Ebenso ambitiös wie essenziell: der Pfad zu CO₂-Netto-Null

Die Auswirkungen des globalen Klimawandels waren im Jahr 2022 deutlich zu spüren. An vielen Orten der Welt entstanden ungewöhnliche, früh-zeitige und intensive Hitzewellen, ausgedehnte Waldbrände wüteten und lange Dürren sorgten für Ernte-ausfälle. Jedes Jahr wird der Politik und der Wirtschaft bewusster, wie nötig rasche und zielgerichtet wirksame Mass-nahmen gegen die Erderwärmung sind. Letztlich kann aber nur die vollständige Vermeidung von weiterem CO₂-Ausstoss die klimatische Veränderung nachhaltig stoppen. Residualer unvermeidbarer CO₂-Ausstoss muss dabei durch CO₂-Abscheidung und -Verwendung unbedingt kompensiert werden. Ohne solche Abscheidungstechnologien sind das Netto-Null-Emissionsziel und die Stabilisierung des globalen Klimas aus heutiger Sicht nicht erreichbar.

Netto Null stellt eine enorme Herausforderung dar

Die Erreichung des Ziels bedingt die Förderung von Innovation, bedarf riesiger Investitionen und intensiver internationaler Kooperation. Zusätzlich erschwerend ist dabei der enge Zeitrahmen von wenigen Jahrzehnten, insbesondere weil bereits heute die negativen Auswirkungen des Klimawandels zusätzliche polarisierende Probleme wie Migrationsbewegungen und Ressourcenknappheit erzeugen.

Die Internationale Energieagentur (IEA) ist eine autonome Einheit der OECD, die 30 der 38 OECD-Nationen vereint – darunter auch die Schweiz. Die IEA ist unter anderem bekannt für den «World Energy Outlook», eine Art Bibel über die zentralen Fragen für den Energiesektor. In einer Studie aus dem Jahr 2021 («Net Zero by 2050») zeigt die IEA auf, wie der Energiesektor das Netto-Null-Ziel erreichen könnte. Und zwar indem sie einen realisierbaren und detaillierten Entwicklungspfad für die Energiewirtschaft darstellt (siehe Abb. 1). Dabei werden entlang den vorgeschlagenen Veränderungen bei der Energieinfrastruktur auch die Implikationen auf Wirtschaftswachstum und Beschäftigung diskutiert. Der Entwicklungspfad der IEA versucht also, ökologische, ökonomische und soziale Dimensionen bei der Konzeption einer möglichst realisierbaren Umsetzung mit einzubeziehen.

Abb. 1: IEA-Pfad zu Netto Null bis 2050: wichtigste Meilensteine

Globaler Energiesektor steht vor epochalen Veränderungen

Der Energiesektor ist für rund 75 % des weltweiten CO Ausstosses verantwortlich. Der Ausstoss betrug im Jahr 2020 etwa 34 Gigatonnen. Der Energiesektor liefert die Energie für den öffentlichen und den privaten Transport sowie für Immobilien und ermöglicht überhaupt erst unterschiedlichste industrielle Fertigungsprozesse. Die oben genannte IEA-Studie klammert dabei die notwendigen Entwicklungen in der Land- und Forstwirtschaft bewusst aus. Diese Fragekomplexe müssen separat diskutiert werden, um damit eine vollständige globale CO₂-Bilanz zu umfassen.

Der vorgeschlagene Pfad der IEA fokussiert auf einen starken Ausbau der Stromproduktion aus erneuerbaren Quellen, vor allem Wind und Sonne. Im IEA-Netto-Null-Szenario steigt die weltweite Stromnachfrage zwischen 2020 und 2030 um rund 40 % und bis 2050 um mehr als 250 %. Dies entspricht einem jährlichen Anstieg der Stromproduktion von etwa 3,2 %. Dieser Anstieg soll vor allem aus neuen Wind- und Solarkraftwerken gespeist werden. Um den Anteil erneuerbarer Stromquellen von 29 % in 2020 auf 60 % im Jahr 2030 und anschliessend auf fast 90 % bis 2050 zu erhöhen, müsste sich die erneuerbare Stromproduktion bis 2030 verdreifachen und bis 2050 verachtfachen. Heute liefert die Wasserkraft den grössten Anteil an erneuerbarem Strom und bis 2050 sieht das IEA Netto-Null-Szenario eine Verdoppelung der heutigen Produktionskapazität vor. Die Kernenergie deckt im IEA-Szenario auch 2050 etwa 10 % des globalen Strombedarfs, was annähernd einer Verdoppelung der Produktionskapazitäten aus der Kernenergie entspricht. Auf diesem Pfad würden bis 2050 etwa 95 % der Stromproduktion aus erneuerbaren Quellen und Kernenergie stammen. Mit einem ungefähren Anteil von 80 % wären Sonne, Wind und Wasser die Hauptquellen im weltweiten Stromangebot.

Angestrebte Senkungen der Emissionen in der Industrie, beim Transport und bei Immobilien

Dieser epochale Ausbau und Umbau bei der Stromproduktion erlaubt es der Industrie, die Emissionen beim Transport und bei den Gebäuden drastisch zu senken. In der Industrie müssten die CO₂-Emissionen gegenüber 2020 bis 2030 bereits um 20 % sinken und bis 2050 um 90 % zurückgehen. Diese Reduktionsziele bedingen den grossflächigen Einsatz von CO₂ Abscheidungstechnologien und den Aufbau von Wasserstoff-Elektrolyseanlagen für die Industrie. Schon ab 2030 müssten global alle neuen Kapazitätserweiterungen bei Industrieanlagen CO₂-neutral erfolgen. Die Technologien für diese Innovation befinden sich heute in der Entwicklungsphase und müssten in wenigen Jahren die Marktreife für Anwendungen auf grosser Skala erreichen. Insbesondere sieht der IEA-Pfad einen starken Ausbau von CO₂-Abscheidung und -Speicherung vor. Im Jahr 2020 wurden weniger als 0,05 Gigatonnen an CO₂ abgeschieden und gespeichert. Diese jährliche Menge müsste bis 2030 auf etwa 7,5 Gigatonnen ansteigen, was Investitionen im tiefen dreistelligen Milliardenbereich bedingt.

Die Elektrifizierung im Transportbereich schreitet bis 2030 rasch voran. Bis 2030 müssten rein elektrisch angetriebene Autos einen weltweiten Marktanteil von 60 % erreichen, ausgehend von weniger als 5 % im Jahr 2020. Ab 2035 wären alle neu in Verkehr gesetzten Autos elektrisch oder allenfalls CO₂-neutral betrieben. Auch der heute vernachlässigbare Marktanteil von mit Wasserstoff betriebenen Lastwagen müsste schon bis 2030 auf 30 % ansteigen.

Auch bei den Gebäudeflächen wird bis 2050 ein Anstieg von etwa 75 % gegenüber 2020 erwartet. Das bedeutet, dass bis 2050 global betrachtet pro Woche Gebäudenutzflächen neu erstellt werden, die der Stadtfläche von Paris entsprechen. Für Immobilien sieht der IEA-Pfad vor, dass ab 2030 alle Neubauten für einen CO₂-neutralen Betrieb konzipiert sind. Etwa 20 % des weltweiten Immobilienbestandes müssten bis 2030 energetisch CO₂-neutral versorgt werden. Der Anteil Strom am Energieverbrauch von Immobilien von gegenwärtig etwa 33 % steigt bis 2050 auf 66 %. Die Technologien für den nachhaltigen Betrieb von Immobilien sind heute zum grössten Teil marktreif. Wärmeerzeugung aus Wasserstoff und Wärmepumpen löst die Wärmewandler (Heizungen, Warmwasseraufbereitung etc.) auf Gas- und Ölbasis bis 2050 fast vollständig ab. Mit diesen Massnahmen würde der direkte CO₂ Ausstoss aus dem globalen Immobilienpool von drei Gigatonnen 2020 auf 0,12 Gigatonnen im Jahr 2050 fallen.

Trotz Netto-Null-Pfad weiterhin starkes Wirtschafts- und Bevölkerungswachstum

All die vorgängig beschriebenen Massnahmen implizieren, dass die globale Wirtschaftsleistung bis 2030 gegenüber 2020 um etwa 40 % ansteigt, der Energieverbrauch aber den noch um mehr als 5 % fällt. Der effizientere Umgang mit Energie, die künftig grösstenteils aus erneuerbaren Quellen stammt, ist ein zentraler Aspekt für den Netto-Null-Pfad der IEA.

Heute sind die 38 Industrienationen der OECD für etwa einen Drittel der Emissionen aus dem Energiesektor verantwortlich. Die Nicht-OECD-Länder, darunter die Schwellenländer in Asien und Lateinamerika sowie die Entwicklungsländer in Afrika, emittieren die anderen zwei Drittel der globalen Emissionen des Energiesektors. Die durchschnitt-lichen Emissionen pro Kopf in den OECD-Ländern sind aber aufgrund des weit höheren Energiekonsums etwa dreimal so hoch wie die Pro-Kopf-Emissionen der Nicht-OECD- Länder. Die IEA wie auch der Internationale Währungsfonds IWF gehen davon aus, dass die globale Wirtschaftsleistung mit gut 3 % pro Jahr weiterwächst. Die Weltbevölkerung wird sich dabei zwischen 2020 und 2050 von etwa 7.8 Milliarden Einwohner auf 9.7 Milliarden erhöhen, das entspricht einem Plus von knapp einem Viertel (siehe Abb. 2).

Abb. 2: Globales Wirtschafts- und Bevölkerungswachstum bis 2050

Quelle: International Energy Agency (2021), Net Zero by 2050, IEA, Paris; BKB

Foto: Gemeinsam und global zum Ziel. Die Klimakonferenz von November 2022 brachte in Sharm El Sheikh politische Führer und Vertreter aus 190 Ländern zusammen, um klimabezogene Themen wie Anpassung an den Klimawandel, Klimafinanzierung, Dekarbonisierung, Landwirtschaft und Biodiversität zu diskutieren.

Berücksichtigt man das stärkere wirtschaftliche Wachstum und den höheren Bedarf an zusätzlicher Energie in den Nicht-OECD-Ländern, wird offensichtlich, dass ein Netto-Null-Ziel nur dann erreicht werden kann, wenn die Umsetzung der oben diskutierten Massnahmen auch in den grossen asiatischen und lateinamerikanischen Schwellenländern sowie in Afrika erfolgreich ist. 

Die IEA erwartet bis 2050 selbst bei einem Bevölkerungswachstum und einer Verdoppelung der Wirtschaftsleistung eine etwas kleinere Energienachfrage als im Jahr 2020. Diese erstaunliche Erwartung beruht auf dem riesigen Sparpotenzial, das im weit effizienteren Umgang mit Energie schlummert. Auch in den Industrienationen fällt der jährliche CO₂-Ausstoss pro Kopf ab 2040 von heute je nach Land vier bis zehn Tonnen, auf etwa 0,5 Tonnen.

Geostrategische Spannungen als Hindernis zur Netto-Null-Zielerreichung

Das Ziel, die Klimaveränderung zu stoppen, bedingt einen radikalen Verzicht auf die bisher ungebremste Nutzung fossiler Energieträger. Der kriegerische Überfall Russlands auf die Ukraine und die damit offensichtlich gewordenen Abhängigkeiten in der Energieversorgung Westeuropas haben aufgezeigt, wie verwundbar die entwickelten Industrienationen mit Hinblick auf Energiemangellagen sind. Länder, die heute grosse Mengen von Öl und Gas exportieren, werden im IEA-Netto-Null-Szenario insgesamt etwa 80 % dieser Einkommen einbüssen. Dass diese Perspektive ein Konfliktpotenzial birgt, ist allein schon an der Haltung der OPEC während des Ukraine-Kriegs erkennbar. Die geostrategischen Dimensionen der Dekarbonisierung zu berücksichtigen, ist aber ein kritischer Faktor für eine erfolgreiche Stabilisierung des Klimas. In erster Linie auf nationale Reduktionsziele in den entwickelten OECD-Ländern zu setzen, ist nicht Erfolg versprechend und wird dem globalen Problem der Erderwärmung nicht gerecht.

Trotz den gegenwärtig stark gestiegenen internationalen Spannungen müssen zwingend neue kooperative Strategien gefunden werden. Gelingt dies nicht, dann könnte schon in weniger als zwei Jahrzehnten die Abwendung einer bedrohlichen Klimaerwärmung von über 1.5 Grad unmöglich geworden sein.