Diese Facharbeit geht auf den Klimawandel ein und sucht Antworten auf die Frage nach seinen Ursachen und Folgen. Dabei soll deutlich werden, weshalb der Klimaschutz und die Bekämpfung des Klimawandels auch aus Sicht der Wissenschaft sehr dringend sind. Anschließend soll der Umstieg auf Erneuerbare Energien in Deutschland thematisiert werden. Dabei sollen einerseits der derzeitige Stand und die Ziele und großen Potenziale der Energiewende dargelegt wegen, andererseits soll aber auch bewusst auf Hürden beim Umstieg auf Erneuerbare Energien eingegangen werden.
Inhalt
I EINLEITUNG
II DER KLIMAWANDEL UND SEINE FOLGEN
2.1 Die Erderwärmung heute und in Zukunft
2.2 Auswirkungen auf Ökosysteme und Natur
2.3 Die Arktis, Gletscher und der Anstieg des Meeresspiegels
2.4 Auswirkungen des Klimawandels auf den Menschen
2.5 Fossile Energien und CO2-Ausstoß
III ERNEUERBARE ENERGIEN UND DIE ENERGIEWENDE
3.1 Definition und Grundlagen
3.2 Energie in Deutschland: Aktueller Stand und Ziele
3.3 Erneuerbare Energieträger im Detail
3.3.1 Windkraft
3.3.2 Solarenergie
3.3.3 Wasserkraft, Biomasse und Geothermie
IV FAZIT
V ABBILDUNGSVERZEICHNIS
VI LITERATURVERZEICHNIS
I EINLEITUNG
Noch nie haben wir die Auswirkungen rasanten technologischen Fortschritts so stark gespürt wie heute. Doch dieser Fortschritt kommt nicht ohne Preis: Der anthropogene Klimawandel ist die große Herausforderung unserer Generation. Weltweit sind mittlerweile ganze Klimazonen und Ökosysteme gefährdet, mit schwerwiegenden Folgen auch für die Menschen. Grund dafür sind deutlich zu hohe Treibhausgasemmissionen. Wissenschaftler sind sich einig, dass sie zu senken unser mit Abstand bester und dringendster Weg ist, die Folgen des Klimawandels einzudämmen. Vor diesem Hintergrund rückte der Klimaschutz in den letzten Jahren immer mehr ins Auge der Öffentlichkeit – zuletzt und wohl am stärksten durch die 2018 begonnenen „Fridays for Future“-Proteste. Währenddessen nimmt bereits seit Anfang des 21. Jahrhunderts die sogenannte Energiewende Fahrt auf – also der Umstieg weg von fossilen, klimaschädlichen Brennstoffen wie Kohle und Öl und hin zu Wind- und Solarenergie, Biogas, und so weiter. Dass das nicht über Nacht passieren kann ist klar: Die Energiewende stellt eine große wirtschaftliche, technische und politische Herausforderung dar. Für ihre Umsetzung sind Investitionen in Milliardenhöhe nötig; der Umstieg benötigt Zeit und findet zunächst in kleinen Schritten statt. Doch klar ist auch: Regenerative Energien sind eine moderne Zukunftstechnologie, die unseren Weg in eine ökologischere und letzten Endes wirtschaftlichere Zukunft ebnen wird. Und tatsächlich ist Deutschland auf dem Gebiet weit vorne mit dabei: Nur wenige Länder haben so viel für den Ausbau der erneuerbaren Energien getan (vgl. REN21 2019). Gleichzeitig steht die Bundesregierung aber auch in der Kritik: Angesichts des rasant voranschreitenden Klimawandels scheinen viele Entscheidungen deutlich zu langsam und nicht ambitioniert genug. Perfekt zum Rahmenthema des Seminars passend hat die Bundesregierung nun in diesem Jahr den vollständigen Kohleausstieg bis frühestens 2035 angekündigt (vgl. Bundesregierung 2019 1). Es ist ein weiterer, vorsichtiger Schritt in der Energiewende und damit Teil eines größeren Projekts, das uns auch in den nächsten 16 Jahren noch beschäftigen wird. Vor diesem Hintergrund soll meine Arbeit zunächst auf den Klimawandel eingehen und die Frage nach seinen Ursachen und Folgen beantworten. Dabei soll deutlich werden, weshalb der Klimaschutz und die Bekämpfung des Klimawandels auch aus Sicht der Wissenschaft sehr dringend sind. Anschließend soll der Umstieg auf Erneuerbare Energien in Deutschland thematisiert werden. Dabei sollen einerseits der derzeitige Stand und die Ziele und großen Potenziale der Energiewende dargelegt wegen, andererseits soll aber auch bewusst auf Hürden beim Umstieg auf Erneuerbare Energien eingegangen werden. In einem abschließenden Fazit soll dann durch den Hauptteil der Arbeit gut begründet der Schluss gezogen werden, dass die Energiewende zwar auf einem guten Stand ist und insbesondere die Wind- und Solarenergie auch weiterhin große Potenziale haben; angesichts der Risiken des Klimawandels die Kritik von Umweltverbänden und Wissenschaft an den Entscheidungen der Regierung aber durchaus gerechtfertigt ist und eine ambitioniertere Klimapolitik zumindest möglich wäre.
II DER KLIMAWANDEL UND SEINE FOLGEN
2.1 Die Erderwärmung heute und in Zukunft
Die vom Menschen verursachte globale Erwärmung beträgt bislang rund 1,0°C, setzt sich rasant fort und wird höchstwahrscheinlich in den nächsten ca. 10-30 Jahren 1,5°C erreichen (vgl. IPCC 2018, S. 8). Ohne weiteren Kontext sind diese Zahlen zunächst wenig aussagekräftig. Im Folgenden sollen deshalb die Ursachen und Folgen der globalen Erwärmung in Grundzügen erklärt und bislang gesetzte Ziele dargelegt werden. Zunächst bezeichnet die globale Erwärmung den Anstieg der mittleren globalen Oberflächentemperatur, gemessen über vorindustriellem Niveau (a.a.O.). Der Grund für diesen Temperaturanstieg ist der sogenannte Treibhauseffekt. Dieser läuft in der Atmosphäre eigentlich natürlich ab und ermöglicht auf der Erde überhaupt erst Leben (vgl. IPCC 2007, S. 8). Trifft nämlich Sonnenlicht und damit Wärme auf die Erde, wird es von der Erdoberfläche größtenteils reflektiert, also ohne weiteren Effekt zurückgeworfen. Durch die sogenannten Treibhausgase in der Atmosphäre – also zum Beispiel das besonders bedeutende CO2 – wird diese Wärme nun aber wieder absorbiert und in alle Richtungen abgestrahlt. Dies hat eine Erwärmung der Erdoberfläche und Atmosphäre zur Folge (a.a.O.). So waren die letzten 5 Jahre zusammen die wärmsten der modernen Wetteraufzeichnungen (vgl. NASA 2019 1). Durch die Einwirkung des Menschen – insbesondere durch die Freisetzung von CO2 durch die Verbrennung fossiler Energieträger wie Kohle und Öl – wird dieser Effekt verstärkt (Näheres zu fossilen Energieträgern in 1.5). Die höheren Temperaturen an Land und in der Atmosphäre verändern dann unter Anderem das weltweite Klima, weshalb man im Zusammenhang mit der Erderwärmung auch vom Klimawandel spricht (vgl. IPCC 2007, S. 8). Beim Ausmaß der Erwärmung sollte man sich zudem nicht von niedrigen Zahlen täuschen lassen: bereits eine Erwärmung um 1°C hat spürbare negative Folgen für das Klima, Ökosysteme und die Menschen (vgl. IPCC 2018, S. 9), wie auch in den weiteren Kapiteln gezeigt werden soll. Aus diesem Grund haben sich im Jahr 2015 195 Länder auf ein „allgemeines, rechtsverbindliches weltweites Klimaschutzübereinkommen“ (Europäische Kommission o.J.) geeinigt. Im sogenannten Pariser Übereinkommen/Vertrag setzten sich die Staaten das Ziel, „die Erderwärmung auf deutlich unter 2 °C [zu] begrenzen“ (a.a.O.), möglichst aber „den Anstieg auf 1,5 °C zu begrenzen“ (a.a.O.) Heute ist allerdings klar, dass das 1,5°C-Ziel nur noch sehr schwer zu erreichen ist und realistisch gesehen auch aufgrund fehlender Klimaschutzmaßnahmen voraussichtlich nicht erreicht werden wird (vgl. CAT 2019). Dafür müssten die weltweiten CO2-Emmissionen nämlich bis 2050 netto null erreichen (IPCC 2018, S. 16). Allgemein urteilt der Weltklimarat IPCC (2018, S.9) mit Blick auf die Zukunft, dass „[d]as Erreichen und Beibehalten von netto null […] CO2-Emissionen […] die […] globale Erwärmung über Zeiträume in der Größenordnung von mehreren Jahrzehnten zum Stillstand bringen [würde.]“
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 3: CO2-Konzentration in der Atmosphäre über die letzten 400.000 Jahre. (NASA 2019 4)
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 4: Durchschnittliche Temperaturabweichung 2012-2016. (NASA 2017)
2.2 Auswirkungen auf Ökosysteme und Natur
Die schnell voranschreitende Erderwärmung, der Anstieg der CO2-Konzentration in der Atmosphäre und die damit einhergehende, weltweite Veränderung des Klimas und der ökologischen Rahmenbedingungen stellen eine Gefahr für verschiedene Ökosysteme dar. Bereits heute sind laut einem aktuellen Bericht der UN bis zu 1.000.000 Spezies aus verschiedenen Gründen vom Aussterben bedroht (vgl. UN 2019). Weiterhin geht der Weltklimarat IPCC davon aus, dass bei einer Erderwärmung von 1,5°C von 105.000 untersuchten Spezies 4% aller Säugetiere, 8% aller Pflanzen und 6% aller Insekten über die Hälfte ihres Lebensraumes verlieren würden (vgl. IPCC 2018, S. 12). Bei einer Erderwärmung um 2°C könnten sich diese Zahlen sogar verdoppeln (a.a.O.). Hinzu kommen weitere Risiken, wie etwa die durch die Klimaveränderungen steigende Gefahr von Waldbränden und negative Folgen für die Landwirtschaft (a.a.O.). Zudem verschieben sich teils komplette Klimazonen im Zuge des Klimawandels geographisch (vgl. NCA 2014). Zwei besonders betroffene Systeme sollen im Folgenden beispielhaft näher behandelt werden:
1) Die marinen Ökosysteme, besonders am Beispiel der Korallenriffe
2) Das arktische Ökosystem
Auf den Zustand der Arktis als Indikator für den Klimawandel wird in 1.3 eingegangen.
Betrachtet man die Ökosysteme der Ozeane und Küsten ist zunächst ihr großer Nutzen für den Menschen und die Umwelt hervorzuheben: Über 55% der Ozeane werden industriell befischt (vgl. UN 2019). Weiterhin beherbergen die Ozeane rund 230.000 verschiedene Arten (vgl. Resenhoeft 2010). Gleichzeitig gehören die Ozeane, die rund 71% der Erdoberfläche bedecken (vgl. NASA 2019 2), aber auch zu den am meisten gefährdeten Lebensräumen (vgl. IPCC 2018, S. 12). Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Ozeane „sind bereits heute zu beobachten und umfassen das gesamte Spektrum physikalischer […], chemischer […] und biologischer Faktoren[.]“ (Umweltbundesamt 2009, S. 7). So ist etwa einem Modell zufolge bei einer Erderwärmung von 1,5°C ein Rückgang des Fischertrags von bis zu 1,5 Millionen Tonnen möglich (vgl. IPCC 2018, S. 13). Auch die UN geht von einem Verlust von zwischen 3% und 25% der Fische bis 2100 aus (vgl. UN 2019). Ein weiterer bedeutender Faktor ist die sogenannte Versauerung der Ozeane. Sie kommt zustande, da sich mit einer höheren CO2-Konzentration in der Atmosphäre auch die Löslichkeit des Gases im Meerwasser verbessert. Dort reagiert es dann zunächst mit Wasser zu Kohlensäure und weiter zu Hydrogencarbonat und Carbonat, wobei Ionen entstehen, die das Wasser saurer machen (vgl. Hefner et al. 2015). Dies hat besonders starke Auswirkungen auf die Korallenriffe, große und faszinierende Ökosysteme in denen viele verschiedene Tiere leben. Doch nicht nur sie, sondern weltweit rund 500 Millionen Menschen sind laut einer Untersuchung des Global Coral Reef Monitoring Network von 2004 (S. 93) direkt oder indirekt auf die Riffe angewiesen. Durch die Versauerung der Ozeane kommt es bei den empfindlichen Korallenriffen nun aber zunehmend zu Korallenbleichen. Dadurch wurden zum Beispiel bereits heute rund zwei Drittel des Great Barrier Reefs, des „größten von Lebewesen erschaffenen Bauwerks unseres Planeten“ (Rahmstorf 2019), schwer geschädigt (vgl. Rahmstorf 2019). Bei einer Erderwärmung von 1,5°C würden mit hoher Sicherheit 70-90% der Korallenriffe absterben, bei 2°C nahezu alle (vgl. IPCC 2018, S. 12). Der Verlust dieser einzigartigen Ökosysteme wäre ein beispielloser und schwerwiegender Verlust für die Menschheit und die Natur.
2.3 Die Arktis, Gletscher und der Anstieg des Meeresspiegels
Insbesondere sind von der Erderwärmung Regionen betroffen, die bereits aufgrund ihrer Eigenschaften, ihres Klimas und ihrer Lage besonders verwundbar sind; so zum Beispiel die Arktis (und die Antarktis). Forscher gehen sogar von einer Erwärmung der Arktis aus, die zwei bis drei Mal stärker ist als der jährliche globale Durchschnitt (vgl. IPCC 2018, S. 8). Dies hat einen weiträumigen Rückgang der Eisschilde, der Gletscher, der Schneebedeckung und des Meereises zur Folge (vgl. IPCC 2019, S. 3). Letzteres ist ein guter Indikator für die Geschwindigkeit der Erderwärmung. Aufgrund der rasanten Erwärmung nahm bereits zwischen 1979 und 2015 die durchschnittliche Ausbreitung des Meereises in der Arktis im September um rund 13,4% pro Jahrzehnt ab. Infolgedessen ist die Ausbreitung des Meereises heute ausnahmslos in jeder geographischen Umgebung, jedem Monat und jeder Jahreszeit deutlich geringer als noch in den 1990er-Jahren. (vgl. NASA 2016).
Diese Entwicklungen werden sich auch weiter fortsetzen und ziehen eine Vielzahl problematischer Folgen nach sich: In einem aktuellen Bericht betont der Weltklimarat IPCC (2019, S. 3), dass sie „den Bestand und die Verbreitung von ökologisch, kulturell und wirtschaftlich wichtigen Pflanzen- und Tierarten, ökologische Störungen und die Funktionsfähigkeit von Ökosystemen […] verändern“. Darüber hinaus ist das Eis auch für das Klima wichtig: Es reflektiert einen großen Teil des darauf treffenden Sonnenlichts und damit der Wärme. Je mehr Eis verloren geht, desto stärker erwärmen sich also die Pole (vgl. Spiegel Online 2014). Eine weitere direkte Folge der Erwärmung der Pole ist ein dramatischer Anstieg des Meeresspiegels. Ursache hierfür ist nicht direkt das Abtauen des Meereieses, sondern neben weiteren Faktoren das starke Abtauen des grönländischen Eisschilds und der Gletscher (vgl. NASA 2016 1). Schmelzende Gletscher sind mittlerweile nicht nur in der Arktis, sondern überall auf der Welt ein großes Problem (vgl. Welt 2019). Der resultierende Meeresspiegelanstieg betrug in den letzten zwei Jahrzehnten jährlich über 3mm (vgl. UN 2019). Diese Rate stieg bislang aufgrund der Erderwärmung kontinuierlich und wird auch noch weiter steigen (vgl. IPCC 2019, S. 11). Darüber hinaus gehen Forscher von sogenannten Kipppunkten aus, die bei einer stärkeren Erderwärmung überschritten werden könnten und ein besonders starkes Abtauen der polaren Eisschilde zur Folge haben könnten (vgl. IPCC 2018, S. 11). Ein weiterer solcher Kipppunkt ist auch der Permafrostboden in großen Teilen der Arktis. Wenn er auftaut – was im Zuge der Erwärmung der Arktis passiert – werden beträchtliche Mengen CO2 und Methan freigesetzt. Diese Treibhausgase verstärken dann wieder die Erderwärmung (vgl. Bundesregierung 2019 3). Neben den offensichtlichen und teilweise bereits spürbaren Gefahren für Inseln und Küsten (vgl. IPCC 2018, S. 12), wirkt sich der Meeresspiegelanstieg auch auf die Meeresströmungen aus: Insbesondere ist bekannt, dass der Golfstrom zunehmend schwächer wird. Als „Wärmelieferant“ wirkt er sich bisher auf das Klima in Europa aus. Nun könnte diese Entwicklung Temperatur und Wetter in Europa unberechenbarer und extremer machen (vgl. PIK 2018). Weltweit gefährdet nun der Anstieg des Meeresspiegels zunehmend auch menschliche Lebens- und Wirtschaftsräume (vgl. IPCC 2018, S. 12).
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- Anónimo,, 2019, Der Klimawandel und seine Bekämpfung durch den Umstieg auf erneuerbare Energien, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/535813
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