Klimaschutz

Klima
15°C
Klimaschutz
2 Klima im Wandel
Klima im Wandel 3
Gute Aussichten
für’s Klima?
Der Mensch als Klimafaktor
Mit der Erfindung der Dampfmaschine legte James Watt im Jahr
1765 den Grundstein für die Industrielle Revolution. Leistungsfähige Maschinen übernehmen seitdem immer mehr Aufgaben von
Mensch und Tier. Sie verschlingen dabei, direkt oder indirekt, ungeheure Mengen an Kohle, Erdöl und Erdgas. Mit der Nutzung
dieser fossilen Energieträger feuert der Mensch aber nicht nur
seine Maschinen, sondern heizt auch dem Klima ein. Denn mit der
Verbrennung von Kohle, Öl und Gas setzt er große Mengen an
Kohlendioxid (CO2) frei, das als das bedeutendste Treibhausgas
gilt. Lag die CO2-Konzentration in der Atmosphäre in den letzten
1.000 Jahren relativ konstant bei 280 ppm, so stieg sie seit Beginn
des 19. Jahrhunderts immer rascher an. Heute (2006) zeigen die
Messgeräte 377 ppm an, die jährliche Zuwachsrate liegt bei 1,5
ppm. Auch die dem Menschen dienliche Umgestaltung der Erdoberfläche, wie die massive Abholzung der Tropenwälder oder die
intensive Viehhaltung, beeinflussen das Klimasystem.
Sonnenbaden im Oktober, zwei Jahrhundertsommer innerhalb von drei
Jahren und immer wieder Jahrhunderthochwässer: Ereignisse, die bis vor
Kurzem als reine Wetterkapriolen gedeutet und schnell von der Tagesordnung genommen wurden. Sind das die
Vorboten eines sich ändernden Klimas?
Mit ungeahnten Folgen für weite Teile
der Welt?
Mehr denn je sind unser Einsatz und
unser Handeln gefragt, um den sich
abzeichnenden Klimawandel und seinen
globalen Folgen entgegen zu wirken.
Das vorliegende Themenheft gibt Einblicke in die aktuelle Klimaschutzdebatte und liefert Hintergrundinformationen, die aufzeigen, was jeder Einzelne aktiv zum Schutz unseres Klimas
beitragen kann.
Tanja Gönner
Umweltministerin des Landes
Baden-Württemberg
Inhalt
2
Klimawandel: Fakt oder Fiktion?
Die Geschichte der Erde ist auch eine Geschichte des Klimawandels. Vor Millionen Jahren stapften Urviecher durch ein
tropisches Europa, während der Eiszeiten war unser Kontinent
von mächtigen Eispanzern bedeckt. Wozu also die Aufregung?
Natürliche Klimaveränderungen spielen sich in Zeiträumen von
Zehntausenden bis Millionen Jahren ab. Doch in den letzten
Jahrzehnten ging es klimatisch gesehen hoch her. So stieg die
globale Durchschnittstemperatur im 20. Jahrhundert um 0,7 °C
an, wobei sich die Erwärmung am ausgeprägtesten in den
letzten 30 Jahren zeigte: Die 90er Jahre waren die wärmste
Dekade des letzten Jahrhunderts. Der Jahrhundertsommer 2003
mit wochenlangen Temperaturen über 30 °C dürfte den meisten
noch gut in Erinnerung sein. Das Jahr 2005 schließlich war
weltweit das wärmste Jahr seit Beginn der Temperaturaufzeichungen. Und 2006 brachte den heißesten Juli seit Beginn
der Wetteraufzeichnungen.
Klima im Wandel
4
Die Welt unter Dampf
6
Herausforderung Klimaschutz
8
Es gibt viel zu tun
10
Wege aus der Sackgasse
12
Lösungen mit Zukunft
14
Technik von Morgen
16
Adressen, Impressum
Die Schneebedeckung der Erde nahm vor allem auf der Nordhalbkugel kontinuierlich ab, allein in den letzten 35 Jahren
schrumpfte die Schneedecke um zehn Prozent. Deutlich sichtbar
wird dies an den Alpengletschern. Vor 150 Jahren war die
Gletscherbedeckung in den Alpen noch doppelt so groß. Im Jahr
2003 gab es über 100 Tage mit starker Eisschmelze – normal
sind lediglich 10–20 Tage. Gleichzeitig stieg der Meeresspiegel
in den letzten 100 Jahren um 1–2 Zentimeter pro Jahrzehnt.
Auch die Niederschlagsverteilung veränderte sich: Die Nordhalbkugel bekam mehr Regen ab, die Südseite weniger. Die Experten sind sich einig: Das Klima ändert sich.
CO 2 -Emissionen durch Heizenergie
oder Strom*
1kWh
Erdgas
Erdöl
Kohle
Strom
Fernwärme (Ø)
entspricht
0,1 m3
0,1 l
0,18 kg
kg CO 2
0,21
0,3
0,43
0,65
0,16
*unter Berücksichtigung von Förderung und Transport der
Energieträger sowie Umwandlungsprozessen
Bienenfresser und Co.
Frösche laichen im Frühjahr zeitiger ab, Zugvögel kehren eher in
unsere Breitengrade zurück und Bäume treiben früher aus: Die
Tier- und Pflanzenwelt hat sich längst den Klimaveränderungen
angepasst. Seit den 50er Jahren hat sich die Wachstumsperiode
um einen halben Monat verlängert – der Frühling kommt früher
und der Sommer geht später. Dadurch wird auch der kühle Norden
für wärmeliebende Insekten, Vögel und anderes Getier attraktiv.
So fühlt sich beispielsweise der Bienenfresser, ein Vogel aus
Norditalien, am Kaiserstuhl schon recht wohl. Experten befürchten
gravierende Auswirkungen für Mensch und Umwelt. Vor allem
wanderfreudige Arten dringen in bestehende, ausbalancierte
Ökosysteme ein, verdrängen einheimische Arten und stören so
das Gleichgewicht der Natur.
4 Die Welt unter Dampf
Die Welt unter Dampf 5
Alle reden vom Klima
Wer im Treibhaus sitzt...
... doch was ist das überhaupt? Als Klima wird das durchschnittliche
Wetter in einem bestimmten Gebiet über einen bestimmten Zeitraum
bezeichnet. Die Größe des Gebietes spielt dabei keine Rolle, es kann
klein oder groß sein, ein Küstenstreifen, ein Kontinent oder die ganze
Erde. Der Zeitraum muss allerdings lang genug sein, um aus den vielen
sich ständig verändernden Wettergrößen wie Temperatur, Wind,
Luftfeuchtigkeit, Luftdruck usw. einen statistischen Mittelwert zu
bilden, meistens 30 Jahre.
Das Klima ist bekanntermaßen nicht überall gleich. Sibirien oder
Sahara, Bangkok oder Baden-Baden – das Klima verschiedener Regionen der Erde unterscheidet sich, abhängig vor allem vom Breitengrad
und der Höhenlage. Dass das Klima sich im Laufe der Zeit ändern
kann, sehen wir bei einem Blick auf die jüngere Erdgeschichte.
Während der Eiszeiten beispielsweise war es bitterkalt bei uns und
dicke Eisschilde überzogen weite Teile Deutschlands.
Die Atmosphäre umgibt die Erde wie eine schützende Hülle.
Chemisch betrachtet besteht die Atmosphäre zu etwa 78 % aus
Stickstoff, zu 21% aus Sauerstoff und zu 1% aus Edelgasen
(Argon und Neon). Dazu kommt eine Gruppe von Gasen, die
gerade einmal 0,1 % der Atmosphäre ausmacht, die aber unser
Klima entscheidend bestimmen. Denn diese Gase lassen zwar die
kurzwellige Sonnenstrahlung ungehindert zum Erdboden durch,
die ins All zurückgeworfenen, langwelligen Wärmestrahlen
schicken sie aber teilweise auf die Erdoberfläche zurück. Diese
sogenannten Treibhausgase wirken somit wie die Glasscheiben
eines Gewächshauses, wo dieser Effekt ausgenutzt wird, um die
Innenluft zu erwärmen. Die natürlich in der Atmosphäre vorkommenden Treibhausgase sorgen auf der Erdoberfläche für eine
angenehme Temperatur von durchschnittlich 15°C. Ohne diesen
natürlichen Treibhauseffekt läge die mittlere Temperatur auf der
Erde bei frostigen -18°C.
Wie kommt es zu solchen
natürlichen Klimaschwankungen?
Das Erdklima "entsteht" zwar in der Lufthülle der Erde, der
Atmosphäre, wird aber von zahlreichen Faktoren beeinflusst.
Dazu zählen
> die
> die
> die
> die
> die
Hydrosphäre (Wasserhülle der Erde, z.B. die Ozeane)
Kryosphäre (Schnee- und eisbedeckte Flächen)
Lithosphäre (feste Gesteinshülle)
Biosphäre (Lebensraum von Organismen)
Pedosphäre (Bodenhülle).
Komplexe Austauschprozesse zwischen diesen Klimafaktoren steuern
das Klima.
Auch von außen wird auf das Erdklima Einfluss genommen. Der
wichtigste Faktor ist die Sonne. Ohne ihre Wärme und Strahlungsenergie gäbe es kein Leben auf der Erde. Der Mensch und seine
Aktivitäten sind ein weiterer Klimafaktor. Schon die alten Griechen
und Römer veränderten das regionale Klima einiger Landstriche durch
das Abholzen der Wälder. Heute, da der Mensch immer noch Waldrodungen im großen Stil betreibt und seinen großen Energiehunger
zusätzlich durch das Verbrennen fossiler Energieträger stillt, vermag
er das globale Klima massiv zu beeinflussen.
Mensch, was machst du denn für
ein Klima
Der Mensch erhöht durch die Verbrennung der fossilen Energieträger Kohle, Öl und Erdgas, die veränderte Landnutzung und den
Einsatz chemischer Stoffe die Konzentration der Treibhausgase in
der Atmosphäre. Dadurch wird der Treibhauseffekt verstärkt.
Diese vom Menschen bewirkte zusätzliche Erwärmung wird als
anthropogener (= vom Menschen verursachter) Treibhauseffekt
bezeichnet.
Der natürliche
Treibhauseffekt
von ca. 33 Grad
wird von folgenden
Gasen verursacht:
> H 2 O (Wasserdampf)
mit ca. + 20.5 Grad
> C0 2 (Kohlendioxid)
mit ca. + 7,5 Grad
> O 3 (bodennahes Ozon)
mit ca. + 2,5 Grad
> N 2 O (Distickstoffoxid)
mit ca. +1,5 Grad
> CH 4 (Methan)
mit ca. +1,0 Grad
Am anthropogenen
Treibhauseffekt
sind folgende Gase
beteiligt:
Treibhausgas-Emissionen
in Baden-Württemberg
> CO 2 (Kohlendioxid):
50% - Verbrennung fossiler
Brennstoffe
Angaben in 1000 Tonnen (gerundet) pro Jahr
> FCKW
(Fluorchlorkohlenwasserstoffe):
24% - aus Spraydosen,
Kühlschränken etc.
CO 2
CH 4
N 2O
1991
78.600
367
10,3
1996
81.760
320
11,4
2001
80.100
247
10,9
2003
77.500
209
10,4
Quelle: Statistisches Landesamt Baden-Württemberg
> CH 4 (Methan):
13% - Reisanbau,
Viehzucht, Fäulnis
> N 2 O (Distickstoffoxid):
5% - Verbrennungsvorgänge, Verkehr
Herausforderung Klimaschutz 7
6 Herausforderung Klimaschutz
Der Klimawandel weltweit
KLIWA untersucht das süddeutsche
Klima von morgen
Weltweit wird kontrovers über den Klimawandel diskutiert.
Es gibt viele Studien zum Klimawandel. In einem Punkt
stimmen fast alle überein: Auf der Erde wird es wärmer.
Wissenschaftler rechnen mit einem Temperaturanstieg von
1,4 bis 5,8 °C bis zum Jahr 2100. Eine vergleichbare
Temperaturzunahme hat es in den letzten 10.000 Jahren
nicht gegeben. Doch welche Folgen wird die Erwärmung
weltweit haben?
In den 90er Jahren häuften sich extreme Wetter- und Hochwasserereignisse – z. B. das Weihnachtshochwasser 1993, das Köln, Bonn
und Koblenz unter Wasser setzte, oder die Oderflut 1997, die in
Ostdeutschland, Tschechien und Polen Katastrophenalarm auslöste.
Um herauszufinden, wie sich der Klimawandel auf süddeutsche
Flussgebiete auswirken kann und wo man in Zukunft vermehrt mit
Hochwassern rechnen muss, haben die Länder Bayern und BadenWürttemberg sowie der Deutsche Wetterdienst 1998 das Projekt
KLIWA (Klimaveränderung und Konsequenzen für die Wasserwirtschaft) ins Leben gerufen. Zunächst wurden alle süddeutschen
Wetterdaten der letzten 70 Jahre zusammengetragen und ermittelt,
wie sich das Klima verändert hat. Danach wurden Klimaszenarien für
den Zeitraum 2021–2050 erstellt und die Hochwassergefahr für
einzelne Flussgebiete abgeschätzt.
> Die Klimaveränderungen werden alle
Regionen der Erde beeinflussen.
Besonders hart wird es aber die treffen,
die am wenigsten zum Klimawandel
beitragen und die die wenigsten Möglichkeiten haben, sich davor zu schützen:
Die armen Länder.
> Das Gleichgewicht vorhandener Ökosysteme wird
empfindlich gestört. Korallenriffe sterben ab, Arten
verschwinden, da andere Tiere und Pflanzen in
ihren Lebensraum einwandern. Schon 2050 könnte
jede vierte Art vom Aussterben bedroht sein.
> Der Meeresspiegel wird je nach Klimaszenario um mindestens 10–90 cm steigen.
Bangladesh kann bis zu 20 Prozent seiner
Landesfläche einbüßen, 10–15 Millionen
Menschen werden Heimat, Hab und Gut
verlieren. Die Malediven könnten von der
Landkarte verschwinden und Holland müsste
sich mit Superdeichen gegen die Landnahme
wehren.
> Trinkwasser wird immer knapper
werden. Schon heute fehlt es 1,7
Milliarden Menschen an dem
lebensnotwendigen Nass, 2025
werden es 5 Milliarden sein.
> Extreme Wetterereignisse wie
Stürme und Hurrikane, Starkregen
und Hochwasser, Hitzewellen und
Dürreperioden treten häufiger auf.
Festzuhalten bleibt:
• Es wird wärmer, vor allem im Winter.
• Die Sommer werden etwas trockener, die Winter dagegen
wesentlich feuchter.
• Die Westwetterlagen, die für ergiebige Niederschläge sorgen,
werden zunehmen.
• Die Hochwassergefahr steigt, vor allem im Winterhalbjahr.
• Dämme, Ufermauern und andere Baumaßnahmen zum
Hochwasserschutz müssen in Zukunft höher gebaut werden.
Für jedes Gebiet wurde ermittelt, wie sehr der Klimawandel
in Zukunft bei Planungen berücksichtigt werden muss.
KLARA ermittelt, wer und was
noch betroffen ist
Der Klimawandel wird weitreichende Folgen haben. Wenn es in den
Wintersportorten mehr regnet als schneit, werden die Skifahrer
wegbleiben. Heiße und trockene Sommer können Bauern verdorrte
Felder bescheren und Binnenschiffer zu Landratten machen. In der
Studie KLARA (Klimawandel – Auswirkungen, Risiken, Anpassungen)
hat das Land deshalb untersuchen lassen, wie sich die Klimaänderungen auf Land- und Forstwirtschaft, Gesundheitsschutz, Energiewirtschaft, Tourismus und Naturschutz auswirken werden.
Danach...
...wird die Anzahl der Frosttage und der Eistage weiter zurückgehen,
die Zahl der Sommertage sowie der heißen Tage zunehmen
(Schwitzen ist angesagt),
...werden Zugvögel noch später gen Süden ziehen oder hier
überwintern
...wird es bei der Landwirtschaft neben Gewinnern z.B. im Weinbau
auch Verlierer geben, wenn sich z.B. Schädlinge wie der
Apfelwickler besser vermehren können,
...wird der Sommertourismus von mehr Sonnentagen (Badewetter)
profitieren, der Wintersport mangels Schnee eher leiden,
...werden sich extreme Wetterereignisse wie Sturm oder Gewitter
häufen.
Insgesamt steht fest, dass der Klimawandel vielerlei Auswirkungen
auf Ökologie und Ökonomie haben wird.
8 Es gibt viel zu tun
Es gibt viel zu tun 9
Noch ist es nicht zu spät...
1997 haben sich auf der Klimaschutzkonferenz in Kyoto über 170 Staaten
auf verbindliche Klimaschutzziele geeinigt. Danach müssen die Mitgliedsländer der Europäischen Union (EU) ihren Ausstoß an Treibhausgasen bis
2012 um acht Prozent senken, Deutschland sogar um 21 Prozent. Ausgegangen wird vom Stand 1990. Deutschland macht seine Hausaufgaben: 19 Prozent waren es bereits im Jahr 2005. Die Freisetzung einzelner Treibhausgase wie Methan, Distickstoffoxid oder FCKW sank sogar
um etwa 20 Prozent, bei Methan sogar um 40 Prozent. Doch die
Anstrengungen gehen weiter. Dabei sind Maßnahmen zur Energieeinsparung, der Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung und die Förderung der
erneuerbaren Energien zu nennen. Die größte Herausforderung ist
jedoch der stark wachsende Verkehr. Hier stiegen die Emissionen seit
1990 um 10 Prozent.
...aber es wird höchste Zeit
Selbst wenn auf einen Schlag weltweit sämtliche Emissionen gestoppt
werden, würden die globale Temperatur und der Meeresspiegel weiter
ansteigen, denn die bereits freigesetzten Treibhausgase verbleiben zum
Teil Jahrzehnte in der Atmosphäre und heizen dort nach.
Was kostet der Klimaschutz?
"Klimaschutz ist zu teuer und gefährdet die Wettbewerbsfähigkeit" – ein
häufig gehörtes Argument. Doch wie so oft gilt auch hier: Vorbeugen ist
besser denn Nachsorgen. Wissenschaftler haben errechnet, dass die
Klimaschutzmaßnahmen, die zur Vermeidung einer gefährlichen Erderwärmung nötig sind, das Bruttosozialprodukt eines Landes um 0,2–2
Prozent schmälern. Zu viel? Allein die drei stärksten Hurrikane des
Jahres 2005 kosteten die US-Volkswirtschaft 156 Milliarden Dollar. Das
jährliche Bruttosozialprodukt der USA liegt in einer Größenordnung von
8.000 - 9.000 Mrd. Dollar. Die drei stürmischen Damen Katrina, Rita und
Wilma schlugen in den USA also mit knapp zwei Prozent zu Buche.
Weltweite CO 2 -Emissionen
insgesamt in Mio. t
USA
China
Japan
Deutschland
Großbritannien
Italien
Frankreich
6.526
5.327
1.406
880
611
502
438
pro Kopf in t pro Jahr
22,00
4,00
11,00
11,00
10,00
9,00
7,00
Quelle: BMWA, BP
Berechnet auf Basis des Primärenergieverbrauchs,
Emissionsfaktoren nach Forschungszentrum Jülich.
Stand: Juni 2006
Das heilige Blechle – eine harte
Nuss für Klimaschützer
Der Verkehr macht selbst optimistischen Klimaexperten Sorgen. Eine
CO2-Reduktion gelingt derzeit nicht, da das ständig wachsende Verkehrsaufkommen alle Einsparungserfolge durch verbrauchsarme Motoren,
Leichtlaufreifen und windschnittige Karossen auffrisst. Da gibt es nur
eins: Weniger Auto fahren, mehr Güter auf die Schiene und mehr
Menschen in Busse und Bahnen.
Wieviel CO 2 darf es denn sein?
Ein Weg, die Vorgaben des Kyoto-Protokolls zu erfüllen, ist der Handel
mit Emissionsanteilen innerhalb der EU. Das Prinzip: Betreiber energieintensiver Anlagen erhalten seit 2005 Verschmutzungszertifikate, die den
Ausstoß einer bestimmten Menge CO2 erlauben. Bläst seine Anlage
mehr Kohlendioxid in die Luft, muss der Betreiber zusätzliche Zertifikate
ankaufen. Liegen die Emissionen darunter, kann er die überzähligen
Berechtigungen verkaufen und so Gewinn machen. Die Emissionen
werden wie Wertpapiere an der Börse gehandelt. Jahr für Jahr
bekommen die entsprechenden Betriebe weniger Zertifikate zugeteilt.
Dies soll den Anreiz erhöhen, saubere Technologien einzubauen. Die
Hälfte der europäischen CO2-Schleudern sind in deutschen Händen.
Global denken – lokal handeln
Die große Politik beschließt Konventionen zum Klimaschutz, gut, prima,
sollen sie mal machen...
Denkste! Jedes Land, jede Stadt, jede Gemeinde, jeder Einzelne kann
zum Klimaschutz beitragen. Ob das Land den öffentlichen Nahverkehr
fördert, die Stadt das Radwegenetz ausbaut, die Gemeinde die Verwendung von Energiesparlampen in den Straßenlaternen beschließt oder
der Häuslebesitzer eine Wärmedämmung an seinen vier Wänden vornimmt: Jeder kann durch Energieeinsparung den CO2-Ausstoß
verringern. Tipps und Informationen dazu findet man auch auf den
KlimaNet-Seiten des Umweltministeriums Baden-Württemberg: Unter
www.klimanet.baden-wuerttemberg.de können sich Lehrkräfte und
Schüler schlau machen. Zur Unterstützung des handlungsorientierten
Unterrichts bietet das KlimaNet zahlreiche Vorschläge für interessante
Exkursionsziele rund um die Themenbereiche umweltfreundliche Energieerzeugung, ökologisches Bauen und
Umweltbildung an.
Zudem gibt es viel Grundlagenwissen, wichtige
Adressen und Termine.
Wege aus der Sackgasse 11
10 Wege aus der Sackgasse
Energie intelligent nutzen
Energie, die nicht gebraucht wird, muss auch nicht erzeugt werden –
Klimaschutz beginnt beim bewussten Umgang mit Energie. Das heißt
nicht Verzicht auf Lebensqualität, sondern Verzicht auf Energieverschwendung. Niemand muss in dicken Wollsocken bei Kerzenlicht Zeitung lesen und im Winter die Butter aufs Fensterbrett legen. Experten
gehen davon aus, dass man langfristig drei Viertel des Energieverbrauchs
durch neue Technologien und Verhaltensänderungen sparen kann, ohne
dass der Komfort leidet. Eine gute Wärmedämmung und effiziente Heizkessel, Energiesparlampen und verbrauchsarme Elektrogeräte lassen die
alljährliche Energieabrechnung weitaus weniger schrecklich erscheinen –
und schonen die Umwelt. Moderne Energiesparlampen zum Beispiel
brauchen bei gleicher Leistung 80 Prozent weniger Strom und leben
zehnmal länger. Und die Kühltruhe von heute verbraucht mit 180 kWh im
Jahr nur noch ein Drittel dessen, was Omas Modell verschlang.
Ausschalten und sparen
Allzeit bereit warten Fernseher, Stereoanlage und Computer im
Stand-by-Betrieb auf ihren Einsatz. Dieser Komfort hat seinen Preis:
Er erhöht die Stromrechnung eines Privathaushaltes um über zehn
Prozent. In Deutschland werden pro Jahr mehr als 14 Milliarden
Kilowattstunden von Elektrogeräten in Wartestellung verbraucht –
das entspricht der Leistung von zwei Kernkraftwerken! Deshalb:
> Geräte bei Nichtgebrauch ganz abschalten.
> Bei Neukauf darauf achten, dass die Geräte einen “echten” AusKnopf besitzen.
> Mit einer schaltbaren Steckerleiste lassen sich mehrere Geräte
zusammen ein- und ausschalten.
Erneuerbare Energien: Emissionsneutral und unerschöpflich
Intelligente Energieverwendung ist das eine, erneuerbare Energien
sind das andere Standbein des Klimaschutzes. Bei der Nutzung von
Wind, Wasser, Erdwärme und Sonne entsteht kaum CO2. Selbst die
Verbrennung von Biomasse oder Biogas ist CO2-neutral. Schließlich
wird dabei nur das Kohlendioxid freigesetzt, das die Pflanzen zuvor
aus der Luft aufgenommen haben. Zudem sind die erneuerbaren
oder regenerativen Energien nahezu unerschöpflich, denn sie bilden
sich immer wieder neu.
Anteil der Primärenergieträger in
Deutschland (Stand Februar 2006)
Die Primärenergieversorgung in Deutschland basiert auf einem breiten
Mix unterschiedlicher Energieträger, der sich in den letzten zehn Jahren
insbesondere zu Lasten der Kohlen und zugunsten des Erdgases
verändert hat.
Mineralöle
Braunkohle
Steinkohle
Kernenergie
Erdgas
Erneuerbare Energien
36,0 %
11,2 %
12,9 %
12,5 %
22,7 %
4,6 %
Quelle: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit
Stromerzeugung aus erneuerbaren
Energien in Deutschland (2005)
Der Anteil der erneuerbaren Energien am Stromverbrauch ist 2005 auf
10,2 Prozent gestiegen, gegenüber 9,4 Prozent im Vorjahr. Das sind rund
62 Mrd. Kilowattstunden. Damit ist das im Rahmen des deutschen
Klimaschutzprogramms für 2010 gesteckte Ziel mit zehn Prozent bereits
heute schon erreicht. Nun wird für 2020 ein Anteil von rund 20 Prozent
angepeilt.
gesamt:
Wasserkraft
Windenergie
Biomasse/Biogas
Photovoltaik
62,1 Mrd. KWh
21,5 Mrd. kWh
26,5 Mrd. kWh
13,1 Mrd. kWh
1 Mrd. kWh
34,6 %
42,6 %
21,1 %
1,6 %
Quelle: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit
Stärken und Schwächen der
erneuerbaren Energien
+
-
> Nahezu unbegrenzte
Energievorräte
> Teilweise hoher
Flächenbedarf
> Keine oder geringe
Schadstoffemissionen
> Energieausbeute – abhängig
von Tages- und Jahreszeiten
> Dezentrale Versorgung
möglich
> Energiespeicherung
(schwierig)
> Schonung fossiler
Ressourcen (Öl, Kohle, Erdgas)
> Energiegewinnung
(noch) teuer
Lösungen mit Zukunft 13
12 Lösungen mit Zukunft
Die Sonne anzapfen
Den Wind fangen
Alles Gute kommt von oben? Im Fall der Sonne ganz bestimmt. Ohne
ihre Energie gäbe es kein Leben auf unserem Planeten. Und statt ein
paar Jahrmillionen zu warten, bis sich brauchbare Öl- und Kohlevorräte
auf der Erde gebildet haben, könnte man diese Energie doch gleich
abzapfen.
Die mechanische Kraft des Windes wurde schon seit je her genutzt, um
in Windmühlen Mahlsteine und Schöpfräder anzutreiben. Die modernen
dreiflügeligen Rotoren nutzen nicht das Widerstands-, sondern das
Auftriebsprinzip. Der vorbeiströmende Wind erzeugt an den Flügeln der
Anlage einen Auftrieb und versetzt sie so in Rotation.
Am wirkungsvollsten arbeiten die Riesen-Windräder in Küstengebieten,
aber auch inlands grüßen die dreiarmigen Gesellen von so mancher
stürmischen Bergkuppe. Moderne Windenergieanlagen für den Einsatz
an Land (Onshore) erreichen Leistungen bis zu 2,5 Megawatt und haben
Nabenhöhen über 100 Meter. Über dem Wasser bläst es noch mehr:
Derzeit werden Offshore-Windanlagen entwickelt, die bis zu fünf
Megawatt Leistung bringen können und in großen Windparks vor der
Küste installiert werden sollen.
Bei der Solarthermie wird die Wärme, die von der Sonne ausgeht,
mittels Sonnenkollektoren genutzt. Bei Sonnenschein erwärmt sich die
Flüssigkeit in den Kollektoren. Diese Wärme wird durch einen Wärmetauscher an das Brauchwassersystem weitergegeben.
Eine optimal dimensionierte Solaranlage kann den Warmwasserbedarf
eines Haushalts außerhalb der Heizperiode in der Regel vollständig abdecken. So lassen sich im Jahr etwa 60 Prozent der für die Trinkwassererwärmung benötigten Energie einsparen. Für einen 4-PersonenHaushalt werden etwa 4-6 Quadratmeter Kollektorfläche gebraucht.
Bei der Photovoltaik wird das Sonnenlicht in Solarzellen in elektrischen
Strom umgewandelt und in das Stromnetz eingespeist.
Die Erde anpumpen
Warum in die Ferne schweifen? Auch unser Planet hat einiges an
Energie zu bieten. Vulkane und Geysire zeigen, wie heiß es unter
unseren Füßen ist – etwa 4.000-5.000 °C. Manche Länder nutzen
das in großem Stil, Island beispielsweise deckt den Großteil seines
Energiebedarfs durch Erdwärme. Auch in Deutschland ist die geothermische Nutzung möglich – in Nordostdeutschland, im Molassebecken zwischen Donau und Alpen und im Oberrheingraben.
Im Schnitt steigt unter der Erde die Temperatur pro 100 m um 1 °C
an. Bei der hydrothermalen Geothermie werden aus 1.500-3.000
Metern Tiefe heiße Tiefenwässer gefördert, über einen Wärmetauscher geleitet und die gewonnene Wärme in ein Fernwärmenetz
eingespeist. Mancherorts wie z. B. in Thermalbädern wird das heiße
Wasser direkt verwendet. In Deutschland gibt es derzeit 25 größere,
hydrothermale Anlagen mit einer Leistung von 66 Megawatt.
> Im Jahr 2004 wurden 1.201 neue Windenergieanlagen mit einer
Die Kraft des Wassers umwandeln
Auch die Nutzung der Wasserkraft ist eigentlich ein alter Hut. Mühlen
und Sägewerke wurden früher meist an Flüssen oder Bächen errichtet
und mit dem vorbeiströmenden Wasser große Turbinenräder angetrieben. Die so gewonnene mechanische Energie wurde zum Antrieb
von Maschinen oder Generatoren genutzt. Heute dient die Wasserkraft
ausschließlich der Stromerzeugung. Weltweit werden etwa 18 Prozent
des Strombedarfs durch Wasserkraft gedeckt, in Deutschland sind es
4,2 Prozent (2002).
Das Grünzeug melken
Holz wurde schon in grauer Vorzeit zum Feuermachen verwendet,
um Speisen und Glieder zu wärmen. Auch Kohle und Öl, die später
als geeignete Energieträger gefunden wurden, sind unter hohem
Druck aus abgestorbenen Pflanzenresten entstanden. Heute wird
Biomasse gezielt eingesetzt, um Energie zu erzeugen.
Unterschieden wird zwischen zwei Kategorien: Organischer Abfall
(Bioabfälle, Gülle) und nachwachsende Rohstoffe. Dazu zählen
neben Holz schnell wachsende Pflanzen wie Raps oder Chinagras.
Sie werden zur Energieerzeugung z.B. verbrannt. Dabei fällt zwar
Kohlendioxid an, aber nur die Menge, die die Pflanzen zum Wachstum gebraucht und dazu zuvor der Atmosphäre entnommen haben.
Übrigens: Holz ist nur dann ein nachwachsender Rohstoff, wenn
dort, wo es gefällt wurde, auch wieder aufgeforstet wird. Gerade bei
Tropenholz ist dies nicht immer der Fall.
Biomasse ist der vielseitigste erneuerbare Energieträger. Er kann in
fester, flüssiger oder gasförmiger Form zum Heizen, zur Stromerzeugung oder als Kraftstoff eingesetzt werden. Zur Biomasse zählen
Kaminholz und Holzpellets zum Heizen, Ethanol und Biodiesel aus
Rapsöl für den Tank und Holzhackschnitzel für ein Biomasseheizkraftwerk.
In Biogasanlagen werden organische Abfälle vergärt. Bei der
anaeroben Verwesung (ohne Sauerstoff) entstehen etwa ein Drittel
Kohlendioxid und zwei Drittel Methan (CH4). Das Methangas wird
dann energetisch genutzt.
Technik von Morgen 15
14 Technik von Morgen
Optimale Ausnutzung:
Kraft-Wärme-Kopplung
Bei vielen Energieumwandlungsprozessen entsteht Abwärme,
Energie, die ungenutzt verpufft. Bestes Beispiel ist eine ganz normale Glühbirne: Nur drei Prozent der elektrischen Energie wird in
Lichtenergie umgewandelt. Der Rest ist die Energie, die benötigt
wird, um den Glühfaden in der Birne soweit zu erhitzen, bis er glüht.
Bei der Kraft-Wärme-Kopplung wird die bei der Stromerzeugung
anfallende Abwärme auch genutzt. Daher haben Kraft-WärmeKopplungsanlagen (KWK-Anlagen) einen hohen Wirkungsgrad und
arbeiten sehr umweltfreundlich, da sie zur Herstellung der gleichen
nutzbaren Energiemenge weniger Brennstoffe brauchen als herkömmliche Kraftwerke. Dort wird die Abwärme an die Außenluft
oder gar an einen Fluss abgegeben. Die riesigen Abwärmemengen
können kaum genutzt werden. Zudem entstehen bei den langen
Leitungswegen zum Verbraucher oft große Energieverluste.
Klein und fein: Blockheizkraftwerke
Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen versorgen meist kleinere Einheiten,
um die Leitungswege kurz zu halten. Bekanntestes Beispiel sind
Blockheizkraftwerke, die z. B. Mehrfamilienhäuser oder kleinere
Fabrikanlagen mit Strom und Wärme versorgen. Viele Blockheizkraftwerke arbeiten auf Erdgasbasis, zunehmend auch mit Biomasse.
Ein Blockheizkraftwerk kann Strom
und Wärme gleichzeitig erzeugen.
Vom Knall zum Strom:
Brennstoffzellen
Das effizienteste Energieumwandlungssystem, das wir derzeit kennen,
ist die Brennstoffzelle. Sie wandelt die frei werdende Energie bei der
Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser in elektrischen
Strom um. Diese chemische Reaktion ist auch als Knallgasreaktion
bekannt und gehört zum Standardrepertoire eines jeden Chemielehrers.
Die Arbeitsweise der Brennstoffzelle begeistert aus zwei Gründen:
Erstens schont der gute Wirkungsgrad die Ressourcen und verringert
den Ausstoß von Treibhausgasen. Um einen Brennstoffzellen-PKW
anzutreiben benötigt man nur halb so viel Energie wie für einen
konventionellen Wagen mit Otto-Motor. Zweitens sind Brennstoffzellen
elektrochemische Energiewandler, die ohne offene Flamme und hohe
Verbrennungstemperaturen auskommen. So entstehen keine Stickoxide.
Größtes Problem ist bislang noch der Wasserstoff. Dieser ist nur in
gebundener Form anzutreffen. Wasserstoff in Reinform ist nur unter
Energieeinsatz zu gewinnen. Derzeit dient vornehmlich Erdgas als
Wasserstofflieferant. In Zukunft könnte Wasserstoff klimafreundlich aus
Biomasse oder mit Hilfe von überschüssigem regenerativ erzeugtem
Strom durch Wasserelektrolyse gewonnen werden. Dies könnte auch
das Speicherproblem von erneuerbaren Energien lösen helfen.
Brennstoffzellen-PKW
Energiesparen – ja bitte
Energiesparen lohnt sich auf jeden Fall – auch wenn man für die
Anschaffung neuer, sparsamer Geräte erst einmal in den Geldbeutel
greifen muss. Doch auf lange Sicht lohnt sich der Rausschmiss der
alten Stromfresser. Der größte Batzen bei den Energiekosten sind
jedoch die Heizkosten. Hier kann man einiges tun, damit die Wärme
nicht ungenutzt verpufft und unnötig CO2 in die Luft geblasen wird.
Schaffe, spare, Häusle saniere
Wer ein Haus verkaufen will, muss dem potenziellen Käufer künftig
einen Energiepass vorlegen. Ähnlich wie auf den Aufklebern auf
Waschmaschinen und Kühlschränken geht daraus hervor, wieviel
Energie dieses Haus "schluckt". Bei den derzeitigen Energiepreisen
kein unerhebliches Argument für oder eben gegen einen Kauf.
Bund und Land unterstützen die Sanierung älterer Gebäude zur
Energieeinsparung. Erster Schritt ist der vom Land Baden-Württemberg geförderte EnergieSparCheck, bei dem von Fachleuten das
Einsparpotenzial des Hauses bestimmt wird.
Durchschnittliche Energiesparpotenziale eines Gebäudes
> Moderne Heizung
> Dach dämmen
> Sonnenkollektor installieren
> Wärmeschutzverglasung
> Außenwände dämmen
> Kellerdecke dämmen
12 %
11 %
7%
11 %
30 %
6%
Sanierungswillige Häuslebesitzer können bei der KfW (Kreditanstalt für
Wiederaufbau) zinsgünstige Darlehen erhalten oder Geld aus Förderprogrammen zur energetischen Sanierung beantragen.
Wer auf erneuerbare Energien fürs eigene Heim setzt, kann ebenfalls
bares Geld einstreichen: Die Installation von Sonnenkollektoren und Biomasseanlagen (z. B. eine Holzpelletheizung) wird vom Bundesamt für
Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) bezuschusst. Feste Mindestvergütungssätze erhält der Betreiber einer Photovoltaikanlage auf dem eigenen Dach für den Strom, den er ins öffentliche Netz einspeist.
Energiespartipps
fürs traute Heim
> Beim Lüften Fenster weit, aber nur
kurz öffnen statt das Fenster
den ganzen Tag gekippt lassen
(Stoßlüften statt Dauerlüften)
> Nachts die Heizung runterdrehen und
Rollläden runterlassen
> Heizkörper nicht mit schweren
Gardinen oder Wäsche zuhängen
> Duschen statt Baden spart Wasser –
vor allem warmes
Adressen
Umweltministerium
Baden-Württemberg
Kernerplatz 9
70182 Stuttgart
Tel.: 0711 126-0
www.um.baden-wuerttemberg.de
Klimanet
www.klimanet.baden-wuerttemberg.de
Klimaschutz- und Energieagentur
Baden-Württemberg GmbH (KEA)
Griesbachstr. 10
76185 Karlsruhe
Tel.: 0721 98471-0
www.kea-bw.de
Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz
Baden-Württemberg (LUBW)
Griesbachstraße 1–3
76185 Karlsruhe
Tel: 0721 5600-0
www.lubw.baden-wuerttemberg.de
Informationszentrum Energie
Wirtschaftsministerium
Theodor-Heuss-Str. 4
70174 Stuttgart
Tel.: 0711 123-0
www.wm.baden-wuerttemberg.de
Impressum
Umweltbundesamt (UBA)
Wörlitzer Platz 1
06844 Dessau
Tel: 0340 2103-0
www.umweltbundesamt.de
Umweltministerium
Baden-Württemberg
Kernerplatz 9
70182 Stuttgart
www.um.baden-wuerttemberg.de
BINE Fachinformationszentrum Karlsruhe
FIZ Karlsruhe
Postfach 2465
76012 Karlsruhe
Tel: 07247 808 555
www.bine.info
Redaktion:
Cornelia Herbst-Münz
Sibylle Hepting-Hug
Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena)
Chausseestr. 128 a
10115 Berlin
Tel: 030 726165-600
www.dena.de
Fotos:
ÖkoMedia-PR, Stuttgart
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DaimlerChrysler
Klimaveränderung und Wasserwirtschaft
www.kliwa.de
Stand:
Aktualisierte Auflage 10/2006
Realisierung:
ÖkoMedia PR, Stuttgart