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Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 1
Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 2
CO2 Speicher
Sinn und Unsinn
der Abtrennung und Speicherung von
Kohlendioxid (CO2)
Prof. Dr. Olav Hohmeyer
Universität Flensburg
Former Vice Chair WG III IPCC
Mitglied des Sachverständigenrates für Umweltfragen
Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 3
Struktur des Vortrags (Was erwarte Sie?)
• Was ist gegen den vom Menschen verursachten
Klimawandel zu tun?
• Vier Möglichkeiten CO2 aus dem Energiebereich
zu vermeiden
• Ist CCS ein Beitrag zur Lösung des
Klimaproblems?
• Warum CCS für Kohlekraftwerke dem
Klimaschutz schadet?
Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 4
Was ist zu tun?
Die verbleibende Zeit zu handeln
Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 5
Welche Entwicklungspfade vermeiden die
schlimmsten Klimafolgen?
Quelle: IPCC 2007 (TS WG III, S. 19)
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Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 6
CCS Speicherkapazität benötigen wir für
notwendige negative Emissionsbilanz
Quelle: IPCC 2007 (SPM WG III, S. 7)
Treibhausgasemissionen bis 2100 zur Einhaltung einer
CO2-Stabilisierungskonzentration von 400 – 440 ppm CO2
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negative globale
Emissionen
ab 2070
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Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 7
Was ist zu tun?
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Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 8
Fossile Energieträger – der Kern des
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• Kernenergie
• ‚Saubere‘ fossile Brennstoffnutzung (CCS)
• Effizienzsteigerung und Einsparung
• Regenerative Energiequellen
– Solarenergie
– Windenergie
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Was ist zu tun?
Die Rolle von CCS
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‚Clean‘ Fossil Fuels (CCS)
• Abtrennung des CO2 vor oder nach der
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– Generatorgas (H2 und konzentriertes CO2)
– Reinsauerstoffverbrennung
– Katalytische Abtrennung von CO2 aus dem
Rauchgas
• Langfristige (?) Lagerung von CO2 ohne
Kontakt zur Atmosphäre
– Alte Öl- und Gaslagerstätten
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Was ist zu tun?
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Quelle: IPCC 2005 (TS SR CCS, S. 26)
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B Freies CO2 leckt in oberen Aquifer
(Verbindung)
C CO2 dringt durch Öffnungen im
Deckgebirge in oberen Aquifer
D CO2 bewegt sich zur Gasblase und
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E CO2 entweicht durch schlecht
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CO2 an die Oberfläche
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CCS: Zu unsicher und zu früh
• CO2-Speicherung in Aquiferen ist nicht erprobt
• Die Dichtigkeit des Deckgebirges der Aquifere ist
unbekannt
• Geologische Reaktionen von CO2 und Deckgebirge
sind nicht erforscht
• Austritt von CO2 kann für Menschen gefährlich
werden
– 100% CO2 führen zum Ersticken (Senken, Kanäle,
Brunnen)
– weniger als 10% können bereits erhebliche
Gesundheitsschäden verursachen
Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 15
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in Deutschland und Europa
Reichweite von CCS Speichern in Deutschland und Europa
(Speichervolumen / jährliche CO2-Emissionen)
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Saline Aquifere
Gas- und Ölfelder
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Gesamtkapazität
Speicherreichweite in Jahren
Deutschland Europa
Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 18
CCS Speicherkapazität benötigen wir für
notwendige negative Emissionsbilanz
Quelle: IPCC 2007 (SPM WG III, S. 7)
Treibhausgasemissionen bis 2100 zur Einhaltung einer
CO2-Stabilisierungskonzentration von 400 – 440 ppm CO2
Wahrscheinlich
negative globale
Emissionen
ab 2070
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Null Emission +
Biomasse +
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Speicher dürfen
nicht schon mit
CO2 aus der
Kohle voll sein!
Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 19
Biomasse mit CCS hat die notwendige
negative Emissionsbilanz
Quelle: news.mongabay.com/bioenergy/2008/09/first-ccs-pilot-plant-online-carbon.html
Quelle: Audus und Freund 2004, S.7)
Biomasse CCS: -1050 g/kWh
Kohle CCS: + 142 g/kWh
Kohle ohne CCS: + 763 g/kWh
Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 20
Was ist zu tun?
Welche Möglichkeiten haben wir?
Regenerative Energiequellen und
rationelle Energienutzung
Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 21
Alternativen zu CCS
1. Effizienzsteigerung
• Energieeffizienzsteigerungen sind auf
allen Stufen der Nutzungsketten möglich
• Je nach Bereich kann der spezifische
Primärenergiebedarf um bis zu 90%
gesenkt werden (Raumwärme)
• Im Schnitt ist eine Reduzierung des
spezifischen Energiebedarfs um 35-50%
möglich
• Der Raumwärmebedarf macht ca. 1/3
unseres Endenergiebedarfs in
Deutschland aus (3.300 PJ)
Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 22
Alternative zu CCS
2. Regenerative Energiequellen
Regenerative Energiequellen:
– sind relativ teuer zu nutzen (ca. gleiche Kosten
wie CCS!)
– Sonnen-, Wind- und Wellenenergie schwanken
im Angebot
– bei hohem Marktanteil Speicherung notwendig
– stehen noch Milliarden Jahre zur Verfügung
– emittieren kein zusätzliches CO2
– die jährliche Sonneneinstrahlung beträgt das
10.000-fache des Weltenergieverbrauchs (3,5
Mill. EJ/a)
Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 23
Nach: BWE,2004
Das Angebot erneuerbarer Energien
1/10000 der eingestrahlten Solarenergie kann unseren gesamten Energiebedarf decken!
Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 24
Konsequenz:
Wir brauchen kein CCS für Kohlekraftwerke
• Effizienz und regenerative Energiequellen können unseren
gesamten Energiebedarf decken
• Sie kosten nicht mehr als Kohle mit CCS
• Biomasse und CCS kann für die notwendigen negativen
Emissionen ab 2060 sorgen
Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 25
Schlussfolgerungen
Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 26
Schlussfolgerungen
• Wir brauchen dringend durchgreifenden Klimaschutz
• Wir brauchen Klimaschutz auf der Basis regenerativer
Energiequellen wie Wind, Sonne und Biomasse
• CCS für Kohlekraftwerke blockiert Speicherkapazität und
verhindert damit wirksamen Klimaschutz
• Wenn CCS, dann nur für negative Emissionen
• Forschung zu CCS kann wichtig werden
• Alle weiteren Schritte sollten erst nach einer breiten
öffentlichen Debatte getan werden
Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 27
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 28
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Klimawandel
Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 29
Beschleunigter globaler Temperaturanstieg
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50 0.128±0.026
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Quelle: Pachauri und Jallow, 6.2.2007Wärmste 12 Jahre seit 1850:
1998,2005,2003,2002,2004,2006,
2001,1997,1995,1999,1990,2000
Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 30
Quelle: IPCC 2007a (WG I TS S.62)
Menschlicher Einfluss auf den Klimawandel
Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 31
Auswirkungen des Klimawandels
Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 32
Temperaturanstiegsszenarien bis 2100 (AR4)
Quelle: IPCC 2007a (WG I, SPM S.14)
Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 33
Temperaturanstieg bis 2100
nach Szenario A2 und B1 (AR4)
Erwärmung über Grönland 2090-2099:
• B1: 1 – 3°C (Süd- bis Nordspitze)
• A2: 2,5 – 7,5°C (‚Weiter so!‘)
Kritischer Wert 3°C (TAR)
Eisvolumen für
7m Meeresspiegelanstieg
Quelle: IPCC 2007a (WG I, SPM S.15)
A2 B1
Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 34
Grönland und die Nordseeküste
• Überflutungen in den
Nordseeküstenländer als
Auswirkung eines
Anstiegs des
Meeresspiegels um
sieben Meter
• der Anstieg wird einige
Jahrhunderte dauern,
wird aber in den
nächsten 40 Jahren
ausgelöst!
7 m
Quelle: Brodersen, 2008
Meerspiegelanstieg
um 7 Meter
Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 35
Quelle: EU Geocapacity Project 2009, p.21
Speicherkapazitäten für CO2
0 20 40 60 80 100
Saline Aquifere
Gas- und Ölfelder
Kohleflöze
Gt Speichervolumen
Deutschland Europa

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  • 1. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 1
  • 2. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 2 CO2 Speicher Sinn und Unsinn der Abtrennung und Speicherung von Kohlendioxid (CO2) Prof. Dr. Olav Hohmeyer Universität Flensburg Former Vice Chair WG III IPCC Mitglied des Sachverständigenrates für Umweltfragen
  • 3. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 3 Struktur des Vortrags (Was erwarte Sie?) • Was ist gegen den vom Menschen verursachten Klimawandel zu tun? • Vier Möglichkeiten CO2 aus dem Energiebereich zu vermeiden • Ist CCS ein Beitrag zur Lösung des Klimaproblems? • Warum CCS für Kohlekraftwerke dem Klimaschutz schadet?
  • 4. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 4 Was ist zu tun? Die verbleibende Zeit zu handeln
  • 5. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 5 Welche Entwicklungspfade vermeiden die schlimmsten Klimafolgen? Quelle: IPCC 2007 (TS WG III, S. 19) (Vorindustrielle Temperatur ca. -0,4°C unter 1960-1990)
  • 6. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 6 CCS Speicherkapazität benötigen wir für notwendige negative Emissionsbilanz Quelle: IPCC 2007 (SPM WG III, S. 7) Treibhausgasemissionen bis 2100 zur Einhaltung einer CO2-Stabilisierungskonzentration von 400 – 440 ppm CO2 Wahrscheinlich negative globale Emissionen ab 2070 erforderlich!
  • 7. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 7 Was ist zu tun? Welche Möglichkeiten haben wir?
  • 8. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 8 Fossile Energieträger – der Kern des Problems (Beispiel Deutschland) Quelle: BMU 2003, S. 32 und UBA 2002, S. 31 SF6 N2O FCKWs CH4 CO2 Anteile GHGs in D 2000: • CO2: 87% • CH4: 6% • N2O: 6% • HFCS/PFCS: 1% • SF6: 0,25% CO2 zu 97% aus Energieumwandlung! Fossile Energieträger sind 85% des Problems Gesamtemissionen im Jahr 2000 990 Mt CO2 Eq. Treibhausgasemissionen in D 2000
  • 9. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 9 Dekarbonisierung der Energieversorgung Vier Optionen • Kernenergie • ‚Saubere‘ fossile Brennstoffnutzung (CCS) • Effizienzsteigerung und Einsparung • Regenerative Energiequellen – Solarenergie – Windenergie – Biomasse – Wasserkraft – Geothermie
  • 10. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 10 Was ist zu tun? Die Rolle von CCS
  • 11. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 11 ‚Clean‘ Fossil Fuels (CCS) • Abtrennung des CO2 vor oder nach der Verbrennung – Generatorgas (H2 und konzentriertes CO2) – Reinsauerstoffverbrennung – Katalytische Abtrennung von CO2 aus dem Rauchgas • Langfristige (?) Lagerung von CO2 ohne Kontakt zur Atmosphäre – Alte Öl- und Gaslagerstätten – Saline Tiefenaquifere – Einbringung in Ozeane
  • 12. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 12 Was ist zu tun? Die Gefahren der Speicherung von CO2
  • 13. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 13 Gefahren von CCS CO2-Speicherung: Austrittspfade Quelle: IPCC 2005 (TS SR CCS, S. 26) A Durch Kapillaren im Deckgebirge B Freies CO2 leckt in oberen Aquifer (Verbindung) C CO2 dringt durch Öffnungen im Deckgebirge in oberen Aquifer D CO2 bewegt sich zur Gasblase und erhöht dort den Gasdruck und die Durchlässigkeit des Einschlusses E CO2 entweicht durch schlecht verschlossenes oder unverschlossenes altes Bohrloch F Lösung des CO2 in Wasser, das es aus dem Bereich des Einschlusses transportiert G Natürlicher Wasserfluss transportier CO2 an die Oberfläche
  • 14. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 14 CCS: Zu unsicher und zu früh • CO2-Speicherung in Aquiferen ist nicht erprobt • Die Dichtigkeit des Deckgebirges der Aquifere ist unbekannt • Geologische Reaktionen von CO2 und Deckgebirge sind nicht erforscht • Austritt von CO2 kann für Menschen gefährlich werden – 100% CO2 führen zum Ersticken (Senken, Kanäle, Brunnen) – weniger als 10% können bereits erhebliche Gesundheitsschäden verursachen
  • 15. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 15 Ist CCS ein Beitrag zu Lösung des Klimaproblems?
  • 16. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 16 Die Rolle von CCS bis 2030 und 2100 (650 / 490-550ppmv CO2-eq) Quelle: IPCC 2007 (SPM WG III, S. 25)
  • 17. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 17 Quelle: EU Geocapacity Project 2009, p.21 Speicherkapazitäten für CO2 in Deutschland und Europa Reichweite von CCS Speichern in Deutschland und Europa (Speichervolumen / jährliche CO2-Emissionen) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Saline Aquifere Gas- und Ölfelder Kohleflöze Gesamtkapazität Speicherreichweite in Jahren Deutschland Europa
  • 18. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 18 CCS Speicherkapazität benötigen wir für notwendige negative Emissionsbilanz Quelle: IPCC 2007 (SPM WG III, S. 7) Treibhausgasemissionen bis 2100 zur Einhaltung einer CO2-Stabilisierungskonzentration von 400 – 440 ppm CO2 Wahrscheinlich negative globale Emissionen ab 2070 erforderlich! Null Emission + Biomasse + CCS Speicher dürfen nicht schon mit CO2 aus der Kohle voll sein!
  • 19. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 19 Biomasse mit CCS hat die notwendige negative Emissionsbilanz Quelle: news.mongabay.com/bioenergy/2008/09/first-ccs-pilot-plant-online-carbon.html Quelle: Audus und Freund 2004, S.7) Biomasse CCS: -1050 g/kWh Kohle CCS: + 142 g/kWh Kohle ohne CCS: + 763 g/kWh
  • 20. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 20 Was ist zu tun? Welche Möglichkeiten haben wir? Regenerative Energiequellen und rationelle Energienutzung
  • 21. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 21 Alternativen zu CCS 1. Effizienzsteigerung • Energieeffizienzsteigerungen sind auf allen Stufen der Nutzungsketten möglich • Je nach Bereich kann der spezifische Primärenergiebedarf um bis zu 90% gesenkt werden (Raumwärme) • Im Schnitt ist eine Reduzierung des spezifischen Energiebedarfs um 35-50% möglich • Der Raumwärmebedarf macht ca. 1/3 unseres Endenergiebedarfs in Deutschland aus (3.300 PJ)
  • 22. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 22 Alternative zu CCS 2. Regenerative Energiequellen Regenerative Energiequellen: – sind relativ teuer zu nutzen (ca. gleiche Kosten wie CCS!) – Sonnen-, Wind- und Wellenenergie schwanken im Angebot – bei hohem Marktanteil Speicherung notwendig – stehen noch Milliarden Jahre zur Verfügung – emittieren kein zusätzliches CO2 – die jährliche Sonneneinstrahlung beträgt das 10.000-fache des Weltenergieverbrauchs (3,5 Mill. EJ/a)
  • 23. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 23 Nach: BWE,2004 Das Angebot erneuerbarer Energien 1/10000 der eingestrahlten Solarenergie kann unseren gesamten Energiebedarf decken!
  • 24. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 24 Konsequenz: Wir brauchen kein CCS für Kohlekraftwerke • Effizienz und regenerative Energiequellen können unseren gesamten Energiebedarf decken • Sie kosten nicht mehr als Kohle mit CCS • Biomasse und CCS kann für die notwendigen negativen Emissionen ab 2060 sorgen
  • 25. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 25 Schlussfolgerungen
  • 26. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 26 Schlussfolgerungen • Wir brauchen dringend durchgreifenden Klimaschutz • Wir brauchen Klimaschutz auf der Basis regenerativer Energiequellen wie Wind, Sonne und Biomasse • CCS für Kohlekraftwerke blockiert Speicherkapazität und verhindert damit wirksamen Klimaschutz • Wenn CCS, dann nur für negative Emissionen • Forschung zu CCS kann wichtig werden • Alle weiteren Schritte sollten erst nach einer breiten öffentlichen Debatte getan werden
  • 27. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 27 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
  • 28. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 28 Der vom Menschen verursachte Klimawandel
  • 29. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 29 Beschleunigter globaler Temperaturanstieg Period Rate 50 0.128±0.026 100 0.074±0.018 Years °/decade Quelle: Pachauri und Jallow, 6.2.2007Wärmste 12 Jahre seit 1850: 1998,2005,2003,2002,2004,2006, 2001,1997,1995,1999,1990,2000
  • 30. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 30 Quelle: IPCC 2007a (WG I TS S.62) Menschlicher Einfluss auf den Klimawandel
  • 31. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 31 Auswirkungen des Klimawandels
  • 32. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 32 Temperaturanstiegsszenarien bis 2100 (AR4) Quelle: IPCC 2007a (WG I, SPM S.14)
  • 33. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 33 Temperaturanstieg bis 2100 nach Szenario A2 und B1 (AR4) Erwärmung über Grönland 2090-2099: • B1: 1 – 3°C (Süd- bis Nordspitze) • A2: 2,5 – 7,5°C (‚Weiter so!‘) Kritischer Wert 3°C (TAR) Eisvolumen für 7m Meeresspiegelanstieg Quelle: IPCC 2007a (WG I, SPM S.15) A2 B1
  • 34. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 34 Grönland und die Nordseeküste • Überflutungen in den Nordseeküstenländer als Auswirkung eines Anstiegs des Meeresspiegels um sieben Meter • der Anstieg wird einige Jahrhunderte dauern, wird aber in den nächsten 40 Jahren ausgelöst! 7 m Quelle: Brodersen, 2008 Meerspiegelanstieg um 7 Meter
  • 35. Prof. Dr. Olav Hohmeyer Sinn und Unsinn der Speicherung von CO2 Folie 35 Quelle: EU Geocapacity Project 2009, p.21 Speicherkapazitäten für CO2 0 20 40 60 80 100 Saline Aquifere Gas- und Ölfelder Kohleflöze Gt Speichervolumen Deutschland Europa