Wege in eine ressourcen-schonende Treibhausgas-neutralität - RESCUE Kurzfassung - Umweltbundesamt
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Wege in eine ressourcen- schonende Treibhausgas- neutralität – RESCUE Kurzfassung
Impressum Herausgeber: Umweltbundesamt Wörlitzer Platz 1 06844 Dessau-Roßlau Tel: +49 340-2103-0 Fax: +49 340-2103-2285 buergerservice@uba.de Internet: www.umweltbundesamt.de /umweltbundesamt.de /umweltbundesamt /umweltbundesamt /umweltbundesamt Autoren und Autorinnen: Jens Günther, Harry Lehmann, Philip Nuss und Katja Purr sowie Frederike Balzer, Detlef Drosihn, Knut Ehlers, Eric Fee, Matthias Futterlieb, Dirk Günther, Benno Hain, Reinhard Herbener, Katja Hofmeier, Guido Knoche, Matthias Koller, Kora Kristof, Martin Lambrecht, Martin Lange, Ullrich Lorenz, Felix Müller, Nathan Obermaier, David Pfeiffer, Marie-Luise Plappert, Sebastian Plickert, Christopher Proske, Bettina Rechenberg, Manuel Rudolph, Martin Schmied, Joscha Steinbrenner, Carla Vollmer, Max Werlein Redaktion: Fachgebiet V1.2 „Strategien und Szenarien zu Klimaschutz und Energie“ Katja Purr und Kirsten op de Hipt Fachgebiet I1.1 „Grundsatzfragen, Nachhaltigkeitsstrategien und -szenarien, Ressourcenschonung“ Jens Günther, Antje Kropf und Philip Nuss Satz und Layout: publicgarden GmbH, Berlin Publikationen als pdf: www.umweltbundesamt.de/publikationen Bildquellen: shutterstock, Adobe Stock Stand: Dessau-Roßlau, November 2019 ISSN 2363-832X
Wege in eine ressourcenschonende Treibhausgasneutralität – RESCUE Kurzfassung
Nachfolgend dargestellte Szenarienergebnisse ba- sieren im Wesentlichen auf Analysen des laufenden Forschungsvorhabens „Transformationsprozess zum treibhausgasneutralen und ressourcenschonenden Deutschland“ (FKZ: 3715 41 115 0). Das Vorhaben wird von: ifeu – Institut für Energie- und Umweltforschung GmbH: M. Dittrich, F. Dünnebeil, A.v. Oehsen, S. Koeppen, R. Vogt, H. Fehrenbach, K. Biemann, S. Limberger, B. Ewers, A. Auberger Franhofer IEE – Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft: N. Gerhardt, S. Becker, D. Böttger, F. Frischmuth SSG – Sustainable Solutions Germany: K. Schoer sowie CONSIDEO: K. Neumann bearbeitet.
Inhalt
Zusammenfassung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Die Green-Szenariofamilie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Handlungsfelder. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.1 Energie.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.1.1 Entwicklung der Endenergienachfrage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.1.2 Entwicklung der Stromversorgung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.1.3 Entwicklung der Brenn-, Kraftstoff- und Rohstoffversorgung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.1.4 Schlussfolgerungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.2 Bauen und Wohnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.2.1 Entwicklung der Energiebedarfe und deren Versorgung.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.2.2 Entwicklung ausgewählter Rohstoffbedarfe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.2.3 Schlussfolgerungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.3 Mobilität. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.3.1 Entwicklung des Verkehrs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.3.2 Schlussfolgerungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.4 Industrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.4.1 Entwicklung der Industrie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.4.2 Schlussfolgerungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.5 Abfall und Abwasser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.6 Landwirtschaft und LULUCF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.6.1 Entwicklung der Landwirtschaft.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.6.2 Entwicklung der Senken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.6.3 Schlussfolgerungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Wirkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
4.1 Treibhausgasemissionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4.1.1 2030 – Auf dem Weg zur Treibhausgasneutralität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4.1.2 2050 – Treibhausgasneutralität. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
4.1.3 2050 – Treibhausgasneutralität im globalen Kontext . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.1.4 Fazit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
4.2 Rohstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
4.2.1 Entwicklung des Primärrohstoffkonsum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
4.2.2 Zirkularität der deutschen Volkswirtschaft. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.2.3 Übersicht über ausgewählte Einzelrohstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.2.4 Entwicklung der Rohstoffproduktivität bis 2050. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
4.2.5 Fazit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
Kernbotschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Zusammenfassung
Die globalen Treibhausgasemissionen steigen trotz ambitionierten Szenarien GreenLife und GreenSupre-
wachsender Klimaschutzmaßnahmen weiter an. So me Netto-Null-Emissionen sicher erreichen und selbst
lagen 2017 die fossilen CO2-Emissionen mit 37 Gi- das GreenLate Szenario kommt diesem Anspruch
gatonnen (Gt) rund 63 % über denen von 1990 (EK, nahe. Die Szenarien zeigen damit, dass für Treib-
2019b). Auch die globale Rohstoffinanspruchnahme hausgasneutralität in Deutschland kein (technisches)
nimmt kontinuierlich zu und betrug in 2017 mit rund Carbon Capture and Storage (CCS) erforderlich ist. Für
92 Gt das Fünfzehnfache gegenüber 1900 (UNEP, eine Entwicklung, die sich am Übereinkommen von
2019a). Hiermit einhergehend sind bereits vier von Paris orientiert, sind die nationalen Treibhausgas
neun planetaren Belastungsgrenzen überschritten emissionen bis 2030 gegenüber 1990, ambitioniert,
(zum Klimawandel, zur Unversehrtheit der Biosphä- wie z.B. in GreenSupreme beschrieben, in der
re, zum Landnutzungswandel und zu biogeochemi- Größenordnung von mindestens 70 % zu mindern.
schen Stoffströmen (Rockström et al., 2009; Steffen
et al., 2015)). Schnelles Handeln ist erforderlich, um Mit dem Ausstieg aus der Nutzung fossiler Energie-
zu vermeiden, dass wir an einen Punkt kommen, an träger in allen Szenarien, geht anteilig die größte
dem wir uns unserer natürlichen Grundlagen berau- Reduktion des Rohstoffbedarfs einher. Der RMC (Raw
ben. Um dem entgegen zu treten, ist eine grundle- Material Consumption) kann bis 2050 im Vergleich
gende Transformation im Sinne einer nachhaltigen zu 2010 in GreenLate um 56 % gemindert werden.
Entwicklung dringend erforderlich. Dabei sind alle Durch Energie- und Materialeffizienz, durch die
Bereiche des Handelns und Wirtschaftens betroffen. Ausschöpfung des technischen Recyclingpotenzials,
durch eine deutlich ausgeprägtere Materialsubstitu-
Vor diesem Handlungsdruck und angesichts der tion, durch den Einsatz innovativer Materialien wie
offenkundigen Wechselwirkungen zwischen Klima- z.B. Textilbeton und durch eine stärkere Verbreitung
und Ressourcenschutz werden in der RESCUE-Studie nachhaltige Lebensstile wird im GreenSupreme
sechs verschiedene Szenarien zur Beschreibung der Szenario eine Reduktion des RMC um bis zu 70 %
Lösungs- und Handlungsspielräume für den Weg in erreicht. Jedoch kann es dabei auch zur Mehrinan-
eine ressourcenschonende Treibhausgasneutralität in spruchnahme von einzelnen zentralen Rohstoffen
Deutschland betrachtet. Die Szenarien spiegeln ins- (z.B. Metallen) kommen.
besondere die Einflüsse unterschiedlicher Anstren-
gungsniveaus zur Treibhausgasneutralität (GreenLate Insgesamt zeigen die Ergebnisse der RESCUE-Studie,
– langsam, GreenSupreme – schnell), der Materialef- dass für einen angemessenen Beitrag Deutschlands
fizienz (GreenMe) sowie einer noch stärkeren Verbrei- zur Begrenzung des globalen Temperaturanstiegs auf
tung nachhaltiger Lebensstile (GreenLife) wieder. 1,5 °C und eine global gerechten Rohstoffnutzung hohe
nationale Anstrengungen in internationaler Kooperati-
In allen Green-Szenarien ist das Gesamtminderungs- on nötig sind, wie z.B. im GreenSupreme-Szenario dar-
ziel des Klimaschutzplans bis 2030 trotz der Verfeh- gestellt. Dies mag angesichts der aktuellen Trends als
lung einzelner sektoraler Ziele sicher gewährleistet, sehr ambitioniert erscheinen. Das GreenSupreme-Sze-
insbesondere durch eine weitgehende Transformation nario zeigt aber auch, dass Treibhausgasneutralität
der Energiewirtschaft. Allen Szenarien gemeinsam in Deutschland und das Erreichen eines nachhaltigen
ist eine Transformation hin zu einer vollständigen Niveaus der Primärrohstoffinanspruchnahme durch-
erneuerbaren Energieversorgung bis 2050 (Strom, aus möglich sind. Dafür muss allerdings jetzt gehan-
Brenn-, Kraft- und Rohstoffe). Bis 2050 werden unter delt und dafür müssen alle Möglichkeiten sowohl in
Berücksichtigung der auf die Ziele der Bundesre- der Produktion als auch im Konsum, genutzt werden!
gierung anrechenbaren Treibhausgasemissionen
Minderungen von 95 % im GreenLate Szenario bis hin
zu 97 % im GreenSupreme Szenario erreicht. Durch
eine nachhaltige land- und forstwirtschaftliche
Bewirtschaftung, also natürliche Senken, können die
7
1 Einleitung
1 Einleitung
Hintergrund (IPCC, 2014). In dieser Zeit trugen die Emissionen aus
Natürliche Ressourcen wie Rohstoffe (Biomasse, Me- der Verbrennung fossiler Brennstoffe und aus indus-
talle, nichtmetallische Mineralien, fossile Energieträ- triellen Prozessen 78 % zu den Gesamttreibhausgas
ger), Wasser, Land und Ökosysteme bilden die Grund- emissionen bei. Dies ist verbunden mit einem Anstieg
lage unseres täglichen Lebens und Wohlstands. Ihre der weltweiten Jahresmitteltemperatur um 0,85 °C
Nutzung ermöglicht die Versorgung mit Futter- und über den Zeitraum von 1880 und 2012 (IPCC, 2014).
Nahrungsmitteln sowie Trinkwasser, Wohnraum und Die globale Durchschnittstemperatur lag 2018 unge-
Infrastruktur, Verkehr, Kommunikation und ein bei- fähr 0,79 °C über dem langjährigen Durchschnitts-
nahe unendliches Spektrum an Gütern und Dienst- wert des 20. Jahrhunderts und insgesamt 1 °C über
leistungen. Ihre beständig steigende Nutzung hat gra- vorindustriellen Werten (UBA, 2016d). Das Überein-
vierende Folgen. Schon heute werden vier von neun kommen von Paris wurde im Rahmen der Klimarah-
planetaren Belastungsgrenzen überschritten (zum menkonvention der Vereinten Nationen 2015 mit dem
Klimawandel, zur Unversehrtheit der Biosphäre, zum Ziel verabschiedet, die Erderwärmung im Vergleich
Landnutzungswandel und zu biogeochemischen zum vorindustriellen Zeitalter auf deutlich unter 2 °C
Stoffströmen, (Rockström et al., 2009; Steffen et al., zu begrenzen und Anstrengungen zu unternehmen,
2015)). Innerhalb der vergangenen Jahrzehnte hat den Temperaturanstieg bereits bei 1,5 °C zu stoppen
eine Kombination aus geänderter Land- und Meeres- (UNFCCC, 2015). Die weltweiten aktuellen politischen
nutzung, Raubbau und Verschmutzung, Klimawandel Maßnahmen sind jedoch unzureichend hierfür und
und invasive Arten zu einem katastrophalen Verlust dürften zu einer Erwärmung um ca. 3,3 °C gegenüber
der Biodiversität geführt, so dass mehr als eine Mil- dem industriellen Niveau führen (Climate Action
lion Tier- und Pflanzenarten derzeit vom Aussterben Tracker, 2019).
bedroht sind (IPBES, 2019). Rohstoffe sind dabei im
Besonderen relevant. Denn der Abbau und die Verar- Politische Rahmenbedingungen und die
beitung von Rohstoffen verursacht derzeit rund die Lage in Deutschland
Hälfte der weltweiten Treibhausgasemissionen sowie Industriestaaten wie Deutschland tragen eine große,
mehr als 90 % des weltweiten Artensterbens und der auch historische Verantwortung für den globalen
Wasserknappheit (UNEP, 2019b). Andererseits spielen Klima- und Ressourcenschutz. Denn ihr heutiges
sie für erneuerbare Energien, nachhaltige Baustoffe Wohlstandsniveau wurde zum Großteil durch eine
und Infrastruktur, moderne Kommunikationssysteme überproportionale Nutzung fossiler Energieträger und
und CO₂-arme Mobilität eine Schlüsselrolle (Mancini Rohstoffe ermöglicht.
et al., 2019).
Vor dem Hintergrund der globalen Herausforderun-
Angetrieben durch die steigende Weltbevölkerung gen hat die Europäische Kommission (EK) mit dem
und die zunehmende Wirtschaftsleistung ist die 6. Umweltaktionsprogramm und seiner Zielsetzung,
globale Rohstoffinanspruchnahme von 6 Gt (Giga- Umweltbelastung und Wirtschaftswachstum von
tonnen) im Jahr 1900 auf mehr als 90 Gt in 2017 einander zu entkoppeln, sowohl den Klimaschutz als
gestiegen (UNEP, 2019b). Bis zum Jahr 2050 könnte auch die nachhaltige Nutzung natürlicher Ressourcen
sich, vor dem Hintergrund einer steigenden Weltbe- zu einem zentralen Bestandteil der europäischen
völkerung, die Nachfrage nach Rohstoffen nochmals Umwelt- und Wirtschaftspolitik gemacht (EP & Rat
verdoppeln, auf dann 160 bis 180 Gt (Hatfield-Dodds der Europäischen Union, 2002). In der EU-Wachs-
et al., 2017; OECD, 2019; UNEP, 2019b). Die nachhal- tumsstrategie „Europa 2020“ skizziert die EK ihre
tige Nutzung von Rohstoffen ist somit grundlegend, Vision eines ressourcenschonenden Europas und wie
um die ökologischen und sozio-ökonomischen Ziele die Entwicklung hin zu einer treibhausgasneutra-
innerhalb der Agenda 2030 der Vereinten Nationen len Wirtschaft unterstützt werden kann (EK, 2010).
zu erreichen. Aktuell dient der Aktionsplan zur Kreislaufwirtschaft
(„Circular Economy“) inklusive Überwachungsrah-
Trotz einer wachsenden Anzahl von Maßnahmen men, als Rahmen für die Ressourceneffizienzpolitik
zur Minderung des Klimawandels sind die global der EU (EK, 2019a). Der Energiefahrplan zeigt mögli-
anthropogen verursachten Treibhausgasemissionen che Pfade der Dekarbonisierung des Energiesystems
von 1970 bis 2010 von 27 auf 49 Gt CO2Äq gestiegen bis 2050 (EK, 2011) auf, und im November 2018
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Wege in eine ressourcenschonende Treibhausgasneutralität (RESCUE)
wurde eine langfristige strategische Vision hin zur Der Ausstoß von territorialen Treibhausgasen in
Klimaneutralität bis 2050 veröffentlicht (EK, 2018). Deutschland ist zwischen 1990 und 2017 von
Diese Politiken sind auch Grundlage der deutschen 1.251 Millionen Tonnen (Mt) auf 907 Mt zurückgegan-
Klima- und Ressourcenpolitik. gen (Rückgang um 28 %). Nach ersten Schätzungen
wurden 2018 insgesamt 866 Mt Treibhausgase freige-
Im Hinblick auf die Klimaschutzziele hat sich die setzt – also rund 4,5 % weniger als im Vorjahr (UBA,
Bundesregierung dazu verpflichtet, die Treibhausgas 2019e). Mit Blick auf die relative Entwicklung der
emissionen (THG) bis 2050 um 80–95 % gegenüber THG-Emissionen zeigt sich, dass in der chemischen
1990 zu reduzieren (BMWi, 2010). Insbesondere defi- Industrie der stärkste Rückgang von Emissionen im
niert der Klimaschutzplan 2050 das Etappenziel einer Zeitraum 1990 bis 2017 erfolgte (80 %). Auch die
THG-Emissionsminderung von mindestens 55 % bis Emissionen aus Abfall und Abwasser sanken deutlich
2030 gegenüber 1990 und die notwendigen Minde- (73 %) (UBA, 2019a). Einzig im Verkehrssektor wurde
rungsbeiträge der einzelnen Sektoren zur Erreichung eine Zunahme im Vergleich zum Niveau von 1990
dieses Zieles (BMU, 2016). Mit den im September verzeichnet (ca. 2 %). Wenngleich derzeit eine Reduk-
2019 vorgelegten „Eckpunkten für das Klimaschutz- tion der THG-Emissionen in nahezu allen Sektoren
programm 2030“ (Bundesregierung, 2019) legt die zu verzeichnen ist, zeigt ein Vergleich des aktuellen
Bundesregierung „Treibhausgasneutralität“ für Trends mit den klimapolitischen Zielen der Bundes-
Deutschland bis 2050 als neues Umwelthandlungs- regierung die Notwendigkeit weiterer Anstrengungen
ziel fest. (Abbildung 1).
Abbildung 1
Qualitative Einschätzung zur Erreichbarkeit von Treibhausgasminderungszielen im Kontext des aktuellen
Trends
Hinweis: Mit den im September 2019 vorgelegten „Eckpunkten für das Klimaschutzprogramm 2030“ (Bundesregierung, 2019) Quelle: Umweltbundesamt
der Bundesregierung wird für Deutschland „Treibhausgasneutralität“ bis 2050 als neues Umwelthandlungsziel benannt. Weiter
werden Maßnahmen zur Erfüllung der 2030 Ziele beschrieben. Die konkrete Ausgestaltung ist jedoch zum Redaktionsschluss der
RESCUE-Studie noch nicht hinreichend klar, um in der Abbildung berücksichtigt zu werden.
101 Einleitung
Abbildung 2
Gesamtrohstoffproduktivität, wirtschaftliches Wachstum und nationaler Wohlfahrtsindex * in der Zeit von
2000–2014
* Das BIP in der Berechnung der Gesamtrohstoffproduktivität ist ein Maß für die Wirtschaftsleistung einer Volkswirt- Quelle: eigene Darstellung basierend auf UBA, 2018a, 2019d
schaft. Dieses spiegelt jedoch nicht die gesellschaftliche Wohlfahrt wider. Ergänzend zum BIP ist deshalb auch der
Nationale Wohlfahrtsindex (NWI) (UBA, 2019d) abgebildet. Der NWI berücksichtigt insgesamt 20 wohlfahrtsstiftende
und wohlfahrtsmindernde Aktivitäten. Er erreichte im Jahr 1999 seinen höchsten Wert und nahm danach bis 2005 ab.
Seitdem schwankt er ohne große Änderungen.
Hinsichtlich der nachhaltigen Nutzung natürlicher sozialem Zusammenhalt (BMU, 2019c). Mit der ersten
Ressourcen hat Deutschland in seiner Nachhaltig- Fortschreibung im Jahr 2016 (BMUB, 2016) nimmt
keitsstrategie von 2002 bereits das Ziel formuliert, ProgRess verstärkt auch die Wechselwirkungen zu
die wirtschaftliche Entwicklung von der Inanspruch- anderen Umweltpolitiken in den Blick, insbesondere
nahme natürlicher Ressourcen zu entkoppeln (Bun- zum Klimaschutz.
desregierung, 2002). Mit der Verabschiedung des
Deutschen Ressourceneffizienzprogramms (ProgRess) Der Leitindikator der deutschen Ressourcenpolitik,
im Februar 2012 hat Deutschland als einer der ersten „Gesamtrohstoffproduktivität“1, misst Deutschlands
Staaten Ziele, Leitideen und Handlungsansätze zum Fortschritt im sparsamen und effizienten Einsatz von
Schutz der natürlichen Ressourcen festgelegt (BMU, Rohstoffen (Abbildung 2).
2012). Zu den Zielen gehören unter anderem: (1) eine
möglichst weitgehende Entkopplung des Wirtschafts-
wachstums vom Ressourceneinsatz sowie die Sen-
1 Für die Berechnung wird der Primärrohstoffeinsatz (inländischen Rohstoffentnah-
kung der damit verbundenen Umweltbelastungen me + Importe (RMI)) mit der gesamten Wertschöpfung ins Verhältnis gesetzt, die
mit diesen Rohstoffen geschaffen wurden (Bruttoinlandsprodukt (BIP) + Wert der
und (2) die Stärkung der Zukunfts- und Wettbe- Importe). Der RMI basiert dabei auf dem Konzept der „Rohstoff-Äquivalente“ und
umfasst das Gesamtgewicht der Primärrohstoffe, die benötigt wurden, um die Güter
werbsfähigkeit der deutschen Wirtschaft und da- herzustellen, die in der deutschen Volkswirtschaft produziert oder in diese impor-
tiert wurden. Das umfasst auch die indirekt importierten Rohstoffe, die entlang der
durch die Förderung von stabiler Beschäftigung und Produktionsketten im Ausland eingesetzt werden.
11Wege in eine ressourcenschonende Treibhausgasneutralität (RESCUE)
Die Gesamtrohstoffproduktivität stieg von 2000 bis Nutzung mittels Power to Gas (PtG) und Power to
2014 um 26 %, hauptsächlich aufgrund des deutli- Liquid (PtL), so dass treibhausgasneutrale Kraftstoffe
chen Wachstums des Bruttoinlandsproduktes (BIP) für den Verkehr, Grundstoffe für die chemische In-
und der Importwerte. Die Nutzung von Primärroh- dustrie und treibhausgasneutrale Brennstoffe für die
stoffen wuchs um 4 % innerhalb desselben Zeitraums Prozesswärme in der Industrie bereitgestellt werden
und betrug in 2014 2,64 Mrd. t. Davon wurden können. Allerdings sind für bestimmte Sektoren wie
im Jahr 2014 rund 1,3 Mrd. t für den Konsum und die Landwirtschaft, der Sektor Landnutzung, Land-
Investitionen in Deutschland verwendet, weitere nutzungsänderungen und Forstwirtschaft (LULUCF)
1,34 Mrd. t Rohstoff-Äquivalente wurden exportiert. sowie, nach heutigem Kenntnisstand, auch in Teilen
Neben den rund 1,1 Mrd. t in 2014 in Deutschland der Industrie die Möglichkeiten zur Treibhausgas-
gewonnener Rohstoffe, wurden zusätzlich 1,54 Mrd. t minderungen begrenzt, so dass Sockelemissionen
Rohstoff-Äquivalente in Form von Halb- und Fertig- auch in diesem ambitionierten Szenario verbleiben.
waren sowie Rohstoffen importiert. Das Ziel der Bun- Die THGND2050-Studie stellt jedoch keinen Transfor-
desregierung ist es, die Gesamtrohstoffproduktivität mationspfad zu dem aufgezeigten Zielpunkt dar und
weiter um durchschnittlich 1,5 % pro Jahr von 2010 betrachtet keine Ressourceninanspruchnahmen.
bis 2030 zu erhöhen. Der durchschnittliche Anstieg
um 1,9 % liegt aktuell über diesem Ziel. Mit der RESCUE-Studie werden nun in einer systemi-
schen Vorgehensweise ambitionierter Klima- und
Grundidee und Ausblick auf die Ressourcenschutz über alle Anwendungsbereiche
vorliegende Studie hinweg gemeinsam betrachtet, um aufzuzeigen, wie
Eine Transformation hin zu einer nachhaltigen und Treibhausgasneutralität bei möglichst sparsamer
zukunftsfähigen Gesellschaft, welche sich innerhalb Nutzung von Ressourcen erreicht werden kann. Dies
der planetaren Belastungsgrenzen bewegt, ist in erfolgt mittels sechs Szenarien, die mögliche Ent-
vielfältiger Weise mit der Nutzung natürlicher Res- wicklungspfade Deutschlands bis zum Jahr 2050
sourcen verbunden. Die vorliegende RESCUE-Studie aufzeigen. Diese umfassen mögliche Entwicklungen
fokussiert zunächst auf mögliche Transformations- in Deutschland z.B. in den Bereichen Energieeffi-
pfade zur Erreichung einer rohstoffeffizienten und zienz, Materialeffizienz und Produktlebensdauer,
treibhausgasneutralen Gesellschaft über alle Anwen- Lebensstiländerungen und Wirtschaftswachstum.
dungsbereiche hinweg. Ziel ist es aufzuzeigen, (1) wie sich der Rohstoffbedarf
(fossile Energieträger, Metalle, nicht-metallische Mi-
RESCUE basiert auf der vom Umweltbundesamt neralien und Biomasse) für ein treibhausgasneutrales
veröffentlichten Studie „Treibhausgasneutrales Deutschland 2050 im Zeitverlauf ändert, (2) welche
Deutschland im Jahr 2050“ (UBA, 2014), die zeigt, Auswirkungen einzelne Maßnahmen und Annahmen
dass weitestgehende Treibhausgasneutralität (Reduk- auf Rohstoffinanspruchnahme und Treibhausgas
tion der territorialen Treibhausgasemission um 95 % emissionen haben und (3) welche Wechselwirkungen
gegenüber 1990) in Deutschland bis 2050 technisch es zwischen Anstrengungen im Ressourcenschutz
machbar ist. Eine Schlüsselstellung nimmt hierbei und Klimaschutz gibt. Im eingeschränkten Maße
die Transformation zu einem Energiesystem basie- werden auch Fragen der Flächenneuinanspruchnah-
rend auf 100 Prozent erneuerbarer Energie ein. Durch me durch Siedlungen und Verkehr in Deutschland
den vollständigen Umstieg auf erneuerbare Energien betrachtet. Weitere Aspekte, wie die zeitgerechte
und die Ausschöpfung von Effizienzpotenzialen ist es Verfügbarkeit von Rohstoffen oder weitere Umwelt-
möglich, die Treibhausgasemissionen der Energiever- wirkungen, konnten nur am Rande berücksichtigt
sorgung und -nutzung (Strom, Wärme, Verkehr) im werden und sollten Grundlage künftiger Studien sein.
Inland2 auf null zu reduzieren. Zentraler Baustein ist
die Sektorkopplung mit der direkten Stromnutzung
(z.B. Power to Heat, Elektromobilität) oder indirekten
2 In der Studie wurden nur die Treibhausgasemissionen in Deutschland nach dem
jährlich erstellten Nationalen Inventarbericht (NIR) sowie die von Deutschland ver-
ursachten internationalen Verkehre und LULUCF betrachtet. Nicht betrachtet werden
die im Ausland anfallenden Emissionen für importierte Gütern (“Carbon Footprint“)
sowie die Emissionen für exportierte Güter.
121 Einleitung
Methodik Es sei darauf hingewiesen, dass ausschließlich eine
In RESCUE3 wurde ein Modellverbund aus insgesamt kostenoptimierte Modellierung der Energiewirtschaft
fünf Modellen genutzt, welche mit sektor- und bran- erfolgt. Die Annahmen hierzu sind in „Transforma
chenspezifischen Detailanalysen ergänzt wurden, um tionsprozess zum treibhausgasneutralem und
die Entwicklung der THG-Emissionen und Rohstoffin- ressourcenschonendem Deutschland – GreenEe“
anspruchnahme im Zeitraum 2010–2050 zu betrach- (UBA, 2020a), in „Transformationsprozess zum
ten. Die Modellierung im Verkehrsbereich basieren treibhausgasneutralem und ressourcenschonendem
auf TREMOD (Transport Emission Model, ifeu, 2019b; Deutschland – GreenLate“ (UBA, 2020b), „Transfor-
UBA, 2019c), im Bereich Raumwärme und Kältebe- mationsprozess zum treibhausgasneutralem und res-
darfe auf GEMOD (Gebäude-Modell, ifeu, 2019a) und sourcenschonendem Deutschland – GreenMe“ (UBA,
im Bereich Landwirtschaft auf ALMOD (Agriculture 2020c), „Transformationsprozess zum treibhausgas-
and LULUCF Model, UBA, 2020a). In Kombination neutralem und ressourcenschonendem Deutschland
mit den industriellen branchenspezifischen Analysen – GreenLife“ (UBA, 2020d) und „Transformations-
sowie dem Abfallbereich wurde die Energiemodellie- prozess zum treibhausgasneutralem und ressourcen-
rung mit SCOPE (Sektorübergreifende Einsatz- und schonendem Deutschland – GreenSupreme“ (UBA,
Ausbauoptimierung für Analysen des künftigen Ener- 2020e) zu finden. Eine Kostenoptimierung unter
gieversorgungssystems) durchgeführt (Fraunhofer Berücksichtigung der volkswirtschaftlichen Kosten,
IEE, 2016). Die gesamtwirtschaftliche Rohstoffnut- Umwelt- und Gesundheitskosten über alle Emissions-
zung sowie die vorgelagerten Emissionen wurden mit und Rohstoffinanspruchnahmebereiche im Laufe der
dem umweltökonomischen Rohstoff- und THG-Mo- Transformation erfolgt nicht.
dell (URMOD) modelliert (ifeu, 2019c). Eine genaue
Beschreibung zur Funktionsweise der Modelle ist in
„Transformationsprozess zum treibhausgasneutralem
und ressourcenschonendem Deutschland – GreenEe“
(UBA, 2020a) zu finden.
3 Die in den nachfolgenden Kapiteln dargestellten Ergebnisse basieren im Wesentli-
chen auf den Arbeit im Rahmen des Forschungsvorhabens „Transformationsprozess
zum treibhausgasneutralen und ressourcenschonenden Deutschland“ (Forschungs-
kennzahl 3715411150).
132 Die Green-Szenariofamilie
2 Die Green-Szenariofamilie
Vor dem Hintergrund der wechselseitigen Abhängig- Flächenneuinanspruchnahme durch Siedlungen
keiten und der Komplexität beim Klima- und Ressour- und Verkehr aller Szenarien bis 2050 auf netto Null
censchutz wurden im Rahmen der RESCUE-Studie reduziert wird.
sechs Szenarien entwickelt, um mögliche Transfor-
mationspfade und den Handlungsspielraum hin zu Der Umbau der Energieversorgung erfolgt in allen
einem treibhausgasneutralen und ressourcenscho- Szenarien hin zu einem vollständig auf erneuerbaren
nenden Deutschland aufzuzeigen. Diese Green-Sze- Energien basierenden System. In welchem Sektor-
narien zeigen mögliche Pfade in die Zukunft und kopplung, also die direkte oder indirekte Verwen-
die damit verbundenen Treibhausgasemissionen dung von regenerativem Strom zur Wärme- (Power to
(territoriale Perspektive) und den Rohstoffverbrauch Heat, PtH), Brennstoff-, Kraftstoff- und Rohstoffbereit-
(Biomasse, fossile Brennstoffe, Metalle und nichtme- stellung (Power to Gas, PtG und Power to Liquid, PtL),
tallische Mineralien (Konsumperspektive)) auf. die vollständige Substitution fossiler Energieträger
gewährleistet. Die Energiewende in den Anwendungs-
Die Green-Szenarien zeichnen dabei mögliche Trans- bereichen (Verkehr, Industrie, etc.) geht dabei Hand
formationspfade Deutschlands – eingebettet in die in Hand mit der Energieversorgung. Die Nutzung von
Europäische Union (EU) und die Welt – als weiter- Kernenergie wird vor dem Hintergrund des möglichen
hin produzierenden Industriestandort im globalen Schadensausmaßes auf Mensch und Umwelt nicht als
Handel mit einer modernen leistungsfähigen Ge- Bestandteil einer nachhaltigen Energieversorgung
sellschaft. Die heutigen Strukturen verändern sich beachtet. Gleichfalls wird in allen Szenarien CCS
nicht fundamental. Innovative Informations- und (Carbon Capture and Storage) nicht berücksichtigt.
Telekommunikationstechnologien sind als Ausdruck
der zunehmenden Digitalisierung ein fester Bestand- Diese übergreifenden Rahmenbedingungen und
teil in Gesellschaft und allen Wirtschaftsbereichen. Zielsetzungen über alle Szenarien hinweg ermögli-
Die nötigen Infrastrukturen werden zeitnah geplant chen die Vergleichbarkeit und das Herausarbeiten der
und umgesetzt, um die Transformation bis 2050 zu Effekte einzelner Einflussparameter auf den Trans-
ermöglichen. formationspfad. Die für diese Studie erstellte Green-
Szenario-Familie soll insbesondere Einflüsse und
Klimaschutz, Dekarbonisierung, Energieeinsparung Wechselwirkungen unterschiedlicher Anstrengungs-
und mehr Ressourcenschutz als gemeinschaftliches niveaus im Laufe des Transformationsprozesses hin
Verständnis charakterisieren gesellschaftlichen und zu weitest gehender Treibhausgasneutralität (Green-
industriellen Wandel. Allen Szenerien ist gemein, Late, GreenSupreme), Materialeffizienz (GreenMe)
dass sie Zielszenarien mit einer Reduktion der Treib- sowie zur stärkeren Verbreitung nachhaltiger Lebens-
hausgasemissionen bis 2050 gegenüber 1990 von stile (GreenLife) betrachten. Eine kurze Beschreibung
mindestens 95 % aufzeigen. Im Transformationspfad der einzelnen Green-Szenarien erfolgt nachfolgend.
wird bis 2030 mindestens das von der Bundesre- Abbildung 3 gibt einen Überblick über die wichtigs-
gierung beschlossene Treibhausgasminderungsziel ten Szenarioparameter und wie sie im jeweiligen
von 55 % gegenüber 1990 erreicht. Wie die Treib- Szenario unterschieden werden. Ausführlichere Infor-
hausgasminderung erfolgt, unterscheidet sich in den mationen sind in Kapitel 3 der RESCUE-Studie (UBA,
Szenarien. 2019f) zu finden.
Als wesentlicher Einflussparameter wird in allen GreenEe1 und Ee2
Szenarien die identische Bevölkerungsentwick- Die beiden GreenEe-Szenarien stehen für „Germany –
lung unterstellt. In alle Green-Szenarien sinkt die resource efficient and greenhouse gas neutral – E
nergy
Bevölkerung von derzeitig 83 Millionen Menschen efficiency“ und fokussieren die Erschließung der
auf ungefähr 72 Millionen Menschen im Jahr Energieeffizienzpotenziale über alle Anwendungs-
2050, entsprechend Variante V1 „Kontinuität bei bereiche hinweg. Klimaschutz, Dekarbonisierung,
schwächerer Zuwanderung“ der 13. Koordinierte konsequente Energieeinsparung und mehr Ressour-
Bevölkerungsvorausberechnung von Destatis (Sta- censchutz als gemeinschaftliches Verständnis wird
tistisches Bundesamt, 2015). Entsprechend ver- im Laufe dieses gesellschaftlichen und industriellen
ändern sich die infrastrukturelle Bedürfnisse und Wandels immer deutlicher und spiegelt sich in den
Bauaktivitäten. Letztlich wird unterstellt, dass die politisch gesetzten Rahmenbedingungen wieder.
15Wege in eine ressourcenschonende Treibhausgasneutralität (RESCUE)
Abbildung 3
Charakteristische Einflussfaktoren der Green-Szenarien
Quelle: Umweltbundesamt
Auch international setzt sich dieses Verständnis Verwendung von Strom aus erneuerbaren Energien
– wenn gleich auch langsamer – durch, so dass in allen Anwendungsbereichen. Wobei durch das
die Entwicklung globaler Märkte für regenerative konsequente Erschließen von Energieeffizienzpoten-
Energieträger möglich ist und Carbon Leakage keine tialen in allen Bereichen (Verkehr, Industrie, Bauen
ausgeprägte Bedrohung der nationalen industriellen und Wohnen) der Bedarf an Energie reduziert wird.
Produktion darstellt. Während beim GreenEe1 die In- Dort, wo technisch möglich, wird erneuerbarer Strom
dustrie insgesamt ihre Produktionskapazitäten kon- direkt genutzt. So erfolgt beispielsweise bis 2050 in
tinuierlich steigert und die Exporte weiter ansteigen, der Industrie eine Umstellung auf vor allem strom-
erfolgt in GreenEe2 ein ausgeglichenerer globaler basierte Prozesswärmeversorgung. Insbesondere der
Handel, so dass die nationalen Produktionskapazitä- Stromsektor wird schnell dekarbonisiert, damit die
ten in weiten Bereichen rückläufig sind. Gleichwohl Integration von Sektorkopplungstechniken und Um-
erfolgt u.a. durch steigende Qualität der produzierten strukturierungen in den Anwendungsbereichen Hand
Güter und Innovationen weiterhin ein Wirtschafts- in Hand erfolgen können. Die Digitalisierung leistet
wachstum. Das Wirtschaftswachstum wird mit 0 ,7 % einen wachsenden Beitrag zur intelligenten Verknüp-
in beiden Szenarien als moderat angenommen. fung und Flexibilisierung von Energieverbrauchern
und -erzeugern, so dass Back-up-Kapazitäten zur
Die Energieversorgung beruht im Jahr 2050 vollstän- Gewährleistung der Versorgungssicherheit minimiert
dig auf erneuerbaren Energien. Sektorkopplungs- werden. Wie heute werden auch künftig vor allem die
techniken ermöglichen die direkte oder indirekte Brenn- und Kraftstoffe nach Deutschland importiert.
162 Die Green-Szenariofamilie
Bis 2050 basieren auch diese vollständig auf erneu- Veränderungen und Investitionen in einer kürzeren
erbaren Energien (PtG/L-Anlagen im Ausland). Nur Zeit insbesondere der Dekade vor 2050 erbracht
in wenigen Anwendungsbereichen, insbesondere werden. Dieser Trend zeichnet sich auch auf internati-
Flugverkehr und Schwerlastverkehr, ist eine brenn- onaler Ebene fort (wie bei den GreenEe-Szenarien mit
stoffbasierte Energieversorgung erforderlich. einem zeitlichen Verzug von 10 Jahren).
In der Industrie erfolgt neben der Umstrukturierung Im Jahr 2050 fußt die Energieversorgung vollständig
hin zu energetisch effizienten auf erneuerbaren Ener- auf erneuerbaren Energien. Der Energiebedarf ist
gien basierenden Prozesstechniken auch eine Reduk- jedoch in allen Bereichen deutlich höher als bei den
tion der prozessbedingten Emissionen auf das derzeit anderen Green-Szenarien. Durch das verzögerte Han-
technisch mögliche Niveau. Elektrofahrzeuge im Indi- deln können Energie- und Materialeffizienzmaßnah-
vidualverkehr und öffentlichen Verkehr sind im Laufe men nur im begrenzteren Umfang umgesetzt werden.
des Transformationspfades schnell Selbstverständ- Bis 2050 können effiziente Sektorkopplungstechniken
lichkeiten und prägen 2050 das alltägliche Bild der nur in Anwendungsbereiche mit kurzen Erneuerungs-
Mobilität. Die Umsetzung von Verkehrsvermeidung zyklen integriert werden oder in Bereiche mit hohen
und Verkehrsverlagerung durch die Gesellschaft ist in Investitionsanreizen. So findet beispielsweise der
hohem Maße gegeben. Der gesellschaftliche Konsens Übergang zur Elektromobilität für den Individualver-
zur Dekarbonisierung ermöglicht auch den Wandel in kehr spät statt. Dies bedeutet, dass 2050 noch eine
der Landwirtschaft. Neben technischen Maßnahmen Vielzahl der konventionellen Techniken im Verkehr
führen gesündere Ernährungsgewohnheiten der Be- sowie zur Raum- und Prozesswärmeversorgung in
völkerung zu reduzierten Tierbeständen in Deutsch- Betrieb sind. Damit charakterisiert GreenLate auch
land. In Deutschlands Wäldern wird die Entwicklung die Auswirkungen einer geringeren „Elektrifizierung“
zu stabilen Mischwäldern konsequent fortgesetzt und der Anwendungsbereiche. Auch Maßnahmen zur Ver-
somit der Wald als Netto-Kohlenstoffsenke erhalten. kehrsvermeidung und -verlagerung werden vorrangig
Biodiversitätsschutz wird verstärkt in die Wald- in den letzten Jahren vor 2050 ergriffen. Der Trend
bewirtschaftung integriert, unterstützt durch die hin zu einer gesünderen Ernährung setzt erst 2025
Ausweitung von Prozessschutzflächen mit natürlicher ein, wodurch ein höherer Anteil an Viehbestand im
Waldentwicklung. Die zunehmende Verwendung Vergleich zu den anderen Szenarien resultiert.
von Sekundärrohstoffen und Materialsubstitution
insbesondere in der Metallindustrie, der chemischen GreenMe
Industrie und im Bausektor begünstigen die Mate- Das GreenMe-Szenario („Germany – resource efficient
rialeffizienz. Demografischer Wandel und Bevölke- and greenhouse gas neutral – Material efficiency“)
rungsentwicklung in Deutschland führen zu einem fokussiert auf technische Möglichkeiten zur Stei-
leichten Anstieg der Pro-Kopf-Wohnfläche bis 2030, gerung der Materialeffizienz (d.h. Verhältnis eines
die absolute Wohnfläche in 2050 entspricht dem des bestimmten Nutzens oder Ergebnisses zum dafür
Jahres 2010. Die Flächenneuinanspruchnahme durch benötigten Rohstoff- bzw. Materialeinsatz). Weltweit
Verkehr und Siedlungen wird bis 2030 auf 20 ha/Tag wird davon ausgegangen, dass andere Länder diesem
verringert und bewegt sich gen Null bis 2050. Trend mit dem gleichen Tempo der technologischen
Entwicklung folgen (keine Verzögerung wie in den
GreenLate anderen Green-Szenarien im Vergleich zu Deutsch-
GreenLate („Germany – resource efficient and green- land). Auf diese Weise wird eine Verlagerung von
house gas neutral – Late transition“), zeichnet einen CO2-Emissionen vermieden. Deutschland ist weiter-
möglichen Transformationspfad Deutschlands als hin in den internationalen Handel eingebettet, in dem
weiterhin exportorientierten Industriestandort mit ei- Importe und Exporte ausgeglichen sind (ähnlich dem
ner modernen leistungsfähigen Gesellschaft. Jedoch GreenEe2-Szenario).
erfolgt die Umsetzung von Klimaschutzmaßnahmen
deutlich langsamer als in den anderen Green-Szena- Die Energieversorgung und die Umstrukturierung
rien. GreenLate verdeutlicht so, welche Herausforde- der Bereiche Mobilität, Industrie, Bauen und Woh-
rungen verspätetes Handeln bei der Erreichung einer nen entwickelt sich analog zum GreenEe2-Szena-
THG-Minderung um 95 % bis 2050 mit sich bringt. rio. Bevorzugt werden jedoch Techniken mit einem
Es setzt jedoch voraus, dass enorme strukturelle geringeren Materialbedarf (gemessen am RMC). So
17Wege in eine ressourcenschonende Treibhausgasneutralität (RESCUE)
findet beispielsweise bei der Photovoltaiktechnik ein Die ambitionierte und umweltbewusste Lebensweise
stärkerer Ausbau auf Dachflächen mit Dünnschicht- zeigt sich besonders deutlich auch im Mobilitätsver-
zellen statt, die einen geringeren Material- und halten der Gesellschaft. Nationale Flugreisen finden
Flächenbedarf haben als konventionelle Photovol- immer weniger Akzeptanz und innerdeutsche Fern-
taikfreiflächenanlagensysteme. Ebenso sind Funda- reisen werden in 2050 überwiegend mit bodengebun-
mente, Erhöhungen und Windtürme auf Langlebig- denen Verkehrsmitteln unternommen, sowohl privat
keit ausgelegt, so dass ihre Nutzungsdauer deutlich als auch geschäftlich. Auch internationale Urlaubs-
erhöht werden kann. Eine Vielzahl weiterer Material- flüge verlieren an Bedeutung, so dass der inländische
effizienzmaßnahmen wird umgesetzt. Diese beinhal- Fernreiseverkehr zunimmt. Insgesamt steigt somit der
ten z.B. die Leichtbauweise von Kraftfahrzeugen, die Flugverkehr bis 2050 nur marginal gegenüber 2010.
Verwendung alternativer Materialien wie textilver- Auch der zunehmende Trend der Urbanisierung zeigt
stärkter Beton für das Bauwesen, große Verbreitung sich in der Mobilität. Insbesondere im städtischen
von Holzgebäuden oder die Verwendung von bioti- Raum verliert der motorisierte Individualverkehr
schen Materialien als Dämmstoffe im Bausektor. Die rasch an Bedeutung. Fuß- und Radverkehr nehmen
Annahmen in Bezug auf Landwirtschaft und gesunde ebenso deutlich zu, wie die Nutzung des öffentlichen
Ernährung folgen den beiden GreenEe-Szenarien. Nahverkehrs, ergänzt um Car- und Ridesharing. Dies
führt dazu, dass bis 2050 im urbanen Raum der Be-
GreenLife sitz des eigenen Pkw eine Seltenheit geworden ist.
Das GreenLife-Scenario („Germany – resource effi-
cient and greenhouse gas neutral – lifestyle chan- Gestiegenes Umwelt- und Gesundheitsbewusstsein
ges“) analysiert, wie Änderungen des Lebensstils sind wichtige Leitmotive in der Ernährung. Lebens-
und Verhaltens neben technischen Maßnahmen die mittelabfälle werden möglichst vermieden und eher
Treibhausgasemissionen und den Rohstoffverbrauch regionale und saisonale Lebensmittel verarbeitet.
beeinflussen können. Gegenwärtige Trends sowie Deutlich schneller als in den anderen Green-Szena-
kleinere Nischenentwicklungen für ein umwelt- rien werden weniger tierische Produkte verzehrt, so
freundlicheres Verhalten werden im Szenario skaliert. dass die Tierbestandszahlen in Deutschland schnel-
ler und stärker abnehmen.
So steigt die Nachfrage nach langlebigen und repa-
rierbaren Produkten und führt zu Innovationen in Die technischen Maßnahmen, wie etwa die Transfor-
den Bereichen Produktions- und Dienstleistungssek- mation des Energiesystems oder Integration neuer
toren. Der Wille jedes Einzelnen für eine ambitionier- effizienter Techniken in der Industrie, Mobilität und
te und umweltbewusste Lebensweise zeigt sich auch Gebäude erfolgt wie in GreenEe1 und GreenEe2.
in der Nachfrage nach Wohnraum und somit in der
Entwicklung des Gebäudebestands. Es setzt sich eine GreenSupreme
modulare Bauweise durch, die eine relativ flexible In GreenSupreme (“Germany – resource efficient and
Nutzung der Wohnfläche ermöglicht. Auch Altbau- greenhouse gas neutral – Minimizing future GHG
wohnungen und Einfamilienhäuser werden verstärkt emissions and raw material consumption”) werden
umgebaut mit dem Ziel kleinerer Wohneinheiten und die effektivsten Maßnahmen aus den vorangegange-
einen höheren Grad an Flexibilisierung zu erhalten. nen Green-Szenarien zur ambitionierten schnellen
Formen des gemeinschaftlichen Wohnens finden Minderung der Treibhausgasemissionen und des
einen breiten gesellschaftlichen Zuspruch. Der Anteil Rohstoffverbrauchs bis 2050 zusammengefasst.
der Mehrfamilienhäuser am Gebäudebestand steigt. Somit werden in diesem Szenario die Maßnahmen
In der Folge sinkt die Pro-Kopf-Wohnfläche, und die von GreenMe zur Materialeffizienz, von GreenEe zur
Flächeninanspruchnahme wird bereits bis 2030 Energieeffizienz und von GreenLife zur nachhaltigen
auf 10 ha/Tag reduziert und bewegt sich bis 2050 in und gesunden Lebensweise werden kombiniert. Im
Richtung Netto-Null. Rohstoffeffizientes Bauen ist bei Gegensatz zu anderen Green-Szenarien, die von ei-
neuen Gebäuden ebenso verbreitet wie ein steigender nem durchschnittlichen jährlichen BIP-Wachstum von
Anteil von Wohnhäusern in Holzbauweisen. rund 0,7 % ausgehen, wird in GreenSupreme ein jähr-
liches BIP-Wachstum ab 2030 von Null angenommen.
183 Handlungsfelder
Wege in eine ressourcenschonende Treibhausgasneutralität (RESCUE)
In allen Bereichen der Gesellschaft müssen Beiträge Wirkungen (z.B. Korruption, gewalttätige Konflikte).
zum Klima- und Ressourcenschutz geleistet und im In besonderer Weise ist die Umstrukturierung der
Transformationspfad beim Voranschreiten ganzheit- Energieversorgung (Energiewende) und das Umden-
lich betrachtet werden. Über verschiedene Faktoren, ken bei der Primärrohstoffinanspruchnahme hin zu
Wechselwirkungen und das alltägliche Handeln einem geringeren „Rohstoffabdruck Deutschlands“
jedes Einzelnen sind alle Bereiche, also Angebot (Rohstoffwende) (grüne Kreise im Zentrum der Abbil-
und Bereitstellung von Energie und Rohstoffen mit dung 4) mit den Anpassungen der Anwendungsberei-
der Nachfrage durch Produktionsbereiche, Infra- che und umgekehrt verknüpft (kleine grüne Kreise).
strukturen sowie den individuellen Konsum, mit Damit wird deutlich, dass die Transformation in allen
einander verknüpft, siehe Abbildung 4. Dabei sind Bereichen unter Aspekten des Klima- und Ressour-
die Wechselwirkungen, wie an der unterschiedlichen censchutzes Hand in Hand gehen muss. Dabei ist die
Pfeilstärke in Abbildung 4 symbolisiert, in unter- richtige Balance zwischen Klimaschutz und Ressour-
schiedlichem Maße ausgeprägt. Über Bedürfnisse censchonung hinsichtlich der Ausbaugeschwindig-
und Konsumverhalten in Freizeit, Wohnen, Kommu- keit zu finden, um eventuell Rohstoffbedarfsspitzen
nikation, Mobilität und Ernährung (blaue Sechsecke) und kumulierte Treibhausgasemissionen zu minimie-
generiert jeder Einzelne entsprechende Bedarfe, wel- ren und gleichzeitig die richtigen Anreize zu setzen,
che wiederum auf die Entwicklung der verschiedenen um die langfristige Wirkung von Maßnahmen und
Produktions- und Dienstleistungsbereiche wirken. Einsatzbereitschaft von Techniken sowie die dafür
Die Bereitstellung dieser Produkte und Dienstleis- erforderlichen Infrastrukturen bereit zu stellen. In
tungen führt zu Ressourceninanspruchnahmen den nachfolgenden Kapiteln wird die Umstrukturie-
(Rohstoffe, Fläche, Wasser, etc.) sowie Umweltwir- rung der einzelnen Bereiche betrachtet, wobei diese
kungen (z.B. Treibhausgasemissionen) und sozialen Wechselwirkungen weitestgehend bedacht werden.
Abbildung 4
Schematische Darstellung des gemeinschaftlichen Transformationspfades
Quelle: Umweltbundesamt
203 Handlungsfelder
3.1 Energie ▸▸ eine effiziente Integration von Sektorkopplungs-
Deutschlands Energieversorgung basiert derzeit techniken stattfindet und
hauptsächlich auf der Nutzung fossiler Rohstoffe.
Die energiebedingten Emissionen verursachten 2018 ▸▸ dies durch den Ausbau der Infrastrukturen unter-
etwa 84 % der gesamten Treibhausgasemissionen stützt wird.
in Deutschland. Die Energieversorgung und deren
Umstrukturierung nehmen daher eine zentrale Rolle Das Umweltbundesamt hat bereits mit verschiedenen
bei der Begrenzung des Klimawandels ein. Vor dem Studien gezeigt, dass eine solche Energiewende ohne
Hintergrund der nach heutigem Kenntnisstand be- Kohlendioxid-Abtrennung und Speicherung (CCS),
grenzten Emissionsminderungsmöglichkeiten in der ohne energetische Nutzung von Anbaubiomasse und
Landwirtschaft und Industrie ist eine vollständige ohne Atomenergie gelingen kann.
Vermeidung von Treibhausgasen in der Energiever-
sorgung erforderlich. Die Umstrukturierung von einem In Folge der Substitution fossiler Energieträger
fossil-atomaren, ressourcenintensiven Energiesystem können die energiebedingten Treibhausgasemissio-
hin zu einem umweltschonenden und treibhausgas- nen vollständig reduziert werden. Gleichzeitig wird
neutralen Energiesystem kann gelingen, wenn der fossil bedingte Anteil, der heute rund 30 % der
Primärrohstoffinanspruchnahme beträgt, reduziert,
▸▸ Energie- und Ressourceneffizienzpotenziale über siehe qualitative Darstellung in Abbildung 5 (S. 21).
alle Bereiche hinweg erschlossen werden und der Eine vollständige Reduktion der Primärrohstoffinan-
Bedarf an Energie reduziert wird, spruchnahme ist aufgrund von Wachstumseffekten,
funktionalen Verlusten, Downcycling und dissipa-
▸▸ eine vollständige Umstellung der Energieversor- tiven Verwendungen von Materialien technologisch
gung auf erneuerbare Energien erfolgt, und thermodynamisch nicht gänzlich zu vermeiden
(Cullen, 2017; Mayer et al., 2019). Die Menge der
Abbildung 5
Qualitative Darstellung der Änderungen der Treibhausgasemissionen und Rohstoffinanspruchnahme aus der
Energieversorgung (links) sowie qualitative Darstellung der Rohstoffinanspruchnahme in Abhängigkeit der
Umstrukturierung des Energiesystems auf erneuerbare Energien (rechts)
Quelle: Umweltbundesamt
21Wege in eine ressourcenschonende Treibhausgasneutralität (RESCUE)
verbleibenden erforderlichen Primärrohstoffe wird 3.1.1 Entwicklung der Endenergienachfrage
von den Faktoren Energieeffizienz, Materialeffizienz Die Endenergienachfrage der Green-Szenarien wird
während Produktion und Nutzung der eingesetzten in Abhängigkeit ihrer speziellen Charakteristiken von
Technik sowie der Lebensdauer und Reparierbarkeit dem Heben der Energieeffizienzpotentiale, dem He-
und dem Beitrag von Recycling, also Recyclinggrad ben der Energievermeidungspotentiale, der Integra-
und Recyclinganteil, bestimmt. Gleichwohl besteht tion von effizienten Sektorkopplungstechniken (PtX)
zum Aufbau des erneuerbaren Energiesystems ein sowie der Geschwindigkeit dieser im Zuge der Trans-
zumindest zeitweise erhöhter Rohstoffbedarf, vor formation bestimmt. Die sich ergebenden Endenergie-
allem an metallischen Rohstoffen. Über die Energieef- bedarfe sind für die verschiedenen Szenarien in der
fizienz, den Energiebedarf der Anwendungsbereiche, Abbildung 6 zusammengefasst. Es wird erkennbar,
die Materialeffizienz und Technikwahl kann die Höhe dass in GreenSupreme bis 2050 die Endenergiebedar-
der erforderlichen Primärrohstoffinanspruchnahme fe für energetische Anwendungen um mehr als die
beeinflusst werden. Letztlich wird auch in einem Hälfte des heutigen Standes reduziert werden kön-
vollständig erneuerbaren Energiesystem eine Pri- nen. In GreenLate wird vor dem Hintergrund der Sze-
märrohstoffinanspruchnahme erforderlich sein, da nariencharakteristik nur eine Reduktion um etwa ein
vollständiges Recycling nur schwer umsetzbar und Viertel erreicht. Offenkundig wird auch die Rolle der
technisch kaum möglich ist sowie dissipative Verluste direkten Nutzung von Strom durch Sektorkopplung in
nicht vermeidbar sind. Die Recyclinganstrengungen allen Green-Szenarien. Insgesamt steigt trotz Energie-
beeinflussen jedoch die Höhe der Primärrohstoffin- effizienz der Stromverbrauch infolge der Integration
anspruchnahme und somit die Höhe der auslaufen- von Power to Heat (über alle Anwendungsbereiche
den Kurve in Abbildung 5 (rechts, siehe auch UBA, hinweg) sowie Elektromobilität und nationale Power
2019b). to Gas-Wasserstoff-Elektrolyseanlagen an. In den
Green-Szenarien erfolgt die Integration der PtX-Tech-
Die Gestaltung der Green-Szenarien soll diesen nik unterschiedlich. Dabei werden insbesondere die
Einflussparametern gerecht werden und damit den Sektorkopplungstechniken frühzeitig integriert, die
Lösungsraum und die Konsequenzen aus unter- eine hohe Effizienz und hohe Substitutionspotentiale
schiedlichen Pfaden zur Transformation im Ener- aufweisen, um so auch den höchsten Minderungs
giesystem aufzeigen. Ein Überblick wird in Tabelle 1 beitrag bei der Treibhausgasreduktion zu erschließen
gegeben.
Tabelle 1
Charakteristik der verschiedenen Green-Szenarien im Bereich Energie
GreenEe1/
GreenLate GreenMe GreenLife GreenSupreme
GreenEe2
Ausstieg aus der
vor 2040 bis 2030
Kohleverstromung
Ausstieg aus der
bis 2050 bis 2040
Brennstoffnutzung von Kohle
Ausbau der erneuerbaren
schnell sehr schnell
Energien
Heben der Energie
sehr hoch mittel sehr hoch sehr hoch sehr hoch
effizienzpotentiale
Vermeidung von Energie
bedarfen durch bewusste hoch mittel hoch sehr hoch sehr hoch
Verhaltensweise
Materialeffizienz der
hoch mittel sehr hoch hoch sehr hoch
eingesetzten Techniken
223 Handlungsfelder
Abbildung 6
Entwicklung der Endenergiebedarfe nach Energieträgern in den Green-Szenarien
Hinweis: Die Energieträger Strom, Kraftstoffe und Gase sowie der nicht energetische Bedarf basieren zuneh- Quelle: eigene Darstellung auf Basis von
mend auf erneuerbaren Energien. 2050 sind sämtliche Bedarfe aus erneuerbaren Energien bereitgestellt. UBA, 2020a, 2020b, 2020c, 2020d, 2020e
(UBA, 2016b). So schreitet insbesondere GreenSupre- In den privaten Haushalten können insbesondere
me ambitioniert voran, und es werden überall dort, aufgrund von Sanierung und Modernisierung der
wo es technisch möglich ist, bis ins Jahr 2050 fossile Gebäude sowie dem Einsatz von Wärmepumpen und
Energieträger durch direkte Nutzung erneuerbaren leitungsgebundener Wärmeversorgung Effizienz-
Stroms substituiert. Bereits 2040 kommt Kohle nicht potentiale erschlossen und so die Bedarfe bis 2050
mehr zum Einsatz, auch nicht in der Industrie. Im deutlich reduziert werden. Bis 2050 wird der Bedarf
GreenLate-Szenario hingegen sind Entwicklung insgesamt um rund 33 % in GreenLate und bis zu
und Einführung THG-extensiver Techniken in den 59 % in GreenSupreme und GreenLife gegenüber
Anwendungsbereichen insbesondere der Industrie 2015 gesenkt (UBA, 2019f). Kohle kommt bereits
und Schwerlastverkehr verzögert und erfolgen später Ende der 2020er Jahre in allen Szenarien in den pri-
als in den anderen Green-Szenarien, so dass zwar die vaten Haushalten nicht mehr zum Einsatz. Im Bereich
Weichen richtig gestellt, jedoch konventionelle Ener- Gewerbe, Handel, Dienstleistungen kann wegen des
gietechniken in 2050 noch im Einsatz sind und diese Erschließens von Effizienzpotentialen bei den energe-
mit erneuerbar erzeugten strombasierten, gasförmi- tischen Anwendungen der Bedarf an Endenergie um
gen oder flüssigen Energieträgern versorgt werden rund 19 % in GreenLate und bis zu 40 % in GreenSu-
müssen. GreenLate gibt dementsprechend auch einen preme gegenüber 2015 gesenkt werden. Auf Gas als
Eindruck der Auswirkungen geringerer „Elektrifizie- Energieträger wird bis 2050 außer in GreenLate voll-
rung“ in den Anwendungsbereichen. ständig verzichtet, da der direkte Einsatz von Strom
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