Das Klima in Menschenhand Dipl. Meteorologe Siegfried Vogt Institut für Meteorologie und Klimaforschung Forschungszentrum Karlsruhe und Universität Karlsruhe

Intergovernmental Panel on Climate Change 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 IPCC - WGI

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

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

These 1: und die Indizien für einen Klimawandel erhärten sich Das Klima der Vergangenheit ist bekannt und die Indizien für einen Klimawandel erhärten sich

ein geologisches Thermometer Isotope im Eis ein geologisches Thermometer Wassermoleküle im Meer: (H2 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

Eisbohrkerne 120 000a bp 10 000a bp

Die Erwärmung ist ungewöhnlich 1000 - jährige Temperaturreihe

Immer wärmer 125 - jährige Temperaturreihe Die 7 wärmsten Jahre: 2005, 1998, 2002, 2003, 2006, 2004, 2001 Das wärmste Jahrzehnt 1990er

Niederschlagstrend 1900 - 1990

Meereisbedeckung Nordhemisphäre

Klimatrend – Extreme ändern sich

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

Häufigkeitsanalyse Hitzetage, Beispiel Karlsruhe Datenquelle: DWD; Analyse: Staeger, 2004 (Schönwiese et al., DWD, 2004)

These 2: verstanden und die Rolle des Menschen dabei ist evident Das Klimasystem ist in groben Zügen verstanden und die Rolle des Menschen dabei ist evident

Klimawirkungsystem Atmosphäre Biosphäre Lithosphäre Hydrosphäre Kurzwellige Einstrahlung Langwellige Ausstrahlung Wolken Atmosphäre Staub Aerosole Biosphäre Meereis Landeis Lithosphäre Hydrosphäre Kryosphäre

Fast-Response Climate Change Due to Forcing 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

Was ist Treibhauseffekt ? natürlicher Was ist Treibhauseffekt ? Treibhausgase

CO2 Konzentration seit 1000 Jahren Aktueller Wert 380

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

Weltweite CO2 Emissionen Stand 2004 (10 Länder produzieren 2/3) . S A C h i n a R u s l d J p I e D t c G B K Frankreich w 22 1 8 5 4 3 2 , 9,7 ,6 9 ,0 ,3 7 6 O % / o f E m

CO2 Emission in der EU bei der Stromerzeugung im Jahr 2003 UBA

These 3: sagemodelle und es sind drastische Veränderungen zu erwarten Wir haben taugliche Klima- Vorher- sagemodelle und es sind drastische Veränderungen zu erwarten

Klimamodellierung des IPCC 2007 Szenarien für die Zukunft CO2 Eq 850 2.8oC 600 EU Ziel 2 °C 1.8oC 0.6oC 400

Rel. Niederschlagsänderung in 2071-2100 zu 1961-1990

Meeresspiegelanstieg Anstieg bis 2100 0,55 – 1,25 m Meeresspiegelanstieg in cm

Klimaänderung bringt neue Extreme !!!

Risiko: Hitzewellen 3,5 Todesfälle /Tag/100.000 3,0 2,5 2002 2003 2,0

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

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

Zeitliche Entwicklung des Primärenergieverbrauches, Stromerzeugung, CO2 Emissionen

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

Stromrechnung pro Monat Konsequenzen daraus – Zur Deckung des privaten Strombedarfs in Deutschland in 1 Jahr wären nötig: Anzahl Anlagen Baukosten Stromrechnung pro Monat KKW 8 40Mrd 50,- Windpark 200 120 Mrd 250,- Solar 5000 650 Mrd 750,- 3c/kwh 25 3 15c/kwh 625 16 45c/kwh

Ausblick und Danke für die Aufmerksamkeit 1990 …. bei business as usual!

Gedanken zur Photovoltaik – Strom von der Sonne Die Sonne strahlt weltweit 15 000 x Energie ein, als die Menschheit verbraucht ….in Deutschland 80 x… KOSTENLOS!! 1m² PV sammelt im Jahr 100 – 150 KWh REALITÄT: 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

Anteil Regenerativer bei Stromerzeugung in Deutschland 2007

EEG Strommenge, Menge und Vergütung 1990

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

1153 949 620 428 257 1153 220 101 40 32/8 23

Ausstiegsszenario Ersatz durch modernes Braunkohlekraftwerk 3 Blöcke a 800 MW Für gleiche erzeugte Strommenge mehr CO2 Ausstoß von 18 Mio t = 2% der gesamten CO2 Emission in Deutschland

Ausstiegsszenario Ersatz durch modernes 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?

Ausstiegsszenario Ersatz durch Photovoltaik- Technik Solarzellen - „Die Sonne schickt uns keine Rechnung“ keine Brennstoffkosten 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?

Treibhausgase: anthrop. Emission, woher, Anteil am Treibhauseffekt Spurengas anthrop.Emission Woher ? Anteil am Treibhauseffekt natürlich anthrop. CO2 CH4 N2O FCKW O3 H2O 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