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24.06.2024 | Werkstoffe | Im Fokus | Online-Artikel

So wird die Klimawende nicht zur Materialschlacht

verfasst von: Christiane Köllner

4:30 Min. Lesedauer

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Es gibt ein Problem beim Übergang zur Klimaneutralität: Die Strategien zur Dekarbonisierung selbst bringen wieder ökologische und soziale Belastungen mit sich. Eine aktuelle Studie liefert Lösungen, wie sich diese abmildern lassen. 

Strategien zur Dekarbonisierung spielen beim Übergang zur Klimaneutralität eine große Rolle: Der schrittweise Ausstieg aus fossilen Brennstoffen soll zugunsten von erneuerbaren Energien, Elektroautos und anderen kohlenstoffarmen Technologien erfolgen. Ziel ist ein sauberes Energiesystem. Doch bei dieser Transformation zeichnet sich ein Problem ab: Die groß angelegten Umstellungen können wiederum ökologische und soziale Belastungen hervorbringen, die eine Abmilderung ihrer Auswirkungen erfordern. Eine aktuelle Studie des Berliner Klimaforschungsinstituts MCC (Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change) hat daher die absehbaren Zuwächse beim Materialverbrauch aufgrund der Klimawende untersucht und beschreibt, wie sich diese abschwächen lassen.

"Zwar wird die Weltwirtschaft insgesamt durch die Dekarbonisierung weniger rohstoffintensiv als heute, weil sie ja aus Kohle, Öl und Gas aussteigt", sagt Felix Creutzig, Leiter der MCC-Arbeitsgruppe Landnutzung, Infrastruktur und Transport und Leitautor der Studie. "Doch die zusätzlichen Material-Bedarfe durch die Klimawende, die damit verbundene Förderung von Rohstoffen sowie die Abfallströme bringen beträchtliche ökologische und soziale Risiken auf regionaler und lokaler Ebene", so Creutzig. So soll der globale Bedarf an Kobalt und Lithium für E-Auto-Batterien aus heutiger Sicht bis 2050 auf fast das Zwanzigfache steigen. Der Aufbau fossilfreier Stromversorgung brauche viel Kupfer, Aluminium und Eisen, der entsprechende Bedarf dürfte sich in etwa verdoppeln. Und auch Seltene Erden, ohne die etwa Windräder nicht laufen, benötige man viel mehr.

Mit nachfrageseitigen Klimalösungen gegensteuern

Wie lassen sich diese materiellen Auswirkungen der Energiewende in den Griff bekommen? Eine Antwort gibt jetzt die MCC-Studie, die in der Fachzeitschrift "Nature Climate Change" publiziert wurde: So zeige die Untersuchung, so Creutzig, dass sich durch nachfrageseitige Klimalösungen gegensteuern lasse. Zu diesen Lösungen gehörten etwa Verhaltensänderungen bei Mobilität, Wohnen und Ernährung und Ausbau der Materialkreisläufe in der Wirtschaft.

Nachfrageseitiger Klimaschutz wird als eine Ergänzung zum Schaffen eines fossilfreien Energie-Angebots gesehen. Bislang fand dieser vor allem wegen seiner Potenziale für eine schnelle Treibhausgas-Minderung und steigende Lebensqualität mehr und mehr Beachtung. Im aktuellen Sachstandsbericht des Weltklimarats IPCC gebe es dazu erstmals ein eigenes Kapitel, so Creutzig, das er selbst federführend koordiniert habe. Die neue Studie, ein Gemeinschaftswerk von Fachleuten aus zehn Ländern, untersuche jetzt erstmals systematisch auch die damit verknüpften Potenziale für weniger Materialverbrauch bei der Klimawende.

Dekarbonisierung materialschonender gestalten

Das Forschungsteam hat zunächst für jeden Rohstoff ein detailliertes Risiko-Profil erstellt. Basis war eine Auswertung der wissenschaftlichen Literatur. "Dabei geht es etwa um den mit der Förderung einhergehenden Landverbrauch, um Gefahren für die Biodiversität und um den zum Teil enormen Wasserbedarf, aber auch um Gesundheitsschäden durch Giftstoffe oder schlechte Arbeitsbedingungen sowie um Folgeeffekte wie Korruption und politische Instabilität bis hin zu geopolitischen Abhängigkeiten", heißt es. So sei das politisch extrem instabile Guinea verantwortlich für fast ein Viertel der weltweiten Produktion des Alu-Vorprodukts Bauxit. Im Bürgerkriegsland Kongo liege die Hälfte der globalen Kobalt-Vorkommen. Und 90 % der Halbleiter-Wafer für Solarzellen würden in China produziert.

Aufbauend auf dieser Risiko-Analyse beschreibt die Studie dann, über welche Wege nachfrageseitiger Klimaschutz die Dekarbonisierung materialschonender gestalten kann. So gehe es im Verkehrssektor zum Beispiel um mehr gepoolte Mobilität, im Gebäudesektor etwa um natürliche Baumaterialien, Modernisierung von Altbauten und intensivere Wohnraum-Nutzung. Bei der Ernährung bedeute weniger Fleischkonsum auch weniger Materialverbrauch etwa in der Viehfutter-Produktion. Insgesamt ergeben sich laut Studie folgende Strategien auf der Nachfrageseite.

Sektor

Nachfrageseitige Strategien

Energie

Begrenzung des Energie- und Materialbedarfs, unter anderem durch eine effizientere Gestaltung der Anlagen zur Verringerung des Materialbedarfs, durch die Integration von PV-Anlagen in das Gebäudedesign zur Verringerung des Materialbedarfs der Stützstrukturen, durch die Optimierung des Standorts neuer Anlagen zur Verringerung des Netzausbaubedarfs und durch die Begrenzung der Ausbreitung von Siedlungen.

Mobilität

Nutzung von Fahrzeugen als gemeinsam genutzte Verkehrsmittel zur Verkleinerung der Fahrzeugflotte; rasche Ausweitung der öffentlichen Verkehrssysteme.

Gebäude

Verlängerung der Lebensdauer bestehender Gebäude und Infrastrukturen durch Anwendung von Grundsätzen der Kreislaufwirtschaft und der Suffizienz, zum Beispiel Reparatur von Gebäuden, gemeinsame Nutzung von Räumen, intensivere Nutzung bestehender Gebäude, Materialeffizienz und natürliche Baumaterialien sowie Begrenzung der Zersiedelung.

Ernährung

Einschränkung des Fleischkonsums und Umstellung auf unverarbeitetes pflanzliches Eiweiß, das den Ernährungsempfehlungen in ausreichender Menge entspricht.

Kommunikation und Informationsverarbeitung

Steigerung der Materialeffizienz bei der Entwicklung und Herstellung von IKT, Wertschöpfung durch Rückgewinnung und Wiederverwendung von Materialien.

Kohlendioxid-Entfernung (Carbon Dioxide Removal = CDR)

Rasche Verringerung der Treibhausgasemissionen, um die Notwendigkeit einer groß angelegten Infrastruktur zur Kohlenstoffbindung und -speicherung zu vermeiden.

Tabelle 2: Zusammenfassung der nachfrageseitigen Strategien, die sowohl dem Klimaschutz als auch den materiellen Ressourcenproblemen Rechnung tragen. Aus: "Demand-side strategies key for mitigating material impacts of energy transitions". Nature Climate Change (Nat. Clim. Chang.)

Nächster Schritt: Einsparpotenziale  quantifizieren

Im nächsten Schritt gelte es nun, so die Studie, die Einsparpotenziale beim Material zu quantifizieren und einzuordnen. Dies sei ein drängendes Thema für weitere interdisziplinäre Forschung. "Die Integrierten Bewertungsmodelle, die die Zusammenhänge zwischen Klimapolitik und Klimaentwicklung beschreiben und über die Weltklimarat-Berichte letztlich Entscheidungsgrundlage für Regierungen sind, benötigen Updates", sagt MCC-Forscher Creutzig. "Solche Modelle sollten auch die Material-Dimension der CO2-ärmeren und letztlich CO2-freien Weltwirtschaft abbilden. Unsere Studie liefert immerhin schon ein klares Gesamtbild: Nachfrage-Lösungen wirken doppelt segensreich – gegen die Klimakrise und gegen die Plünderung des Planeten."

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