Transcript Kein Folientitel - uni

Energie und Klimawandel
Dr. rer. nat. Gerhard Luther
Forschungsstelle Zukunftsenergie, c/o Technische Physik-Bau E26, Universität des Saarlandes
Ziel:
Dauerhafte Behaglichkeit und sonstige Energiedienstleistungen
für alle mit immer weniger fossilem Energieeinsatz
Aktuelle Bezüge :
Lokale Umweltkatastrophen:
Jahrhunderthochwasser Elbe 2002
Trockenheiten
Austrocknen des Aralsees
Extreme Wetterlagen: Hitzesommer 2003
Extrem Hurrikane 2005
……
Eigentlich kein unmittelbarer Bezug zum Treibhauseffekt,
aber die Wahrnehmung und das Bewusstsein werden geschärft.
Siehe Datei V00a_Hitzesommer2003.ppt
Aktuelle Bezüge :
Extreme Wetterlagen:
Hitzesommer 2003
Extrem Hurrikane 2005
……
Siehe Dateien:
V00a_Hitzesommer2003.ppt
V00a2_Hurrikan Saison 2005_Schoenwiese..ppt
Energie und Klimawandel
Dr. rer. nat. Gerhard Luther
Forschungsstelle Zukunftsenergie, c/o Technische Physik-Bau E26, Universität des Saarlandes
Tel.: 302-2737; e-mail: [email protected]
0. Einführung und extended abstract:
Einige Fakten zur Klimaproblematik; Energieeinheiten und Größenordnungen
1. Die Energiesituation in Deutschland und in der Welt
1.1 Energieverbrauch in Deutschland
1.2 Energieverbrauch in der Welt
1.3 Wachstum des Energieverbrauches
Einflußfaktoren. Bevölkerungswachstum und Wirtschaftsentwicklung
1.4 Vorräte fossiler Energiequellen: Reserven und Ressourcen
2. Klimawandel - Auswirkungen des Einsatzes fossiler Energieträger,
2.1 Unmittelbare Umweltverschmutzung
2.2 Das Klima der Erde: Vielfalt, Ordnung und Komplexität
2.3 Klimawandel
2.4 Internationale Klimapolitik als Antwort auf drohenden Klimawandel
3. Nutzung ewiger Energiequellen
Kernfusion und Sonne als Energieressource, Wind- insbesondere offshore; Biomasse; Geothermie
4. Sparsame Nutzung externer Energiequellen
Wärmepumpe; Brennstoffzelle; Brennwertkessel; SWK;Wärmetauscher
5. Energiedienstleistungen: Energierelevante Ansprüche an Gebäude
u.a. Thermische Behaglichkeit (incl. Frischluft)
Energie und Klimawandel
WS 2006/07
Dr. rer. nat. Gerhard Luther
Forschungsstelle Zukunftsenergie (FZE )
c/o Technische Physik,
Universität des Saarlandes
Bau E26 , Zimmer 2.03
Telephon: 0049- 0681 - 302-2737;
Internetseite
vorführen !
e-mail: [email protected]
[email protected]
homepage mit
Link zur Vorlesung:
(auch größere Dateien)
http://www.uni-saarland.de/fak7/fze/
Vorlesung: Mittwoch, 15 -17 Uhr,
Bau E26, 2.OG., Seminarraum 2.22
Energie und Klimawandel
0. Einführung
0.1 Warum interessiert uns das Thema - der große Zusammenhang
0.2 Einige Fakten zur Einführung in die Problematik Energie und Klima
0.3 Aufbau der Vorlesung
0.4 Energie und Treibhausgase
0.5 Energieeinheiten unf Größenordnungen
0.6 Was ist Energie
0.1
Energie und Klimawandel
0. Einführung
0.1 Warum interessiert uns das Thema - der große Zusammenhang
Es gab und gibt:
- lokale Umweltverschmutzung (-veränderung)
- globale Umweltprobleme (WEHAB, nicht nur Klima)
- endliche und erwartet knappe Ressourcen bei wachsender
Bevökerung
- eine ungleiche Verteilung und einen großen
Nachholbedarf an Lebensstandard
Dies alles hängt in großem Ausmaße mit Energienutzung
zusammen.
Der große globale Zusammenhang
Status und Trends in den Bereichen:
- Bevölkerungsentwicklung
- WEHAB
( Water, Energy ,
Hygiene, Agriculture, Biodiversity)
Bericht des Generalsekretärs Nitin Desai
zum World Summit on Sustainable Development,
Johannesburg, 2002
Goto->
Siehe Datei V00b_WS2002_CriticalTrends .ppt
Siehe Datei V00b_WS2002_CriticalTrends .ppt
Goto->
1. The Link between Energy use and Poverty
2. Access to Electricity
3. Biomass Use .
IEA: World Energy Outlook 2002, Chap. 13: Energy & Power
Quelle:IEA_WEO2002_13-Energy&Poverty.pdf
Siehe Datei V00c_Energy_and_Poverty.ppt
Optimistische Schlussfolgerung:
Es reicht für alle
Moralische Aufforderung:
Es muss für alle reichen
0.2 Einige Fakten zur Einführung in die Problematik
Energie und Klimawandel
einige Fakten zur Einführung
Wichtigste benutzte Literatur für 0.2 :
1. IPCC-COP6a_Bonn2001_WatsonSpeech: Redemanuskript + Bilder
2. IPCC2001_TAR1: Climate Change 2001, The Scientific Basis
insbesondere Technical Summary und
die jeweils als Quelle oder „Urquelle“ angegebenen Seiten.
0.2 Einige Fakten zur Einführung in die Problematik
.21 Entwicklung des Weltenergieverbrauchs
.22 Entwicklung der Bevölkerung
.23 The Earth's climate system has changed, globally and regionally,
with some of these changes being attributable to human activities.
0.231 Belege, dass sich das Klima verändert hat (T, precipitation pattern, sea level)
0.232 The Identification of a human Influence on Climate Change
.24 Treibhausgase in der Atmosphäre seit der industriellen Revolution
.25 Projektionen und Szenarios für das 21. Jahrhundert
.26 Was tun? Erste Ansätze der Internationalen Gemeinschaft
0.21
Entwicklung des Weltenergieverbrauchs (in EJ)
Nicht erfasst sind:
Brennholz,
Dung und
andere Biomasse
(Entwicklungsländer)
Quelle:e.g. /BINE_BE_1: Klima und Energie,1998, Abb3, p.3
Consumption of all types of energy is growing
Quelle: UN Report „Global Change - Global Opportunity“, World Summit 2002, Johannesburg, p14
Evolution from 1971 to 2004 of
World Total Primary Energy Supply by Fuel (Mtoe)
__500 [EJ/a]
Ungebrochenes Wachstum
__400 [EJ/a]
a
*Excludes electricity trade.
**Other includes geothermal, solar, wind, heat, etc.
Quelle: IEA 2006, http://www.iea.org/textbase/nppdf/free/2006/key2006.pdf
IEA2006_Key-World-EnergyStatistics_82p.pdf
Wie geht’s weiter? Was kann man tun?
Aktuelle IEA –Prognose
aus dem
World Energy Outlook 2006
BQuelle: Vorträge von Claude Mandil
auf der CC-Konferenz, Monterrey, Mexico, 2006-10-03
und
Skhirat, Morocco, 2006-10-31
Zum Original:
http://www.iea.org/Textbase/speech/2006/mandil/Monterrey.pdf
bzw.:
http://www.iea.org/textbase/speech/2006/mandil/morocco.pdf
IEA2006_Mandil_Bridging-theEnergygap_Mexico-Monterrey2006-10_speech-ppt.pdf ;
IEA2006_Mandil_Situation-energetiqueMondiale_Skhirat_ppt.pdf
Quelle: IEA 2006
( BAU)
__750 [EJ/a]
__500 [EJ/a]
http://www.iea.org/Textbase/speech/2006/mandil/Monterrey.pdf
Vortrag Mandil, Folie 2
Quelle: IEA 2006
BAU
http://www.iea.org/Textbase/speech/2006/mandil/Monterrey.pdf
Vortrag Mandil, Folie 1
Quelle: IEA 2006
CCS
CCS
CCS
http://www.iea.org/Textbase/speech/2006/mandil/Monterrey.pdf
Vortrag Mandil, Folie 6
CCS
CCS
CCS
Quelle: IEA 2005 –Mandil: http://www.iea.org/textbase/speech/2005/mandil/coaltrans.pdf
IEA2005-Mandil_Coaltrans_WorldCoalConference_ppt.pdf
0.22
Entwicklung der Weltbevölkerung
Quelle:/Heinloth 97, p21/
UN 2002:
Weltbevölkerung wächst noch auf ca. 11 G Menschen
2050: 9 Milliarden
2000: 6 Milliarden
BQuelle: Bundesinstitut für Bevölkerungsforschung (BiB) : Bevölkerung -FAKTEN – TRENDS – URSACHEN – ERWARTUNGEN (2004), Abb.33, p.74
0.23
The Earth's climate system has changed,
globally and regionally
, with some these changes being attributable to human activities.
0.231 Das Klima hat sich bereits entsprechend der Erwartungen verändert
•The Earth has warmed 0.6± 0.2 [K] since 1860 with the
last two decades being the warmest of the last century;
•The increase in surface temperatures over the 20th Century
for the Northern hemisphere is likely to be greater than
that for any other century in the last 1000 years;
•Precipitation patterns have changed with an increase in
heavy precipitation events in some regions;
•Sea level has risen 10-20 cm since 1900;
most non-polar glaciers are retreating; and
the extent and thickness of Arctic sea ice is decreasing in summer;
Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_WatsonSpeech: p 1-Summary
Global Mean Temperatures 1860-2001
Quelle: www.wmo.ch/web/Press/Press670.htm_graph1, erhalten 2002_0128; wmo_climate2001_fig1....jpeg /
Aktueller Stand: Oberflächennahe Erdtemperatur
_____2005_1-11
Erhalten 2005_1221
Millennial Northern Hemisphere (NH)
Temperature from AD 1000-1999
Source:
Mann et al. 1999.
The 1990s were warmer than at anytime during the last 1000 years
Quelle: IPCC_2000_WatsonSpeech: Fig 1
0.232 The Identification of a human Influence on Climate Change
IPCC 2001: TAR_wg1:
E. The Identification of a human Influence on CC
E.8 Synopsis
„
In the light of new evidence
and taking into account the remaining uncertainties,
most of the observed warming over the last 50 years
is likely to have been due to the
increase greenhouse gas concentrations.
“
Quelle: IPCC_2001_TAR_TS: p. 61
0.24
Treibhausgase in der Atmosphäre seit
der industriellen Revolution
Human activities are increasing
the atmospheric concentrations of:
• greenhouse gases that warm the atmosphere
and, in some regions, of
• sulfate aerosols that cool the atmosphere;
Most of the observed warming of the last 50 years is
attributable to human activities
Berichtsstand:Ende 2000
update vom 2001_0813
http://cdiac.esd.ORNL.gov/trends/co2/graphics/Sio-mlgr.gif
http://cdiac.ornl.gov/trends/co2/graphics/mlo145e_thrudc04.pdf
Berichtsstand:Mitte 2005
update vom 2006_0130
http://cdiac.ornl.gov/trends/co2/sio-mlo.htm
Carbon emissions and uptakes since 1800
(Gt C)
140
Land use
change
115
Oceans
110
265
Fossil
emissions
Terrestrial
180
Atmosphere
Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_wg1_3_Watson
SPM 3
Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_wg1_1_Houghton
0.25
Projektionen und Szenarios
für das 21. Jahrhundert-
0.253
Main climate changes
• Higher temperatures - especially on
land
• Sea level rise
• Hydrological cycle more intense
• Changes at regional level
Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_wg1_1_Houghton
CO2, temperature, precipitation and sea level in the
21.th century
All IPCC projections show that the atmospheric concentration of CO2 will increase
significantly during the 21th century in the absence of climate change policies;
Climate models project that the Earth will warm 1.4 to 5.8 °C between
1990 and 2100, with most land areas warming more than the global average;
Precipitation will increase globally, with increases and decreases locally,
with an increase in heavy precipitation events over most land areas;
Sea level is projected to increase 8-88
cm between 1990 and 2100;
Models project an increase in extreme weather events,
e.g. heatwaves, heavy precipitation events, floods, droughts, fires, pest outbreaks,
mid-latitude continental summer soil moisture deficits,
and increased tropical cyclone peak wind and precipitation intensities.
Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_WatsonSpeech: p 1-Summary
Global mean surface temperature is projected to increase
during the 21st century
Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_WatsonSpeech: Fig 11
Projected surface temperatures for the 21st century
would be unheralded in the last 1000 years
Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_WatsonSpeech: Fig 12
Tens of millions of people are projected to be at risk of
being displaced by sea level rise
Assuming 1990s Level of Flood Protection
Source: R. Nicholls, Middlesex University in the U.K. Meteorological Office. 1997. Climate Change and Its Impacts:
A Global Perspective.
Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_WatsonSpeech: Fig 18
Projected changes in climate will have
both beneficial and adverse effects on
• water resources,
• agriculture,
•natural ecosystems
• human health,
but:
• the larger the changes in climate - the more the adverse effects dominate
Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_WatsonSpeech: p 2-Summary
Aus dem „Stern Report“ der UK-Regierung:
Quelle: „Stern Report“, UK-Government: http://www.hm-treasury.gov.uk/media/987/6B/Slides_for_Launch.pdf
0.26
Was tun ?
Erste Ansätze der
Internationalen Gemeinschaft
UNITED NATIONS FRAMEWORK CONVENTION ON CLIMATE CHANGE:
UNFCC92: Rio de Janeiro 1992
ARTICLE 2: OBJECTIVE
The ultimate objective of this Convention .... is to achieve, .…
stabilization of greenhouse gas concentrations in the atmosphere
at a level that would prevent dangerous anthropogenic interference
with the climate system.
Such a level should be achieved within a
time-frame sufficient :
• to allow ecosystems to adapt naturally
to climate change.
• to ensure that food production is not
threatened, and
• to enable economic development to
proceed in a sustainable manner.
Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_wg1_1_Houghton
Stabilization of the atmospheric concentration of carbon
dioxide will require significant emissions reductions
Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_WatsonSpeech: Fig 19
UNFCC :
Die Konferenzen der Vertragsstaaten
COP := Conference of the Parties) - “Klimagipfel”
COP1
1995
Berlin
COP2
1996
Genf
COP3 1997 Kyoto
COP4
1998
Buenos Aires
COP5
1999
Bonn
COP6
2000
Den Haag
COP6b
2001
Bonn
COP7
2001
Marrakesh
COP8
2002
Neu-Delhi
COP 9
2003
Mailand
COP 10
2004
Buenos Aires
COP 11
2005-12
Montreal
COP 12
2006-11
Nairobi
Weblinks der letzten COP‘s
http://unfccc.int/meetings/cop_11/items/3394.php
Programm und Tagesordnung der COP 11,
25. November bis 9. Dezember 2005
http://unfccc.int/meetings/cop_12/items/3754.php
Programm und Tagesordnung der COP 12,
6. bis 17. November 2006
http://www.bmu.de/klimaschutz/internationale_klimapolitik/
12_klimakonferenz/doc/38051.php
12. Weltklimakonferenz,
6. - 17. November 2006 in Nairobi
Quelle der Links: Wikipedia
Von „http://de.wikipedia.org/wiki/UN-Klimakonferenz“
COP 3 :
Das Kyoto Protokoll
Übereinkommen:
Die Industrieländer (!!) verpflichten sich,
ihre gemeinsamen Emissionen von insgesamt 6 Treibhausgasen
für den Zeitraum 2008 bis 2012
um mind.
5 % gegenüber 1990 zu reduzieren
Kyoto- Protokoll
Weitere Verpflichtungen der Vertragsparteien:
•
Verbesserung der Energieeffizienz in den Volkswirtschaften
•
Entwicklung u. Förderung von erneuerbaren Energien
und Technologien zum Klimaschutz
•
Vermeidung von negative Klimaauswirkungen bei
Umsetzung von Maßnahmen
Kyoto Protokoll: Drei Mechanismen zur Zielereichung:
• System zum Emissionshandel
• CDM = Clean Development Mechanism
(Mechanismus für umweltverträgliche Zusammenarbeit mit Entwicklungsländern)
• JI = Joint Implementation
( Gemeinsame Umsetzung mit anderen Industrieländern)
Das Kyoto Protocol und seine Schwellen
Stand am 23.09.2004:
• 84 Vertragsstaaten haben
unterzeichnet
• 125 Vertragsstaaten haben
bereits ratifiziert
 44,2 % der auf
Industrieländer entfallenen
Emissionen erreicht
 Grenzwert für In-Kraft-Tretung
des Protokolls: 55 %
Urquelle: http://unfccc.int/resource/kpthermo_if.html
Quelle: IEA (International Energy Agency)
CO2 emissions continue to grow
Quelle: UN Report „Global Change - Global Opportunity“, World Summit 2002, Johannesburg, p16
Soll:
CO2 Sparen
Quelle: UN Report „Global Change - Global Opportunity“, World Summit 2002, Johannesburg, p17
Ist:
CO2 Sparer
Quelle: UN Report „Global Change - Global Opportunity“, World Summit 2002, Johannesburg, p17
IPCC Website
http://www.ipcc.ch
IPCC: Climate Change 2001- The Scientific Basis
Summary for Policymakers (SPM)
Drafted by a team of 59
Approved ‘sentence by sentence’
by WGI plenary (99 Governments and 45 scientists)
14 chapters
881 pages
120 Lead Authors
515 Contributing Authors
4621 References quoted
Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_wg1_1_Houghton
Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_wg1_1_Houghton
Umfassende Information über Climate Change beim IPCC
lokal
IPCC- homepage:
presentations:
speeches:
Wichtigste SpezialInfos bei :
Gateway
im Netz
http://www.ipcc.ch/index.html
http://www.ipcc.ch/present/presentations.htm
http://www.ipcc.ch/press/speech.htm
IPCC Data Distribution Centre
http://ipcc-ddc.cru.uea.ac.uk/
Exkurs
Präsentation des „Stern Report“ der UK-Regierung am 30.10.2006 in HM Treasury:
Goto:
V00d_Stern‘sPresentation
UrQuelle der Original-Vortragsfolien + SpeakingNotes:
http://www.hm-treasury.gov.uk/media/987/6B/Slides_for_Launch.pdf
http://www.hm-treasury.gov.uk/media/99D/3D/sternreview_speakingnotes.pdf
Lokal: SternReview_on-theEconomics-ofClimateChange-CC_2006ppt.pdf
SternReview_on-theEconomics-ofClimateChange-CC_2006_ppt_SpeakingNotes.pdf
Ablage
EKW1: Wdh_3. Stunde
0. Einführung: Energie und CC im großen Zusammenhang
0.1 Warum interessiert uns das Thema - der große Zusammenhang
0.2 Einige Fakten zur Einführung in die Problematik
.21 Entwicklung des Weltenergieverbrauchs
.22 Entwicklung der Bevölkerung
.23 The Earth's climate system has changed, globally and regionally, with
some of these changes being attributable to human activities.
0.231 Belege, dass sich das Klima verändert hat (T, precipitation pattern, sea level)
0.232 The Identification of a human Influence on Climate Change
.24 Treibhausgase in der Atmosphäre seit der industriellen Revolution
.25 Projektionen und Szenarios für das 21. Jahrhundert
.26 Was tun? Erste Ansätze der Internationalen Gemeinschaft
Global Mean Temperatures 1860-2002
Combined annual land-surface, air and sea-surface temperatures from 1860-2002 relative to
1961-1990 for the globe;
the solid curves have sub-decadal time-scale variations smoothed with a binomial filter.
(Sources: Climatic Research Unit, University of East Anglia and Hadley Centre, The Met Office)
‘98
‘02
Quelle: www.wmo.ch/web/Press/PressRelease684, erhalten 2003_0227; Speicher: WMO_Rep684_Climate2002_PR.pdf, p.5/