurzübersicht der Zentralen Ergebnisse
Einleitung
Der Konsum von Waren und Dienstleistungen verursacht in der Regel entlang der Wertschöpfungsketten erhebliche umweltbezogene Auswirkungen einschließlich solcher auf die Ressource Wasser. Als einer der fünf größten Konsumierenden-Märkte weltweit ist Deutschland somit mitverantwortlich für wasserbezogene Umweltwirkungen.
Eines der Hauptziele des vorliegenden Forschungsvorhabens war es daher, den durch Konsum verursachten Wasserverbrauch von Deutschland anzunähern und regional aufzuschlüsseln. Die daraus resultierende sogenannte Wasserfußabdruck-Sachbilanz wurde anschließend vor dem Hintergrund der Übernutzung der Wasserressourcen in den Herkunftseinzugsgebieten charakterisiert, woraus sich Deutschlands Wasserfußabdruck ergibt.
Der mit Abstand überwiegende Anteil an Deutschlands Wasserfußabdruck manifestiert sich in Regionen im Ausland. Deutschlands eigener Anteil am Wasserfußabdruck ist nahezu vernachlässigbar. Regionen, in denen der Wasserfußabdruck von Deutschland erheblich ist, sind bspw. Südeuropa, Nordafrika, Südasien oder Nordamerika.
Was ist ein Wasserfußabdruck?
Der 2014 veröffentliche ISO-Standard 14046 entspricht dem aktuellen wissenschaftlichen Kenntnisstand zur Erfassung eines Wasserfußabdrucks. Nach ISO 14046 ist ein Wasserfußabdruck definiert als „Kennzahl(en) zur quantitativen Bestimmung der potenziellen Umweltwirkungen im Zusammenhang mit Wasser“.
Damit hebt sich der ISO-Standard inhaltlich von früheren oder anderen Konzepten ab, die eine Erfassung rein volumetrischer Kennzahlen vorsehen. Der im ISO-Standard 14046 beschriebene Ansatz zur Erfassung eines Wasserfußabdrucks ist aussagekräftiger als rein volumetrische Kennzahlen, da bspw. durch die gleiche Menge Wasserverbrauch oder Wasserverschmutzung je nach Region unterschiedliche Wirkungen in Bezug auf Ressourcenverfügbarkeit, Ökosysteme oder Menschen auftreten können. In der Regel setzt die ISO-konforme Ermittlung eines Wasserfußabdrucks neben der Festlegung des Ziels und des Untersuchungsrahmens sowie der Auswertung der Ergebnisse zwei wesentliche Arbeitsschritte voraus:
- Erfassung der Wasserfußabdruck-Sachbilanz: „Phase der Ermittlung des Wasserfußabdrucks […], der die Zusammenstellung und Quantifizierung von Input und Outputs im Zusammenhang mit Wasser […] zusammenfasst.“ (Quelle: ISO 14046)
- Durchführung Wirkungsabschätzung für den Wasserfußabdruck: „Phase der Ermittlung des Wasserfußabdrucks […], im Anschluss an die Wasserfußabdruck-Sachbilanz […], die dem Erkennen und der Beurteilung der Größe und Bedeutung von potenziellen Umweltwirkungen im Zusammenhang mit Wasser, verursacht durch ein Produkt, einen Prozess oder eine Organisation, dient.“ (Quelle: ISO 14046)
Grundsätzlich gilt außerdem, dass ein vollumfänglicher Wasserfußabdruck mehrdimensional ist. Das bedeutet, dass neben der Menge Wasserverbrauch und den dadurch potenziell verursachten Umweltwirkungen auch die potenziellen Umweltwirkungen durch Wasserverschmutzung berücksichtigt werden sollten. Zur vollständigen Erfassung von Wasserverschmutzung wird ein Wasserqualitätsindex bestehend aus den Wirkungskategorien Gewässereutrophierung, Ökotoxizität (aquatisch und terrestrisch) und Gewässerversauerung vorgeschlagen. Wenn ein Wasserfußabdruck nicht vollumfänglich ermittelt wurde, sollten die Ergebnisse mit einer näheren Bestimmung quantifiziert werden z.B. „nicht umfassender Wasserfußabdruck in Bezug auf Wasserknappheit“ oder „nicht umfassender Wasserfußabdruck in Bezug auf Gewässereutrophierung“.
Bewertung der potenziellen Umweltwirkung des Wasserfußabdrucks
Um den Wasserfußabdruck von Deutschland in Bezug auf die Übernutzung von Wasserressourcen weltweit zu bewerten, wurde eine an das Konzept der Planetaren Belastbarkeitsgrenzen angelehnte Analyse- und Wirkungsabschätzungsmethode entwickelt.
Hierfür wurden für 8.250 Einzugsgebiete weltweit lokale Belastbarkeitsgrenzen berechnet, indem vom natürlichen Wasserdargebot in den Einzugsgebieten die umweltbedingten Wasserflussanforderungen subtrahiert wurden. Der daraus folgende Differenzwert bildet die jeweils lokale Belastbarkeitsgrenze innerhalb derer theoretisch nachhaltiger Wasserverbrauch möglich ist. Um die Übernutzung der ermittelten lokalen Belastbarkeitsgrenzen abzubilden, wurden diese in jedem Einzugsgebiet dem gesamten anthropogenen Wasserverbrauch im Einzugsgebiet gegenübergestellt. Der daraus folgende Quotient beschreibt somit das Ausmaß der Übernutzung in einem Einzugsgebiet und wurde angewendet, um den regional aufgeschlüsselten konsuminduzierten Wasserverbrauch von Deutschland (Wasserfußabdruck-Sachbilanz) zu charakterisieren (Wirkungsabschätzung für den Wasserfußabdruck).
Annäherung der Wasserfußabdruck-Sachbilanz
Nach der beschriebenen Vorgehensweise summiert sich die Wasserfußabdruck-Sachbilanz der Deutschen auf 219 Mrd. m³ pro Jahr. Diese Menge entspricht in etwa einem täglichen Pro-Kopf-Verbrauch von 7,2 m³. Die Herkunftsregion des verbrauchten Wassers ist zu 14% Deutschland (Wasserverbrauch im Inland) und zu 86% das Ausland (Wasserverbrauch im Ausland). Der Wasserverbrauch von Deutschland im Inland setzt sich zu 75% aus grünem Wasser, zu 21% aus grauem Wasser und zu 4% aus blauem Wasser zusammen. Der Wasserverbrauch von Deutschland im Ausland setzt sich zu 83% aus grünem Wasser, zu 6% aus grauem Wasser und zu 11% aus blauem Wasser zusammen, dargestellt in der nachfolgenden Abbildung 1.
Abbildung 1: Der konsuminduzierte Wasserverbrauch von Deutschland im Inland und im Ausland
Da insbesondere blaues Wasser für die Menschen von besonderer Bedeutung ist, war der Fokus der nachfolgenden Detailanalyse der Wasserfußabdruck-Sachbilanz der Deutschen stets das blaue Wasser.
Der geringe Anteil von inländischen, also aus Deutschland kommenden Beiträgen zur Wasserfußabdruck-Sachbilanz der Deutschen wirft die Frage danach auf, welche Regionen weltweit, eingebettet in Konsumgüter Anteile zur Wasserfußabdruck-Sachbilanz der Deutschen beitragen und in welchen Regionen diese Beiträge in Bezug auf die Übernutzung der lokalen Wasserressourcen potenziell problematisch sind.
Die Regionen mit den höchsten Beiträgen zum blauen Wasserverbrauch von Deutschland sind in Abbildung 2 dargestellt. Der höchste Beitrag wird durch die Region Asien und Pazifik (5.394 Mio. m³) bereitgestellt, gefolgt von den Regionen Mittlerer Osten (3.822 Mio. m³), China (2.189 Mio. m³), Spanien (2.097 Mio. m³), Indien (1.414 Mio. m³), USA (1.203 Mio. m³), Deutschland (1.166 Mio. m³), Afrika (1.079 Mio. m³) und der Türkei (624 Mio. m³).
Die Sektoren mit den höchsten Beiträgen blauen Wassers zur Wasserfußabdruck-Sachbilanz von Deutschland sind die Sektoren Gemüse, Früchte, Nüsse (5.960 Mio. m³), Nutzpflanzen unspezifisch (4.909 Mio. m³), Weizen (1.980 Mio. m³), Reis (1.651 Mio. m³), Getreide unspezifisch (1.270 Mio. m³), Zuckerrohr/Zuckerrüben (1.207 Mio. m³), Ölsamen (1.152 Mio. m³), Vieh (563 Mio. m³), Kunststoffe (521 Mio. m³) und Eisen, Stahl, Ferrolegierungen und Primärprodukte daraus (353 Mio. m³; siehe Abbildung 3). Ein Großteil der Sektoren stammt somit aus dem Agrarbereich.
Annäherung des Wasserfußabdrucks
Da die alleinige Betrachtung der Wasserfußabdruck-Sachbilanz nur eine beschränkte Aussagekraft in Bezug auf die potenziellen Umweltwirkungen hat, wurde zusätzlich Deutschlands Wasserfußabdruck in Bezug auf die Übernutzung der lokalen Wasserressourcen weltweit angenähert. Die einzelnen regionalen Beiträge blauen Wassers zur Wasserfußabdruck-Sachbilanz wurden also mit regionalspezifischen Charakterisierungsfaktoren multipliziert. Die Charakterisierungsfaktoren reflektieren die Übernutzung der lokalen Wasserressourcen in Einzugsgebieten weltweit. Durch die Charakterisierung gewinnen bspw. die Regionen Mittlerer Osten, Spanien, Afrika, Mexiko und Griechenland erheblich an Bedeutung gegenüber der Wasserfußabdruck-Sachbilanz von Deutschland. Die Region Asien und Pazifik verliert gegenüber den Regionen Mittlerer Osten und Spanien zwar an Bedeutung, ist aber insgesamt dennoch von hoher Bedeutung. Darüber hinaus zeigt sich, dass der eigene Beitrag Deutschlands zum Wasserfußabdruck in Bezug auf die Übernutzung lokaler Wasserressourcen quasi vernachlässigbar ist (Abbildung 4).
Schätzungsweise 9,7% der Beiträge zum konsuminduzierten blauen Wasserverbrauch von Deutschland überschreiten die lokalen Belastbarkeitsgrenzen von Einzugsgebieten und können somit als “nicht nachhaltig” betrachtet werden. Hotspots sind Spanien und Südasien. In geringerem Maße aber auch die USA, Nordafrika, und der Mittlere Osten (Abbildung 5).
In Bezug auf Wasserverschmutzung ist die Entwicklung von Charakterisierungsmodellen und globalen Umweltdaten noch nicht abgeschlossen. Demnach war es im Rahmen des vorliegenden Berichts nicht möglich, umfängliche Aussagen zur Wasserverschmutzung in Zusammenhang mit Deutschlands Wasserfußabdruck-Sachbilanz zu treffen.
Vorschlag für Indikatoren zur Erfassung des nationalen Wasserfußabdrucks
In Anlehnung an die Norm DIN EN ISO 14046 zum Wasserfußabdruck und vor dem Hintergrund der priorisierten Erfassung von potenziellen Umweltwirkungen anstatt ausschließlich von Verbrauchsvolumina, werden zur Erfassung des Wasserfußabdrucks von Deutschland folgende Wirkungskategorien vorgeschlagen: Wasserknappheit und Wasserverschmutzung.
Für beide Wirkungskategorien werden Leitindikatoren und Hilfsindikatoren vorgeschlagen. Nur die Leitindikatoren bilden die Wirkungskategorie mit akzeptabler Robustheit wirkungsorientiert ab. In Bezug auf Wasserknappheit stehen operativ anwendbare Modelle und Daten zur Verfügung, um den vorgeschlagenen Leitindikator anzuwenden. Bei der Wasserknappheit ist der volumetrische Wasserfußabdruck ein Hilfsindikator, der aufgrund der Anwendbarkeit des Leitindikators aber eigentlich nicht mehr notwendig ist. In Bezug auf Wasserverschmutzung ist die Entwicklung von Charakterisierungsmodellen und globalen Umweltdaten noch nicht abgeschlossen.
Im vorliegenden Forschungsvorhaben wurde die Wasserfußabdruck-Sachbilanz (blauer Wasserverbrauch) gemäß den Überschreitungen der Belastbarkeitsgrenzen im Herkunftseinzugsgebiet charakterisiert. Denkbar ist aber auch eine Charakterisierung mit der Konsensmethode des Umweltprogramms der Vereinten Nationen (UNEP) und der Gesellschaft für Umwelttoxikologie und -Chemie (SETAC) AWARE (Boulay et al. 2018) oder WAVE+ (Berger et al. 2018).
Bei der Wasserverschmutzung sind zwar einige Leitindikatoren wie z.B. verschiedene Wasserqualität-Indizes, definiert worden. Sie sind aber heute methodisch und bezüglich der Datenlage noch nicht robust anwendbar. Deshalb muss hier noch auf einen Hilfsindikator wie den grauen Wasserfußabdruck zurückgegriffen werden. Aufgrund der methodischen Defizite dieses Hilfsindikators sollte er durch robustere Leitindikatoren ersetzt werden, sobald es der wissenschaftliche Fortschritt erlaubt.
Für die Operationalisierung der vorgeschlagenen Indikatoren und zur Ableitung von Zielwerten und Handlungsmöglichkeiten sind mehrere Möglichkeiten denkbar bspw. die direkte Zielwertableitung (Reduktion um X% über einen Zeitraum Y), die Ableitung analog zu ProgRess (Erhöhung der Rohstoff bzw. Wasserproduktivität) oder eine Zielwertableitung mit Fokus auf wasserknappe Regionen.
| Wirkungskategorie | Indikatoren | Qualität | Quantifizierung | Anmerkung |
|---|---|---|---|---|
| Wasserknappheit | Knappheitsgewichteter Wasserfußabdruck | Leitindikator Wirkungsindikator mit hoher Aussagekraft; Anwendbarkeit gegeben; | Wassermenge [VolumenGewichtet] | Im Kontext nationaler Ressourcenbericht-erstattung anwendbar: Charakterisierung bspw. über das im vorliegenden Forschungsvorhaben entwickelte Charakterisierungsmodell oder andere Charakterisierungs-modelle wie bspw. AWARE oder WAVE+ |
| Wasserknappheit | Volumetrischer Wasserfußabdruck | Hilfsindikator Inventargröße mit geringer Aussagekraft; Anwendbarkeit gegeben; | Wassermenge [Volumen] | Im Kontext nationaler Ressourcenbericht-erstattung anwendbar: Entwicklung von Umwelterweiterungen für Input-Output-Analyse über globale ydrologische Modelle (bspw. WaterGAP oder LPJmL) oder sektorspezifische Datenbanken wie bspw. FAOSTAT. Industrieller Wasserverbrauch ist jedoch nur schwer aufzuschlüsseln. |
| Wasserverschmutzung | Wasserverschmutzung in verschiedenen Wirkungskategorien | Leitindikator(en) Naturwissenschaftliche Wirkungsindikatoren mit hoher Aussagekraft; Anwendbarkeit nicht gegeben; | Wasserverschmutzungs-index • Gewässereutrophierung [kg PO4 eq] • Ökotoxizität (aquatisch und terrestrisch) [kg 1,4-dichlorobenzene eq.] • Gewässerversauerung [kg SO2 eq.] | Im Kontext nationaler Ressourcenbericht-erstattung nicht anwendbar: Die Verfügbarkeit globaler Datensätze zur regionalen Emission wasserverschmutzender Substanzen ist nicht gegeben. |
| Wasserverschmutzung | Grauer Wasserfußabdruck | Hilfsindikator Gewichtung über Grenzwerte; Geringe Aussagekraft; Anwendbarkeit mit Einschränkungen gegeben; | Wassermenge [Volumen] | Im Kontext nationaler Ressourcenbericht-erstattung eingeschränkt anwendbar: Globale Datensätze existieren, bilden aber nur einzelne Schadstoffeinträge ab (i.d.R. Phosphor oder Stickstoff). |
Zusatzmaterialien und Downloads
- Abschlussbericht
- Factsheets
- Für Konsumierende
- Für Produzierende
- Weitere Zusatzmaterialien online erkunden
- Water Footprint Toolbox (MS Excel Version)
- Charakterisierungsfaktoren
- Ergebnisse Wasser-Fußabdruck Berechnung
- Karten und Tabellen
Wasserfußabdruck Tools
Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurden zwei Tools entwickelt. Beide Tools sind hier verlinkt:
Water Footprint Toolbox
Strukturierte und tabellarische Übersicht über Wasser-Fußabdruck-Konzepte, Richtlinien, Standards, Methoden, Datenbanken und mehr. Die Übersicht ermöglicht es Anwendenden anhand von Kriterien durch eine Vielzahl von anwendungsorientierten Ressourcen zum Thema Wasser-Fußabdruck zu navigieren.
Virtual Water Tool
Interaktive Visualisierung Deutschlands virtueller Wasserimporte auf Grundlage der Exiobase-Datenbank.
Verweise
Berger, Markus, Stephanie Eisner, Ruud van der Ent, Martina Flörke, Andreas Link, Joseph Poligkeit, Vanessa Bach, and Matthias Finkbeiner. 2018. ‘Enhancing the Water Accounting and Vulnerability Evaluation Model: WAVE+’. Environmental Science & Technology 52 (18): 10757–66. https://doi.org/10.1021/acs.est.7b05164.
Boulay, Anne-Marie, Jane Bare, Lorenzo Benini, Markus Berger, Michael J. Lathuillière, Alessandro Manzardo, Manuele Margni, et al. 2018. ‘The WULCA Consensus Characterization Model for Water Scarcity Footprints: Assessing Impacts of Water Consumption Based on Available Water Remaining (AWARE)’. The International Journal of Life Cycle Assessment 23 (2): 368–78. https://doi.org/10.1007/s11367-017-1333-8.
Gefördert durch das Umweltbundesamt unter FKZ 3719 31 201 0 (Laufzeit Juli 2019 – November 2021)
