Indirekte Emissionen von Wind und Sonnenenergie kein Hindernis für Dekarbonisierung des Energiesektors

Kohlenstoffarme Technologien wie Wind- und Solarenergie oder Kohlendioxidabscheidung und -speicherung (CCS) bei fossilen Kraftwerken unterscheiden sich noch stark in den Treibhausgas-Emissionen, die im gesamten Lebenszyklus entstehen. Das ist das Ergebnis einer umfassenden neuen Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams, die jetzt in der Fachzeitschrift Nature Energy veröffentlicht wurde. Anders als manche Kritiker argumentieren, fanden die Forscher nicht nur heraus, dass Wind- und Solarenergie zu den Technologien mit der günstigsten indirekten Emissionsbilanz gehören. Sie zeigen auch, dass eine vollständige Dekarbonisierung des globalen Energiesektors durch den Ausbau dieser Technologien nur zu geringen indirekten Treibhausgasemissionen führen würde – und somit die Transformation hin zu einer klimafreundlichen Stromversorgung nicht maßgeblich behindern würde.

„Sowohl fossile als auch alternative Energietechnologien verursachen innerhalb ihres Lebenszyklus indirekte Treibhausgas-Emissionen, zum Beispiel durch die Energie, die für den Bau und Betrieb benötigt werden, oder durch Methanemissionen, die etwa aus der Kohle- und Gasförderung entstehen“, erklärt der Hauptautor Michaja Pehl. „Es gibt jedoch erhebliche Unterschiede zwischen den Technologien, wenn man auf diese indirekte Treibhausgasbilanz schaut. Die Stromproduktion aus Biomasse, Kohle, Gas und Wasserkraft verursacht beispielsweise wesentlich höhere indirekte Treibhausgasemissionen als etwa Atomstrom oder Wind- und Solarstrom.“

Mit ihrer Studie liefern die Forscher eine innovative und umfassende globale Analyse des indirekten Energieverbrauchs und der indirekten Treibhausgasemissionen für alle relevanten Technologien des Energiesektors. Die Studie kombiniert erstmals die Stärken von Simulationen mit integrierten energie-ökonomischen Klimamodellen, die kostenoptimale Langzeitstrategien zum Erreichen von Klimazielen abschätzen mit Methoden der Lebenszyklusanalyse. Bisher waren diese Forschungszweige weitgehend getrennt. In einem Klimaschutz-Szenario, das sich an der 2°-Grenze orientiert und in dem die Stromerzeugung fast vollständig dekarbonisiert wird, würden fossile Kraftwerke ausgestattet mit CCS noch immer rund 100 Gramm CO2-Äquivalente pro Kilowattstunde produzierter Elektrizität verursachen – zehnmal mehr als die nur rund 10 Gramm CO2-Äquivalente, die pro Kilowattstunde bei Wind- und Solarenergie anfallen.

Wind und Sonne verursachen nur ein Zehntel der indirekten CO2-Emissionen von fossilen Kraftwerken mit CCS

„Wirklich saubere Kohle gibt es nicht. Konventionelle Kohleverstromung kommt derzeit auf rund 1000 Gramm CO2-Äquivalente pro Kilowattstunde. Durch CO2-Abscheidung aus Kohlekraftwerken könnten die Emissionen pro kWh zwar um rund 90 Prozent reduziert werden, dennoch würden erhebliche Lebenszyklus -Emissionen bleiben“, sagt Gunnar Luderer, Energiesystemforscher am PIK und Projektleiter. „Um die Erderwärmung unter 2°C zu halten, ist jedoch eine nahezu kohlenstofffreie Stromversorgung notwendig. Daher wird es immer unwahrscheinlicher, dass die Kohleverstromung in Zukunft eine große Rolle spielen wird, auch nicht mit CCS.“

„Wenn man die Emissionen im gesamten Lebenszyklus betrachtet, verfügen Wind- und Solarenergie über eine viel bessere Treibhausgasbilanz als fossile Klimaschutztechnologien. Sie brauchen keine zusätzliche Energie für die Förderung und den Transport von Brennstoffen, und sie selbst können weitgehend mit dekarbonisiertem Strom hergestellt werden“, sagt Edgar Hertwich, Industrieökologe der Universität Yale in den USA, der an der Studie mitgearbeitet hat. Durch technologische Innovationen werde immer weniger Energie für die Produktion von Windkraftanlagen und Photovoltaikanlagen benötigt.

„Mitunter wird argumentiert, erneuerbare Energien würden mit hohen versteckten Treibhausgasemissionen einhergehen, was ihren Nutzen für das Klima zunichte machen würde. Aber unsere Studie zeigt: das Gegenteil ist der Fall“, so Luderer. „Im Übergang zu einer sauberen Stromversorgung wären die zusätzlichen indirekten Emissionen für den Ausbau von Wind- und Solarstromkapazitäten deutlich geringer als die verbleibenden Emissionen aus bestehenden fossilen Kraftwerken, bevor sie endgültig stillgelegt werden können. Je schneller die Energiewende vollzogen wird, desto geringer ist die verbleibende Emissionsbelastung für das Klima insgesamt.“


Artikel: Michaja Pehl, Anders Arvesen, Florian Humpenöder, Alexander Popp, Edgar Hertwich, Gunnar Luderer (2017): Understanding Future Emissions from Low-Carbon Power Systems by Integration of Lice Cycle Assessment and Integrated Energy Modelling. Nature Energy. [DOI: 10.1038/s41560-017-0032-9]

Konsum ist der Flaschenhals für nachhaltige Entwicklung

Von der Beseitigung der Armut bis hin zur Gleichstellung der Geschlechter, widerstandsfähigeren Städten oder Maßnahmen zum Klimaschutz – positive Wechselwirkungen zwischen den meisten Zielen für nachhaltige Entwicklung der Vereinten Nationen (Sustainable Development Goals, kurz SDGs) können Fortschritte befördern. Doch es gibt auch Zielkonflikte, die ein Hindernis für die erfolgreiche Umsetzung der Nachhaltigkeitsziele für 2030 sein können. Das ist das Ergebnis einer neuen, umfassenden Analyse eines Teams von Wissenschaftlern des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK). Ein Flaschenhals ist der verantwortungsbewusste Konsum, wie Daten der letzten Jahrzehnte zeigen.

„Die Ziele zur nachhaltigen Entwicklung zielen auf die Bewältigung komplexer, multidimensionaler Herausforderungen für die Menschheit und bestimmen die internationale Agenda bis 2030. Bislang ist jedoch nur wenig bekannt über Wechselwirkungen, Korrelationen und mögliche Konflikte zwischen den SDGs“, erklärt der Leitautor Prajal Pradhan. „Wir haben versucht, die komplizierten Zusammenhänge in einzelne Paare zu zerlegen, um herauszufinden wie sich die verschiedenen SDGs gegenseitig beeinflussen. Es stellt sich heraus, dass bei den meisten SDGs und Ländern die Synergien überwiegen. Ein Ziel steht jedoch in Konflikt mit einer ganzen Reihe anderer Ziele – nämlich verantwortungsbewusster Konsum und Produktion.“ Verbesserungen des menschlichen Wohlbefindens, des wirtschaftlichen Wohlstands und der Lebensstile gehen derzeit noch weitgehend mit einem Anstieg des Konsums einher – und damit wachsenden ökologischen und materiellen Fußabdrücken. Um die Entwicklungsagenda von 2030 erfolgreich umzusetzen, müssen solche Zielkonflikte entsprechend erkannt, angegangen und gelöst werden.

Die 2015 beschlossenen Ziele zur nachhaltigen Entwicklung umfassen 17 Ziele und 169 Zielvorgaben. Die Ziele der Vereinten Nationen für die Welt 2030 sind der Rahmen, an dem die Mitgliedstaaten ihre Politik für Entwicklung und Nachhaltigkeit ausrichten wollen. Deshalb ist es so zentral, Synergien und Konflikte durch Interaktionen zwischen den Zielen zu identifizieren, um entsprechende Strategien entwickeln zu können. Bisher wurden die SDGs meist nur qualitativ analysiert, jeweils für nur wenige Ziele oder einzelne Regionen der Welt.

Lehren aus der Vergangenheit ziehen: Die Daten zeigen mehr Synergien als Konflikte

„Unsere Studie liefert die erste vollständige Quantifizierung von Synergien und Konflikten, wie sie in Daten der letzten Jahrzehnte bis hin zur Gegenwart innerhalb und zwischen den SDGs sowohl auf Länderebene als auch auf globaler Ebene nachgewiesen werden können“, sagt Ko-Autor Jürgen Kropp, stellvertretender Vorsitzender des PIK-Forschungsbereichs Klimawirkung & Vulnerabilität. Durch den statistischen Ansatz auf der Basis von Daten der UN-Statistikabteilung zu 122 Indikatoren für mehr als 200 Länder zwischen 1983 und 2016 „war es uns möglich, die Lehren der Vergangenheit aus den Daten herauszuarbeiten. Dies ist ein einfacher, aber immens nützlicher Ansatz, denn auch wenn die SDGs noch neu sind, die Herausforderungen sind es sicher nicht“, fügt er hinzu.

Die Ergebnisse zeigen nicht nur mögliche Konflikte zwischen den SDGs auf, sondern verdeutlichen auch das enorme Synergiepotenzial im Kampf gegen Armut, Hunger und für Gesundheit und Wohlbefinden. Die Beseitigung der Armut und die Verbesserung der öffentlichen Gesundheit haben auch einen positiven Einfluss auf die meisten anderen SDGs. So leben etwa rund drei Milliarden Menschen weltweit in Ländern, in denen die Verbesserung der Gesundheit und des Wohlbefindens mit der Bereitstellung von sauberem Wasser und sanitären Einrichtungen einhergeht. Herauszufinden, welche Länder bereits von solchen Synergien profitieren, könnte helfen, von guter Praxis zu lernen. Ein weiteres Beispiel: Länder, die bereits mit nachhaltigen Städten in Zusammenhang gebracht werden können, scheinen auch beim Klimaschutz gut zu punkten – was ebenfalls auf ein starkes Synergiepotenzial hinweist. Die Ergebnisse der Studie können die Basis bilden, um detailliertere Konzepte zu entwickeln mit Blick auf robuste Aussagen zum Erfolg der SDGs in der Zukunft.

„Die SDGs stehen für eine ganzheitliche und multidimensionale Entwicklungsperspektive“, sagt Ko-Autor Wolfgang Lucht, Leiter des PIK-Forschungsbereichs Erdsystemanalyse. „Der hier vorgestellte empirische Rahmen zur Abschätzung von SDG-Wechselwirkungen leistet einen wesentlichen Beitrag zur erfolgreichen politischen Umsetzung der Agenda zur nachhaltigen Entwicklung. Das Erreichen der SDGs ist von zentraler Bedeutung für die notwendige große Transformation, mit der jene nicht nachhaltigen Verhältnisse überwunden werden können, die sich in den Daten der Vergangenheit widerspiegeln. Um dies zu erreichen, müssen die SDGs als ein System von miteinander in Wechselwirkung stehenden Komponenten betrachtet werden, welche zusammen der Welt eine sichere und gerechte Entwicklungsplattform anbieten“, so Lucht. „Unsere Studie zeigt, dass die UN-Ziele zur Nachhaltigen Entwicklung weit mehr sind als nur eine Ansammlung von Zielen, sondern ein System wechselseitiger Verstärkung. Während kein einzelnes dieser Ziele die Macht hat, die Welt allein zu verändern, können dies die SDGs als Ganzes erreichen.“


Artikel: Prajal Pradhan, Luís Costa, Diego Rybski, Wolfgang Lucht, Jürgen. P. Kropp (2017): A systematic study of Sustainable Development Goal (SDG) interactions. Earth’s Future. [DOI: 10.1002/2017EF000632]

Weblink zum Artikel: 
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2017EF000632/full

Weblink zu den UN-Nachhaltigkeitszielen (SDG):
http://www.un.org/sustainabledevelopment/sustainable-development-goals/#

„Klimaneutral leben in Berlin“ startet: Im Reallabor den eigenen CO2-Fußabdruck reduzieren

100 Haushalte, 365 Tage: Was Klimaschutz im Alltag bedeutet, das erproben ab Dezember in der Hauptstadt Privathaushalte im Projekt „Klimaneutral leben in Berlin“ (KliB). Von Familien mit Kindern über Lebenspartnerschaften, Wohngemeinschaften oder Singles – ein Jahr lang werden die Freiwilligen ihren persönlichen CO2-Fußabdruck dokumentieren und Möglichkeiten kennenlernen, die eigene Klima-Bilanz zu verbessern. Begleitet werden Sie dabei von Fachleuten des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK). Das KliB- Reallabor ist das erste seiner Art in der deutschen Hauptstadt und soll aufzeigen, wie sich Klimaschutz auch im Alltag umsetzen lässt, wo Probleme liegen und was die Politik tun könnte, um sie zu überwinden.

„Haushalte können durch einen klimafreundlicheren Lebensstil einen enormen Beitrag zum Klimaschutz leisten“, erklärt Projektleiter Fritz Reusswig vom PIK. „Derzeit kommen auf jeden Bundesbürger im Schnitt noch 11 Tonnen CO2 pro Jahr. Ein persönlicher CO2-Fußabdruck, der mit den globalen Klimaschutzzielen von Paris, den Klimaschutzzielen des Bundes und dem Klimaneutralitätsziel des Berliner Senats für 2050 übereinstimmt, müsste aber auf 1 bis 2 Tonnen pro Kopf und Jahr herunterkommen. Wir haben uns also gefragt: Was kann man heute schon tun, um langfristig klimaneutral zu leben? Mit Vorreiter-Haushalten in Berlin werden wir ein Jahr lang untersuchen, welche Probleme es beim Umstieg auf einen klimafreundlichen Lebensstil gibt, und wie sich Klimaschutz im Alltag umsetzen lässt. Ziel des Experiments ist eine Reduktion des persönlichen CO2-Fußabdrucks um rund 40 Prozent innerhalb eines Jahres“, so Reusswig.

„Carbon Tracker“ errechnet die eigene Klima-Bilanz 

Das Projekt „Klimaneutral leben in Berlin“ (KliB) startet dafür im Dezember mit einem einjährigen so genannten Reallabor. Dabei können die Teilnehmer und Teilnehmerinnen etwa mit einem eigens entwickelten „Carbon Tracker“, einem Klima-Rechner für PCs und mobile Endgeräte, ihren persönlichen CO2-Fußabdruck dokumentieren. Und so besser verstehen, wie sich die eigene Klima-Bilanz aufsummiert, und wo vielleicht Emissionen eingespart werden können. Vom Wechsel des Stromanbieters über das Umsteigen vom Auto auf öffentliche Verkehrsmittel oder Veränderungen des Ernährungsverhaltens (etwa Großmutters Sonntagsbraten anstelle von täglich Billigfleisch) – auf dem Weg zu einem klimafreundlicheren Lebensstil werden die Haushalte nicht nur mit Tipps über den Carbon Tracker und die KliB-Internetseite versorgt, sondern von den beteiligten Praxispartnern eng beraten und begleitet.

Dazu gehören neben den Experten und Expertinnen des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung auch zahlreiche Berliner Unternehmen und Nicht-Regierungsorganisationen. Das Forschungsvorhaben wird von einem Wissenschaftlichen Projektbeirat unterstützt und vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMUB) im Rahmen der Nationalen Klimaschutzinitiative (NKI) gefördert.

Das PIK hatte in der Vergangenheit bereits den Berliner Senat bei seiner Klimaneutralitätsstrategie beraten. Reusswig: „Die KliB-Haushalte sind Klimapioniere, die sich heute schon auf den Weg zu einem klimaneutralen Berlin machen. Aber nur mit den entsprechenden Rahmensetzungen durch die Politik – in Berlin wie im Bund oder der EU – werden wir das Klimaneutralitätsziel erreichen. Das Reallabor wird auch dazu Empfehlungen entwickeln“.

Interessierte Haushalte in Berlin können sich derzeit noch bei klib@pik-potsdam.de melden – einige wenige Plätze sind noch frei.

Weblink zur KliB-Projektseite: https://klimaneutral.berlin/

Weblink zur wissenschaftliche Studie zum Berliner Energie- und Klimaschutzprogramm BEK: https://www.berlin.de/senuvk/klimaschutz/bek_berlin/endbericht/index.shtml

Gemeinsames Statement PIK & MCC zum Abschluss der COP23 und der Koalitionsverhandlungen in Berlin

Die Verhandlungen auf der UN-Klimakonferenz in Bonn und auch die Sondierungsgespräche der Jamaika-Koalition stehen kurz vor ihrem Abschluss.

Dazu Ottmar Edenhofer, Chef-Ökonom des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) und Direktor des Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change (MCC):

“Die Welt steckt in der Kohlefalle – und die UN-Klimakonferenz hat daran nichts geändert. Die Kohlefalle sieht so aus: auf der einen Seite drückt die schiere Masse verfügbaren billigen Brennstoffs, welche die Welt aber teuer zu stehen kommen. Denn auf der anderen Seite drücken die Emissionen dieses schmutzigsten aller Brennstoffe, mit Klimarisiken und Gesundheitsgefahren. Aus dieser Kohlefalle muss sich die Menschheit befreien, wenn sie die Kosten des Klimawandels begrenzen will.

Dreierlei kann helfen: Im bei der Konferenz gestarteten und auf Fiji Talanoa genannten Verständigungsprozess darf es nicht nur ums Nachbessern großartiger Klimaziele gehen, sondern um greifbare Maßnahmen. Zweitens brauchen wir weltweit eine wirkungsvolle Bepreisung von CO2, anfangen müssen Pioniere wie die EU mit einem Mindestpreis 2018. Drittens sollte Deutschland noch in dieser Wahlperiode des Bundestags die Energiebesteuerung sozialverträglich ändern, derzeit werden sauberer Strom und halbwegs sauberes Gas ökonomisch absurd höher besteuert als die schmutzige Braunkohle.

Hieran müssen sich die Ergebnisse der Koalitionssondierungen messen lassen – wir müssen einfach raus aus der Kohle, wir brauchen eine Reform des Emissionshandels und der Energiesteuern. Das ist letztlich auch gut für unsere Wirtschaft. Ein Umbau unseres Energiesystems bietet ungeheure Modernisierungschancen. Von der Stromproduktion aus Sonne und Wind über smarte Netze und Speicher bis hin zu den Haushalten geht es um genau die Digitalisierung, nach der so viele rufen.”

PIK – STATEMENT zu den Jamaika-Gesprächen über Klimapolitik am Donnerstag

Voraussichtlich an diesem Donnerstag wollen CDU/CSU, FDP und Grüne in ihren Sondierungsgesprächen zur Bildung einer gemeinsamen Bundesregierung über Klimapolitik sprechen.

Dazu Ottmar Edenhofer, Chef-Ökonom des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) und Direktor des Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change (MCC):

“Eine Jamaika-Koalition könnte ein wirkliches Modernisierungsprojekt werden – dafür bietet gerade die Klimapolitik Chancen. Wird der Ausstoß von Treibhausgasen entschlossen gesenkt, verringert dies nicht nur für alle Bürger teure Risiken wie Extremwetter, sondern es gibt der Modernisierung unseres Energiesystems einen Schub. Dazu gehört auch die Digitalisierung, von der Stromerzeugung über smarte Netze bis zu den Haushalten. Ziele allein genügen hier nicht, es braucht Maßnahmen. Ein Mindestpreis für CO2 im Emissionshandel bietet sich hier an, und hierauf könnte sich Deutschland auch mit einer Reihe von Ländern wie Frankreich, Schweden, Niederlanden verständigen; es müsste nicht gleich im ersten Schritt die ganze EU sein. Das könnte auch ein Weg zum Kohleausstieg sein. Nur so können Deutschland und Europa ihren Beitrag leisten zur Stabilisierung unseres Klimas.”

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