Der Big Thompson River im Rocky Mountain Nationalpark. Bildnachweis: Der Big Thompson River im Rocky Mountain National Park / Colorado State University.
Universitätsforscher haben gezeigt, dass ein Übergang zu umweltfreundlichen Ansätzen bei der Abwasserbehandlung in den Vereinigten Staaten unter Nutzung des Potenzials der Kohlenstofffinanzierung 15,6 Milliarden US-Dollar und knapp 30 Millionen Tonnen CO einsparen könnte.2-äquivalente Emissionen über 40 Jahre.
Die vollständigen Ergebnisse der Colorado State University wurden in hervorgehoben Naturkommunikation Erde und Umwelt in einer einzigartigen Studie dieser Art. Die Arbeit des Walter Scott, Jr. College of Engineering untersucht die möglichen wirtschaftlichen Kompromisse bei der Umstellung auf grüne Infrastruktur und Technologielösungen, die über bestehende Grauwasseraufbereitungspraktiken hinausgehen.
Der Bericht stützt sich auf Daten, die von mehr als 22.000 Anlagen gesammelt wurden, bietet umfassende Benchmark-Messungen und untersucht den Zusammenhang zwischen Emissionen, Kosten und Verarbeitungsmöglichkeiten für Versorgungsbetreiber und politische Entscheidungsträger.
Braden Limb ist der Erstautor des Artikels und ein Ph.D. Student im Fachbereich Systemtechnik. Darüber hinaus ist er wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fachbereich Maschinenbau. Er sagte, die Ergebnisse seien ein wichtiger erster Schritt zur Kategorisierung und zum Verständnis potenzieller umweltfreundlicher Lösungen für Abwasser.
„Diese Ergebnisse zeichnen eine Grenze, die zeigt, welches Potenzial für die Einführung umweltfreundlicher Ansätze in diesem Bereich besteht, sowohl im Hinblick auf die Geldeinsparungen als auch auf die Gesamtemissionsreduzierung“, sagte er. „Es ist ein Ausgangspunkt, um zu verstehen, welche Wege uns heute zur Verfügung stehen und wie Finanzierungsstrategien die Wasseraufbereitung von einem eher lokalen Problem zu einem Problem machen können, das auf globaler Ebene durch kommerzielle Anreize angegangen werden kann.“
Die Forschung wurde in Zusammenarbeit mit der University of Colorado Boulder und der Brigham Young University durchgeführt. Die Ergebnisse umfassen sowohl die punktuelle Wasseraufbereitung als auch nicht punktuelle Wasserverschmutzungsquellen.
Herkömmliche punktuelle Wasseraufbereitungsanlagen, wie z. B. Kläranlagen, entfernen problematische Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphor, bevor sie das Wasser wieder in den Kreislauf zurückführen. Dieses sogenannte graue Infrastruktursystem wird von der Environmental Protection Agency überwacht.
Allerdings könnten sich die regulatorischen Standards in Zukunft verschärfen und Anlagen würden mehr Energie und damit mehr Emissionen benötigen, um die neuen zulässigen Grenzwerte zu erreichen. Bestehende Anlagen verursachen bereits 2 % des gesamten Energieverbrauchs in den Vereinigten Staaten und 45 Millionen Tonnen CO2 Sendungen, sagte Limb.
Eine weitere bedeutende Quelle der Süßwasserverschmutzung in den Vereinigten Staaten sind diffuse Aktivitäten wie der Abfluss von Düngemitteln aus der Landwirtschaft in Flüsse. Weitere diffuse Schadstoffquellen können beispielsweise durch Waldbrände – begünstigt durch den Klimawandel – oder durch Stadtentwicklung entstehen.
Limb sagte, dass das Papier nicht mehr graue Infrastrukturverarbeitungsanlagen baut, um diese wachsenden Quellen zu decken, sondern umweltfreundliche Ansätze untersucht, die von Kohlenstoffmärkten finanziert werden und beide Arten gleichzeitig ansprechen können.
„Es könnte zu einer Verlagerung hin zu naturbasierten Lösungen wie dem Bau von Feuchtgebieten oder der Wiederaufforstung kommen, anstatt noch eine weitere Kläranlage zu bauen“, sagte er. „Diese Optionen könnten über einen Zeitraum von 40 Jahren mehr als 4,2 Millionen Kohlendioxidemissionen pro Jahr binden und haben weitere ergänzende Vorteile, die wir anstreben sollten, wie etwa niedrigere Gesamtkosten.“
Kohlenstofffinanzierung ist ein Mechanismus zur Eindämmung des Klimawandels durch die Förderung von Aktivitäten, die Emissionen reduzieren oder aus der Atmosphäre binden. Unternehmen erwerben auf einem freien Markt freiwillig „Gutschriften“, die eine Reduzierung oder Entfernung von Kohlenstoff aus der Atmosphäre darstellen, die auf verschiedene Weise erreicht werden kann. Diese Gutschrift kompensiert Emissionen, die mit der Geschäftstätigkeit der Einrichtung verbunden sind, da diese darauf abzielt, ihre Ziele für eine nachhaltige Entwicklung zu erreichen.
Diese Berufe fördern die Entwicklung nachhaltiger Aktivitäten und können auch eine neue Geldquelle für die Entwicklung oder Ausweitung neuer Ansätze darstellen.
Obwohl es für Wasser ähnliche Finanzierungsmärkte gibt, ist das Problem zunächst lokaler als bei Luftqualität und Kohlenstoff. Diese Dynamik hat in der Vergangenheit den Wert des Wassermarkthandels begrenzt. Das Papier schlägt vor, dass diese bestehenden Märkte verbessert werden könnten und dass Kohlenstoffmärkte auch genutzt werden könnten, um einige der finanziellen Anreize zu ändern, die Landwirte erhalten, wenn es um die Wasseraufbereitung und die Auswirkungen ihrer Tätigkeit geht.
Die Forscher fanden heraus, dass die Nutzung von Märkten einen jährlichen Umsatz von 679 Millionen US-Dollar generieren könnte, was eine Gelegenheit darstellt, im Rahmen von Wasserqualitätshandelsprogrammen weitere Anreize für grüne Infrastrukturlösungen zu schaffen, um regulierte Standards einzuhalten.
Maschinenbauprofessor Jason Quinn ist Mitautor der Studie. Er sagte, die Ergebnisse hätten einige Einschränkungen, aber es sei ein wichtiger erster Schritt bei der Modellierung sowohl des Problems als auch der derzeit verfügbaren Möglichkeiten. Er sagte, dass die Ergebnisse des Papiers die weitere Forschung an der CSU mit der National Science Foundation unterstützten, um gemeinsam mit den Interessengruppen die erforderliche CO2-Gutschriftsmethodik weiterzuentwickeln.
„Dies ist das erste Mal, dass wir Luft- und Wasserqualität gleichzeitig berücksichtigen: Wasser ist lokal und Kohlenstoff ist global“, sagte er. „Aber durch die Zusammenführung dieser Marktmechanismen können wir die Gelegenheit nutzen, um Verbesserungen an den amerikanischen Flüssen zu beschleunigen, während wir auf erneuerbare Energien umsteigen und die Zukunft der Wassereinzugsgebiete wiederherstellen.“
Mehr Informationen:
Braden Limb et al.: Das Potenzial von Kohlenstoffmärkten, den Handel mit Wasserqualität auf der Grundlage grüner Infrastruktur zu beschleunigen, Naturkommunikation Erde und Umwelt (2024). DOI: 10.1038/s43247-024-01359-x. www.nature.com/articles/s43247-024-01359-x
Zur Verfügung gestellt von der Colorado State University
Zitat: Die Umstellung auf eine grüne Abwasserinfrastruktur könnte Emissionen reduzieren und enorme Einsparungen bringen, heißt es in einer neuen Studie (15. April 2024), abgerufen am 15. April 2024 unter https://phys.org/news/2024-04-green-wastewater-infrastructure-emissions -riesig.html
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