Wir suchen Antworten auf die
Herausforderungen des Lebens.

Ob besser lernen, das Klima schützen oder gesund altern – in der Leibniz-Gemeinschaft erforschen wir Themen, die der Gesellschaft nutzen.

Frag Leibniz

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Lesen Sie unsere Antworten auf Ihre Forschungsfragen:

Weshalb gelangt immer mehr (Mikro-)Plastik ins Meer und was können wir dagegen tun?

Die drei Hauptursachen dafür, dass überhaupt Plastik in die Umwelt gelangt, wo es nicht hingehört, sind vor allem mangelhafte Abfallwirtschaft, unangemessenes menschliches Verhalten und Verschmutzung durch die unterschiedlichsten Unfälle. Dies konstatierte der britische Wissenschaftler David Barnes bereits vor zehn Jahren in einer großen Überblicksstudie. Speziell ins Meer sind die Eintragswege für Plastik vielfältig: Die Forschungen an unserem Institut zeigen am Beispiel der Ostsee, dass Plastik oft über Flüsse dorthin gespült wird, aber auch direkt von Strandbesuchern eingetragen werden kann. Auch Schiffsunfälle oder der Schiffsverkehr allgemein sind bekannte Quellen für Plastikmüll im Meer. Für Mikroplastik – also Plastikpartikel kleiner als 5 Millimeter – gilt für die Eintragswege im Prinzip dasselbe wie für Makroplastik. Die Kleinstpartikel werden entweder primär hergestellt, etwa um sie Kosmetika beizumischen, oder sie entstehen sekundär durch den Zerfall von größeren Plastikteilen – schon an Land, wie beispielsweise der Abrieb von Autoreifen, oder im Meer durch die Einwirkung von Wind, Wellen und UV-Licht.

Ob in letzter Zeit tatsächlich immer mehr Plastik ins Meer gelangt, ist schwer zu sagen, da es bislang keine Möglichkeit gibt, das Phänomen der Meeresvermüllung in seinem ganzen Ausmaß systematisch und damit wissenschaftlich belastbar zu erfassen. Aus eigener Forschungserfahrung hier am IOW wissen wir, dass Mikroplastik-Analysen sehr aufwändig sind und man heutige Methoden nur schwer mit der Herangehensweise von vor zehn Jahren vergleichen kann. Fakt ist aber, dass immer mehr Produkte aus Plastik produziert werden, laut PlasticsEurope (www.plasticseurope.org) waren es 335 Millionen Tonnen im Jahr 2016, also über 200 mal so viel, wie zu Zeiten der Anfänge der Plastikproduktion im Jahr 1950 mit 1,5 Millionen Tonnen.

Außerdem ist für uns Wissenschaftler inzwischen klar: Egal wo wir hinschauen, wir finden (Mikro-)Plastik überall: im Erdboden, in der Wassersäule und Sedimenten von Binnengewässern und Meeren weltweit, selbst in entlegensten Gebiete und menschenfernsten Ökosystemen, wie dem arktischen Eis und der Tiefsee. Zudem mehren sich die wissenschaftlichen Berichte darüber, dass Mikroplastik in Lebewesen nachgewiesen wurde. In unseren heimischen Meeren Nord- und Ostsee sind das beispielsweise Miesmuscheln (Mytilus edulis) und der Wattwurm (Arenicola marina), die wichtige Bestandteile des marinen Nahrungsnetzes sind, so dass alle Tiere, die sich davon ernähren, ebenfalls Mikroplastik aufnehmen. Sogar im menschlichen Kot wurde es gefunden – ein Indiz dafür, dass uns Menschen das allgegenwärtige Mikroplastik über die Nahrungskette längst erreicht hat.

Zur Schädlichkeit von Mikroplastik gibt es noch viele offene Fragen, die intensiv erforscht werden – auch hier bei uns am IOW. Aber allein seine Allgegenwart ist besorgniserregend und das, was man jetzt schon über die Schädlichkeit von Plastik in Meeresökosystemen weiß, ist Grund genug, gegen den massiven Plastikeintrag in die Umwelt schnellstmöglich vorzugehen. Eine einzelne Maßnahme reicht da nicht. Auf mehreren Ebenen müssen Schritte ergriffen werden. Zum Beispiel können auf politischer Ebene gesetzliche Bestimmungen und Richtlinien helfen, die Abfallwirtschaft zu optimieren und Schiffs- und anderen Unfällen vorzubeugen. Im Weiteren sollte, wie in der dieses Jahr von der EU verabschiedeten Plastikstrategie vorgesehen, die Kreislaufwirtschaft gefördert und optimiert werden. Hierbei ist die Interaktion und Absprache von Plastik produzierender und Recycling-Industrie sehr wichtig: Komponenten im Plastik oder Plastikmischungen, die ein Recycling erschweren und nicht unbedingt nötigt sind, sollten vermieden werden.

Es kann aber auch jeder Einzelne etwas bewirken. Als Verbraucher können wir unseren Plastikkonsum überdenken und nach den „RRRR“-Ansätzen – Reduce, Reuse, Replace und Recycle – handeln. Das heißt für jeden Einzelnen:
– bewusst weniger Plastik verbrauchen oder Plastik mehrfach verwenden
– Alltagsgegenstände aus Plastik durch solche aus anderen Materialien ersetzen
– verbrauchtes Plastik sinngemäß entsorgen und somit dem Kreislauf wieder zuzuführen.
Plastik ist in der Regel sehr beständig, ein Grund warum wir es so intensiv in vielen Bereichen nutzen. Wir sollten uns dieser eigentlich sehr wertvollen Eigenschaft von Plastik wieder bewusst werden und wieder gezielt Gebrauch davon machen, anstatt Plastikprodukte nach kurzer Nutzdauer als unbrauchbar und wertlos zu entsorgen.

Die Antwort stammt von Franziska Klaeger, Koordinatorin des Forschungsprojektes MicroCatch_Balt am Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde (IOW).

Können die Menschen noch Metall gewinnen, wenn es keinen Bergbau mehr gibt?

Klassisch betrachtet würde man die Frage sicher mit einem klaren Nein beantworten.

Metalle sind in der Erdkruste in verschiedenen Mineralien enthalten. Man spricht auch von Erzmineralien, die an manchen Stellen in der Erdkruste stark angereichert sein können. Diese Anreicherungen werden dann Erzlagerstätten genannt, wenn man sie wirtschaftlich abbauen kann. Der Abbau der Erze erfolgt durch verschiedene Bergbauverfahren. Anschließend werden die im Erz enthaltenen Metalle mittels metallurgischer Verfahren ausgebracht. Um Erze aus der Erdkruste zu holen, betreiben die Menschen schon seit mehreren Tausend Jahren Bergbau. Wegen eines steigenden Metallbedarfs ist ein Ende des Bergbaus also bisher nicht abzusehen, zumal mit den Fortschritten in der Forschung auch immer wieder neue, oder besser ausgedrückt andere Metalle in den Fokus rücken, für die man bisher weniger Verwendungsmöglichkeiten hatte. Als aktuelles Beispiel sei hier das Lithium genannt, dessen Bedarf vor allem durch die Verwendung in Akkus stetig steigt. Man wird also weiterhin Bergbau betreiben müssen, um Metalle aus den Lagerstätten zu gewinnen, vielleicht nicht nur auf der Erde.

Doch auf den zweiten Blick ergeben sich vielleicht Perspektiven, die auch zu einer anderen als einer klaren Nein-Antwort führen können.

Weil Metalle so begehrt sind, die natürlichen Ressourcen begrenzt und der Bergbau teuer, wird heute daher auch intensiv Schrott verwertet. Durch Recycling von Metall- und Elektroschrott gewinnt man also quasi Metalle ohne Bergbau. Die Mengen sind aber insgesamt nicht ausreichend, um ohne weiteren Bergbau auskommen zu können. Eine andere Quelle für bestimmte Metalle ist auch das Wasser der Meere. So werden Methoden entwickelt, um z. B. Gold, Lithium und Uran aus dem Meerwasser zu extrahieren. Auch hier ist der klassische Bergbau nicht der Weg für die Gewinnung dieser Metalle, die Metallgewinnung wäre daher ohne Bergbau möglich. Es bleibt also sicher spannend, was die Forschung in Zukunft noch für Möglichkeiten eröffnet, um Metalle zu gewinnen ohne Bergbau zu betreiben.

Die Antwort stammt von Michael Ganzelewski, Sammlungsleiter im Montanhistorischen Dokumentationszentrum am Deutschen Bergbau-Museum Bochum.

 

Wird es in Zukunft noch Schnee und Eis geben?

Die heutigen Mittvierziger in Deutschland müssen zurückblickend auf ihre Kindheit in den 80ern feststellen, dass es damals doch deutlich mehr Tage mit „Rodelwetter“ gab. Gleiches gilt für deren Eltern, blicken sie auf ihre Zeit in den 50er oder 60er Jahren zurück. Dank langer Wetteraufzeichnungen lässt sich diese subjektive Wahrnehmung durch Messdaten heute wissenschaftlich belegen und in einen größeren Zusammengang stellen. Monatsmitteltemperaturen fallen gegenwärtig häufiger zu warm aus als noch in der Vergangenheit und die Anzahl der Tage mit Dauerfrost haben spürbar abgenommen. Im Flachland fällt kaum noch Schnee, geschweige denn bleibt er auch über mehrere Tage liegen, und in den Mittelgebirgen verlagert sich die Schneesicherheit immer weiter in die höheren Kammlagen. Wenn es denn doch mal schneit, dann durchaus auch mal kräftiger. Doch das sind eher Ausnahmen. Was die heutigen Kinder in 30 Jahren ihren Nachkommen mal später über den Winter und Schnee berichten werden, bleibt offen. Klar ist: Messdaten werden die Entwicklung weiter dokumentieren und zeigen, was nach physikalischen Grundprinzipien längst absehbar schien.

Die Antwort stammt von Peter Hoffmann, Experte zum Thema „Climate Impacts & Vulnerabilities“ am Potsdam-Institut für Klimafolgenfoschung (PIK) .

Warum unterscheidet man zwischen metereologischem und kalendarischem Frühlingsanfang?

Der kalendarische Frühlingsanfang, auch astronomischer Frühlingsanfang genannt, wird durch jenen Tag definiert, an dem auf der Nordhalbkugel zum ersten Mal im Jahr Tag und Nacht gleich lang sind, die Sonne also den Himmelsäquator überquert. Beginnend mit dem kalendarischen Frühlingsanfang werden die Tage demnach wieder länger als die Nächte. Dieser Tag kann kalendarisch gesehen auf den 19., 20. oder 21. März fallen. Da dieser schwankende Beginn für klimatologische Auswertungen unvorteilhaft ist, wurde in der Meteorologie festgelegt, dass immer ganze Monate in die Jahreszeitenstatistik einfließen sollen, folglich Jahreszeiten am Monatsanfang beginnen. Die Wahl für den Frühlingsanfang fiel auf den 1. März. Obwohl der 1. April eigentlich deutlich näher am kalendarischen Frühlingsanfang läge, bietet sich die Klassifizierung des März als Frühjahrsmonat an, da dieser in unseren nördlichen Breiten im langjährigen Mittel deutlich wärmer ausfällt als die anderen Wintermonate Januar und Februar und auch wärmer als der Dezember, der folglich ebenfalls dem meteorologischen Winter zugeschlagen wird. Damit beginnen alle meteorologischen Jahreszeiten im Schnitt ca. 3 Wochen vor den kalendarischen Jahreszeiten.

Die Antwort stammt von Robert Wagner vom Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) .

 

Gefährde ich das Klima, wenn ich im Winter meinen Kamin anmache? Ich verbrenne dort trockenes Holz und Papier.

Biomasseverbrennung galt lange als klimaneutral da die Bäume im Wald im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen nachwachsen. Gemessen an Kohle oder Erdöl und -gas stimmt das zwar, aber diese Einschätzung gilt inzwischen nicht mehr als zeitgemäß. Zum einen sind diese fossilen Brennstoffe eben nicht mehr der Maßstab, sondern Wind- oder Solarenergie. Und zum anderen ist die Nachfrage nach Holz inzwischen so stark angewachsen, dass es fraglich ist, ob überhaupt genug Waldflächen zur Verfügung stehen können, um ausreichend Brennholz nachhaltig zu produzieren.

Gegen ein Verbrennen von Holz nur der Gemütlichkeit wegen gibt es viele Argumente: Im jüngsten Bericht des Weltklimarates (IPCC) ist von so genannten negativen Emissionen die Rede, um die Klimaerwärmung zu bremsen. Das heißt: Die Menschheit sucht händeringend nach Möglichkeiten, Kohlenstoff aus der Atmosphäre zu entnehmen und einzulagern. Das Aufforsten von Wäldern könnte eine Variante sein, die natürlich nur funktioniert, wenn der Kohlenstoff im Holz bleibt und nicht im Kamin wieder zu Kohlendioxid in der Luft wird. Dafür, dass ihr Brennholz am lebenden Baum mehr für das Klima tun kann als im Kamin, sprechen noch andere Gründe: Alte, möglichst natürliche Wälder können wesentlich mehr Kohlenstoff speichern als junge, künstliche Wälder. Und je älter und größer ein Baum wird, umso mehr kann er zum Beispiel im Sommer im Hinterhof Schatten spenden und kühlen. Naturnahe Wälder helfen nicht nur dem Klima, sie tragen auch zum Schutz der Artenvielfalt bei – eine weitere große Herausforderung, vor der die Menschheit aktuell steht. Und nicht zuletzt tun Sie etwas Gutes für Ihre Gesundheit, wenn Sie auf das gemütliche Kaminfeuer verzichten: Deutschlandweit produzieren die Kaminöfen inzwischen mehr Feinstaub als der gesamte Straßenverkehr. Dazu kommen viele polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe, die krebserregend wirken. Ähnliches gilt auch für bedrucktes Papier – egal ob trocken oder feucht. Das klassische Holzfeuer ist eine Erfindung aus der Steinzeit, die eben insgesamt nicht mehr zeitgemäß ist, wenn wir Klima, Artenvielfalt und Gesundheit schützen wollen. Schließlich möchten wir heute deutlich älter werden als unsere Urahnen, die Mammuts auf offenem Feuer gegrillt haben. Der Trend zum Kamin ist daher leider ein Schritt rückwärts.

Die Antwort stammt von Hartmut Herrmann vom Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS).

Was ist der Grund für das im Vergleich zur Lufttemperatur signifikant stärkere Ansteigen der Temperatur der Seen weltweit?

Die Oberflächentemperaturen flacher Seen folgen meist dem Trend der Lufttemperaturen. Im Zusammenhang mit der globalen Erwärmung sind die sommerlichen Oberflächentemperaturen von Seen seit 1985 um 0.34°C pro Jahrzehnt angestiegen (O’Reilly et al. 2015). Tiefe Seen, die im Winter normalerweise eisbedeckt sind, weisen sogar einen durchschnittlichen Erwärmungstrend von 0.72°C auf, wenn sie in Gebieten liegen, in denen neben den Lufttemperaturen auch die Sonneneinstrahlung ansteigt – also der Bewölkungsgrad abnimmt.

Das hat vor allem zwei Gründe: Erstens führt die Kombination aus kürzerer Eisbedeckung und klimatischen Veränderungen wie höherer Lufttemperatur und stärkerer Strahlung dazu, dass Seen zeitiger im Frühjahr eine thermische Schichtung ausprägen. Über viele Monate durchmischt sich dann ihre Wassersäule nicht mehr bis zu den kühleren Schichten am Grund des Gewässers, sodass sich das Oberflächenwasser stärker erwärmen kann als die vergleichbaren Lufttemperaturen. Zweitens sind Seen in der Lage, die Wärme der Sonnenstrahlung zu akkumulieren und zu speichern. Die Eis- und Schneedecke in den Wintermonaten wirkt dem entgegen, da sie einen Großteil der Strahlung reflektiert. Je kürzer also die Eisbedeckung andauert, desto schneller erwärmt sich ein See – eine Wechselwirkung ähnlich wie wir sie aktuell in der Arktis beobachten können. Eine gegenläufige Tendenz zeigt sich aber z.B. in Hochgebieten, wo durch die Klimaveränderungen die atmosphärische Transparenz abnimmt. Seen bekommen dort weniger Strahlungswärme und so steigt ihre Temperatur langsamer als die Lufttemperaturen.

In unserem Dossier „Seen im Klimawandel“ erklären wir übrigens, welchen Veränderungen Seen schon heute unterliegen und welche Szenarien wir voraussichtlich zu erwarten haben.

Die Antwort stammt von Rita Adrian, Abteilungsleiterin Ökosystemforschung am Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB).

Wie kann man mehr NaWaRos (nachwachsende Rohstoffe) finden?

Die Natur bietet uns eine Vielzahl nachwachsender Rohstoffe. Die Frage ist, ob wir sie für unsere Bedürfnisse überhaupt nutzbar machen und wofür wir sie einsetzen können. Viele der nachwachsenden Rohstoffe gibt es nämlich nicht in ausreichender Menge, was deren ökonomische Verwendung unmöglich macht. Oder ihre einzelnen Inhaltsstoffe lassen sich nur mühsam voneinander abtrennen, wie z.B. bei natürlich vorkommenden Proteinen, die aus 20 verschiedenen Aminosäuren bestehen. Einige nachwachsende Rohstoffe – Stärke und Zucker, z.B. aus Mais, Zuckerrübe oder Zuckerrohr, sind unsere Nahrungsgrundlage. Deren Nutzung für andere Zwecke ist nicht tragbar. Algen werden häufig als nachwachsender Rohstoff mit viel Potential gehandelt. Allerdings wird für deren Anwendung extrem viel Wasser benötigt und viele der Methoden zur Nutzbarmachung sind unwirtschaftlich und letztlich nicht so ökologisch wie erhofft.

Die Bereitstellung ausreichender Mengen von Energie- und Kraftstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen ist aktuell nicht realistisch. Deswegen ist die Energiegewinnung aus Sonne, Wasser, Wind und geothermischen Quellen auch so wichtig. Unser Bedarf an Chemikalien allerdings kann durch nachwachsende Rohstoffe gedeckt werden. Bringt uns das weiter? Ja, denn Chemikalien bilden die Grundlage für viele Gebrauchsgegenstände unseres Alltages: so z.B. Medikamente, Reinigungs- & Waschmittel, Lacke & Farben, Kosmetik, Duftstoffe, Düngemittel für die Landwirtschaft und nicht zuletzt Kunststoffe.

Der bislang interessanteste nachwachsende Rohstoff für die Herstellung von Chemikalien ist Lignocellulose. Davon gibt es ausreichende Mengen, z.B. in Form von Holz, als Abfälle der Landwirtschaft oder der Papierindustrie. Genügend, um allen heutzutage existierenden Chemikalien als Rohstoff zu dienen.

Wie geht man also weiter vor? Aus Lignocellulose wird Cellulose abgetrennt und daraus Zucker hergestellt. Der Zucker dient dann entweder als Ausgangsstoff für die fermentative – also biochemische – Herstellung von Chemikalien oder für die Herstellung in katalytischen Prozessen. Zwar werden noch nicht alle heutzutage verwendeten Chemikalien auf diese Weise hergestellt, aber es werden täglich neue Verfahren publiziert da sehr viele Wissenschaftler auf diesem Gebiet arbeiten. Lignin, das nach der Abtrennung von Cellulose aus Lignocellulose überbleibt, kann noch nicht so effektiv genutzt werden. Aber auch auf diesem Gebiet arbeiten Forscher intensiv an Lösungen zur Nutzbarmachung für die Chemikalienherstellung.

Rohstoffe, die heute auch schon Verwendung finden, sind Fettsäuren, die man aus Fetten gewinnen kann und Terpene, die bei der Papierproduktion anfallen. Immer häufiger dienen auch Abfälle aus der Landwirtschaft und sogar der Fischerei – hier sei Chitin genannt – als Rohstoffe. Auch hier gibt es noch Potential.

Es ist natürlich nicht auszuschließen, dass es weitere, noch nicht bekannte nachwachsende Rohstoffe gibt. Es ist aber eher unwahrscheinlich, dass diese in ausreichenden Mengen vorhanden sind.

Die Antwort stammt von Johannes G. de Vries, Vorstandsmitglied und Bereichsleiter des Forschungsbereiches Katalyse mit erneuerbaren Rohstoffen am Leibniz-Institut für Katalyse e.V. Rostock (LIKAT).

 

Lässt sich Plastik ersetzen? Wie weit ist die Forschung, einen umweltverträglichen Ersatzstoff für Plastik als Verpackungsmaterial zu entwickeln? Und: Wie können wir die Plastikflut eindämmen?

Es ist ein allgegenwärtiges Erbe. Tüten, die in der Atmosphäre schweben, Kanister und Bauteile, die in Meeresströmungen zirkulieren; hinzu kommt die schier unendliche Masse von Mikropartikeln in Böden, Flüssen, Trinkwasser. Wir überschwemmen unsere Erde mit Plastik. Die Folgen unseres Verhaltens auf die Umwelt können wir noch gar nicht abschätzen. Wir wissen nur: Dieses Erbe werden wir lange mit uns herumtragen. Denn Plastik ist ein beständiger Werkstoff. Bis seine Grundbausteine, die Polymere, zersetzt sind, können Jahrhunderte vergehen. Wir erforschen eine Alternative: Biopolymere. Anders als herkömmliche Polymere werden sie nicht aus Erdöl gewonnen, sondern von Pflanzen und Mikroorganismen synthetisiert. Viele Bakterienstämme nutzen Polymere als Depots für überschüssigen Kohlenstoff. Wenn sie später Energie benötigen, zerlegen Enzyme die Polymere wieder in ihre Einzelteile. Biopolymere werden also nicht nur biologisch gebildet, sie sind auch biologisch abbaubar.

Im Labor arbeiten wir mit genetisch veränderten Escherichia coli-Bakterien. Wir füttern sie mit Zucker und einem Alkohol, dessen Moleküle sich zu langen Ketten verbinden. Je länger eine Kette ist, desto fester wird das Polymer, kurze Ketten machen es biegsam. In der Natur variiert die Länge dieser Ketten ständig, aber mit unseren E. coli-Bakterien können wir sie genau definieren: Jede Charge entspricht der nächsten. Um die Biopolymere zu ernten, brechen wir die Bakterienzellen auf und reinigen sie. Am Ende haben wir winzige Plastikkügelchen, die man zu Folien, Verpackungen und anderen Dingen verarbeiten kann. Doch noch können Biopolymere auf dem Markt nicht mithalten, weil sie teurer als erdölbasierte Kunststoffe sind. Die Forschung sucht deshalb nach Mikroorganismen, die Polymere aus landwirtschaftlichen Abfällen herstellen können.

Außerdem müsste die Politik klare Vorgaben machen: Alles, was in die Umwelt gelangen könnte, muss biologisch abbaubar sein. In einigen Bereichen setzen sich biologisch abbaubare Polymere schon heute durch. Für die Medizin werden sie zum Beispiel zu Fäden oder Netzen verarbeitet, die sich nach einer Weile selbst auflösen. Diese Netze stützen schwaches Körpergewebe, das sie umwächst und sich langsam festigen kann. Gleichzeitig beginnen die Zellen, die Biopolymere zu verdauen. Wenn die Verletzung verheilt ist, sind die Biopolymere verschwunden.  Nichts bleibt zurück.

Die Antwort stammt von Miriam Agler-Rosenbaum, Leiterin des „Biotechnikum“ am Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut.

Eine weitere Antwort gibt Johannes G. de Vries, Vorstandsmitglied und Bereichsleiter des Forschungsbereiches Katalyse mit erneuerbaren Rohstoffen am Leibniz-Institut für Katalyse e.V. Rostock (LIKAT):

Müssen wir tatsächlich Plastik ersetzen oder ist nicht ein achtsamer Umgang damit viel besser? Fast täglich werden wir durch die Medien mit riesigen Plastikmüllbergen konfrontiert, mit ganzen Teppichen von Plastikabfällen, die im Meer treiben und sowohl Meerestiere als auch -pflanzen gefährden. Was treibt da eigentlich genau und wie ist es dorthin gelangt?

Schauen wir uns zunächst einmal an, was da so im Meer treibt: hauptsächlich Verpackungsmüll aus Polyethylen (PE) oder Polystyrol (PS) und Flaschen aus PE, Polypropylen (PP) und Polyethylenterephthalat (PET). Grundsätzlich muss man sich die Frage stellen, ob wirklich so viel Plastik verwendet werden muss. Klar ist, dass nur die Reduktion von Plastikverpackungen die Plastikflut eindämmen kann. Nicht jede Tomate oder Gurke muss verpackt werden. Aber ist auch der Ersatz von Plastik durch andere Materialien eine Lösung des Umweltproblems? Nehmen wir das Material Polyethylen (PE), es gibt da zwei Möglichkeiten:

  1. PE kann in vielen Fällen durch Papier ersetzt werden. Papier ist biologisch abbaubar, hat aber im Vergleich zu PE einen höheren CO2-Fußabdruck (ein Maß für Umweltschädlichkeit). Die Papierproduktion erfordert sehr viel Energie, Wasser und den Einsatz giftiger Chemikalien. Darüber hinaus muss pro Verpackung deutlich mehr Papier als PE verwendet werden, weil es leichter reißt. Letztlich verlieren wir auf der einen Seite, was wir auf der anderen gewinnen.
  2. Ähnliches gilt für Plastikflaschen aus PE, PP oder PET. Die können durch Glas ersetzt werden. Auch die Produktion von Glasflaschen hat einen höheren CO2-Fußabdruck als die von PE. Und man benötigt mehr Energie für den Transport, weil Glasflaschen deutlich schwerer sind.

Kommen wir abschließend auf die Frage zurück, wie der Plastikmüll ins Meer gelangt. Es gibt noch immer viele Länder, die keine Infrastruktur für die Müllentsorgung haben. Die Menschen dort haben schlichtweg keine andere Wahl, als ihre Abfälle zu vergraben, im Fluss oder im Meer zu entsorgen. Dort gilt es, gut funktionierende, lokale Müllentsorgungs- und Recyclingsysteme aufzubauen. Bis vor kurzem haben auch Schiffe ihre Abfälle ins Meer entsorgt. Das ändert sich aktuell zwar durch neue Gesetze, allerdings noch (zu) langsam. Und die vielleicht wichtigste Ursache: Die Achtlosigkeit und Verantwortungslosigkeit von vielen Menschen auch bei uns in Europa.

Und da wären wir wieder beim Anfang: Wir müssen Plastik nicht verdammen, aber achtsam damit umgehen. Das wichtigste ist, im eigenen Leben das richtige zu tun: Verpackungsmaterial so gut es geht zu vermeiden, u.a. mit wiederverwendbaren Taschen, und unseren Müll verantwortungsvoll zu entsorgen.

Wie wirkt sich die Erderwärmung auf den Meeresspiegel aus? (Prognose in Abhängigkeit von Zeit und Szenarien)

Der beobachtete Meeresspiegelanstieg der letzten 100 Jahre ist eine direkte Auswirkung der globalen Erwärmung, mehrere Jahrtausende lang war der Meeresspiegel zuvor recht stabil. Gegenwärtig steigt der Meeresspiegel um etwa 3 mm pro Jahr, die Geschwindigkeit des Anstiegs hat sich in den letzten Dekaden deutlich beschleunigt. Der Meeresspiegel steigt durch die Erwärmung der Ozeane sowie das Schmelzen von Gebirgsgletschern und der Eisschilde Grönlands und der Antarktis. Projektionen zum Anstieg des Meeresspiegels bis zum Ende des Jahrhunderts hängen stark davon ab, wie viele CO2-Emissionen künftig emittiert werden. Im schlechtesten Fall könnte der Meeresspiegel bis 2100 um bis zu einen Meter steigen, im Vergleich zu Beginn des 21.Jahrhunderts. Es ist jedoch wichtig zu wissen, dass Veränderungen der Ozeane und der Eisschilde über sehr lange Zeiträume stattfinden, und dass der Meeresspiegel nicht direkt mit der globalen Temperatur steigt. Auch wenn es der Menschheit gelingt, das Klima in diesem Jahrhundert zu stabilisieren, wird der Meeresspiegel noch auf einige Jahrhunderte weiter ansteigen – angestoßen durch unsere CO2-Emissionen der Vergangenheit. Deshalb ist es auch so wichtig, welchen Pfad die Menschheit jetzt einschlägt zur Vermeidung weiterer Klima-Emissionen. Denn was wir tun oder nicht tun, wird sich noch lange auf den künftigen Meeresspiegelanstieg auswirken.

Die Antwort stammt von Andrey Ganopolski vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK).

Sea level rise observed during the past 100 years is the direct effect of global warming since it is known during previous several thousand years, sea level was rather stable. At present, sea level rise is about 3 mm per year and it accelerated significantly over the recent decades.  This sea level rise is attributed to the ocean warming and melting of mountain glaciers and the Greenland and Antarctic ice sheets. Projected sea level rise at the end of this century strongly depends on the future anthropogenic emission of CO2. In the worst case scenario, the sea level can rise globally by up to one meter compare to the beginning of 21st century. However, it is important to realize that due to very long time scales of the ocean and ice sheets, sea level does not follow directly global temperature: even if humans will manage to stabilize global temperature in this century, the sea level will continue to rise for centuries if not millennia. Therefore, the path chosen by the human civilization now will have very long-term consequences for the future sea level rise.

 

Wie sieht der Ölpreis der Zukunft aus?

Wie jeder andere Preis ergibt sich der Preis für Erdöl durch Angebot und Nachfrage.

Im Fokus vieler Überlegungen und Untersuchungen stehen angebotsseitige Faktoren, die den Preis beeinflussen. Allen voran ist dabei die Produktion selbst bzw. ihre Kapazitäten: Mit höherer Produktion sinkt der Preis und Bottlenecks, sowohl in der Produktion als auch der nachfolgenden Infrastruktur, erhöhen den Preis. Während Produktionsausfälle, beispielsweise durch Konflikte bedingt, den Ölpreis nach oben treiben können, haben wir in den letzten Jahren einen Trend zur bislang vorrangig US-amerikanischen Schieferölproduktion gesehen. Durch diese werden zuvor nicht wirtschaftliche Ölfelder mittels Techniken wie hydraulischem Fracking zu profitablen Ölquellen, welche über die letzten Jahre hinweg ein fester Bestandteil des globalen Ölmarkts geworden sind und durch die Angebotsausweitung den Preis nach unten getrieben haben. Es ist davon auszugehen, dass dieser Trend langfristig anhält und Schieferöl zukünftig auch in anderen Regionen das Angebot erweitert.

Ökonomen haben lange an das Prinzip geglaubt, dass der Preis von Ressourcen wie Erdöl langfristig steigen muss. Empirische Studien haben das allerdings weitgehend wiederlegt. Auch das in Populärmedien oft zitierte Ende von Öl lässt sich in Zahlen nicht nachweisen. Durch neue Funde und verbesserte Technologie sind die nachgewiesenen, verbliebenen Erdölreserven über die letzten Dekaden sogar gestiegen, statt zu sinken. Explodierende Preise wegen eines zur Neige Gehens der globalen Erdölvorkommen lassen sich für die nächsten Dekaden daher ausschließen.

Es spricht aber viel dafür, dass nachfrageseitige Faktoren die großen Unbekannten für den zukünftigen Ölpreis darstellen. In den vergangenen Dekaden ist der Erdölkonsum weitgehend vorhersehbar mit dem Wachstum der Weltwirtschaft mitgewachsen. Zurzeit ambivalente Klima- und Umweltpolitiken aber auch verschiedene Perspektiven für alternative Technologien können auf diesen Pfad für die Zukunft deutlich Einfluss nehmen und damit erhebliche Effekte auf den Preis haben. Auch deshalb sind staatliche Mechanismen wie Steuern auf Mineralölprodukte, aber auch die vieldiskutierte Kohlenstoffdioxidsteuer zentral in der Frage, wie der zukünftige Ölmarkt aussehen wird.

Die Antwort stammt von Dawud Ansari, wissenschaftlicher Mitarbeiter der Abteilung „Energie, Verkehr, Umwelt“ am Deutschen Institut für Wirtschaftsforschung DIW und Mitglied des Leibniz-Forschungsverbundes Energiewende.

Eine zweite Antwort stammt von Klaus-Jürgen Gern, Forecasting Center des Instituts für Weltwirtschaft (IFW):

Die Vorhersage des Ölpreises ist ein notorisch schwieriges Geschäft. Für die Konjunkturprognose (das heißt die kürzere Frist von ca. zwei Jahren) hat sich gezeigt, dass in der Regel die Annahme, dass der gegenwärtige Ölpreis unverändert bleibt, nicht systematisch zu schlagen ist. Denn im gegenwärtigen Ölpreis sind alle Informationen über die Zukunft, die verfügbar sind, durch die Interaktionen der Marktteilnehmer bereits enthalten. Dies gilt auch für absehbare Entwicklungen in der Zukunft, die über Arbitrage mit den Futuresmärkten auf den aktuellen Spotpreis wirken.

Wir weichen allerdings gelegentlich davon ab, wenn bestimmte Szenarien für die Prognose unterstellt werden, die Einfluss auf den Preis haben sollten. So haben wir im vergangenen Jahr angenommen, dass der Ölpreis ab der Jahresmitte deutlich anziehen und gegen Jahresende wieder nachgeben würde. Grund dafür war die Erwartung, dass sich das Ölangebot mit Einsetzen der Sanktionen gegenüber dem Iran verknappen würde und dass anschließend die OPEC (im Verein mit Russland) auf den gestiegenen Ölpreis mit einer Erhöhung ihrer Förderung reagieren würde. Im Prinzip ist dieses Preisprofil auch eingetreten, allerdings war der Preisrückgang deutlich stärker als erwartet und der Grund auch ein anderer, nämlich die Tatsache, dass die USA die Sanktionen für die größten Absatzmärkte des Iran ausgesetzt hatte.

Strukturell hat sich der Ölmarkt dadurch geändert, dass die Fracking-Technologie nicht nur das Ölangebot erhöht hat, sondern auch geeignet ist relativ rasch auf Veränderungen der Marktlage und dadurch verursachte Preisschwankungen zu reagieren. Sinkt der Preis unter die Wirtschaftlichkeitsgrenze (die derzeit wohl zwischen 40 und 50 Dollar/barrel liegt), wird die Bohraktivität und in der Folge auch die Produktion rasch heruntergefahren, steigt der Preis, nehmen auch Bohrungen und Förderung ebenso rasch zu. Diese Flexibilität dürfte das Preisband, in dem der Ölpreis schwankt, in den kommenden Jahren stärker beschränken, als es in den vergangenen Jahrzehnten der Fall war.

Längerfristig ist die große Frage, wie rasch die Umstellung insbesondere im Verkehrssektor auf Elektromobilität gelingt. Dieser Trend, der einer durch das globale Wirtschaftswachstum und insbesondere das Aufholen der Entwicklungs- und Schwellenländer bedingten Zunahme des Energiebedarfs entgegenwirkt, könnte dazu führen, dass der Ölmarkt in Zukunft immer stärker nachfrageseitig begrenzt ist und von daher die Ölpreise eher unter Abwärtsdruck stehen werden.

Mehr Informationen zum Thema finden Sie beim Leibniz-Forschungsverbund Energiewende.

Kann es wirklich sein, dass der Mensch zum Klimawandel beiträgt?

Ja, der Klimawandel ist menschgemacht. Beim Heizen, Autofahren oder in unseren Fabriken verbrauchen wir sehr viel Energie. Um diese Energie zu erzeugen, verbrennen wir Kohle, Öl, Gas und dabei entsteht Kohlendioxid. Seit der Industrialisierung gelangt deshalb viel mehr Kohlendioxid in die Luft als zuvor und es wird immer wärmer: Die Gletscher in den Bergen schrumpfen, das Eis an den Polen schmilzt, Hitzewellen und Dürren belasten Natur und Mensch, Wetterextreme wie Stürme oder Starkregen nehmen zu.

Am PIK erforschen wir das Klima der Vergangenheit über Millionen von Jahren: In der Erdgeschichte gab es zwar Zeiten, in denen noch mehr Kohlendioxid in der Atmosphäre war als heute. Doch wir verändern die Kohlendioxid-Konzentration, und damit die Temperatur, gerade viel rasanter als bisher in unserer Erdgeschichte. Das gesamte Erdsystem hat dadurch viel weniger Zeit sich daran anzupassen. Die seltenen Ereignisse der Erdgeschichte, in denen sich die Temperaturen sehr schnell und stark änderten, hatten dramatische Auswirkungen für die Erde und ihre Lebewesen. Da wir die heutigen Klimaveränderungen verursachen, können wir sie aber auch aufhalten: etwa, indem wir weniger Auto fahren und fliegen, auf Windstrom statt auf Kohlekraftwerke setzen oder Energiesparbirnen statt Glühlampen verwenden.

Die Antwort stammt von Julia Brugger, Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK).

Ist das Klima noch zu retten?

Ja, wir können das Klima stabilisieren, doch wir stehen dabei vor einer riesigen Herausforderung: Abgase aus Kraftwerken, Autos und Flugzeugen tragen dazu bei, dass es auf der Erde immer wärmer wird. So haben wir unser Klima seit Beginn der Industrialisierung global bereits um 1°C aufgeheizt, die Folgen wie Wetterextreme waren im vergangenen Sommer auf der gesamten Nordhalbkugel spürbar. Wenn wir so weiter machen wie bisher leben wir Ende des Jahrhunderts wohl in einer 4°C wärmeren Welt.
Auf der Pariser UN-Klimakonferenz 2015 haben sich Vertreter aus allen Ländern der Welt deshalb auf die Begrenzung des Klimawandels geeinigt, mit einem anzustrebenden Ziel von 1,5°C globaler Erwärmung. Wenn uns das gelingt, erhöhen wir unsere Chancen, den Anstieg des Meeresspiegels und das Risiko verheerender Wetterextreme zu begrenzen. Jedes zehntel Grad könnte einen Unterschied machen, daher müssen wir rasch handeln. Und dabei zählt der Beitrag jedes einzelnen von uns: weniger Fleisch und mehr regionales, saisonales Gemüse, Fahrrad, Bus und Bahn statt Auto und Flugzeug.

Die Antwort stammt von Julia Brugger, Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK).