Transcript Folie 1 - uni

Weltweiter Klimawandel und seine
Folgen
Dr. Gerhard Luther
Universität des Saarlandes, FSt. Zukunftsenergie
c/o Technische Physik – Bau E26
D-66041 Saarbrücken
EU - Germany
Tel.: (49) 0681/ 302-2737; Fax /302-4676
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Homepage: http://www.uni-saarland.de/fak7/fze/
Aber es ist nicht alleine das Klima
auf das wir achten müssen:
1.
1. Der Problemdruck - Warum müssen wir handeln
1.1 Ein Entwicklungsproblem
1.2 Ein Energieproblem
(Endlichkeit der Ressourcen; Lieferengpässe : Preise)
1.3 Ein Klimaproblem
Hier: Nur ganz kurz zur Erinnerung
1.1
1. Der Problemdruck - Warum müssen wir handeln
1.1 Ein Entwicklungsproblem
Bevölkerungswachstum
Wohlstand für alle
1.2 Ein Energieproblem
1.3 Ein Klimaproblem
(zumindest für viele)
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
1.12
Wohlstand für alle
(zumindest für sehr viele)
Indikatoren: Energiehunger
in aufstrebenden neuen Industriestaaten wie China, Indien, Brasilien
und vielen anderen Ländern.
Stahlerzeugung
Bem.: aus „Unterentwickelten Länder“
sind „Entwicklunsländer“ geworden .
Und nun
entwickeln sich einige auch recht stürmisch.
Oil Consumption, China
--- 14.2 [EJ]
--- 11.4 [EJ]
--- 5.7 [EJ]
BQuelle:Vahrenholt,Fritz, DPG2005_SyKE2.2 Physikertagung Berlin 2005, Folie 1;
Urquelle: BP
Source: BP
Stahlerzeugung:
Die Welt - Industrialisierung hat gerade erst begonnen
BQuelle:M. Rothenberg:“Traditionsbranche glänzend im Geschäft“, VDI-N Nr.42 /2005: 21.10.2005, p.21
1.2
1. Der Problemdruck - Warum müssen wir handeln
1.1 Ein Entwicklungsproblem
1.2 Ein Energieproblem
Endlichkeit der Ressourcen
Lieferengpässe : Preise
1.3 Ein Klimaproblem
1.21
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
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
Folge: Treibhausgas Emissionen
Treibhausgasemissionen pro Kopf und Bevölkerungszahl
KP=Kyoto Protocol
2000 AD
********* Wachstum auf breiter Font ***********
Quelle: Daten nach CAIT, World Resources Institute, http://cait.wri.org
BQuelle: UBA: „21 Thesen zur Klimaschutzpolitik des 21.Jhahrhunderts und ihre Begründungen“, Climate Cange Heft 06/2005 (ISSN 1611-8855), Abb.10, p.40
Quelle: IEA 2006
( BAU)
__750 [EJ/a]
__500 [EJ/a]
http://www.iea.org/Textbase/speech/2006/mandil/Monterrey.pdf
Vortrag Mandil, Folie 2
1.22 Ressourcen
Quelle: Gerling,J.P. und Wellmer,FW.: „Reserven,Ressourcen und Reichweiten Wielange gibt es noch erdöl und Erdgas“ ; ChiuZ 39 (2005), p.236-245; p.235
1.221 Preise
Entwicklung der Rohölpreise 1960 -2005
•Die markierten Stützpunkte sind der Jahres- Durchschnittspreis für Rohöl auf dem Weltmarkt.
•Als Datenbasis wurde das von der IEA (International Energy Agency) und von der OPEC veröffentlichte
Zahlenmaterial herangezogen.
•Ab dem Jahr 1975 sind die Rotterdamer Spotmarkt-Preise für Nordseeöl (North Sea Brent Crude) mit besonderer Gewichtung eingerechnet.
Seit den 80er Jahren ist die Rohölsorte Brent die Leit- und Bezugssorte für die Rohölpreise auf dem Weltmarkt
BQuelle: Fa. Tecson Apparate GmbH, http://www.tecson.de/poelhist.htm
2004 Bis 2006
BQuelle: Fa. Tecson Apparate GmbH,
Steinberg, MeckVorpopmmern
http://www.tecson.de/prohoel.htm
1.3
1. Der Problemdruck - Warum müssen wir handeln
1.1 Ein Entwicklungsproblem
1.2 Ein Energieproblem
1.3 Ein Klimaproblem
Treibhausgase ; IPCC-Berichte
1.31 Zum Strahlungsantrieb
out: 107
in: 342
out: 235
Balance:
radiation coming in :
solar input
= 342 [W/m^2
radiation going out. : 107 (reflected solar) + 235(i.r.) = 342 [W/m^2]
IPCC2001_TAR1_Fig1.2
Der Strahlungsantrieb : „radiative forcing“
A process that alters the energy balance of the Earth - atmosphere system is known
as a radiative forcing mechanism (1. IPCC-Report (1990), p. 41-68).
Radiative forcing [ W/m2 ] is
the change in the balance
between
radiation coming into the atmosphere
and
radiation going out.
A positive radiative forcing tends on average to warm the surface of the Earth, and
negative
forcing tends on average to cool the surface.
SPM 3
Quelle: IPCC-COP6a_Bonn2001_wg1_1_Houghton
1.32
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
Photosyntheserate
CO2-Konzentration (ppm)
380
360
Heute
380 ppm
CO2Sättigung
2006
0
320
400
800
CO2-Konzentration (ppm)
1750
280
240
200
160
600'000
500'000
400'000
300'000
Jahre vor heute
200'000
100'000
Dome Concordia ice core data: Siegenthaler U et al. (2005) Science 310:1313
Vostoc ice core data: Petit JR et al. (1999) Nature 399:429
BQuelle: C.Körner :“Wälder als Kohlenstoffspeicher..“
http://www.uni-saarland.de/fak7/fze/AKE_Archiv/AKE2006F/Links_AKE2006F.htm#AKE2006F_05
0
Atmospheric CO2 on different time-scales
(b) CO2 concentration in
Antarctic ice cores
Recent
atmospheric masurements
(Mauna Loa)
are shown forcomparison..
for the past millenium.
(a) Direct measurements
of atmospheric CO2.
..Variations in atmospheric CO2 concentration on different time-scales..
(e) Geochemically inferred
CO2 concentrations.
(d) CO2 concentration in the
Vostok Antarctic ice core.
(c) CO2 concentration in the
Taylor Dome
Antarctic ice core.
Different colours represent results from different studies.
Quelle: IPCC_2001_TAR_TSFig.10a-d, p.40
1.33 Feststellung
„The Earth's climate system has changed,
globally and regionally
, with some these changes being attributable to human activities.“
Ein berühmtes Zitat aus dem 3.IPCC Bericht, 2001
Zusammenfassung der wichtigsten Erfahrungen:
•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
1.34
Aktueller Stand: Oberflächennahe Erdtemperatur
_____2005_1-11
Erhalten 2005_1221
Langfristperspektive
(0 - 1998)
Jahr
BQuelle: C.D.Schönwiese:“Globaler und regionaler Klimawandel“, Vortrag 2006-01, Frankfurt/M; Folie 6
1.35
Besonders beeindruckend:
Rückgang der Gletscher
und der
arktischen Eisbedeckung
1.351 Gletscher
A collection of 20
glacier length records
from different parts of the world.
Curves have been translated along the
vertical axis to make them fit in one frame.
Data are from the World Glacier Monitoring
Service (http://www.geo.unizh.ch/wgms/)
with some additions
from various unpublished sources
Length
(unit: 1km )
a
The geographical distribution of the data
(a single triangle may represent more than one glacier.
Quelle: nach IPCC_2001_TAR1; fig 2.18, p.128
Gletscher-Schwund in den Alpen
1900 und 2000.
Aufnahme der Pasterzenzunge mit Großglockner (3798 m)
Gesellschaft für ökologische Forschung, Wolfgang Zängl, http://www.gletscherarchiv.de
BQuelle:DLR_Schumann200_Klimawandel.ppt
Gletscher-Schwund in den Alpen
1900 und 2000.
Aufnahme der Pasterzenzunge mit Großglockner (3798 m)
Gesellschaft für ökologische Forschung, Wolfgang Zängl, http://www.gletscherarchiv.de
BQuelle:DLR_Schumann200_Klimawandel.ppt
1.352 Arktisches Eis
Arctic Sea Ice Melting since 1979
Quelle: The Big Thaw“, National Geographic (2004), Heft 9, p.21;
Arctic Sea Ice in 2003
Quelle: The Big Thaw“, National Geographic (2004), Heft 9, p.21;
1979:
An image based on satellite data shows
perennial ice cover in 1979,
when the ice extended over the
Arctic Ocean from edge to edge.
Since then the area of coverage has
decreased by 9% per decade
2003:
A similiar image from 2003 shows
dramatically
reduced perennial ice cover.
Large areas of open ocean have
appeared near Russia, Alaska and
Canada.
Some climate models project, that the
ice will be gone in summer
by the end of the century.
Quelle: The Big Thaw“, National Geographic (2004), Heft 9, p.21;
Abschmelzen des arktischen Meereises
zwischen 1979 und 2005
©National Snow and Ice Data Center
Eindeutiger Trend: Seit Beginn der Satellitenbeobachtung hat die
Ausdehnung des Meereises drastisch abgenommen.
BQuelle: SpectrumDirekt SD790789 vom 1.10.2005, Bild 2
;
UrQuelle: National Snow and Ice Data Center
1.36
Projektionen und Szenarios
für das 21. Jahrhundert-
0.1361
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
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
Präsentation des „Stern Report“ der UK-Regierung am 30.10.2006 in HM Treasury:
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
Schlussfolgerung:
Given where we are (stock 430ppm and adding 2.5ppm/a);
given the obvious dangers of going over 550ppm,
this strongly suggests that we should aim somewhere
between 450
and 550 ppm CO2_equ.
Quelle: „Stern Report“, Speaking Notes zu Folie 3 der Präsentation
Falling -1 bis -3%/a
Quelle: „Stern Report“, Folie 4: http://www.hm-treasury.gov.uk/media/987/6B/Slides_for_Launch.pdf
costs
Costs of reducing emissions to stabilize
between 450 and 550 ppm CO2equiv
• Costs of doing nothing (BAU):
Stern calculates, damages from BAU would be equivalent
to at least 5 and up to 20% of consumption a year,
depending on the types of risks and effects included.
• Costs
and benefits of taking action:
around 1%
The costs of getting to 550 or below, are
of GDP per year.
It is like a one-off increase by 1% in the price level. That is manageable;
We can grow and be green.
• New
Opportunities, new Markets:
There will be new markets worth 100‘s of G$/a .
Economically speaking:
Mitigation is a very good deal.
BAU, on the other hand, will eventually derail growth.
Quelle: „Stern Report“, Speaking Notes zu Folie 4 der Präsentaioon
Action is necessary across all sectors, if
the required reductions are to be achieved.
Quelle: „Stern Report“, Folie5: http://www.hm-treasury.gov.uk/media/987/6B/Slides_for_Launch.pdf
Different policies, but there are
Some clear and broad Principles
1. Establish a carbon price
via tax, trade and regulation.
2. Promote Technology:
through research and development.
Private sector investors need confidence
that there will be markets for their products
3. Deal with Market Failure , e.g.:
* problems in property and capital markets inhibit investments for energyefficiency.
* sticks and carrots of incentives need to be supported by information.
* understanding of the issues can itself change the behaviour of individuals and firms.
Quelle: „Stern Report“, Speaking Notes zu Folie 5 der Präsentation
2. Technology:
Technology:
1. Research and development in the energy sector has
halved since the early 1980s.
That trend must be reversed, and ideas must be shared.
2. We need larger cross-border markets for low carbon technologies
to drive
deployment and bring down costs.
1.37
Sind wir schon auf dem
richtigen Weg ?
Quelle: BMWi 2006;
Teilweise eigene Formatierung und Hervorhebung; BMWi_Energiedaten2006…AuszugTab10-12.xls