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, einer internationalen 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 Treibhausgasneutralität wird in der Wissenschaft für Aktivitäten verwendet, bei denen entweder keine Treibhausgase in die Atmosphäre abgegeben oder deren Emissionen vollständig kompensiert werden, es also insgesamt zu keinem Konzentrationsanstieg der Gase kommt (Netto-null-Emission). Wenn keinerlei Treibhausgase emittiert werden, also auch nicht kompensiert werden müssen, spricht man auch von Emissionsfreiheit.[2] In der Politik wird Treibhausgasneutralität manchmal synonym zu Klimaneutralität verwendet. Diese Begriffsverwendung ist missverständlich: Eine im Wortsinn 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. CO2-Neutralität ist also nicht gleichbedeutend mit Treibhausgas- oder Klimaneutralität.[4][5]

In Abwandlung der Klimaneutralität gibt es den englischen Begriff climate-positive („Klima-positiv“), 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. In der Regel wird der Begriff aber 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]

Bis 2020 haben 127 Staaten in den national festgelegten Beiträgen des Übereinkommens von Paris langfristige Netto-Null-Ziele gesetzt oder solche geplant.[7]

Zielgröße und Handlungsmöglichkeiten

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,[8][9] kleinräumig horizontalen,[10] 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[11] (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

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.[12]

Die (geringen) Anteile der Energieverluste für Verarbeitung und Transport der Biomasse vermindern den Nettoeffekt etwas, stellen aber nicht die Methode in Frage.[13][14] 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.[15] 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[16], der Effekt eines Nutzungsverzichts erscheint aber unter den deutschen Bedingungen recht gering.[17] Bereits im gegenwärtigen Zustand nahm der Biomassevorrat der Wälder Europas in den vergangenen 50 Jahren um den Faktor 1,75 zu[18], 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.

Netto-Null-Emissionen im internationalen Klimaregime

Im internationalen Übereinkommen von Paris haben die Vertragsparteien vereinbart, die Erderwärmung auf deutlich unter 2 °C (→Zwei-Grad-Ziel) und möglichst unter 1,5 °C zu begrenzen und in der zweiten Hälfte des 21. Jahrhunderts ein Gleichgewicht zwischen anthropogenen Treibhausgasemissionen und der Aufnahme von Kohlenstoff in Senken herstellen zu wollen.[19][20] Um die Klimaziele einzuhalten, muss die Staatengemeinschaft um die Mitte des 21. Jahrhunderts CO2-Neutralität, um 2070 Treibhausgasneutralität erreichen, anschließend müssen über negative Emissionen die Treibhauskonzentrationen der Atmosphäre wieder gesenkt werden.[19]

Je nach Zählweise hatten im Herbst 2021, im Vorfeld der UN-Klimakonferenz in Glasgow, zwischen 50 und 136 Länder erwogen, Netto-Emissionsziele zum Gegenstand ihrer Klimapolitik zu machen. In der Klassifikation des vom Umweltprogramm der Vereinten Nationen herausgegebenen Emissions Gap Report, der die Klimaziele und -politik der Vertragsparteien auf Vereinbarkeit mit den internationalen Klimazielen analysiert, hatten 49 Staaten und die Europäische Union, die insgesamt für 59 % der Emissionen verantwortlich waren, Netto-Null-Emissionsziele vorgelegt, elf davon hatten sie auch in Gesetzen verankert. Unter den Staaten mit Netto-Null-Ziel waren zwölf der G20-Staaten, darunter Brasilien, Kanada, die USA, die Europäische Union als Ganzes und verschiedene Mitgliedstaaten für sich. Die Klimapolitik der meisten Staaten entsprach jedoch nicht ihren Zielen.[19]

Die Regierung Russlands gab im Oktober 2021, die Indiens im November während der Konferenz von Glasgow bekannt, bis 2060 bzw. 2070 eine Form von Klimaneutralität erreichen zu wollen.[21][22]

Deutschland

Das deutsche Klimaschutzgesetz in der am 31. August 2021 in Kraft getretenen Fassung schreibt vor, dass Deutschland bis zum Jahr 2045 Treibhausgasneutralität erreichen muss.[23]

Der Sachverständigenrat für Umweltfragen (SRU) leitete in einem 2020 veröffentlichten Gutachten ein nationales Treibhausgasbudget her, das mit den Klimazielen des Übereinkommens von Paris in Einklang steht. Um ein 1,75 °C-Ziel mit etwa zwei Drittel Wahrscheinlichkeit zu erreichen, darf Deutschland nach 2020 – bei einer Verteilung des globalen Restbudgets zu gleichen Teilen pro Kopf der Weltbevölkerung – maximal noch 6,7 Gt CO2 emittieren. Bei einer in jedem Jahr gleich hohen Emissionsminderung müsste Deutschland im Jahr 2038 treibhausgasneutral sein, um seinen fairen Beitrag zur Einhaltung der Pariser Klimaziele zu leisten. Bei einer zunächst raschen Senkung relativ leicht zu vermeidender Emissionen könnte für die nur schwer zu senkende Restemissionen Zeit gewonnen werden. Zur Einhaltung des anzustrebenden, strengeren 1,5 °C-Ziels bliebe noch ein Budget von 4,2 Gt CO2.[24]

Anknüpfend daran untersuchten Wissenschaftler des Wuppertal Instituts im Oktober 2020 in der Studie CO2-neutral bis 2035: Eckpunkte eines deutschen Beitrags zur Einhaltung der 1,5-°C-Grenze im Auftrag von GLS Bank und Fridays for Future Deutschland wichtige Transformationsschritte und die nötige Transformationsgeschwindigkeit hin auf dieses Ziel. Sie kamen zu dem Ergebnis, dass bis 2035 ein CO2-neutrales Energiesystem notwendig sei. Das sei zwar extrem anspruchsvoll, aber grundsätzlich möglich. Dabei seien weniger die technischen Grenzen, als gesellschaftlicher und politischer Wille die entscheidenden Hemmnisse. Die Forschenden konzentrierten sich in ihren Überlegungen auf die Frage, wie sich CO2-Neutralität in den Sektoren Energiewirtschaft, Industrie, Verkehr und Gebäude bereits bis 2035 umsetzen ließe.[25]

Literatur

Weblinks

Wiktionary: CO₂-Neutralität – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise

  1. ↑ IPCC SR1.5 Glossar. Einträge Climate neutrality und Carbon neutrality.
  2. ↑ Hauptgutachten WBGU, S. 146
  3. ↑ Dazu: Klima- oder nur treibhausgasneutral? Wuppertal Institut, 6. April 2020, abgerufen am 23. Oktober 2020.
  4. ↑
  5. ↑ Bernhard Pötter: Die Mär vom klimaneutralen Fliegen. In: taz. 21. August 2019, abgerufen am 31. August 2019.
  6. ↑
  7. ↑ Endlich loslegen! WWF Deutschland, 12. Dezember 2020, abgerufen am 12. Dezember 2020.
  8. ↑ NASA Maps Shed Light on Carbon Dioxide's Global Nature. NASA, 8. September 2008, abgerufen am 6. Oktober 2016.
  9. ↑ 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]).
  10. ↑ Peter von Sengbusch: Nutrient Cycles. Archiviert vom Original; abgerufen am 6. Oktober 2016.
  11. ↑
  12. ↑ 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
  13. ↑ 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.
  14. ↑ Bernhard Zimmer (2010): Ökobilanz Waldhackschnitzel. LWF aktuell 74/2010: 22-25.
  15. ↑ 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
  16. ↑ 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
  17. ↑ 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.)
  18. ↑ 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
  19. ↑ a b c Joeri Rogelj, Stephen M. Smith, Sha Yu u. a.: 3 Net-zero emissions targets. In: United Nations Environment Program (Hrsg.): Emissions Gap Report 2021: The Heat Is On. 2021 (unep.org).
  20. ↑ Artikel 2 (a) und 4 des Übereinkommens von Paris (PDF)
  21. ↑ Deutsche Welle: Russland will bis 2060 klimaneutral werden
  22. ↑ Tagesspiegel.de: Klimakonferenz, Indien verspricht erstmals Klimaneutralität bis 2070, November 2021
  23. ↑ Klimaschutzgesetz 2021 – Generationenvertrag für das Klima. Deutsche Bundesregierung, abgerufen am 5. November 2021.
  24. ↑
  25. ↑ Wuppertal Institut (Hrsg.): CO2-neutral bis 2035: Eckpunkte eines deutschen Beitrags zur Einhaltung der 1,5-°C-Grenze. 2020, S. 10–13,20 (gls.de [PDF; 6,5 MB]).
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