Emissionsszenarien

Emissionsszenarien für Treibhausgase sind das erste Glied der Modellkette zur Abschätzung der zukünftigen Klimawandelfolgen und werden vom sogenannten Weltklimarat, dem Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) veröffentlicht. Sie zeigen die Mengen an Treibhausgasen auf, die die Menschheit zukünftig möglicherweise emittiert. Es gibt unterschiedliche Herangehensweisen für deren Ableitung: Derzeitig gängiges Verfahren sind die SRES-Szenarien aus dem 4. IPCC-Sachstandsbericht. Zur Vorbereitung des 5. IPCC-Sachstandsberichtes (Veröffentlichung geplant 2013/14) wurden neue Szenarien (RCP-Szenarien) entwickelt, die auf anderen Grundannahmen basieren.

Die SRES-Emissionszenarien ("Special Report on Emission Scenarios") gründen jeweils auf sogenannten Modellgeschichten zur weiteren Entwicklung der Menschheit, in die z.T. sehr unterschiedliche Annahmen zu ökonomischen, sozialen und politischen Entwicklungen einfließen. Aus den Modellgeschichten wurden darauf folgend Emissionen von CO2, Methan und anderen Treibhausgasen (THG) abgeleitet. Insgesamt wurden 40 Szenarien gebildet, die sich, entsprechend ihrer grundlegenden klimapolitischen Ausrichtung, zu sogenannten Szenarien-Familien gruppieren lassen.

Die 4 SRES-Szenario-Familien. Erläuterung im nachfolgenden Text SRES-Szenario-Familien und deren sozioökonomische Grundannahmen

A1 Eine Welt mit schnellem Wirtschaftswachstum und schneller Einführung neuer Technologien.
A2 Eine heterogene Welt mit einem Schwerpunkt auf traditionellen Werten (family values and local traditional.
B1 Eine sich vom Materialismus abwendende Welt und die Einführung sauberer Technologien.
B2 Eine Welt mit Schwerpunkt auf lokalen Lösungen für ökonomische und ökologische Nachhaltigkeit.

Prognosen für die Veränderungen der SRES-Szenario-Familien bis 2100: Mit Ausnahme von B1 (Rückläufig) haben alle anderen steigende Tendenz Bild vergrössern Zukünftige Entwicklung der menschlich verursachten CO2-Emissionen, berechnet auf Grundlage der SRES-Szenarien. Die Emissionen sind in Gigatonnen Kohlenstoff (C) pro Jahr umgerechnet. (Datenquelle: Special report on Emission scenarios IPCC 2007)

Wichtigste anthropogene Treibhausgase und deren wesentliche Emissionsquellen:

Kohlenstoffdioxid (CO2)
durch Verbrennung fossiler Brennstoffe

Methan (CH4)
durch Reisanbau, Viehzucht, Müllfäulnis

Distickstoffoxid (N2O)
durch landwirtschaftliche Düngung, Güllelagerung, Verkehr

Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW)
durch industrielle Produktionsprozesse, Kühlgeräte, Spraydosen, Kühlschränke

Ein großer Teil der zur Verfügung stehenden und derzeit am Bayerischen Landesamt für Umwelt betrachteten Klimaprojektionen basieren überwiegend auf dem Emissionsszenario A1B.
Dieses Szenario liegt innerhalb der Szenarienfamilie A1 mit sehr raschem Wirtschaftswachstum einer Mitte des 21. Jahrhunderts kulminierenden und danach rückläufigen Weltbevölkerung, und rascher Einführung neuer und effizienterer Technologien. Der Schwerpunkt des Szenarios A1B liegt auf einer zukünftig weltweit ausgeglichenen Nutzung von fossilen und nicht-fossilen Brennstoffen. Bis 2050 spiegelt dieses Emissionsszenario eine eher mittlere Entwicklung der Emissionen gegenüber den zusätzlich verfügbaren Szenarien A2 und B1 wieder.

Der Nachteil der SRES-Szenarien besteht darin, dass die zugrundeliegenden sozioökonomischen Annahmen nur schwer oder überhaupt nicht vorhersagbar sind. Die neu entwickelten RCP-Szenarien ("Representative concentration pathway") gehen daher nicht mehr von einer vermutlichen Menschheitsentwicklung und deren Emissionen aus. Stattdessen definieren sie direkt mehrere festgelegte abgestufte Energiezunahmen (Strahlungsantrieb), welche die Erde durch die Verstärkung des Treibhauseffekts bekommen könnte. Der Strahlungsantrieb ist damit ein Maß für die zusätzliche Erwärmung, die durch verschiedene Faktoren, wie z.B. CO2-Emissionen, zum natürlichen Wärmehaushalt der Erde hinzukommt. Aus den Strahlungsantrieben werden die notwendigen Größen zum Antrieb von Klima- und Erdsystem-Modellen abgeleitet. Derzeit erarbeitet die Wissenschaftsgemeinschaft eine Bandbreite von sozioökonomischen Szenarien über die mögliche Menschheitsentwicklung und deren Emissionen, die zu den vorgegebenen Strahlungsantrieben passen könnte.

Nachfolgend eine Übersicht über RCP-Szenarien (verändert nach van Vuuren et al. 2011).

Übersicht über RCP-Szenarien (verändert nach van Vuuren et al. 2011)
Szenario Beschreibung
RCP 2.6 steigender Strahlungsantrieb bis etwa 3 W/m2 (etwa 490 ppm CO2eq) vor 2100 und dann ein Sinken bis 2,6 W/m2 (etwa 490 ppm CO2eq) bis 2100
RCP 4.5 steigender Strahlungsantrieb bis zu 4,5 W/m2 (etwa 650 ppm CO2eq) und eine Stabilisierung nach 2100
RCP 6 steigender Strahlungsantrieb bis zu 6 W/m2 (etwa 850 ppm CO2eq) und eine Stabilisierung nach 2100
RCP 8.5 steigender Strahlungsantrieb bis zu 8,5 W/m2 (etwa 1.370 ppm CO2eq) bis 2100

RCP-Szenarien (menschlich verursachte zusätzliche Strahlungsantriebe) sowie daraus abgeleitete Verläufe von CO2-Emissionen; grau hinterlegt sind die Verläufe der SRES-Szenarien (Datenquellen: RCP database, IPCC 2007).

Kurven von RCP- und SRES-Szenarien werden gegenübergestellt: alle Kurven des Strahlungsantriebs steigen an, wobei sich die Kurven von RCP2.6, RCP4.5 und B1 gegen Ende des Jahrhunderts abflachen. Die Kurven der CO2-Emissionen sinken für diese drei Szenarien Bild vergrössern RCP-Szenarien (menschlich verursachte zusätzliche Strahlungsantriebe) sowie daraus abgeleitete Verläufe von CO2-Emissionen