Was müsste stofflich passieren, um den Klimawandel noch zu stoppen?

geschrieben von Christian Siefkes am 9. Dezember 2019, 08:17 Uhr

Kühltürme des Kohlekraftwerks Scholven – Foto von Klaus Fritsche, Lizenz: CC BY-NC-SA 2.0
Kühltürme des Kohlekraftwerks Scholven – Foto [1] von Klaus Fritsche, Lizenz: CC BY-NC-SA 2.0

Wie in Bennis Wie verhindern wir die Klimakatastrophe? soll es in diesem Artikel um die Frage gehen, wie ein Heißzeit-Szenario – in dem sich die globale Temperatur gegenüber vorindustriellen Zeiten um vier Grad oder mehr erhöht – vielleicht noch verhindert werden kann. Anders als Benni will ich hier allerdings die stofflich-technische, nicht die politische Seite betrachten. Unabhängig davon, ob die Maßnahmen von einer globalen „Weltregierung Light“ (Bennis Vorschlag) oder im nationalstaatlichen Rahmen – aber in vielen Nationalstaaten in ähnlicher Weise – ergriffen werden: Was wäre nötig, um ein Kippen des Klimas in eine Heißzeit wahrscheinlich noch zu verhindern?

Derzeit wird meist eine Reduktion der Treibhausgasemissionen auf Nettonull zu einem bestimmten Datum gefordert. „Nettonull“ bedeutet dabei, dass Emissionen in bestimmten Bereichen noch möglich sind, solange sie durch „negative Emissionen“ in anderen Bereichen ausgeglichen werden – z.B. durch das Pflanzen von Bäumen, die CO2 binden (solange sie nicht gefällt werden). Extinction Rebellion f [2]order [2]t [2] etwa von Deutschland und anderen westlichen Ländern die Reduktion auf Nettonull bis zum Jahr 2025, Fridays for Future bis 2035. Die Forderungen lassen offen, was genau bis dahin passieren müsste und wie (und ob) die Forderung überhaupt realisiert werden kann.

Solche Forderungen gehen nicht explizit auf die Quellen von Treibhausgasen ein, die es ja massenweise gibt – jedes Auto mit Benzin- oder Dieselmotor, jedes mit Schwer- bzw. Dieselöl betriebene Schiff, jedes kommerzielle Flugzeug, jede Öl- und Gasheizung und jedes Kohlekraftwerke produzieren etwa CO2-Emissionen.

Da nur begrenzt Platz für weitere Wälder zur Verfügung steht und da andere Technologien für negative Emissionen [3], die der Atmosphäre CO2 entziehen, bisher nur als teure und nicht in großem Stil einsetzbare Prototypen existieren, müssen praktisch alle diese Emissionsquellen abgeschaltet werden, um die Nettonull zu erreichen. Und das geht nicht von heute auf morgen – wenn etwa im Jahr 2023 noch Benzinautos verkauft werden, ist klar, dass die Nettonull im Jahr 2025 unmöglich ist, weil die Besitzer:innen neuer Autos erwarten, diese länger als zwei Jahre fahren zu können. Realistischer Weise muss wohl allen neuen Emissionsquellen eine Nutzungsdauer von mindestens zehn Jahren eingeräumt werden, innerhalb deren sie noch eingesetzt werden können, denn dass praktisch neue Motoren und Generatoren nach wenigen Monaten oder Jahren wieder verschrottet werden müssen, dürfte schwer vermittelbar sein und macht auch ökologisch wenig Sinn.

Fossiler Ausstieg

Was es also braucht, ist zunächst ein Verbot neuer Emissionsquellen: Keine öl-, gas- oder kohlebetriebenen Motoren oder Generatoren dürfen mehr in Umlauf gebracht werden, und ebenso keine Maschinen, die solche Motoren oder Generatoren verwenden – also keine Benzin- oder Dieselautos, keine Dieselölschiffe, keine Kerosin-betriebenen Flugzeuge, keine Ölheizungen oder Kohlekraftwerke und so weiter. Ebenso dürfen keine neuen Abbauanlagen für fossile Energieträger mehr eröffnet werden – keine Abbaustätten für Kohle oder Ölsand, keine Förderung von Erdöl oder Erdgas. Um noch eine Chance zu haben, das Überschreiten kritischer Kipppunkte und damit einen unkontrollierbaren Anstieg der Temperaturen um vier Grad oder mehr zu verhindern, müsste solch ein Verbot möglichst rasch und in möglichst vielen Ländern in Kraft treten.

Für bereits laufende Motoren, Generatoren und Abbauanlagen könnte es noch eine Schonfrist von zehn Jahren geben – spätestens dann müssten sie jedoch außer Dienst gestellt werden. Das schließt nicht aus, dass einzelne besonders emissionslastige Anlagen – etwa ältere Kohlekraftwerke – schon früher schließen müssen. Ein Verkauf von Emissionsquellen – etwa Benzinautos – auf dem Gebrauchtmarkt ist zulässig, solange sie noch betrieben werden dürfen und sofern sie nicht in ein anderes Land verkauft werden, wo für die Abschaltung weniger strenge Regeln gelten.

Bei der Verbrennung von fossilen Energieträgern freigesetztes CO2 ist die wichtigste Ursache für Emissionen, aber nicht die einzige. Gemäß Berechnungen des Global Carbon Project (2018, 7, 29, 67) entstanden 2008 bis 2017 im jährlichen Durchschnitt 34,4 Gigatonnen CO2-Emissionen bei der Verbrennung fossiler Energieträger und bei industriellen Prozessen. 96 Prozent dieser Emissionen stammen aus der Verbrennung von Gas, Öl und Kohle sowie dem Abfackeln [4] von Gas während der Erdölproduktion.

Die restlichen 4 Prozent (2017: 1,5 Gigatonnen) kommen ganz überwiegend aus der Zementproduktion. Um bei den Emissionen auf null zu kommen, müssen auch diese 4 Prozent eliminiert werden. Auf die Verwendung von Zement bei der Betonproduktion kann wahrscheinlich nicht innerhalb weniger Monate komplett verzichtet werden, aber es gibt auch zement- und emissionsfreie Betonsorten. Teils sind diese bereits kommerziell erhältlich (Carbicrete [5], Cemfree [6]), teils im Stadium der Produktentwicklung (Ferrock [7], Oxara Cleancrete [8]), teils noch universitäre Forschungsvorhaben (ETH Zürich [9], TU Delft [10]) – die Liste strebt keine Vollständigkeit an. Um diese Emissionsquelle auf null zu reduzieren, könnte Firmen aus der Bauindustrie vorgeschrieben werden, dass der von ihnen verwendete Beton im ersten Jahr im Durchschnitt nur noch 90 Prozent der Emissionen von herkömmlichem Beton abgeben darf, im zweiten Jahr 80 Prozent und so weiter. Nach zehn Jahren darf dann nur noch komplett emissionsfreier Beton verarbeitet werden.

Landnutzung und Landwirtschaft

Weitere 5,3 Gigatonnen CO2 kamen im jährlichem Durchschnitt aus sog. Landnutzungsänderungen (Global Carbon Project 2018, 7, 67). In den allermeisten Fällen geht es hier um Entwaldung, die Umwandlung von Waldflächen in landwirtschaftliche genutzte oder besiedelte Flächen; auch durch Menschen verursachte Waldbrände sind eine Ursache von Entwaldung. Emissionen aus Entwaldung lassen sich nur auf null bringen, indem die Entwaldung gestoppt oder durch Aufforstungen in mindestens ebenso großem Umfang ausgeglichen wird.

Entwaldung findet großteils [11] nicht in hochentwickelten Industrieländern statt, sondern in Schwellenländern wie Brasilien, Kolumbien, Peru und Malaysia sowie in Entwicklungsländern wie Bolivien, Indonesien, dem Kongo (Kinshasa) und Madagaskar. Europäische Länder können hier also nur bedingt Einfluss nehmen – sie können aber lokale Praktiken, die ohne Entwaldung auskommen, fördern und Produkte, die mutmaßlich oder erwiesenermaßen aus frisch entwaldeten Gegenden kommen, mit Importverboten oder hohen Importzöllen belegen. Zudem können sie ihre eigenen Waldflächen vergrößern und auf diese Weise Emissionen binden.

Weitere in großen Mengen von Menschen emittierte Treibhausgase sind insbesondere Methan (CH4) und Lachgas (N2O). Laut Our World in Data entsprecht das Treibhauspotential [12] des jährlich ausgestoßenen Methans etwa 8 Gigatonnen CO2-Äquivalenten (abgekürzt CO2e) – das heißt, über einen Zeitraum von 100 Jahren betrachtet hat es denselben Effekt auf das Klima wie die genannte Menge an CO2. Die Wirkung des jährlich emittierten Lachgases entspricht etwas 3 Gigatonnen (Gt) CO2e. Weitere Treibhausgase tragen zusammen nur etwa eine 1 Gigatonne CO2e bei, davon kommt der allergrößte Teil (über 80 Prozent) von Fluorkohlenwasserstoffen (FKW, engl. HFC).

Methanemissionen kommen großteils aus der Landwirtschaft (2,8 Gt CO2e), Energieproduktion (2,6 Gt) sowie aus Mülldeponien (1,3 Gt). Lachgasemissionen kommen großteils (2,2 Gt CO2e) aus der Landwirtschaft; zahlreiche weitere Quellen tragen jeweils nur vergleichsweise wenig CO2e bei (die größte dieser Quellen ist die Energieproduktion mit 0,18 Gt).

Insbesondere bei der Landwirtschaft sind also klarerweise Änderungen nötig – selbst wenn landwirtschaftliche Betriebe nur erneuerbare Energien verwenden und so keine direkten CO2-Emissionen produzieren würden, kämen immer noch 5,0 Gigatonnen CO2-Äquivalente aus Methan und Lachgas zusammen. Laut eines aktuellen Berichts des Weltklimarats stammen zwei Drittel der landwirtschaftlichen Methanemissionen aus der Haltung von Nutztieren – großteils wird es bei den Verdauungsprozessen von Wiederkäuern [13] wie Rindern und Schafen freigesetzt. Weitere 24 Prozent entstehen beim Anbau von Reis, überwiegend in Asien (IPCC 2019, 2-38 f.).

Ein schon vor einigen Jahren veröffentlichter Bericht der Welternährungsorganisation (Gerber u.a. 2013) hat untersucht, wie viele Treibhausgasemissionen bei der Herstellung verschiedener tierischer Produkte entsteht. Die „Emissionsintensität“ (EI) wird dabei in Kilogramm CO2-Äquivalente pro Kilogramm Produkt (z.B. Fleisch) gemessen – je höher die entsprechende Zahl, desto klimaschädlicher ist das Produkt. Bei Milch wird dabei eine typische Vollmilch mit 4 Prozent Fett und 3,3 Prozent Protein betrachtet (ebd., xix).

Problematisch sind hier insbesondere das Fleisch von Rindern (EI: 46,2), Büffeln (EI: ca. 52) sowie Schafen und Ziegen (EI: 23,8). Deutlich weniger schädlich – mit Emissionsintensitäten unter 7 – ist das Fleisch von Schweinen (EI: 6,1) und Hühnern (EI: 5,4); Hühnereier haben eine Emissionsintensität von lediglich 3,7. Die Milch der meisten Wiederkäuer ist im Gegensatz zu ihrem Fleisch vergleichsweise wenig schädlich – ihre Emissionsintensität liegt zwischen 2,8 (Kuhmilch) und 5,2 (Ziegenmilch). Etwas ungünstiger ist die Milch von Schafen, da diese geringere Erträge liefern (EI: 8,4). In Industrieländern, wo auf hohe Erträge gezüchtete Tiere optimal ernährt werden, liegt die Emissionsintensität von Kuhmilch sogar unter 1,7 (ebd., 23, 26, 31 f., 35).

Die Autor:innen des Berichts stellen fest, dass es zwischen verschiedenen Betrieben starke Unterschiede gibt und dass die Emissionen des gesamten Sektors um 30 Prozent reduziert werden könnten, wenn alle Produzenten die Praktiken der 10 Prozent besten (in Bezug auf die Emissionsintensität) Betriebe übernehmen würden – jeweils in Bezug auf eine bestimmte Produktgruppe und Region gesehen (ebd., 45 f.). Das ist offensichtlich wünschenswert und sollte, sofern praktikabel, gesetzlich vorgeschrieben werden – aber es reicht nicht, solange nicht auch die verbleibenden 70 Prozent deutlich reduziert werden. Ebenfalls nötig wäre es deshalb, den Verkauf bzw. Verzehr des Fleisches von Wiederkäuern (Rinder, Büffel, Schafe, Ziegen) komplett zu verbieten. Wer Schweine- bzw. Hühnerfleisch statt Rindfleisch isst, reduziert die Emissionsintensität des Fleischkonsums um 87 bzw. 88 Prozent – beim Umstieg auf Milchprodukte, Eier oder pflanzliche Produkte ist eine noch stärkere Reduktion möglich.

Die beim Reisanbau entstehenden Methanemissionen sind, wie erwähnt, ebenfalls nicht zu vernachlässigen: etwa 24 Prozent der gesamten landwirtschaftlichen Methanemissionen oder gegen 700 Megatonnen CO2e pro Jahr. Auf null reduziert werden können diese nicht, es gibt aber Methoden, wie sie zumindest stark reduziert werden können (siehe z.B. Ali u.a. 2019, Islam u.a. 2018).Da Reis größteils [14] in asiatischen Ländern wie China, Indien und Indonesien angebaut wird, können Deutschland und Europa hier wenig direkten Einfluss nehmen. Sie können aber die Verbreitung derartiger Techniken fördern und den Import von Reis, dessen Anbau nicht entsprechende Kriterien erfüllt, verbieten.

Das im Energiesektor freigesetzte Methan (etwa ein Drittel aller menschengemachten Methanemissionen) entsteht praktisch komplett bei der Extraktion und Verwendung fossiler Brennstoffe. Dies ist ein weiterer wichtiger Grund, warum die Verwendung und Verbrennung von Öl, Gas und Kohle möglichst bald beendet werden muss.

Müll und Dünger

Die Freisetzung von Methan aus Mülldeponien (etwa ein Sechstel aller Methanemissionen) lässt sich nicht komplett verhindern. Eine Möglichkeit, das freigesetzte Methan zumindest sinnvoll zu verwenden, besteht in der Aufbereitung des bei Zersetzung des Müll entstehenden Deponiegases [15] in sog. Produktgas, das etwa in Gasheizungen anstelle von Erdgas verwendet werden kann (Gas besteht zu 75 bis 99 Prozent [16] aus Methan). Wenn Gas (und damit Methan) verbrannt wird, entsteht allerdings CO2, das freigesetzt wird – das ist aber zumindest kurz- und mittelfristig weniger schädlich, da das Treibhauspotential [12] von Methan deutlich größer ist als das von CO2 (28-mal so groß bezogen auf 100 Jahre, sogar 84-mal so groß bezogen auf 20 Jahre).

Optimal ist das aber natürlich nicht, zumal selbst bei gut konstruierten Mülldeponien wohl nur bis zu 60 Prozent des entstehenden Methans abgefangen und in Produktgas umgewandelt werden können. Ebenfalls wichtig ist es deshalb, die anfallenden Müllmengen so gut es geht zu reduzieren, durch mehr Recycling, langlebigere und besser reparierbare Produkte, Verzicht auf Wegwerf- und andere nicht dringend benötigte Produkte, „Cradle to Cradle“-Design etc.

Lachgas (N2O) wird vor allem in der Landwirtschaft bei der Verwendung von Stickstoffdüngern [17] (Stickstoff ist das N in N2O) freigesetzt, da diese oft übertrieben eingesetzt werden. Werden solche Dünger auf Böden aufgetragen, die sie nicht (oder nicht komplett) aufnehmen können, bildet sich Lachgas aus dem ungenutzten Dünger – im Schnitt betrifft das die Hälfte allens in Dünger verwendeten Stickstoffs (IPCC 2019, 2-42). Je sorgsamer solche Dünger eingesetzt werden, desto weniger Lachgas entsteht also. Ökologische Landwirtschaft ist hier deutlich besser als konventionelle, da sie auf synthetische Stickstoffdünger komplett verzichtet und natürliche Dünger wie Kuhdung [18] sparsamer einsetzt. Dadurch werden die Lachgasemissionen pro Fläche um durchschnittlich 40 Prozent reduziert (allerdings fallen teilweise auch die Erträge etwas geringer aus). Ein kompletter Verzicht auf synthetischen Dünger ist zur Verringerung der Lachgasemissionen vielleicht nicht generell nötig, aber Praktiken einer sparsameren Düngerverwendung, die denen der ökologischen Landwirtschaft entsprechen, sollten prinzipiell gefördert und, wenn nötig, gesetzlich vorgeschrieben werden.

Eine gute Nachricht gibt es in Bezug auf die Fluorkohlenwasserstoffe, die letzte erwähnte Sorte von Treibhausgasen, die jährlich etwa 0,8 Gigatonnen CO2e zur Erderwärmung beitragen. 2016 wurde in einem Zusatzabkommen [19] zum Montreal-Protokoll [20] zum Schutz der Ozonschicht beschlossen, dass die Industrieländer ihre FKW-Emissionen bis zum Jahr 2036 um mindestens 85 Prozent reduzieren müssen, während alle anderen Länder dafür noch neun bis elf Jahre mehr Zeit haben. Das sollte immerhin diesen Teil der Emissionen in überschaubarer Zeit deutlich reduzieren – allerdings wäre es gut, wenn die vorgesehenen Zeiträume nicht voll ausgeschöpft werden, sondern wenn der Ausstieg schneller und zu 100 statt 85 Prozent erfolgt.

Zusammenfassung

Zusammenfassend: Was ist stofflich zu tun, wenn die Klimakatastrophe noch abgewendet werden soll?

  • Sofortiges Verbot neuer fossil betriebener Maschinen und Anlagen (Benzin- und Dieselautos, Dieselölschiffe, Kerosin-betriebene Flugzeuge, Ölheizungen, Kohlekraftwerke etc.).
  • Sofortiges Verbot neuer Abbauanlagen für fossile Energieträger.
  • Abschaltung von allen fossil betriebenen Maschinen und Anlagen sowie Abbauanlagen innerhalb von zehn Jahren (oder schneller).
  • Ansteigende Verschärfung der Emissionsvorschriften für Beton, bis in zehn Jahren nur noch emissionsfreier Beton verarbeitet werden darf.
  • Sofortiger Stopp bzw. Ausgleich aller Emissionen aus Landnutzungsänderungen – sofern Entwaldungen im Einzelfall unvermeidlich sind, müssen sie durch Aufforstungen im mindestens gleichen Umfang ausgeglichen werden.
  • Förderung emissionsreduzierender Praktiken in den Landwirtschaft – insbesondere bei der Tierhaltung, beim Reisanbau und bei der Verwendung von Dünger.
  • Verkaufsverbot für das Fleisch von Wiederkäuern (Rinder, Büffel, Schafe, Ziegen).
  • Möglichst weitgehende Reduktion der Müllmengen durch Recycling, langlebigere Produkte, „Recht auf Reparatur“ etc.

Grundsätzlich spielt es dabei keine sonderlich große Rolle, ob diese Maßnahmen durch möglichst viele nationale Regierungen umgesetzt werden, die sich im Rahmen des Pariser Abkommens [21] zu deutlich ambitionierteren Reduktionszielen bekennen als das bisher der Fall ist – oder aber von einer „Weltregierung Light“ (Benni) oder einem losen Netzwerk kommunistischer Communen (sofern es nächstes Jahr doch noch überraschend mit der Weltrevolution klappen sollte). Die nötigen Maßnahmen würden in allen Fallen im Kern dieselben sein. Wichtig ist allerdings, dass sie schnell ergriffen werden. Jedes Jahr, in dem effektiv (wie global betrachtet bisher) nichts geschieht, erhöht das Risiko, dass der Emissionsabbau nicht mehr rasch genug stattfinden kann, um das Überschreiten kritischer Kipppunkte zu verhindern.

Literatur


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[1] Foto: https://www.flickr.com/photos/65411580@N04/41037879970

[2] f: https://extinctionrebellion.de/wer-wir-sind/unsere-forderungen/

[3] negative Emissionen: https://de.wikipedia.org/wiki/Negative_Emissionen

[4] Abfackeln: https://de.wikipedia.org/wiki/Abfackelung

[5] Carbicrete: https://solve.mit.edu/challenges/circular-economy/solutions/7560

[6] Cemfree: https://www.theguardian.com/sustainable-business/2015/apr/30/david-ball-group-invents-cement-free-concrete

[7] Ferrock: https://www.spektrum.de/video/klimafreundliches-bauen-neuartiger-beton-als-co2-schwamm/1501829

[8] Oxara Cleancrete: https://www.ethz-foundation.ch/nachhaltiger-bauen-pioneer-fellow-gnanli-landrou-macht-es-moeglich/

[9] ETH Zürich: https://ethz.ch/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2015/09/eine-bauwelt-ohne-zement.html

[10] TU Delft: https://www.tudelft.nl/en/ceg/research/stories-of-science/a-cement-free-concrete-canoe/

[11] großteils: http://www.mightyearth.org/heres-what-deforestation-looks-like-in-2019-and-what-we-can-do-about-it/

[12] Treibhauspotential: https://de.wikipedia.org/wiki/Treibhauspotential

[13] Wiederkäuern: https://de.wikipedia.org/wiki/Wiederk%C3%A4uer

[14] größteils: https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_gr%C3%B6%C3%9Ften_Agrarproduzenten#L%C3%A4nder_nach_Produktion_(Lebensmittel)

[15] Deponiegases: https://de.wikipedia.org/wiki/Deponiegas

[16] zu 75 bis 99 Prozent: https://de.wikipedia.org/wiki/Erdgas#Allgemeines

[17] Stickstoffdüngern: https://de.wikipedia.org/wiki/Stickstoffd%C3%BCnger

[18] Kuhdung: https://de.wikipedia.org/wiki/Kuhdung

[19] Zusatzabkommen: https://de.wikipedia.org/wiki/Fluorkohlenwasserstoffe#Reduktion_und_Ersatz

[20] Montreal-Protokoll: https://de.wikipedia.org/wiki/Montreal-Protokoll

[21] Pariser Abkommens: https://de.wikipedia.org/wiki/%C3%9Cbereinkommen_von_Paris

[22] https://www.intechopen.com/books/soil-contamination-and-alternatives-for-sustainable-development/management-of-paddy-soil-towards-low-greenhouse-gas-emissions-and-sustainable-rice-production-in-the: https://www.intechopen.com/books/soil-contamination-and-alternatives-for-sustainable-development/management-of-paddy-soil-towards-low-greenhouse-gas-emissions-and-sustainable-rice-production-in-the

[23] http://www.fao.org/3/i3437e/i3437e.pdf: http://www.fao.org/3/i3437e/i3437e.pdf

[24] https://www.globalcarbonproject.org/carbonbudget/archive/2018/GCP_CarbonBudget_2018.pdf: https://www.globalcarbonproject.org/carbonbudget/archive/2018/GCP_CarbonBudget_2018.pdf

[25] https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2019/08/Fullreport-1.pdf: https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2019/08/Fullreport-1.pdf

[26] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969717323641: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969717323641

[27] : https://keimform.de/2019/was-muesste-stofflich-passieren-um-den-klimawandel-noch-zu-stoppen/?share=email

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