„Verbesserung von Luftqualität und Klimaschutz wichtige Herausforderungen“

Frau Prof. Astrid Kiendler-Scharr

Prof. Astrid Kiendler-Scharr ist Direktorin des Instituts für Energie- und Klimaforschung, IEK-8: Troposphäre am Forschungszentrum Jülich.

Foto: Forschungszentrum Jülich/Ralf-Uwe Limbach

Frau Prof. Kiendler-Scharr, Sie sind Direktorin des Instituts für Energie- und Klimaforschung, Bereich Troposphäre (IEK-8), am Forschungszentrum Jülich. Womit beschäftigen Sie sich derzeit hauptsächlich?

Prof. Astrid Kiendler-Scharr: Das IEK-8 untersucht luftchemische Prozesse und den Zusammenhang zwischen Luftqualität und Klima von regionaler bis zu globaler Ebene. Dazu führen wir experimentelle Untersuchungen der atmosphärischen Selbstreinigung ebenso durch, wie Langzeitbeobachtungen der Atmosphäre, ihrer Variabilität und Trends. Wir erstellen Modellsimulationen der komplexen Chemie und des Transports in der Troposphäre und ihrer Wechselwirkung mit dem Erdsystem. Das verbesserte Prozessverständnis dient der Vorhersage der globalen und regionalen atmosphärischen Zusammensetzung. Schwerpunkte der Forschung sind:

  • Langzeitbeobachtungen der troposphärischen Zusammensetzungsänderung
  • Radikalchemie und atmosphärische Oxidationsprozesse in der unteren Troposphäre
  • Bildung und luftchemische Alterung von Partikeln sowie globale und regionale Auswirkungen atmosphärischer Prozesse auf troposphärische Zusammensetzung und Klima

Wir untersuchen die Änderung der Luftqualität im globalen Wandel. Das heißt, wir untersuchen, welche Folgen haben veränderte Klimabedingungen? Und wie wirken sich Veränderungen durch den Menschen verursachter Emissionen, also die Energiewende und Veränderungen im Mobilitätssektor, auf die Luftqualität aus?

Der Schwerpunkt liegt dabei auf energiebezogenen Emissionen und ihrer Bedeutung für Luftqualität und Klima. Viele Luftschadstoffe beeinflussen den Strahlungshaushalt der Erde und sind somit auch als kurzlebige Klimaschadstoffe (SLCF) von Bedeutung. Dies beinhaltet insbesondere Partikel  – Aerosole/Feinstaub und Ozon sowie deren Vorläufer – und Methan.

Stehen wir in Deutschland im Bereich Klimainnovationen schon gut da?

Kiendler-Scharr: Um das Pariser Klimaabkommen zu erfüllen und die vom Menschen verursachte Erderwärmung deutlich unter zwei Grad zu halten, müssen alle Staaten bis zum Jahr 2050 Netto-Null-Treibhausgasemissionen erreichen. Dies bedeutet insbesondere auch, dass der Strahlungsantrieb von kurzlebigen Klimaschadstoffen wie Methan und absorbierenden Aerosolen (beispielsweise Ruß) netto-null erreichen muss. Die Selbstverpflichtungen und aktuelle Umsetzungen reichen noch nicht aus, um diese Ziele zu erreichen.

Was sind aktuell die drei vielversprechendsten Innovationen?

Kiendler-Scharr: Die Sektoren mit den größten Beiträgen zur Emission von Treibhausgasen sind Energie, Industrie und Landwirtschaft. Während von 1990 bis 2018 im Bereich Energie etwa 30 Prozent der Treibhausgasemissionen eingespart wurden und in der Industrie etwa 33 Prozent, sind in der Landwirtschaft lediglich Einsparungen von knapp unter 20 Prozent erzielt worden. Die Senke von Treibhausgasen durch Landnutzung und Wälder ist in dieser Zeit durch die Kombination von reduzierter CO2-Aufnahme und einem Anstieg von Methan und Lachgasemissionen um sechs Prozent zurückgegangen. Die größten Einsparungen wurden im Bereich Abfall erzielt mit Einsparungen von etwa 74 Prozent. Dieser Bereich trug 2018 noch knapp ein Prozent der Treibhausgasemissionen bei. Da dem Energiebereich im Jahr 2018 etwa 84 Prozent der Treibhausgasemissionen zuzuordnen sind, sind Maßnahmen zur Reduktion von Treibhausgasemissionen in diesem Bereich besonders bedeutsam. Dazu zählen die Dekarbonisierung des Mobilitätssektors und die Steigerung des Anteils erneuerbarer Energien.

Zahlen in diesem Abschnitt aus: Berichterstattung unter der Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen und dem Kyoto-Protokoll 2020, Nationaler Inventarbericht zum Deutschen Treibhausgasinventar 1990-2018, Umweltbundesamt – UNFCC Submission.

Welche Technologien lassen sich schon jetzt einfach umsetzen?

Kiendler-Scharr: Im Gebäudesektor sind weitflächig Maßnahmen zur Reduktion des Energiebedarfs im Einsatz, zum Beispiel bei der Gebäudedämmung. Hier sind die Baustoffe noch systematisch in den Blick zu nehmen.

Im Verkehrssektor könnte noch mehr getan werden: Zum Beispiel eine Erweiterung der Nutzung von Elektro- und Brennstoffzellen-Fahrzeugen und in der Landwirtschaft und Landnutzung mit Blick auf Emissionsvermeidung und Erhalt/Optimierung der Senken.

Welche Innovationen im Bereich Klima sehen Sie für die Zukunft?

Kiendler-Scharr: Durch die verhältnismäßig kurze Lebensdauer der SLCF (engl. kurzlebige Klimaschadstoffe) in der Atmosphäre, kommt diesen Stoffen bei der Erfüllung des Pariser Klimaabkommens eine besondere Bedeutung zu. Die Menge von SLCF in der Atmosphäre hängt direkt von der Emissionsstärke ab. Der Strahlungsantrieb durch SLCF ergibt sich also abhängig von der aktuellen Emission. Schnelle SLCF-Einsparungen (insbesondere Methan und Vorläufer von Ozon) können damit einen wesentlichen Beitrag leisten, das 1,5 Grad-Ziel einhalten zu können.

Was sind derzeit Ihre größten Herausforderungen?

Kiendler-Scharr: Die Verbesserung von Luftqualität und der Klimaschutz sind zwei große gesellschaftliche Herausforderungen. Schlechte Luftqualität wird von der WHO als wichtigstes umweltbedingtes Gesundheitsrisiko eingeschätzt und stellt laut Global Burden of Desease-Bericht 2015 den fünft wichtigsten Risikofaktor für Todesfälle weltweit dar. Über 90 Prozent der Weltbevölkerung ist Luftschadstoffen ausgesetzt, die die Empfehlungen der WHO überschreiten. Synergien zu finden in der Verbesserung von Luftqualität bei gleichzeitigem Beitrag zum Klimaschutz ist eine wichtige Herausforderung, der wir uns stellen. Insbesondere untersuchen wir dazu die Beiträge von Verkehrs- und Energieemissionen sowie neuen Technologien.

Frau Prof. Dr. Astrid Kiendler-Scharr ist seit 2012 Professorin für Experimentalphysik an der Universität zu Köln und Direktorin des Instituts für Energie- und Klimaforschung, IEK-8: Troposphäre am Forschungszentrum Jülich. Sie ist Leitautorin des Kapitels „Short-lived Climate Forcers, SLCF“ des sechsten Sachstandsberichtes des Weltklimarates (IPCC, WGI). In diesem Kontext koordiniert sie auch die aktuelle Bewertung der Bedeutung von pandemiebedingten Shutdowns für Klima und Luftqualität.

Weitere Informationen zur Klimapolitik der Bundesregierung finden Sie auf der Themenseite Klimaschutz.