Klimaneutralität

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Der damalige indische "Minister für Erdöl und Erdgas" Veerappa Moily präsentiert auf der 11. International Oil & Gas Conference and Exhibition (PETROTECH 2014, "Internationale Öl- und Gaskonferenz und -ausstellung") in Noida, Uttar Pradesh eine "Carbon Neutrality Initiative"

Klimaneutralität bedeutet, dass durch einen Prozess oder Tätigkeit das Klima nicht beeinflusst wird.[1] Der Begriff wird, unscharf, auch synonym zum Begriff Treibhausgasneutralität verwendet. Bei einer (netto) treibhausgasneutralen Aktivität werden entweder keine Treibhausgase in die Atmosphäre abgegeben oder deren Emission wird vollständig kompensiert, es kommt also insgesamt zu keinem Konzentrationsanstieg. Wenn keinerlei Treibhausgase emittiert werden, also auch nicht kompensiert werden müssen, spricht man auch von Emissionsfreiheit.[2] Eine treibhausgasneutrale Aktivität kann, etwa durch Albedoänderungen, durchaus Einfluss auf das Klima haben.[3] Der Begriff CO2-Neutralität besagt in einem engen Sinn, dass kein CO2 emittiert wird oder die CO2-Emissionen vollständig kompensiert werden. Ein in diesem Sinn CO2-neutraler Handlungszusammenhang erhöht zwar nicht die Konzentration des Treibhausgases CO2 in der Atmosphäre, kann aber andere Einflüsse auf das Klima haben, etwa, indem andere Treibhausgase wie Methan oder Lachgas emittiert werden oder – im Beispiel des Luftverkehrs – indem die Wolkenbedeckung geändert wird.[4][5]

In Abwandlung davon gibt es den englischen Begriff „Climate-positive“ („Klima-positiv“, Climate Positive Development Program), mit dem manchmal Handlungen und Prozesse bezeichnet werden, die netto einen der globalen Erwärmung entgegengerichteten, also kühlenden Effekt haben. Dazu gehören Projekte, die durch das Schaffen zusätzlicher Kohlenstoffsenken der Atmosphäre so viel CO2 dauerhaft entziehen, dass die Klimawirkung ihrer Emissionen mehr als kompensiert wird. Der Begriff wird aber meist in anderen Bedeutungen verwendet, die nicht direkt mit der Klimabilanz zu tun haben, häufig für eine Einstellung, die das Ergreifen von Chancen im Zusammenhang mit Klimaänderungen und Klimaschutzmaßnahmen fokussiert.[6]

Zielgröße und Handlungsmöglichkeiten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Zur Beantwortung der Frage, ob ein Handlungszusammenhang treibhausgasneutral ist, kann die klimaschädigende Wirkung anderer Treibhausgase als CO2 in die Wirkung einer entsprechenden Menge CO2 umgerechnet werden (CO2-Äquivalent) und dann auf dem beschriebenen Weg der technischen oder biotischen Kompensation wieder aus der Welt geschafft werden.

Unterschiede in der weiträumig horizontalen,[7][8] kleinräumig horizontalen,[9] vertikalen und zeitlichen Verteilung klimarelevanter Gase in der Atmosphäre werden bei der Bilanzierung vereinfachend vernachlässigt. Die Umstellung der Wirtschaftsweise mit dem Ziel der Treibhausgasneutralität oder CO2-Neutralität heißt Dekarbonisierung.

Da allein der Gesamtgehalt an Treibhausgasen in der Atmosphäre für das Ausmaß der globalen Erwärmung entscheidend ist, können Handlungen und Prozesse auch dann durch sogenannte Klimakompensation noch klimaneutral gestellt werden, wenn bei ihrer Durchführung Treibhausgasfreisetzungen nicht vermieden wurden oder (noch) nicht vermeidbar waren. Zum einen ist das möglich durch eine entsprechend dimensionierte Emissionsvermeidung an anderem Ort (z. B. durch die Mitfinanzierung eines Projektes zur Gewinnung erneuerbarer Energie), also durch technische Kompensation. Ebenso ist eine biotische Kompensation durch sogenannte Senkenprojekte möglich: Es wird irgendwo auf der Erde eine zusätzliche, dauerhafte Kohlenstoffsenke finanziert. Aufforstung zum Beispiel kann die Nutzung fossiler Brennstoffe nur dann dauerhaft kompensieren, wenn der dabei gebundene Kohlenstoff nicht als CO2 zurück in die Atmosphäre gelangt, weder durch Feuer noch durch Fäulnis. Das erfordert Endlager für ähnliche Mengen von Kohlenstoff, wie sie aus der Erde geholt werden, in beliebiger Modifikation oder chemischer Verbindung.

Grundsätzlich sind alle Klimaschutzmaßnahmen, die den CO2-Fußabdruck von konsumierten Gütern oder Dienstleistungen auf Null reduzieren, geeignet, um Treibhausgas- oder CO2-Neutralität zu erreichen. Die konsequenteste Form treibhausgasneutraler Energienutzung ist die Nutzung treibhausgasfreier Energiequellen wie der Sonnen-, Wind- und Wasserenergie. Die Nutzung pflanzlicher, nicht fossiler Brennstoffe ist oft mit weniger Emissionen als die fossiler Brennstoffe verbunden: Das Wachstum der Pflanzen (gleichbedeutend mit CO2-Entzug aus der Luft), die Freisetzung von CO2 bei deren Zersetzung bzw. Verbrennung und das Nachwachsen einer gleich großen Pflanzenmenge stellen einen geschlossenen Kreislauf dar, durch den die CO2-Konzentration der Luft nicht relevant verändert wird. Unter Berücksichtigung der Emissionen aus Erzeugung, Ernte, Transport und Verarbeitung sowie aus Landnutzungsänderungen, alternativen Nutzungsmöglichkeiten und Wachstumszeiträumen fallen in der Klimabilanz von Bioenergiesystemen jedoch zusätzliche Treibhausgasemissionen an, die durch das Pflanzenwachstum nicht ausgeglichen werden. Das Potential einer treibhausgasneutralen Bioenergieerzeugung ist eng begrenzt[10] (zur Treibhausgasneutralität von Holzpellets siehe Nichtfossile Brennstoffe),

Zur Erreichung der angestrebten Neutralität sind bei allen Kompensationsmaßnahmen umfassende Bilanzierungen und Kontrollen notwendig, um sicherstellen zu können, dass die auf technischem oder biotischem Weg zu verbuchende CO2-Kompensationsmenge der tatsächlichen Emissionsmenge entspricht und dass somit die Kompensationsmaßnahme auf die Treibhausgasproblematik ebenso heilend wirkt wie eine entsprechende Emissionsvermeidung. Bei biotischer Kompensation bedarf es außerdem eines guten Konzeptes, um die Kohlenstoffeinbindung auf den Waldflächen zu sichern.

Akteure können die Handlungsmöglichkeiten Vermeiden und Kompensieren im Rahmen ihres Budgets so kombinieren, dass die eigene angestrebte Form der Neutralität mit minimalen Kosten gesichert ist.

Nichtfossile Brennstoffe[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bei der Freisetzung von Energie durch die Verbrennung kohlenstoffhaltiger Brennstoffe entsteht zunächst immer dieselbe Menge CO2 unabhängig davon, ob es sich um fossile Brennstoffe wie Kohle, Erdgas oder Erdöl oder um nichtfossile Brennstoffe aus Biomasse wie Holz handelt, in beiden Fällen ist die Energie biochemisch gespeicherte Solarenergie. Unterschiede bestehen durch unterschiedliche maximale feuerungstechnische Wirkungsgrade der brennstoffspezifischen Verbrennungstechnologien und Heizsysteme.

Die Verbrennung von Biomasse ist nur dann CO2-neutral, wenn die entstehende Menge CO2 vorher durch das Wachstum der Pflanzen in der Biomasse gebunden wurde. In die CO2-Bilanz sind allerdings einzubeziehen:

  • der Bilanzstichtag, auf den die CO2-Bilanz sich bezieht
  • der Zeitaufwand für die Bindung von freigesetztem CO2. Eine CO2-Neutralität bezieht sich deshalb immer auf einen Zeitraum.
  • CO2-Emissionen durch Anbau und Bodenbearbeitung
  • CO2-Emissionen durch Düngung und durch das Auftragen von Spritzmittel (incl. deren Herstellung)
  • CO2-Emissionen durch Bindung oder Freisetzung von Humus
  • CO2-Emissionen durch Verarbeitung und Transport der Biomasse
  • Biomasse als CO2-Speicherort und Kohlenstoffsenke.

Durch Außerachtlassung dieser Rahmenbedingungen kann es zu gravierenden Fehleinschätzungen kommen.[11]

Die (geringen) Anteile der Energieverluste für Verarbeitung und Transport der Biomasse vermindern den Nettoeffekt etwas, stellen aber nicht die Methode in Frage.[12][13] Weitaus bedeutsamer ist der Einfluss der Biomassenutzung auf die Biomasse-Vorräte. Wird Biomasse aus dem Vorrat entnommen, in dem zum Beispiel ein vorhandener Wald als Biomasse verbrannt wird, führt dies leicht nachvollziehbar nicht zu einer Verminderung, sondern zu einer Verstärkung des Treibhauseffekts. CO2-neutral ist die Nutzung nur dann, wenn andernorts, in etwa demselben Zeitraum, dieselbe Menge an, später zu nutzender, Biomasse nachwächst (und dieser Nachwuchs nur einmal in die Gesamtbilanz einbezogen wird). Eine solche, nachhaltig genannte Wirtschaft ist also Voraussetzung der CO2-Neutralität.

Für Viele überraschend ist sie aber noch keine Garant für CO2- oder gar Treibhausgasneutralität. Dies liegt an indirekten Effekten. Zum Beispiel führt eine Änderung der Landnutzung nicht nur in der Biomasse der Pflanzen, sondern auch in derjenigen des Humusvorrats im Boden zu Veränderungen. Wird etwa eine Grünlandfläche umgebrochen, um auf ihr Energiemais anzubauen, wird dadurch aus dem Boden ein Vielfaches der Biomasse durch Humus-Vorratsabbau (siehe auch Bodenerosion) freigesetzt, wie durch die jährliche Nutzung der Ernte eingespart werden kann. Diese „carbon debt“ kann erst nach Jahrzehnten der Nutzung abgetragen werden, bis dahin ist die Bilanz negativ.[14] Wird im Gegensatz dazu ein Acker aufgeforstet, ist aber der positive Effekt entsprechend größer. Wird ein schon länger bestehender Wald genutzt, spielt der Effekt in dieser Form keine Rolle. Aber auch hier sind die Effekte des Biomassevorrats zu beachten. Zum Beispiel besitzen alte, urwaldähnliche Wälder einen höheren Holzvorrat als genutzte Wirtschaftswälder[15], der Effekt eines Nutzungsverzichts erscheint aber unter den deutschen Bedingungen recht gering.[16] Bereits im gegenwärtigen Zustand nahm der Biomassevorrat der Wälder Europas in den vergangenen 50 Jahren um den Faktor 1,75 zu[17], so dass nach überwiegender Experteneinschätzung eine energetische Nutzung von Holz aus Wirtschaftswäldern den Kohlenstoffvorrat im System langfristig nicht vermindern muss.

Zu beachten sind also neben der direkten Bilanz immer die dadurch ausgelösten indirekten Effekte; zudem, ob nicht durch veränderte Maßnahmen noch höhere Effekte zu erzielen wären (Opportunitätskosten von Maßnahmen). So ist etwa der Substitutionseffekt von Holz-Biomasse auf fossile Brennstoffe bei Anlage von Kurzumtriebsplantagen höher als bei Nutzung von Wäldern. Langfristige Speicherung, etwa in Bauholz, kann höhere Effekte erzielen als Verbrennen oder auch als Belassen (wo die Biomasse letztlich immer über kurz oder lang durch natürliche Abbauprozesse mineralisiert wird). Die tatsächliche Klimabilanz einer Maßnahme auszurechnen, kann also eine anspruchsvolle Aufgabe sein.

Klimaneutralität in Deutschland[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Um einen angemessenen Beitrag für das Erreichen der 1,5-Grad-Grenze leisten zu können, wird Deutschland bis etwa 2035 auf ein klimaneutrales Energiesystem umstellen müssen. Die Forschenden des Wuppertal Instituts haben im Oktober 2020 in der Studie "CO2-neutral bis 2035: Eckpunkte eines deutschen Beitrags zur Einhaltung der 1,5-°C-Grenze" untersucht, welche Transformationsschritte und -geschwindigkeiten notwendig sind, um dieses Ziel zu erreichen. Die Studie, die das Forscherteam mit finanzieller Unterstützung der GLS Bank für Fridays for Future Deutschland erarbeitet hat, kommt zu dem Ergebnis, dass ein klimaneutrales Energiesystem bis 2035 zwar sehr ambitioniert, aber grundsätzlich machbar sei, sofern alle aus heutiger Sicht möglichen Strategien gebündelt würden. Dabei konzentrierten sich die Forschenden auf der Basis bestehender Energieszenarien und weitergehender Überlegungen, wie sich CO2-Neutralität besonders in den Sektoren Energiewirtschaft, Industrie, Verkehr und Gebäude bereits bis 2035 umsetzen ließe.[18]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. IPCC SR1.5 Glossar. Einträge Climate neutrality und Carbon neutrality.
  2. Hauptgutachten WBGU, S. 146
  3. Hans-Jochen Luhmann, Wolfgang Obergassel: Klimaneutralität versus Treibhausgasneutralität. In: GAIA. Januar 2020, doi:10.14512/gaia.29.1.7 (wupperinst.org [PDF; 123 kB]). Dazu: Klima- oder nur treibhausgasneutral? Wuppertal Institut, 6. April 2020, abgerufen am 23. Oktober 2020.
  4. Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung sowie Kompetenzzentrum für Nachhaltigkeit in der Immobilienwirtschaft an der IRE BS International Real Estate Business School der Universität Regensburg (Hrsg.): CO2-neutral in Stadt und Quartier – die europäische und internationale Perspektive (= BBSR-Online-Publikation. Nr. 03/2017). Januar 2017, ISSN 1868-0097, 3.1 Definitionen im Kontext der Dekarbonisierung (bund.de [PDF; 4,7 MB]).
  5. Bernhard Pötter: Die Mär vom klimaneutralen Fliegen. In: taz. 21. August 2019, abgerufen am 31. August 2019.
  6. Alisdair McGregor, Cole Roberts, Fiona Cousins: Two Degrees: The Built Environment and Our Changing Climate. Routledge, 2013, ISBN 978-1-136-18250-1, S. 86.
  7. NASA Maps Shed Light on Carbon Dioxide's Global Nature. NASA, 8. September 2008, abgerufen am 6. Oktober 2016.
  8. John A. Taylor und James C. Orr: The Natural Latitudinal Distribution of Atmospheric CO2 (= Climate and Global Change Series. ANL/CGC-002-0400). April 2000 (anl.gov [PDF]).
  9. Peter von Sengbusch: Nutrient Cycles. Archiviert vom Original; abgerufen am 6. Oktober 2016.
  10. Walter V. Reid, Mariam K. Ali, Christopher B. Field: The future of bioenergy. In: Global Change Biology. Oktober 2019, doi:10.1111/gcb.14883.
  11. Timothy D. Searchinger, Steven P. Hamburg, Jerry Melillo, William Chameides, Petr Havlik, Daniel M. Kammen, Gene E. Likens, Ruben N. Lubowski, Michael Obersteiner, Michael Oppenheimer, G. Philip Robertson, William H. Schlesinger, G. David Tilman (2008): Fixing a Critical Climate Accounting Error. Science 326: 527-528. doi:10.1126/science.1178797
  12. Daniel Klein, Christian Wolf, Andre Tiemann, Gabriele Weber-Blaschke, Hubert Röder, Christoph Schulz (2016): Der «Carbon Footprint» von Wärme aus Holz. LWF aktuell 1/2016: 58-61.
  13. Bernhard Zimmer (2010): Ökobilanz Waldhackschnitzel. LWF aktuell 74/2010: 22-25.
  14. Joseph Fargione, Jason Hill, David Tilman, Stephen Polasky, Peter Hawthorne (2008): Land Clearing and the Biofuel Carbon Debt. Science 319: 1235-1238. doi:10.1126/science.1152747
  15. Sebastiaan Luyssaert, E.-Detlef Schulze, Annett Börner, Alexander Knohl, Dominik Hessenmöller, Beverly E. Law, Philippe Ciais, John Grace (2008): Old-growth forests as global carbon sinks. Nature 455: 213-215. doi:10.1038/nature07276
  16. Weingarten P., Bauhus J., Arens‐Azevedo U., Balmann A., Biesalski HK., Birner R., Bitter AW., Bokelmann W., Bolte A., Bösch M., Christen O., Dieter M., Entenmann S., Feindt M., Gauly M., Grethe H., Haller P., Hüttl RF., Knierim U., Lang F., Larsen JB., Latacz‐Lohmann U., Martinez J., Meier T., Möhring B., Neverla I., Nieberg H., Niekisch M., Osterburg B., Pischetsrieder M., Pröbstl‐Haider U., Qaim M., Renner B., Richter K., Rock J., Rüter S., Spellmann H., Spiller A., Taube F., Voget‐Kleschin L., Weiger H. (2016): Klimaschutz in der Land‐ und Forstwirtschaft sowie den nachgelagerten Bereichen Ernährung und Holzverwendung. Berichte über Landwirtschaft. Sonderheft 222. (Gutachten des Wissenschaftlichen Beirats für Agrarpolitik, Ernährung und gesundheitlichen Verbraucherschutz und des Wissenschaftlichen Beirats für Waldpolitik beim Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft. 399 Seiten.)
  17. P. Ciais, M.J. Schelhaas, S. Zaehle, S.L. Piao, A. Cescatti, J. Liski, S. Luyssaert, G. Le-Maire, E.-D. Schulze, O. Bouriaud, A. Freibauer, R. Valentini, G. J. Nabuurs (2008): Carbon accumulation in European forests. Nature Geoscience 1: 425–429. doi:10.1038/ngeo233
  18. Wuppertal Institut: CO2-neutral bis 2035: Eckpunkte eines deutschenBeitrags zur Einhaltung der1,5-°C-Grenze. Oktober 2020 (PDF)