Flugzeuge sind für etwa 2,5 Prozent des weltweiten CO2-Ausstoßes verantwortlich, sie verursachen aber auch weitere Emissionen, die das Klima zusätzlich aufheizen. Außerdem nimmt der Flugverkehr stark zu; verglichen mit vielen anderen Sektoren ist Klimaschutz dort schwierig, weil einfach umsetzbare Lösungen fehlen.

Elektro-Flugzeuge, die mit erneuerbarem Strom aus Batterien betrieben werden, gelten wegen des hohen Gewichts bisher allenfalls für kurze Strecken und bei kleinen Maschinen als Option. Für größere Flugzeuge und weitere Strecken werden vor allem Alternativ-Treibstoffe diskutiert, die möglichst wenig CO2 verursachen – sogenannte E-Fuels aus Erneuerbaren Energien. Kraftstoffe aus Biomasse wären denkbar, aber sind kaum in den erforderlichen Mengen herstellbar.

Alle Optionen befinden sich noch in der Entwicklungsphase. Zudem sind sie mit hohen Kosten verbunden, während Kerosin aus fossilen Rohstoffen deutlich billiger ist. Neben mehr Forschung gelten in der Wissenschaft deshalb finanzielle Anreize oder politische Vorgaben als nötig, um Fluggesellschaften zu klimafreundlicheren Antriebs-Alternativen zu motivieren. Insgesamt und vor allem auf kürzeren Strecken gilt ist es zudem als notwendig, Flugverkehr möglichst zu vermeiden oder auf Hochgeschwindigkeitszüge zu verlagern.

Der Flugverkehr ist die klimaschädlichste Art der Fortbewegung. Ein Durchschnittsbürger verursacht einen Großteil seiner Treibhausgas-Emissionen durchs Fliegen – andererseits gilt es manchen Menschen als unverzichtbar für Dienstreisen oder Urlaube. Um Klimaneutralität zu erreichen, müssen aber alle Emissionen möglichst auf Null reduziert werden; kann das im Flugsektor überhaupt gelingen? Welche Lösungsansätze gibt es bereits, und wie weit in der Entwicklung sind sie? Welche Ideen gibt es neben technischen Optionen, um die Emissionen im Flugsektor zu reduzieren? Antworten dazu aus der Wissenschaft.

Kohlenstoffdioxid kann technisch aus Abgasen und Abluft von Kraftwerken und Industriebetrieben abgeschieden und unter der Erde oder dem Meer eingelagert werden. Bislang gibt es nur wenige Anlagen mit geringer Gesamtkapazität für das sogenannte Carbon Capture and Storage (CCS). Die Technologie ist aufwändig und teuer, auch wenn in weiteren Entwicklungsschritten deutliche Kostensenkungen zu erwarten sind.

Das Potenzial gilt allerdings als groß – und die Technologie auch zu einem gewissen Grade als notwendig beim Klimaschutz. Jedenfalls enthalten alle untersuchten Pfade des Weltklimarates IPCC zur Begrenzung der globalen Erwärmung auf maximal zwei Grad Celsius eine bestimmte Menge und gewisse Formen von CCS. Das gilt umso mehr für eine Begrenzung auf im Schnitt unter 1,5 Grad Celsius.

Mögliche Schwierigkeiten und Risiken von CCS werden intensiv erforscht. Beispielsweise wird für die Technologie viel Wasser benötigt – ein Problem insbesondere für trockenere Regionen. Die Gefahr von Lecks nach der Einlagerung aber dürfte in geeigneten geologischen Strukturen gering sein.

Insgesamt gilt CCS in der Forschung als Ergänzung, aber keinesfalls als Alternative zum schnellen und drastischen Senken des CO2-Ausstoßes durch einen Ausstieg aus fossilen Energieträgern.

Es klingt nach einer bequemen Lösung für die Klimakrise: das CO2 aus der Nutzung fossiler Rohstoffe einfach in Kraftwerken und Fabriken abzuscheiden oder später wieder aus der Luft zu filtern und unterirdisch einzulagern. Aber kann diese Technologie wirklich beim Klimaschutz helfen? Wie sicher sind zum Beispiel der Transport und die langfristige Einlagerung? Und wie teuer ist das Ganze? Antworten dazu aus der Wissenschaft.

Die Ernährung ist für ungefähr ein Drittel des menschengemachten Ausstoßes von Treibhausgasen weltweit verantwortlich. Sie ist also eine zentrale Stellschraube, wenn es darum geht, Emissionen zu reduzieren. Besonders viel Kohlendioxid, Methan und Lachgas werden durch tierische Produkte und insbesondere Fleisch verursacht – hier anzusetzen, hat also eine besonders große Wirkung.

Um etwa den Fleischkonsum zu reduzieren, sind keine neuen Technologien nötig; die Umstellung kann theoretisch sofort beginnen. Weniger Fleisch- oder Fleischprodukte zu konsumieren, hätte nicht nur Vorteile fürs Klima, sondern wäre auch förderlich für Naturschutz, Artenvielfalt und die menschliche Gesundheit.

Um zu Veränderungen bei der Ernährung vor allem in westlichen Gesellschaften anzuregen, gibt es viele Ideen – in der Forschung wird zum Beispiel eine Steuer auf Fleisch (bei gleichzeitigen Entlastungen an anderer Stelle) oder generell auf den Ausstoß von Treibhausgasen diskutiert.

Diskussionen rund um die Ernährung werden oft emotional geführt. Viele Menschen fühlen sich angegriffen, wenn man ihre Essgewohnheiten thematisiert. Doch jenseits aller Ratschläge hat die Forschung zahlreiche Fakten zu den Folgen der Ernährung fürs Klima zusammengetragen: Wie viele Emissionen verursacht die Herstellung von Fleisch, Fleischprodukten und anderen tierischen Nahrungsmitteln eigentlich? Wie viel würde eine Reduzierung einsparen? Und wie sähe eine klimafreundliche, gesunde und nachhaltige Ernährung aus? Antworten dazu aus der Wissenschaft

Kernfusion ist ein Prozess, bei dem leichte Atomkerne zu einem schweren Kern verschmolzen werden, wobei Energie freigesetzt wird. Prinzipiell gleicht dieser Vorgang den Abläufen in der Sonne. Im Vergleich zur traditionellen Atomkraft mittels Kernspaltung ist die Kernfusion sicherer, sie produziert weniger Abfall und braucht weniger kritische Rohstoffe. Die Kernfusion könnte eine CO₂-neutrale und energieeffiziente Energiequelle sein, hat jedoch auch Nachteile.

Bereits seit Jahrzehnten wird intensive Forschung betrieben, dabei gab es deutliche Fortschritte. Dennoch befindet sich die Kernfusion weiter im Stadium der Grundlagenforschung und muss noch hohe Hürden überwinden. Eine kommerzielle Nutzung und praktische Anwendung in Kraftwerken dürfte deshalb noch mindestens viele Jahre bis einige Jahrzehnte entfernt liegen. Zudem bleiben die Kosten voraussichtlich hoch, und die gesellschaftliche Akzeptanz dieser neuen Technologie ist bislang nicht erforscht.

Es besteht Konsens in der Wissenschaft (selbst unter Befürwortern und Optimisten), dass Kernfusions-Kraftwerke nicht dabei helfen können, die bis etwa Mitte des Jahrhunderts notwendige Klimaneutralität in Deutschland oder weltweit zu erreichen.

Sie ist eine Verheißung – und das schon seit Jahrzehnten: Kernfusion soll, so die Befürworter, Energie im Überfluss liefern. Die Bundesregierung, die Europäische Union und weitere Staaten wie die USA, China, Japan, Großbritannien oder die Schweiz investieren viele Milliarden Euro in Erforschung und Entwicklung dieser Technologie. Immer wieder wird Kernfusion auch im Zusammenhang mit der Klimakrise und dem notwendigen Abschied von fossilen Energieträgern als mögliche Lösung genannt. Aber was genau ist Kernfusion überhaupt? Wie weit ist ihre Entwicklung? Und kann sie wirklich einen Beitrag leisten, um die Klimaziele in Deutschland zu erreichen? Antworten dazu aus der Wissenschaft.

Es gibt kein klares Plädoyer der Klimaforschung für oder gegen Atomkraftwerke. Zwar zählt die Kernkraft grundsätzlich zu den Stromerzeugungstechnologien, die Staaten auf dem Weg zur Klimaneutralität nutzen können, weil die Treibhausgasemissionen vergleichsweise gering sind. Erneuerbare Energiequellen wie Sonne und Wind werden jedoch laut zahlreicher Szenarien die dominierende Rolle in einer klimaschonenden Energieversorgung übernehmen.

Bei der Entscheidung, ob Atomkraft zum Einsatz kommen soll, müssen Politik und Gesellschaften Nutzen und Risiken abwägen: So sind Bau und Instandhaltung neuer Akw mit vergleichsweise hohen und schwer kalkulierbaren Kosten verbunden, wichtige Aspekte sind auch die Gefahr von Störfällen und die bisher ungelöste Entsorgung radioaktiver Abfälle.

Als Vorteil von Atomkraftwerken gilt, dass sie im Normalbetrieb große Strommengen stabil liefern. Doch in Energiesystemen mit hohen Erneuerbaren-Anteil kann dies künftig sogar ein Nachteil sein, und die zuverlässige Versorgung mit Kühlwasser wird in Zeiten des Klimawandels schwerer.

Seit den 1960er-Jahren, also über viele Jahrzehnte, haben Atomkraftwerke zur Stromversorgung in Deutschland beigetragen. Ab den 1970ern wurde zunehmend und in der Gesellschaft hoch kontrovers über die Risiken der Technologie diskutiert – der mögliche Nutzen der Kernkraft für den Klimaschutz jedoch wenig thematisiert. Viele Menschen fragen sich nun, ob Kernenergie einen Beitrag leisten könnte, um die Treibhausgasemissionen zu reduzieren. Und ob Länder wie Deutschland auch künftig auf diese Option setzen sollten. Antworten auf die wichtigsten Fragen.

Wasserstoff wird eine wichtige Rolle beim Klimaschutz spielen. Nach einhelliger Einschätzung der Wissenschaft eignet sich Wasserstoff als Alternative zu fossilen Rohstoffen wie Erdgas, Erdöl oder Kohle in der Energieversorgung, in Teilen der Industrie und in manchen Bereichen des Verkehrssektors. 

Beim Heizen von Gebäuden jedoch oder bei Pkw und Kleintransportern gibt es günstigere, effizientere und schon heute verfügbare elektrische Alternativen, die schnell an Marktanteilen gewinnen. Es ist unwahrscheinlich, dass Wasserstoff hier eine entscheidende Rolle einnehmen wird – dies sollte auch nicht gefördert werden, weil Wasserstoff noch auf lange Sicht knapp bleiben wird und deshalb bevorzugt in jenen Bereichen eingesetzt werden sollte, wo es kaum Alternativen gibt.

Viele Länder, die wie Deutschland künftig auf Wasserstoff setzen, planen erhebliche Importe des Rohstoffs. Bisher gibt es wenig Infrastruktur für Wasserstoff, sowohl Produzenten als auch Abnehmer bauen sie gerade erst auf. Fast der gesamte derzeit (und auch in naher Zukunft) verfügbare Wasserstoff ist nicht „grün“, also nicht klimaneutral, sondern werden mit Hilfe fossiler Rohstoffe hergestellt.

Noch vor wenigen Jahren war Wasserstoff ein Nischenthema, nur einige Fachleute beschäftigten sich damit. Inzwischen aber taucht der Stoff regelmäßig in Diskussionen rund um Klimaschutz auf. Doch etliche Expertinnen und Experten warnen davor, das Potenzial zu überschätzen. Wo steht eigentlich die Entwicklung der sogenannten Wasserstoffwirtschaft? Was ist in den kommenden Jahren zu erwarten? Und was sind sinnvolle Einsatzfelder für den Wasserstoff. Antworten dazu aus der Wissenschaft

Entwässerte Moore sind enorme Treibhausgasquellen. In Deutschland sind sie für rund sieben Prozent der gesamten Emissionen verantwortlich, etwa genauso viel wie die gesamte Stahlindustrie.

Der Erhalt von Mooren und ihre Wiedervernässung sind – gerade auch in Deutschland – sehr wirksame Methoden, um Treibhausgasemissionen stark zu reduzieren und Kohlenstoff langfristig einzulagern und gebunden zu halten. Bislang spielt dies aber in vielen Klimaschutzszenarien kaum eine Rolle. Stattdessen werden weltweit und sehr stark auch in Europa, Moore trockengelegt und weiter zerstört – vor allem durch Entwässerung für die Landwirtschaft.

Um die Klimaziele sowohl weltweit, in der EU und auf nationaler Ebene zu erreichen, sind ein besserer Schutz der noch intakten Moorflächen und eine Förderung von Wiedervernässungen unerlässlich. Eine Nutzung der Flächen wäre auch danach möglich, etwa durch neue, nasse Landwirtschaftsformen oder zur Energieerzeugung durch Solarparks auf wiedervernässtem Moor. 

Über Jahrzehnte, teils viele Jahrhunderte hat die Menschheit weltweit Moore trockengelegt – vor allem, um sie für Landwirtschaft und Besiedlung nutzbar zu machen. In Deutschland, Österreich und der Schweiz sind mehr als 90 Prozent der Moorgebiete zerstört oder schwer geschädigt. Warum genau ist das ein Problem fürs Klima? Wie viele Emissionen können durch Moorschutz vermieden werden? Und sind wiedervernässte Moore für die künftige Nutzung, etwa durch die Landwirtschaft, verloren? Antworten dazu aus der Wissenschaft.

In der Wissenschaft herrscht Konsens darüber, dass strombasierte synthetische Kraftstoffe (sogenannte E-Fuels) praktisch unverzichtbar sind für den Klimaschutz: In bestimmten Sektoren, etwa dem Luftverkehr, der Schifffahrt und manchen Industriezweigen, lässt sich ohne sie nach derzeitigem Wissensstand keine Klimaneutralität erreichen. Doch E-Fuels sind knapp und teuer im Vergleich zu anderen Klimaschutzoptionen. Deshalb sollten sie möglichst gezielt nur dort zum Einsatz kommen, wo sie unabdingbar sind.

Weil E-Fuels noch am Anfang ihrer Entwicklung stehen, werden sie voraussichtlich erst nach 2040 eine bedeutende Rolle für den Klimaschutz spielen können. Damit sie das tatsächlich tun, muss ihre Herstellung aber noch deutlich günstiger werden, und weitere Forschung und Entwicklung und politische Unterstützung ist nötig.

E-Fuels sind jedoch kein Ersatz für andere Klimaschutzmaßnahmen, vor allem nicht im Straßenverkehr. Die Hoffnung auf ihren Einsatz sollte nicht dazu führen, dass andere Möglichkeiten zum Senken der CO2-Emissionen verzögert oder Energieeffizienzmaßnahmen unterlassen werden, die bereits heute zur Verfügung stehen und preiswerter sind.

Strombasierte synthetische Kraftstoffe, auch E-Fuels genannt, stehen noch am Anfang ihrer Entwicklung. Dennoch werden bisweilen große Hoffnungen in sie gesetzt, in Deutschland dreht sich die Debatte oft um ihren Einsatz im Pkw-Verkehr. Auch in der Klimaforschung gelten E-Fuels als wichtige Option für den Klimaschutz – aber vor allem in anderen Verkehrsbereichen wie der Luft- oder Schifffahrt sowie in der Industrie. Was versteht man überhaupt unter dem Kunstwort „E-Fuels“? Und in welchen Bereichen können sie tatsächlich zur Klimaneutralität beitragen? Antworten dazu aus der Wissenschaft

Mit der Technologie „Direct Air Capture“ (DAC) lässt sich Kohlendioxid wieder aus der Atmosphäre entfernen. Doch damit dies wirklich etwas bringt gegen die Klimaerwärmung, muss das eingefangene CO2 danach wirklich dauerhaft und sicher gespeichert werden.

Bislang gibt es erst wenige Forschungs- und Pilot-Anlagen auf der Welt, die nur winzige Mengen Kohlendioxid aus der Luft filtern – bei hohem Energieaufwand und sehr hohen Kosten. Dennoch spielen in allen Szenarien des Weltklimarats IPCC, die eine Begrenzung der Erderwärmung auf unter 1,5 Grad oder 2 Grad Celsius ermöglichen, verschiedene Optionen zur CO2-Entnahme („Carbon Dioxide Removal“) aus der Atmosphäre eine wichtige Rolle. So könnten Emissionen ausgeglichen werden, die sich an der jeweiligen Quelle nicht oder nur mit sehr großem Aufwand verhindern lassen, etwa in der Landwirtschaft oder bei chemischen Prozessen in der Industrie.

Damit Technologien wie DAC tatsächlich Kohlendioxid aus der Atmosphäre entfernen, müssen die Anlagen mit CO2-armer Energie betrieben werden, und auch die Herstellung der für DAC-Anlagen benötigten Chemikalien darf nicht mit hohen Emissionen verbunden sein. In der Forschung herrscht Konsens, dass die Entnahme von Kohlendioxid aus der Atmosphäre unerlässlich ist, um die Klimaziele zu erreichen – dies jedoch keine Alternative zum sofortigen und möglichst starken Senken der Treibhausgasemissionen ist.

Es klingt wie eine große Verheißung, die Lösung aller Klimaprobleme: Anlagen, die das Treibhausgas Kohlendioxid wieder aus der Luft filtern, damit es irgendwo eingelagert werden kann – sozusagen „künstliche Bäume“. Doch wie realistisch ist diese Idee? Wie viel CO2 könnte mit der Technologie tatsächlich aus der Atmosphäre entnommen werden? Ab wann könnte das gehen, mit welchem Energieaufwand und zu welchem Preis? Antworten dazu aus der Wissenschaft

Eine allgemeine Geschwindigkeitsbeschränkung für Pkw auf deutschen Autobahnen könnte einen deutlichen Beitrag zur Verringerung der CO₂-Emissionen im Verkehrssektor leisten. Verschiedene Untersuchungen beziffern die Einsparpotenziale unterschiedlich. Eine ausführliche Studie im Auftrag des Umweltbundesamtes schätzt, dass ein Tempolimit von 120 Stundenkilometern eine Senkung von bis zu 6,7 Millionen Tonnen CO₂ pro Jahr bewirken könnte. Das wären 4,6 Prozent der Jahresemissionen des deutschen Verkehrs. Ein Tempolimit hätte weitere Vorteile, etwa für Verkehrssicherheit und Luftqualität.

Kritiker und Gegner hingegen sehen es als unzulässige Freiheitseinschränkung. Sie nennen oft niedrigere Werte für den möglichen Klimanutzen, meist ohne wissenschaftliche Quellen.

Anderswo ist sie Standard, nur in Deutschland gibt es sie nicht: eine allgemeine Geschwindigkeitsbeschränkung für Personenwagen auf Autobahnen. Die Debatten darüber sind häufig gereizt, sie werden stark von persönlichen Werten beeinflusst – dies ist ein Feld, das außerhalb der Sphäre der Wissenschaft liegt. Doch kann die Forschung eine Reihe grundlegender Fakten klären: Wieso eigentlich würden die CO2-Emissionen im Verkehr durch ein Tempolimit sinken? Und wie stark genau? Was wären alternative Klimaschutzmaßnahmen im Verkehrssektor? Antworten dazu aus der Wissenschaft.

In der Wissenschaft herrscht Konsens darüber, dass die notwendige Senkung des Treibhausgas-Ausstoßes nur mit einer großen Zahl zum Beispiel von Elektro-Autos oder Photovoltaik- und Windkraftanlagen gelingen kann. Dadurch steigt jedoch der Bedarf für teils kritische Rohstoffe.

Die Energie- und die Klimabilanz dieser drei Technologien ist ihren konventionellen Vorgängern teils schon seit Jahren deutlich überlegen. Bei Umweltschäden etwa durch die Förderung und Verarbeitung der nötigen Rohstoffe ist die Antwort komplizierter: Teils gibt es hier bedeutende Probleme, aber Fachleute gehen davon aus, dass sie sich durch technologische Weiterentwicklungen, nachhaltigeren Bergbau, mehr Recycling oder den Einsatz klimaschonender Energien während der Produktionsphase erheblich mindern lassen.

Zugleich gilt: Bei der Bewertung neuer Technologien werden die Klima- und Umweltschäden traditioneller, etablierter Technologien häufig ausgeblendet oder vernachlässigt.

Beim Umbau von Wirtschaft und Gesellschaft hin zur Klimaneutralität werden in hohem Tempo und großem Umfang neue Technologien benötigt. Ihr Verbrauch an kritischen Rohstoffen löst beispielsweise im Fall von Batterien für Elektroautos Besorgnis und Kritik aus, bisweilen verbunden mit der Frage: Lohnt sich die Energiewende in der Gesamtbetrachtung? Ist sie wirklich sinnvoll? Oder schafft man vielleicht an anderer Stelle neue große Probleme? Antworten dazu aus der Wissenschaft