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Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft Dipl. Meteorologe Siegfried Vogt Institut für Meteorologie und Klimaforschung Forschungszentrum.

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Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft Dipl. Meteorologe Siegfried Vogt Institut für Meteorologie und Klimaforschung Forschungszentrum.

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Präsentation zum Thema: "Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft Dipl. Meteorologe Siegfried Vogt Institut für Meteorologie und Klimaforschung Forschungszentrum."—  Präsentation transkript:

1 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft Dipl. Meteorologe Siegfried Vogt Institut für Meteorologie und Klimaforschung Forschungszentrum Karlsruhe und Universität Karlsruhe

2 Governments require information on climate change for negotiations The IPCC formed in 1988 under auspices of the United Nations Function is to provide assessments of the science of climate change Scientific community contributes widely and on a voluntary basis 75% of the authors in WG1 IPCC (2007) did not work on WG1 IPCC (2001) Substance of IPCC WG1 report in the hands of scientists Intergovernmental Panel on Climate Change IPCC - WGI

3 The IPCC Sequence of Key Findings …… IPCC (1990) Broad overview of climate change science, discussion of uncertainties and evidence for warming. IPCC (1995) The balance of evidence suggests a discernible human influence on global climate. IPCC (2001) Most of the warming of the past 50 years is likely (>66%) to be attributable to human activities. IPCC (2007) Warming is unequivocal, and most of the warming of the past 50 years is very likely (90%) due to increases in greenhouse gases. IPCC - WGI

4 The Working Group I Report Completed February 2007 152 Authors ~450 contributors ~600 expert reviewers 30,000+ review comments Started 2004 Contents Summary for Policymakers Technical Summary 11 Chapters Frequently Asked Questions ~5000 literature references ~1000 pages You can get it at: http://ipcc-wg1.ucar.edu/ Includes supplementary material. All figures available in PowerPoint format. IPCC - WGI

5 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft These 1: Das Klima der Vergangenheit ist bekannt und die Indizien für einen Klimawandel erhärten sich

6 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft Isotope im Eis ein geologisches Thermometer Wassermoleküle im Meer: (H 2 O) Isotop 16 O (99,76 %) Isotop 18 O ( 0,20 %), 10 % schwerer Beim Verdunstung tritt Fraktionierung ein Im Niederschlag ist der Anteil schwerer Sauerstoffisotope umso geringer, je tiefer die Temperatur In kalten Zeiten weniger 18 O, in warmen Zeiten mehr 18 O Isotope im Eis

7 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft Eisbohrkerne 120 000a bp 10 000a bp

8 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft Die Erwärmung ist ungewöhnlich 1000 - jährige Temperaturreihe

9 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft Immer wärmer 125 - jährige Temperaturreihe Die 7 wärmsten Jahre: 2005, 1998, 2002, 2003, 2006, 2004, 2001 Das wärmste Jahrzehnt 1990er

10 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft Niederschlagstrend 1900 - 1990

11 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft Meereisbedeckung Nordhemisphäre

12 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft Klimatrend – Extreme ändern sich

13 Rising atmospheric temperature Rising sea level Reductions in NH snow cover Warming is Unequivocal IPCC - WGI

14 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft Häufigkeitsanalyse Hitzetage, Beispiel Karlsruhe Datenquelle: DWD; Analyse: Staeger, 2004 (Schönwiese et al., DWD, 2004)

15 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft These 2: Das Klimasystem ist in groben Zügen verstanden und die Rolle des Menschen dabei ist evident

16 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft Kurzwellige Einstrahlung Langwellige Ausstrahlung Wolken Atmosphäre Staub Aerosole Lithosphäre Biosphäre HydrosphäreKryosphäre Meereis Landeis Klimawirkungsystem

17 Explosive Volcanic Eruptions: Proof of Fast-Response Climate Change Due to Forcing Changing forcing changes the temperature (and water vapor, etc.). If volcanoes can cool, then GHG must warm…. IPCC - WGI

18 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft Was ist Treibhauseffekt ? Treibhausgase

19 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft CO 2 Konzentration seit 1000 Jahren Aktueller Wert 380

20 Carbon dioxideMethane Nitrous Oxide Industrial revolution and the atmosphere The current concentrations of key greenhouse gases, and their rates of change, are unprecedented IPCC - WGI

21 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft Weltweite CO 2 Emissionen Stand 2004 (10 Länder produzieren 2/3) U.S.A. China Russland Japan Indien Deutschland G.B. Kanada Frankreich weltweit 22 18 8 5 4 3 2,2 2,2 1,5 100 19,7, 3,6 10, 4 9,5 1,0 10,3 8,9 17,2 6,2 4,0 CO2in%CO2int/Kopf Emmitent

22 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft CO2 Emission in der EU bei der Stromerzeugung im Jahr 2003 UBA

23 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft These 3: Wir haben taugliche Klima- Vorher- sagemodelle und es sind drastische Veränderungen zu erwarten

24 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft Klimamodellierung des IPCC 2007 Szenarien für die Zukunft EU Ziel 2 °C CO2 Eq 850 600 400 2.8 o C 1.8 o C 0.6 o C

25 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft Rel. Niederschlagsänderung in 2071-2100 zu 1961-1990

26 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft Meeresspiegelanstieg Meeresspiegelanstieg in cm Anstieg bis 2100 0,55 – 1,25 m

27 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft Klimaänderung bringt neue Extreme !!!

28 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft Todesfälle /Tag/100.000 3,5 3,0 2,5 2,0 2002 2003 Risiko: Hitzewellen

29 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft

30 These 4: Was tun ?? Kopf in Sand stecken, weiter so? Anpassen? CO2 freie Energiewirtschaft?

31 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft CO2 Vermeidungskosten um 1 t zu vermeiden + Maßnahme Kosten in Kosten in Benzin 3 330 km weniger fahren im Jahr, bei 10 ltr / 100km Jahr, bei 10 ltr / 100km - 500 … 1 - 500 … 1 Biogasanlage (Wärme) 1 … 10 1 … 10 Aufforsten + 5 … 15 + 5 … 15 Wärmepumpe (Wärme) + 5 … 40 + 5 … 40 Biomasse (Strom) + 5 … 50 + 5 … 50 Wind (Strom) + 50 … 100 + 50 … 100 Neue Heizung (Wärme) + 75 … 200 + 75 … 200 Wärmedämmung + 10 … 400 + 10 … 400 Solar (Wärme) + 300 … 600 + 300 … 600 Fotovoltaik (Strom) + 400...1000 + 400...1000 Faktor 1000

32 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft Zeitliche Entwicklung des Primärenergieverbrauches, Stromerzeugung, CO2 Emissionen

33 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft Wie wirkt sich Energiedichte aus ? KKW in Finnland: -Fläche 1x1 km² -Leistung 3300 MW -Strom in 1 Jahr 25 Mrd kWh Windpark Butediek 34km w Sylt -Fläche 4x5 km² -Leistung 80x3 MW 240 MW -Strom in 1 Jahr (4000h) 1 Mrd kWh Fotovoltaik Brandis bei Leipzig -Fläche 0.6x2 km² -Leistung 40 MW -Strom in 1 Jahr (1000h) 0,04 Mrd kWh

34 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft Konsequenzen daraus – Zur Deckung des privaten Strombedarfs in Deutschland in 1 Jahr wären nötig: AnzahlAnlagenBaukosten Stromrechnung pro Monat KKW840Mrd50,- Windpark200 120 Mrd 250,- Solar5000 650 Mrd 750,- 3c/kwh 15c/kwh 45c/kwh 25 625 3 16

35 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft 1990 Ausblick und Danke für die Aufmerksamkeit …. bei business as usual!

36 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft Gedanken zur Photovoltaik – Strom von der Sonne Die Sonne strahlt weltweit 15 000 x Energie ein, als die Menschheit verbraucht ….in Deutschland 80 x… REALITÄT: 1m² PV sammelt im Jahr 100 – 150 KWh 1m² PV installieren kostet 700 – 1000 1m² PV erbringt infolge EEG 50,00 – 80,00 /a Optimistischer Stromertrag in Deutschland auf 30% aller Dachflächen (150km², Südneigung) ~ 4% der Gesamtstrommenge, ( 20 000 GWh) 100 Mrd. Installationskosten einmalig, 800 Mio. pro Jahr bei EEG Zahlung 2 KKW erbringen genau soviel, Baukosten 5 Mrd., Betrieb rund um die Uhr KOSTENLOS!!

37 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft Anteil Regenerativer bei Stromerzeugung in Deutschland 2007

38 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft 1990 EEG Strommenge, Menge und Vergütung

39 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft Brennstoffe Kraft- stoffe Strom Haushalte 23% GHD 11% Industrie 18% Verkehr 28% Haus 6% GHD 5% Industrie 9% 50% 34% 30% 21% 20% 45% CO2 Emissionen 803 Mio t äqui. Haushalte 14% GHD 7% Industrie 13% Verkehr 21% Haushalt 12% GHD 12% Industrie 21% Endenergieverbrauch und Treibhausgas Emissionen in Deutschland 2005 UBA

40 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft 1153 949 620 428 257 1153 220 101 40 32/8 0 23

41 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft Ausstiegsszenario Ersatz durchmodernes Braunkohlekraftwerk -3 Blöcke a 800 MW -Für gleiche erzeugte Strommenge mehr CO2 Ausstoß von 18 Mio t = 2% der gesamten CO2 Emission in Deutschland

42 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft Ausstiegsszenario Ersatz durchmodernes G&D Kraftwerk (hocheffizient! ) -6 Blöcke a 400 MW -Für gleiche erzeugte Strommenge CO2 Ausstoß 6,6 Mio t -Brennstoffbedarf, Brennstoffkosten ~ Abhängigkeit von russ. Gasprom?

43 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft Ausstiegsszenario Ersatz durchPhotovoltaik- Technik Solarzellen - bei 15% Wirkungsgrad - Ertrag 120kWh pro m² und Jahr Solarzellenfläche von 160 km² = 12,6x12,6 km² Baukosten bei 750 /m² = 112 Mrd -Für Module a 160 m² sind nötig 1 Mio Gebäude mit Süddach ( Karlsruhe, 270 000 Einw. hat 31 500 solcher Gebäude) -Abhängigkeit vom Sonnenangebot ( Karlsruhe hat ~ 1 700 Sonnenstunden) - wie speichern für restliche 7160h? - Die Sonne schickt uns keine Rechnung keine Brennstoffkosten

44 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft

45 Treibhausgase : anthrop. Emission, woher, Anteil am Treibhauseffekt CO2 CH4 N2O FCKW O3 H2O Spurengas anthrop.Emission Woher ? Anteil am Treibhauseffekt natürlich anthrop. 30 Gt/Jahr 400 Mt/Jahr 15Mt/Jahr 0.4Mt/Jahr 0.5Gt/Jahr rel. gering 75% foss. Energie 20% Waldrodungen 5%Holznutzung 27% foss. Energie 23% Viehhaltung 17% Reisanbau 16% Abfälle, 11% Biomasse 23-48% Bodenbearb. 15-38% Chem. Industrie 17-23% foss. Energie 15-19% Biomasse Treibgas in Sprühdosen Kältetechnik, Dämmmaterial Reinigung Indirekt über Vorläufer- substanzen Nox Verkehr 26% 2% 4% - < 8% 60% 61% 15% 4% 11% < 9% indirekt


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