Forschung für den Klimaschutz: Was müssen wir noch wissen?
Prof. Dr. Henrik NordborgInstitut für EnergietechnikStudiengang Erneuerbare Energien und [email protected]
Klimaprognose von Exxon aus dem Jahr 1982
n Exxon hatte schon vor 40 Jahren alles gewusst:n Sie haben leider den falschen Entscheid gefällt.n Die Rechnung ging aber auf.
n Die Politik hat vieles unternommen, um nicht entscheiden zu müssen.
n Die Forscher haben Daten geliefert in der Hoffnung, dass sich dadurch die Probleme lösen würden.n «Daten statt Taten» machen wenig Sinn.
Forschung für den Klimaschutz, Henrik Nordborg, 24.6.2019
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CO2-Konzentration der Atmosphäre: Die Keeling-Kurve
n Höher als je zuvor in den letzten 3 Mio. Jahrenn Wir sind dafür nicht zertifiziert
n Anthropogenes CO2n Jedes dritte CO2-Moleküln Die hälfte davon seit 1992
n +1.5 °C entspricht 435 ppm
Forschung für den Klimaschutz, Henrik Nordborg, 24.6.2019
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415 ppm (ref. 280 ppm)
0.8 ppm/a
2.4 ppm/a
UNFCCC
Paris
https://scripps.ucsd.edu/programs/keelingcurve
https://scripps.ucsd.edu/programs/keelingcurve
Klimaszenarien des IPCC
Forschung für den Klimaschutz, Henrik Nordborg, 24.6.2019
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Lebenserwartung eines jungen Menschen
Das Ziel +1,5 °C ist sehr ambitioniert
Forschung für den Klimaschutz, Henrik Nordborg, 24.6.2019
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-50% bis 2030
-100% bis 2050
Quelle: Herausforderung Klimawandel in der Schweiz (www.nccs.ch)
Carbon Budget: 360 Gt = 47 t pro Kopf
Etwa 18’000 Liter Dieselöl
http://www.nccs.ch/
Einige Fakten zur Energiewende
n Photovoltaik und Windenergie sind nicht mehr zu teuern Sonne und Wind sind komplementär
n Die Zukunft der Energieerzeugung wird dezentral sein
n Energiespeicher ist ein wichtiges Theman Power-to-Xn Batterienn …
n Wasserstoff + Brennstoffzellenn Der Markt entwickelt sich schnell
n Der Energieverbrauch muss sinkenn Der wichtigste Parameter für die Klimaziele
n Eine CO2-Abgabe wird kommen
Forschung für den Klimaschutz, Henrik Nordborg, 24.6.2019
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Warum eine CO2-Abgabe?n Der Preis für fossile Brennstoffe ist falsch
n 5200 Mrd. USD Subventionen im Jahr 2017 (IMF)n -150 USD/tCO2
n Wir haben 2 Möglichkeitenn Externe Kosten im bestehenden Wirtschafts-
system berücksichtigenn Ein neues Wirtschaftssystem erfinden
n Einige Stimmen für «carbon pricing»n Joseph Stiglitzn Der Internationale Währungsfondsn Die Weltbankn Sämtliche Notenbankchefs der USAn ...
n Viele Firmen haben einen internen CO2-Preis
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ECONOMISTS’ STATEMENT ON CARBON DIVIDENDS
1. A carbon tax offers the most cost-effective lever to reduce carbon emissions at the scale and speed that is necessary. By correcting a well-known market failure, a carbon tax will send a powerful price signal that harnesses the invisible hand of the marketplace to steer economic actors towards a low-carbon future.
Alan Greenspan, Ben Bernanke, Janet Yellen, Amartya Sen, Robert Merton, Myron Scholes, Lawrence Summers, ….
Forschung für Klimaschutz an der HSR
IET: Power-to-X
n Überschüssigen Strom sinnvoll nutzen
n Energiebedarf im Winter decken
n Technologienn Elektrolyse (Wasserstoff)n Methanisierung (Methan)
n Forschungn Verbesserung des Wirkungsgradsn Anbindung an das Energienetz
n Sektorkopplungn Mobilität
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IET: Windenergie
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1. Digitalisierung 2. Menschliche Faktoren 3. Systemintegration
Computational Fluid Dynamics
Internet of Things
Machine Learning
Hochaufgelöste Large Eddy Simulationen und Anwendung der
Lattice-Boltzmann-Methode für komplexes Gelände.
Entwicklung von drahtlosen Drucksensoren und akustische Messsysteme für Rotorblätter.
Leistungskennlinienprognosen und SCADA-Datenanalyse.
Akzeptanz
Kompetenzen
Lehre
Untersuchung der technischen und psychologischen Faktoren,
die die Wahrnehmung von Windenergielärm beeinflussen.
Leadership Skills für junge IngenieurInnen zusammen mit
mindspire
Entwicklung von eLearning-Lösungen.
Microgrids
Innovation
Recycling
Untersuchung der Integration von 100%-erneuerbaren Microgrids
für verbesserte Netzzuverlässigkeit.
Neuartige Lösungen wie Airborne Wind Energy und
gebäudeintegrierte Systeme.
Neue Bio-Materialien für Rotorblätter.
SPF: Sonnenenergie, Speicher, Gebäudeintegration
SPF Industrietag 2019 - Andreas Häberle11
n Photovoltaikn mobiles Messlabor, PV+WP Systeme
n Wärmepumpen + Solarenergien PV+WP, ST+WP, PVT, Eisspeicher
n Thermische Speicher
n thermische Schichtung
n Systeme und Netzen Anergienetze, Solare Wärmenetze
n Energieeffiziente Gebäudetechnik
n HybridStock – Energiespeicherung in Aluminium
Kreislaufwirtschaft und Energieeffizienz
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FARMING/COLLECTION1
BIOCHEMICAL FEEDSTOCK
RESTORATION
BIOGAS
ANAEROBIC DIGESTION/
COMPOSTING
EXTRACTION OF BIOCHEMICAL FEEDSTOCK2
CASCADES
COLLECTION COLLECTION
ENERGY RECOVERY
LEAKAGE TO BE MINIMISED
PARTS MANUFACTURER
PRODUCT MANUFACTURER
SERVICE PROVIDER
LANDFILL
USER
BIOSPHERE
MINING/MATERIALS MANUFACTURING
TECHNICAL NUTRIENTS
RECYCLE
REFURBISH/REMANUFACTURE
REUSE/REDISTRIBUTE
MAINTENANCE 6 2803 0006 9
CONSUMER
BIOLOGICAL NUTRIENTS
RENEWABLESCIRCULAR ECONOMYTHE BUTTERFLY DIAGRAM
«Die Lage ist hoffnungslos aber nicht ernst»
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Könnten Sie das bitte in zweideutige, ungenaue, vage, eigennützige und unklare Aussagen umformulieren, die wir alle verstehen können?
BP Energy Outlook 2019: Sogar BP hat jetzt Angst
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Die CO2-Emissionen stiegen sehr schnell im Jahr 2018.
Der Grund dafür war die Klimaerwärmung!
Die Welt ist nicht annähernd auf Kurs, das 2-Grad-Ziel zu erreichen.
Der weltweite Energieverbrauch steigt heute viel schneller als die erneuerbaren Energien ausgebaut werden können.
Ist Entkopplung möglich?
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y = 2.695x - 21.566R² = 0.9836
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GD
P (T
USD
/a)
CO2 (Gt/a)
data.worldbank.orgwww.carbonbrief.org
Correlation 0.991
Auf ein Wunder zu hoffen ist keine Strategie
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1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050
GDP
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CO2
(Gt/
a)
Year
CO2 emissions (historic)
CO2 emissions (future, -6.7%)
GDP (histor ic, 2010 USD)
GDP (2010 USD, future, 2.0%)
Ist diese Entwicklung realistisch?
A. Ja
B. Nein
?
Das Potential für Cleantech ist gross
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Year
CO2 emissions (historic)
CO2 emissions (future, -6.7%)
GDP (histor ic, 2010 USD)
GDP (2010 USD, future, 2.0%)
Cleantech in 2030:
> 80 Bio. USD
Wir wissen alles und gar nichts
n Kurzfristig wissen wir was zu tun ist.
n Langfristig wissen wir, was wir tun müssten, aber nicht unbedingt wie.
n Es gibt keine einfache technische Lösung.
n Entkopplung (Decoupling)?
n Neues Wirtschaftssystem (Degrowth)?
n Der politische Druck ist enorm wichtig.
n Wir haben nicht mehr viel Zeit.
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Herzlichen Dank!