KLIMAWANDEL: WORAUF MÜSSEN WIR UNS EINSTELLEN? WAS KÖNNEN WIR BEITRAGEN? - AUF DEM WEG IN DIE CO2-REICHE ZUKUNFT
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AUF DEM WEG IN DIE CO2-REICHE ZUKUNFT:
KLIMAWANDEL: WORAUF MÜSSEN WIR UNS
EINSTELLEN? WAS KÖNNEN WIR BEITRAGEN?
6. Hessischer Tag der Nachhaltigkeit + Geisenheimer Energietag
Claudia Kammann, Institut für angewandte
Ökologie, Hochschule Geisenheim
WORUM GEHT ES 1. Einleitung: Klimawandel im Rheingau… voll im Gange! 2. Phänologische Veränderungen in der Pflanzenwelt (Die Schrift an der Wand im Weinberg) 3. Quo Vadis, Klimawandel….? Von planetaren Grenzen, Wetterextremen und kommenden Herausforderungen 4. Beispiel HGU Weingut: Berechnung des CCF 5. Steigende atmosphärische CO2-Konzentrationen: Erforschung von „Terra incognita“ im FACE 6. Fazit (vorweg): „Tue selbst, was Du kannst, aber VERLANGE VERÄNDERUNG!“ Klimawandel & CO2 footprint - Kammann 10. Sept. 2020 2
KLIMAWANDEL IM RHEINGAU? -„IN ACTION“
Jahresmittelwerte
Von Hubert Berberich (HubiB) - Eigenes Werk, CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1962423
Klimawandel & CO2 footprint - Kammann 10. Sept. 2020 3
KLIMAWANDEL IM RHEINGAU? -„IN ACTION“
Jahresmittelwerte
Vegetationsperiode
Von Hubert Berberich (HubiB) - Eigenes Werk, CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1962423
Klimawandel & CO2 footprint - Kammann 10. Sept. 2020 4
KLIMAWANDEL: PHÄNOLOGIE ALS INDIKATOR
Von Hubert Berberich (HubiB) - Eigenes Werk, CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1962423
Klimawandel & CO2 footprint - Kammann 10. Sept. 2020 5
PHÄNOLOGIE WEINREBE „BEAUNE GHD SERIES“
Labbé et al. (2019): The longest homogenuous series of grape harvest dates (GHD)
In Beaune 1354 – 2018
(Climate of the Past)
Klimawandel & CO2 footprint - Kammann 10. Sept. 2020 6
PHÄNOLOGIE WEINREBE „BEAUNE GHD SERIES“
Labbé et al. (2019): The longest homogenuous series of grape harvest dates (GHD)
In Beaune 1354 – 2018
(Climate of the Past)
13 Tage frühere Lese
Früheste 5% aller Grape Harvest Dates: Seit 2003: 8 von 16 Jahren
• 1354 – 1719: 21 mal = alle 17,4 Jahre waren innerhalb der 5%
• 1720 – 1987: 4 mal = alle 66,8 Jahre
• 1988 – 2018: 8 mal = alle 3,8 Jahre
frühsten GHD (jedes 2. Jahr)
Klimawandel & CO2 footprint - Kammann 10. Sept. 2020 7
BEKANNTE AUSWIRKUNGEN DES
KLIMAWANDELS AUF PFLANZEN-PHÄNOLOGIE
KLIMA (Mittelwerte)
• Winter milder,
regenreicher
• N Mineralisation im
Winter steigt
• Vegetationsruhe
verkürzt
• Verfrühung
Spätfrostgefahr
• Beschleunigung der
Entwicklung mit T↑
(Pflanze+Schädling)
• „Sonnenbrand“
Klimawandel & CO2 footprint - Kammann 10. Sept. 2020 8
BEKANNTE AUSWIRKUNGEN DES
KLIMAWANDELS AUF PFLANZEN-PHÄNOLOGIE
KLIMA (Mittelwerte)
• Winter milder,
regenreicher
• N Mineralisation im
Winter steigt
• Vegetationsruhe
verkürzt
• Verfrühung
Spätfrostgefahr
• Beschleunigung der
Entwicklung mit T↑
(Pflanze+Schädling)
• „Sonnenbrand“
Klimawandel & CO2 footprint - Kammann 10. Sept. 2020 9
EIN PAAR FAKTEN ZUM ZUSTAND DES PLANETEN
Neues Erdzeitalter Anthropozän? (P. Crutzen & E. Stoermer, 2000)
• Sechstes Massensterben der Erdgeschichte inkl. Insekten
• Dominanz einzelner Arten: Körpermasse Nutztiere 20x und
Menschen 10x KM aller Wildtiere
• Zukünftige Leitfossilien:
• Mikroplastik; pazifischer Müllteppich (P: 300 Mio t/Jahr)
• Ruß / Dioxine / POPs in Eisbohrkernen, Todeszonen in Meeren
durch Überdüngung/Sedimenttransport („Fossilien“),….
• Keine Eiszeit mehr möglich in 50-100.0000 Jahren
(Ganopolski et al. 2016)
Überschreitung Planetarer Belastungsgrenzen
• Überschreitung bei N- und P-Nutzung und Biodiversität
(Rockström et al. 2009; Steffen et al. 2015)
• Earth Overshoot Day 2017: W: 29. Juli 2019
D: 03. Mai 2019
Klimawandel & CO2 footprint - Kammann 10. Sept. 2020 10„SOMMER WIE 2018 SIND GEKOMMEN
UM ZU BLEIBEN….“
© Decanter
Klimawandel & CO2 footprint - Kammann 10. Sept. 2020 11KLIMAPROJEKTIONEN: 2°C ZIEL (COP21 PARIS)
„Ambitionslücke“
http://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/upload/
RCP_CO2_Em_Konz.jpg
National
Determined
Contributions:
Es reicht
einfach nicht
Klimawandel & CO2 footprint - Kammann 10. Sept. 2020 12VERÄNDERUNG GROßRÄUMIGER
ZIRKULATIONEN: NEUE WETTERMUSTER
www.geo.de/wissen (Quelle: NASA)
Visualisierung des polaren Jetstreams: https://svs.gsfc.nasa.gov/10902
Klimawandel & CO2 footprint - Kammann 10. Sept. 2020 13VERÄNDERUNG GROßRÄUMIGER
ZIRKULATIONEN: NEUE WETTERMUSTER
www.geo.de/wissen (Quelle: NASA)
Visualisierung des polaren Jetstreams: https://svs.gsfc.nasa.gov/10902
Klimawandel & CO2 footprint - Kammann 10. Sept. 2020 14ANZAHL TAGESREKORDE NDG.-SUMMEN
© Christin Leydecker, 12.6.2015
Quelle: https://scilogs.spektrum.de/klimalounge/wp-content/blogs.dir/204/files/Lehmann_2015.jpg
Autor Dr. Stefan Rahmstorf, PIK Potsdam
Abb. 2 Graue Balken: Anzahl der Tagesrekorde bei den Niederschlagssummen weltweit, relativ zu der Anzahl, die durch
Zufall bei unveränderlichem Klima auftreten würde (Zuwachs in Prozent). 2010: Anzahl Rekordregen 88% höher als ohne
Klimawandel zu erwarten; Klimatrend schwarze Linie: Glättung. Quelle: Lehmann et al., Climatic Change 2015.
Mit freundlicher Genehmigung von Jascha Lehmann.
Klimawandel & CO2 footprint - Kammann 10. Sept. 2020 15STARKREGEN – GEWITTER – HAGEL: WARUM GIBT
ES MEHR STARKNIEDERSCHLÄGE?
Niederschlagsmengen – drei Fälle:
Zunahme (tendenziell) mit Erwärmung (nicht überall, nicht zu jeder Jahreszeit).
1. Die globalen mittleren Niederschläge nehmen bei einer Klimaerwärmung in
dem Maße zu, wie die Verdunstung zunimmt – nur was verdunstet kann
später abregnen. Die Anstiegsrate hier liegt bei 2-3 % pro Grad Erwärmung.
2. Bei den Starkniederschlägen, die aus feuchtegesättigten Luftmassen fallen,
nimmt die Regenmenge tendenziell um 7 % pro Grad Erwärmung zu. („CC-
Rate“: ergibt sich aus Clausius-Clapeyron-Gleichung = beschreibt
Sättigungsdampfdruck von Wasser als Funktion der Temperatur.)
3. Bei konvektiven kleinräumigen Niederschlägen (also Gewittern) kann die
Anstiegsrate rund doppelt so hoch sein.
+7%, alles sonst gleich +7%, kürzere Zeit >7%, größeres Einzugsgebiet
Quelle: Westra et al., Reviews of Geophysics 2014. Mit freundlicher Genehmigung des Bildautors Geert Lenderink.
Text und Graphik enthommen: https://scilogs.spektrum.de/klimalounge/wp-content/blogs.dir/204/files/Lehmann_2015.jpg
Autor Dr. Stefan Rahmstorf, PIK Potsdam
Klimawandel & CO2 footprint - Kammann 10. Sept. 2020 16QUERTERRASSIERUNG IM STEILLAGEN-WEINBAU?
BioQuiS
Blütenbunter Terrassenweinberg ein Jahr nach Neuanlage;
Bildquelle: Ilona Leyer
Prof. Ilona Leyer
Prof. Manfred Stoll Artenreicher Blühaspekt im neuangelegten Weinberg;
Bildquelle: Gilbert Laquai
Klimawandel & CO2 footprint - Kammann 10. Sept. 2020 17CO2-FUßABDRUCK: SCOPES &
SYSTEMGRENZEN
Erfassung aller
direkten und
Scope 1 Scope 2 Scope 3 indirekten CO2-
Emissionen des
Unternehmens
Durch Verbren- Emissionen durch Emissionen aus durch
nung in eigenen eingekaufte Dritte erbrachte Dienst-
Anlagen erzeuge Energie leistungen und erwor-
Emissionen bene Vorleistungen
Scope 1: Direkte Emissionen (Verbrennung Kraftstoff eigene Fahrzeuge;
Gas, Heizöl etc. im eigenen Unternehmen)
Scope 2: Indirekte Emissionen (Bereitstellung Strom, Fern- oder
Prozesswärme)
Scope 3: Weitere Emissionen durch Dienstleistungen, von Subunter-
nehmen, durch Herstellung der Kraftstoffe
Klimawandel & CO2 footprint - Kammann 10. Sept. 2020 18CORPORATE CARBON FOOTPRINT
HGU WEINGUT: METHODIK
• Ziel: Erstellen eines CCF für das Hochschulweingut im Jahr 2017
• Grundlagen:
• Resolution OIV-CST 431-2011
• Norm DIN EN ISO 14064-1
• Emissionsfaktoren: EcoInvent, ADEME, IPCC 2007
• (Fahrten)Bücher, Aufzeichnungen, Einkauf Materialien…..
1.
2. Festlegung 3. Methoden 4. Auswahl
Identifizieren 6. Emissions-
der Unter- zur von 5.
von mindernde
suchungs- quantitativen Emissions- Berechnung
Treibhausgas- Szenarien
grenzen Bestimmung faktoren
quellen
Marie Schreiber (BSc thesis)
Klimawandel & CO2 footprint - Kammann 10. Sept. 2020 19CORPORATE CARBON FOOTPRINT
HGU WEINGUT: RESULTATE JAHR 2017
Emissionsquelle kg CO2eq Die „Top Five“ der HGU Bilanz
Materialeinsatz im Weinberg 5.708,02 1. Heizung: 247 t CO2eq
2. Flaschen 60 t CO2eq
Rebpflanzguterzeugung 295,92
Begrünungssaatgut 1.275,31
Tätigkeiten im Weinberg 4. 16.769,64 3. Kälteanlage 21 t CO2eq
Stickstoffbedingte Bodenemission 6.657,17 4. Tätigk. Weinberg 17 t CO2eq
5. Kartons 9 t CO2eq
Pflanzenschutzmittel 928,82
Strom 0,00
Heizung (Fernwärme) 1. 247.175,20 6. N2O Emiss. 7 t CO2eq
Wasser 2.442,44
Kälteanlage 3. 21.440,00
Reparatur- und Wartungsarbeiten 265,39
Getränke- Flaschen 2. 60.315,43
Kartons 9.072,37
verpackung
Verschlüsse 1.811,31
gesamt
Etiketten 587,91
Önologische Behandlungsmittel 4.338,90
Distribution 2.269,97 Marie Schreiber (BSc thesis)
Entsorgung 4.101,22
Gesamtsumme
Klimawandel & CO2 footprint - Kammann 385.455,02 10. Sept. 2020 20CORPORATE CARBON FOOTPRINT
HGU WEINGUT: RESULTATE JAHR 2017
CO2-Emissionen nach Prozessstufe der
Weinproduktion
5,56% 1,73%
4,35%
18,62%
1,48%
0,24% 0,08%
1,06% 0,33%
0,07%
1,13%
0,59%
64,13% 0,63%
1,35%
Heizung Verpackung Kälteanlage
Kraftstoff Weinberg Dünger Materialeinsatz im Weinberg
Entsorgung Önologische Behandlungsmittel Auslieferung
Wasser Begrünungssaatgut Pflanzenschutz
Rebpflanzguterzeugung Wartungsarbeiten
Marie Schreiber (BSc thesis)
Klimawandel & CO2 footprint - Kammann 10. Sept. 2020 21KLIMABILANZ MINDERUNGSMAßNAHMEN
SZENARIO 1 – KURZFRISTIGE MAßNAHMEN
Biodiesel
Kompostierung des Tresters und organischer Abfälle
klimaneutrales Erdgas (Biogas)
-290.755 kg CO2eq/a
Austausch des Kältemittels
≙ um 75,4 % reduzierbar
Sequestrierung durch Barriques und Holzpfähle
Gewichtsreduzierung bei schweren Glasflaschen
Klimaneutraler Paketversand
Marie Schreiber (BSc thesis)
Klimawandel & CO2 footprint - Kammann 10. Sept. 2020 22KLIMABILANZ MINDERUNGSMAßNAHMEN
SZENARIO 2 – MITTELFRISTIGE MAßNAHMEN
Kompostierung des Tresters und organischer Abfälle
Austausch des Kältemittels
Sequestrierung durch Barriques und Holzpfähle
Gewichtsreduzierung bei schweren Glasflaschen -327.375 kg CO2eq/a
Klimaneutraler Paketversand ≙ um 83,9 % reduzierbar
Treibstoffreduzierung für Motoren
Pyrolysieren des Rebholzes
Zusätzliche Wärmedämmung
Marie Schreiber (BSc thesis)
Klimawandel & CO2 footprint - Kammann 10. Sept. 2020 23KLIMABILANZ MINDERUNGSMAßNAHMEN SZENARIO 3 – LANGFRISTIGE MAßNAHMEN Kompostierung Trester und organischer Abfälle Austausch des Kältemittels Sequestrierung durch Barriques und Holzpfähle Gewichtsreduzierung bei schweren Glasflaschen Klimaneutraler Paketversand Pyrolysieren des Rebholzes -814.364 kg CO2eq/a Klimaneutrale Traktoren ≙ NE von Aufforstung -424.764 kg CO2eq/a Anlegen von ökologischen Ausgleichsflächen Humusgehalt steigern (ggf. „anderswo“) Weinbau + Agrophotovoltaik (APV) Heizöl durch Pelletheizung ersetzen Marie Schreiber (BSc thesis) Klimawandel & CO2 footprint - Kammann 10. Sept. 2020 24
VERGLEICH CCF (PCF) MIT DEN
SZENARIEN
t CO2/Jahr
500,00
Problemfelder
400,00 • Systemgrenzen
300,00
200,00 • saisonale
100,00 Schwankungen
0,00
-100,00
• methodische
-200,00
Spielräume
-300,00 • Parameter-
-400,00
unsicherheiten
-500,00 • Szenario-
CCF Szenario 1 Szenario 2 Szenario 3 Best-Practice
unsicherheiten
t CO2eq 385,46 94,70 62,22 -424,76 -446,55
kg CO2eq/
• Modell-
Flasche 3,38 0,83 0,54 - 3,72 - 3,91 unsicherheiten
Marie Schreiber (BSc thesis)
Klimawandel & CO2 footprint - Kammann 10. Sept. 2020 25Zusammenfassung
1. Klimawandel läuft bereits…
2. Phänologie reagiert bereits…
3. …getrieben durch Temperaturanstieg & Niederschlagsänderung
4. Auswirkungen auf Weinbau: better prepare!
5. Es gibt keinen „oberen Deckel“ oder „neues Gleichgewicht“ –
nicht ohne Emissionsreduktion und C-Senken! (2°C Ziel)
6. Direkter CO2-Düngeeffekt existiert auch für Reben
7. CO2-Düngeeffekt ausgeprägt/hilfreich, wenn „alles ok ist“ (in
Memoriam Justus v. Liebig - Gesetz des Minimums)
8. Ökonomische Strategie: Sei Nachhaltig und Biodivers und REDE
DARÜBER! – Oder alles beim Alten lassen?
10. Sept. 2020 Klimawandel & CO2 footprint - Kammann 26Zeit für Fragen und Diskussionen! 10. Sept. 2020 Klimawandel & CO2 footprint - Kammann 27
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