Wirtschaftspolitischer Beitrag

Von Kyoto nach Paris: Was damals verpasst wurde und heute notwendig ist

Am 16. Februar 2005 trat das Kyoto-Protokoll in Kraft. Damit gab es erstmals in der Geschichte völkerrechtlich verbindliche Reduktionspflichten für den Ausstoß von Treibhausgasen. Seitdem hat sich in der internationalen Klimapolitik viel getan, allerdings ist es nach wie vor nicht gelungen, die globalen Treibhausgas-Emissionen zu reduzieren. Die unbequeme Wahrheit lautet: Wenn die Weltgemeinschaft ihre ambitionierten Temperaturziele erreichen will, reichen mittlerweile Emissionreduktionen nicht mehr aus, sondern sie müssen durch sogenannte negative Emissionstechnologien ergänzt werden, um der Atmosphäre bereits ausgestoßenes CO2 wieder zu entziehen.

Bereits 1992 wurde in Rio von der Weltgemeinschaft als Ziel festgelegt, den Ausstoß von Treibhausgasen und insbesondere CO2 zu reduzieren, damit der anthropogene Klimawandel begrenzt wird. Im Rahmen der inzwischen jährlich stattfindenen Konferenz, wurde 1997 auf der Konferenz in Kyoto das Kyoto-Protokoll verabschiedet, das zum ersten Mal rechtsverbindliche Begrenzungs- und Reduzierungspflichten für Treibhausgase enthielt. Allerdings galt das Kyoto-Protokoll nur für Industriestaaten und dann auch nur für die, die das Protokoll ratifiziert haben. Große Emittenten wie die USA oder China haben sich durch das Kyoto-Protokoll nicht zu Emissionsreduktionen verpflichtet, und auch wenn es den ratifizierten Industrieländern gelang ihre Treibhausgas-Emissionen um immerhin 5,2 Prozent gegenüber dem Basisjahr 1990 zu senken, sind allein die globalen CO2-Emissionen aus der Verwendung fossiler Brennstoffe und der Zementherstellung bis 2018 gegenüber 1990 um 61 Prozent angestiegen (UNFCCC 2019 und CDIAC 2019).

An erster Stelle stand bei den Verhandlungen in Kyoto und auf den nachfolgenden Konferenzen die Frage, in welchem Umfang eine Einschränkung der Treibhausgasemissionen vertretbar sei, um den anthropogenen Klimawandel einzuschränken. Vor dem Hintergrund ausbleibender Emissionsreduktionen sowie fortschreitenden Klimawandels, hat die Klimarahmenkonvention mittlerweile ihre Prioritäten geändert und sich politisch auf Temperaturgrenzwert(e) geeignet. Auf der Konferenz in Paris wurde das „Pariser Abkommen“ verabschiedet, in dem angestrebt wird, den Temperaturanstieg auf maximal 2 Grad Celsius und idealerweise deutlich darunter zu begrenzen. Letzteres wird mittlerweile synonym mit einer Begrenzung des Temperaturanstiegs auf 1,5 Grad Celsius interpretiert. 

Die Festlegung auf Temperaturziele im Pariser Klimaabkommen vereinfacht das ökomische Optimierungsproblem. Das Ausmaß des Klimawandels wird nicht mehr endogen im Rahmen einer Kosten-Nutzen-Betrachtung bestimmt, sondern durch einen zwischenstaatlichen Konsens. Es macht aus einer Abwägung dessen, was monetär bewertet werden kann, eine gesellschaftliche Abwägung, die neben monetärem Nutzen auch andere Aspekte in die Zielsetzung einbeziehen kann. Das Optimierungsproblem reduziert sich darauf, die Temperaturgrenzwerte kosteneffizient einzuhalten. Aufgrund der nahezu linearen Beziehung zwischen kumulativen CO2-Emissionen und Temperaturanstieg lässt sich ein verbleibendes CO2-Budget berechnen (das mit unterschiedlichen Emissionsreduktionspfaden eingehalten werden kann).

Das verbleibende CO2-Budget veranschaulicht, wie viele Jahre die Weltgemeinschaft ihre jetzigen CO2-Emissionen (theoretisch) netto noch fortsetzen könnte, ohne die gesteckten Temperaturziele zu überschreiten. Das Budget ist aber keine allgemeingültige und eindeutige Kennzahl: Je nachdem, welche Annahmen man trifft, welche Definitionen man verwendet und welche sozioökonomischen Entwicklungen man den Modellszenarien zugrundelegt, hat die Welt ihr CO2-Emissionsbudget bereits verbraucht oder könnte noch fast 30 Jahre seinen derzeitigen Emissionsausstoß fortsetzen, bis das Restbudget für das 1,5°C-Ziel ausgeschöpft ist. Doch woher kommt diese Bandbreite, und was bedeutet sie für die Gestaltung effizienter Klimapolitik?

Kosten-Nutzen-Abwägungen weiterhin erforderlich

Erstens, 1,5°C ist keine allgemeingültige magische Grenze und Klimaschutz ist nicht dichotom – Ziel eingehalten, Welt gerettet versus Ziel überschritten, alles ist verloren und weitere Bemühungen lohnen nicht. Es erscheint trivial, aber im Pariser Abkommen ist nicht genau definiert, wie eine Erhöhung um 1,5°C eigentlich gemessen werden soll. Je nachdem welche historische mittlere globale Temperatur man als Bezugspunkt definiert und wie man die Durchschnittstemperatur misst, erhält man unterschiedliche Werte für die bereits eingetretene globale Erwärmung und damit auch für das verbleibende Budget.

Beispielsweise bleiben je nach Definition der Messung des Referenzwertes zwischen 570 Gt CO2, basierend auf der Temperatur der Meeresoberfläche, 420 Gt CO2, wenn stattdessen die Lufttemperatur über dem Meer verwendet wird und 260 Gt CO2, wenn auch die Temperaturen in der Arktis berücksichtigt werden (jeweils als mittleres Emissionsbudget ab dem 01.01.2018 für eine Wahrscheinlichkeit von 66 Prozent, das Ziel nicht zu überschreiten, IPCC 2018). Zudem zeigen Simulationen mit naturwissenschaftlichen Erdsystemmodellen, dass es bei einem globalen mittleren Temperaturanstieg von 1,5°C zum Beispiel in den USA und Zentralbrasilien zu einer Erwärmung von 2°C beziehungsweise 2,3°C und in der Arktis sogar von bis zu 4,2°C kommen könnte (Seneviratne et al. 2018). Ein globaler Durchschnitt als Ziel lässt die regionalen Unterschiede im Temperaturanstieg und damit auch der Auswirkungen leicht in den Hintergrund rücken.

Daher sollten trotz der Vorgabe der Pariser Klimaziele Kosten-Nutzen-Abwägungen weiterhin Eingang in die Klimapolitik finden. Gerade wenn nur technologische Innovationen die Vermeidungskosten deutlich absenken, könnte sich langfristig ein noch geringerer Temperaturanstieg als 1,5°C als effizient erweisen. Außerdem werden auch bei 1,5°C Erwärmung die regionalen Herausforderungen noch enorm sein. Das heißt, selbst wenn der Temperaturanstieg bald gestoppt werden könnte, müssen Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel mehr politische Aufmerksamkeit erhalten. Dabei kann das Denken in absoluten Gradzielen für die Klimapolitik sogar hinderlich sein, besonders wenn sie als strenge Grenzen interpretiert werden. Das drohende Verpassen von Gradzielen kann einerseits zu fatalistischen Reaktionen führen, wie das Aufgeben aller Ambitionen bei der Emissionsreduktion, da sie keinen Sinn zu ergeben scheinen. Andererseits könnte es dazu führen, dass drastische Maßnahmen eingesetzt werden – wie das Ausbringen von Schwefel in die Stratosphäre oder die Modifikation mariner Schichtwolken zur Reflektion von Sonnenlicht, um die Einhaltung der Temperaturgrenzwerte sicherzustellen – unabhängig davon, ob solche symptomatischen Ansätze in einer Kosten-Nutzen-Betrachtung zu empfehlen wären.

Gleichzeitig verlieren sowohl die Klimawissenschaft als auch die Klimapolitik an Glaubwürdigkeit, wenn bei der Überschreitung von Grenzwerten und Gradzielen die unmittelbare Katastrophe ausbleibt (Asayama et al. 2019). Dabei gerät aus dem Blick, dass, auch wenn das 1,5°C Ziel verpasst wird, es immer noch einen erheblichen Unterschied macht, ob man es schafft, den Temperaturanstieg auf 1,8°C oder auf 2°C zu begrenzen.

Die CO2-Emissionen sind nicht das einzige Problem

Zweitens, wenn die Klimapolitik nicht anfängt, sich mit der Vermeidung aller Treibhausgase und der Rolle kühlender Aerosolemissionen zu beschäftigen, bleiben Diskussionen über ein vermeintlich verbleibendes CO2-Budget unvollständig und ergeben wenig Sinn. Wärmende nicht-CO2-Treibhausgase werden besonders im Agrarsektor freigesetzt, zum Beispiel Methan aus der industriellen Haltung von Wiederkäuern oder Lachgas beim Düngen der Felder, aber auch bei der Abfallentsorgung und der Verbrennung von Biomasse. Das technische Einsparpotenzial bei gleichbleibender Produktion erscheint derzeit relativ gering; zusätzlich ist mit einem Anstieg der Weltbevölkerung und damit des Nahrungsmittelbedarfs zu rechnen. Aerosolemissionen entstehen bei der Verbrennung fossiler und erneuerbarer Energieträger; sie wirken kühlend und kompensieren derzeit einen erheblichen Teil der Erwärmung durch Treibhausgase, werden aber zunehmend (aus guten Gründen) reduziert, was aber gleichzeitig die Einhaltung ambitionierter Temperaturgrenzwerte erschwert.  

Annahmen über die Entwicklung der nicht-CO2-Emissionen haben einen starken Einfluss auf die Höhe des verbleibenden CO2-Emissionsbudgets. Unterstellt man zum Beispiel, dass sie 0,5°C statt nur 0,3°C zur zukünftigen Erwärmung beitragen, dürften für das 1,5°C-Ziel bei einer Einhaltungswahrscheinlichkeit von 50 Prozent 500 Gt CO2 weniger ausgestoßen werden (Kriegler et al. 2018). Die nicht-CO2-Emissionen werden von der Politik bisher aber kaum beachtet – nachfrageseitige Anreize zur Reduzierung des Fleisch- und Milchverbrauchs werden zumeist reflexartig zurückgewiesen –, obwohl sie für ambitionierten Klimaschutz höchst relevant sind.

Wir brauchen die schwarze Null

Drittens, die CO2-Emissionen müssen langfristig auf netto null sinken. Während in der Energiewirtschaft bereits fossile und CO2-freie Anlagen zur Stromerzeugung parallel existieren und der Dekarbonisierungspfad prinzipiell klar ist, sind die Herausforderungen in der Industrie, insbesondere der Zement-, Stahl- sowie der chemischen Industrie erheblich höher. Hier ist die vollständige Reduktion prozessbedingter CO2-Emissionen wie bei der Zementherstellung nicht (oder nur sehr schwierig) möglich, gleichzeitig werden wir auch in Zukunft Zement und Stahl benötigen. Die Prozessemissionen könnten direkt abgeschieden und gespeichert werden, man spricht von Carbon Capture and Storage (CCS). In Deutschland ist die unterirdische Speicherung von CO2 zwar technisch und physikalisch möglich, aber infolge öffentlicher Protestkampagnen in vielen Bundesländern (derzeit) praktisch ausgeschlossen. Außerdem kommt diese recht kapitalintensive Technologie insbesondere für Industriecluster in Frage, vor allem wenn bereits vorhandene Pipelineinfrastruktur geteilt wird. Für kleinere Industrieunternehmen bietet CCS kaum eine Option, die CO2-Emissionen zu vermeiden (abgesehen davon, dass Vermeidungsraten oberhalb von 90 Prozent sehr teuer werden).

Eine unbequeme Wahrheit

Aus diesen drei Punkten wird ersichtlich, dass das 1,5°C-Ziel nicht die Antwort auf alle Fragen ist, und auf dem Weg zu effizienter Klimapolitik noch viele Herausforderungen liegen. Weder die Klimapolitiken, die im Rahmen der national festgelegten Beiträge (NDCs) zum Pariser Klimaabkommen versprochen worden sind noch die bestehende Energieinfrastruktur oder die jüngsten Wahlergebnisse und politischen Entscheidungen in Brasilien und den Vereinigten Staaten deuten auf eine Umkehr des Trends jährlich steigender Emissionen hin. Neben der zwingend erforderlichen schnellen Senkung der Treibhausgasemissionen wird daher der Einsatz von negativen Emissionstechnologien (NETs) notwendig sein, das heißt der Atmosphäre muss zusätzlich bereits ausgestoßenes CO2 wieder entzogen werden. Es gibt eine Vielzahl von Ansätzen und Ideen, wie der Kohlenstoffkreislauf, d.h. die Aufnahme von CO2 durch Böden, Vegetation und Ozean, beschleunigt werden kann: beispielsweise durch (Wieder-)Aufforstung, beschleunigte Verwitterung (das Ausbringen von Gesteinsmehl auf Äckern, Flusseinzugsgebieten und Küsten), die Kombination von Bioenergieerzeugung mit der Abscheidung und unterirdischen Speicherung von CO2 (BECCS) oder der direkten chemischen Entnahme von CO2 aus der Luft mit anschließender geologischer Speicherung (Direct Air Capture).

Natürlich käme es beim Einsatz von NETs zu einer partiellen Substitution der Emissionsvermeidung. Diese Substitution würde besonders in Sektoren mit hohen Vermeidungskosten wie der Luftfahrt auftreten (und ist im Abkommen Corsia – Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation – bereits vorgesehen). Dabei wird aber vergessen, dass diese partielle Sustitution ebenfalls erlaubt, exogene Temperaturziele mit einer höheren Wahrscheinlichkeit zu erreichen beziehungsweise in einer Kosten-Nutzen-Optimierung ein geringeres Ausmaß des Klimawandels erreicht wird im Vergleich zur Situation ohne NETs (Obersteiner et al. 2018 bzw. Rickels et al. 2018). Darüber hinaus bieten NETs potenziell strategische Vorteile, da die Nachfrage nach fossilen Brennstoffen nicht direkt beeinflusst wird und gleichzeitig die Anwendung der Technologien keine konzentrierte CO2-Emissionsquelle erfordert, weil das CO2 direkt aus der Atmosphäre entnommen wird.

Den möglichen strategischen Vorteilen in global nicht-koordinierten Klimapolitiken und dem Beitrag zur Einhaltung des 1,5°C-Ziels steht aber das Zusammenspiel verschiedener Faktoren gegenüber: die Ablehnung der Technologien in der Bevölkerung, das begrenzte Potenzial einzelner NETs und Nutzungskonkurrenzen. Aufforstung wird in der Bevölkerung als gutartige Methode wahrgenommen und stößt kaum auf Ressentiments (17% Ablehnung), wohingegen CCS mit Speicherung im Meeresgrund auf sehr viel mehr Ablehnung (43%) in Deutschland stößt (Braun et al. 2018). Aufforstung hat im Vergleich zu anderen NETs aber ein relativ geringes Potenzial, CO2 langfristig aus der Atmosphäre zu entnehmen, wohingegen CCS ein wichtiger Baustein verschiedener NETs mit hohem Potenzial (z.B. BECCS und DACCS) und der Dekarbonisierung einiger Sektoren sein könnte. Besonders land-basierte NETs wie Aufforstung oder BECCS stehen in Konkurrenz zu anderen Landnutzungsformen wie der Nahrungsmittelproduktion. Die inhärenten Widersprüche sind noch unzureichend aufgeklärt: BECCS wird einerseits ein hohes Aufnahmepotenzial unterstellt, andererseits sehen Experten aber starke Einschränkungen der Machbarkeit durch Ressourcenkonkurrenz (Rickels et al. 2019b).

Insgesamt zeigen diese Überlegungen, dass NETs zwar ein wichtiger Bestandteil zukünftiger Klimapolitiken sein müssen (wenn ambitionierter Klimaschutz realisiert werden soll), gleichzeitig ist aber noch unklar, welche NETs in welchem Umfang eingesetzt werden können. In Abhängigkeit der Entwicklungen von und Diskussionen über NETs werden sich in den kommenden Jahren auch die Schätzungen der optimalen Emissionstrajektorien, die im Einklang mit den Pariser Klimazielen sind, wieder verändern.

Der Beitrag erschien in leicht abgewandelter Form am 9. September 2019 auf Ökonomenstimme.

Literatur

Asayama, S., B. Bellamy, O. Geden, W. Pearce und M. Hulme (2019). Why setting a climate deadline is dangerous. Nature Climate Change 9: 570–574.

Braun, C., C. Merk, G. Pönitzsch, K. Rehdanz und U. Schmidt (2018). Public perception of climate engineering and carbon capture and storage in Germany, Survey evidence. Climate Policy 18 (4): 471–84.

Gilfillan, D., Marland, G., Boden, T. und Andres, R. (2019). Global, Regional, and National Fossil-Fuel CO2 Emissions, available at: https://energy.appstate.edu/CDIAC, last access: 27. September 2019.

IPCC (2018). Summary for Policymakers. In: V. Masson-Delmotte und P. Zhai, H. O. Pörtner, D. Roberts, J. Skea, P. R. Shukla (Hrsg.): 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, in the context of strengthening the global response to the threat of climate change, sustainable development, and efforts to eradicate poverty. Genf, Schweiz.

Kriegler, E., G. Luderer, N. Bauer, L. Baumstark, S. Fujimori, Shinichiro, A. Popp et al. (2018). Pathways limiting warming to 1.5°C. A tale of turning around in no time? Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 376 (2119).

Obersteiner, M., J. Bednar, F. Wagner, T. Gasser, P. Ciais, N. Forsell et al. (2018). How to spend a dwindling greenhouse gas budget. Nature Climate Change 8 (1): 7–10.

Rogelj, J., P. M. Forster, E. Kriegler, C. J. Smith, R. Séférian (2019). Estimating and tracking the remaining carbon budget for stringent climate targets. Nature 571: 335–342.

Rickels, W., F. Reith, D. Keller, A. Oschlies und M.F. Quaas (2018). Integrated Assessment of Carbon Dioxide Removal. Earth’s Future  6 (3): 565–82.

Rickels, W., C. Merk, J. Honneth, J. Schwinger, M. F. Quaas und  A. Oschlies (2019a). Welche Rolle spielen negative Emissionen für die zukünftige Klimapolitik? Eine ökonomische Einschätzung des 1,5°C-Sonderberichts des Weltklimarats. Perspektiven der Wirtschaftspolitik, doi.org/10.1515/pwp-2018-0034.

Rickels, W., C. Merk, F. Reith, D. Keller und  A. Oschlies (2019b). (Mis)conceptions about modelling of negative emissions technologies. Environmental Research Letters: 10.1088.

Seneviratne, S.I., J. Rogelj, R. Séférian, R. Wartenburger, M.R. Allen und M. Cain (2018). The many possible climates from the Paris Agreement’s aim of 1.5 °C warming. Nature 558 (7708): 41–49.

UNFCCC (2019). https://unfccc.int/process-and-meetings/transparency-and-reporting/reporting-and-review-under-the-convention/greenhouse-gas-inventories-annex-i-parties/national-inventory-submissions-2019; accessed June 2019.


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In der Reihe Kiel Focus veröffentlicht das Institut für Weltwirtschaft Essays zu aktuellen wirtschaftspolitischen Themen für deren Inhalte die Autorinnen und Autoren alleine verantwortlich zeichnen. Die in den Essays abgeleiteten wirtschaftspolitischen Empfehlungen spiegeln nicht notwendigerweise die Empfehlungen des Instituts für Weltwirtschaft wider.