So groß wie die Emissionen Österreichs: Das Loch in Europas Klimaplänen
Bis 2030 wollen 103 europäische Städte klimaneutral sein. Ein Fünftel ihrer Emissionen wollen sie nicht vermeiden, sondern der Atmosphäre wieder entziehen – wie, ist meist offen. Eine Studie von JRC und PIK hält den Umweg für riskant und großteils vermeidbar.
Blick auf die Gleueler Wiese im Grüngürtel von Köln. Grünflächen sind in städtischen Klimaschutzkonzepten ein wichtiger Baustein. Doch welche Flächen in einer Stadt wirklich für den Klimaschutz zu Verfügung stehen, ist oft ungeklärt.
Foto: picture alliance/dpa | Christian Knieps
Die Städte in Deutschland und Europa ächzen unter dem Klimawandel. Hitze und Dürre quälen Menschen, Flora und Fauna, legen Verkehrsmittel lahm, beeinträchtigen Wohnen, Arbeiten und Produzieren. Viele Städte in Europa haben ehrgeizige Klimaschutzpläne, das ist vor diesem Hintergrund gut. Sie wollen bis 2030, also schon in vier Jahren, klimaneutral sein. Doch reicht das? Denn ganz praktisch übersehen heute schon Städte in Deutschland, dass es trotz vieler Bäume am Hitzeschutz fehlen kann, wie unser Kollege Dominik Hochwarth kürzlich zusammengetragen hat.
In den Klimaschutzprogrammen von 103 europäischen Städten mit ehrgeizigen Klimaneutralität-Deadlines für 2030 könnten gefährliche Luftbuchungen stecken, hat eine europaweite Studie herausgefunden. Ein Fünftel der Dekarbonisierung wird nicht vermieden, sondern bleibt erhalten als so genannte Restemission. Und die sollen dann durch CO₂-Entnahme ausgeglichen werden. Ob das aber klappt, da macht das Team, das die Studie verfasst hat, ein großes Fragezeichen dran. Und dabei wäre der riskante Ansatz eigentlich gar nicht nötig.
Wie gut, dass es inzwischen zahlreiche KI-Tools gibt, die Städten beim Klimaschutz helfen können. Österreich hat dazu in einem großen Projekt KI-Tools untersucht. Auch dabei: KI-Tools, die dabei helfen könnten, die fraglichen Restemissionen anzugehen.
Inhaltsverzeichnis
- Die ehrgeizigen Klimaschutzziele der europäischen Städte
- Klimaschutz in Städten mit Luftbuchungen
- Warum der CO2-Entzug für Städte keine gute Idee ist
- Was Städte beim Klimaschutz besser machen können
- KI für klimafreundliche Städte
- 29 KI-Lösungen in fünf kommunalen Anwendungsfeldern
- Auf welchen Gebieten KI helfen kann, Restemissionen zu senken
Die ehrgeizigen Klimaschutzziele der europäischen Städte
Klimaneutral bis 2030 – das wollen zahlreiche Städte in Europa im Rahmen der EU Cities Mission erreichen. Leipzig zum Beispiel, oder Valencia, Rom und Paris. Die Gemeinsame Forschungsstelle der Europäischen Kommission (Joint Research Centre) zusammen mit Institutionen wie dem Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) hat jetzt 103 Städte mit solchen Zielen untersucht. Ergebnis: Es gibt ehrgeizige Pläne, aber es gibt auch ein Problem.
Rund 80 % der Emissionen wollen die Städte an der Quelle vermeiden. Beispiel: Elektrobusse mit Ökostrom statt Dieselbussen. Es bleibt aber ein Fünftel so genannter Restemissionen. Und die wollen die Städte nicht vermeiden, sondern sie wollen das CO2 in verschiedener Art und Weise der Atmosphäre entziehen. Und die Restemissionen sind gewaltig: rund 61 Mio. t CO2, das entspricht fast den gesamten Treibhausgasemissionen Österreichs.
Klimaschutz in Städten mit Luftbuchungen
Genau an dieser Strategie haben die Autorinnen und Autoren der Studie Zweifel; Zweifel daran, ob sie erstens bewirken kann, was sie bewirken soll und ob sie zweitens überhaupt nötig ist. Die Studie stellt mit dem RESRI-Index (residual emissions strategy robustness index) ein neues Instrument vor, um die Qualität der Strategien für Restemissionen zu bewerten. Der Index zeigt vor allem Schwächen bei der Planung und Kontrolle von CO₂-Entnahmen: Häufig ist unklar, wann und in welchem Umfang CO₂-Entnahmen in Städten verfügbar sein werden.
„Die untersuchten Städte haben sich sehr ehrgeizige Klimaziele gesetzt. Das ist begrüßenswert und sollte anderen als Vorbild dienen. Doch oft bleibt unklar, wo genau Restemissionen entstehen werden. Möglicherweise wurde auch nicht ausreichend geprüft, wie sich diese Emissionen von Anfang an vermeiden ließen“, sagt Quirina Rodriguez Mendez, PIK-Forscherin und Mitautorin der Studie.
Warum der CO2-Entzug für Städte keine gute Idee ist
Am Konzept der Restemissionen, die sich entziehen lassen, bestehen aus folgenden Gründen Zweifel:
- Die lange Bank: Noch wissen die Städte mehrheitlich nicht, wie sie den CO2-Entzug umsetzen wollen. Knapp ein Fünftel der Städte ist in der Lage, konkret zu listen, mit welchen Methoden sie ihre Restemissionen entnehmen wollen. Laut Studie finden sich nur für 18 % (11,3 Mio. t CO2) der Restemissionen konkrete Pläne, wie das zu tun ist. Der Rest ist noch unbestimmt.
- Flächenkonkurrenz im urbanen Raum: Alle 103 untersuchten Städte verlassen sich auf temporäre, naturbasierte Lösungen. Heißt konkret: 98 % planen urbane Begrünung, 84 % auf Kohlenstoffspeicherung im Boden, vier fünftel mit Aufforstung. Ob das aber klappen kann, aufgrund der hohen Flächenkonkurrenz in Sachen Verkehr, Wohnen, Gesundheit und Energie ist unklar. Die Studie weist darauf hin, dass die grüne Infrastruktur (Wälder und Vegetation) im Median nur einen kleinen Teil der Stadtfläche ausmacht (9 % bzw. 21 %). Ein rein landbasierter CO2-Entzug könnte daher schnell an seine Grenzen stoßen.
- Nur ein Drittel der Städte planen konkrete Entnahmetechnologien: Nur 32 % der Städte planen laut RESRI-Index dauerhafte technologische Entnahmeverfahren. Bioenergie mit CO2-Abscheidung (27 %), Pflanzenkohle (13 %) oder direkte Luftabscheidung/Direct Air Capture (DAC) (7 %).
- Letzter Ausweg CO2-Handel: Zwei Fünftel der Städte planen als letzten Ausweg, die Restemissionen notfalls über den CO2-Handel zu kompensieren.
Was Städte beim Klimaschutz besser machen können
Bei so viel Unsicherheiten fragt sich, ob die Maßnahme des CO2-Entzugs wirklich nötig ist. Eigentlich nicht, ist hier die Antwort der Autorinnen und Autoren der Studie, zumindest nicht in dem Umfang. Denn die Restemissionen sollen zu großem Teil dort anfallen, wo sich Emissionen eigentlich gut durch Umstellungen vermeiden lassen. 81 % der Restemissionen entfallen auf Gebäude und Energie (50 %) sowie Verkehr und Transport (31 %).
Die Autorinnen und Autoren weisen darauf hin, dass Städte vor allem auf schnelle und günstige Lösungen setzen könnten, statt ihre Energie- und Verkehrssysteme grundlegend zu verändern. Die Studie gibt Städten daher auch konkrete Empfehlungen, wie sie ihre Pläne verbessern können. Dazu gehört:
- Emissionen frühzeitig und umfassend zu senken, sodass Restemissionen ausschließlich in schwer vermeidbaren Bereichen verbleiben.
- Zudem empfehlen die Forschenden nachfrageseitige Maßnahmen wie etwa weniger Langstreckenflüge oder reduzierten Fleischkonsum, die je nach Kontext die Emissionen um 40 % bis 80 % senken könnten.
KI für klimafreundliche Städte
Das österreichische Forschungsprojekt cityclimAIte, geleitet vom AIT Austrian Institute of Technology, Salzburg Research und Tech Meets Legal, zeigt, dass KI helfen kann, genau diese Lücke für die Städte zu schließen. Der systematischen Einsatz von KI-Lösungen kann Städten helfen, Emissionen im Energie- und
Verkehrssektor direkt an der Quelle senken. Generell kann KI in Bereichen wie Mobilität, Energie und Stadtplanung neue Möglichkeiten für Prognose, Steuerung und Optimierung eröffnen.
Der Weg in die Praxis ist aber oft nicht einfach. „Was oft fehlt, ist eine belastbare Orientierung, welche Anwendungen wirklich passen, welche Daten und Kompetenzen nötig sind und wo rechtliche Leitplanken zu beachten sind“, so Senior Research Engineer und Projektleiter Christian Kogler vom AIT Austrian Institute of Technology. Ergebnis des Projektes ist daher ein Empfehlungstool und ein Technologieradar. Das ist ein kostenfrei nutzbares, webbasiertes KI-Empfehlungstool. Beide bewerten die Anwendungsfälle nach technologischer Reife (TRL), organisatorischer Komplexität und ihrer messbaren
CO2-Minderungswirkung.
29 KI-Lösungen in fünf kommunalen Anwendungsfeldern
Die „cityclimAIte-Studie“ identifizierte 29 KI-Lösungen und analysierte sie entlang ihres Beitrags zu Klimaneutralität und Klimawandelanpassung, ihrer Machbarkeit und möglicher Folgewirkungen. Unter die Lupe nahm sie fünf kommunale Anwendungsfelder:
- Mobilität und Logistik,
- Strom- und Wärmenetze,
- energieeffiziente Gebäude,
- städtisches Klima und Klimawandelanpassung
- energieeffiziente Rechenzentren und Abwärmenutzung.
„Das Technologieradar macht KI für Städte vergleichbar. Er zeigt auf einen Blick, was bereits marktreif ist, was gerade erprobt wird und wo noch Forschung nötig ist. Damit können Entscheidungstragende Prioritäten nachvollziehbar setzen und Pilotprojekte gezielt vorbereiten“, so Veronika Hornung-Prähauser, Innovationsforscherin für digitale Technologien bei Salzburg Research.
Auf welchen Gebieten KI helfen kann, Restemissionen zu senken
Konkret lassen sich in vier Bereichen KI-Tools identifizieren, die konkret helfen könnten, die Restemissionen der Städte in den Bereichen Gebäude, Energie, Verkehr und Transport anzugehen. Auch Hilfe bei den geplanten Entzugsmechanismen durch biologische Flächennutzung kann KI leisten:
- Energieeffizienz in Netzen und Gebäuden steigern: KI steckt hinter vielen Steuerungen, die Heizung und Kühlung bedarfsgerecht steuert. Hierzu gehört bei Wärmenetzen eine vorausschauende Netzüberwachung
- Im Verkehrssektor ist KI die Basis, um Staus zu vermeiden, Logistikketten zu optimieren und individuelle Mobilitätslösungen mit dem ÖPNV zu verzahnen.
- Bei der Stadt- und Flächenplanung können KI-Analysen freie Flächen präzise erkennen. Es gibt KI-basierte Mikroklimaanalysen, mit denen sich Grün dort platzieren lässt, wo die Wirkung am besten ist.
- Schließlich muss überwacht werden, welche CO2-Emissionen tatsächlich stattfinden und welche vermieden werden können. Hier ermöglichen KI-Tools eine Emissionsüberwachung in Echtzeit.
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