Aktuelle Bezüge : Lokale Umweltkatastrophen: Jahrhunderthochwasser Elbe 2002 Trockenheiten...
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Energie und Klimawandel
Dr. rer. nat. Gerhard Luther
Forschungsstelle Zukunftsenergie, c/o Technische Physik-Bau E26, Universität des Saarlandes
Ziel:
Dauerhafte Behaglichkeit und sonstige Energiedienstleistungen
für alle mit immer weniger fossilem Energieeinsatz
Aktuelle Bezüge :
Lokale Umweltkatastrophen: Jahrhunderthochwasser Elbe 2002 Trockenheiten
Austrocknen des Aralsees Extreme Wetterlagen: Hitzesommer 2003 Extrem Hurrikane 2005 ……
Eigentlich kein unmittelbarer Bezug zum Treibhauseffekt, aber die Wahrnehmung und das Bewusstsein werden geschärft.
Siehe Datei V00a_Hitzesommer2003.ppt
Aktuelle Bezüge : Extreme Wetterlagen:
Hitzesommer 2003
Extrem Hurrikane 2005 ……
Siehe Dateien: V00a_Hitzesommer2003.ppt V00a2_Hurrikan Saison 2005_Schoenwiese..ppt
Energie und Klimawandel
Dr. rer. nat. Gerhard Luther
Forschungsstelle Zukunftsenergie, c/o Technische Physik-Bau E26, Universität des Saarlandes Tel.: 302-2737; e-mail: [email protected]
0. Einführung und extended abstract: Einige Fakten zur Klimaproblematik; Energieeinheiten und Größenordnungen
1. Die Energiesituation in Deutschland und in der Welt 1.1 Energieverbrauch in Deutschland 1.2 Energieverbrauch in der Welt 1.3 Wachstum des Energieverbrauches Einflußfaktoren. Bevölkerungswachstum und Wirtschaftsentwicklung 1.4 Vorräte fossiler Energiequellen: Reserven und Ressourcen
2. Klimawandel - Auswirkungen des Einsatzes fossiler Energieträger, 2.1 Unmittelbare Umweltverschmutzung 2.2 Das Klima der Erde: Vielfalt, Ordnung und Komplexität 2.3 Klimawandel 2.4 Internationale Klimapolitik als Antwort auf drohenden Klimawandel
3. Nutzung ewiger Energiequellen Kernfusion und Sonne als Energieressource, Wind- insbesondere offshore; Biomasse; Geothermie
4. Sparsame Nutzung externer Energiequellen Wärmepumpe; Brennstoffzelle; Brennwertkessel; SWK;Wärmetauscher
5. Energiedienstleistungen: Energierelevante Ansprüche an Gebäude u.a. Thermische Behaglichkeit (incl. Frischluft)
Energie und Klimawandel WS 2006/07
Dr. rer. nat. Gerhard Luther
Forschungsstelle Zukunftsenergie (FZE ) c/o Technische Physik,
Universität des Saarlandes Bau E26 , Zimmer 2.03
Telephon: 0049- 0681 - 302-2737;
e-mail: [email protected]
[email protected] (auch größere Dateien)
homepage mit Link zur Vorlesung: http://www.uni-saarland.de/fak7/fze/
Vorlesung: Mittwoch, 15 -17 Uhr, Bau E26, 2.OG., Seminarraum 2.22
Internetseite vorführen !
Energie und Klimawandel
0. Einführung 0.1 Warum interessiert uns das Thema - der große Zusammenhang
0.2 Einige Fakten zur Einführung in die Problematik Energie und Klima
0.3 Aufbau der Vorlesung
0.4 Energie und Treibhausgase
0.5 Energieeinheiten unf Größenordnungen
0.6 Was ist Energie
Energie und Klimawandel
0. Einführung 0.1 Warum interessiert uns das Thema - der große Zusammenhang
Es gab und gibt:
- lokale Umweltverschmutzung (-veränderung)
- globale Umweltprobleme (WEHAB, nicht nur Klima) - endliche und erwartet knappe Ressourcen bei wachsender Bevökerung - eine ungleiche Verteilung und einen großen Nachholbedarf an Lebensstandard
Dies alles hängt in großem Ausmaße mit Energienutzung zusammen.
0.1
Der große globale Zusammenhang
Status und Trends in den Bereichen: - Bevölkerungsentwicklung
- WEHAB ( Water, Energy , Hygiene, Agriculture, Biodiversity)
Bericht des Generalsekretärs Nitin Desai zum World Summit on Sustainable Development,
Johannesburg, 2002
Siehe Datei V00b_WS2002_CriticalTrends .pptGoto->
Siehe Datei V00b_WS2002_CriticalTrends .ppt
IEA: World Energy Outlook 2002, Chap. 13: Energy & Power
1. The Link between Energy use and Poverty2. Access to Electricity3. Biomass Use .
Quelle:IEA_WEO2002_13-Energy&Poverty.pdf
Goto->
Siehe Datei V00c_Energy_and_Poverty.ppt
Optimistische Schlussfolgerung:
Es reicht für alle
Moralische Aufforderung:
Es muss für alle reichen
Energie und Klimawandel
einige Fakten zur Einführung
0.2 Einige Fakten zur Einführung in die Problematik
0.2 Einige Fakten zur Einführung in die Problematik .21 Entwicklung des Weltenergieverbrauchs
.22 Entwicklung der Bevölkerung .23 The Earth's climate system has changed, globally and regionally, with some of these changes being attributable to human activities. 0.231 Belege, dass sich das Klima verändert hat (T, precipitation pattern, sea level) 0.232 The Identification of a human Influence on Climate Change .24 Treibhausgase in der Atmosphäre seit der industriellen Revolution
.25 Projektionen und Szenarios für das 21. Jahrhundert
.26 Was tun? Erste Ansätze der Internationalen Gemeinschaft
Wichtigste benutzte Literatur für 0.2 :
1. IPCC-COP6a_Bonn2001_WatsonSpeech: Redemanuskript + Bilder
2. IPCC2001_TAR1: Climate Change 2001, The Scientific Basis insbesondere Technical Summary und die jeweils als Quelle oder „Urquelle“ angegebenen Seiten.
Quelle:e.g. /BINE_BE_1: Klima und Energie,1998, Abb3, p.3
Entwicklung des Weltenergieverbrauchs (in EJ)
Nicht erfasst sind:Brennholz, Dung und andere Biomasse(Entwicklungsländer)
0.21
Quelle: UN Report „Global Change - Global Opportunity“, World Summit 2002, Johannesburg, p14
Consumption of all types of energy is growing
__500 [EJ/a]
__400 [EJ/a]
Evolution from 1971 to 2004 of
World Total Primary Energy Supply by Fuel (Mtoe)
*Excludes electricity trade.**Other includes geothermal, solar, wind, heat, etc.
Quelle: IEA 2006, http://www.iea.org/textbase/nppdf/free/2006/key2006.pdf IEA2006_Key-World-EnergyStatistics_82p.pdf
a
Ungebrochenes Wachstum
Wie geht’s weiter? Was kann man tun?
Aktuelle IEA –Prognose aus dem
World Energy Outlook 2006
BQuelle: Vorträge von Claude Mandil auf der CC-Konferenz, Monterrey, Mexico, 2006-10-03 und Skhirat, Morocco, 2006-10-31
Zum Original: http://www.iea.org/Textbase/speech/2006/mandil/Monterrey.pdf
bzw.: http://www.iea.org/textbase/speech/2006/mandil/morocco.pdf
IEA2006_Mandil_Bridging-theEnergygap_Mexico-Monterrey2006-10_speech-ppt.pdf ; IEA2006_Mandil_Situation-energetiqueMondiale_Skhirat_ppt.pdf
__500 [EJ/a]
__750 [EJ/a]( BAU)
Quelle: IEA 2006 http://www.iea.org/Textbase/speech/2006/mandil/Monterrey.pdf Vortrag Mandil, Folie 2
Quelle: IEA 2006 http://www.iea.org/Textbase/speech/2006/mandil/Monterrey.pdf Vortrag Mandil, Folie 1
BAU
Quelle: IEA 2006 http://www.iea.org/Textbase/speech/2006/mandil/Monterrey.pdf Vortrag Mandil, Folie 6
CCS
CCS
CCS
CCS
CCS
CCS
Quelle: IEA 2005 –Mandil: http://www.iea.org/textbase/speech/2005/mandil/coaltrans.pdf IEA2005-Mandil_Coaltrans_WorldCoalConference_ppt.pdf
Quelle:/Heinloth 97, p21/
0.22 Entwicklung der Weltbevölkerung
BQuelle: Bundesinstitut für Bevölkerungsforschung (BiB) : Bevölkerung -FAKTEN – TRENDS – URSACHEN – ERWARTUNGEN (2004), Abb.33, p.74
UN 2002:
Weltbevölkerung wächst noch auf ca. 11 G Menschen
2050: 9 Milliarden
2000: 6 Milliarden
The Earth's climate system has changed,
globally and regionally
, with some these changes being attributable to human activities.
0.23
•The Earth has warmed 0.6± 0.2 [K] since 1860 with the last two decades being the warmest of the last century; •The increase in surface temperatures over the 20th Century for the Northern hemisphere is likely to be greater than that for any other century in the last 1000 years; •Precipitation patterns have changed with an increase in heavy precipitation events in some regions;
•Sea level has risen 10-20 cm since 1900; most non-polar glaciers are retreating; and
the extent and thickness of Arctic sea ice is decreasing in summer;
Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_WatsonSpeech: p 1-Summary
0.231 Das Klima hat sich bereits entsprechend der Erwartungen verändert
Quelle: www.wmo.ch/web/Press/Press670.htm_graph1, erhalten 2002_0128; wmo_climate2001_fig1....jpeg /
Global Mean Temperatures 1860-2001
Erhalten 2005_1221
Aktueller Stand: Oberflächennahe Erdtemperatur
_____2005_1-11
Millennial Northern Hemisphere (NH) Temperature from AD 1000-1999
Source: Mann et al. 1999.
Quelle: IPCC_2000_WatsonSpeech: Fig 1
The 1990s were warmer than at anytime during the last 1000 years
0.232 The Identification of a human Influence on Climate Change
„In the light of new evidence and taking into account the remaining uncertainties, most of the observed warming over the last 50 years is likely to have been due to the
increase greenhouse gas concentrations. “
IPCC 2001: TAR_wg1:
E. The Identification of a human Influence on CC E.8 Synopsis
Quelle: IPCC_2001_TAR_TS: p. 61
Treibhausgase in der Atmosphäre seit
der industriellen Revolution
0.24
Human activities are increasing
the atmospheric concentrations of:
• greenhouse gases that warm the atmosphere
and, in some regions, of
• sulfate aerosols that cool the atmosphere;
Most of the observed warming of the last 50 years is
attributable to human activities
http://cdiac.esd.ORNL.gov/trends/co2/graphics/Sio-mlgr.gif
Berichtsstand:Ende 2000update vom 2001_0813
http://cdiac.ornl.gov/trends/co2/sio-mlo.htm
http://cdiac.ornl.gov/trends/co2/graphics/mlo145e_thrudc04.pdf
Berichtsstand:Mitte 2005update vom 2006_0130
Carbon emissions and uptakes since 1800 (Gt C)
180
110
115
265
140Land use change
Fossil emissions
Atmosphere
Oceans
Terrestrial
Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_wg1_3_Watson
SPM 3
Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_wg1_1_Houghton
Projektionen und Szenarios
für das 21. Jahrhundert-
0.25
Main climate changes
• Higher temperatures - especially on
land
• Sea level rise
• Hydrological cycle more intense
• Changes at regional level
Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_wg1_1_Houghton
0.253
CO2, temperature, precipitation and sea level in the 21.th century
All IPCC projections show that the atmospheric concentration of CO2 will increase significantly during the 21th century in the absence of climate change policies; Climate models project that the Earth will warm 1.4 to 5.8 °C between 1990 and 2100, with most land areas warming more than the global average;
Precipitation will increase globally, with increases and decreases locally, with an increase in heavy precipitation events over most land areas;
Sea level is projected to increase 8-88 cm between 1990 and 2100;
Models project an increase in extreme weather events, e.g. heatwaves, heavy precipitation events, floods, droughts, fires, pest outbreaks, mid-latitude continental summer soil moisture deficits, and increased tropical cyclone peak wind and precipitation intensities.
Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_WatsonSpeech: p 1-Summary
Global mean surface temperature is projected to increase during the 21st century
Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_WatsonSpeech: Fig 11
Projected surface temperatures for the 21st century would be unheralded in the last 1000 years
Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_WatsonSpeech: Fig 12
Tens of millions of people are projected to be at risk of being displaced by sea level rise Assuming 1990s Level of Flood Protection
Source: R. Nicholls, Middlesex University in the U.K. Meteorological Office. 1997. Climate Change and Its Impacts: A Global Perspective.
Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_WatsonSpeech: Fig 18
Projected changes in climate will have
both beneficial and adverse effects on
• water resources,
• agriculture,
•natural ecosystems • human health,
but:
• the larger the changes in climate -
- - the more the adverse effects dominate
Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_WatsonSpeech: p 2-Summary
Quelle: „Stern Report“, UK-Government: http://www.hm-treasury.gov.uk/media/987/6B/Slides_for_Launch.pdf
Aus dem „Stern Report“ der UK-Regierung:
Was tun ?
Erste Ansätze der Internationalen Gemeinschaft
0.26
UNITED NATIONS FRAMEWORK CONVENTION ON CLIMATE CHANGE:
UNFCC92: Rio de Janeiro 1992
ARTICLE 2: OBJECTIVE The ultimate objective of this Convention .... is to achieve, .…
stabilization of greenhouse gas concentrations in the atmosphere
at a level that would prevent dangerous anthropogenic interference with the climate system.
Such a level should be achieved within a
time-frame sufficient :
• to allow ecosystems to adapt naturally to climate change.• to ensure that food production is not threatened, and • to enable economic development to proceed in a sustainable manner.
Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_wg1_1_Houghton
Stabilization of the atmospheric concentration of carbon dioxide will require significant emissions reductions
Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_WatsonSpeech: Fig 19
COP := Conference of the Parties) - “Klimagipfel”
COP1 1995 Berlin
COP2 1996 Genf
COP3 1997 Kyoto
COP4 1998 Buenos Aires
COP5 1999 Bonn
COP6 2000 Den Haag
COP6b 2001 Bonn
COP7 2001 Marrakesh
COP8 2002 Neu-Delhi
UNFCC : Die Konferenzen der Vertragsstaaten
COP 9 2003 Mailand
COP 10 2004 Buenos Aires
COP 11 2005-12 Montreal
COP 12 2006-11 Nairobi
Weblinks der letzten COP‘s
http://unfccc.int/meetings/cop_11/items/3394.php Programm und Tagesordnung der COP 11, 25. November bis 9. Dezember 2005 http://unfccc.int/meetings/cop_12/items/3754.php Programm und Tagesordnung der COP 12, 6. bis 17. November 2006
http://www.bmu.de/klimaschutz/internationale_klimapolitik/12_klimakonferenz/doc/38051.php 12. Weltklimakonferenz, 6. - 17. November 2006 in Nairobi
Quelle der Links: WikipediaVon „http://de.wikipedia.org/wiki/UN-Klimakonferenz“
COP 3 :
Das Kyoto Protokoll
Übereinkommen:
Die Industrieländer (!!) verpflichten sich,
ihre gemeinsamen Emissionen von insgesamt 6 Treibhausgasen
für den Zeitraum 2008 bis 2012
um mind. 5 % gegenüber 1990 zu reduzieren
Weitere Verpflichtungen der Vertragsparteien:
• Verbesserung der Energieeffizienz in den Volkswirtschaften
• Entwicklung u. Förderung von erneuerbaren Energien und Technologien zum Klimaschutz
• Vermeidung von negative Klimaauswirkungen bei Umsetzung von Maßnahmen
Kyoto- Protokoll
• System zum Emissionshandel
• CDM = Clean Development Mechanism (Mechanismus für umweltverträgliche Zusammenarbeit mit Entwicklungs- ländern)
• JI = Joint Implementation ( Gemeinsame Umsetzung mit anderen Industrieländern)
Kyoto Protokoll: Drei Mechanismen zur Zielereichung:
Stand am 23.09.2004:
• 84 Vertragsstaaten habenunterzeichnet
• 125 Vertragsstaaten haben bereits ratifiziert
44,2 % der auf Industrieländer entfallenen Emissionen erreicht
Grenzwert für In-Kraft-Tretung des Protokolls: 55 %
Urquelle: http://unfccc.int/resource/kpthermo_if.html
Das Kyoto Protocol und seine Schwellen
Quelle: IEA (International Energy Agency)
Quelle: UN Report „Global Change - Global Opportunity“, World Summit 2002, Johannesburg, p16
CO2 emissions continue to grow
Quelle: UN Report „Global Change - Global Opportunity“, World Summit 2002, Johannesburg, p17
Soll:CO2 Sparen
Quelle: UN Report „Global Change - Global Opportunity“, World Summit 2002, Johannesburg, p17
Ist:CO2 Sparer
IPCC Website
http://www.ipcc.ch
Summary for Policymakers (SPM)
Drafted by a team of 59
Approved ‘sentence by sentence’
by WGI plenary (99 Governments and 45 scientists)
14 chapters
881 pages
120 Lead Authors
515 Contributing Authors
4621 References quoted
IPCC: Climate Change 2001- The Scientific Basis
Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_wg1_1_Houghton
Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_wg1_1_Houghton
Wichtigste SpezialInfos bei : IPCC Data Distribution Centre Gateway http://ipcc-ddc.cru.uea.ac.uk/
Umfassende Information über Climate Change beim IPCC
lokal im Netz
IPCC- homepage: http://www.ipcc.ch/index.html presentations: http://www.ipcc.ch/present/presentations.htm
speeches: http://www.ipcc.ch/press/speech.htm
Präsentation des „Stern Report“ der UK-Regierung am 30.10.2006 in HM Treasury:
Lokal: SternReview_on-theEconomics-ofClimateChange-CC_2006ppt.pdf SternReview_on-theEconomics-ofClimateChange-CC_2006_ppt_SpeakingNotes.pdf
UrQuelle der Original-Vortragsfolien + SpeakingNotes:http://www.hm-treasury.gov.uk/media/987/6B/Slides_for_Launch.pdfhttp://www.hm-treasury.gov.uk/media/99D/3D/sternreview_speakingnotes.pdf
Goto:V00d_Stern‘sPresentation
Exkurs
Ablage
0. Einführung: Energie und CC im großen Zusammenhang 0.1 Warum interessiert uns das Thema - der große Zusammenhang
0.2 Einige Fakten zur Einführung in die Problematik .21 Entwicklung des Weltenergieverbrauchs
.22 Entwicklung der Bevölkerung .23 The Earth's climate system has changed, globally and regionally, with some of these changes being attributable to human activities. 0.231 Belege, dass sich das Klima verändert hat (T, precipitation pattern, sea level) 0.232 The Identification of a human Influence on Climate Change
.24 Treibhausgase in der Atmosphäre seit der industriellen Revolution
.25 Projektionen und Szenarios für das 21. Jahrhundert
.26 Was tun? Erste Ansätze der Internationalen Gemeinschaft
EKW1: Wdh_3. Stunde
Combined annual land-surface, air and sea-surface temperatures from 1860-2002 relative to 1961-1990 for the globe; the solid curves have sub-decadal time-scale variations smoothed with a binomial filter.(Sources: Climatic Research Unit, University of East Anglia and Hadley Centre, The Met Office)
Global Mean Temperatures 1860-2002
Quelle: www.wmo.ch/web/Press/PressRelease684, erhalten 2003_0227; Speicher: WMO_Rep684_Climate2002_PR.pdf, p.5/
‘98‘02