Climate Change Causes Impacts Solutions Klimawandel fordert Anpassung Dr. Franz Prettenthaler...

ClimateChange

Causes

Impacts

Solutions

Klimawandel fordert Anpassung

Dr. Franz PrettenthalerJOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH

IV Steiermark, 14. September 2009

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ClimateChange

Causes

Impacts

Solutions

Übersicht

Klimawandel Fakten und Spekulation

Klimapolitik - Mitigation Adaption

Beispiel Heizen und Kühlen

Ausblick

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Klimawandel: Fakten und Spekulation

Langfristiger natürlicher Einfluß (Jahrmillionen) 1:Wandernde Kontinente (A. Wegener)

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Langfristiger natürlicher Einfluß (Jahrmillionen) 2:Treibhausgase

Rekonstruktion des CO2-Gehalts der Atmosphäre in den vergangenen 600 Millionen Jahren. Relativ zu heute (300ppm = 1). Quelle: Huber, McLeod, Wing, 2000

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Natürliche Antriebe auf der mittellangen Zeitskala (Jahrhunderttausende)

Die Milanković-Zyklen der astronomischen Erdbahneigenschaften in den letzten 1 Million Jahren:. Quelle: Berger, 1992

E: Erdbahn-Ellipse

P: Präzession

T: Neigung der Erdachse

350

375

400

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450

475

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0-100-200-300-400-500-600-700-800-900-1000

Jahrtausende vor heute

MITTLERE SONNENEINSTRAHLUNG IM JUNI in 65°N

Watt pro m

2

EemCromerHolstein

FHM

413.000-Jahres Superzyklus

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700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

W/m2

Kalenderjahre

MaMDaM

SpM

Lean et al., 2000Bard et al., 2000


Natürliche Antriebe auf der mittellangen Zeitskala (Jahrhunderttausende) 2: Sonnenintensität

2 Rekonstruktionen der SCHWANKUNGEN DER SONNENINTENSITÄT schwarz: aus direkten Beobachtungen der Sonnenflecken (Lean et al., 2000)

grau: indirekt abgeleitet aus kosmogenen - 14C- und 10Be-Isotopen in Baumringen und Eisbohrkernen (Bard et al., 2000)

SpM: Spörer Minimum, MaM: Maunder Minimum, DaM: Dalton MInimum

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Natürliche Antriebe auf der mittellangen Zeitskala (Jahrhunderttausende) 3: Vulkanausbrüche

1000-Jahres Rekonstruktion des Klimaantriebes durch EXPLOSIVE VULKAN AUSBRÜCHE,

Aus Eisbohrkernen und direkten Beobachtungen. (Crowley, 2000)

-12-11-10

-9-8-7-6-5-4-3-2-10

1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000K

lima

an

trie

b

W/m2

Kalenderjahre

1992 Pinatubo1815

Tambora1259 el

Chichón?

1883 Krakatau

1991/92

Pinatubo

Verlust durch Reflexion

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Kurzfristiger künstlicher Einfluß (Jahrhunderte) 1:Treibhausgase (Nettoeffekt: Erwärmung)

Die drei LANGLEBIGEN TREIBHAUSGASE 1500-2007 aus Eisbohrkernen und direkten Messungen,

Quelle: Robertson et al, 2001 (aktualisiert)

0200400600800

100012001400160018002000

1500 1550 1600 1650 1700 1750 1800 1850 1900 1950 2000

0

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pp

m

pp

b

CH4 und N2O CO2

N2O

CH4

CO2

Kalenderjahre

rekonstruiert aus Hochakkumulations-Eisbohrkernen

dire

kt g

em

esse

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Eisbohrkerne, Colle Gnifetti

Winterschneedecke Sonnblick

Vie

lfach

e vo

n 18

00


Kurzfristiger künstlicher Einfluß (Jahrhunderte) 1:Troposphärisches Sulfat (Nettoeffekt: Abkühlung)

TROPOSPHÄRISCHES SULFAT Im Schnee und Eis der Hochalpen. Kombiniert aus: Colle Gnifetti,4450m, (Monte Rosa Gipfel) seit 1800 und: jährliche Messungen in der

Winterschneedecke auf dem Sonnblick (3100m, Ostalpen) seit 1982Quellen: Wagenbach, 2008 und Schöner, 1995 (aktualisiert bis 2007)

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SolutionsIPCC

NASA GISS

Hadley Centre

1998 2005

Source: Rahmstorf, Cazenave, Church, Hansen, Keeling, Parker and Somerville (Science 2007)

Observed Warming

Climate change projections1990-2006from the year 1999 vs.measurements up to 2006

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Einen weiteren kontinuierlichen Hintergrundtrend zu ansteigender Temperatur,

der allerdings von weiterhin viel stärkeren kurzfristigen Schwankungen von Jahr zu Jahr überlagert ist

Bis 2100 +3.5°C Temperaturanstieg am wahrscheinlichsten

bis 2050 +2°C,

bei extremer globaler Einsparungspolitik bis 2100 +2°C, bei totalem Weitermachen wie bisher +4.5°C

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Ergebnis aus 21 Klimamodellen (IPCC-2007)

Temperaturveränderung von 1980-2000 bis 2080-2100

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Quelle: DKRZ

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SolutionsFrom the

hot summer 2003 toa cool summer in the

early 2050s

Hot summer2003

Cool summer 2053

(Quelle: Met Office/Hadley Centre, 2004)

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Aussagen über den Wasserkreislauf, speziell wenn es ins regionale und lokale geht

Aussagen über extreme Wetter- und Klimaereignisse

hier dominieren die selbsternannten „Experten“ die öffentliche Debatte

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Schadenanalyse KatFonds (AAL)

-

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1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

2006

In M

io. €

Katastrophenfonds – Schäden im Vermögen Privater

Quelle: Prettenthaler et.al 2008/BMF

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Zah

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-

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Sch

äden

in

Mio

. €

Schaden

Gebäude

Baukostenindex angepasst inkl. Niveau des Gebäudebestands


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Gebäudebewertung ÖsterreichHORA HQ100

135 Mrd. €(HQ 100)

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Zahlen im Überblick

12% aller Wohnimmobilienwerte befinden sich im HQ200 (150 Mrd. €)

Davon 10%: Schadenpotential Ölschäden (15 Mrd. €)

Durchschnittlicher jährlicher Schaden 1,2‰ vom HQ 200 HSP (183 Mio. €)

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Übersicht

Klimawandel Fakten und Spekulation

Klimapolitik - Mitigation Adaption

Energie: Produktions- und Nachfrageseitige Risiken Beispiel Heizen und Kühlen

Ausblick

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Angebotsseitige Risiken

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1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

Pro

du

ktio

n a

us

Was

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raft

(M

itte

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Ver

füg

un

g

steh

end

en D

aten

reih

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tsp

rich

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0)

Österreich

E-Werk Neudau

Salzburg AG

Verbund

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Weltweite Kapazität und Wachstum

worldwide

capacity

(GW)

annual

growth rate

2000-2004

EU-25

(GW)

Austria

(GW)

large hydro power

small hydro power

720

61

2 %

7 % 128 12

wind power 48 28 % 34 0,6

photovoltaics (grid connected)

photovoltaics (isolated operation)

1,8

2,2

60 %

17 %

< 1,3 k. A.

Source: REN 21 2006 Source: Eurostat

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Risiken für das Unternehmen Impact on CO2-emissions - Austria 2003:

minus 3400 GWh hydro power generation (-9% compared to Ø) plus 2,67 million tons CO2-emissions from heat and power generation – public utilities (+ 38 %! compared to 2002)

Impact on earnings – Verbund 2003„low hydro power production reduced operating result by 47 million Euros“

Net effect: 2002-2003 operating result: minus 9 million Eurosgroup result: + 20% (mainly because of higher spot market prices)

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Gletscherspende?

1938 Pasterze, longest glacier in the Eastern Alps 2003

Source: www.gletscherarchiv.de

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Schneefallmuster verändern sich

Stations above 1000 m, source: ZAMG

1263 m

1938 m

1618 m

2140 m

1583 m

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Erwartete Veränderungen Stein/Thur (CH)

Mean monthly run off – NEED TO CONSIDER ALSO EXTREME EVENTS!

Source: Gurtz 2003

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Nachfrageseitige Risiken

Quelle: Prettenthaler/Gobiet 2008

Einfluss der KGT auf die Elektrizitätslast der EVN an einem heißen Tag

Laständerung an heißen Tagen (30°C Tagesmitteltemperatur)

-40

-20

0

20

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Tageszeit

Las

tänder

ung (in

MW

)

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Adaption – Heizen & Kühlen


Abnahme der Heizgradtage 1981-1990 vs. 2041-2050

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Zunahme der Kühlgradtage 1981-1990 vs. 2041-2050

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0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

sea level [m]

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ac

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ea

tin

g [

kW

h/(

m²a

)]

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ac

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ling

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/(m

²a)]

CLIMATE 2041-2050

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0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

sea level [m]

sp

ac

e h

ea

tin

g [

kW

h/(

m²a

)]

0

20

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sp

ac

e c

oo

ling

[k

Wh

/(m

²a)]

0

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0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

sea level [m]

en

erg

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se

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[k

Wh

/(m

²a)]

0

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Wh

/(m

²a)]

CLIMATE 1981-1990

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0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

sea level [m]

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h/(

m²a

)]

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Heizenergie vs. KühlenergieA

ltb

au

-Bü

roN

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rig

en

erg

ieh

au

s -

Bü

ro

Quelle: HEAT.at/Streicher et.al.

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Quelle: Mach, Kouba, 2002bzw. Prettenthaler/Gobiet 2008

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Holzständerbau mit Holzbalkendecken und leichten Innenwänden

Vollholz (36,8 cm), 500 kg/m³, Zwischendecke mit Lehmziegelauflage

Ziegelbau (HLZ 38 cm) mit Stahlbetondecken und Ziegelinnenwänden

Stahlbetonbau mit Ziegelinnenwänden

Außenlufttemperatur

Zonenlufttemperatur in einer HitzesituationT

empe

ratu

r [°

C]

Quelle: Mach, Kouba, 2002bzw. Prettenthaler/Gobiet 2008

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Adaption: Heizen & Kühlen Verschiebung von Heizgradtagen zu Kühlgradtagen.

Die Reduktion beim Heizenergiebedarf ist größer als der Anstieg beim Kühlenergiebedarf.Aber: Kühlenergie wird größtenteils durch elektrische Energie erzeugt und gleichzeitig zu Spitzenlastzeiten benötigt (Mittagsspitze).

In Hinblick auf die Klimaerwärmung ist eine vorausschauende Planung von Neubauten erforderlich.

Vorteile der Massivbauweise: Speichermasse eines Gebäudes ist Stabilisierungselement.

Je größer die Speichermasse desto gleichmäßiger die Raumlufttemperatur.

Betonkernaktivierung: Heizen & Kühlen

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Ausblick Klimapolitik (Mitigation) wird langfristig

planbarer

Adaption gewinnt an Bedeutung

Synergien zwischen Adaption und Mitigation sind zu berücksichtigen Beispiel Hochwasserrisiko & Ölheizungen

Wettbewerb der Baukonzepte -> Lebenszyklus relevant

Energiebereich: nicht nur Mitigation, Adaption ins Blickfeld nehmen

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