Klimaschutz in der Sackgasse - Bedrohungen und Wege in eine neue Energiewelt - Volker Quaschning
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Klimaschutz in der Sackgasse –
Bedrohungen und
Wege in eine neue Energiewelt
Prof. Dr. Volker Quaschning
Hochschule für Technik und Wirtschaft HTW Berlin
17. Juni 2019
Klimaschutz auch in Deutschland unter Beschuss „Das Spurengas Kohlenstoffdioxid (CO2) ist kein Schadstoff, sondern eine unverzichtbare Voraussetzung für alles Leben.“ „Das Pariser Klimaabkommen ist zu kündigen. Deutschland soll aus allen staatlichen und privaten „Klimaschutz“- Organisationen austreten und ihnen jede Unterstützung entziehen.“
Hat unsere Energieversorgung
überhaupt ein Klimaproblem?
Pixabay.com CC0
Verbrennung fossiler Energieträger erzeugt CO2
C + O2 CO2
33.000.000.000.000 kg pro Jahr
Flickr | Craebby Crabbson CC BY-NC 2.0
Langfristige Entwicklung der CO2-Konzentration
407 ppm
ppm
380
360
1750-
340 2017
320
CO2-Konzentration
300
280
260
240
220
200
180
160
-400.000 -300.000 -200.000 -100.000 Jahr 0
Daten: CDIAC
CO2 absorbiert Infrarotstrahlung
Ozon
Kohlendioxid (CO2)
Methan (CH4)
FKW /
Lachgas (N2O) FCKW
SF6
Land-
wirtschaft Industrie
Wald-
zerstörung Nutzung fossiler Energien
1 °C weiterer Temperaturanstieg seit 1900
2018
Daten: CDIAC, Marcott et al., Shakun et al., Fleming et al. – 1951-1980 = 0
Abtauen der polaren Eisbedeckung Quelle: NASA Grafik: NASA
Abtauen der polaren Eisbedeckung Quelle: NASA Grafik: NASA
Zunahme von Extremwetterereignissen Pixabay.com CC0
Zunahme von Extremwetterereignissen US Department of Defense
Der Klimawandel ist in Deutschland angekommen
„Bundesländer melden Verluste in Milliardenhöhe.
In acht Bundesländern gab es Dürreschäden von
insgesamt fast drei Milliarden Euro.“
ZEIT ONLINE 18.08.2018
Pixabay.com CC0Der Klimawandel ist in Deutschland angekommen
„Dürreschäden im Wald auf 5,4 Milliarden Euro
geschätzt.“
TOPAGAR ONLINE 02.10.2018
Pixabay.com CC0Der Klimawandel ist in Deutschland angekommen
„Wassermangel im Rhein:
BASF muss Milliardenanlage stilllegen.“
SPIEGEL ONLINE
26.11.2018
Foto: Marion Halft | Wikimedia Commons CC BY-SA 4.0Der Klimawandel ist real! Foto: Bansky
Ein Blick in die Kristallkugel Pixabay.com CC0
Bis zu 5 °C weiterer Temperaturanstieg bis 2100
2100
Daten: CDIAC, Marcott et al., Shakun et al., Fleming et al. – 1951-1980 = 0Sie haben eine Lebenserwartung bis 2100
Die junge Generation hat das Problem verstanden
Wie sollen wir unsere Städte schützen? Pixabay.com CC0
100 Mio. Menschen leben 1 m über dem Meeresspiegel Pixabay.com CC0
Der Klimawandel bedroht die Wasserversorgung California Department of Water Resources
Der Klimawandel bedroht die Wasserversorgung California Department of Water Resources
Der Klimawandel bedroht die Wasserversorgung Pixabay.com CC0
Der Klimawandel bedroht die Nahrungsmittelversorgung Pixabay.com CC0
Der Klimawandel bedroht die Nahrungsmittelversorgung Oxfam East Africa | Wikimedia Commons CC BY 2.0
Tödliche Hitzetage im Jahr 2100 bei +4 bis 5°C
Tage
365
0
CC-NA4.0 carbonbrief.org – Robert McSweeney basierend auf Mora, C. et al. (2017) Global risk of deadly heat, Nature Climate Change – IPCC Szenario RCP 8.5Der Klimawandel produziert unzählige Klimaflüchtlinge
214 Millionen
Klimaflüchtlinge 18 Millionen
2008-2017 Klimaflüchtlinge
allein 2017
Pixabay.com CC0 Quelle: iDMC 2018Wer die Flüchtlingszahlen dauerhaft reduzieren will, muss das Klima schützen und keine Mauern bauen.
Wir müssen den Anstieg auf 1,5 °C begrenzen
1,5-Grad-Grenze
Daten: CDIAC, Marcott et al., Shakun et al., Fleming et al. – 1951-1980 = 0Beschlüsse des Pariser Klimagipfels von 2015
Begrenzung der globalen Erwärmung auf deutlich unter 2°C.
Begrenzung möglichst auf 1,5°C.
Alle Staaten unternehmen eigene Maßnahmen und
berichten regelmäßig über die Fortschritte.
Foto: Presidencia de la República Mexicana | Flickr CC BY 2.0CO2-Budget für 1,5 °C ist bis 2040 verbraucht
550 Gt 2250 Gt
Erschöpfung auch
bei starkem Rückgang: Jahr 2040
CO2-Budget für 1,5-Grad-Ziel
seit 1876, Wahrscheinlichkeit 66%
2800 Gt
Foto: Pixabay.com CC0, Daten: IPCC Special Report on Global Warming of 1.5 °C, 2018, 2-22, 2A6, Stand Ende 2018Kohlendioxidemissionen in Deutschland und den USA nur energiebedingte Kohlendioxidemissionen, 2000 = 100%
Einfluss des Kohleausstiegs
1200
Mt
bisherige
1000
Entwicklung
Kohlendioxid-Emissionen_
Trend
800
-25% Kohleausstieg
Ziele der
600
-40% Bundesregierung
400 -55%
CO2
Reduktionspfad
200 für 1,5°C
0
1990 2000 2010 2020 2030 2040Wir brauchen sechsfaches Energiewendetempo
100%
+3°C
70%
60%
Business
50% Fossile as Usual
40%
30%
Regenerativ
20%
Kernkraft 14%
10%
0%
1990
1995
2000
2005
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
2045
2050
2055
2060
2065
2070
2075
2080
2085
2090
2095
2100Werden wir es schaffen,
bis 2040 eine Energieversorgung
ganz ohne Erdöl, Erdgas
und Kohle aufzubauen
und so das Klima zu retten?
Pixabay.com CC0Wer von Ihnen hat ein Smartphone? Daten: statista.de – Deutschland – Stand 2016
Wer von Ihnen hatte vor 20 Jahren ein Smartphone? Pixabay.com CC0
Machen wir Klimaschutz zum Man-To-The-Moon-Projekt!
“I think we're going to do it,
and I think that we must pay
what needs to be paid.”
JOHN F. KENNEDY 1962
Pixabay.com CC0Aufbau einer klimaverträglichen
Wärmeversorgung
Pixabay.com CC0Energieträger für Raumwärme und Warmwasser
Fossile Kohle
Energieträger:
72% 1% Strom
(600 TWh) 5%
8% Fernwärme
Erdgas 49%
830 TWh
13% Biomasse
1%
1% Solar-
thermie
22% Wärmepumpen
Erdöl
Daten: BMWi, Stand 2016Abschied von der Öl- und Gasheizung bis 2020 Pixabay.com CC0
Alternative Wärmepumpe … Pixabay.com CC0
… mit 100% Strom aus Erneuerbaren Energien bis 2040 Pixabay.com CC0
Aufbau eines klimaverträglichen
Verkehrs
Pixabay.com CC0Abschied vom Benzin- und Dieselmotor bis 2025 Pixabay.com CC0
Wir brauchen ein anderes Mobilitätsverhalten Pixabay.com CC0
Elektromobilität für Alle Pixabay.com CC0
Elektromobilität für Alle
Aufbau einer Ladeinfrastruktur
Effizienzgewinn durch Elektromobilität
kWh
55 km
100 km 1,8 kWh
kWh
km
100 100 km 1 kWh
kWh km
50 100 km 2
kWh
kWh km
20 100 km
5 kWhPhotovoltaik ist idealer Partner für die Elektromobilität
Ein einziges Photovoltaikmodul
liefert Strom für bis zu
2400 km pro Jahr!
Annahme: PV-Modul 370 W. Ertrag 1000 kWh/kWp
Verbrauch Elektroauto 15,4 kWh/100 km
Foto: LG Hyundai Pressefoto100% Strom aus Erneuerbaren Energien bis 2040 Pixabay.com CC0
Klimakiller Flugverkehr
Berlin Palma: 0,72 t CO2eq
Klimafolgeschäden: 130 €
Düsseldorf Antalya
1,22 t CO2eq | 219 €
München Miami
5,05 t CO2eq | 909 €
Frankfurt Sydney
10,63 t CO2eq | 1914 €
Quellen: CO2-Werte Atmosfair Stand 2019
Klimafolgekosten 180 €/t CO2 nach UBA, Hin- und Rückflug Pixabay.com CC0Aufbau einer klimaverträglichen
Stromversorgung
Pixabay.com CC0Klimaschutz nur mit Verdopplung des Stromverbrauchs
1400
TWh
1200
Stomverbrauch
1000
800
600
400
200
0
1990
1995
2000
2005
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040Klimaschutz nur mit Verdopplung des Stromverbrauchs
1400
TWh Speicherverluste
1200 Prozesswärme
Raumwärme/WW
1000 Elektromobilität
Stomverbrauch
800
600
400
200
0
1990
1995
2000
2005
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040Klimaschutz mit aktueller Energiepolitik unerreichbar
1400
TWh Andere
1200 Photovoltaik
Windkraft offshore
1000 Windkraft onshore
Biomasse
800
Wasserkraft
600
400
200
0
1990
1995
2000
2005
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
SPD
2,9 GW/a 2,5 GW/a
CDU brutto bruttoSteigerung des Windkraftausbaus nötig
1400
TWh Andere
1200 Photovoltaik
Windkraft offshore
1000 Windkraft onshore
Biomasse
800
Wasserkraft
600
400
200
0
1990
1995
2000
2005
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
6,5 GW/a 2,5 GW/a
netto bruttoWir brauchen einen starken Ausbau der Windkraft
200 GW onshore
2 % der Landesfläche
67.000 Windräder mit 3 MW
In Betrieb: 53 GW
29.000 Windräder mit 1,8 MW
Stand Ende 2018
Pixabay.com CC0Wir brauchen auch Windkraftanlagen in Süddeutschland
Die 10-H-Regelung
in Bayern muss weg!
Pixabay.com CC0Wir brauchen Offshore-Windkraft in Nord- und Ostsee
Potenzial:
76 GW offshore
10.000 Windräder mit ca. 8 MW
In Betrieb:
1.300 Windräder mit 4,9 MW
Stand Ende 2018
Pixabay.com CC0Photovoltaik muss die Lücke schließen
1400
TWh Andere
1200 Photovoltaik
Windkraft offshore
1000 Windkraft onshore
Biomasse
800
Wasserkraft
600
400
200
0
1990
1995
2000
2005
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
6,5 GW/a 16,0 GW/a
netto nettoWir brauchen einen noch stärkeren Ausbau der PV
400 GW Photovoltaik
0,6 % der Landesfläche
200 GW auf Gebäuden
200 GW FreiflächenWeniger als 1 Prozent der Ackerflächen ausreichend
200 GW Freiflächen 1000 km²
bei 20% Modulwirkungsgrad
Landwirtschaftliche Flächen:
182.000 km²
© www.next2sun.deWir brauchen 1000 mal so viele Speicher wie heute Pixabay.com CC0
Lösungen einer regenerativen Stromversorgung
Brennstoff-
zelle oder
Erdgas-
kraftwerk
Wärme
Elektrizität
Erdgas-
netz
Überschüsse
dezentrale
Batteriespeicher
Wasser Wasserstoff
Power-To-Gas
Kohlendioxid Methan
Erdgas-
speicherGasspeicherpotenziale für Energiewende ausreichend
Gasspeicher
Rehden
4,4 Mrd. m³
2 Wochen komplette Erdgas
Stromversorgung
Foto: © astora GmbH & Co. KG, KasselNötiger Photovoltaikausbau in Deutschland
China Deutschland
50
neu installierte PV-Leistung in GW
40
30
nötiger Zubau
20 zum Erreichen
der Klimaschutzziele
10
0
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018Arbeitsplätze in Zukunftstechnologien Daten: BMWi, ÌRENA, Statistik der Kohlenwirtschaft e.V., eigene Berechnungen
Arbeitsplätze in Zukunftstechnologien
1,8
Deutschland China
1,6
Arbeitsplätze pro 1000 Einwohner
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
Daten: BMWi, ÌRENA, Global CCS Institute, eigene BerechnungenWindkraft am Abgrund
Offshore
12000
MW Onshore Repowering
Onshore Neuinstallation
10000
8000
6000
4000
2000
0
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
2004
2006
2008
2010
2012
2014
2016
2018
2020
2022
2024
2026
2028
2030Die Kohle blockiert den Ausbau Erneuerbarer
KW 10/2019
80 PV
GW
70
60
50 Wind
40
30 Gas PSW
Stein-
Braunkohle kohle
20
Kernkraft
10
Biomasse
Wasserkraft
0
Mo Di Mi Do Fr Sa So
Quelle: www.energy-charts.deWir brauchen einen Kohleausstieg bis 2030 Pixabay.com CC0
Wir brauchen eine völlig andere Klimaschutzpolitik Pixabay.com CC0
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Pixabay.com CC0Zwei Rindersteaks pro Woche
verursachen 300 kg CO2/a.
7 mal so viel wie ein
Einwohner der DR Kongo
pro Jahr verursacht.
Foto: Pixabay.com CC0 –Angaben in CO2-ÄquivalentenEin Flug nach Florida
verursacht 4 Tonnen CO2.
13 mal so viel wie ein
Kenianer pro Jahr verursacht.
Foto: Pixabay.com CC0 – Daten: Atmosfair, IEA10.000 km Autofahren
verursacht 1,5 Tonnen CO2.
3 mal so viel wie ein
Einwohner von Bangladesch
pro Jahr verursacht.
Pixabay.com CC0Das Heizen eines
unsanierten Einfamilienhauses
verursacht 7 Tonnen CO2.
4 mal so viel wie ein
Inder pro Jahr verursacht.
Foto: Pixabay.com CC0 – Annahmen: 25.000 kWh Wärmebedarf, ÖlheizungJede 10-kW-Photovoltaikanlage
spart bis zu 4,9 Tonnen CO2/a.
Annahmen: 1000 kWh/kWp
Strommix Deutschland 2017Machen wir die Dächer voll
Jede/r einzelne kann seinen Beitrag leisten Foto: Rexergy e.V. Kassel
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Diskutieren Sie mit jedem und überall Pixabay.com CC0
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Machen Sie Druck auf unsere Politiker Foto: Deutscher Bundestag / Achim Melde
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#FridaysForFuture26.800 Wissenschaftler*innen für #FridaysForFuture
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