So gelingt unsere Zukunft

1

So gelingt unsere Zukunft

Andreas Pfennig

Products, Environment, and Processes (PEPs) Department of Chemical Engineering

Université de Liège

www.chemeng.uliege.be/pfennig www.vision3000.eu

andreas.pfennig@uliege.be

kurzes CV

1979 bis 1984 Studium Verfahrenstechnik an der RWTH Aachen 1984 bis 1985 Forschungsaufenthalt bei J.M. Prausnitz, Berkeley, USA 1985 bis 1987 Promotion RWTH Aachen

1988 bis 1995 Habilitation, TU Darmstadt 1995 bis 2011 Professor, RWTH Aachen 2011 bis 2014 Professor, TU Graz, Österreich

seit 2014 Professor am Department of Chemical Engineering, University of Liège, Belgien

Greta Thunberg: Fridays For Future

3 Twitter

@GretaThunberg

Agenda



Wie können wir die großen Herausforderungen

der Menschheit meistern?



Klimawandel



Weltbevölkerung



Energiewende



Unterernährung, Hunger



Was ist politisch und individuell zu tun?

Grundlage sind quantitative Zusammenhänge zwischen

einigen wichtigen Aspekten der Nachhaltigkeit.

1880

1900

1920

1940

1960

1980

2000

Jahr

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.1

°C

globale mittlere Temperatur

5 GISTEMP Team, 2018: GISS Surface Temperature Analysis (GISTEMP). NASA Goddard Institute for Space Studies. Dataset accessed 2018-11-14 at https://data.giss.nasa.gov/gistemp/ 320 340 360 380 400 420 13.6 13.8 14.0 14.2 14.4 14.6 14.8 O 2 -G e h a lt d e r A tm o s p h ä re i n p p m g lo b a le m it tl e re T e m p e ra tu r in ° C

Treibhauseffekt

7

Treibhaus-gase

Atmosphäre

Erdoberfläche

Sonnen-einstrahlung

Reflektion

Atmosphäre

Absorption +

Abstrahlung

Absorption +

Abstrahlung

Reflektion

Oberfläche

Abstrahlung

Oberfläche

Abstrahlung

Treibhausgase

Rückstrahlung

Treibhausgase

1960 1980 2000 2020 2040 2060 330 380 430 480 530 580 +1.0°C C O2 i n p p m Jahr +1.5°C +2.0°C +2.5°C

COP21 Pariser Klimaabkommen UN, Kyoto-Protocol

G. H. Brundtland, Our Common Future G. O. Barney, The Global 2000 Report

D. L. Meadows, Club of Rome, The Limits to Growth

Kipppunkt

9 300 350 400 450 500 550 0 1 2 3 4 5 6 A n s ti e g d e r T e m p e ra tu r Kohlendioxid-Konzentration in ppm Kipppunkt

UN Climate Conference, COP21, 2015, Paris

Article 2.1:

This Agreement ... aims to strengthen the global

response to the threat of climate change ... by:

Holding the increase in the global average

temperature to well below 2 °C above

pre-industrial levels and to pursue efforts to limit

the temperature increase to 1.5 °C above

pre-industrial levels, recognizing that this would

significantly reduce the risks and impacts of

Weltklimarat



IPCC:

Intergovernmental Panel on Climate Change



1988 gegründet



Zusammenschluss aus 195 Regierungen



beruft Tausende Wissenschaftler weltweit



Arbeitsgruppen:



WG I: Physikalische Basis



WG II: Auswirkungen, Anpassungen und Schwachstellen



WG III: Maßnahmen, um Klimawandel zu begegnen



TFI: Task Force on National Greenhouse Gas Inventories

11

IPCC SR15 vom 6. Oktober 2018



Folgen für Klima und Wohlbefinden:

mit 1,5°C viel größer als heute bei rund 1,0°C

viel größer bei 2,0°C als bei 1,5°C.



Netto-Dekarbonisierung erforderlich bis

2050 für 1,5°C: schneller und weitreichender Übergang

2075 für 2,0°C



Aktuelle Ambitionen der Länder gemäß COP21 erlauben es

nicht, die Temperatur auf 1,5°C zu begrenzen, sondern auf

3°C im Jahr 2100, die danach weiter steigt.



Die negativen Folgen werden besonders schwache und

gefährdete Bevölkerungsgruppen betreffen.

CO

₂

- oder Kohlenstoff-Budget

13

Kohlenstoff-Budget

noch erlaubt

insgesamt

Gt CO

₂

Gt CO

₂

1,0°C, heute

2280

1,5°C

500

(340 - 760)

2780

2,0°C

1420 (1090 - 1950)

3700

Gt = 1 000 000 000 t

1 t C  3,7 t CO

₂

Kohlenstoffkreislauf

Meeresoberfläche

900 + 3 pro Jahr

Pflanzen

550

Tiefsee

37 100

Atmosphäre

750 + 6 pro Jahr

Gestein

100 000 000

Boden

2 000

100

100

80

80

120

60

12

60

60

3

3

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Angaben in

Ergebnis von 100Gt C-Emission (370Gt CO

₂

)

15

Quelle: Joos, F., et al.: Carbon dioxide and climate impulse response functions for the computation of greenhouse gas metrics: a multi-model analysis. Atmos. Chem. Phys., 13 (2013) 2793-2825. © Author(s) 2013. CC Attribution 3.0 License

0

_{20 40 60 80 10}

0

15

0

20

0

25

0

30

0

40

0

50

0

60

0

80

0

10

₀₀

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

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Eisbohrkerne

17 -100 -50 0 50 100 150 H ö h e d e s M e e re s sp ie g e ls in m 200 250 300 350 400 K o h le n d io x id -K o n z e n tr a tio n i n p p m -3 -2 -1 0 1 2 3 4 T e m p e ra tu rd if fe re n z in ° C

Meeresspiegel-Anstieg um 70m

19

http://www.floodmap.net/

Aachen

Fazit Klima



globale Temperatur steigt schnell



langfristiger Klimawandel ist um Faktor

1,5 bis 2 (oder mehr) größer als kurzfristiger bis 2100



wir müssen (fast) alles anthropogene CO

2

langfristig

wieder aus der Atmosphäre entfernen



je weniger CO

2

wir produzieren, desto weniger müssen

wir wieder zurückholen

 Energiewende so schnell wie möglich!

 je mehr Energie wir sparen, desto weniger CO

₂

müssen

einige Haupt-Triebkräfte

Weltbevölkerung

7 600 000 000

Nahrungsmittel

2,8 kg/(cap d)

Energie

21 000 kWh/(cap a)

Materialien

ca. 0,9 kg/(cap d)

fossile Ressourcen

5,6 kg/(cap d)

 CO

₂

: 5,5t/(cap a)

Landfläche

Agrarfläche: 7 000 m

2

_/cap

21

einige Haupt-Triebkräfte

Weltbevölkerung

7 600 000 000

Nahrungsmittel

2,8 kg/(cap d)

Energie

21 000 kWh/(cap a)

Materialien

ca. 0,9 kg/(cap d)

DIE Haupttriebkraft

Weltbevölkerung

7 600 000 000

Nahrungsmittel

2,8 kg/(cap d)

Energie

21 000 kWh/(cap a)

Materialien

ca. 0,9 kg/(cap d)

fossile Ressourcen

5,6 kg/(cap d)

 CO

₂

: 5,5t/(cap a)

Landfläche

Agrarfläche: 7 000 m

2

_/cap

23

Ansatz zur Modellierung



kein

IAM (integrated assessment model)



stattdessen aufbauend auf

wesentlichen Bilanzen

:



Einfluss individueller Parameter direkt erkennbar



Haupteinflüsse deutlich

negativer Einfluss von zu detaillierten Modellen:

H. Hasse, Thermodynamics of Reactive Separation.

In: K. Sundmacher, A. Kienle (Eds.): Reactive Distillation

Status and Future Directions. Wiley-VCH, Weinheim, 2003

25

1960

1980

2000

2020

2040

2060

2080

2100

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Variante:

W

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M

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Jahr

niedrige mittlere hohe h e u te

95%-Intervall

UN-Szenarien zur Weltbevölkerung

27 Quelle:

United Nations

Department of Economic and Social Affairs World Population Prospect

2019 Revision

https://population.un.org/wpp/

Entwicklung der UN-Vorhersage für 2050

2000 2010 2020 2030 2040 2050 7 8 9 10 11 12 W e lt b e v ö lk e ru n g 2 0 5 0 i n M ill ia rd e n

Jahr der Veröffentlichung

hohe Variante mittlere Varian te niedri ge Va riante 11,62 Milliarden in 2050

1960

1980

2000

2020

2040

2060

2080

2100

0

2

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10

12

14

16

18

20

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Jahr

ober ste G renz e 11,62 Milliarden in 2050 hohe V ariante

niedrige Varian

te

erwartete Bevölkerungsentwicklung

29

Unsicherheit  Unwissenheit

Unsicherheit (uncertainty):

• bekannte mögliche Fehler

• quantifizierbar

Unwissenheit (ignorance):

• Mangel an Wissen

• nimmt mit der Zeit ab

• nicht quantifizierbar

1990

0

2000

2010

2020

2030

200

400

600

800

1000

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Jahr

historische Daten

neues

Ziel

UN

Millenniums-Entwicklungsziele

_{UN Ziele für}

nachhaltige Entwicklung

(UN Sustainable

Development Goals)

Welt-Hunger: 11% der Menschheit hungert!

31

Bevölkerungswachstum frisst Fortschritt auf

seit 1990, d.h. innerhalb ≈ 30 Jahren:



zusätzliche Menschen ernährt:

2,5 Mrd.



Bevölkerung gewachsen um:

-2,3 Mrd.



Unternährung reduziert um

0,2 Mrd.

in 2050, d.h. in ≈ 30 Jahren:

starker Einfluss von BIP auf Kinderzahl

33 1000 10000 100000 1 2 3 4 5 6 7 Irak D.R. Kongo China Indien USA Israel Angola Nigeria F e rt ili tä t in K in d e r p ro F ra u

BIP in US-$ pro Person

Niger

Sudan

Fazit Weltbevölkerung



Bevölkerungswachstum vermutlich deutlich

schneller als üblicherweise angenommen



starker Einfluss auf Ressourcen-Verbrauch und

Abfall-Produktion



starker Einfluss auf Welt-Hunger



Entwicklungshilfe für ärmere Regionen,

jährlicher Verbrauch Primärenergie

35 0 1 2 3 4 5 6 7 0 20 000 40 000 60 000 80 000 100 000 200 000 Deutschland U S A Indien P ri m ä re n e rg ie k o n s u m in k W h p ro P e rs o n u n d J a h r Weltbevölkerung in Milliarden globaler Mittelwert entwickelte Länder mehrere europäische Länder

China Belgien

EU Primärenergie-Verbrauch

1970 1980 1990 2000 2010 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Wasserkraft Windkraft Solarenergie andere Biokraftstoffe Kohle Erdöl Erdgas P ri m ä re n e rg ie k o n s u m i n P W h p ro J a h r Jahr Kernkraft

1990

2000

2010

2020

2030

2040

2050

0,001

0,01

0,1

1

2

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Jahr

EU

Welt

jährlicher Wert

3-Jahres-Mittelwert

3

Substitutionsrate Solar- & Windenergie

37 Substitutionsrate:

wie viel Primärenergie-Verbrauch in einem Jahr zusätzlich durch Wind- und Solar-Energie ersetzt wird.

Strom in Deutschland für ausgewählte Tage

10 20 30 40 50 60 70 80 90 L e is tu n g i n G W solar Wind andere Öl Gas Steinkohle Braunkohle Kernenergie Biomasse mit Pumpspeicherkraftwerken

ökonomische Lebenserwartung

39

Lebens-erwartung

Substitutionsrate

a

% / a

Kraftwerke

25 bis 40

4 bis 2.5

PKW

10

10

LKW

10

10

Heizung

15 bis 25

4 bis 7

Hausisolation

50 bis 100

1 bis 2

1990

2000

2010

2020

2030

2040

2050

0,001

0,01

0,1

1

2

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Jahr

EU

Welt

Szenarien:

herausfordernd: 1,5°C

einfacher: 2,0°C

EU 1,5°C-Strategie

jährlicher Wert

3-Jahres-Mittelwert

3

Substitutionsrate Solar- & Windenergie

Substitutionsrate:

wie viel Primärenergie-Verbrauch in einem Jahr zusätzlich durch Wind- und Solar-Energie ersetzt wird.

Energieszenarien

41

2000

0

2010 2020 2030 2040

2050 2060

2070 2080

100

200

300

400

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Jahr

Gesamtkonsum für

UN

Bevölkerungs-Variante:

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Erneuerbare-

Energie-Szenario:

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0 -

2

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, 3

0

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1,46°C

1,76°C

Energieszenarien

100

200

300

400

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_{Gesamtkonsum für}

UN

Bevölkerungs-Variante:

mittl

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Erneuerbare-

Energie-Szenario:

ein

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2

he

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0

- 3

1,51°C

1,92°C

1,46°C

1,76°C

CO

₂

nach den drei Energie-Szenarien

43

2000

0

2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080

20

40

60

80

niedrige Bevölkerungs-Variante

herausforderndes Energie-Szenario

Klimaerwärmung: 1,46°C

C

O

2

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C

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2

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Jahr

hohe Bevölkerungs-Variante

einfaches Energie-Szenario

Klimaerwärmung: 1,92°C

ohn

e E

ner

gie

we

nde

Biogas Biokraftstoff Strom Wasserstoff

Endenergie effektive Energie Endenergie effektive Energie Strom Fernwärme Erdgas Kohle Erdöl Erneuerbare _Transport Beleuchtung, EDV Dampferzeugung Industrieöfen stationäre Motoren Raumheizung Klimatisierung heute in 2050 Transport Beleuchtung, EDV Dampferzeugung Industrieöfen stationäre Motoren Raumheizung Klimatisierung

CO

₂

-Budget

45

2010

0

2020

2030

2040

2050

10

20

30

40

50

C

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2

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G

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C

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2

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J

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Jahr

benötigte Substitutionsraten

in % pro Jahr:

5,0

3,4

2,8

Startjahr der Intensivierung

der Energiewende:

2020

2025

2030

Konsequenzen verzögerter Anstrengungen

1 2 3 4 5 +2,0°C b e n ö ti g te S u b s ti tu ti o n s ra te in % p ro J a h r +1.5°C +1.6°C +1.7°C +1.8°C +1.9°C +2.0°C Klimaziel: +1,5°C

2010

2012

2014

2016

2018

2020

0

10

20

30

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2

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Jahr

Zertifikate-Handel in der EU

47 20140 2015 2016 2017 2018 2019 2020 5 10 15 20 25 30 Shanghai Peking Neuseeland Südkorea K u rs e f ü r E m is s io n re c h te i n € p ro t C O2 Jahr EU-ETS

internationaler Zertifikatehandel

Fazit Energiewende



Zeitskala: Wendepunkt in 2 bis 10 Jahren



volatile Preise für fossile Energieträger



wir haben das 1,5°C-Klimaziel verschlafen!

 dringend konzertiertes globales Handeln nötig,

selbst um 2,0°C einzuhalten

 geringeres Bevölkerungswachstums hilft Energiewende

 Energiesparen hilft Energiewende

49

200

400

600

800

1000

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n

historische Daten

neues

Ziel

UN

Millenniums-Entwicklungsziele

_{UN Ziele für}

nachhaltige Entwicklung

(UN Sustainable

Development Goals)

einfache Beziehungen

51

Landfläche  Ertrag pro Fläche



Weltbevölkerung  Kalorienbedarf

Landfläche



Weltbevölkerung  Kalorienbedarf

Ertrag pro Fläche

?

?

0 1 2 3 4 5 6 7 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 Brasilien Belgien U S A Indien N a h ru n g sm itt e lv e rs o rg u n g in k ca l p ro P e rs o n u n d T a g Bevölkerung in Milliarden China Deutschland unter-ernährt fettleibig globaler Mittelwert

Nahrungsmittelversorgung nach Ländern

100 1000 10000 100000 0% 10% 20% 30% 40% 50% fettleibig A n te il d e r B e v ö lk e ru n g

BIP in US-$ pro Person

unterernährt

Ernährung und Wohlstand

53

Sonstiges Fische, aquatische TiereNüsse, Ölsaaten alkoholische Getränke BohnenFrüchte Gemüse Kartoffeln und andere WurzelnMilchprodukte, Eier, Honig andere Getreidesorten Zucker und Süßungsmittel Fleisch, Erzeugnisse von Landtieren PflanzenöleWeizen Reis

Pflanzliche Nahrung in Deutschland

Energiedichte

kcal/(m

2

_Jahr)

Tomaten

3050

Mais

2740

Kartoffel

2560

Weizen

2260

Möhren

1450

Äpfel

1430

Rot-/Weißkohl

990

Blumenkohl & Brokkoli

450

Gurken

290

Salat

230

Spargel

50

55 1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100 0 10 000 20 000 30 000 40 000 50 000 60 000 globaler Mittelwert P ri m ä re n e rg ie k o n s u m in k W h p ro P e rs o n u n d J a h r Jahr OECD-Länder Bevölkerung: 1,3 Milliarden Nicht-OECD-Länder Bevölkerung: 6,4 Milliarden Projektion

Energiekonsum pro Person

1960

0

1980

2000

2020

2040

2060

2080

2100

500

1000

1500

2000

Gesam

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Produktivität pro Ackerfläche

57 7 Haupt-Feldfrüchte: • Gerste • Mais • Ölpalme • Reis • Soja • Weizen • Zuckerrohr

kalorische Nahrungszufuhr

2200 2400 2600 2800 3000 N a h ru n g s m it te lv e rs o rg u n g in k c a l p ro P e rs o n u n d T a

1960

1980

2000

2020

2040

2060

2080

2100

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

China

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Jahr

historische Daten Projektion

Indien

Frankreich

USA

Deutschland

Russland

globaler Mittelwert

Anteil tierbasierter Nahrungsmittel

59

Intensität tier-basierter Nahrungserzeugung

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

0,00

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,1

1

Südafrika

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c

a

l

Futtermittel / tierbasierte Produkte in kcal / kcal

Deutschland

Frankreich

EU

We

l

t

China

USA

1961 1970 1980 1990 2000 2010 2013

Brasilien

Argentinien

Pr

oje

kt

io

n

Australien

Kasachstan

2000 2020 2040 2060 2080 2100 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 hohe UN-Variante Biomaterialien Bio-Energie Weiden pflanzliche Nahrungsmittel Wälder Wiesen und Weiden L a n d fl ä c h e i n m 2 / K o p f Jahr Ackerland Futtermittel verbleibender Wald

Landfläche: hohe Bevölkerungsvariante

61

Landfläche: mittlere Bevölkerungsvariante

1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 mittlere UN-Variante Biomaterialien Bio-Energie Weiden pflanzliche Nahrungsmittel Wälder Wiesen und Weiden L a n d fl ä c h e i n m 2 / K o p f Ackerland Futtermittel verbleibender Wald,

2000 2020 2040 2060 2080 2100 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 hohe UN-Variante vegan Wald, Bio-Energie, Biodiversität, Aufforstung, etc. Biomaterialien Bio-Energie Weiden pflanzliche Nahrungsmittel Wälder Wiesen und Weiden L a n d fl ä c h e i n m 2 / K o p f Jahr Ackerland Futtermittel

Landfläche: hohe Variante, vegan

63 2000 2020 2040 2060 2080 2100 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 Biomaterialien Bio-Energie Weiden pflanzliche Nahrungsmittel Wälder Wiesen und Weiden L a n d fl ä c h e i n m 2 / K o p f Jahr Ackerland Futtermittel Wald, Biodiversität,

Bio-Energie, Aufforstung, etc.

mittlere UN-Variante vegan

Vergleich der Landflächen-Szenarien

65 2020 2040 2060 2080 2100 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 mittlere Bevölkerungs-Variante: vegan F a k to r d e r b e n ö ti g te n L a n d fl ä c h e im V e rg le ic h z u h e u te Jahr nicht-vegan hohe

inefficiency of animal-based food supply

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 arable land pasture and meadows & arable land feed primary production for feed primary production for food fr a c ti o n animal-based plant-based

0 1000 2000 3000 4000 Futter für Ernährung pflanzlich tier-basiert Futtermittel für Ernährung Nahrungsmittel heute K a lo ri e n -B e it rä g e i n k c a l/( ca p d ) Saatgut Abfall andere Verwendung Futter-mittel Nahrungs-mittel pflanzliche Primär-Erzeugung pflanzlich ca. + 18%

Erzeugung und Ernährungsversorgung

67

+ Weide für

anderes nutzbar

ethische Wahl der Nahrungsmittel



Ernährung in

Krisenregionen

vegan

Fleisch

+

...

?

SRCCL: Wer hat Fleischkonsum reduziert?

69 1 2 3 ½ 4 5 6 7

Produktivität GM- vs. Nicht-GM-Pflanzen

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 fl ä c h e n s p e z if is c h e P ro d u k ti v it ä t in k c a l / (m 2 J a h r) USA Deutschland gentechnikfrei Gen-Mais in den USA über 80% Gen-Mais in den USA

einfache Beziehungen

71

Landfläche  Ertrag pro Fläche



Weltbevölkerung  Kalorienbedarf

?

Einflüsse

• Landfläche

:

weniger tier-basierte Ernährung  weniger Weiden nötig

mehr Bio-Energie, Biodiversität,...  weniger Fläche für Nahrung

• Ertrag pro Fläche

:

weniger tier-basierte Ernährung  weniger Verluste

Futter  Ernährung

• Weltbevölkerung

:

geringere Kinderzahl pro Paar  geringere Weltbevölkerung

Gen. Ausgangsmaterial Produkt

1 Zuckerrübe Zucker Ethanol Ethylen Zuckerrohr Zucker Ethanol Mais Zucker_Ethanol Weizen Zucker

Ethanol Ölpalme Pflanzenöl Raps Pflanzenöl

2

Miscanthus/Gräser Zucker_Ethanol

Holz Zucker

Ethanol

3

Maisstroh Zucker Ethanol Weizenstroh Zucker_Ethanol

0 500 1000 1500 Fläche in m2 _{pro Kopf}

Ackerfläche 2050

bio-basierte

Materialien

Fazit Ernährung, Landfläche



keine Workarounds!



mit Verhaltensänderung

(maximal 2 Kinder, pflanzenbasierte Ernährung):

vorhandene Technologie erlaubt

nachhaltiges Wohlergehen



ohne Verhaltensänderung:

•

Technologien zu maximalem Fortschritt gezwungen

•

mehr Menschen unterernährt

•

mehr Wald wird abgeholzt

 Wettbewerb Ernährung  Bio-Ökonomie unausweichlich

 vegane Ernährung für mehr Biodiversität, mehr

Bio-Energie, Aufforstung, etc.

 mehr Entwicklung ärmerer Länder

73

höhere Triebkraft  sprunghaft höherer Strom

75

IPCC AR5, Climate Change 2014, Mitigation

77

On the one hand, the scenarios assessed in this chapter

do not represent a random sample that can be used

for formal uncertainty analysis

. ...

At the same time, however, ... the scenarios were

generated by

experts making informed judgements

about how key forces might evolve in the future and how

important systems interact. Hence, although they are not

explicitly representative of uncertainty, they do provide

real and often clear insights

about our lack of

knowledge about key forces that might shape the future.

Szenarien in der Politikberatung

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

e rw a rt e te E n tw ic k lu n g h e u te

W

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v

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g

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M

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rd

e

n

ober ste G renz e 11,62 Milliarden in 2050

Club of Rome

IPCC SR1.5

EU

Varian te:hoh e mittlere niedrige

vom IPCC AR5 verwendete Projektionen

79 Figure 6.1, p. 425 aus: IPCC, AR5, 2014:

Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change

 90% der Szenarien UN WPP

Entwicklung der UN-Vorhersage für 2050

2000 2010 2020 2030 2040 2050 7 8 9 10 11 12 W e lt b e v ö lk e ru n g 2 0 5 0 i n M ill ia rd e n

Jahr der Veröffentlichung 2012

vom IPCC AR5 verwendete Projektionen

81 Figure 6.1, p. 425 aus: IPCC, AR5, 2014:

Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change

UN WPP 2012



basierend auf

UN WPP 2004 bis 2010 mittlere Variante

IPCC SR15 illustrative Modell-Pfade

Szenario: P1 P2 P3 P4

Bevölkerung: niedrige - mittlere unter niedrige niedrige - mittlere niedrige Energie: sehr niedrig sehr niedrig niedrig machbar

BE/Ackerland '50: 1.2% 5% 15% 40%

Beschreibung: A down-sized a broad focus middle-of-the adoption of energy system on sustainability road scenario greenhouse-gas

enables rapid including energy ...follows intensive decarbonisation intensity, human historical lifestyles of energy supply. development... patterns

20006 2020 2040 2060 2080 2100 8 10 12 14 16 2010 2015 6.8 7.0 7.2 7.4 WPP17l WPP17m WPP17h WPP10h WPP10l WPP10m P2 P4 P1, P3 W e lt b e v ö lk e ru n g i n M ill ia rd e n Jahr IPCC IMP WPP 2017 WPP 2010

IPCC SR15 illustrative Modell-Pfade  WPP

83 copyrights:

IMP P1 to P4: https://data.ene.iiasa.ac.at/iamc-1.5c-explorer WPP: https://population.un.org/wpp/

IPCC SR15 vom 6. Oktober 2018

Szenario: P4 Bevölkerung: niedrig Energie: machbar BE/Ackerland '50: 40% Beschreibung: adoption of greenhouse-gas intensive lifestyles

AFULO: agriculture, forestry and other land use

BECCS: bio-energy with carbon capture and sequestration

1000

10000

100000

2

3

4

5

6

7

8

1000

10000

100000

0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

h

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p

p

in

e

s

s

s

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o

re

BIP in US-$ pro Person

h

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d

e

x

Glück, Entwicklung, Wirtschaftskraft

85 10% 20% 30% 40% 50% A n te il u n te re rn ä h rt e r B e v ö lk e ru n g Indien China Nigeria

1000 10000 100000 0 5000 10000 15000 p ri m ä re p fl a n z lic h e P ro d u k ti o n in k c a l p ro P e rs o n u n d T a g

BIP in US-$ pro Person

USA Deutschland Japan China Nigeria Indien Brasilien

Primärproduktion und Wohlstand

87 1000 10000 100000 -4000 -2000 0 2000 4000 E x p o rt ü b e rs c h u s s in k c a l p ro P e rs o n u n d T a g

BIP in US-$ pro Person

Indien Nigeria _China Brasilien USA Deutschland Japan

Export - Import und Wohlstand

haben nichts, produzieren nichts, müssen aber importieren

Übersicht der Zusammenhänge

89

individuelle Akteure

stabile

nachhaltige

Entwicklung

individuelle Bürger

Firmen-Manager

Politiker

kontrollieren

Medien, NGOs,

Religionen, ...

- Legitimation?

- vertreten wen?

- legitime Ziele?

- wie kontrolliert?

- Transparenz!

Fazit



Politik:



Entwicklungswende

: Entwicklungshilfe auf Augenhöhe



Rahmenbedingungen für

schnelle Energiewende



Medien:



Unterstützung bei

Bewusstseinswende



Entlarven unsinniger politischer Maßnahmen



Einordnen in Zusammenhänge des Systems Erde



individuell:



Bewusstseinswende

: Zusammenhänge, eigener Konsum



Ernährungswende

: vegane Ernährung



nicht mehr als 2 geplante Kinder



Energiewende

realisieren



nachhaltig Entscheiden: Konsum, Handeln, Wählen



sprecht mit Eltern, Freunden, Bekannten

91

Basisdaten Energiekonsum

10 kWh

1 Liter Benzin, Diesel oder Heizöl

8 kWh

1 kg Steinkohle.

5 kWh

1 kg Holz oder Braunkohle.

1,3 kWh

3 Minuten Duschen mit 38°C benötigt

3,9 kWh

Vollbad mit 120 Litern bei 38°C.

Fahrrad:

0 kg CO

₂

/ 100 km

Öffentliche Verkehrsmittel:

5 kg CO

₂

/ 100 km

PKW, Diesel, 4,2 l / 100 km:

11 kg CO

₂

/ 100 km

PKW, Benzin, 7,6 l / 100 km:

14 kg CO

₂

/ 100 km

PKW, Benzin, 11,7 l / 100 km:

24 kg CO

2

/ 100 km

Flug, pro Person:

11 kg CO

₂

, 30 kg CO

₂

e / 100 km

Einsparpotenziale

 keine weiten Flüge (Bangkok & zurück: 4,5 tCO2e, Mallorca: 0,9 tCO2e)

 Bahn statt Flug und Auto

 etwas langsamer fahren auf Autobahn

 beim nächsten Autokauf: weniger Verbrauch oder E-Auto  Haus isolieren

 Raumtemperatur reduzieren  LED statt Glühbirnen

 weniger Nahrungsmittel wegwerfen

 Übermaß an Nahrungsaufnahme reduzieren

 weitere Potenziale sind sehr individuell, Webseiten zu ökologischem

Fußabdruck und CO₂helfen

 Aber: kann nicht beliebig reduziert werden!

viele propagierte Maßnahmen bieten nur marginale Potenziale: Verpackung, Plastiktüten, Einwegbecher, Einwegflaschen.

Wo möglich sparen, aber ohne großen Aufwand

93

Perspektivwechsel nötig

 Systemsicht: vernetzt aber verstehbar

 unser Wohlbefinden hängt vom Wohlbefinden anderer ab  Verhalten mindestens so wichtig wie Technologie,

gilt heute schon!

 Nachhaltigkeit hängt von uns allen individuell ab

 nicht nur Politik sondern wir selbst sind entscheidend!

 wir können unsere Verantwortung nicht an die Politik delegieren  es gibt kein Recht, nur Rechte zu haben

 Menschenpflichten in begrenzter Welt

 jeder Einzelne muss sich an Nachhaltigkeits-Ethik halten

95

Mehr haben wir nicht!

what if?

97 A Better World, Artist: Joel Pett

weiterführende Quellen

99 www.vision3000.eu 2019, in 4 Wochen Books on Demand Norderstedt A. Pfennig:

Sustainable Bio‐ or CO2Economy:

Chances, Risks, and Systems Perspective ChemBioEng Reviews 2019, 6(3)

doi.org/10.1002/cben.201900006 www.youtube.com

playlist

relevante Publikationen

Pfennig, A. (2007). Supporting debottlenecking of global human processes by applying appropriate balances. Biotechnology Journal, 2(12), 1485-1496. Pfennig, A. (2007). Globale Bilanzen als Wegweiser für nachhaltiges

Wirtschaften. Chemie Ingenieur Technik, 79(12), 2009-2018.

Frenzel, P., Fayyaz, S., Hillerbrand, R., Pfennig, A. (2013). Biomass as Feedstock in the Chemical Industry - An examination from an Exergetic Point of View. Chemical Engineering and Technology, 36(2), 233-240. Frenzel, P., Hillerbrand, R., Pfennig, A. (2014). Exergetical Evaluation of

Biobased Synthesis Pathways. Polymers, 6(2), 327-345.

Frenzel, P., Hillerbrand, R., Pfennig, A. (2014). Increase in energy and land use by a bio-based chemical industry. Chemical Engineering Research and Design, 92, 2006-2015.

Frenzel, P., Pfennig, A. (2014). Bewertung der steigenden Nachfrage nach Diesel-Kraftstoffen hinsichtlich ihrer CO2-Emissionen.

In U., Bachhiesl (Ed.), Innehalten und Ausblick: Effektivität und Effizienz für die Energiewende (pp. 1-9).

Datenbanken und Copyright

101

• IPCC illustrative model pathways:

Daniel Huppmann, Elmar Kriegler, Volker Krey, Keywan Riahi, Joeri Rogelj, Steven K. Rose, John Weyant, et al.,

IAMC 1.5°C Scenario Explorer and Data hosted by IIASA.

Integrated Assessment Modeling Consortium & International Institute for Applied Systems Analysis, 2018.

doi: https://doi.org/10.22022/SR15/08-2018.15429

url: https://data.ene.iiasa.ac.at/iamc-1.5c-explorer, release 1.0

• UN WPP population prospects:

United Nations, Department of Economic and Social Affairs, Population Division (2017). World Population Prospects: The 2017 Revision, DVD Edition.

https://population.un.org/wpp/

• BP Statistical Review of World Energy 2018:

https://www.bp.com/en/global/corporate/energy-economics/ statistical-review-of-world-energy/downloads.html

• UN FAOSTAT zu Landnutzung und Ernährung:

http://www.fao.org/faostat/en

• CDIAC: CO2historical data:

http://cdiac.ess-dive.lbl.gov/trends/emis/meth_reg.html

verwendete IPCC-Berichte

 IPCC - Intergovernmental Panel on Climate Change

established by the United Nations Environment Programme (UNEP) and the World Meteorological Organization (WMO) in 1988

 AR5: IPCC, 2014: Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change.

Contribution of Working Group III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Edenhofer, O., R. Pichs-Madruga, Y. Sokona, E. Farahani, S. Kadner, K. Seyboth, A. Adler, I. Baum, S. Brunner, P. Eickemeier, B. Kriemann, J. Savolainen, S. Schlömer, C. von Stechow, T. Zwickel and J.C. Minx (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.

 SR15: GLOBAL WARMING OF 1.5 °C

an IPCC special report on the impacts of global warming of 1.5 °C above pre-industrial levels and related global greenhouse gas emission pathways,

103

So gelingt unsere Zukunft

Andreas Pfennig

Products, Environment, and Processes (PEPs) Department of Chemical Engineering

Université de Liège

www.chemeng.uliege.be/pfennig www.vision3000.eu