Infrastruktur: Die Anpassung unserer Infrastruktur an den Klimawandel

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Aktualisiert am: 14 Dec 2020

Wir haben bereits über die Gesundheitsinfrastruktur gesprochen, aber was ist mit anderer Infrastruktur, auf die wir angewiesen sind? Wir können uns die Infrastruktur als die physischen oder organisatorischen Systeme und Dienstleistungen vorstellen, die eine Gesellschaft ausmachen . Dies umfasst alles von Reisen und Kommunikation bis hin zur Verteilung von grundlegenden Ressourcen wie Wasser und Energie . Wir können es uns nicht leisten, diese Dienste zu verlieren, also lass uns erforschen, wie wir sie an ein sich veränderndes Klima anpassen können.

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Infrastrukturnetzwerke sind der Schlüssel für erfolgreiche Anpassung

Warum müssen wir unsere Infrastruktur anpassen?

Gebäude schützen uns vor den Elementen und damit vor den schlimmsten Auswirkungen des Klimawandels . Allerdings geht dieser Schutz nur bis zu einem gewissen Grad – der Großteil der heutigen Infrastruktur wurde nur so konzipiert, dass sie den bestehenden Klimaextremen und saisonalen Schwankungen standhält . Darüber hinaus sind die Infrastrukturnetze eng miteinander verbunden, was bedeutet, dass jede Störung in einem System Auswirkungen auf andere hat . Ein schneller Klimawandel stellt daher eine Bedrohung für die langfristige Nachhaltigkeit unserer gesellschaftlichen Interaktion dar .

Was sind also die Hauptbedrohungen und wie könnten sie sich auf unsere Infrastruktur auswirken? Erstens: Je heißer unser Planet wird, desto wahrscheinlicher wird es, dass auch unsere Systeme und Dienste zu heiß werden . Baumaterialien reagieren auf höhere Temperaturen mit Ausdehnung . Dies baut sich als innere Spannung auf und führt dazu, dass sich Strukturen verformen und instabil werden, was zu verbogenen Bahnschienen und der Bildung von Rissen und Schlaglöchern in Straßen führt .

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Folgewirkungen der Hitzegefahr

Eine weitere große Bedrohung für die Infrastruktur ist die zunehmende Häufigkeit und Intensität von Naturkatastrophen . Extreme Überschwemmungen, Stürme und Wirbelstürme haben allesamt verheerende und nachhaltige Auswirkungen auf Verkehrs-, Kommunikations- und Wasserversorgungsnetze . Weltweit wird allein für Fluss- und Küstenüberschwemmungen ein Anstieg der strukturellen Schäden in Höhe von Billionen von US-Dollar vorhergesagt .

Schließlich wird sich der Klimawandel auch darauf auswirken, wie wir mit unserer Infrastruktur umgehen. Zum Beispiel wird auf einem heißeren Planeten unser Bedarf an Wasser und Energie wahrscheinlich steigen. Indirekt wird sich auch die Nachfrage nach Infrastruktur verschieben, wenn verschiedene Bevölkerungsgruppen als Reaktion auf den Klimawandel umziehen .

Die Kosten für Unterbrechungen und Wartung summieren sich schnell. Tatsächlich wird der Großteil der derzeitigen Infrastrukturwartung größtenteils durch klimatische Schwankungen verursacht und kostet in Ländern mit niedrigen und mittleren Einkommen bereits 391–647 Milliarden USD pro Jahr . In Europa werden diese Instandhaltungskosten aufgrund des Klimawandels bis zum Jahr 2100 voraussichtlich um das Zehnfache ansteigen .

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Die Kosten für Infrastrukturschäden werden in Zukunft viel höher sein

Obwohl sie im Vorfeld Kosten verursachen , könnten klimaresistente Gebäude über ihre Lebensdauer bis zu vier Mal billiger sein, da sie von Natur aus länger halten und weniger Wartungskosten verursachen .

Wie können wir eine klimaresilientere Gesellschaft aufbauen?

Wenn wir klimaresiliente Infrastruktur bauen wollen, ist unsere erste Option, von Grund auf neu zu bauen . In diesem Fall müssen wir mit Konstruktionsstandards beginnen, die Klimavorhersagen berücksichtigen . Zum Beispiel wurde die Confederation Bridge in Kanada so gebaut, dass sie einem zukünftigen Meeresspiegelanstieg von 1 m standhält . Damit nicht genug: Beim Bau können wir Baumaterialien wählen, die große Mengen an Wärmeenergie aufnehmen und speichern können, was die Temperatur auf natürliche Weise reguliert und sogar die Lebensdauer des Gebäudes verlängert . Architekt:innen können auch die Form und den Grundriss eines Gebäudes nutzen, um für eine natürliche Belüftung und einen besseren Schutz vor den Elementen zu sorgen .

Für wichtige Infrastrukturverbindungen kann es sich lohnen, extra „redundante“ Versionen als Backup im Falle einer Naturkatastrophe zu bauen . Wenn zum Beispiel eine große Brücke bei einer Überschwemmung zusammenbräche, wäre eine Ersatzbrücke da, um den Tag zu retten . Entscheidend ist, dass wir bestehende Strukturen überwachen müssen, um ihr Risiko des Versagens im Laufe der Zeit zu reduzieren . Mit genauen Vorhersagen können wir das Risiko einer Katastrophe durch frühzeitige Anpassungen reduzieren und vermeiden, dass wir später schwierige Entscheidungen treffen müssen . Wenn wir noch einen drauf legen wollen, können wir multifunktionale Infrastruktur bauen, wie z. B. Verkehrstunnel, die gleichzeitig als Trichter für überschüssiges Regenwasser dienen .

Um Zeit und Geld zu sparen, ist eine weitere Option, die bereits vorhandene Infrastruktur aufzurüsten. Dies nennt man Nachrüstung . Beispiele sind durchlässige Bürgersteige, erhöhte Straßen und Wasserbrunnen im öffentlichen Raum . In Abu Dhabi haben Architekt:innen geometrische Schirme an der Außenseite von Wolkenkratzern angebracht, die nicht nur Schutz vor der Sonne bieten, sondern sogar in der Lage sind, ihre Position als Reaktion auf das Sonnenlicht zu verändern . Cool, oder?

Tatsächlich kann die Nachrüstung so einfach sein wie die Installation von Wärmesensoren oder das weiß Streichen unserer Dächer, Straßen und Eisenbahnen, um das Sonnenlicht zu reflektieren . Wenn es richtig gemacht wird, kann ein weißes Dach bis zu 80 % der Sonnenenergie reflektieren, verglichen mit nur fünf bis zehn Prozent bei einem schwarzen Dach . Stell dir vor, wie effektiv dies sein könnte, wenn man bedenkt, dass Gehwege und Dächer typischerweise über 60 % der städtischen Oberflächen ausmachen .

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Klima-smartes Design für Städte

Eine weitere einfache Nachrüstungslösung ist eine Klimaanlage. Leider sind Klimaanlagen ein zweischneidiges Schwert, denn sie können das urbane Hitzeproblem auf lange Sicht sogar verschlimmern . Das liegt daran, dass eine erhöhte Nachfrage nach Klimaanlagen das Energienetz unter Druck setzt : Für jeden Temperaturanstieg von 1°C kann der Stromverbrauch in Städten um zwei bis vier Prozent steigen ! Dies erzeugt mehr Treibhausgasemissionen und erhöht die Temperaturen noch weiter .

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Negativer Kreislauf von Klimaanlagen

Eine nachhaltigere Option ist, wie bereits erwähnt, die Konstruktion von Gebäuden, die einen größeren Temperaturbereich tolerieren . Eine besonders neuartige Lösung ist die Kombination eines Kühlsystems, das mit erneuerbaren Energien betrieben wird, mit einer Technologie zur Kohlenstoffabscheidung (schau dir dazu unseren Kurs „Technische Innovationen“ an!) – eine echte Win-win-Situation .

1. Verwaltung, Wissenschaft & Gesetze

Klimaanpassung wird eine gemeinschaftliche Anstrengung zwischen Regierungen, Industrie und lokalen Maßnahmen sein . Eine erfolgreiche Klimaanpassung sollte auch das Beste aus dem verfügbaren wissenschaftlichen Fachwissen machen. Zum Beispiel können uns Geowissenschaftler:innen helfen, indem sie grundlegende Überschwemmungsgebiete und geologische Karten entwickeln, die uns helfen, die sichersten Orte zum Bauen zu identifizieren . Im Energiesektor haben Datenwissenschaftler:innen mitilfe von Fernwetterstationen Gebiete identifiziert, die anfällig für Buschbrände sind . Indem wir diese gefährdeten Gebiete meiden, können wir die Wahrscheinlichkeit von Stromausfällen verringern . Diese Art des vorausschauenden Denkens ist wirklich nützlich, wenn es um die Neugestaltung von Stadtgebieten und die Planung zukünftiger Infrastrukturprojekte geht.

Innerhalb der Bauindustrie wird es immer wichtiger, effizientere Wege für den Umgang mit Abfall und Emissionen zu finden und stärkere Umweltvorschriften zu etablieren. In Frankreich zum Beispiel werden neue Bauprojekte dazu angehalten, zukünftige Klimarisiken frühzeitig zu berücksichtigen . Leider ist die Mehrheit der Umweltrichtlinien nicht ganz so modern – nur fünf von 35 OECD-Ländern haben aktuell Richtlinien, die den Klimawandel erwähnen .

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Anpassung der Infrastruktur

2. Wirtschaft

Schätzungen der globalen Kosten für die Anpassung der Infrastruktur liegen zwischen acht und 130 Mrd. Dollar bis 2030 . Das ist eine ganze Menge Geld. Wie können wir also die verfügbaren Mittel erhöhen?

Um dies zu erreichen, müssen wir uns verschiedene Finanzierungsquellen ansehen – von öffentlichen und privaten Zuschüssen bis hin zu staatlichen Programmen und multilateralen Entwicklungsbanken .

Angesichts der Tatsache, dass in Ländern mit niedrigen und mittleren Einkommen 87–91 % der Finanzmittel für Infrastruktur von Regierungen stammen , spricht vieles dafür, zu überdenken, wie (und von wem) Regierungen finanziert werden und wo dieses Geld dann investiert wird . In Fidschi hat die Regierung die Umwelt- und Klimaanpassungsabgabe eingeführt – eine 10%-ige Steuer auf Luxusgüter und reiche Haushalte . Bis 2019 hat die Abgabe erfolgreich über 119 Mio. FJ$ (das sind etwa 56 Mio. US-Dollar) generiert, wovon der Großteil in die Anpassung der Infrastruktur – etwa neue Brücken, Ufermauern und Entwässerungssysteme – investiert wurde .

3. Lösungen auf Gemeindeebene

Durch die Einbeziehung lokaler Gemeinschaften bei der Planung der Anpassung an den Klimawandel können wir von lokalem Wissen profitieren. Dazu gehören traditionelle Techniken zur Vorhersage von Unwetterereignissen oder die Wiederherstellung von Küstenlebensräumen, um sowohl deren Bewohner:innen als auch die Infrastruktur, auf die sie angewiesen sind, zu schützen .

4. Grüne Infrastruktur und naturbasierte Lösungen

Wir können unsere Städte auch buchstäblich grüner machen, indem wir mehr Raum für die Natur schaffen . Begrünte Dächer mäßigen zum Beispiel hohe Sommertemperaturen , absorbieren überschüssiges Regenwasser und können sogar Mini-Farmen unterstützen .

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Grüne Infrastruktur kann sehr klimafreundlich sein

Diese Lösungen sind Teil einer größeren Idee, die als grüne Infrastruktur bezeichnet wird; im Gegensatz zur von Menschen geschaffenen „grauen“ Infrastruktur . Grüne Infrastruktur nutzt natürliche Elemente wie Teiche, Parks und Wälder, um das Leben in der Stadt zu verbessern und den Städten zu helfen, mit dem Klimawandel umzugehen, indem überschüssiges Regenwasser aufgefangen und die lokalen Temperaturen gesenkt werden .

Eine Studie hat zum Beispiel herausgefunden, dass die Investition von 100 Mio. US-Dollar pro Jahr in die Anpflanzung von Stadtbäumen potentiell genug Schatten schaffen könnte, um die Durchschnittstemperaturen für 77 Millionen Menschen auf der Welt um 1°C zu senken . Damit dies jedoch wirklich nachhaltig ist, müssen wir sicherstellen, dass wir eine ausreichende Wasserversorgung haben oder trockenheitsresistente und vor allem einheimische Baumarten verwenden .

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Baumbestand und Temperaturen

Die Natur kann auch Architekt:innen inspirieren. Das wird als Bionik bezeichnet und kann genutzt werden, um Infrastruktur zu entwerfen, die besser an ihre Umgebung angepasst ist – von Gebäuden, die von Wüstenkäfern und Termitenhügeln bezüglich natürlicher Belüftung und Temperaturregulierung inspiriert sind, bis hin zu Wasserkraftwerken, die auf Seegras basieren .

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Biomimikry

Wir können uns auch anpassen, indem wir uns von ganzen Ökosystemen inspirieren lassen. In China haben Stadtplaner:innen ein Viertel der Fläche des Landes unter Schutz gestellt, um den Zugang zu Süßwasser zu verbessern und die Fähigkeit des Landes, Naturkatastrophen zu bewältigen, zu erhöhen, indem geschützte Überschwemmungsgebiete und Wasserwege überschüssiges Wasser aufnehmen können .

Zusammenfassung

Es ist wichtig zu bedenken, dass verschiedene Orte unterschiedlichen Klimarisiken ausgesetzt sein werden . Das bedeutet, dass es keinen allgemein gültigen Plan gibt, wie man klimaresiliente Städte baut . Es ist jedoch wahrscheinlich, dass wir eine Kombination aus „grünen“ und „grauen“ Lösungen brauchen werden, um lokal relevante Klimarisiken zu minimieren .

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