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Europäische Städte müssen sich für häufigere Hitzewellen wappnen

Europäische Städte müssen sich für häufigere Hitzewellen wappnen
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„Aber wann hört das auf?“, fragte vor zwei Monaten jemand auf Reddit, einem sozialen Netzwerk, das ähnlich wie ein Forum funktioniert. Das Thema „Hitzewelle in Europa“ hatte über 800 Kommentare von Menschen aus der ganzen Welt angesammelt. Viele waren von den Extremtemperaturen im Juni und Juli 2019 geschockt. „Obwohl die lokalen Temperaturen vielleicht höher oder tiefer waren als vorhergesagt, waren die Temperaturen in Südwesteuropa laut unseren Daten in der letzten Juniwoche ungewöhnlich hoch. Dies ist zwar eine Ausnahme, doch aufgrund des Klimawandels könnten solche Perioden in Zukunft häufiger werden“, so Jean-Noël Thépaut, Chef des Copernicus Climate Service (C3S). Der Vergleich von neueren Daten mit älteren Daten des C3S zeigt, dass der Juni 2019 durchschnittlich 3 °C wärmer war als die Durchschnittswerte des Zeitraums 1850 bis 1900.

Laut der Initiative World Weather Attribution kommen solche Rekordtemperaturen normalerweise nur alle 50 bis 150 Jahre vor. Doch die Daten der Europäischen Umweltagentur zeigen, dass Europa zwischen 2014 und 2016 jedes Jahr mehrere extreme Hitzewellen erlebt hat, was Rettungsdienste in Atem gehalten, Infrastrukturen außer Betrieb gesetzt und Europa vor die Frage gestellt hat, wie schnell es sich Extremwetter anpassen kann.

Eine große Herausforderung für europäische Städte

Etwa 76 % der europäischen Bevölkerung lebt in Städten. Bis zur Mitte des Jahrhunderts soll sich diese Zahl sogar auf 82 % erhöhen. Deshalb wird die Anpassung an Hitzewellen und Extremtemperaturen vor allem ein Thema der Städte sein.

In den letzten drei Monaten berichteten zahlreiche Medien darüber, wie die extreme Hitze besonders das städtische Leben beeinträchtigt hat. Häuser, öffentliche Verkehrsmittel, Versorgung, Unternehmen und Gesundheit – alles war betroffen. Eine neugedachte Infrastruktur und Hitzestrategien sind unerlässlich, wenn sich Städte für die höheren Temperaturen der Zukunft rüsten wollen.

Überhitzte Schienen und Waggons stellen den öffentlichen Verkehr vor Herausforderungen

Am Nachmittag des 25. Juli twitterte die französische Eisenbahngesellschaft SNCF, dass mehr als die Hälfte der Züge auf der Strecke Metz–Luxemburg (eine beliebte Pendelstrecke) wegen der Hitze liegen geblieben waren. Am selben Tag wurde die Geschwindigkeit der Pariser Zuglinie RER A gedrosselt, die in Hochzeiten eine Auslastung von etwa 50.000 Menschen pro Stunde hat, weil die Oberleitungen und Gleise bei Außentemperaturen über 40 °C zu überhitzen drohten. Im Vereinigten Königreich beeinträchtigte die Hitze ebenfalls den Betriebsablauf und auch die London Overground musste ihren Betrieb massiv einschränken. Drei Tage später verformten sich in Schweden zwei Schienen.

An heißen Tagen könnte dieser Tritt auf die Bremse in Städten zur Norm werden. Die Betreiber des öffentlichen Verkehrs, die sich den Gesetzen der Physik ausgesetzt sahen, erhielten Hunderte von Beschwerden an ihre Accounts in den sozialen Medien. „Wenn sich die Schienen erhitzen – dabei können sie etwa 20 °C höhere Temperaturen als die Umgebungstemperatur erreichen – dehnt sich der Stahl aus, was zu einer Verlängerung der Schiene und zu Gleisverwerfungen führt“, erklärt Dr. John Easton, Experte für Schienen von der Institution of Engineering and Technology. Die Schienen für höhere Temperaturen auszulegen könnte allerdings „das Risiko von Schienenschäden erhöhen“, so Easton. „Die einzige Möglichkeit ist also, die Züge langsamer fahren zu lassen.“

Die Schienen weiß anzumalen ist eine beliebte Maßnahme, um ihre Temperatur um 5–10 °C zu senken. Ganz oben auf der Liste stehen aber auch angenehmere Temperaturen für die Fahrgäste. Die SNCF testet neue und emissionsarme Klimaanlagen, und im Rahmen der Initiative „Four Lines Modernisation“ von Transport for London wurden den Londonern 192 neue Züge mit Klimaanlage zur Verfügung gestellt.

Hitzewellen bringen Kraftwerke an ihre Grenzen

Städtische Industrie, Unternehmen und Haushalte sind alle von der Stromversorgung abhängig. Ohne eine Anpassung könnten die städtische Wirtschaft und das Leben in der Stadt stark beeinträchtigt werden. Am 27. Juni waren es in Mailand über 40 °C, und der Strombedarf stieg auf einen Rekordwert von 1635 MW. Mehrere Stromausfälle legten Teile von Italiens Finanzhauptstadt bis zu einem halben Tag lang lahm. Der Strombedarf war dabei um 40 % höher als im Vorjahr.

In Athen verdoppelt sich im Sommer der Kühlungsbedarf, was zu einem dreifachen Stromverbrauch führt. Auch die Europäische Umweltagentur sagt voraus, dass der Stromverbrauch angesichts von erhöhtem Kühlungsbedarf in Europa steigen wird. Dabei seien vor allem Italien, Spanien und Frankreich betroffen. In Italien könnte der Anteil des Kühlungsbedarfs am Stromverbrauch im Haushalts- und Dienstleistungssektor beispielsweise von 13 % (2010) auf 70 % (2050) steigen.

In der EU werden 66 % der Heiz- und Kühlenergie mithilfe fossiler Energien bereitgestellt. Gleichzeitig gab es 2016 in der EU Schätzungen zufolge 60,5 Millionen Raumklimaanlagen – die von allen so heiß ersehnte Abkühlung könnte also dafür sorgen, dass die Temperaturen weiter steigen.

Höhere Temperaturen bedeuten einen höheren Kühlungsbedarf, und der erfordert wiederum eine höhere Stromproduktion. Doch ungewöhnlich hohe Temperaturen können besonders bei fossilen Brennstoffen und Atomenergie die Stromproduktion verlangsamen. Am Morgen des heißesten Tages in Frankreich reduzierte der französische Stromkonzern EDF die Stromproduktion in sechs Reaktoren. Im Süden des Landes waren bereits zwei andere Reaktoren heruntergefahren worden, weil das Wasser der Garonne zu warm war, um die Reaktoren zu kühlen.

Hitze führt zu geringerer Effizienz bei der Stromkabelkapazität und höherem Kühlbedarf

Auch die europäische Bevölkerung will es zuhause kühler haben. Je höher der Kühlbedarf ist, desto mehr Strom muss bei hohen Außentemperaturen durch die Leitungen fließen. Dadurch kann es zu einem Aufblähen und Absinken der Leitungen kommen und die Infrastruktur beschädigt werden. US-amerikanische Studien haben herausgefunden, dass Stromleitungen für jedes Grad mehr im Sommer etwa 1,5 % ihrer Übertragungskapazität verlieren, was bei einem hohen Kühlbedarf zu einem Versorgungsrisiko werden kann. Deshalb nutzen Betreiber im Vereinigten Königreich Kabel mit einer größeren Hitzetoleranz, und in Finnland werden die Kabel in den Erdboden verlegt.

Die EU machte 2018 zwar nur 11 % des weltweiten Kühlenergieverbrauchs aus – dazu zählen sowohl Kühlschränke als auch mobile Kühleinheiten wie mobile Klimageräte und Ventilatoren. Die Energie, die für die Kühlung von Gebäuden in Europa gebraucht wird, wird allerdings bis 2030 um 72 % steigen, so Fachleute von der Internationalen Organisation für erneuerbare Energien.

Einen Unterschied können effizientere Klimaanlagen, eine verbesserte Übertragungskapazität und ohne Kühlwasser funktionierende Energieerzeugungsarten (bspw. Photovoltaikanlagen) machen. Alternativen wie wärmegeführte Absorptionskühlung und bessere Gebäudedesigns können ebenfalls den Kühlbedarf senken, so die Europäische Umweltagentur.

Städtische Wärmeinseln

In Nizza gab es 2019 nur zwei Nächte zwischen dem 21. Juni und dem 22. August, die nicht als tropisch einzustufen waren (eine tropische Nacht ist eine Nacht, in der die Temperaturen nicht unter 20 °C sinken) – laut Météo France ein weiterer Städterekord. Der Effekt, dass die Temperaturen nachts in Städten nicht sinken, ist auch als städtische Wärmeinsel bekannt. Gebäude und versiegelte Flächen schließen die Hitze ein und strahlen sie nachts wieder ab, und zwar in einem höheren Maße, als es Grünflächen auf dem Land tun.

„Es ist wichtig, den Menschen zu helfen, die der Hitze stärker ausgesetzt sind“, so ein Fachteam vom Barcelona Lab for Environmental Justice and Sustainability (BCNUEJ). „Menschen mit einem geringeren Einkommen leben für gewöhnlich in Wohnungen oder Häusern mit schlechterer Kühlung oder Isolierung, haben weniger Möglichkeiten, ihre Wohnumstände zu verbessern, und leben in Vierteln mit weniger Bäumen und kleineren Grünflächen.“

„Wir müssen dort, wo Wärmeinseln verstärkt auftreten und Menschen leiden, Bäume pflanzen, vor allem in den grauen Peripherien“, sagt Piero Pelizzaro, Chief Resilience Officer der Stadt Mailand. „Die Mittelklasse kommt mit Hitzewellen zurecht; sie kann sich Klimaanlagen leisten. Arme Menschen leiden mehr. Die Ungleichheit wächst immer weiter und mit ihr auch die sogenannte Klima-Gentrifizierung. In Mailand wird das immer mehr zum Problem.“ Pelizarro erklärt, dass die Mailänder Stadtverwaltung im Rahmen eines urbanen Aufforstungsprogramms bis 2030 3 Millionen Bäume im Stadtgebiet pflanzen will. Im ersten Jahr des Programms wurden bereits fast 80.000 Bäume gepflanzt.

Warum die Hitze in Städten zum Gesundheitsproblem werden kann

Der hitzesteigernde Effekt von Städten und das häufigere Auftreten von Hitzewellen stellt die europäische Bevölkerung in den Sommermonaten vor ein immer größeres Problem. Laut aktuellen Berichten ist die Situation schon jetzt gesundheitlich bedenklich. 70.000 Menschen starben im Sommer 2003 an den Folgen der Hitzewelle in Europa, was dazu geführt hat, dass sich viele Stadtverwaltungen auf dem ganzen Kontinent für die Zukunft wappnen. Paris will Nachbarschaftsbeziehungen fördern und Menschen, für die die Hitze zur Gefahr werden könnte, in einer Datenbank registrieren, um an besonders heißen Tagen ihr Wohlbefinden überprüfen zu können. Die französische Hauptstadt will auch ihre Grünanlagen aufbessern, um dem Wärmeinsel-Effekt entgegenzuwirken, und hat deshalb das Projekt OASIS ins Leben gerufen, das den Asphalt auf Schulhöfen mit poröseren Materialien ersetzen und mehr grüne und kühlende Bereiche schaffen will. „Das Innovative an diesem Programm ist seine Ausführung, bei der verschiedene Verwaltungsbereiche zusammenarbeiten (Bildung, Gesundheit, Straßenbau, Grünanlagen und Wasserversorgung), um eine ganzheitliche Umsetzung des Projekts zu ermöglichen“, erklärt Lina Liakou, Managing Director beim 100 Resilient Cities Network.

Hohe Temperaturen in Städten können auch das Risiko von bodennahem Ozon erhöhen, das entsteht, wenn Stickoxide und flüchtige Verbindungen, die von menschlichen Aktivitäten ausgehen, bei hohen Temperaturen und Sonneneinstrahlung miteinander reagieren. Ozon beeinträchtigt die Atemwege und den Kreislauf und kann zu einem frühzeitigen Tod führen. Während der letzten Hitzewelle im Juni 2019 traten in einigen europäischen Städten Ozonwerte von etwa 180 µg/m³ auf, was dem maximalen EU-Wert entspricht. 2016 waren ca. 98 % der EU-Bevölkerung Werten von bodennahem Ozon ausgesetzt, die über den von der WHO festgelegten Grenzwerten lagen.

C3S will Städte unterstützen

Der C3S hat die größte Klimadatenbank der Welt und will gemeinsam mit Forschungs- und Technikunternehmen und regionalen Verwaltungen Klima-Indikatorwerkzeuge entwickeln, damit Stadtverwaltungen besser auf die gesundheitlichen Herausforderungen reagieren können, die Hitzewellen mit sich bringen.

Seit mehr als sechs Monaten arbeitet der C3S mit der belgischen Organisation VITO zusammen, um hochauflösende Daten zu produzieren, die für die Entwicklung von Adaptionsstrategien in der Stadtplanung und zur Gesundheitsvorsorge verwendet werden können. Die Daten sollen einen Schnappschuss der Temperaturverteilung und anderer Klimavariablen in etwa 100 europäischen Städten darstellen, mit einem besonderen Fokus auf Wärmeinseln.

Das von VITO geführte Projekt nutzt vereinfachte Modelle und sieht sich an, wie verschiedene Gebäude und Oberflächen auf Hitze und Strahlung reagieren. Neben mehr Grün und Natur kann die Stadtplanung auch mit anderen Gebäudefarben oder weißen Dächern besser auf Hitzewellen reagieren, denn Weiß reflektiert Sonnenstrahlung, statt sie zu absorbieren. Auch die Gebäudegeometrie kann genutzt werden, um Wärme besser ableiten zu können. „Wenn man eine effektive Adaptionsstrategie entwickeln will, muss man wissen, welche Teile der Stadt am wahrscheinlichsten betroffen sind, und dann dagegenarbeiten“, so Carlo Buontempo, Manager des C3S Sectoral Information System.

Eine weitere C3S-Initiative ist ein Service für den Energiesektor, der bei der Vorbeugung größerer Versorgungsprobleme in der Zukunft helfen soll. Dazu Buontempo: „Wir müssen vorhersagen, wie der Energiemix den zukünftigen Energiebedarf decken kann, und in Betracht ziehen, dass sich die Muster der Produktion von erneuerbaren Energien und des Energieverbrauchs im Angesicht des Klimawandels wahrscheinlich ändern werden.“