Vision Null: Warum wir langfristig kein CO2 mehr freisetzen dürfen

N?chsten Mittwoch findet an der ETH Z¨¹rich die dritte ?Klimarunde? statt. Sie dreht sich um das Thema ?Vision Null? und fragt nach m?glichen Wegen zu einer CO₂-neutralen Gesellschaft. In diesem Beitrag m?chte ich den wissenschaftlichen Hintergrund dieser Vision diskutieren.

Ein Etat an globalen CO₂-Emissionen

Die Forschung der letzten zehn Jahre hat klar gezeigt, dass uns f¨¹r jedes gew?hlte Klimaziel nur eine beschr?nkte Menge an CO₂-Emissionen zur Verf¨¹gung steht. Wie viel das genau ist, bestimmen die so genannte Klimasensitivit?t und die Aufnahmekapazit?t von W?ldern und Ozeanen, also die St?rke von CO₂-Senken. Die Klimasensitivit?t beschreibt, wie stark sich die Erde erw?rmt, wenn die CO₂-Konzentration in der Atmosph?re zunimmt. Und die St?rke der CO₂-Senken bestimmt, wie stark CO₂ in der Atmosph?re zunimmt bei einer gegebenen Menge an Emissionen.

Nehmen wir an, dass die W?lder und Ozeane wie bisher rund die H?lfte der CO₂-Emissionen aufnehmen, und dass die Erde sich um ca. drei Grad Celsius erw?rmt, wenn sich die CO₂-Konzentration in der Atmosph?re im Vergleich zur vorindustriellen Zeit verdoppelt. Dann ergibt eine Absch?tzung anhand einiger vereinfachender Annahmen (siehe Kasten am Ende des Beitrags), dass uns das Zwei-Grad-Ziel ein Budget von rund 800 Gigatonnen Kohlenstoff (Gt C) erlaubt. Das sind 800 Milliarden Tonnen C oder rund 3000 Milliarden Tonnen CO₂. Simulationen mit den modernsten Klimamodellen, die auch R¨¹ckkopplungen zwischen dem Klima und dem Kohlenstoffkreislauf erlauben, ergeben eine sehr ?hnliche Zahl. Die uns zustehenden Emissionen k?nnen wir uns als Kuchen vorstellen, den wir langsam aufessen d¨¹rfen. Der Kuchen scheint auf den ersten Blick lange zu reichen ¨C schliesslich ist er ja dank den starken Senken im Meer und den W?ldern auch doppelt so gross, wie wenn diese uns nicht helfen w¨¹rde, der Atmosph?re CO₂ zu entziehen.

Schon mehr als die H?lfte weggegessen

Wenn wir aber nachrechnen, wie viel CO₂ die Menschheit in den letzten 150 Jahren durch verbrannte fossile Energietr?ger und abgeholzte W?lder emittiert hat, dann bleibt leider nur noch weniger als die H?lfte des Kuchens ¨¹brig. Konkret haben wir von diesem Budget schon mehr als 500 Gt C verbraucht, so dass uns nur noch rund 300 Gt C bleiben [1]. Wenn wir von den heutigen Emissionen (ca. 10 Gt C pro Jahr) und deren Trends ausgehen, dann werden wir das Budget in weniger als drei Jahrzehnten aufgebraucht haben [2]. Danach darf netto kein weiteres CO₂ in die Atmosph?re gelangen, ansonsten erh?hen wir die Wahrscheinlichkeit stark, dass wir ¨¹bers Zwei-Grad-Ziel hinausschiessen.

Das bedeutet, dass ab der zweiten H?lfte dieses Jahrhunderts die globalen CO₂-Emissionen auf null gehen m¨¹ssen. Demzufolge sollten wir uns nicht an einer CO₂-armen, sondern an einer CO₂-freien Zukunft orientieren.

Welche Reduktionsrate ist realistisch?

Ein schneller Absenkpfad w¨¹rde es erlauben, dass auch zuk¨¹nftige Generationen noch CO₂ emittieren k?nnten. Solch schnelle Absenkpfade sind aber nur sehr schwierig zu erreichen. Wir haben einen starken ?Lock-In?-Effekt, der dadurch zustande kommt, dass wir in den vergangenen Jahrzehnten weltweit stark in die fossil getriebene Infrastruktur investiert haben und es immer noch tun. Bei durchschnittlichen Laufzeiten von fossilen Kraftwerken von mehreren Jahrzehnten haben es die neuen Energiequellen nicht einfach, diesen Markt zu knacken, auch wenn mittlerweile die Preise durchaus kompetitiv sind (siehe Blogbeitrag von Tony Patt). Zudem m¨¹ssen die Windturbinen, Solarpanels, und die ganze zugeh?rige Infrastruktur zuerst gebaut und installiert werden. Und das bedingt den Bau von neuen Fabriken, die Ausbildung von neuen Spezialisten, und substantielle Investitionen. Das braucht Zeit. Anhand der Geschwindigkeit der Marktdiffusion von neuen Technologien in der Vergangenheit kann man absch?tzen, dass es sehr schwierig wird, eine Absenkrate von mehr als sechs Prozent pro Jahr zu erreichen.

Vision Null

Selbst wenn wir diesem optimistischen Absenkpfad folgen, werden wir das globale Budget noch vor Ende des Jahrhunderts aufgebraucht haben. Bei der Aufteilung der Emissionsrechte auf die einzelnen Staaten m¨¹ssen wir aber noch ber¨¹cksichtigen, dass den entwickelten L?ndern aufgrund ihrer vergangenen Emissionen wohl k¨¹nftig proportional weniger Emissionen zur Verf¨¹gung stehen werden [3]. Und falls wir die Trendwende bei den CO₂-Emissionen global verschlafen, dann kann das Zwei-Grad-Ziel nur noch mit ?negativen Emissionen? erreicht werden, d.h. dass wir netto CO₂ aus der Atmosph?re entfernen m¨¹ssen. Das ist technologisch heute schon m?glich [5], aber es ist sehr teuer, und es bleibt unklar, wo das CO₂ dann gelagert werden soll.

Fazit

F¨¹r die Schweiz sehe ich die Notwendigkeit einer vollst?ndigen Dekarbonisierung unserer Gesellschaft in der zweiten H?lfte dieses Jahrhunderts [4]. Wir haben zwar fast 50 Jahre Zeit, diesen Prozess umzusetzen ¨C aber es ist ein langer Weg, der nicht 2030 aufh?rt, sondern weiter f¨¹hrt bis die Emissionen auf null gesenkt sind.

Verdankung: Ich danke Prof. Reto Knutti f¨¹r seinen wertvollen Beitrag zu diesem Text.