Steinkohle- und Gaskraftwerke dann keinen Strom liefern. Je mehr Energie nachgefragt wird, desto stärker profitieren also die Erzeuger der günstigen Energieträger. Für Erzeuger erneuerbarer Energie gilt dies nicht, sie erhalten jederzeit einen garantierten Festpreis. Dies gilt auch unabhängig davon, ob diese Energie zum Zeitpunkt ihrer Erzeugung tatsächlich benötigt wird. Da erneuerbare Energien Vorfahrt haben und mit zunehmenden Mengen in das Energiesystem eingespeist werden, sinkt der Bedarf an den anderen Energieträgern. Augenblicklich bedeutet das, dass insbesondere Energie aus Erdgas aufgrund ihrer höheren Kosten immer seltener nachgefragt wird. Braunkohle hat als günstigster Energieträger mit ca. 25 % den größten Anteil aller Energieträger an der deutschen Stromerzeugung, gefolgt von Wind (ca. 20 %), Steinkohle (ca. 13 %) und Atom (ca. 12,5 %). Da Wind- und Solarenergie wechselhaft anfallen und nicht immer verfügbar sind, liefern Kohle und Atom aktuell noch knapp die Hälfte des in Deutschland benötigten Stroms, Erneuerbare insgesamt mit Wind, Solar, Biomasse und Wasser ca. 41 %, den Rest liefert Gas. Wer sich für den aktuellen Strommix interessiert, kann diesen tagesaktuell und rückblickend auf einer Webseite des Fraunhofer-Instituts unter www.energy-charts.de einsehen. Hier wird auch der Unterschied bei der Einspeisung zu unterschiedlichen Jahreszeiten deutlich, so empfiehlt sich eine Betrachtung unterschiedlicher Monate und die Auswirkung von volatil erzeugter Energie aus Wind und Sonne auf die sicher verfügbaren Energieträger. Anteile der Energieträger 2018 Eine Sonderrolle kommt den Pumpspeicherwerken zu. Sie nutzten früher meist billigen Nachtstrom, um Wasser ins Oberbecken zu pumpen und lieferten ihre Energie dann tagsüber genau zu den Zeiten, in denen kurzfristig viel Energie benötigt und auch teurer vom Netzbetreiber eingekauft wurde. Sie sind nach wie vor die einzigen großtechnischen Anlagen, die durch ihre Funktionsweise Energie zwischenspeichern und wieder freisetzen können. Je größer die möglichen Preisdifferenzen, desto besser können sie ihre Funktion erfüllen. Durch die Zunahme erneuerbarer Energie im System nehmen heute die Preisschwankungen ab, auch in Zeiten mit großem Energiebedarf wird weniger zusätzliche Energie benötigt. Der wirtschaftliche Betrieb von Pumpspeicherkraftwerken gestaltet sich durch die Veränderungen in Energiewirtschaft und Energiepolitik immer schwieriger. Für ein Verständnis zum Mix der Energieträger ist zudem eine Unterscheidung der Begriffe Grundlast, Mittellast und Spitzenlast hilfreich. Darunter ist folgendes zu verstehen: Grundlast: Die Grundlast ist die Energiemenge, die kontinuierlich und jeden Tag 24 Stunden lang benötigt wird.

Mittellast: Tagsüber steigt der Energiebedarf durch die Tätigkeit der Wirtschaft an, diese Steigerung wird als Mittellast bezeichnet. Spitzenlast: Sie beschreibt kurze Zeiträume mit sehr hohem Energiebedarf, wie z.B. den Arbeitsbeginn in Wintermonaten, wenn die Wirtschaft in kurzer Zeit viel Energie zum „Hochfahren“ verbraucht. Als grundlastfähige Energieträger bezeichnet man solche Energieträger, die rund um die Uhr sicheren Strom produzieren können. Heut werden diese Lasten aus allen zur Verfügung stehenden Energieträger und auf Grundlage der EEG- Regelungen bedient, sowohl durch volatile als auch gesicherte Energieträger. 3. Das energiepolitische Dreieck Das energiepolitische Dreieck ist eine Vereinfachung zum Verständnis von Entscheidungen in der Energiewirtschaft. Wir betrachten es im ersten Schritt unabhängig von Aspekten wie Energiewende und Klimaschutz.

Das energiepolitische Dreieck als Schema für Entscheidungsgrundlagen und Zielkonflikte Bei einem Dreieck gibt es immer den Zielkonflikt, dass man sich einem Eckpunkt nur nähern kann, wenn man sich von mindestens einem der anderen Eckpunkte entfernt. Das bedeutet, wenn ich einem der Ziele Sicherheit, Umweltschutz oder Wirtschaftlichkeit näherkommen möchte, werden andere Ziele weniger gut erfüllt. So sind Investitionen in den Umweltschutz mit Kosten verbunden, die Energie teurer und in diesem Sinne weniger wirtschaftlich machen. Ebenso kann durch Maßnahmen des Umweltschutzes die Effizienz der Energieerzeugung sinken, z.B. durch die Installation von Filteranlagen für Schadstoffe, die dem Gesamtprozess erzeugte Energie entziehen. Das energiepolitische Dreieck hilft zu verstehen, dass Entscheidungen immer in einem Abwägen dieser drei Bereiche getroffen werden. Wer nur an Wirtschaftlichkeit denkt, vernachlässigt Umweltschutz und Sicherheit, wer nur an Umweltschutz denkt, vernachlässigt entsprechend Sicherheit und Bezahlbarkeit. Zum Umweltschutz zählen z.B. Maßnahmen wie Filteranlagen für Feinstaub und andere Emissionen von Kohlekraftwerken oder die Rekultivierung von Tagebauflächen, ebenso müssen beim Bau von Windkraft- oder Solaranlagen auf landwirtschaftlichen Flächen oder in Waldgebieten im selben Umfang Ausgleichsflächen geschaffen und nach bestimmten Bedingungen umweltfreundlich aufbereitet werden. Auch der Rückbau dieser Anlagen muss unter umweltverträglichen Gesichtspunkten stattfinden. Insofern ist der Bereich Umweltschutz im energiepolitischen Dreieck unabhängig von der Energiewende zu sehen, die diesem Ziel natürlich in den vergangenen Jahren deutlich mehr Gewicht gibt. So ist die Vorfahrt für erneuerbare Energien in das deutsche Stromnetz zum Festpreis eine Entscheidung, die Sicherheit und Wirtschaftlichkeit komplett außer Acht lässt. Ansonsten ist das energiepolitische Dreieck ein Entscheidungsschema, das unabhängig von Energiewende und der aktuellen Klimaschutz-Debatte schon immer vereinfacht Zielkonflikte sichtbar macht und so auch vielfältig in Vorträgen und Veröffentlichung zu Energiethemen zu finden ist. Mit Blick auf die folgenden Lektionen scheint allerdings die Ergänzung eines weiteren Kriteriums sehr hilfreich, da die drei historischen Merkmale allein aktuelle Entscheidungen nicht mehr vollständig erklären können.

Insofern erweitern wir auch für künftige Darstellungen in der kleinen Klimaschule das Dreieck zu einem Viereck, in dem „Akzeptanz“ als viertes Merkmal eingeführt wird. Um den zunehmenden Einfluss gesellschaftlicher bzw. politischer Akzeptanz auf energiepolitische Entscheidungen zu verdeutlichen, empfiehlt sich die Erweiterung des energiepolitischen Dreiecks zu einem Viereck. Das Merkmal „Akzeptanz“ gab bereits bei der Entscheidung zum Atomausstieg den entscheidenden Ausschlag. Atomenergie erfüllt die Ziele Wirtschaftlichkeit und Versorgungssicherheit. Selbst beim Umweltschutz mit Blick auf viel diskutierte Emissionen gilt Kernkraft in vielen Ländern als emissionsarm (CO 2-Reduzierer) und umweltfreundlich. Die fehlende gesellschaftliche bzw. politische Akzeptanz in einem Land kann dennoch dazu führen, dass über einen Energieträger unabhängig von Fakten in Wirtschaftlichkeit, Sicherheit und Umweltschutz entschieden wird. So war und ist es beim Atomausstieg Deutschlands der Fall. 4. Speicherung und Übertragung im Energiesystem Zuletzt sollen als Grundlagen die Speicher- und Übertragungsmöglichkeiten im deutschen Energiesystem betrachtet werden. Zur Speicherung: Heute ist eine Speicherung von Energie im Stromnetz in großen Maßstäben nicht möglich. Wird zu viel Energie erzeugt, kann diese nicht für Zeiten mit Energiemangel zwischengespeichert werden. Das ist nur im kleinen Maßstab (Einfamilienhäuser, autarke ländliche Dörfer etc.) möglich. Zwar wird eifrig an der Erforschung von Speichertechnologien für große Energiemengen geforscht. Experten gehen heute aber davon aus, dass erst nach 2020 überhaupt Aussagen möglich sind, welche Speichertechnologien für eine Anwendung im großen Maßstab die richtigen sind. Diese müssen dann aber erst entwickelt und für die Anwendung umgesetzt werden. So wurden für sogenanntes „grünes Gas“, bei dem mittels Elektrolyse aus Wind- oder Solarstrom Gas zur späteren Umwandlung in Energie gewonnen wird, zwar vor knapp zehn Jahren kleine Demonstrationskraftwerke geschaffen, seitdem ist aber nichts mehr passiert. Niemand kann heute sagen, wann Energiespeicher im großen Maßstab zur Verfügung stehen. Heute können lediglich Pumpspeicherwerke einen

Energieüberschuss nutzen und Wasser aus einem Fluss oder Unterbecken in ein Oberbecken pumpen, um dann bei Energiemangel das Wasser abfließen zu lassen und die daraus erzeugte Energie wieder ins Stromnetz abzugeben. Als Speicher spielen diese Anlagen aufgrund ihrer geringen Anzahl, des lediglich kurzfristigen Ausgleichs sowie der mangelnden Wirtschaftlichkeit für die wachsenden Anforderungen an eine langfristige Speicherung allerdings kaum eine Rolle. Auch Vorhaben im Bereich von Batteriespeichern verfügen nur über sehr geringe Kapazitäten. So soll in der Lausitz eine Big Battery mit einer Leistung von 50 MW entstehen, das entspricht 0,05 Gigawatt. Zum Vergleich: Bei starkem Wind fallen an einem Tag hunderte Gigawattstunden Strom an, für die es künftig einer Speicherung bedarf. Technologien dazu stecken weltweit noch in Kinderschuhen. Zum Übertragungsnetz: Ein weiteres Kriterium im Stromsystem ist die Leistungsfähigkeit des Übertragungsnetzes, vor allem, um Energie aus dem windreichen Norden Deutschlands in den wirtschaftlich und bevölkerungsstarken Südwesten zu bringen. Der Ausbau der bisher geplanten Übertragungsnetze mit einer Gesamtlänge von 7.700 Kilometern kommt nur sehr langsam voran. Realisiert waren im 3. Quartal 2018 erst 950 Kilometer, davon 30 Kilometer im gesamten Jahr 2017. Bereits genehmigt sind 1.800 Kilometer, noch zu genehmigen 5.900 Kilometer, noch umzusetzen 6.750 Kilometer. Langwierige Planungs- und Klageverfahren infolge der mangelnden Akzeptanz bei der betroffenen Bevölkerung verzögern den Netzausbau. Man kann heute schwer sagen, wie viele Jahre bzw. Jahrzehnte er noch benötigen wird. Die Übertragungsnetze sind die Grundlage, um die verstärkt auf dem Meer ausgebaute Windenergie dorthin zu transportieren, wo sie benötigt wird. 5. Ausblick Die Grundlagen zum Energie- bzw. Stromsystems erleichtern in kommenden Lektionen das Verständnis bei der Betrachtung auch anderer Sektoren insbesondere hinsichtlich Emissionen und Klimaschutz. Dabei hilft die Unterscheidung in sichere und volatil erzeugte Energie sowie die Einführung der Akzeptanz als ein Kriterium, das abseits von gegebenen Fakten Einfluss auf Entscheidungen nimmt. Anmerkungen zur Sicherheit, Bezahlbarkeit, Speicherung und Übertragung helfen bei späteren Darstellungen zu erkennen, welche Forderungen tatsächlich einen realistischen Beitrag für den globalen Klimaschutz liefern können.

Lektion 2 Emissionen, Sektoren und Klimaforschung Das gibt es hier zu erfahren • Vorbetrachtung: Bewertung von Studien und Nachrichten zum Klimaschutz • Die Bedeutung von Emissionen und CO2 • Die Rolle der Sektoren • Klimaforschung in Deutschland und auf der Welt • Ausblick Die zweite Lektion widmet sich noch einmal einführenden Betrachtungen, um die notwendige Basis zum Verständnis der Folgelektion über die Energiewende in Deutschland zu schaffen. Bei den Emissionen (der Begriff Emissionen wird im 2. Abschnitt dieser Lektion genau ausgeführt) werden wir uns auf das Spurengas CO2 konzentrieren, das im Zentrum der Debatte um den Klimaschutz steht. Wir schauen uns an, in welchen Bereichen es eine besondere Rolle spielt. Schließlich versuchen wir, die Klimaforschung sowohl bezogen auf Deutschland als auch bezogen auf die weltweiten Bemühungen einzuordnen. Da wir uns in der Kleinen Klimaschule einer ausgewogenen und vorurteilsfreien Betrachtung verschrieben haben, können einige Darstellungen durchaus Verwunderung hervorrufen, da sie andere als in der öffentlichen Diskussion präsente und insbesondere Schülern oft nicht bekannte Facetten zulassen. Deshalb stellen wir einleitende Bemerkungen voran, die an aktuellen Fallbeispielen verdeutlichen, warum das Hinterfragen vorliegender Informationen oder vermeintlicher Tatsachen für einen Erkenntnisgewinn sinnvoll sein kann. 1. Bewertung von Studien und Nachrichten zum Klimaschutz Das Internet eröffnet heute die Möglichkeit, sich bei fast allen Themen einen Überblick zu unterschiedlichen Positionen und Meinungen zu verschaffen. Wer rund um den Klimaschutz recherchiert, kann allerdings schnell verzweifeln. Es ist schwer, als Laie die Fülle des Informationsangebots zu bewerten und die richtigen Erkenntnisse zu gewinnen. Wer sich ein eigenes Bild von der Welt machen möchte, sollte den Versuch dennoch unternehmen. Als Ausgangspunkte für den deutschsprachigen Bereich können z.B. die Seiten des Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK) e. V. unter www.pik-potsdam.de und des Europäischen Instituts für Klima & Energie (EIKE) unter www.eike-klima-energie.eu dienen, die beide sehr konträre Positionen zu ähnlichen Themenstellungen vertreten und diese zumeist auch wissenschaftlich begründen. Über den Grad der Wissenschaftlichkeit wollen und können wir dabei keine Aussage treffen. Wer auf beiden Seiten gründlich nachliest, dem steht ein breites Spektrum an Arbeiten rund um Klimaschutz und Energiewende zur Verfügung. Es ist wie so oft im Leben: Kennt man beide Seiten einer Medaille, fördert das immer die Erkenntnis und trägt dazu bei, eine eigene Meinung und ein eigenes Weltbild zu formen. Insbesondere hilft eine solche, gründliche Betrachtung bei der Bewertung aktueller Veröffentlichungen in den Medien, etwa zu Studien. So findet man nicht selten zu einem Thema Studien mit gegenteiligen Ergebnissen. Das ist nicht selten vom Auftraggeber abhängig, der hinter der Studie steht. Insofern lohnt es immer, die Unabhängigkeit solcher wissenschaftlichen Arbeiten zu hinterfragen. So kann eine Studie zur selben Fragestellung rund um fossile Energieträger zu sehr unterschiedlichen Ergebnissen kommen – je nachdem, ob sie von einem Umweltverband oder der betroffenen Industrie in Auftrag gegeben wurde. Fragestellungen und Auswertungen können Studienergebnisse stark beeinflussen. Drei aktuelle Fallbeispiele zeigen, dass es aber nicht immer so offensichtlich sein muss. •    Fallbeispiel 1: So wurde im Frühjahr 2019 durch das renommierte DLR-Institut für Technische Thermodynamik in Stuttgart eine Studie veröffentlicht, die sich mit dem Einfluss von Windparks in Deutschland auf die Insektenpopulation und das Insektensterben befasste. Sie kam zum Ergebnis, dass die jährlich an den Rotorblättern deutscher Windräder getötete Anzahl von Fluginsekten relevant für die Stabilität der Fluginsektenpopulation sein und damit den Artenschutz und die Nahrungskette beeinflussen könnte. Die Studie ermittelte rund 1.200 Milliarden getötete Insekten pro Jahr an deutschen Windparks und berücksichtigte dabei nur Tiere, die sichtbare Rückstände auf den Rotorblättern hinterlassen. Nun kann es zum einen verwundern, dass diese Studie in den Medien weitgehend unbeachtet blieb und es kaum Nachrichten dazu gab. Würde sich das anders gestalten, wenn z.B. Atomkraftwerke oder Diesel-PKW jährlich 1.200 Milliarden Insekten töten und deren Population gefährden könnten? In der öffentlichen Debatte wird der Weg der deutschen Energiewende mit Ausbau vor allem der Windkraft oft weniger kritisch begleitet. Dieser Fokus führt in

der Berichterstattung dazu, dass es gegenläufige Informationen zum aktuell eingeschlagenen Weg schwer haben, während aus kritischen Meinungen z.B. zu fossilen Energien schneller Schlagzeilen werden. Zum anderen könnte man hinter einer solchen Studie Gegner der Windkraft vermuten. Es handelt sich in diesem Fall aber um eine unabhängige Studie und ein entsprechender Auftraggeber im Hintergrund ist nicht zu erkennen. Wer sich dann aber genauer mit dem maßgeblichen Wissenschaftler dieser Studie beschäftigt, kann einen Zusammenhang erkennen. Dr. Franz Trieb beschäftigt sich vorwiegend mit solarthermischen Kraftwerken. Solaranlagen stehen in Deutschland derzeit deutlich weniger im Fokus als Windkraftanlagen. Hier gibt es auch innerhalb der Forschung und Wirtschaft rund um Erneuerbare den Kampf um finanzielle Mittel, ein Argument gegen Windräder kann da zu einem Argument für Solarenergie werden. Das macht die Studie und deren weitere Diskussion mit Blick auf Artenschutz und Insektensterben nicht weniger wichtig, liefert aber evtl. Einblicke in die Motivation des oder der Macher. So könnte in diesem Fall eine Problematik bei der Windkraft zu einer besseren Berücksichtigung und Förderung von Solarkraftwerken in Deutschland führen, was wiederum mit einer stärkeren Förderung entsprechender Wissenschaftseinrichtungen einhergehen könnte – wie z.B. dem Stuttgarter DLR-Institut. •    Fallbeispiel 2: Ein zweites Fallbeispiel dürfte noch deutlicher machen, warum man scheinbar gesicherte Nachrichten bzw. Meinungen hinterfragen sollte. So veröffentlichte der Deutsche Wetterdienst Ende April 2019 im Rahmen einer Meldung, dass es einen Dürresommer geben könnte, wenn es weiterhin nicht regnet. Es ist allgemein bekannt, dass Wetter ein chaotisches System ist und nur über einen kurzen Zeitraum relativ sichere Vorhersagen möglich sind. Für längere Zeiträume werden deshalb verschiedene Szenarien durchgespielt, wie in diesem Fall. Das es nach dem trockenen April bei weiterem Ausbleiben von Regen zur Dürre kommen könnte, ist ein solches logisches Szenario. Die Nachrichtenagentur dpa, die alle großen Medien mit Presseinformationen zu aktuellen Themen versorgt, machte daraus eine reale Warnung des Deutschen Wetterdienstes vor einem Dürresommer 2019. Das wurde kurz darauf durch die dpa als Falschmeldung korrigiert. Dennoch hielt sich das Thema 48 Stunden lang als eine zentrale Botschaft in den Medien, sogar die ARD-Tagesschau vermeldete „Wetterdienst warnt vor Dürresommer“, die Bild titelte „Metereologen sicher! Sahara-Sommer mit Mega-Dürre droht.“ Viele Tageszeitungen und Funkmedien griffen das Thema prominent auf. Die Korrektur wurde ignoriert und auch im Nachgang wurde die Falschmeldung nicht richtiggestellt. Dieses Beispiel zeigt, wie eine Nachricht ohne realen Hintergrund sich allein durch die damit verbundene Aufmerksamkeit beim Nutzer in den Medien halten kann. •    Fallbeispiel 3: Ein aktuelles Beispiel macht deutlich, dass Einflüsse und Interessen hinter einer Nachricht manchmal auch gar nicht zu erkennen sind. Zur Veröffentlichung dieser Lektion machte das YouTube-Video von Rezo zur „Zerstörung der CDU“ Furore. Im Abschnitt zum Klimaschutz ab 5:28 Minuten Laufzeit des Videos rechnet Rezo mit der Klimapolitik der etablierten Parteien, vor allem mit der CDU, ab. Dabei verweist er auf viele wissenschaftliche Quellen. Wer diese Quellen tatsächlich prüft, wird schnell feststellen, dass sie sehr einseitig ausgewählt wurden und nur eine Meinung zum Thema widerspiegeln. In anderen Themenbereichen ist das ebenso. Bei über sieben Millionen Klicks (Stand 24. Mai 2019) haben 730.000 Nutzer einen Daumen hoch gegeben. Das bedeutet, jeder zehnte Nutzer hat den Argumenten zugestimmt – das zeigt, wie schnell eine Nachricht Meinung machen kann, ohne dass sie auf ausgewogenen Quellen und Fakten beruhen muss. So sind seine Äußerungen zur Einigkeit in der Wissenschaft leicht und schnell zu widerlegen, andere ebenso. Es ist auch das erste politische Video des YouTubers und taktisch klug vor dem Wahlwochenende zu Europa- und Kommunalwahlen platziert. Das Geschäftsmodell hinter dem YouTube-Kanal von Rezo läuft über ein Unternehmen der Ströer Media, ein international agierendes Unternehmen im Bereich der Online- und Außenwerbung, das u.a. den Webvideopreis veranstaltet, zu dessen Preisträgern 2018 auch Rezo zählte. Inwieweit ein Unternehmen, das mit Video- und Außenwerbung für diverse andere Unternehmen und auch politische Institutionen sein Geld verdient, ein Interesse an der „Zerstörung der CDU“ haben kann, bleibt spekulativ. Die Fallbeispiele sollen verdeutlichen, dass es sich immer lohnt, einen Blick hinter die jeweilige Nachricht zu werfen. Zum einen können sie durch Auftraggeber aus dem Lobbybereich etwa von NGOs wie Greenpeace über die Industrie bis zur Bergbaugewerkschaft beeinflusst sein, zum anderen sollte man gerade bei wissenschaftlichen Untersuchungen die Motivation hinterfragen. Einrichtungen in der Wissenschaft sind in der Regel stark abhängig von finanziellen Mitteln zu bestimmten Forschungsthemen entweder für öffentliche Auftraggeber oder für die Wirtschaft. Ein Wissenschaftler, der Themen rund um Erneuerbare Energien bearbeitet, wird ganz sicher andere Erkenntnisse propagieren als ein Wissenschaftler, der sich mit fossilen Kraftwerken auseinandersetzt. In wichtigen Fällen holt man sich, wie bei Krankheiten beim Arzt, eine zweite Meinung ein – beim Klimaschutz hilft es der Meinungsbildung ebenso, einen zweiten Blick auf die jeweils andere Argumentation zu werfen.

Zur DLR-Studie: https://www.dlr.de/dlr/desktopdefault.aspx/tabid-10202/334_read-32941/#/gallery/33841 Zur Falschmeldung Dürresommer: https://meedia.de/2019/04/26/kachelmann-ueber-duerre-warnungen-der- medien-ueber-90-prozent-aller-geschichten-zu-wetter-und-klima-sind-falsch-oder-erfunden/ Rezo-Video: https://www.youtube.com/watch?v=4Y1lZQsyuSQ, https://de.wikipedia.org/wiki/Rezo, https://www.deutschlandfunk.de/millionenfach-geklickte-cdu-kritik-aufruetteln-gegen- die.2907.de.html?dram:article_id=449406 2. Die Bedeutung von Emissionen und CO2 Das Thema Klimaschutz ist eng mit dem Begriff Emissionen verwoben. In diesem Abschnitt klären wir, was Emissionen sind und warum wir beim Klimaschutz vor allem über CO2-Emissionen sprechen. Emissionen: Emission stammt vom lateinischen Wort emittere und bedeutet so viel wie herausschicken oder heraussenden. Im Deutschen bezeichnet es den Austrag oder Ausstoß von Teilchen, Stoffen, (Schall)Wellen oder Strahlung in die Umwelt. Das Spektrum an möglichen Emissionen ist also sehr breit, angefangen von natürlichen Prozessen wie beim Sumpfgas über Musik per Schallwellen aus einem Lautsprecher oder Funkwellen für Smartphone & Co. bis zu Abgasen im Verkehr oder in Gewässer eingeleitete Schadstoffe. Dabei wird grundsätzlich zwischen natürlichen und menschlich verursachten Emissionen unterschieden. •    Natürliche Emissionen: Pflanzen emittieren Pollen, Vulkane verschiedene Gase wie Schwefeldioxid (SO2), Sümpfe sondern ebenso wie Kühe und andere Pflanzenfresser Methan (CH4) ab, manche Gesteine geben Radioaktivität in die Umwelt ab. Dies sind nur einige Beispiele für natürliche Emissionen. •    Menschlich verursachte Emissionen: Diese Emissionen werden auch als anthropogen (vom Menschen verursacht) bezeichnet. Seit Jahrzehnten kommt ihnen eine zunehmende Bedeutung beim Umweltschutz zu. Dabei kann es sich um vielfältige Emissionen handeln, wie sie zur Verschmutzung und Versauerung der Meere oder zum Plastikmüll in den Ozeanen führen. Es ist ein wesentliches Ziel des Umweltschutzes, schädliche Emissionen zu reduzieren oder gänzlich abzustellen. Der Treibhauseffekt und CO2: Beim Klimaschutz wird vor allem vom Treibhauseffekt und der notwendigen Reduktion des Spurengases CO2 in der Atmosphäre gesprochen. Wir schauen uns genauer an, was CO2 ist und welche Rolle es beim Treibhauseffekt spielt.

•   Das Spurengas CO2: CO2 ist ein sogenanntes Spurengas. Es ist unsichtbar, geruchlos, ungiftig und kommt in unserer Atmosphäre in sehr geringen Anteilen vor. Sein Anteil wird in „parts per million“ (ppm) gemessen. Das beschreibt also, wie viele Anteile CO2 auf eine Million Anteile aller Stoffe in der Atmosphäre kommen. Aktuell hat CO2 einen Anteil von 400 ppm, auf eine Million Teile in der Atmosphäre kommen also 400 Teile CO2. Anders geschrieben, beträgt der Anteil von CO2 in der Atmosphäre 0,04 %. Der Anteil an CO2 hat seit dem Jahr 1750 von 280 ppm auf aktuell ca. 400 ppm zugenommen. Für diese Zunahme wird in vielen Darstellungen der Einfluss des Menschen als Ursache gesehen. Man geht heute davon aus, dass die menschlich verursachten CO2-Emissionen ca. 3 % der gesamten CO2-Emissionen betragen, die natürlichen liegen bei ca. 97 %. Ob und wie genau der menschlich verursachte Anteil die Zunahme des CO2-Anteils in der Atmosphäre beeinflusst, ist heute Gegenstand der wissenschaftlichen Forschung. CO2 ist ein Grundstoff der Photosynthese, bei der Pflanzen CO2 und Wasserstoff mit Hilfe der Energie aus dem Sonnenlicht in Sauerstoff und Stärke umwandeln. Das passiert sowohl bei Pflanzen und Bäumen auf dem Festland als auch bei Algen in den Weltmeeren und Binnengewässern. Die Photosynthese ist der grundlegende Prozess für alles Leben auf der Erde. Nur durch die Photosynthese kann die Energie des Sonnenlichts in chemisch gebundene Energie, also Nährstoffe für Pflanzen umgewandelt werden. Die Photosynthese produziert die energiereichen Stoffe sowohl für den Stoffwechsel der Pflanzen selbst und stellt gleichzeitig den Sauerstoff für die Atmosphäre bereit. CO2 zählt allerdings auch zu den Treibhausgasen, die sich in der Atmosphäre anreichern und für den Treibhauseffekt sorgen. •   Der Treibhauseffekt: Der Treibhauseffekt soll an dieser Stelle sehr einfach und verständlich erklärt werden. Der natürliche Treibhauseffekt ist ebenso eine wichtige Grundlage für das Leben auf der Erde. Die durchschnittliche Temperatur auf der Erdoberfläche liegt heute bei +15°C, ohne den Treibhauseffekt würde sie bei -18°C liegen. Er funktioniert wie folgt: Die Sonnenstrahlen treffen als kurzwellige Strahlen auf die Erde und dringend fast ungehindert durch die Erdatmosphäre. Wenn die kurzwelligen Strahlen auf die Erde treffen, wird ein Teil aufgenommen (absorbiert) und ein Teil wieder an die Atmosphäre zurückgegeben (reflektiert). Die reflektierten Sonnenstrahlen werden dabei in langwellige Wärmestrahlen umgewandelt, die in der Atmosphäre zum Teil gebunden werden. Teilweise werden sie durch Wolken und Nebel auf die Erde zurückgelenkt, wobei die Erdoberfläche zusätzlich erwärmt wird, teils wird ihre Energie in den Spurengasen der Atmosphäre gebunden und später durch diese freigegeben – auch das sorgt für eine Erwärmung der Erdoberfläche. Ein Teil der Strahlen wird auch wieder aus der Atmosphäre ins Weltall abgegeben. Für unsere Betrachtung sind insbesondere die Spurengase in der Erdatmosphäre interessant. Sie lassen die kurzwelligen Strahlen aus dem Weltall relativ ungehindert Richtung Erde passieren, binden aber einen Teil der Energie der von der Erdoberfläche reflektierten langwelligen Strahlung und setzen diese als Wärmeenergie wieder frei. Wasserstoff macht gut zwei Drittel der gesamten Erdatmosphäre aus und hat von allen Treibhausgasen die stärkste Wirkung. Da Wasserstoff rein natürlicher Ursache ist, lässt sich sein Gehalt kaum beeinflussen. Weitere Spurengase sind vergleichsweise wirksamer und deshalb auch bei geringerer Konzentration von Bedeutung für den Treibhauseffekt. Zu ihnen zählen CO2 (Kohlendioxid), CH4 (Methan) und N2O (Stickstoffoxid), die allesamt durch technische Entwicklungen der Menschheit und die Zunahme der Weltbevölkerung vermehrt in die Atmosphäre abgegeben werden. Man bezeichnet dies auch als zusätzlichen anthropogenen (menschlich verursachten) Treibhauseffekt. Die Zunahme dieser als klimarelevant eingestuften Spurengase gestaltet sich wie folgt: 2016       um         Zunahme Gas    Quellen                                Senken 1750       2015 - 2016 CO2    Verbrennung und Zersetzung             Aufnahme durch die          403,3      ~ 278      3,3 ppm organischer Substanz, …                Vegetation und die          ±0,1       ppm Ozeane                      ppm CH 4   Sümpfe, Reisanbau, Lecks bei           Reaktion mit OH             1853,0     ~ 722      9,0 ppb der Gasförderung, Verbrennung,                                     ±1 ppb     ppb … NO 2     Kunstdüngereinsatz,                    Photolyse in der            328,9      ~ 270      0,8 ppb Verbrennung, …                         Stratosphäre                ±0,1 ppb   ppb Datenquelle: WMO Greenhouse Gas Bulletin

•   Ein Großteil der Wissenschaft geht davon aus, dass eine stärkere Konzentration von Spurengasen wie CO2 eine Erwärmung der Erdoberfläche nach sich zieht. In der Übersicht ist zu sehen, dass CO2 (angegeben in parts per million) deutlich stärker als die anderen zwei Spurengase (angegeben in parts per billion) vorkommt und deshalb beim Treibhauseffekt auch als klimarelevanter betrachtet wird. Seinen Namen hat der Effekt tatsächlich in Anlehnung an Treibhäuser erhalten, die kurzwelliges Licht durch die Glasscheiben hindurchlassen und das reflektierte langwellige Licht zum Teil durch das Glasgehäuse zurücklenken. Wer schon einmal im Sommer in einem Gewächshaus war, wird den resultierenden Temperaturanstieg bestätigen. •   CO2-Emissionen: Die menschlich verursachten CO2-Emissionen machen etwa 3 % der gesamten CO2- Emissionen auf der Welt aus, 97 % sind also natürlichen Ursprungs. Sie werden durch die Weltmeere, Vulkane und diverse andere natürliche Vorgänge dreigesetzt. Weltweite Statistiken findet man vor allem zu energiebedingten CO2-Emissionen. Eine aktuelle Statistik weist eine Zunahme dieser weltweiten CO2-Emissionen von ca. 21 Milliarden Tonnen im Jahr 1990 auf knapp 34 Milliarden Tonnen im Jahr 2017 aus. Die CO2-Emissionen Deutschlands haben sich dagegen von ca. 1 Milliarde Tonnen im Jahr 1990 auf derzeit ca. 800 Millionen Tonnen verringert. 3. Die Sektoren in Deutschland CO2-Emissionen erfolgen in verschiedenen Bereichen verstärkt. Diskutiert wird in der deutschen Öffentlichkeit meist der CO2-Ausstoß der Energiewirtschaft, vornehmlich der Kohlekraftwerke. Grundsätzlich gibt es fünf verschiedene Bereiche in der deutschen Volkswirtschaft, die maßgeblich CO2 emittieren. Sie werden hier kurz dargestellt.