Das verbleibende CO2-Budget und der
Nachbesserungsprozess von Paris

Das verbleibende CO2-Budget

CO2 reichert sich in der Atmosphäre an. Deshalb bestimmt die Summe der CO2-Emissionen, die wir ausstoßen, inwieweit wir die menschengemachte Erderwärmung begrenzen können (Budgeteigenschaft von CO2).

Aufgrund der Komplexität des Klimasystems lässt sich allerdings aus naturwissenschaftlicher Sicht das genaue verbleibende CO2-Budget nicht ohne Weiteres angeben.

Was sagt der IPCC zum verbleibenden CO2-Budget?

Der Weltklimarat der Vereinten Nationen (IPCC) hat in seinem Sonderbericht 2018 folgende Tabelle zu den verbleibenden Budgets veröffentlicht (klicken Sie auf Bilder, um sie größer darzustellen):

Table 2.2 IPCC 1.5

Quelle: IPCC SR1.5 2018, Chapter 2, S. 108

Im 'Summary for Policymakers' führt der IPCC dazu aus:

"C.1.3 Limiting global warming requires limiting the total cumulative global anthropogenic emissions of CO2 since the preindustrial period, that is, staying within a total carbon budget (high confidence). (...) The associated remaining budget is being depleted by current emissions of 42 ± 3 GtCO2 per year (high confidence). (...) Using global mean surface air temperature (...) gives an estimate of the remaining carbon budget [from 2018] of 580 GtCO2 for a 50% probability of limiting warming to 1.5°C, and 420 GtCO2 for a 66% probability (medium confidence). (...) Uncertainties in the size of these estimated remaining carbon budgets are substantial and depend on several factors. (...)."

Quelle: IPCC SR1.5 2018, Summary for Policymakers, S. 14, Hervorhebungen und [from 2018] nicht im Original

Hier eine komprimierte Darstellung von Tabelle 2.2 im SR15:

verbleibende CO2-Budgets laut IPCC SR15

Politische Einordnung

Vielleicht kann die Naturwissenschaft die großen Bandbreiten bei den zentralen Unsicherheiten und Variationen durch weitere Forschung in den nächsten Jahren noch verringern (bitte beachten Sie, dass die Bandbreiten i.d.R. in beide Richtungen gehen). Politisch können wir darauf nicht warten. Politisch sollten wir heute entscheiden, an welchem CO2-Budget bis zum Ende dieses Jahrhunderts wir uns bei unseren Reduktionsambitionen orientieren wollen. Dabei müssen wir auch entscheiden, ob und in welchem Ausmaß eine zeitweise Überschreitung dieses Budgets dabei einkalkuliert werden kann. Dieser Overshoot müsste dann mit globalen Negativemissionen ausgeglichen werden (s.a. unsere Anmerkungen zu Negativemissionen).

Die politische Entscheidung über ein globales CO2-Budget, das wir bis zum Ende dieses Jahrhunderts einhalten wollen, muss natürlich bei neuen naturwissenschaftlichen Erkenntnissen immer wieder angepasst werden. Aus der Entscheidung unter Unsicherheit gibt es kein Entrinnen. Auch keine Entscheidung ist eine Entscheidung.

Begriffliche Einordnung

Begrifflich ist ein CO2-Budget, das wir bis 2100 einhalten wollen, von den 'verbleibenden CO2-Budgets' lt. IPCC zu unterscheiden, wenn durch globale Negativemissionen ein zeitweises Überschreiten eines verbleibenden Budgets ausgeglichen werden soll. Dann reicht es nicht mehr rechnerisch das verbleibende Budget einzuhalten, sondern der Overshoot muss zusätzlich mit der angestrebten Begrenzung der Erderwärmung kompatibel sein. Dabei sind insbesondere Kipp-Punkte im Klimasystem zu beachten.

Zusammenfassung

Wir emittieren derzeit ca. 42 Mrd. t CO2 im Jahr.

Erderwärmung
~ 1,5°C
~ 2°C

Größenordnung verbleibendes CO2-Budget ab 2018:

   
Einhaltung mit einer Wahrscheinlichkeit von (nur) 67%:
420 Mrd. t
1.170 Mrd. t
Sachverständigenrat für Umweltfragen (SRU):  
800 Mrd. t

Bitte beachten Sie, dass eine Einhaltung mit einer Wahrscheinlichkeit von nur 66% insbesondere bei der Zwei-Grad-Grenze im Hinblick auf die Kipppunkte im Klimasystem nicht mehr akzeptabel ist. Bei der Zwei-Grad-Grenze sollte unseres Erachtens mindestens 80-90% vorausgesetzt werden. Ein mit der Zwei-Grad-Grenze sinnvoller Weise kompatibles verbleibendes Budget ist also wesentlich geringer als das, welches der IPCC in seinem Sonderbericht in den Raum stellt. Wahrscheinlich wird dies der IPCC in seinem nächsten regulären Sachstandsbericht stärker thematisieren. Der Sachverständigenrat für Umweltfragen (SRU) hält in seinem Umweltgutachten 2020 ein Budget von maximal 800 Mrd. t noch mit der 2°C-Grenze vereinbar.

Als zentrale Botschaften zu den notwendigen CO2-Reduktionen formuliert der IPCC-Sonderbericht zu 1,5°C:

"C.1 In model pathways with no or limited overshoot of 1.5°C, global net anthropogenic CO2 emissions decline by about 45% from 2010 levels by 2030 (40–60% interquartile range), reaching net zero around 2050 (2045–2055 interquartile range)."

Quelle: IPCC SR1.5 2018, Summary for Policymakers, S. 14, Hervorherbungen nicht im Original

Pariser Nachbesserungsprozess (Ambitionsmechanismus)

In Paris wurde vereinbart, dass die Staaten immer ehrgeizigere national entschiedene Beiträge (NDCs) beim UNFCCC vorlegen sollen (Ambitionsmechanismus). Zu den bereits im Vorlauf des Pariser Abkommens eingereichten nationalen Beiträgen hat das UN-Sekretariat mit einem Synthesebericht Stellung genommen. Das Ergebnis: Die eingereichten nationalen Beiträge sind ein Fortschritt; aber sie reichen bei weitem noch nicht aus, um die Zwei-Grad-Grenze zu unterschreiten. Selbst unter der optimistischen Annahme, dass die NDCs zu 100% umgesetzt werden, würde es zu einer Erderwärmung bis 2100 um gut 3°C kommen mit weiter stark steigender Tendenz danach.

Spätestens bis Ende 2020 sollen alle Vertragsstaaten ihre 2030-Ziele nachschärfen und Langfristpläne für ihre klimaneutrale Entwicklung vorlegen. Damit wird 2020 ein entscheidendes Jahr für die Frage, ob wir die Erderwärmung wirksam begrenzen können. Legen die Staaten NDCs für 2030 vor, die in Summe mit einer deutlichen Unterschreitung der 2°C-Grenze oder besser mit der Einhaltung der 1,5°C-Grenze kompatibel sind? Aufgrund der Budgeteigenschaft von CO2 sind die 2030er-Ziele dafür sehr entscheidend.

Wir brauchen jetzt glaubwürdige politische Entscheidungen, damit die Investitionen in eine fossilfreie Zukunft ausreichend in Gang kommen. Je später diese Entscheidungen fallen, desto teurer wird es und desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass wir scheitern.

Weitere verwendete Begriffe für den 'Pariser Nachbesserungsprozess':
ratchet mechanism, ratcheting-up-process, ambition mechanism, Global Stocktage (GST), Globale Bestandsaufnahme, Ambitionsmechanismus

Wir brauchen einen Review auch durch die Zivilgesellschaft

Nun ist es wichtig, dass die Zivilgesellschaft in Verbund mit der Wissenschaft mit konkreten und fundierten Forderungen gegenüber der Politik genügend öffentlichen Druck aufbaut, so dass die Staaten einen fairen Anteil an den notwendigen globalen Anstrengungen übernehmen. Es muss eine öffentliche Diskussion darüber in Gang kommen, was eine faire und ökonomisch sinnvolle Aufteilung eines globalen CO2-Budgets bis 2100 auf Staaten sein könnte und wer unter Umständen einkalkulierte Negativemissionen erbringen bzw. finanzieren soll.

Grundlage für einen Review-Prozess sind Referenzwerte

Eigentlich würde es die Budgeteigenschaft von CO2 besser abbilden, wenn man darüber diskutieren würde, welcher Anteil eines globalen Budgets bis 2100 einzelnen Staaten zustehen könnte. In der bisherigen Klimadiplomatie werden jedoch die Emissionen zu einem gewissen Zeitpunkt in der Zukunft in Bezug gesetzt zu Emissionen in der Vergangenheit (z.B. 2030 zu 1990).

Was braucht man, um für alle Staaten entsprechende Referenzwerte berechnen zu können?

Die Referenzwerte müssen aus nationalen Emissionspfaden abgeleitet werden, die in Summe mit einem vorgegebenen globalen CO2-Budget bis 2100 kompatibel sind. Dabei muss man sich der Frage der Klimagerechtigkeit stellen. Nach welchen Schlüsseln sollen die globalen Emissionen auf Staaten verteilt werden bzw. an welchen Schlüsseln sollen sich die Staaten bei ihren NDCs orientieren?

Wir wollen hier das Extended Smooth Pathway Model vorstellen, das bei der Verteilung eines globalen Budgets nicht in die Vergangenheit schaut und keinen komplexen Mix an Kriterien heranzieht, sondern einerseits die aktuellen Emissionen eines Landes (und damit die derzeitige Realität) und anderseits die Pro-Kopf-Emissionen, um Klimagerechtigkeit abzubilden.

Wir möchten auch auf die Website http://climateactiontracker.org/ hinweisen. Dort werden die NDCs mit Kriterien aus vielen unterschiedlichen Studien und Ansätzen abgeglichen.

Referenzwerte nach dem Extended Smooth Pathway Model (ESPM)

Das ESPM besteht aus zwei Teilschritten:

(1) Aufteilung eines globalen CO2-Budgets mit einem gewichteten Verteilungsschlüssel auf Länder.

In den Verteilungsschlüssel gehen ein:

Die Gewichtung des Verteilungsschlüsssels 'Bevölkerung' kann frei vorgegeben werden.

Exemplarische Referenzwerte im ESPM

Mit unserem Excel-Tool zum ESPM (Download hier) können Sie für alle Länder der Welt Referenzwerte berechnen.

Den folgenden exemplarischen Referenzwerten liegen diese zentralen Rahmendaten zugrunde:

Die Referenzwerte beziehen sich auf CO2-Emissionen aufgrund der Nutzung fossiler Brennstoffe und industrieller Prozesse wie der Zementherstellung, da hier eine relativ solide Datenbasis besteht. CO2-Emissionen aufgrund von Landnutzungsänderungen, internationaler Schiff- und Luftfahrt und die anderen Treibhausgase werden damit hier nicht betrachtet.

Exemplarische Referenzwerte für die größten Emittenten

PDF: Referenzwerte für die Länder mit den höschten CO2-Emissionen

Hier weitere exemplarische Ergebnisse im ESPM bei unterschiedlichen Rahmendaten.

Exemplarische Emissionspfade und die entsprechenden Referenzwerte für die EU bei unterschiedlichen Szenariotypen

EU Emissionspfade

EU-Ziel-2030

EU CO2-Budget

Bitte beachten Sie die Budgeteigenschaft von CO2, die sich bei den unterschiedlichen Szenariotypen zeigt: Reduzieren wir anfangs weniger; müssen wir später die Emissionen umso drastischer reduzieren bzw. Netto-Negativemissionen realisieren.

Ganz aktuell stellen wir eine Webanwendung für die Berechnung Paris-kompatibler Ziele für die EU zur Verfügung. Diese Webanwendung basiert auf den Daten der EEA und beinhalten Landnutzungsänderungen (LULUCF) und internationale Schiff- und Luftfahrt (ISA):
eu.climate-calculator.info

Anmerkungen zu Negativemissionen

Da wir als Menschheit bisher nicht ausreichend gehandelt haben, ist die Einhaltung der 1,5°C-Grenze nur noch mit globalen Negativemissionen (globale Netto-Negativemissionen) möglich. Diese globalen Negativemissionen bedeuten jedoch, dass das verbleibende Budget zeitweise überschritten wird. Dabei gilt: Je höher dieser Mengen-Overshoot und je länger er andauert, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass Kipppunkte im Klimasystem überschritten werden. Bei Kipp-Elementen mit positiven Rückkopplungswirkungen kann es dann sein, dass trotz ausreichender rechnerischer globaler Negativemissionen, um das verbleibende Budget einzuhalten, die Erderwärmung nicht auf z.B. 1,5°C begrenzt werden kann.

Je später wir unsere CO2-Emissionen reduzieren, desto mehr sind wir auf globale Negativemissionen angewiesen und desto höher wird der Overshoot mit seinen Risiken ausfallen. Wir sprechen uns dafür aus, so schnell wie möglich eine Institution z.B. im Rahmen der UN zu schaffen, die sofort damit beginnt, Negativemissionen global zu koordinieren, zu finanzieren und in die Tat umzusetzen. Erstens helfen uns signifikante Negativemission, die wir sofort realisieren, die Erderwärmung zu begrenzen und zweitens hätten wir schneller Klarheit über die Kosten und Potentiale. Die Einkalkulation von Negativemissionen in ferner Zukunft behindern rechtzeitiges Handeln. Negativemissionen sofort verdeutlichen uns, dass wir die Emissionen schnell senken müssen.

Eine interessante Radiosendung vom 19.11.2019 zu diesem Thema:
Einfach wegräumen? Wie Treibhausgase aus der Atmosphäre verschwinden sollen (mp3).

Mit unserem Szenariotyp RM-5-rad lassen sich die vom IPCC skizzierten globalen Pfad grundsätzlich (siehe obiges Zitat C.1 aus dem Sonderbericht 2018) gut abbilden. Die anderen Szenariotypen halten zwar das vorgegebene CO2-Budget 2018 - 2100 ebenfalls ein, weisen aber einen relativ hohen Mengen-Overshoot auf. Die Frage, ob ein konkreter Mengen-Overshoot mit einer bestimmten Begrenzung der Erderwärmung bis 2100 noch kompatibel ist, muss jeweils naturwissenschaftlich überprüft werden.

Zusammenfassung Referenzwerte EU mit Orientierung an der 1,5°C-Grenze