Klimaerwärmung: Netto-Null bis wann?

Mit welcher (Un-)Sicherheit wollen wir Leben: Netto-Null CO2-Emissionen bis 2050 wird von immer breiteren Kreisen als Ziel akzeptiert. Die schlimmsten Folgen der Klimaerwärmung werden damit aber nur mit einer Wahrscheinlichkeit von 30% vermieden. Angesichts der gravierenden Folgen würde man auf allen anderen Gebieten eine wesentlich höhere Erfolgs-Wahrscheinlichkeit fordern!

Die Klimabewegung fordert «Netto-Null CO2-Emissionen» bis 2030, der WWF bis 2040, die Gletscher-Initiative bis 2050 und der Bundesrat schlägt im Zusammenhang mit dem neuen CO2-Gesetz «Klimaneutralität bis 2050» vor. Immerhin besteht zunehmend eine grundsätzliche Einigkeit, dass der von den Menschen verursachte CO2-Ausstoss massiv reduziert werden muss. Bei der Dringlichkeit gibt es aber offensichtlich noch grosse Unterschiede. Nachfolgend wird aufgezeigt, was die unterschiedlichen Zeiträume für «Netto-Null CO2-Emissionen» bedeuten.

80% der Klimaerwärmung wird durch fossile Energien verursacht

Etwa 80% der Klimaerwärmung wird durch CO2 verursacht, welches wiederum hauptsächlich aus der Verbrennung von Oel, Gas, Diesel oder Kerosin stammt. Einmal ausgestossen, wirkt dieses Treibhausgas mehrere 100 Jahre erwärmend in der Atmosphäre. Das während dem ersten Weltkrieg produzierte CO2 trägt heute immer noch zur Erwärmung bei und dies wird auch noch für einige Jahrzehnte so bleiben! Für die aktuelle Erwärmung ist der gesamte CO2-Ausstoss seit dem Beginn der Industrialisierung (ca. 1900) massgebend. Ob das CO2 vor 120 Jahren oder heute ausgestossen wurde, spielt keine Rolle.

CO2 bleibt mehrere hundert Jahre in der Atmosphäre

Zwischen der Summe des seit 1900 ausgestossenen CO2 und der durchschnittlichen Temperaturerhöhung auf der Erde besteht ein annähernd linearer Zusammenhang, siehe Abbildung 1. Somit kann jeder seit dem Jahr 1900 emittierten Menge CO2 eine entsprechende Temperaturerhöhung zugeordnet werden. Umgekehrt kann für eine gegebene Temperaturerhöhung die entsprechende Menge CO2 berechnet werden, welche dafür emittiert werden muss. Da bekannt ist, wie viel CO2 seit dem Jahr 1900 bis heute ausgestossen wurde, lässt sich daraus für jede Temperaturerhöhung das noch verfügbare CO2-Budget bestimmen. Dieses restliche CO2-Budget für eine Temperaturerhöhung von 1.5 Grad ist somit die Menge an CO2, welche insgesamt ab heute noch emittiert werden darf (siehe Abb. 1).

Zusammenhang zwischen dem gesamten CO2-Ausstoss und der Temperaturerhöhung auf der Erde
Globale Temperaturerhöhung in Abhängigkeit des totalen CO2-Ausstosses (Grafik Südostschweiz)

Umgang mit Unsicherheiten

Alle diese Berechnungen weisen Unsicherheiten auf: Zum Beispiel können die verwendeten Modelle nicht alle komplexen Effekte exakt abbilden, aber auch die bereits emittierte Menge CO2 ist ungenau. Diese Unsicherheiten werden in den wissenschaftlichen Studien so gut wie möglich berücksichtigt und führen zur Angabe von Wahrscheinlichkeiten für die Resultate. Wir kennen dies aus den Wetterprognosen: Viele Wetter-Apps zeigen eine Wahrscheinlichkeit für Regenfall während des ganzen Tages und zusätzlich für jede Tagesstunde an. Anstelle der Aussage «um 14.00 Uhr wird es regnen» wird die Regenwahrscheinlichkeit für 12 Uhr z.B. mit 25%, für 13 Uhr mit 35%, für 14 Uhr mit 60%, usw. angegeben.

Analog gibt also zum Beispiel ein Wert für das CO2-Budget, der die Erwärmung mit 50%iger Wahrscheinlichkeit auf 1.5 Grad begrenzt und ein anderer Wert für das CO2-Budget, der die Erwärmung nur mit 30%iger Wahrscheinlichkeit auf 1.5 Grad begrenzt, usw.

Mit welcher Wahrscheinlichkeit soll die Klimaerwärmung begrenzt werden?

Dieses restliche CO2-Budget kann auf die kommenden Jahre aufgeteilt werden. Normalerweise geht man von einer linearen Abnahme des CO2-Ausstosses vom heutigen Niveau auf Netto-Null aus, wie es Abbildung 2 an zwei Beispielen mit Netto-Null CO2-Emissionen im Jahr 2030 bzw. 2050 zeigt. Wenn wir davon ausgehen, dass die ernsthafte Reduktion des CO2-Ausstosses im Jahre 2020 beginnt und wie in Abbildung 2 gezeigt jeweils linear erfolgen soll, kann für jede gewünschte Sicherheit (Wahrscheinlichkeit) und für jede maximale Temperaturerhöhung berechnet werden, bis wann Netto-Null CO2-Emissionen erreicht sein müssen. Dies führt aber zunächst zu den beiden Fragen: a) Um wie viele Grad wollen wir die globale Klimaerwärmung maximal zulassen? und b) Mit welcher Sicherheit bzw. Wahrscheinlichkeit soll diese maximale Erwärmung eingehalten werden?

Verschiedene Reduktionspfade für den CO2-Ausstoss der Schweiz (Grafik Südostschweiz)
Verschiedene Pfade zur linaren Reduktion der CO2- bzw. Treibhausgas-Emissionen in der Schweiz (Grafik: Südostschweiz)

Begrenzung der Klimaerwärmung auf maximal 1.5 Grad ist sinnvoll

Zu a): Spätestens seit dem letzten Herbst ist mit dem Erscheinen des Spezialberichtes vom Weltklimarat der UNO (IPCC) in der Wissenschaft de facto ein Konsens entstanden, dass die globale Erwärmung auf 1.5 Grad begrenzt werden sollte. Der Bericht zeigt auf, dass die negativen Auswirkungen auf Mensch und Natur bei einer Erwärmung um 2 Grad drastisch grösser sind als bei einer Begrenzung auf 1.5 Grad. Die Wahrscheinlichkeit ist hoch, dass nicht mehr umkehrbare Effekte in Gang gesetzt würden, wie z.B. das komplette Schmelzen des Grönlandeises und des westantarktischen Eisschilds, was u.a. zu einer Erhöhung des Meeresspiegels um mehrere Meter führen und viele Millionen Menschen zu Klimaflüchtlingen machen würde.

Klimaerwärmung mit möglichst hoher Wahrscheinlichkeit begrenzen

Zu b): Die Wahrscheinlichkeit, dass die globale Erwärmung effektiv auf 1.5 Grad beschränkt bleibt, sollte möglichst hoch sein. Einerseits weil die Folgen einer Nicht-Einhaltung des 1.5-Grad-Ziels gravierend sind und andererseits, weil die Zielsetzung sonst wenig Sinn macht. Es wäre sonst ehrlicher, ein weniger ambitiöses Ziel (z.B. 1.75 oder 2 Grad) mit einer höheren Wahrscheinlichkeit anzustreben. Nehmen wir doch einfach einmal an, dass wir das 1.5-Grad-Ziel mit mindestens 80%iger Wahrscheinlichkeit erreichen wollen.

Wie sieht die Realität aus? In Abbildung 3 wurde auf der horizontalen Achse das Jahr aufgetragen, indem Netto-Null CO2-Emissionen erreicht werden. Auf der senkrechten Achse ist die Wahrscheinlichkeit aufgetragen, dass die Erwärmung auf 1.5 Grad, 1.75 Grad, bzw. 2 Grad begrenzt werden kann. Lesebeispiel: Wenn die CO2-Emissionen von 2020 bis 2050 linear auf Netto-Null gesenkt werden, so kann die globale Erwärmung mit 30%iger Wahrscheinlichkeit auf 1.5 Grad und mit 58%iger Wahrscheinlichkeit auf 1.75 Grad begrenzt werden.

Wahrscheinlichkeit für das Erreichen unterschiedlicher Ziele der maximalen Klimaerwärmung

Netto-Null bis 2050 führt zu einer Erwärmung von 2 Grad

In der Schweizer Politik scheint derzeit eine Mehrheit der Parteien das Ziel einer Reduktion der CO2-Emissionen auf Netto-Null bis 2050 allmählich zu akzeptieren. Unter der Annahme, dass alle Länder auf der Erde die CO2-Emissionen im Gleichtakt wie die Schweiz bis 2050 praktisch eliminieren, könnte die Erderwärmung gemäss Abbildung 3 aber nur mit einer Wahrscheinlichkeit von 30% auf 1.5 Grad begrenzt werden. Von den oben postulierten 80% sind wir somit sehr weit entfernt!

Wie viel Unsicherheit lassen wir zu?

Wenn Ihre Wetter-App mit 70% Wahrscheinlichkeit Regen voraussagt (30% dass es trocken bleibt), lassen Sie dann den Regenschutz wirklich zuhause? Angenommen Sie leiden unter einer schweren Krankheit und der Arzt verschreibt Ihnen ein Medikament, welches Sie mit einer Wahrscheinlichkeit von 30% heilen kann, würden Sie da nicht reflexartig nach einem besseren Medikament fragen? Oder ein noch drastischeres Beispiel: Würden Sie eine Brücke betreten, welche Ihr Gewicht nur mit einer 30%igen Wahrscheinlichkeit tragen kann?  – So tiefe Erfolgswahrscheinlichkeiten akzeptieren wir normalerweise nur bei positiven Ereignissen, wie z.B. Gewinnchancen bei Wettbewerben und Glücksspielen. Bei existentiellen Bedrohungen erwarten wir aber mehr Sicherheit.

Zurück zur Klimaerwärmung: Wenn wir als Gesellschaft das (sinnvolle) Ziele setzen, die Erwärmung auf 1.5 Grad zu begrenzen, dann sollten wir doch Massnahmen ergreifen, um dieses Ziel mit einer vernünftig hohen Wahrscheinlichkeit erreichen zu können. Sonst sollte man ehrlicherweise eher vom 1.75-Grad-Ziel sprechen, welches bei Netto-Null CO2-Emissionen bis 2050 immerhin eine Wahrscheinlichkeit von fast 60% aufweist – allerdings mit erheblich grösserem Schadensrisiko.

Netto-Null bis 2030 wäre das sinnvolle Ziel

Es ist erfreulich, dass Bewegung in die Politik kommt und die Begrenzung der Klimaerwärmung zum Thema wird. Wenn für die Reduktion der CO2-Emissionen auf Netto-Null aber das Jahr 2050 angestrebt wird, werden die neuen wissenschaftlichen Erkenntnisse schlicht ignoriert. Man sollte dann fairerweise vom 2-Grad, anstatt vom 1.5-Grad-Ziel sprechen. Die Forschung zeigt klipp und klar, dass die CO2-Emissionen möglichst rasch, d.h. schon im Jahr 2030 auf Netto-Null reduziert werden sollten. Alles andere ist nach heutigem Kenntnisstand wesentlich teurer, unsozialer und vor allem mit sehr grossen Risiken verbunden.  

[Dieser Artikel erschien in ähnlicher Form in der Südostschweiz vom 7. August 2019. Die Abbildungen sind jenem Beitrag entnommen.]

Jürg Rohrer ist Professor für Ecological Engineering an der Hochschule für Angewandte Wissenschaften ZHAW in Wädenswil.

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