Interaktion zwischen Klimawandel und Technik Interaktion zwischen Klimawandel und Technik. Eine Herausforderung und Notwendigkeit zum Überleben Diskussionsveranstaltung: Klimawandel als gesellschaftliche Herausforderung Goethe-Institut Bosnien und Herzegowina in Zusammenarbeit mit den DAAD Alumni und der Maschinenbaufakultät, Sarajevo 13. Oktober 2010, Sarajevo Dr. Stefan Lechtenböhmer Leiter der Forschungsgruppe Zukünftige Energie- und Mobilitätsstrukturen

Worauf stellen wir uns ein? Szenarien nachhaltiger Energiesystem Inhalt Klimawandel und Ressourcenknappheit als zentrale Herausforderungen einer nachhaltigen Gesellschaft Klima Peak oil und kritische Ressourcen Worauf stellen wir uns ein? Szenarien nachhaltiger Energiesystem Umbau der Energiesysteme und Infrastrukturen: Megatrend und Leitmarkt der Zukunft 13. Oktober 2010 Stefan Lechtenböhmer / Sarajevo

Der Klimawandel wird ein bestimmendes Thema des 21 Der Klimawandel wird ein bestimmendes Thema des 21. Jahrhunderts bleiben Ziel: Verringerung der Treibhausgasemissionen um ca. 60% bis 2050 d.h. in Industrieländern um ca. 80 bis 90% IPCC 2007 Erwärmungsszenarien ... und mögliche erste Auswirkungen Extreme Weather Catastrophes 1950-2006 Damages in Bn. USD * * * * * * * * * * * * Beispiele: Fluten in Deutschland (2002) Schäden: 9,2 Mrd. Euro Hitzewelle in Europa (2003): Schäden: 10–17 Mrd. Euro 1) The IPCC survey presents a total of six scenarios assuming different development of population, economy and use of CO2 abatement measures 2) Close to Business-As-Usual (BAU) Source: Stern Review, IPCC 2007 13. Oktober 2010 Stefan Lechtenböhmer / Sarajevo

Wie viel CO2 können wir noch emittieren? Um unter +2°C zu bleiben: Verbleibendes Emissionsbudget weltweit (2000-2050): 1000 Mrd. t CO2 Drastische Emissionsminderungen in Industrieländern sind erforderlich: bis 2050: -80% bis -95% (oder mehr) Je schneller desto besser d.h. eine massive und schnelle Veränderung der Investitionspfade ist notwendig Auch in den übrigen Ländern sind nur noch geringe Emissionszuwächse möglich Wir müssen unsere Energiesysteme und unsere Infrastrukturen neu denken und entwickeln! 1.000 Mrd t CO2 bis 2050 (40% davon wurde von 2000-2010 bereits emittiert) 13. Oktober 2010 Stefan Lechtenböhmer / Sarajevo Quellen: Hare 2007, Meinshausen 2009, Rahmstorf 2009

Globale Szenarien der IEA Strategien zur Verringerung der Emissionen Globale CO2-Emissionen in Mrd. t 13. Oktober 2010 Stefan Lechtenböhmer / Sarajevo

Ein nachhaltiges Weltenergie-Szenario: “Energy (R)evolution Scenario” (Greenpeace 2007) Energieeffizienz (48% Einsparung ggü. BAU) Erneuerbare Energien (Faktor 4-5, von <10% auf >45%) „Fuel switch“ (Verdoppelung des Erdgasanteils) (Source: DLR (Ger); Ecofys (NL) on behalf of Greenpeace and Europ.Renewable Energy Council, 2007) Details 2050: Energieeinsatz nahezu halbiert: 422 EJ statt 810 EJ (BAU) Anteile Erneuerbarer: 70% (Strom) and 65% (Wärme); Kernenergieausstieg Ausbau der KWK (Gas; Biomasse); Biomass überwiegend stationär genutzt 50% CO2-Reduktion von 23 Mrd t/a (2003) auf 11,5 Mrd t/a Verringerung der Kosten der Stromerzeugung um 1/3 13. Oktober 2010 Stefan Lechtenböhmer / Sarajevo

Deutschland: Aktuelle Energieszenarien Umbau zu einem regenerativen Energiesystem 13. Oktober 2010 Stefan Lechtenböhmer / Sarajevo

Ein klimaverträgliches Szenario: Technologiekompontenten Drastische Steigerung der Energieeffizienz Energieeffizienz müsste mindestens 50% der Lösung erbringen Geeignetes Ziel: +20% in 2020 gegenüber BAU in G8 +5 Oder: +30% in 2030 ggü. BAU Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung Ausbau erneuerbarer Energien in der Strom- und Wärmeerzeugung (und im Verkehr) Brennstoffwechsel, v.a. zu Erdgas Weitere Optionen: Kernenergieausbau? Kohlenstoffabscheidung? Wasserstoffwirtschaft? Kohlehydrierung??? 13. Oktober 2010 Stefan Lechtenböhmer / Sarajevo

Technologiebedarf bis 2050 und benötigte Entwicklungszeiträume Gebäudesektor: sofortiger Start erforderlich Verkehrstechnik: z.T. 2 Generationen möglich Hocheffiziente Elektroanwendungen: 2 Generationen möglich Ziele für 2050 haben direkte Implikationen für heutige Infrastruktur-entscheidungen Quelle: Jochem 2004, 16 13. Oktober 2010 Stefan Lechtenböhmer / Sarajevo

Die Zukunft der Energietechnik ist dezentral (er) Effizienztechnologien Autarke Anwendungen Null-Emissionsgebäude Mikroturbinen Erneuerbare Energien Wind Biomasse Sonne Wasser Erdwärme Dezentrale Energie- versorgung Virtuelle Netze Kraft-Wärme-Kälte- Kopplung Abwärmenutzung Nachhaltige Energiespeicher (dezentral) Wasserstofftechnologien Brennstoffzelle Hybride Technologien Solarthermie/ konv. Heizung 13. Oktober 2010 Stefan Lechtenböhmer / Sarajevo

Mögliche Alternative: das „Effizienzkraftwerk“ Mögliche Alternative: das „Effizienzkraftwerk“? Bausteine eines Effizienz-Kraftwerks Haushalte PV WEA Verbraucher Biomasse-Kraftwerk Industrie bzw. Laststeuerung 100kV Brennstoffzelle 20kV Energiespeicher 0,4kV 13. Oktober 2010 Stefan Lechtenböhmer / Sarajevo

Optionen für die globale Energieversorgung Global link (regenerativer Stromverbund auf HGÜ-Basis) Solar Wind Wasser Geothermie EURO-MED mögliche weitere Verbindungen Technische Angebots- potenzial Nordafrika 1.360.000 TWh (ca. 100*Weltstrombedarf) Quelle: DLR 2002 13. Oktober 2010 Stefan Lechtenböhmer / Sarajevo

Was würde es kosten? Globale Kosten-Potentialkurve für THG-Minderungsmaßnahmen ggü. BAU Quelle: „The McKinsey Quarterly“ 2007-1 13. Oktober 2010 Stefan Lechtenböhmer / Sarajevo

Erneuerbare Energien auf dem Weg, die kostengünstigste Stromerzeugungsoption zu werden Schwerpunkt: Effizienzsteigerung bei Fossilen Energiepolitik verschärft Einsparungen intensiviert höhere Energiesteuern Vorbildfunktion öffentliche Hand Quelle: Wuppertal Institut u.a 2005 13. Oktober 2010 Stefan Lechtenböhmer / Sarajevo

Städte sind Ort der Lösung Städte und Metropolen: Wichtige Quellen des Problems und zentraler Ort der Lösung Städte bedecken rd. 1% der Erdoberfläche sind Heimat für 50% (bald 60%) der Weltbevölkerung sind durch Klimawandel stark betroffen Städte sind Ursache nutzen rd. 75% der Energie stoßen ca. 80% der Treibhausgasemissionen aus Städte sind Ort der Lösung Städte sind die „Köpfe“ unseres Wirtschaftssystems und Orte von Kreativität und Entwicklung Das Beispiel München 2058: Umbau der Gebäude-, Verkehrs- und Energieinfrastrukturen Ziel-Szenario: 750 kg CO2 pro Kopf und Jahr (-90%) (ohne Luftverkehr und Güterimporte) Weitgehende CO2-Freiheit als ökonomische Chance Emissionen München Modell für die Transformation von Metropolen 50% der Städte des Jahres 2050 werden noch gebaut (weltweit) 50% existieren schon – diese bilden das Vorbild und die infrastrukturelle Basis Vorteile: Harte Standortfaktoren: Versicherung gegen steigende Energiekosten und Klimakosten (mit Anpassung) Erhaltung der Attraktivität der Stadt auch mit Klimawandel Megatrend und Megamarkt Nachhaltige Stadtentwicklung: Hier liegen Absatzchancen für Produkte und Lösungen, die in M. Entwickelt werden Erfahrungen im Umgang mit dieser Herausforderung helfen die auch anderswo zu meistern Weiche Standortfaktoren: Profilierung als „Grüne“ Metropole Profilierung als „Vordenker“ und Vorgeher / Blueprint Aber: Wir haben nur gezeigt: es gibt Wege. Wir haben keine Marschplan aufgestellt / wir konnten keinen solchen Plan aufstellen, denn das ist die Sache der stadt und der hier versammelten Akteure Aber: Nur, wenn diese Szenarien in Handlung umgesetzt werden wird es gelingen die Herausforderung erfolgreich zu meistern! Der Ball liegt nun in Ihrem Feld, nehmen Sie ihn auf. Diese Studie zeigt Wege auf, die für München aber auch für andere Städte stehen. Sie gibt aber keinen Fahrplan vor: Die Umsetzung vor Ort ist entscheidend! 13. Oktober 2010 Stefan Lechtenböhmer / Sarajevo

3 Leitprinzipien zur Transformation urbaner Infrastrukturen zu klimaverträglichen „Smart Cities“ Hocheffizienz in allen Nachfragesektoren (Haushalte, Gewerbe, Handel, Dienst- leistungen, Industrie, Verkehr); d.h.: erheblich weniger Energiebedarf bei gleichem Nutzen. Anpassung der Gebäude-, Wärme-, Strom- und Verkehrsinfrastrukturen an die erheblich verminderte Nachfrage und zur Untertützung der Transformation. Umstellung der Energieversorgung auf erneuerbare Energiequellen. Vorteile: Harte Standortfaktoren: Versicherung gegen steigende Energiekosten und Klimakosten (mit Anpassung) Erhaltung der Attraktivität der Stadt auch mit Klimawandel Megatrend und Megamarkt Nachhaltige Stadtentwicklung: Hier liegen Absatzchancen für Produkte und Lösungen, die in M. Entwickelt werden Erfahrungen im Umgang mit dieser Herausforderung helfen die auch anderswo zu meistern Weiche Standortfaktoren: Profilierung als „Grüne“ Metropole Profilierung als „Vordenker“ und Vorgeher / Blueprint Aber: Wir haben nur gezeigt: es gibt Wege. Wir haben keine Marschplan aufgestellt / wir konnten keinen solchen Plan aufstellen, denn das ist die Sache der stadt und der hier versammelten Akteure Aber: Nur, wenn diese Szenarien in Handlung umgesetzt werden wird es gelingen die Herausforderung erfolgreich zu meistern! Der Ball liegt nun in Ihrem Feld, nehmen Sie ihn auf. Diese Studie zeigt Wege auf, die für München aber auch für andere Städte stehen. Sie gibt aber keinen Fahrplan vor: Die Umsetzung vor Ort ist entscheidend! 13. Oktober 2010 Stefan Lechtenböhmer / Sarajevo

Nachhaltige Energiesysteme: Megatrend und Leitmarkt der Zukunft China: bereits heute mit führend bei Photovoltaik und Windkraft 13. Oktober 2010 Stefan Lechtenböhmer / Sarajevo

“... und die Wachstumsraten sind enorm hoch” 13. Oktober 2010 Stefan Lechtenböhmer / Sarajevo

“Umsatz der Umweltbranche versechsfacht sich - Fahrzeugbau wird als Leitindustrie abgelöst” 13. Oktober 2010 Stefan Lechtenböhmer / Sarajevo

Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! www.wupperinst.org