Der Klimawandel stellt die Energiesysteme im Nahen Osten und in Nordafrika vor Herausforderungen
Der Nahe Osten und Nordafrika (MENA) ist eine der am stärksten vom Klimawandel betroffenen Regionen der Welt und stellt Energiesysteme vor Herausforderungen, die ohnehin schon damit zu kämpfen haben, den Anforderungen des Wirtschaftswachstums, der Energiesicherheit und des sozialen Wohlergehens gerecht zu werden.
Zwischen 1980 und 2022 stiegen die Temperaturen in der gesamten MENA-Region um 0,46 °C pro Jahrzehnt, deutlich über dem Weltdurchschnitt von 0,18 °C1.Auch die Niederschlagsmuster haben sich erheblich verändert, was die bestehende Wasserknappheit in einigen MENA-Ländern verschärft, mit Dürren in Marokko im Jahr 2022 und Tunesien im Jahr 2023, während es im Jahr 2022 zu heftigen Überschwemmungen in den Vereinigten Arabischen Emiraten, im Iran, in Saudi-Arabien, Katar, im Oman und im Jemen kommt.
Diese Klimaereignisse haben Auswirkungen auf Menschen, Wirtschaft und auch Energiesysteme.In Marokko beispielsweise haben höhere Temperaturen den Strombedarf für die Kühlung erhöht und ein ohnehin schon überlastetes Stromnetz belastet.Um der steigenden Spitzennachfrage standzuhalten, erreichten Marokkos Stromimporte aus Spanien im Mai 2022 Rekordhöhen.
Auch wenn sie die Erzeugung erneuerbarer Energien ausbauen, um den steigenden Strombedarf und die Emissionsreduktionsziele zu decken, müssen die Energiesysteme der Region auch eine größere Klimaresistenz aufbauen, um mit den erwarteten zunehmenden Klimaauswirkungen fertig zu werden.Mit diesem Ziel vor Augen hat die Internationale Energieagentur mit regionalen Partnern (Ägypten, Marokko und Oman) zusammengearbeitet, um ihre erste Klimagefahren- und Expositionsbewertung für MENA auf der Grundlage der neuesten Klimamodelle und grafischen Informationssystemanalysen (GIS) durchzuführen.
Die Diversifizierung des Energiemixes mit mehr erneuerbaren Energien ist eine langfristige Antwort auf sinkende Niederschläge und zunehmende Dürren
Sinkende Niederschläge und zunehmende Dürreereignisse bereiten dem Energiesektor in einigen MENA-Ländern, insbesondere im südlichen und östlichen Mittelmeerraum, große Sorgen.Die Gesamtniederschläge im südlichen und östlichen Mittelmeerraum sind im Zeitraum 1980-2022 um rund 8,3 % pro Jahrzehnt zurückgegangen.Der jährliche mittlere Niederschlag wird in diesen Ländern voraussichtlich weiter abnehmen, während er auf der Arabischen Halbinsel zunimmt.
Die sinkende Wasserverfügbarkeit aufgrund abnehmender Niederschläge in den südlichen und östlichen Mittelmeerländern wird sich voraussichtlich negativ auf fossil befeuerte Wärmekraftwerke auswirken, die 91 % ihrer Stromerzeugung ausmachen und zur Kühlung auf Süßwasser angewiesen sind.
In allen Klimaszenarien wird prognostiziert, dass mehr als 90 % der mit fossilen Brennstoffen betriebenen Wärmekraftwerke im südlichen und östlichen Mittelmeerraum im kommenden Jahrzehnt ein trockeneres Klima erleben werden, obwohl der Grad der Trockenheit je nach Anlage und Szenario unterschiedlich sein kann.Wenn die globalen Treibhausgasemissionen (THGs) nicht gemindert werden und die mit fossilen Brennstoffen betriebenen Wärmekraftwerke in der Region weiterhin in Betrieb bleiben, könnten etwa 32 % der Kohlekraftwerke, 15 % der Gaskraftwerke und 9 % der Ölkraftwerke von einem Klimawandel betroffen sein „deutlich“ trockeneres Klima, was noch größere Auswirkungen auf die Kühlwasserverfügbarkeit hätte.Diese Raten liegen über dem Weltdurchschnitt und den Nachbarländern der Arabischen Halbinsel, in denen das Klima etwas feuchter wäre.
Niederschlagsänderungen im Nahen Osten und Nordafrika im SSP2-4.5-Szenario, 2081-2100
Anmerkungen: SSP2-4.5 ist ein Emissionsszenario, das im sechsten Sachstandsbericht (AR6) des IPCC berücksichtigt wird und dem oberen Ende der aggregierten NDC-Emissionswerte bis 2030 entspricht und mit einer Schätzung der globalen Erwärmung für 2100 von etwa 3 °C verbunden ist.Der Standardisierte Niederschlagsindex vergleicht den kumulierten Niederschlag in einem interessierenden Zeitraum (in diesem Fall 6 Monate) mit der langfristigen Niederschlagsverteilung für denselben Ort und Zeitraum.Es handelt sich um einen wissenschaftlichen Indikator, der für den IPCC AR6 zur Erkennung und Charakterisierung meteorologischer Dürren verwendet wird.Etwa ein Drittel der mit fossilen Brennstoffen betriebenen Kraftwerke in der Region Naher Osten und Nordafrika befinden sich im südlichen und östlichen Mittelmeerraum, der Rest auf der Arabischen Halbinsel.Auf der Karte werden nur Kraftwerke mit einer installierten Leistung über 100 MW angezeigt.
Einige Mittelmeerländer haben bereits Anstrengungen unternommen, den Kühlwasserbedarf zu reduzieren und nach alternativen Wasserquellen zu suchen.Marokko ersetzt seine Kohlekraftwerke schrittweise durch Erdgas-Kombikraftwerke, die weniger Kühlwasser benötigen.Ägypten führte wassereffizientere Optionen zur Kühlung neuer Gaskraftwerke ein (z. B. ein Luftkühlsystem für das 4,8-GW-Kraftwerk New Capital) und reduzierte seine Abhängigkeit von Süßwasser durch die Verwendung von Meerwasser für das 4,8-GW-Kraftwerk El Burullus.
Obwohl diese Optionen den Wasserstress kurzfristig verringern könnten, ist die einzige dauerhafte Lösung ein Übergang zu sauberer Energie in der Region und auf der ganzen Welt.Wenn die globalen Treibhausgasemissionen aus mit fossilen Brennstoffen betriebenen Wärmekraftwerken nicht gemindert werden, wird der Klimawandel weiterhin zu Wasserknappheit führen und somit regionale Kraftwerke vor weitere Herausforderungen stellen.
Einige erneuerbare Energietechnologien wie Solar-PV und Windkraftanlagen sind widerstandsfähiger gegenüber trockenerem Klima, da sie für ihren Betrieb wenig oder gar kein Wasser benötigen.Darüber hinaus könnten die reduzierten Treibhausgasemissionen dazu beitragen, einen positiven Kreislauf zu schaffen, den Klimawandel abzumildern und somit Veränderungen im Niederschlagsmuster einzudämmen.Einige Länder im südlichen und östlichen Mittelmeerraum haben ehrgeizige Ziele für den Ausbau der Solar- und Windkraftkapazitäten festgelegt und unterstützen damit die weltweiten Bemühungen zur Reduzierung von Treibhausgasen.Marokko strebt beispielsweise an, den Anteil der Solarenergie an der Stromerzeugung von 1 % im Jahr 2020 auf 20 % bis 2030 und den Anteil der Windenergie von 12,2 % auf 20 % zu steigern.Es wird erwartet, dass diese Erhöhungen die Widerstandsfähigkeit des Stromsystems erhöhen, indem sie den prognostizierten Rückgang der Wasserkraft- und Kohlekraftwerkskapazität aufgrund der zunehmenden Wasserknappheit ausgleichen.
Steigende Temperaturen und extreme Hitzeereignisse werfen zusätzliche Bedenken hinsichtlich der Widerstandsfähigkeit des Energiesystems in der Region auf.Verglichen mit der vorindustriellen Zeit (1850–1900) könnten die Temperaturen in MENA im Zeitraum 2081–2100 in einem Szenario mit niedrigen Emissionen um 2,5 °C und in einem Szenario mit hohen Emissionen um etwa 6,4 °C ansteigen, was in beiden Fällen über dem globalen Durchschnitt liegt.Häufigere extreme Hitzeereignisse stellen eine doppelte Herausforderung dar, da der Energiebedarf für die Kühlung steigt und gleichzeitig die Effizienz von Kraftwerken sinkt.
In den letzten vier Jahrzehnten (1980–2022) ist die Zahl der Kältegradtage (CDD)3 in der MENA-Region um 0,6 % pro Jahr gestiegen.Dieser Trend dürfte sich fortsetzen und die durchschnittliche jährliche CDD im Zeitraum 2081–2100 im Vergleich zur vorindustriellen Zeit (1850–1900) in einem Niedrigemissionsszenario um über 30 und in einem Hochemissionsszenario um etwa 1400 erhöhen.Diese prognostizierten höheren Sommertemperaturen werden wahrscheinlich zu einem deutlichen Anstieg des Spitzenstrombedarfs im Sommer führen, was zu einem verstärkten Einsatz von Klimaanlagen führen wird.Im Oman stieg der Spitzenstrombedarf von 6.060 MW im Jahr 2015 auf 7.081 MW im Jahr 2021 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von etwa 3 %, was größtenteils auf den verstärkten Einsatz von Klimaanlagen zurückzuführen ist.Bis 2027 wird der Spitzenstrombedarf im Oman voraussichtlich weiterhin um rund 4 % pro Jahr steigen.
Da höhere Temperaturen den Spitzenstrombedarf erhöhen, verringern sie auch die Effizienz der Stromerzeugung und der Netze, was die Stromversorgung zusätzlich belastet.Die Leistung von Erdgaskraftwerken, die mit 74 % den größten Anteil an der Stromerzeugung in der Region ausmachen, kann durch einen wärmeren Luftmassenstrom, der in den Gasturbinenkompressor eintritt, negativ beeinflusst werden.Nach Einschätzung der IEA werden mehr als 80 % der installierten Kapazität von Gaskraftwerken in der Region im Zeitraum 2081–2100 in einem Tiefstwert von mehr als 20 Hitzetagen pro Jahr hinzukommen (wenn die Höchsttemperaturen über 35 °C steigen). -Emissionsszenario und über 60 Tage in einem Szenario mit hohen Emissionen, die beide deutlich über dem Weltdurchschnitt liegen.Auf der Arabischen Halbinsel könnte die Belastung sogar noch höher ausfallen und etwa 90 % der installierten Gaskapazität erreichen.
Auch wichtige saubere Energietechnologien können durch die zunehmende Häufigkeit und Intensität extremer Hitzeereignisse negativ beeinflusst werden.Solar-PV- und Windenergieerzeugung sind im Allgemeinen für Bedingungen um die 25 °C ausgelegt und werden bei Hitzewellen weniger effizient.Steigende Temperaturen führen auch dazu, dass sich Stromleitungen erwärmen, ausdehnen oder durchhängen, was die Übertragungskapazität verringert und zu höheren Verlusten führt.Nach Einschätzung der IEA würde der größte Teil der installierten Solar-PV-Kapazität in der Region in einem Szenario mit niedrigen Emissionen einen jährlichen Anstieg von mehr als 20 heißen Tagen und in einem Szenario mit hohen Emissionen einen Anstieg von über 40 Tagen verzeichnen.Ebenso könnten 90 % der Windkraftanlagen in einem Szenario mit hohen Emissionen einer Zunahme von 40 heißen Tagen pro Jahr ausgesetzt sein, obwohl das Ausmaß der Exposition in einem Szenario mit niedrigen Emissionen deutlich sinken könnte (45 % der installierten Kapazität sind einer Zunahme ausgesetzt). von mehr als 20 Tagen).
Um der erwarteten Zunahme extremer Hitzeereignisse standzuhalten, müssen Energieversorger widerstandsfähigere Designs für Windkraftanlagen und innovative Kühltechnologien für Solar-PV einführen.Regierungen und Verbraucher müssen außerdem nach Verbesserungen der Energieeffizienz bei Kühlgeräten streben, um den erhöhten Strombedarf in Spitzenzeiten zu bewältigen.
Eine klimaresistente Energiewende bietet Lösungen für drei große, sich überschneidende Ziele: saubere Energie, Energiesicherheit und Anpassung an den Klimawandel.Klimaresistente Technologien stehen im Einklang mit den Plänen der Region zur Emissionsreduzierung, die den weiteren Einsatz von Solar-PV und Wind vorantreiben.Diese Diversifizierung der Energiequellen trägt zur Energiesicherheit bei, indem sie die Bereitschaft und Robustheit gegenüber klimabedingten Störungen erhöht.Darüber hinaus ermöglicht es den verstärkten Einsatz von Anpassungsmaßnahmen zur Bewältigung extremer Wetterereignisse, wie z. B. Klimaanlagen und Gesundheitsdienste bei Hitzewellen.
Um die laufenden und zukünftigen Bemühungen um eine klimaresistente Energiewende in der Region zu unterstützen, wird die IEA eine Reihe von Länderberichten über Klimaresilienz für Energiewende in Ägypten, Marokko und Oman veröffentlichen.Diese Berichte liefern maßgeschneiderte Bewertungen verschiedener Klimagefahren für die Energiesysteme in diesen drei Ländern und diskutieren, wie bestehende politische Maßnahmen weiter verbessert werden können.Um die wichtigsten Ergebnisse einer breiteren Öffentlichkeit zugänglich zu machen, wird die IEA im Juli in Zusammenarbeit mit den Regierungen Ägyptens, Marokkos und Omans eine Hybridveranstaltung abhalten.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 15. Juli 2023