Ambitionierte Klimapolitik ist nötig: der Klimawandel ist hier, um zu bleiben

Seit Beginn der Industrialisierung hat sich die Zusammensetzung der Atmosphäre durch die Emission von Treibhausgasen zunehmend verändert. Durch das Verbrennen von fossilen Brennstoffen wie Kohle, Öl und Gas hat sich die Konzentration verschiedener Treibhausgase wie CO2, Methan und Distickstoffoxid stark erhöht. Diese menschengemachte Entwicklung verstärkt den natürlichen Treibhauseffekt und führt zu einer messbaren Erwärmung der Erdatmosphäre und einem spürbaren Wandel des Klimas. Die Schweiz wird voraussichtlich überdurchschnittlich stark vom Klimawandel betroffen sein, mit Auswirkungen auf Umwelt, Wirtschaft und Gesellschaft. Langfristig werden die negativen gegenüber den positiven Folgen klar überwiegen.

Globales Umweltproblem
Der Klimawandel gehört zu den globalen Umweltproblemen, die im nationalen Kontext allein nicht lösbar sind. Die Bemühungen um eine international koordinierte Vorgehensweise sind daher für die Schweiz von grosser Bedeutung. Die Weltgemeinschaft beschäftigt sich seit rund einem Vierteljahrhundert mit Fragen und entsprechenden Lösungen zur Klimaänderung. Ein Meilenstein für ein koordiniertes Vorgehen auf internationaler Ebene war die Verabschiedung der Klimakonvention (UNFCCC) im Juni 1992. Inzwischen sind über 190 Staaten Mitglied des UNFCCC, unter anderem auch die Schweiz. Entscheidungsgrundlagen werden vom Weltklimarat (IPCC), gegründet vom Umweltprogramm der Vereinten Nationen und der Weltorganisation für Meteorologie, in Form von wiederkehrenden Sachstandsberichten bereitgestellt.
Gemäss IPCC setzt sich eine erfolgreiche Klimapolitik aus Mitigation und Adaptation zusammen.

Mitigation und Adaptation
Als Mitigation oder Minderung werden alle Massnahmen bezeichnet, welche zu einer Reduktion der Treibhausgasemissionen führen, wie die Erhöhung der Energieeffizienz, die Förderung erneuerbarer Energieträger oder auch das Aufforsten von Wäldern.
Unter Adaptation oder Anpassung werden Massnahmen verstanden, welche die Empfindlichkeit natürlicher und menschlicher Systeme gegenüber den heutigen und zukünftigen Auswirkungen der Klimaänderung verringern. Dazu gehört unter anderem der Hochwasserschutz, die Begrünung von Städten zur natürlichen Kühlung im Sommer oder der Einsatz trockenheitsresistenterer Pflanzen in der Landwirtschaft.
Die Schweiz setzt sich national und international für eine aktive Politik zur Reduktion der Treibhausgase ein, anerkennt das 2-Grad-Ziel und hat im Oktober 2017 das Klimaübereinkommen von Paris ratifiziert. Um das Klimaübereinkommen zu erfüllen, sieht die Schweiz eine Reduktion ihrer Treibhausgasemissionen um 50% gegenüber 1990 bis im Jahr 2030 vor. Herzstück der Schweizer Klimapolitik ist das CO2-Gesetz, welches aktuell in der Totalrevision steht. Es sieht vor, dass die bereits bestehende CO2-Abgabe auf Brennstoffe wie Heizöl bis auf 210 Franken pro Tonne CO2 angehoben werden kann (heute 96 Franken). Das Gebäudeprogramm, welches seit 2010 Fördergelder für energetische Sanierungen im Gebäudepark auszahlt, soll ab 2026 durch Ziele im Gebäudesektor und falls nötig durch CO2-Grenzwerte bei Alt- und Neubauten abgelöst werden. Die CO2-Vorschriften für Neuwagen von der EU sollen laufend übernommen werden und der Emissionshandel soll möglichst rasch mit dem EU-System verknüpft werden.
Diese Massnahmen gehören in die Kategorie Mitigation, also Minderung des Klimawandels durch Reduktion der Treibhausgasemissionen. Wie vom Weltklimarat vorgesehen, verfolgt die Schweiz aber auch die zweite Säule der Klimapolitik – die Anpassung/Adaptation an den Klimawandel.

Bildunterschrift: Der Klimawandel ist nicht umkehrbar: (a) Auch wenn die jährlichen CO2-Emissionen ab 2020 rückläufig sind und ab 2050 gegen null gehen (blauer Pfad mit ambitionierter internationaler Klimapolitik), (b) steigt die CO2-Konzentration in der Erdatmosphäre noch bis 2050 an und bleibt dann über Jahrhunderte konstant auf diesem hohen Niveau (blauer Pfad). (c) Entsprechend verhalten sich auch die Temperaturen: Auch ohne neue CO2-Emissionen ab 2050 gehen die Temperaturen nicht auf das vorindustrielle Niveau zurück (blauer Pfad). Bildquelle: IPCC AR5 – Synthesis Report

Klimawandel: nicht umkehrbar
Gegenüber vorindustriellem Niveau hat sich die Erdatmosphäre bereits um 1°C erwärmt. Der Klimawandel ist also bereits Tatsache und mit ihm auch seine Auswirkungen, wie Hitzewellen, Dürren, Starkregen, Überschwemmungen und intensive Hurrikane. Auch wenn von heute auf morgen die ganze Welt aufhören würde, Kohle, Erdöl und Erdgas zu verbrennen und die CO2-Emissionen somit auf einen Schlag auf null gehen würden, bleibt die bereits verursachte Erwärmung von 1°C für mehrere Jahrhunderte bestehen! Der Klimawandel ist nicht umkehrbar. Ein vorindustrielles Temperaturniveau ist auch mit der ambitioniertesten Klimapolitik nicht mehr zurückzuholen. Grund dafür ist, dass nicht die jährlichen CO2-Emissionen, sondern die akkumulierte CO2-Konzentration in der Erdatmosphäre ausschlaggebend ist für die Temperatur auf der Erde. Auch ohne neue Emissionen verschwindet das CO2 in der Atmosphäre nur sehr langsam über Jahrhunderte. Und bereits heute – mit „nur“ +1°C-Erwärmung – sind die Auswirkungen des Klimawandels zunehmend zu spüren. Gleichwohl ist die Welt meilenweit davon entfernt, ihre CO2-Emissionen auf null zu senken. Im Gegenteil: von Jahr zu Jahr steigen die Emissionen sogar noch weiter an. Mit jeder Tonne CO2, welche wir zusätzlich in die Atmosphäre pusten, verändern wir folglich das Klima über Jahrhunderte. Im besten Fall erreichen die globalen, jährlichen CO2-Emissionen um 2020 ihren Höhepunkt und gehen dann bis 2050 rasch auf null. Damit würde die CO2-Konzentration im Jahr 2050 ihren Höhepunkt erreichen und eine Begrenzung der Erderwärmung auf 2°C wäre möglich. Im pessimistischen Fall erreichen die CO2-Emissionen erst kurz vor Ende des Jahrhunderts ihren Höhepunkt. Die CO2-Konzentration in der Atmosphäre würde in dem Fall noch während Jahrhunderten weiter ansteigen und die Erdtemperatur auf bis zu 8°C erhöhen.
Mit einem ambitionierten CO2-Gesetz kann die Schweiz ihren Beitrag zur Minderung der CO2-Emissionen und damit des Klimawandels leisten. Weil der Klimawandel aber irreversibel ist und bereits heute seine Auswirkungen zeigt, muss sich die Schweiz aber in den nächsten Jahren auch besser an den Klimawandel adaptieren.

Ambitionierte Klimapolitik ist nötig: der Klimawandel ist hier, um zu bleiben

Grenzen der Elektromobilität

Der fünfte und letzte Teil der Serie „Elektromobilität – Hype oder Heilsbringer?“ lotet die Grenzen der Elektromobilität aus.   

Meilensteine und Fahrplan der Schweizer Klimapolitik für die Zeit nach 2020 gemäss Entwurf des Bundesrates.

In seiner Botschaft zur Totalrevision des CO2-Gesetzes nach 2020 legt der Bundesrat die nächste Etappe der Schweizer Klimapolitik fest. Sein Fahrplan sieht eine Reduktion der schweizweiten Treibhausgasemissionen (CO2) um 70 bis 85 Prozent bis ins Jahr 2050 vor und strebt nach 2050 die Klimaneutralität an. Sprich in der zweiten Hälfte des 21. Jahrhunderts würde die Schweiz keine CO2-Emissionen mehr verursachen. Damit dies gelingt, müssen die Treibhausgasemissionen in allen Sektoren rasch reduziert und nach 2050 auf null gesenkt werden. Die Mobilität auf den Strassen (Personenwagen und Güterverkehr) zieht in der Schweiz mehr als einen Drittel der gesamten CO2-Emissionen auf sich. Eine substanzielle Reduktion in diesem Bereich ist für die Schweizer Klimapolitik daher von grosser Bedeutung. Im Durchschnitt sind die CO2-Emissionen pro Fahrzeug in den letzten Jahren bereits zurückgegangen, obwohl noch grossmehrheitlich Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren (Benzin und Diesel) auf der Strasse unterwegs sind. Grund dafür ist der technologische Fortschritt und die zunehmende Hybridisierung, wie beispielsweise bekannt vom Toyota Prius. Diese CO2-Reduktion ist aber viel zu gering, um das weitere Mobilitätswachstum zu kompensieren, so dass die Gesamtemissionen seit 1990 gestiegen sind. Um die vom Bundesrat skizzierten Klimaziele zu erreichen, müssen Verbrennungsmotoren daher durch eine CO2-ärmere Antriebstechnologie ersetzt werden. Wie in den letzten Berichten dieser Serie gezeigt, kommt genau an dieser Stelle die Elektromobilität ins Spiel. Nur mit einer raschen Marktdurchdringung der Elektromobilität können die Schweizer Klimaziele im Bereich Mobilität erreicht werden. Doch sind Elektrofahrzeuge die einzigen „Heilsbringer“ der Klimapolitik oder gibt es Alternativen?

 

Wasserstoff-Zukunft?

Tatsächlich gibt es mit dem Brennstoffzellenantrieb eine Alternative zur Elektromobilität. Brennstoffzellenfahrzeuge werden mit Wasserstoff (H2) an speziellen Tankstellen per Zapfschlauch betankt. Die im Fahrzeug verbaute Brennstoffzelle fungiert als bordeigenes „Kraftwerk“ und wandelt den Wasserstoff in Strom um. Der Antrieb des Fahrzeuges erfolgt dann wie beim Elektroauto über einen Elektromotor. Da Brennstoffzellenfahrzeuge aber Wasserstoff und nicht Strom „tanken“, gehören sie per Definition nicht zu den Elektrofahrzeugen. Der Wasserstoff wird im Fahrzeug in einem Tank aufbewahrt. Brennstoffzellenfahrzeuge haben zudem eine Batterie, unter anderem zur Energierückgewinnung bei Bremsvorgängen und zur Optimierung der Energieflüsse. Der Hauptvorteil ist die hohe Energiedichte von Wasserstoff. Im Vergleich zu Elektrofahrzeugen weisen Brennstoffzellenfahrzeuge daher eine grössere Reichweite bei gleichzeitig tieferem Gewicht vor. Allerdings ist der Brennstoffzellenantrieb viel ineffizienter als jener eines batteriebetriebenen Elektrofahrzeugs. Wären Mitte Jahrhundert alle rund 5,5 Mio. Personenwagen in der Schweiz Elektrofahrzeuge, bräuchte es dafür rund 7 TWh Strom (ca. 11% des heutigen Stromverbrauchs der Schweiz). Würden jedoch alle Personenwagen Mitte Jahrhundert mit Brennstoffzellen angetrieben, müssten dafür mehr als 20 TWh Strom zusätzlich produziert werden. Die Schweizerische Stromnachfrage stiege um mehr als 30%. Der Grund weshalb der Stromverbrauch beim Umstieg auf Brennstoffzellenfahrzeuge steigt, liegt bei der Herstellung (Elektrolyse) des in den Fahrzeugen benötigte Wasserstoffs, welche viel Strom braucht.

Zurzeit gibt es erst drei Brennstoffzellenfahrzeuge auf dem Markt und praktisch keine Wasserstoff-Tankstellen. 2016 existierten auf der Welt lediglich 260 Wasserstoff-Tankstellen. Für Elektrofahrzeuge gibt es alleine im Raum Zürich über 200 öffentliche Lademöglichkeiten. Auch im Betrieb sind Brennstoffzellenfahrzeuge um ein Vielfaches teurer als Elektrofahrzeuge. Überzeugt aber der Hauptvorteil der Brennstoffzellenfahrzeuge – die signifikant grössere Reichweite und die deutlich kürzere Betankungszeit – so sehr, dass sie die aktuell führende Position der Elektrofahrzeuge noch streitig machen und zukünftig doch vermehrt auf Wasserstoff gesetzt wird? Aktuell deutet im Bereich der Personenwagen nichts darauf hin, denn diese Vorteile haben sich aufgrund der Marktreife der Elektrofahrzeuge in den letzten Jahren bereits deutlich reduziert. Der Mercedes GLC mit Brennstoffzellenantrieb fasst der Tank 4,5 Kilogramm Wasserstoff. Damit kommt er auf eine Reichweite von rund 400 km. Viel mehr als sechs Kilogramm Wasserstoff wird aber kaum in einem Personenwagen Platz finden – aus Gründen der Crash-Sicherheit, da unkontrollierter Wasserstoff hochexplosiv ist. Die entsprechende Alltagsreichweite von rund 600 Kilometer werden Elektroautos mit der nächsten Batteriegeneration möglicherweise auch bieten. Auch bei der Tankgeschwindigkeit schmilzt der Vorsprung des Wasserstoffantriebs rapide. Schnellladestationen mit 150 Kilowatt Leistung bringen Elektroautos in einer Viertelstunde wieder auf Trab.

Im Bereich der Personenwagen ist es daher unwahrscheinlich, dass sich Brennstoffzellenfahrzeuge gegen Elektrofahrzeuge doch noch durchsetzen werden. Die Anwendungsbereiche für Brennstoffzellen verschieben sich aktuell zu immer grösseren Fahrzeugen. Dort wo grosse Mengen Wasserstoff sicher on-board gelagert werden können und damit grosse Reichweiten möglich werden, finden Brennstoffzellenfahrzeuge ihren Platz im zukünftigen Mobilitätssystem. Also in Langstrecken-Bussen, Lastwagen oder anderen Nutzfahrzeugen.

 

CO2-freie Mobilität

Im internationalen Schiff- und Flugverkehr, welcher zunehmend relevant wird in der Klimapolitik, werden sich nach aktuellem Kenntnisstand weder der batterie-elektrische noch der Brennstoffzellenantrieb durchsetzen. An ihrer Stelle könnten zukünftig synthetische Kohlenwasserstoffe in Erscheinung treten und die CO2-freie Zukunftsmobilität komplettieren. Synthetische Kohlenwasserstoffe sind eigentlich nichts anderes als klimaneutrales Kerosin, welches aus Strom, Wasser und Biomasse hergestellt wird. Während Brennstoffzellen-Lastwagen und mit synthetischen Kohlenwasserstoffen betriebene Flugzeuge noch Zukunftsvisionen sind, ist die Elektromobilität im Personenwagen bereits Realität.

 

Rund um das Thema Elektromobilität wird viel geredet und geschrieben. Dabei kursieren viele Behauptungen, die das Image beeinflussen. Weshalb die Elektromobilität als Hoffnungsträger gilt, wie stark die Stromnachfrage steigt, wie es um die Klima- und Ökobilanz steht, wie weit Elektroautos wirklich kommen und wie viele es davon in 20 Jahren geben wird, lesen Sie in der fünfteiligen Serie „Elektromobilität – Hype oder Heilsbringer?“.

Teil 1: Herkulesaufgabe für die Elektromobilität

Teil 2: Blackout durch Elektromobilität?

Teil 3: Wie sauber sind Elektroautos?

Teil 4: Lohnen sich Elektrofahrzeuge?

Teil 5: Grenzen der Elektromobilität

 

Grenzen der Elektromobilität