Große Infrastrukturanlagen sollen über Jahrzehnte betrieben werden, doch viele Projekte werden noch immer vorrangig auf Grundlage historischer Umweltbedingungen ausgelegt. Der Klimawandel zwingt Projekteigentümer, Investoren, Ingenieure und Betreiber zu überdenken, ob die Auslegungsannahmen von gestern für die Betriebsumgebung von morgen noch angemessen sind.
Höhere Temperaturen, veränderte Niederschlagsmuster, Hochwasser, Dürre, Waldbrandgefahr, Meeresspiegelanstieg, Extremwind, Küstengefahren und zunehmend schwere Wetterereignisse können Projektstandort, Tragwerksauslegung, Entwässerung, Versorgung, Ausrüstungsauswahl, Bauverfahren, Instandhaltbarkeit und die langfristige Leistung der Anlagen beeinflussen.
Klimaresilienz geht daher über die Umweltbewertung hinaus. Sie erfordert, dass physische Klimarisiken in technische Anforderungen, Planungsentscheidungen, Baukontrollen, Notfallplanung, Betriebsstrategien und Maßnahmen des Asset-Managements über den Lebenszyklus übersetzt werden.
Vom historischen Klima zum künftigen Klimarisiko
Infrastruktur wurde traditionell anhand historischer meteorologischer und hydrologischer Daten ausgelegt. Niederschlagsintensität, Temperaturbereiche, Windverhältnisse, Hochwasserstände und andere Parameter wurden häufig aus beobachteten historischen Aufzeichnungen abgeleitet.
Bei Anlagen mit einer Nutzungsdauer von dreißig, fünfzig oder sogar hundert Jahren bilden historische Durchschnittswerte jedoch möglicherweise nicht mehr die gesamte Bandbreite künftiger Umweltbedingungen ab.
Auslegungskriterien werden vorrangig aus aufgezeichneten Umweltbedingungen und etablierten historischen Wiederkehrperioden abgeleitet.
Historische Daten werden mit vorausschauenden Klimainformationen, Unsicherheiten und Aspekten der Anlagenlebensdauer verknüpft.
Bewertung physischer Klimarisiken
Klimaresilienz beginnt mit der Ermittlung der Gefahren, die das Projekt beeinträchtigen könnten, und der Frage, ob die Anlage diesen Gefahren physisch ausgesetzt und gegenüber ihnen verwundbar ist.
Die Analyse sollte hinreichend spezifisch auf Anlage, Standort, Nutzungsdauer und kritische Systeme zugeschnitten sein, statt sich nur auf allgemeine nationale oder regionale Klimabeobachtungen zu stützen.
Relevante physische Klimagefahren wie Hitze, Niederschlag, Hochwasser, Wind, Dürre, Waldbrand, Küstengefahren oder andere ermitteln.
Feststellen, ob Projektstandort, Infrastruktur oder Versorgungsabhängigkeiten der ermittelten Gefahr ausgesetzt sind.
Bewerten, wie empfindlich Bauwerke, Ausrüstung und Betrieb auf die erwarteten Bedingungen reagieren.
Auswirkungen auf Sicherheit, Verfügbarkeit, Reparaturkosten, Erlöse, Umwelt und umliegende Gemeinden berücksichtigen.
Ein wesentliches Risiko entsteht, wenn eine relevante Gefahr auf eine exponierte und verwundbare Anlage oder betriebliche Abhängigkeit trifft.
Klimaresilienz in die Auslegungsgrundlage einbauen
Eine Klimarisikostudie hat nur begrenzten technischen Wert, wenn ihre Ergebnisse nicht in Auslegungsanforderungen übersetzt werden.
Die Verbindung zwischen Umweltanalyse und technischer Planung kann Auslegungstemperaturen, Entwässerungskapazitäten, Fertigfußbodenhöhen, Werkstoffspezifikationen, Nenndaten der Ausrüstung, Redundanz, Notstrom, Kühlung, Korrosionsschutz und andere technische Kriterien beeinflussen.
Umweltannahmen prüfen, die der Auslegung von Ausrüstung und Tragwerken zugrunde liegen.
Prüfen, ob angemessene Zuschläge für Unsicherheiten und künftige Veränderungen enthalten sind.
Bestimmen, wo alternative Kapazitäten oder Ersatzsysteme durch die möglichen Folgen gerechtfertigt sind.
Prüfen, ob die Planung eine wirtschaftliche spätere Einführung von Resilienzmaßnahmen ermöglicht.
Hochwasser, Niederschlag & Kapazität der Niederschlagsentwässerung
Höhere Niederschlagsintensität und verändertes Hochwasserverhalten können Gebäude, Verkehrsinfrastruktur, Industrieanlagen, Kraftwerke, Versorgungseinrichtungen und andere kritische Anlagen beeinträchtigen.
Fertighöhen im Verhältnis zu plausiblen Hochwasser- und Entwässerungsbedingungen prüfen.
Verifizieren, dass die Entwässerungsinfrastruktur die gewählten Bemessungsniederschläge bewältigen kann.
Elektroräume, Steuerungssysteme, Notfallausrüstung und andere verwundbare Anlagenteile schützen.
Überflutungswege und Folgen berücksichtigen, wenn das primäre Entwässerungssystem seine Kapazitätsgrenze erreicht.
Resilienz umfasst nicht nur die Verhinderung von Wassereintritt beim Bemessungsereignis, sondern auch das Verständnis, wohin das Wasser bei außergewöhnlichen Bedingungen fließt.
Hitze, Extremtemperaturen & Leistung der Ausrüstung
Höhere Umgebungstemperaturen können sowohl Menschen als auch Infrastruktur beeinträchtigen. Elektrische Ausrüstung, Kühlsysteme, Rechenzentren, industrielle Prozesse, Verkehrssysteme und Energieerzeugungsanlagen können bei extremer Hitze Kapazitätseinbußen oder beschleunigten Verschleiß erfahren.
Bestätigen, dass die gewählte Ausrüstung bei plausiblen künftigen Umgebungstemperaturen leistungsfähig bleibt.
Bewerten, ob HLK- und Prozesskühlsysteme bei extremer Hitze ausreichende Kapazität behalten.
Wärmeausdehnung, Alterung und temperaturbedingte Veränderungen des Werkstoffverhaltens berücksichtigen.
Hitzestress, sichere Arbeitsbedingungen und Anforderungen an genutzte Räume berücksichtigen.
Die Ausrüstung liefert die erwartete Leistung unter Standardbetriebsbedingungen.
Kapazität, Wirkungsgrad oder Zuverlässigkeit können sinken, wenn sich die Umgebungsbedingungen den Grenzen der Ausrüstung nähern.
Wasserstress, Dürre & Ressourcenverfügbarkeit
Viele Infrastrukturprojekte in Industrie, Energie, Fertigung, Landwirtschaft und Städten sind während ihrer gesamten Nutzungsdauer auf eine verlässliche Wasserverfügbarkeit angewiesen.
Klimabedingter Wasserstress kann daher sowohl ein Umwelt- als auch ein Betriebsrisiko werden.
Betriebs-, Prozess-, Kühl-, Sanitär- und Notfallbedarf quantifizieren.
Abhängigkeit von Talsperren, Grundwasser, kommunalen Systemen oder anderen Quellen bewerten.
Möglichkeiten zur Verringerung der Abhängigkeit von Süßwasserressourcen bewerten.
Festlegen, wie die Anlage bei vorübergehenden oder anhaltenden Versorgungsengpässen betrieben würde.
Meeresspiegelanstieg, Sturmflut, Wind & Korrosion
Küstennahe und exponierte Infrastruktur kann mehreren zusammenwirkenden Umweltgefahren ausgesetzt sein statt nur einem einzelnen Klimaparameter.
Meeresspiegel, Sturmflut, Wellen, Starkwind, Salzbelastung und Erosion müssen bei der Bewertung der langfristigen Resilienz von Anlagen unter Umständen gemeinsam betrachtet werden.
Künftige Wasserstände, Sturmfluten und mögliche Überflutungswege bewerten.
Bestätigen, dass Kriterien für Tragwerke und Ausrüstung angemessene Windbedingungen abbilden.
Werkstoffe und Schutzsysteme wählen, die für aggressive Meeresumgebungen geeignet sind.
Auswirkungen auf Gründungen, Dämme, Küstenschutz und erdverlegte Infrastruktur berücksichtigen.
Die schwersten Folgen können eintreten, wenn Hochwasser, Wind, Wellen, Niederschlag und Infrastrukturstörungen gleichzeitig auftreten.
Klimaresilienz in der Bauphase
Klimarisiken bestehen bereits, bevor die endgültige Anlage fertiggestellt ist. Hilfskonstruktionen, Baugruben, teilweise fertiggestellte Bauwerke, gelagerte Materialien und Baustellenzufahrten können verwundbarer sein als der endgültig geplante Zustand.
Baugruben, Baustraßen und Baubereiche vor Starkregen und Hochwasser schützen.
Ausrüstung und Materialien vor Hitze, Wasser, Feuchtigkeit und Witterungseinflüssen schützen.
Wind, Niederschlag und andere Umweltlasten in unvollständigen Tragwerkszuständen berücksichtigen.
Auf Unwetter, Räumung der Baustelle, Ausfall der Versorgung und vorübergehende Stilllegung vorbereiten.
Betriebliche Resilienz & Wiederherstellung
Resiliente Infrastruktur ist nicht zwangsläufig Infrastruktur, die niemals ausfällt. Für viele Anlagen besteht das realistischere Ziel darin, Störungen zu begrenzen, kritische Funktionen zu schützen und den Betrieb innerhalb eines akzeptablen Zeitraums wiederherzustellen.
Alternative Systeme vorsehen, wo der Ausfall eines einzelnen Bauteils unannehmbare Folgen hätte.
Kritische Verbraucher schützen, wo Netz- oder Normalversorgung unterbrochen werden kann.
Unter verschlechterten Umweltbedingungen ausreichende betriebliche Reserven vorhalten.
Ressourcen und Reihenfolge festlegen, die zur Wiederherstellung wesentlicher Funktionen nach einer Störung erforderlich sind.
Bauwerke und Systeme sind darauf ausgelegt, festgelegten Gefahrenbedingungen standzuhalten.
Die Anlage begrenzt Störungen und stellt die erforderliche Funktionalität nach einem Extremereignis wieder her.
Klimaresilienz, Bankfähigkeit & Investitionsrisiko
Eine langfristige Klimaexposition kann Anlagenverfügbarkeit, Betriebskosten, Versicherung, Erlöse, Reparaturbedarf und möglicherweise die Fähigkeit eines Projekts beeinflussen, die Finanzierungsannahmen zu erfüllen.
Bei langlebiger Infrastruktur haben Kreditgeber und Investoren daher ein Interesse daran zu verstehen, ob physische Klimarisiken in Projektentwicklung und Engineering berücksichtigt wurden.
Prüfen, ob wesentliche physische Klimarisiken während der Projektentwicklung ermittelt wurden.
Zusätzliche Investitionen verstehen, die für eine angemessene Resilienz erforderlich sind.
Mögliche Auswirkungen auf Verfügbarkeit, Instandhaltung, Versicherung und Betriebskosten berücksichtigen.
Bewerten, ob Störungen den prognostizierten Cashflow oder die Leistungserbringung wesentlich beeinträchtigen könnten.
Auslegung für Anpassung über die gesamte Lebensdauer der Anlage
Klimaprojektionen sind mit Unsicherheiten behaftet, insbesondere über lange Anlagenlebensdauern. Resilienzstrategien sollten daher nicht nur berücksichtigen, was anfangs errichtet werden muss, sondern auch, ob die Anlage angepasst werden kann, wenn sich die Bedingungen verändern.
Maßnahmen ermitteln, die bei steigendem Risiko schrittweise eingeführt werden können.
Platz, Tragreserven oder Anschlussvorkehrungen für spätere Nachrüstungen vorhalten.
Bedingungen oder Leistungsindikatoren festlegen, die eine Neubewertung auslösen sollten.
Klimaannahmen überprüfen, sobald neue Informationen und Betriebserfahrungen vorliegen.
In manchen Fällen kann eine Auslegung, die eine wirtschaftliche spätere Anpassung der Anlage ermöglicht, eine verhältnismäßigere Resilienzstrategie über den Lebenszyklus darstellen.
Unabhängige Verifizierung der Klimaresilienz
Eine unabhängige technische Absicherung kann helfen festzustellen, ob die Ergebnisse von Klimarisikobewertungen in praktische technische, bauliche und betriebliche Maßnahmen übersetzt wurden.
Ziel ist nicht, Gewissheit über künftige Klimabedingungen zu schaffen. Ziel ist zu bewerten, ob wesentliche Risiken ermittelt, vernünftige Annahmen getroffen und angemessene Maßnahmen in das Projekt aufgenommen wurden.
Bewerten, ob relevante physische Klimagefahren ausreichend berücksichtigt wurden.
Bestätigen, dass ausgewählte Resilienzmaßnahmen in den technischen Planungsanforderungen abgebildet sind.
Inspizieren, ob kritische Resilienzmerkmale wie vorgesehen errichtet wurden.
Notfall-, Betriebs- und Wiederherstellungsmaßnahmen vor der Übergabe der Anlage bewerten.
Ausgewählte Leistungen von Global Alliance Register
Global Alliance Register unterstützt Organisationen dabei, technische, regulatorische und betriebliche Anforderungen in praxisnahe Lösungen umzusetzen. Über unser internationales Netzwerk kompetenter Spezialisten, Labore, Inspektionsstellen und akkreditierter Zertifizierungsressourcen koordiniert GAR die passende Expertise und unabhängige Absicherungsleistungen, um projektspezifische Anforderungen zu erfüllen, technische Risiken zu steuern und Konformitäts-, Leistungs- und Marktziele zu unterstützen.
Im Kontext klimaresilienter Infrastruktur kann Global Alliance Register Sie in folgenden Bereichen unterstützen:
Unabhängige Prüfung physischer Klimagefahren, Exposition, Verwundbarkeit und technischer Auswirkungen für geplante oder bestehende Anlagen.
Bewertung, wie ermittelte Klimarisiken in Auslegungskriterien, technische Spezifikationen und technische Lösungen übersetzt wurden.
Unabhängige Prüfung resilienzbezogener technischer Risiken für Projektentwickler, Kreditgeber, Investoren und Projektbeteiligte.
Prüfung und Verifizierung projektspezifischer Hochwasserschutz- und Entwässerungsmaßnahmen, des Schutzes kritischer Ausrüstung und zugehöriger baulicher Maßnahmen.
Inspektion, Prüfung und technische Prüfung von Werkstoffen und Ausrüstung, die für anspruchsvolle Umweltbedingungen ausgewählt wurden.
Unabhängige Verifizierung, dass kritische resilienzbezogene Planungsmerkmale während der Bauphase korrekt umgesetzt werden.
Verifizierung von Ersatzsystemen, Notfallvorkehrungen, Schutzsystemen und Maßnahmen der betrieblichen Resilienz.
Unabhängige technische Prüfung bestehender Anlagen, sich verändernder Exposition, Anpassungserfordernisse und möglicher Resilienzverbesserungen.
Infrastruktur für die Bedingungen planen, denen sie tatsächlich ausgesetzt sein wird
Klimaresiliente Infrastruktur erfordert einen Wandel: weg davon, Klimainformationen als gesonderte Nachhaltigkeitsstudie zu behandeln, hin zur Einbeziehung relevanter physischer Risiken in technische Entscheidungen und das Asset-Management.
Ziel ist nicht, künftige Bedingungen mit absoluter Gewissheit vorherzusagen. Ziel ist es, plausible Risiken zu verstehen, die Empfindlichkeit der Anlage zu prüfen, verwundbare Systeme zu stärken und die Anpassungsfähigkeit zu bewahren, während sich die Umweltbedingungen verändern.
Künftige Umweltgefahren, Unsicherheiten, Exposition und mögliche Folgen analysieren.
Wesentliche Risiken in Maßnahmen für Planung, Bau, Betrieb und Lebenszyklus übersetzen.
Kann die Anlage unter plausiblen Umweltbedingungen während ihrer vorgesehenen Nutzungsdauer sicher, funktionsfähig und wirtschaftlich tragfähig bleiben – und kann sie angepasst werden, wenn sich diese Bedingungen weiter verändern?