Bessere Vorhersagen für eine nachhaltige Zukunft

Computermodelle spielen in der Umweltpolitik eine wichtige Rolle, bilden das industrielle System aber nur unvollständig ab

Pressemitteilung, Uni Freiburg, 23.1.2017

Ob Elektrofahrzeuge, erneuerbare Energie, Umweltsteuern auf Kohlendioxid oder nachhaltiger Konsum: Nachhaltige Entwicklung erfordert Strategien, auf deren Grundlage Menschen ihre Bedürfnisse befriedigen können, ohne dass die Umwelt darunter leidet. Bevor solche Strategien in die Praxis umgesetzt werden, sollten die möglichen Auswirkungen auf Umwelt, Wirtschaft und Gesellschaft getestet werden. Dies erfolgt mithilfe von Computermodellen, welche die zukünftige demografische und wirtschaftliche Entwicklung abbilden und deren Wechselwirkung mit dem Klimasystem und den wichtigsten Ökosystemen untersuchen. Juniorprofessor Dr. Stefan Pauliuk von der Fakultät für Umwelt und Natürliche Ressourcen der Universität Freiburg hat zusammen mit Kollegen aus Norwegen und den USA die bisher umfangreichste Begutachtung der wichtigsten dieser so genannten Integrierten Bewertungsmodelle vorgenommen. Die Ergebnisse des Teams, publiziert in der Fachzeitschrift „Nature Climate Change“, zeigen: Die bisherigen Modelle haben große Defizite in der Darstellung des industriellen Systems. Dies kann dazu führen, dass die Bewertungsmodelle die möglichen Umweltauswirkungen neuer Technologien nicht korrekt abbilden.

Integrierte Bewertungsmodelle entwickeln Szenarien für einen möglichst kostengünstigen Übergang zu einer nachhaltigen Material- und Energieversorgung und berücksichtigen dabei die Belastungsgrenzen der Erde. „Die Ergebnisse dieser Modelle sind ein wichtiges Instrument der Umweltpolitikberatung“, sagt Pauliuk. „Sie zeigen überhaupt erst, dass es technisch möglich ist, ein wesentliches Ziel internationaler Klimapolitik zu erreichen: die durchschnittliche Erderwärmung auf maximal zwei Grad Celsius gegenüber dem Niveau vor Beginn der Industrialisierung zu begrenzen.“ Dazu müssten die existierenden Technologien und Effizienzstrategien auf breiter Basis zur Anwendung kommen. Die Ergebnisse der Modelle spielen eine bedeutende Rolle im jüngsten Sachstandsbericht des Weltklimarats (IPCC). Ebenso wichtig waren sie bei den Verhandlungen im Vorfeld des Paris-Abkommens zur Eindämmung des Klimawandels, das im November 2016 in Kraft trat.

Grafik zur Studie

„Da diese Ergebnisse so eine große Bedeutung haben, stellt sich die Frage nach der Gültigkeit und Robustheit der von den Bewertungsmodellen getroffenen Vorhersagen“, sagt Pauliuk. Die Forscherinnen und Forscher untersuchten daher die Modelle insbesondere unter dem Aspekt, wie diese das industrielle System darstellen – also die globalen Wertschöpfungsketten der Gewinnung, Verarbeitung und Nutzung von Energie, Materialien und Konsumgütern sowie das Recycling. Das industrielle System ist Quelle aller menschgemachten Güter und gleichzeitig Ursprung aller Emissionen in die Umwelt. Doch seine Abbildung in den Modellen ist den Forschern zufolge unvollständig. „Insbesondere die Stoffkreisläufe, zum Beispiel von Eisen oder Kupfer, aber auch eine Darstellung urbaner Infrastruktur fehlen völlig“, erklärt Pauliuk. Dies führe zu gravierenden Nachteilen: „Es bleibt unklar, inwiefern diese Nichtbeachtung die Machbarkeit bestimmter Szenarien zur Eindämmung des Klimawandels beeinflusst. Außerdem werden wichtige Strategien zur Emissionssenkung wie Recycling, Materialeffizienz oder die Dichte urbaner Räume überhaupt nicht erfasst.“Forscher seien jetzt aufgefordert, die Modelle um eine Beschreibung von Stoffkreisläufen und um weitere Details des industriellen Systems zu erweitern – mit dem Ziel, realistischere Vorhersagen für die Klima- und Ressourcenpolitik treffen zu können.

Originalveröffentlichung:

Stefan Pauliuk, Anders Arvesen, Konstantin Stadler, and Edgar G. Hertwich: Industrial ecology in integrated assessment models. In: Nature Climate Change 7, 13–20 (2017), doi:10.1038/nclimate3148
http://www.nature.com/nclimate/journal/v7/n1/full/nclimate3148.html

Kontakt:

Juniorprofessor Dr. Stefan Pauliuk
Fakultät für Umwelt und Natürliche Ressourcen
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-98726
E-Mail: stefan.pauliuk@indecol.uni-freiburg.de
www.indecol.uni-freiburg.de
Google Scholar: goo.gl/6sGZAI
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1 Gedanke zu „Bessere Vorhersagen für eine nachhaltige Zukunft“

  1. Computermodelle … bilden das industrielle System … unvollständig ab“ – das ist wahrlich eine bahnbrechende Erkenntnis!

    Welcher denkende Mensch glaubt denn, dass es anders sein könnte? Modelle widerspiegeln menschliches Denken – und dieses die Realität. Beide Abbildungen sind naturgemäß unvollständig! Wichtig ist dieser Hinweis allenfalls für diejenigen, die glauben, ALLES erfassen und berechnen zu können und für Menschen, welche angesichts des Fortschritts der Computertechnik einem naiven Technikglauben anhängen. Damit meine ich nicht etwa, dass die hier mitgeteilten Forschungen unnötig seien. Ganz im Gegenteil: Die Wissenschaft hat die Aufgabe, die Wirklichkeit immer genauer zu erforschen, sich der Wahrheit immer mehr anzunähern. Die Crux ist aber, dass sich diese ständig verändert und die Erkenntnis im nächsten Moment schon wieder zumindest unvollkommen, unvollständig und somit teilweise unwahr ist… Außerdem konzentriert sich JEDE Forschung auf eine bestimmtes und damit begrenztes Objekt – und blendet anderes, für die Fragestellung „Unwichtiges“ aus. Mit anderen Worten: Auch wegen der Begrenztheit des Forschungsgegenstandes kann seine Erkenntnis die Realität niemals vollständig widerspiegeln. Zwar kann es gelingen, durch Erfassung, Aggregation, Strukturierung und Neukombination großer Datenmengen (Big Data) kleine „unwichtige“ Erscheinungen und Effekte zurückzudrängen. Sie lassen sich jedoch nie ganz eliminieren. Spätestens auf der Ebene der kleinsten, der Quanteneffekte endet nach gegenwärtigen Erkenntnisstand die Grenze der exakten Widerspiegelung der Realität – ohne Beeinflussung der Realität lässt sie sich nicht erkennen.
    Was diese allgemeine Betrachtung mit Nachhaltigkeit und Umweltpolitik zu tun hat? Alles! Sie zeigt, dass wir auf dem Weg, alles berechnen, determinieren und auf diese Grundlage beherrschen zu wollen, nicht dauerhaft weiterkommen. Doch gerade die Vorstellung, dass das möglich sei, dass Natur, Wirtschaft, Gesellschaft beherrschbar seien, untertan gemacht werden können, ist die Grundlage bisherigen wirtschaftlichen Handels: Dort, wo kein Profit erwartet werden kann, wird nicht investiert. Die Vorstellung der Berechenbarkeit, Beherrschbarkeit hat die Menschheit an die Grenzen der Überlebensfähigkeit gebracht (Schellenhuber: „Selbstverbrennung“). Aber gibt der bisherige Erfolg der kapitalistischen Wirtschaftsweise nicht der Vorstellung Recht, dass die Welt berechenbar sei? Oder zeigen die immer weiter verschobenen, doch nie aufgehobenen Grenzen der Erkenntnis (des Wachstums, der Ressourcenausbeutung, …) ihr drohendes oder – je nach Standpunkt – zu bejahendes Ende an?
    Wie dem auch sei – wir tun gut daran, nach alternativen Denkweisen und Handlungsrichtlinien Ausschau zu halten: Wir werden mit Unsicherheiten leben müssen. Das betrifft sowohl unser Wissen und das darauf beruhende Handeln als auch seine Konsequenzen. Vorsicht und vorausschauendes Handeln ist daher angebracht.

    Die Ergebnisse dieser Modelle sind ein wichtiges Instrument der Umweltpolitikberatung. … Sie zeigen überhaupt erst, dass es technisch möglich ist, ein wesentliches Ziel internationaler Klimapolitik zu erreichen: die durchschnittliche Erderwärmung auf maximal zwei Grad Celsius gegenüber dem Niveau vor Beginn der Industrialisierung zu begrenzen.“ Das klingt doch beruhigend, oder? Die Ergebnisse derselben Modelle zeigen aber auch, dass das nur im optimistischen Fall sofortigen, international abgestimmten Handels gelingen kann. Wenn das so ist, stellt sich für mich nicht die Frage nach der Robustheit der Modelle. Diese ist nur interessant, wenn eine „Punktlandung auf die 2-Grad-Grenze“ versucht werden soll – mit unkalkulierbaren Folgen. Angesichts dessen das Ziel zu formulieren, „realistischere Vorhersagen für die Klima- und Ressourcenpolitik treffen zu können“, geht am Vorsorgeprinzip vorbei.

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