Der Sonderbericht über Emissionsszenarien ( SRES ) ist ein Bericht des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen (IPCC), der im Jahr 2000 veröffentlicht wurde. Die darin beschriebenen Treibhausgasemissionsszenarien wurden für Prognosen möglicher zukünftiger Klimaänderungen verwendet . Die SRES-Szenarien, wie sie oft genannt werden, fanden Anwendung im Dritten Sachstandsbericht (TAR) des IPCC aus dem Jahr 2001 und im Vierten Sachstandsbericht (AR4) des IPCC aus dem Jahr 2007. Die SRES-Szenarien wurden entwickelt, um einige Aspekte der IS92-Szenarien zu verbessern, die im vorherigen Zweiten Sachstandsbericht des IPCC von 1995 verwendet worden waren. [ 1 ] Die SRES-Szenarien sind Basisszenarien (oder Referenzszenarien), d. h., sie berücksichtigen keine aktuellen oder zukünftigen Maßnahmen zur Begrenzung von Treibhausgasemissionen (z. B. das Kyoto-Protokoll zum Rahmenübereinkommen der Vereinten Nationen über Klimaänderungen ). [ 2 ]

Die Emissionsprognosen der SRES-Szenarien sind im Großen und Ganzen mit den von der wissenschaftlichen Gemeinschaft entwickelten Basisszenarien vergleichbar. [ 3 ] Die SRES-Szenarien decken jedoch nicht die gesamte Bandbreite möglicher Zukunftsszenarien ab: Die Emissionen können sich weniger stark oder stärker verändern als in den Szenarien angenommen. [ 4 ]

SRES wurde im fünften Sachstandsbericht des IPCC im Jahr 2014 durch die Representative Concentration Pathways (RCPs) ersetzt .

Es gab zahlreiche Kommentare zum SRES. Er wurde als „wesentlicher Fortschritt gegenüber früheren Szenarien“ bezeichnet. [ 5 ] Gleichzeitig wurde der SRES jedoch auch kritisiert. [ 6 ] Die prominenteste Kritik am SRES bezog sich darauf, dass alle bis auf ein Modell das Bruttoinlandsprodukt (BIP) der Regionen anhand von Marktwechselkursen (MER) verglichen, anstatt den korrekteren Ansatz der Kaufkraftparität (KKP) zu verwenden. [ 7 ]

Zweck

Die vier SRES -Szenariofamilien [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] des Vierten Sachstandsberichts im Vergleich zur prognostizierten globalen durchschnittlichen Erwärmung der Erdoberfläche bis 2100
AR4 (Zusammenfassung; PDF)Mehr wirtschaftlicher FokusMehr Fokus auf Umweltthemen
Globalisierung (homogene Welt)A1 schnelles Wirtschaftswachstum (Gruppen: A1T; A1B; A1Fl) 1,4 − 6,4 °CB1 Globale ökologische Nachhaltigkeit 1,1 − 2,9 °C
Regionalisierung (heterogene Welt)A2 regional orientierte Wirtschaftsentwicklung 2,0 − 5,4 °CB2 Lokale ökologische Nachhaltigkeit 1,4 − 3,8 °C

Da Klimaprognosen stark von zukünftigen menschlichen Aktivitäten abhängen, werden Klimamodelle anhand verschiedener Szenarien berechnet. Es gibt 40 unterschiedliche Szenarien, die jeweils unterschiedliche Annahmen zu zukünftigen Treibhausgasemissionen, Landnutzung und anderen Einflussfaktoren treffen. Für jedes Szenario werden daher Annahmen zur zukünftigen technologischen und wirtschaftlichen Entwicklung getroffen. Die meisten Szenarien beinhalten einen Anstieg des Verbrauchs fossiler Brennstoffe ; einige Varianten des Szenarios B1 gehen von einem geringeren Verbrauch im Jahr 2100 als im Jahr 1990 aus. [ 11 ] Das globale BIP wird in den Emissionsszenarien insgesamt um das 5- bis 25-Fache wachsen.

Diese Emissionsszenarien sind in Familien unterteilt, die Szenarien enthalten, die sich in gewisser Hinsicht ähneln. Die Prognosen des IPCC-Sachstandsberichts für die Zukunft werden häufig im Kontext einer spezifischen Szenarienfamilie erstellt.

Laut IPCC gelten alle SRES-Szenarien als „neutral“. [ 12 ] Keines der SRES-Szenarien prognostiziert zukünftige Katastrophen oder Unglücke wie Kriege und Konflikte und/oder einen Umweltkollaps . [ 12 ]

Die Szenarien werden vom IPCC nicht als gute oder schlechte Wege der künftigen sozialen und wirtschaftlichen Entwicklung beschrieben. [ 13 ]

Szenariofamilien

Szenariofamilien umfassen einzelne Szenarien mit gemeinsamen Themen. Die sechs im Dritten Sachstandsbericht (TAR) und Vierten Sachstandsbericht (AR4) des IPCC behandelten Szenariofamilien sind A1FI, A1B, A1T, A2, B1 und B2.

Der IPCC hat nicht festgestellt, dass eines der SRES-Szenarien wahrscheinlicher sei als andere; daher stellt keines der SRES-Szenarien eine „bestmögliche Schätzung“ zukünftiger Emissionen dar. [ 14 ]

Die Szenariobeschreibungen basieren auf denen in AR4, die mit denen in TAR identisch sind. [ 15 ]

A1

Die A1-Szenarien beschreiben eine stärker integrierte Welt. Die A1-Szenariofamilie zeichnet sich durch Folgendes aus:

  • Schnelles Wirtschaftswachstum.
  • Eine Weltbevölkerung, die im Jahr 2050 neun Milliarden erreicht und dann allmählich abnimmt.
  • Die rasche Verbreitung neuer und effizienter Technologien.
  • Eine konvergierende Welt – Einkommen und Lebensweise gleichen sich zwischen den Regionen an. Weitreichende soziale und kulturelle Interaktionen weltweit.

Die A1-Familie lässt sich anhand ihres technologischen Schwerpunkts in Untergruppen unterteilen:

  • A1FI – Schwerpunkt auf fossilen Brennstoffen (Fossil Intensiv).
  • A1B - Ausgewogene Berücksichtigung aller Energiequellen.
  • A1T - Schwerpunkt auf nicht- fossilen Energiequellen .....

A2

Die A2-Szenarien beschreiben eine stärker gespaltene Welt. Die A2-Szenariofamilie zeichnet sich durch Folgendes aus:

  • Eine Welt unabhängig agierender, autarker Nationen.
  • Ständig wachsende Bevölkerung.
  • Regional ausgerichtete Wirtschaftsentwicklung.
  • Hohe Emissionen

B1

Die B1-Szenarien beschreiben eine stärker integrierte und umweltfreundlichere Welt. Die B1-Szenarien zeichnen sich durch Folgendes aus:

  • Schnelles Wirtschaftswachstum wie in A1, jedoch mit raschen Veränderungen hin zu einer Dienstleistungs- und Informationswirtschaft.
  • Die Bevölkerung steigt bis 2050 auf 9 Milliarden und sinkt dann wie in A1 beschrieben.
  • Reduzierung des Materialverbrauchs und Einführung sauberer und ressourcenschonender Technologien.
  • Schwerpunkt auf globalen Lösungen für wirtschaftliche, soziale und ökologische Stabilität.

B2

Die B2-Szenarien beschreiben eine stärker gespaltene, aber ökologisch umweltfreundlichere Welt. Die B2-Szenarien zeichnen sich durch Folgendes aus:

  • Die Bevölkerung wächst stetig, jedoch langsamer als in A2.
  • Schwerpunkt auf lokalen statt globalen Lösungen für wirtschaftliche, soziale und ökologische Stabilität.
  • Mittlere Stufen der wirtschaftlichen Entwicklung.
  • Der technologische Wandel verläuft weniger schnell und fragmentierter als in A1 und B1.

SRES-Szenarien und Klimaschutzinitiativen

Während einige Szenarien von einer umweltfreundlicheren Welt ausgehen als andere, beinhaltet keines klimaspezifische Initiativen wie das Kyoto-Protokoll . [ 16 ]

Atmosphärische Treibhausgaskonzentrationen

Siehe Bildunterschrift
Prognostizierte Veränderungen der atmosphärischen Konzentrationen der drei Treibhausgase Kohlendioxid ( chemische Formel : CO₂ ), Methan (CH₄ ) und Lachgas (N₂O ) im Laufe des 21. Jahrhunderts . Diese Prognosen der US-Umweltschutzbehörde (EPA) basieren auf den Emissionsszenarien des SRES. [ 17 ]

Die SRES-Szenarien wurden verwendet, um zukünftige atmosphärische Treibhausgaskonzentrationen zu prognostizieren. Gemäß den sechs beispielhaften SRES-Szenarien prognostiziert der Dritte Sachstandsbericht des IPCC (2001) [ 18 ] die atmosphärische Konzentration von Kohlendioxid ( CO₂).2Die CO₂-Konzentration wird im Jahr 2100 auf 540 bis 970 ppm geschätzt . Diese Schätzung berücksichtigt Unsicherheiten hinsichtlich der zukünftigen CO₂-Entnahme aus der Atmosphäre durch CO₂-Senken sowie hinsichtlich zukünftiger Veränderungen der Biosphäre und Rückkopplungen im Klimasystem. Aufgrund dieser Unsicherheiten liegt die prognostizierte Gesamtkonzentration zwischen 490 und 1260 ppm. [ 18 ] Zum Vergleich: Die vorindustrielle Konzentration (im Jahr 1750) betrug etwa 280 ppm, die Konzentration im Jahr 2000 etwa 368 ppm.

Die US-Umweltschutzbehörde (EPA) hat ebenfalls Prognosen zu künftigen atmosphärischen Treibhausgaskonzentrationen auf Basis der SRES-Szenarien erstellt. [ 17 ] Diese Prognosen sind gegenüberliegend dargestellt und unterliegen den bereits beschriebenen Unsicherheiten hinsichtlich der künftigen Rolle von Kohlenstoffsenken und Veränderungen der Biosphäre der Erde.

Beobachtete Emissionsraten

Zwischen den 1990er und 2000er Jahren stieg die Wachstumsrate der CO₂ - Emissionen aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe und industriellen Prozessen (McMullen und Jabbour, 2009, S. 8). [ 19 ] Die Wachstumsrate betrug von 1990 bis 1999 durchschnittlich 1,1 % pro Jahr.

Zwischen 2000 und 2009 stieg der CO₂- Ausstoß.2Die Emissionen aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe stiegen im Durchschnitt um 3 % pro Jahr und übertrafen damit das in 35 der 40 SRES-Szenarien geschätzte Wachstum (34, wenn der Trend anhand von Endpunkten anstatt einer linearen Anpassung berechnet wird ). [ 20 ] Die vom Menschen verursachten Treibhausgasemissionen erreichten 2010 einen Rekordwert [ 21 ] – ein Anstieg um 6 % gegenüber 2009, der sogar das im Vierten Sachstandsbericht des IPCC angeführte „Worst-Case“-Szenario übertraf .

Ansichten und Analysen

MER und PPP

Die SRES-Szenarien wurden von Ian Castles und David Henderson kritisiert . [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] Kern ihrer Kritik war die Verwendung von Marktwechselkursen (MER) für internationale Vergleiche anstelle des theoretisch bevorzugten Kaufkraftparitätswechselkurses (KKP) , der Kaufkraftunterschiede korrigiert. [ 25 ] Der IPCC wies diese Kritik zurück. [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]

Die Positionen in der Debatte lassen sich wie folgt zusammenfassen. Die SRES-Szenarien, die auf Basis des MER-Modells erstellt wurden, überschätzen die Einkommensunterschiede zwischen Vergangenheit und Gegenwart und das zukünftige Wirtschaftswachstum in Entwicklungsländern. Dies führt, so argumentierten Castles und Henderson ursprünglich, zu einer Überschätzung der zukünftigen Treibhausgasemissionen. Die Klimaprognosen des IPCC wären demnach zu hoch ausgefallen.

Der Unterschied im Wirtschaftswachstum wird jedoch durch einen Unterschied in der Energieintensität kompensiert. Manche vertreten die Ansicht, dass sich diese beiden gegenläufigen Effekte vollständig aufheben [ 29 ] , andere meinen, dies sei nur teilweise der Fall [ 30 ] . Insgesamt dürfte der Wechsel von MER zu PPP nur einen minimalen Einfluss auf die Kohlendioxidkonzentrationen in der Atmosphäre haben [ 31 ] . Castles und Henderson räumten dies später ein und gaben zu, dass sie sich geirrt hatten, als sie die zukünftigen Treibhausgasemissionen deutlich überschätzt hatten [ 32 ] .

Obwohl der globale Klimawandel nicht direkt beeinflusst wird, wurde argumentiert [ 33 ] , dass die regionale Verteilung von Emissionen und Einkommen in einem MER-Szenario und einem PPP-Szenario sehr unterschiedlich ist. Dies hätte Auswirkungen auf die politische Debatte: In einem PPP-Szenario tragen China und Indien einen deutlich geringeren Anteil zu den globalen Emissionen bei. Auch die Anfälligkeit gegenüber dem Klimawandel würde davon beeinflusst : In einem PPP-Szenario wachsen ärmere Länder langsamer und sind stärker von den Auswirkungen betroffen.

Verfügbarkeit fossiler Brennstoffe

Im Rahmen des SRES bewerteten die IPCC-Autoren die potenzielle zukünftige Verfügbarkeit fossiler Brennstoffe für die Energiegewinnung. [ 34 ] Die Annahmen des SRES zur Verfügbarkeit fossiler Brennstoffe basieren größtenteils auf einer Studie von Rogner aus dem Jahr 1997, der ausführlich argumentiert, dass genügend fossile Ressourcen, d. h. Kohlenwasserstoffmoleküle in der Erdkruste, vorhanden seien, um die Produktion theoretisch über einen längeren Zeitraum aufrechtzuerhalten. [ 35 ] [ 36 ]

Die Frage, ob die künftige Verfügbarkeit fossiler Brennstoffe die künftigen Kohlenstoffemissionen begrenzen würde, wurde im Dritten Sachstandsbericht erörtert [ 37 ] . Dieser kam zu dem Schluss, dass eine Begrenzung der fossilen Brennstoffressourcen die Kohlenstoffemissionen im 21. Jahrhundert nicht begrenzen würde [ 37 ] . Die Schätzung der konventionellen Kohlevorräte lag bei rund 1.000 Gigatonnen Kohlenstoff (GtC), mit einer Obergrenze zwischen 3.500 und 4.000 GtC [ 38 ] . Demgegenüber stehen kumulierte Kohlenstoffemissionen bis zum Jahr 2100 von etwa 1.000 GtC im SRES-B1-Szenario und etwa 2.000 GtC im SRES-A1FI-Szenario.

Der Kohlenstoffgehalt nachgewiesener konventioneller Öl- und Gasreserven wurde auf deutlich weniger geschätzt als die kumulativen Kohlenstoffemissionen, die mit einer Stabilisierung der atmosphärischen CO₂-Konzentration auf 450 ppmv oder höher verbunden wären . [  37 ] Der Dritte Sachstandsbericht [ 37 ] legte nahe , dass die zukünftige Zusammensetzung des globalen Energiemixes darüber entscheiden würde, ob die Treibhausgaskonzentrationen im 21. Jahrhundert stabilisiert werden oder nicht. Der zukünftige Energiemix könnte stärker auf der Erschließung unkonventioneller Öl- und Gasvorkommen (z. B. Ölsande , Schieferöl , Tight Oil , Schiefergas ) oder stärker auf der Nutzung nicht-fossiler Energiequellen wie erneuerbarer Energien basieren . [ 37 ] Die Prognosen des SRES (Social Energy Standards) gehen von einem Anstieg der gesamten Primärenergieproduktion aus fossilen Brennstoffen um lediglich 50 % gegenüber dem Jahr 2010 in der B1-Gruppe bis zu über 400 % in der A1-Gruppe aus. [ 39 ]

Kritik

Direktes Zitat aus dem Abstract von Wang et al.:

Klimaprognosen basieren auf Emissionsszenarien. Die vom IPCC und von führenden Klimaforschern verwendeten Emissionsszenarien leiten sich größtenteils aus der prognostizierten Nachfrage nach fossilen Brennstoffen ab und berücksichtigen unserer Ansicht nach die wahrscheinlichen Emissionsbegrenzungen aufgrund der Erschöpfung dieser Brennstoffe nicht ausreichend. [ 40 ]

Dieses anhaltende Problem wird seit Langem kritisiert, da viele Annahmen zur Verfügbarkeit fossiler Brennstoffe und zur zukünftigen Produktion bestenfalls optimistisch und schlimmstenfalls unplausibel waren. Die SRES- und RCP-Szenarien wurden dafür kritisiert, dass sie die Ressourcenverfügbarkeit überbewerten und unrealistische Erwartungen an die zukünftige Produktion fossiler Brennstoffe wecken. [ 39 ] [ 41 ] Energie darf nicht als unbegrenzter Input für Wirtschafts- und Klimamodelle betrachtet werden, ohne die physikalischen und logistischen Realitäten der Versorgung zu berücksichtigen. [ 42 ]

Eine kürzlich durchgeführte Metaanalyse der Prognosen für fossile Energieträger, die für Klimawandelszenarien verwendet wurden , identifizierte sogar eine „Rückkehr-zur-Kohle-Hypothese“, da die meisten gängigen Klimaszenarien einen signifikanten Anstieg der weltweiten Kohleproduktion in der Zukunft vorhersagen. [ 43 ] Patzek und Croft (2010, S. 3113) erstellten eine Prognose zur zukünftigen Kohleproduktion und den Kohlenstoffemissionen. [ 44 ] In ihrer Bewertung prognostizierten alle SRES-Szenarien mit Ausnahme der emissionsärmsten viel zu hohe Werte für die zukünftige Kohleproduktion und die Kohlenstoffemissionen (Patzek und Croft, 2010, S. 3113–3114). Ähnliche Ergebnisse wurden in anderen langfristigen Kohleprognosen erzielt. [ 45 ]

In einem Diskussionspapier bezeichnete Aleklett (2007, S. 17) die SRES-Prognosen für den Zeitraum von 2020 bis 2100 als „absolut unrealistisch“. [ 46 ] Laut Alekletts Analyse lagen die Emissionen aus Öl und Gas unter allen SRES-Prognosen, während die Emissionen aus Kohle deutlich unter den meisten SRES-Prognosen lagen (Aleklett, 2007, S. 2).

Bericht des Sonderausschusses

Im Jahr 2005 veröffentlichte der Wirtschaftsausschuss des britischen Oberhauses einen Bericht zur Ökonomie des Klimawandels. [ 47 ] Im Rahmen seiner Untersuchung nahm er Zeugenaussagen zu Kritikpunkten am SRES entgegen. Zu denjenigen, die vor dem Ausschuss aussagten, gehörten Dr. Ian Castles, ein Kritiker der SRES-Szenarien, [ 48 ] und Prof. Nebojsa Nakicenovic , Mitherausgeber des SRES. [49] IPCC- Autor Dr. Chris Hope kommentierte das SRES-A2-Szenario, eines der Szenarien mit höheren Emissionen im SRES. [ 50 ] Hope bewertete und verglich die zusätzlichen Schäden des Klimawandels anhand zweier Versionen des A2-Szenarios. In der einen Version entsprachen die Emissionen den IPCC-Prognosen. In der anderen Version halbierte Hope die vom IPCC prognostizierten Emissionen (d. h. auf 50 % des ursprünglichen A2-Szenarios). In seinem integrierten Bewertungsmodell führen beide Versionen des A2-Szenarios zu nahezu identischen Schätzungen der marginalen Klimaschäden (dem heutigen Wert der Emission einer Tonne CO₂ in die Atmosphäre). Auf dieser Grundlage argumentierte Hope, dass die gegenwärtige Klimapolitik unempfindlich gegenüber der Akzeptanz der Gültigkeit der SRES-Szenarien mit höheren Emissionen sei.

IPCC-Autor Prof. Richard Tol kommentierte die Stärken und Schwächen der SRES-Szenarien. [ 51 ] Seiner Ansicht nach war das A2-SRES-Markerszenario mit Abstand das realistischste. Die britischen Ministerien Defra und HM Treasury argumentierten, dass die Notwendigkeit von Klimaschutzmaßnahmen durch die Kritik von Castles und Henderson an den SRES-Szenarien nicht geschwächt werde. [ 52 ] Sie merkten zudem an, dass andere Organisationen wie die Internationale Energieagentur (IEA ) mit einem weiteren Anstieg der Treibhausgasemissionen rechneten , sofern keine wirksamen Maßnahmen zur Eindämmung des Emissionswachstums ergriffen würden.

Vergleich mit einem Szenario ohne politische Maßnahme

In einem Bericht des MIT Joint Program on the Science and Policy of Global Change verglichen Webster et al. (2008) die SRES-Szenarien mit ihrem eigenen „Null-Politik“-Szenario. [ 53 ] Dieses Szenario geht davon aus, dass die Welt künftig keine Maßnahmen zur Begrenzung der Treibhausgasemissionen ergreift . Die Autoren stellten fest, dass die meisten SRES-Szenarien außerhalb des 90%-Wahrscheinlichkeitsbereichs ihres Null-Politik-Szenarios lagen (Webster et al. , 2008, S. 1). Die meisten SRES-Szenarien stimmten mit Bemühungen zur Stabilisierung der Treibhausgaskonzentrationen in der Atmosphäre überein. Webster et al. (2008, S. 54) merkten an, dass die SRES-Szenarien so konzipiert wurden, dass sie den Großteil der in der wissenschaftlichen Literatur beschriebenen zukünftigen Emissionswerte abdecken . Viele dieser Szenarien gingen vermutlich davon aus, dass zukünftig Maßnahmen zur Stabilisierung der Treibhausgaskonzentrationen ergriffen würden.

Prognosen nach SRES

Im Rahmen des Vierten Sachstandsberichts des IPCC wurde die Literatur zu Emissionsszenarien ausgewertet. Die seit dem SRES veröffentlichten Basisszenarien wiesen eine vergleichbare Bandbreite wie die des SRES auf. [ 54 ] Der IPCC (2007) [ 54 ] stellte fest, dass in den Szenarien nach dem SRES niedrigere Werte für einige Emissionstreiber, insbesondere Bevölkerungsprognosen , verwendet wurden. Allerdings führten Änderungen anderer Treiber, wie beispielsweise des Wirtschaftswachstums , in den ausgewerteten Studien, die neue Bevölkerungsprognosen einbezogen hatten, nur zu geringfügigen Veränderungen der Gesamtemissionswerte.

Folge

Im 2014 veröffentlichten Fünften Sachstandsbericht des IPCC wurden die SRES-Projektionen durch Modelle repräsentativer Konzentrationspfade (RCPs) ersetzt.

Siehe auch

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Quellen