Sollte die Energiewende ein Umwelt-, ein Ressourcen- oder ein Klimathema sein?

IF 1.5 4区 工程技术 Q3 ENGINEERING, CHEMICAL
Dr. Otto Machhammer
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Abstract

Liebe Leserinnen und Leser, um diese Frage zu beantworten, muss man sich meines Erachtens vorher klar werden, ob es sich bei den einzelnen Themen um eine Aufgabenstellung oder eine Problemstellung handelt. Per definitionem ist bei einer Aufgabenstellung der Lösungsweg bekannt. Eine Problemstellung hingegen ist eine unerwünschte Abweichung einer Ist- von einer Soll-Situation. Der Lösungsweg zur Reduzierung der Abweichung ist dabei (noch) nicht bekannt.

Fangen wir mit der Umwelt an: Egal, ob die Umweltbelastung durch Wasser- oder Luftverschmutzung oder durch Oberflächenversiegelung entsteht – sie zu reduzieren ist eine Aufgabe, die die Menschheit meistern kann – wenn sie will. Auch die Schonung begrenzter Ressourcen, wie z. B. der fossilen Energieträger, ist nach oben getroffener Definition eine Aufgabenstellung, weil wir wissen, was wir dafür tun müssen.

Der Klimawandel ist jedoch ein Problem. Das Klima ist ein hochkomplexes System mit Rückkopplungen und Einflüssen, von denen einige heute noch ungenügend bekannt sind. So ist z. B. das Wissen über die Wechselwirkung von Wolken, Aerosolen und Sonneneinstrahlung auf die Atmosphäre noch lückenhaft. Der kürzlich gestartete Erdbeobachtungssatellit „Earthcare“ soll dazu neue Daten liefern.

Nach heutiger Lehrmeinung ist hauptsächlich die steigende Konzentration an Treibhausgasen – vorwiegend CO2 – in der Atmosphäre der Haupttreiber für den Klimawandel. Um dem Problem Klimawandel Herr zu werden, wurden deshalb CO2-Ziele vereinbart.

Doch treten wir einmal zur Seite und betrachten die Dinge von außen: Wie stark sich ein einzelner Einflussparameter auf ein komplexes, rückgekoppeltes System auswirkt, kann nur in Vergleichsversuchen ermittelt werden. Um also zu wissen, wie sich z. B. eine Veränderung der CO2-Konzentration zukünftig auf den Klimawandel auswirken wird, bräuchten wir eine Vergleichserde, auf der alles völlig identisch ist wie auf der Unsrigen und müssten dann das Geschehen im Zeitraffer beobachten können, wenn man auf der Vergleichserde lediglich die CO2-Konzentration verändert.

Diese Vergleichserde gibt es leider nicht. So sind wir allein auf die Klimamodelle angewiesen. Die Klimamodelle können aber nur die bekannten Effekte berücksichtigen. Nehmen wir z. B. die Ergrünung der Sahelzone aufgrund des Klimawandels. Dieser Vorgang kann mit entsprechend hoher Rechnerleistung gut simuliert werden. Diese Simulationen konnten aber erst dann angestellt werden, nachdem man dieses Phänomen beobachtet hatte.

All das sollten wir uns vor Augen halten, wenn wir unsere Zukunft positiv gestalten wollen. Ohne Zweifel müssen wir von der Verbrennung fossiler Energieträger wegkommen, schon allein deshalb, weil sie begrenzt sind. Egal ob man die Energiewende als Lösung für die Ressourcenbegrenztheit oder für das Klimaproblem sieht – in beiden Fällen kommt man zu den gleichen Anforderungen an neue Technologien.

Meiner Meinung nach sollte die Energiewende durch die Ressourcenbegrenztheit gesteuert werden. Daraus abgeleitete Aufgabenstellungen für die Energiewende sind lösbar. Aufgrund des dann geringeren Zeitdrucks könnten wir die Umsetzung besser abstimmen und die erforderlichen finanziellen Mittel dafür leichter generieren. So sollte man die E-Mobilität und die Wasserstoffwirtschaft zum Beispiel nur so schnell hochfahren, wie dafür auch genug grüner Strom und Wasserstoff sowie die entsprechenden Netze inklusive notwendiger Speicher verfügbar sind. Beiträge in diesem Heft beschäftigen sich mit diesen Themen.

Abstract Image

能源转型应该是环境、资源还是气候问题?
亲爱的读者们,为了回答这个问题,我认为首先必须澄清个别题目是任务还是问题。顾名思义,问题的解决方案是已知的。而问题则是实际情况与目标情况之间的不理想偏差。让我们从环境开始:无论环境影响是由水污染、空气污染还是地表密封造成的,只要人类愿意,就能减少环境影响。根据上述定义,保护化石燃料等有限资源也是一项任务,因为我们知道要做到这一点需要做些什么。气候是一个高度复杂的系统,存在各种反馈和影响因素,其中有些因素至今仍不为人所知。例如,关于云、气溶胶和太阳辐射对大气层的相互作用的知识仍不完整。根据目前的科学观点,大气中温室气体(主要是二氧化碳)浓度的增加是气候变化的主要驱动因素。因此,为了解决气候变化问题,人们已经商定了二氧化碳目标,但让我们退后一步,从外部来看待问题:单一影响参数对复杂的反馈系统的影响程度只能通过比较实验来确定。因此,要想知道二氧化碳浓度的变化会对未来的气候变化产生怎样的影响,我们需要一个参照地球,在这个地球上,一切都与我们的地球完全相同,然后我们必须能够观察到,如果我们只改变参照地球上的二氧化碳浓度,在快速运动中会发生什么。因此,我们只能完全依赖气候模型。然而,气候模型只能考虑已知的影响。以气候变化导致萨赫勒地区绿化为例。这一过程可以很好地模拟,计算机性能也相应较高。然而,这些模拟只能在观测到这一现象之后才能进行,如果我们想要积极地塑造我们的未来,就应该牢记这一切。毫无疑问,我们需要摒弃燃烧化石燃料的做法,哪怕只是因为化石燃料是有限的。无论您是将能源转型视为解决资源限制还是气候问题的方案--在这两种情况下,最终都会对新技术提出相同的要求。在我看来,能源转型应该以资源限制为驱动力,由此产生的能源转型任务是可以解决的。由于时间压力减少,我们可以更好地协调实施工作,更容易获得必要的财政资源。例如,只有在有足够的绿色电力和氢气,以及相应的电网(包括必要的存储设施)的情况下,才能加快电动汽车和氢经济的发展。本期文章涉及这些主题。
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来源期刊
Chemie Ingenieur Technik
Chemie Ingenieur Technik 工程技术-工程:化工
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3-6 weeks
期刊介绍: Die Chemie Ingenieur Technik ist die wohl angesehenste deutschsprachige Zeitschrift für Verfahrensingenieure, technische Chemiker, Apparatebauer und Biotechnologen. Als Fachorgan von DECHEMA, GDCh und VDI-GVC gilt sie als das unverzichtbare Forum für den Erfahrungsaustausch zwischen Forschern und Anwendern aus Industrie, Forschung und Entwicklung. Wissenschaftlicher Fortschritt und Praxisnähe: Eine Kombination, die es nur in der CIT gibt!
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