William D. Nordhaus: Können wir Kohlendioxid kontrollieren?
(Erschienen im Juni 1975 bei IIASA – Internationales Institut für Angewandte Systemanalyse, Laxenburg, Österreich)
Einführung
In den vergangenen Jahren war die Sorge über die Kompromisse zwischen Wirtschaftswachstum und Umweltqualität von größter Bedeutung. Der Energiesektor war in hohem Maße Schauplatz der großen Kämpfe. In den meisten Fällen ging es um lokale Umweltprobleme wie Streitigkeiten über die Luft- und Wasserqualität, Atomunfälle und radioaktive Abfälle. Obwohl diese Probleme nicht gelöst worden sind, scheint es, dass als Ergebnis erheblicher technischer Arbeit Techniken existieren (auch wenn der politische Wille nicht vorhanden ist), um die meisten lokalen Umweltprobleme auf ein erträgliches Maß zu reduzieren.
Auf der Tagesordnung bleiben jedoch eine Reihe globaler Umweltprobleme, die wiederum hauptsächlich den Energiesektor betreffen. Insbesondere scheint es, dass die Emissionen von Kohlendioxid, Feinstaub und Abwärme irgendwann in der Zukunft zu erheblichen klimatischen Veränderungen führen können. Davon wird Kohlendioxid wahrscheinlich die erste vom Menschen verursachte Emission sein, die das Klima im globalen Maßstab beeinflusst, mit einem signifikanten Temperaturanstieg bis zum Ende des Jahrhunderts.
Ein kurzer Überblick: Die Verbrennung fossiler Brennstoffe führt zu erheblichen Kohlendioxidemissionen in die Atmosphäre. Die Emissionen verteilen sich durch natürliche Prozesse langsam in die Ozeane, in die Biosphäre und, sehr langsam, in Fossilien. Obwohl dieser Prozess nicht vollständig erforscht ist, gilt es als klar, dass die Verweildauer des Kohlendioxids in der Atmosphäre extrem lang ist, und dass derzeit etwa die Hälfte des industriellen Kohlendioxids in der Atmosphäre verbleibt. Die letztendliche Verteilung des Kohlendioxids zwischen der Atmosphäre und den anderen Senken ist nicht bekannt, aber die Schätzungen des vom Menschen oder von der Industrie erzeugten Kohlendioxids, das asymptotisch in der Atmosphäre verbleibt, liegen zwischen etwa zehn und fünfzig Prozent.
Die Auswirkungen der atmosphärischen Anreicherung von Kohlendioxid sind nicht mit Sicherheit bekannt, aber es wird angenommen, dass es zwei allgemeine Auswirkungen gibt. Die erste und am stärksten verbreitete ist die Auswirkung auf das Klima durch den Treibhauseffekt. Aufgrund der selektiven Filterung der Strahlung wird davon ausgegangen, dass das erhöhte Kohlendioxid zu einer Erhöhung der Oberflächentemperatur des Planeten führt. Jüngste Schätzungen reichen von o,6°C. bis 2,4°C. für den mittleren Temperaturanstieg aufgrund einer Verdoppelung der atmosphärischen Konzentration.
Jüngste Experimente zeigen jedoch, dass die Empfindlichkeit der Temperatur in den Polarregionen viel größer ist als in den unteren Breitengraden. Einfache Modelle führen zu ziemlich dramatischen Schlussfolgerungen über die langfristigen Auswirkungen der Kohlendioxid-Ablagerungen, mit einem raschen Verschwinden des ozeanischen Eises und einem allmählichen Abschmelzen des landbasierten Eises. Letzteres erstreckt sich über einen Zeitraum von einigen tausend Jahren, während Ersteres nach Budyko in einem Zeitraum von nur einem Jahrzehnt auftreten wird. Andere Modelle führen nicht zu solch dramatischen Auswirkungen, zum Teil deshalb, weil sie nicht den vollen Temperatur-Eis-Albedo-Feedback-Mechanismus berücksichtigen.
Der Zweck des vorliegenden Papiers ist nicht, die Möglichkeiten für klimatische Veränderungen zu beschreiben; dies wurde an anderer Stelle sehr detailliert getan. Es sollte angegeben werden, wie die derzeitigen Schätzungen der unkontrollierten Kohlendioxid-Anreicherung und die geschätzte Reaktion darauf aussehen. Nach dem hier verwendeten Modell werden unkontrollierte Wege innerhalb der nächsten fünfzig Jahre zu einem signifikanten Anstieg der Durchschnittstemperatur führen, wobei die Temperaturen in hohen Breitengraden etwa fünfmal so stark ansteigen werden wie der Mittelwert. Der wichtigste sensible Punkt ist kurzfristig das schwimmende arktische Eis. Bei sommerlichen Temperaturanomalien von 4° C wird das Sommereis laut Budyko in vier Jahren verschwinden. Den meisten Studien zufolge würde ein offener arktischer Ozean zu einer dramatischen Veränderung der Niederschlagsmuster sowie der Temperaturmuster führen, wobei die wichtigsten Veränderungen in den hohen Breiten der Nordhalbkugel auftreten. Abgesehen von diesem ziemlich scharfen und unmittelbaren Ergebnis sind die anderen Auswirkungen erhöhter Konzentrationen entweder weniger diskontinuierlich oder wirken viel langsamer.
Budyko argumentiert, dass eine fünfzigprozentige Erhöhung des Kohlendioxids zum Abschmelzen des landgestützten Eises führen würde, wodurch der Pegel der Ozeane auf bis zu 80 Meter ansteigen und sich die globale Temperatur dramatisch erwärmen würde – wobei die Erwärmung letztlich in der Größenordnung von 5° C liegen würde, wenn alle Rückkopplungseffekte stattgefunden haben. Diese Ergebnisse sind mit ziemlicher Sicherheit extrem langsam, verteilt über einen Zeitraum von etwa 5000 Jahren, so dass die Möglichkeit einer solchen Erwärmung wahrscheinlich stark vernachlässigt werden sollte. Die Folgen dieser Veränderungen für die menschlichen Belange sind von Unsicherheit geprägt. Es ist unwahrscheinlich, dass vor dem Ende des Jahrhunderts dramatische, globale Veränderungen eintreten werden – dramatische Veränderungen wie die Veränderungen des Meeresspiegels werden viel langsamer auftreten. Andererseits ist es möglich, dass eine große Umverteilung der Niederschläge innerhalb eines relativ kurzen Zeitraums stattfindet.
Die beschriebene Verknüpfung von Energie, Klima und Mensch kann als die Auswirkungen einer unkontrollierten Entwicklung gesehen werden – d.h. einer Entwicklung, bei der sich das Energiesystem und die Kohlendioxidemissionen einfach auf der Grundlage wirtschaftlicher Kräfte und ohne Berücksichtigung der Rückkopplung von Kohlendioxid auf Klima und Mensch entwickeln. Anders ausgedrückt: Die Externalitäten von Kohlendioxid werden ignoriert. Wenn dieser Weg – aus den oben genannten Gründen – nicht akzeptabel ist, dann müssen wir die Alternativen in Betracht ziehen.
Folgt: Vier Ansätze zur CO2-Kontrolle – von Nichtstun bis negativen Emissionen