“Speed kills“ – Gedanken zur Klimaforschung

Hans Puxbaum Technische Universität Wien

Wien, 16. Dezember 2010

Camillo Sitte SymposiumWien

These 1:

Die derzeit stattfindende Erwärmung ist

geringer, als in den Modellen prognostiziert.

Wichtige Einflussfaktoren wurden nicht

berücksichtigt.

Globale Temperaturentwicklung 1850-2008

Quelle: UK MetOffice

Auer et al., 2007 „HISTALP“ Temperaturtrends im Alpenraum

im Vergleich zu „Globalem Mittel“ (CRU)

Annual regional mean temperature series in the Alps plus global mean (deviations in K from20th century mean) smoothed with a 30yrs Gaussian low pass filter

Globale Temperaturentwicklung (grau und türkis), in orange Trend der letzten 10 Jahre) Quelle: J. KNIGHT ET AL., BULL. AMER. METEOR. SOC., 90 (SUPPL.), S22--S23 (AUGUST 2009)

Die Globale Temperatur ist seit dem „Super-El Nino“ von 1998

nicht weiter angestiegen (Daten des UEA Climate Research Center)

Feine Kurven: Prognosewerte von 24 Modellen; gelbe starke Kurve: Mittelwert der Modelle; rote und blaue starke Kurve: Beobachtete Globale mittlere Temperatur (GISS und HadCrut3). Quelle: L. Liljegren, University of Colorado at Boulder, CIRES

These 2:

Die Entwicklung der Treibhausgasemissionen

wird derzeit vor allem durch das

Bevölkerungswachstum verbunden mit der

Industrialisierung der wachsenden Nationen

verursacht.

Westeuropa

Nordamerika

Asien

0,7 Milliarden 17506,7 Milliarden 200810 Milliarden 2050

Entwicklung der Weltbevölkerung

Auswirkung der gesellschaftlichen Entwicklungauf die Bevölkerungsentwicklung

CO2 - EMISSIONEN 1995-2008

LAND MIO t 1995

MIO t 2008

t PRO

KOPF % ZUWACHS PRO DEKADE

USA 5110 5830 19 11

VR CHINA 2960 6530 3→5 93

RUSSLAND 1600 1730 12 6

J APAN 1100 1210 10 8

BRD 860 830 10 -3

INDIEN 840 1500 1 60

BRASILIEN 230 430 2 67

INDONESIEN 200 430 1→2 88

ÖSTERREICH 80 86 8 5

Quellen: Wikipedia.de Liste der größten Kohlendioxidemittenten; UBA Wien

Verlauf der österreichischen THG-Emissionen im Vergleich zum Kyoto-Ziel unter Berücksichtigung der flexiblen Mechanismen sowie der Bilanz aus Neubewaldung und Entwaldung entsprechend der Klimastrategie 2007.

These 3:

Bei der Implementierung der Maßnahmen zur

Erreichung der Klimaziele wurden in der EU

aufgrund vorschneller Überlegungen falsche

Entscheidungen getroffen.

Integrierte Klima- und Energiestrategie der EU

• EU Reduktionsziele für Treibhausgase:

20% (30%) in der EU bis 2020 bezogen auf 1990

• Energieziele bis 2020:

- Biotreibstoffe: 10% Anteil am Treibstoffverbrauch bis 2020 1.Gen.: Rohstoffe Raps, Palmöl, Mais, Weizen

- Energieeffizienz: 20% Verbrauchssenkung bis 2020 (bezogen auf 2020) Zielgruppen: Bauwerke, Kraftfahrzeuge, Leuchten

- Erneuerbare Energie: 20% Anteil am Energieverbrauch 2020 Wind, Geothermie, Sonnenenergie (PV, CSP), Wasserkraft (Hydro, Wellen, Gezeiten), Bio-Brennstoffe (Holz, Energiepflanzen, Abfall, Biogas)

Biotreibstoffe

• 1. Generation: Bio-Ethanol Bio-Diesel

• 2. Generation: Bio-Gas (Bio-Methan)

• 3. Generation:Treibstoff aus Algen - Biotechnologie

• 4. Generation:Thermische Verflüssigung vonpflanzlichen oder tierischen

Abfallstoffen

Erkenntnisse am Bio-Treibstoff Sektor

• Annahmen um 1990: Fossile CO2-Ersparnis 65-90%

Bioethanol ersetzt zu 65%, Biodiesel zu 90% fossile CO2-Emissionen bei Treibstoff

• Erkenntnis 2008: Fossile CO2-Ersparnis 20-50%

Der Düngemittleinsatz bewirkt eine Emission von Lachgas (N2O) aus denBöden. Lachgas hat die 300-fache Treibhauswirksamkeit von CO2 (Crutzen et al. 2008).Die Einsparung an fossilem CO2 verringert sich bei Mais-Ethanol auf 20%, im günstigsten Fall bei Biodiesel aus Ölen auf 50% (Barnett 2010).

• Erkenntnis 2010: 1,5-2x höhere Emission als bei fossilen Treibstoffen

Die Änderung der Landnutzung (Waldrodung, Aufgabe von Wiesen und Weiden) bewirkt eine zusätzliche CO2 Freisetzung im Ausmaß der fossilen CO2 Emission bei konventionellen Treibstoffen. Dadurch werden bei Mais-Ethanol insgesamt die 1,9 fache Menge, bei Ethanol aus hohen Graspflanzen (Prairiegras) die 1,5 fache Menge and nicht nachhaltigem CO2 freigesetzt, als bei konventionellem Benzin (Searchinger et al. 2010).

• Fazit: Biotreibstoffe der ersten Generation sind nicht nachhaltig

Vergleich der Emissionen von nicht nachhaltigem CO2

0 50 100 150 200

Bio-Diesel

Bio-Ethanol

Bio-Diesel

Bio-Ethanol

Bio-Diesel

Bio-Ethanol

Diesel

Benzin

Relative CO2-Emission

Fossiler Treibstoff

Bio-Treibstoff incl. Produktionsanteile undLandnutzungsauswirkung

Bio-Treibstoff incl. Produktionsanteile

Bio-Treibstoffohne Produktionsanteile

Quelle: Searchinger T et al., Science 319, 2010; Barnett MO, ES&T 44, 2010

Probleme aufgrund der Bio-Treibstoffe

• Flächenbedarf:

40% der Landfläche für Nahrungsgewinnung –neue Anbauflächen müssen erschlossen werden

• Bevölkerungszuwachs: Nahrungs- und Energiebedarf

Rodungen von Wald-, Wiesen- und Weidenflächen1 L Biotreibstoff entspricht der Tagesdiät einer mittleren Familie

• Preisentwicklung:

Steigende Preise aufgrund der Verknappung der Anbauflächen – verbunden mit Vorteilen und Nachteilen,Einfluss von Ernteausfällen: AGFLATION

• Böden/Wasser:

Naturnahe Böden werden in landwirtschaftliche Flächen(Dünger!) umgewandelt, die Anbauflächen weisen i.A. einen erhöhten Wasserbedarf auf

• Fazit: Die Produktion von Bio-Treibstoffen der ersten Generation ist nicht nachhaltig. Biotreibstoffe sollten nur aus Abfällen oder von auf unproduktiven Flächen gezüchteter Biomasse hergestellt werden

Bio-Brennstoffe

• Holz / Hackschnitzel / Holzpellets

• Stroh, Hohe Gräser (Miscanthus, Präriegras) ? Pellets

• Energiekorn (Getreide)

• Ethanol

PM2.5 Feinstaubemission in Österreich 2006 / 22.700t

Kleinverbrauch44%

Industrie19%

Verkehr25%

Landwirtschaft5%

Sonstige2% Energieversorgung

5%

Quelle: Umweltbundesamt 2008, BUNDESLÄNDER LUFTSCHADSTOFFINVENTUR 1990–2006; Rep 176

Davon 90% durchBiomasseverbrennung:

Holz Hackschnitzel Pellets

Kohle38.290

Fernwärme 804.000

Holz, Hackschnitzel,

Pellets; 681.620

Erdgas 1.001.030

Heizöl, Flüssiggas 865.330

Strom; 84.730

Heizöl, Flüssiggas0%

Fernwärme0%

Erdgas0%

Strom0%

Kohle7%

Holz, Hackschnitzel,

Pellets 93%

Energie für Raumwärme

PM2.5 Feinstaubemissionender Haushalte in Österreich nach Energieträgern

Energie für Raumwärme

Zahl der Haushaltein Österreich nachEnergieträgern

„Holzkessel-Förderaktion“: 400/800 € Zuschuss„Betriebliche Umweltförderung im Inland“: uA Biomasse-Einzelanlagen

PM2.5 Emissionen von 400.000 geplanten zusätzlichen Wohneinheiten mit Biomasseheizung

in Österreich

1,6 16

4160

1280

320

0

1000

2000

3000

4000

5000

Gas Heizöl EL Holz Manuell Hackschnitzel Pellets

PM

2.5

t/Jah

r .

Raumwärme gesamt 200744% d. PM2.5

9840 t3,6 Mio Haushalte/0,7 Mio mit Biomasse

Zusammenfassung

• Das Klima ändert sich langsamer als in Modellen prognostiziert

• Die Treibhausgas-Emission ist an das Bevölkerungswachstum und die Industrialisierung der Entwicklungsländer gekoppelt

• Die globale Verwendung von Nahrungsmittel-Biomasse zur Bio-Treibstoffgewinnung war eine Fehlentscheidung(keine Einsparung an von CO2 – Emissionen)

• Der unkontrollierte Ersatz von Gas und Heizöl durch Holz bei Kleinanlagen im Haushaltsbereich führt zu einer starken Erhöhung der Feinstaubbelastung

• „Speed kills“: Vorschnelle Entscheidungen führen zu unerwarteten Umweltbelastungen

D. Tilman et al.: Science 17 July 2009: Vol. 325. pp. 270 – 271

Policy Forum Energy:

Beneficial Biofuels —The Food, Energy, and Environment Trilemma

„Dramatic improvements in policy and technology are needed to reconfigure agriculture and land use to gracefully meet global demand for both food and biofuel feedstocks.“