part-3

Decarbonization and Private Households Workshop Bad Homburg September 9, 2015

Conveners Kohlmaier - Reusswig - Simonis

Summary Part 3

Gundolf Kohlmaier, Heinz Bingemer,

Editor Addendum

Part A : Correlation of private expenditures in 40 different consumption fields, with the energy needed to produce the

corresponding goods and with the GHG released.

1. Combination of the National Account (VGR - expenditures) with the Environmental Accounting (UGR - energy and GHGs) in the producer-oriented CPA-System

(Classification of Products by Activity)– Master Thesis Oliver Weller 2013

2. Transition from the CPA-System to the consumer-oriented SEA-System (Systematik der Einnahmen und Ausgaben der Privaten Haushalte), using the consumption- production-linkage-table and the correlation-table (derived in 1) of expenditures, primary energy consumption and emission of GHGs in 4 fields of everyday needs, 12

SEA divisions and 57 consumption fields.

References: Helmut Mayer. Federal Statistical Office and Master thesis Alexandra Denishchenkova 2014

Explanation: VGR (Volkswirtschaftliche Gesamtrechung) here National Account UGR (Umweltökonomische Gesamtrechnung) here Environmental Accounting

Consumption-production-linkage Table = Konsumverflechtungstabelle

Correlation table for Private Households. Expenditures, consumption of primary energy und emission of GHG in the

SEA-System – Part 1

SEA-Nr. Die Konsumfelder im privaten Haushalt - pro Person im Bezugsjahr 2007

Konsum- Budget pro Person und Jahr in Anschaffungs

preisen

Kosum von Primär- energie pro Person und

Jahr

Kumulierte Emission von

Treibhaus- gasen pro Person und

Jahr

Direkte Endenergie pro Person und Jahr

Direkte Emission von

Treibhaus- gasen pro Person und

Jahr

Primär- energie pro Güter-einheit

Emission THG pro Güter- einheit

Kumulierte Emission von Treibhaus-gasen

aller Haushalte pro Jahr

mittlere Leistungsauf-

nahme von Primärenergie

pro Person (Watt)

Euro kWh t CO2e kWh t CO2e kWh/€ kg CO2e/€ Mt CO2e Watt

ERNÄHRUNG 2.301 3.027 1,41 0 0,00 1,32 0,61 115,6 345,3

1 Nahrungsmittel u. alkoholfreie Getränke 1.769 2.697 1,30 0 0,00 1,52 0,73 106,7 307,7

11 Nahrungsmittel

1.550 2.428 1,20 0 0,00 1,57 0,77 98,8 276,9

12 alkoholfreie Getränke

219 270 0,10 0 0,00 1,23 0,44 8,0 30,8

2 Alkoholische Getränke u. Tabakwaren 532 330 0,11 0 0,00 0,62 0,20 8,8 37,7

21 alkoholische Getränke

250 269 0,09 0 0,00 1,08 0,35 7,2 30,7

22 Tabakwaren

282 61 0,02 0 0,00 0,21 0,07 1,7 6,9

WOHNEN 4.887 13.253 3,33 7.418 1,11 2,71 0,68 274,0 1511,9

4Wohnungskosten und Versorgung mit Wasser und Energie 3.795 11.804 2,95 7.418 1,11 3,11 0,78 242,5 1346,6

41 Tatsächliche Mietzahlungen

1.127 182 0,05 0 0,00 0,16 0,05 4,5 20,8

42 Unterstellte Mietzahlungen

1.506 244 0,07 0 0,00 0,16 0,05 6,0 27,8

43 Regelmäßige Instandhaltung und Reparatur der Wohnungen

105 181 0,06 0 0,00 1,73 0,55 4,7 20,6

44 Wasserversorgung u.a. Dienstleistungen für die Wohnung

360 262 0,16 0 0,00 0,73 0,45 13,4 29,9

45 Strom, Erdgas, Erdöl, Holz u.a. Brennstoffe

697 10.935 2,60 7.418 1,11

213,8 1247,5

45.1 Strom

370 5.385 1,25 2.218 0,00

102,8 614,3

45.2 Erdgas, Erdöl, Holz und andere Brennstoffe

327 5.551 1,35 5.200 1,11

111,0 633,2

45.21Holz u. andere Forstwirtschaftliche Erzeugnisse 7 352 0,12 343 0,12 53,42 18,23 9,9 40,1

45.22Kohle und Torf 5 97 0,04 94 0,04 18,16 7,49 3,3 11,1

45.23vorwiegend Erdgas 195 3.200 0,70 3064 0,60 16,39 3,59 57,6 365,0

45.25vorwiegend Heizöl 120 1.902 0,49 1.699 0,35 15,85 4,08 40,3 217,0

5

Einrichtungsgegenstände (Möbel), Geräte u. Ausrüstungen für

den Haushalt sowie deren Instandhaltung 1.092 1.449 0,38 0 0,00 1,33 0,35 31,5 165,2

51 Möbel, Innenausstattung, Teppiche u.Ä.

442 538 0,14 0 0,00 1,22 0,31 11,1 61,4

52 Heimtextilien

83 138 0,03 0 0,00 1,65 0,40 2,7 15,7

53 Haushaltsgeräte

147 160 0,04 0 0,00 1,09 0,29 3,5 18,3

54 Glaswaren, Tafelgeschirr u.a. Gebrauchsgüter

89 179 0,05 0 0,00 2,02 0,62 4,5 20,5

55 Werkzeuge und Geräte für Haus u. Garten

95 126 0,04 0 0,00 1,32 0,37 2,9 14,3

56 Waren u.Dienstleistungen f. d. Haushaltsführung

237 308 0,08 0 0,00 1,30 0,35 6,7 35,1

MOBILITÄT/VERKEHR 2.226 8.099 2,61 4.370 0,91 3,66 1,19 214,8 923,9

7 Verkehr 2.226 8.098,53 2,61 4.370 0,91 3,66 1,19 214,8 923,9

71 Kauf von Fahrzeugen

820 1.269 0,34 0 0,00 1,55 0,41 27,9 144,7

72 Waren und Dienstleistungen für den Betrieb von Privatfahrzeugen

1.006 5.288 1,36 4.370 0,91

111,8 603,2

73 Verkehrsdienstleistungen, bei Fügen Berücksichtigung RFI

400 1.542 0,91 0 0,00

75,0 175,9

Correlation table for Private Households. Expenditures, consumption of primary energy und emission of GHG in the

SEA-System – Part 2

Euro kWh t CO2e kWh t CO2e kWh/€ kg CO2e/€ Mt CO2e Watt

KONSUM VON WAREN U. DIENSTLEISTUNGEN 6.475 6.358 1,88 335 0,12 0,98 0,29 154,7 725,3

3 Bekleidung und Schuhe 840 959 0,23 0 0,00 1,14 0,28 19,2 109,3

31 Bekleidung 705 792 0,19 0 0,00 1,12 0,27 15,9 90,3

32 Schuhe 135 167 0,04 0 0,00 1,24 0,30 3,3 19,0

6 Gesundheitspflege 753 591 0,16 0 0,00 0,78 0,21 13,1 67,4

61 Medizinische Erzeug., Geräte u. Ausrüstungen 262 306 0,08 0 0,00 1,17 0,29 6,3 34,9

62 Ambulante Gesundheitsdienstleistungen 317 184 0,05 0 0,00 0,58 0,17 4,4 21,0

63 Stationäre Gesundheitsleistungen 174 101 0,03 0 0,00 0,58 0,17 2,4 11,5

8 Nachrichtenübermittlung 458 440 0,12 0 0,00 0,96 0,26 9,8 50,2

81 Post- und Kurierdienstleistungen 31 30 0,01 0 0,00 0,96 0,26 0,7 3,4

82 Telefon- und Telefaxgeräte, einschl. Reparaturen 25 26 0,01 0 0,00 1,06 0,26 0,5 3,0

83 Telefon- und Telefaxdienstleistungen; Internet 402 384 0,10 0 0,00 0,96 0,26 8,6 43,8

9 Freizeit, Unterhaltung und Kultur 1.501 1.905 0,65 335 0,12 1,27 0,43 53,6 217,4

91 Audiovisuelle, fotografische u. Informationsverarbeitungsgeräte 301 325 0,08 0 0,00 1,08 0,28 6,9 37,0

92 Andere größere langlebige Gebrauchsgüter für Freizeit und Kultur 35 48 0,01 0 0,00 1,39 0,37 1,1 5,5

93 Gartenerzeugnisse u. Verbrauchsgüter Gartenpflege; Haustiere 297 753 0,36 335 0,12 2,54 1,21 29,4 85,9

94 Freizeit und Kulturdienstleistungen 506 380 0,10 0 0,00 0,75 0,19 8,0 43,3

95 Zeitungen, Bücher und Schreibwaren 306 325 0,08 0 0,00 1,06 0,26 6,6 37,0

96 Pauschalreisen 57 75 0,02 0 0,00 1,31 0,35 1,6 8,5

10 Bildungswesen 132 65 0,02 0 0,00 0,50 0,12 1,4 7,5

10 Bildungswesen 132 65 0,02 0 0,00 0,50 0,12 1,4 7,5

11 Beherbergungs- u. Gaststättendienstleistungen 903 1.007 0,32 0 0,00 1,11 0,36 26,6 114,8

111 Verpflegungsdienstleistungen 766 859 0,28 0 0,00 1,12 0,36 22,9 98,0

112 Beherbergungsdienstleistungen 137 147 0,04 0 0,00 1,08 0,33 3,7 16,8

12 Andere Waren und Dienstleistungen 1.888 1.390 0,38 0 0,00 0,74 0,20 31,1 158,6

121 Körperpflege 315 625 0,17 0 0,00 1,99 0,54 14,0 71,3

123 Persönliche Gebrauchsgegenstände 135 158 0,04 0 0,00 1,17 0,30 3,3 18,0

124 Dienstleistungen sozialer Einrichtungen 184 106 0,03 0 0,00 0,58 0,17 2,5 12,1

125 Versicherungsdienstleistungen 530 187 0,05 0 0,00 0,35 0,09 4,1 21,3

126 Finanzdienstleistungen 488 162 0,04 0 0,00 0,33 0,09 3,5 18,4

127 Andere Dienstleistungen, a.n.g. 237 153 0,04 0 0,00 0,65 0,19 3,6 17,4

Summe 15.890 30.736 9,23 12.123 2,14 1,93 0,58 759,1 3506,3

zusätzlich Staat u. Priv. Organisationen (Individualverbrauch) 3.206 1.785 0,49 0 0,00 0,56 0,15 40,6 203,6

Bildungsleistungen 1.076 548 0,14 0 0,00 0,51 0,13 11,4 62,5

Gesundheitsleistungen 1.901 1.108 0,32 0 0,00 0,58 0,17 26,5 126,4

Kultur 229 129 0,03 0 0,00 0,56 0,14 2,7 14,8

Staat (Kollektivverbrauch) 5.229 3.399 0,49 0 0,00 0,65 0,09 40,6 387,7

Summe Staat+Priv. Organisationen (Indivual-und Kollektiv-Verbr.) 8.435 5.184 0,99 0 0,00 0,61 0,12 81,2 591,3

Grand Total 24.325 35.920 10,22 12.123 2,14 1,48 0,42 840,3 4097,6

Anlageinvestitionen pro Person 5.104 7.194 2,07 0 0,00 1,41 0,41 170,4 820,7

Inlandskonsum pro Person 29.429 43.114 12,29 12.123 2,14 1,47 0,42 1010,7 4918,3

Inlandskonsum global Ausg. Mio €, Energie in PJ, THG Mt CO2e 2.419.632 12.761 1.010,7 3.588 176,3 1,47 0,42 1010,7

Exporte plus Bunkerungen global, Mio.€, PJ, Mt CO2e 1.116.300 11.009 652,6 2451 17,50 2,74 0,58 652,6

Summary: Fields of Consumption:

Expenditures, Energy, GHG -1-

SEA-No.

FIELDS OF CONSUMPTION IN THE PRIVATE HOUSEHOLD PER PERSON AND

YEAR (GERMANY DATA 2007)

Expenditures Primary Energy

Cumulative

GHG Final Energy Direct emission GHG

Primary energy per unit goods

Emission per unit goods

Euro kWh t CO2e kWh t CO2e kWh/€ kg CO2e/€

1.2 FOOD, BEVERAGES AND TOBACCO 2,301 3,027 1.41 0 0.00 1.32 0.61

4 HOUSING 3,795 11,804 2.95 7,418 1.11 3.11 0.78

45 Electricity, Natural Gas, Fuel Oil, Wood and other combustabes 697 10,935 2.60 7,418 1.11 14.18 3.39

45.1 Electicity (76.5%) and District heating (23,5%) 370 5,385 1.25 2,218 0.00 14.56 3.38

45.2 Natural Gas, Fuel Oil, Wood and other combustables 327 5,551 1.35 5,200 1.11 13.85 3.39

5 FURNITUE AND APPLIANCES, HOME REPAIRS 1,092 1,449 0.38 0 0.00 1.33 0.35

7 MOBILITY/TRANSPORT 2,226 8,099 2.61 4,370 0.91 3.66 1.19

72 FUEL AND SERVICES PRIVATE CAR 1,006 5,288 1.36 4,370 0.91 5.26 1.35

73 PUBLIC TRANSPORT, BUS, TRAIN, SHIP, AIR (RF CLOUD CONTRAILS) 400 1,542 0.91 0 0.00 3.86 2.28

CONSUMPTION OTHER GOODS AND SERVICES 6,475 6,358 1.88 335 0.12 0.98 0.29

3 CLOTHING AND SHOES 840 959 0.23 0 0.00 1.14 0.28

6 HEALTH SERVICES 753 591 0.16 0 0.00 0.78 0.21

8 TELECOMMUNICATION 458 440 0.12 0 0.00 0.96 0.26

9 RECREATION 1,501 1,905 0.65 335 0.12 1.27 0.43

10 EDUCATION 132 65 0.02 0 0.00 0.50 0.12

11 HOTEL ACCOMODATION AND EATING OUT 903 1,007 0.32 0 0.00 1.11 0.36

12 OTHER GOODS AND SERVICES 1,888 1,390 0.38 0 0.00 0.74 0.20

TOTAL 15,890 30,736 9.23 12,123 2.14 1.93 0.58

STATE (INIVIDUAL- AND COLLECTIVE SHARE) 8,435 5,184 0.99 0 0.00 0.61 0.12

GRAND TOTAL 24,325 35,920 10.22 12,123 2.14 1.48 0.42

Summary: Indices of Consumption:

Expenditures, Energy, GHG -2-

SEA-No.

FIELDS OF CONSUMPTION IN THE PRIVATE HOUSEHOLD PER PERSON AND

YEAR (GERMANY DATA 2007) INDICES

Primary energy per unit goods

Emission per unit goods

GHG per Primary Energy

mean Power per year and person

kWh/€ kg CO2e/€ g CO2e/ kWh Watt

1.2 FOOD, BEVERAGES AND TOBACCO 1.32 0.61 464 345

4 HOUSING 3.11 0.78 251 1,347

45 Electricity, Natural Gas, Fuel Oil, Wood and other combustabes 14.18 3.39 239 1,247

45.1 Electicity (76.5%) and District heating (23.5%) 14.56 3.38 232 614

45.2 Natural Gas, Fuel Oil, Wood and other combustables 13.85 3.39 245 633

5 FURNITUE AND APPLIANCES, HOME REPAIRS 1.33 0.35 265 165

7 MOBILITY/TRANSPORT 3.66 1.19 325 924

72 FUEL AND SERVICES PRIVATE CAR 5.26 1.35 257 603

73 PUBLIC TRANSPORT, BUS, TRAIN, SHIP, AIR (RF CLOUD CONTRAILS) 3.86 2.28 592 176

CONSUMPTION OTHER GOODS AND SERVICES 0.98 0.29 296 725

3 CLOTHING AND SHOES 1.14 0.28 244 109

6 HEALTH SERVICES 0.78 0.21 270 67

8 TELECOMMUNICATION 0.96 0.26 271 50

9 RECREATION 1.27 0.43 342 217

10 EDUCATION 0.50 0.12 251 7

11 HOTEL ACCOMODATION AND EATING OUT 1.11 0.36 321 115

12 OTHER GOODS AND SERVICES 0.74 0.20 272 159

TOTAL 1.93 0.58 300 3,506

STATE (INIVIDUAL- AND COLLECTIVE SHARE) 0.61 0.12 191 591

GRAND TOTAL 1.48 0.42 285 4,098

Summary: Comparison with Hans Hertle, IFEU

SEA-No.

FIELDS OF CONSUMPTION IN THE PRIVATE HOUSEHOLD PER PERSON AND

YEAR (GERMANY DATA 2007)

Expenditures Primary Energy

Cumulative GHG

Comparison with Hans Hertle

Euro kWh t CO2e

1.2 FOOD, BEVERAGES AND TOBACCO 2,301 3,027 1.41 1.43

4 HOUSING 3,795 11,804 2.95 2.58

45 Electricity, Natural Gas, Fuel Oil, Wood and other combustabes 697 10,935 2.60 2.58

45.1 Electicity (76.5%) and District heating (23.5%) 370 5,385 1.25 0.79

45.2 Natural Gas, Fuel Oil, Wood and other combustables 327 5,551 1.35 1.79

5 FURNITUE AND APPLIANCES, HOME REPAIRS 1,092 1,449 0.38 0.00

7 MOBILITY/TRANSPORT 2,226 8,099 2.61 2.36

72 FUEL AND SERVICES PRIVATE CAR 1,006 5,288 1.36 1.40

73 PUBLIC TRANSPORT, BUS, TRAIN, SHIP, AIR (RF CLOUD CONTRAILS) 400 1,542 0.91 0.96

CONSUMPTION OTHER GOODS AND SERVICES 6,475 6,358 1.88 3.15

3 CLOTHING AND SHOES 840 959 0.23

6 HEALTH SERVICES 753 591 0.16

8 TELECOMMUNICATION 458 440 0.12

9 RECREATION 1,501 1,905 0.65

10 EDUCATION 132 65 0.02

11 HOTEL ACCOMODATION AND EATING OUT 903 1,007 0.32

12 OTHER GOODS AND SERVICES 1,888 1,390 0.38

TOTAL 15,890 30,736 9.23 9.52

STATE (INIVIDUAL- AND COLLECTIVE SHARE) 8,435 5,184 0.99 1.08

GRAND TOTAL

Correlation model private Households:

Summary

The consumption fields of the Private Household per

person year 2007

Consumption Budget

Consumption of Primary Energy

Cumulated Emission of GHG

Direct final energy

Direct emission of GHG

Cumulated emission of all

households

Euro kWh t CO2e %-Anteil THG kWh t CO2e Mt CO2e

NUTRTION

2.301 3.027 1,41 15,2% 0 0,00 115,6

HOUSING 4.887 13.253 3,33 36,1% 7.418 1,11 274,0

MOBILITY 2.226 8.099 2,61 28,3% 4.370 0,91 214,8

CONSUMPTION 6.475 6.358 1,88 20,4% 335 0,12 154,7

SUM 15.890 30.736 9,23 100,0% 12.123 2,14 759,1

STATE PER CITIZEN 8.435 5.184 0,99 10,7% 0 0 81,2

INVESTMENTS PER

CITIZEN 5.104 7.194 2,07 22,4% 0 0 170,4

GHG/month for three groups of household incomes using EVS (Income and Consumption Statistics)

applying the above determined indices-1-

0 200 400 600 800 1000

Nahrungsmittel, Getränke und Tabakwaren Bekleidung und Schuhe Wohnen, Energie und Wohnungsinstandhaltung Innenausstattungen, Haushaltsgeräte und -…

Gesundheitspflege Verkehr Nachrichtenübermittlung Freizeit, Unterhaltung und Kultur Bildungswesen Beherbergungs- u. Gaststättendienstleist andere Waren und Dienstleistungen

kg CO2-Äq/monat

K o n su m sp a rt e n

kg CO ₂ -Eq/month

Haushaltseinkommen, 3,0

Personen 5000-18000 €/Monat

Haushaltseinkommen, 1,9

Personen 2000-2600 €/Monat

Haushaltseinkommen, 1,3

Personen 900-1300 €/Monat

GHG/month per capita for three groups of household incomes using EVS (Income and Consumption Statistics)

applying the above determined indices g CO2/€ -2-

0 100 200 300 400

Nahrungsmittel, Getränke und Tabakwaren Bekleidung und Schuhe Wohnen, Energie und Wohnungsinstandhaltung Innenausstattungen, Haushaltsgeräte und -…

Gesundheitspflege Verkehr Nachrichtenübermittlung Freizeit, Unterhaltung und Kultur Bildungswesen Beherbergungs- u. Gaststättendienstleist andere Waren und Dienstleistungen

Kg CO2-Äq/Monat

K o n su m sp a rt e n

kg CO2-Eq/Monat per capita

Haushaltseinkommen 5000- 18000 €

Hasuhaltseinkommen 2000-2600

€

Haushaltseinkommen 900-1300

€

GHG/month for average household incomes as compared to workers, and pensioners, using EVS (Income and Consumption Statistics)

applying the above determined indices -3-

Nahrungs mittel, Getränke

und Tabakwar

en

Bekleidun g und Schuhe

Wohnen, Energie

und Wohnung sinstandh altung

Innenaus stattung, Haushalts

geräte, und gegenstä

nde

Gesundh

eitspflege Verkehr

Nachricht enübermi ttlung

Freizeit, Unterhalt

ung und Kultur

Bildungs wesen

Beherbun gs-und Gaststätt endienstl eistungen

Andere Waren und Dienstleis

tungen

pro Kopf Haushalte Durchschnitt kg THG 106.6 16.0 317.8 21.6 10.8 203.0 9.2 60.1 1.4 22.0 31.6

pro Kopf Haushalt Pensionäre kg THG 133.2 19.6 463.3 33.5 64.3 265.5 9.9 102.7 0.9 39.1 50.1

pro Kopf Haushalt Arbeiter kg THG 96.7 12.3 239.9 16.1 4.6 188.0 8.0 42.8 1.2 14.3 22.0

0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0 300.0 350.0 400.0 450.0 500.0

kg C O 2 Ä q /M o a t

kg CO ₂ Eq/month

According to occupation group

Part B. Timeline of adaptation to carbon-free energy carriers and near-zero emissions of GHG in the Private Household -1

• Timeline of adaptation to a new low carbon lifestyle can be:

• Supply controlled: SU-quantity, SU-price, SU-subsidized-price, SU-promotion

• Demand-controlled: DE-quantity, DE-price, DE-Subsidized Price, DE-Lifestyle

• Combination of both, see Prosumer (Producer and Consumer in one hand, after Alvin Toffler)

• Distinction into the fields of everyday needs:

Mobility/Transportation, Food and Beverages,

Housing/Living, and other Goods and Services

Exploring the DLR-Study (08.2013): The Private car-market to 2040: What makes the car of tomorrow go. - Field Mobility/Tranportation

• Example Supply controlled: SU-quantity, SU-price, SU-subsidized-price, SU-promotion

Exchange time in Steady State: 42,9/3,1 = 13,9years;

Start-up time ~30 years with 3 Parameter Gompertz-function

Sum : 40- 50 Jahre years= Battery-vehicle

BEV plus Plug-in Hybrid PHEV und Plug-

inwith Range Extender REEV

DLR-Studie: Was das Auto von morgen antreibt (1)

DLR-Studie: Was das Auto von morgen antreibt (2)

Mobility Timeline: Factors and Results

Die Konsumfelder im privaten Haushalt -

Bezugsjahr 2007

Konsum-Budget pro Person und Jahr in €

Kumulierte Emission von Treibhausgasen pro Person

und Jahr in t CO2e

Direkte Emission von Treibhaus-gasen pro Person

und Jahr in t CO2

Kum. THG %

Kumulierte Emission von Treibhaus-gasen aller

Haushalte pro Jahr in Mio. t CO2e

MOBILITÄT/VERKEHR 2.130 2,53 0,85 28,3% 214,8

Verkehr 2.130 2,53 0,85 214,8

Kauf von Fahrzeugen 820 0,34 0,00 27,9

Waren und Dienstleistungen für den Betrieb von

Privatfahrzeugen.

Hauptsächlich Treibstoffe 910 1,28 0,85 111,8

Verkehrsdienstleistungen 400 0,91 0,00 75,0

DLR Study Was die Autos von Morgen

antreibt (08.2013)

Example Food and Beverages– Demand-controlled: DE-quantity, DE-price, DE-Subsidized Price, DE-Lifestyle

Reduction of GHG by the chosen style of diet

In Principle however

Bevorzugt vevetarisch

oder vegan VEG 0,8

Assumed reduction in

10 years 2,23%/year

every-day Change

possible habits

bevorzugt ausgewogen

mit Obst u. Gemüse GES 0,85 dito 1,63%/year

only to be changed in the longer run

bevorzugt Schwein u.

Geflügel, kein Rind PIG 0,9 dito 1,05%/year

Consumption Food and Beverages

Cumulated annual GHG in 2007

TYP

Cumulated annual GHG in 2020

Cumulated annual GHG in 2030

Cumulated annual GHG in 2040

Cumulated annual GHG in 2050

Cumulated annual GHG in 2060

Mt CO2e Mt CO2e Mt CO2e Mt CO2e Mt CO2e Mt CO2e

NUTRITION

115,6 VEG 92,5 74,0 59,2 47,3 37,9

NUTRITION

115,6 GES 98,2 83,5 71,0 60,3 51,3

ERNÄHRUNG

115,6 PIG 104,0 93,6 84,3 75,8 68,2

Three low-carbon lifestyles are distinguished

VEG = Vegan and Vegetarian. Ten year reduction 0,8 2,23%/a

GES = Gesund, less meat, more vegetables. Ten year reduction 0,85 1,63%/a PIG = more pork and poultry, less beef. Ten year reduction 0,9 1,05%/a

The rates are at present purely fictional, and only should show the relative difference

Alternative

„climate engineering“ ?

Should we experiment with the climate?

Editor: This contribution was shortened for the summary. Additional remarks were added with repect to the important rôle of the land

biosphere (forests) as a CO ₂ -sink

Heinz Bingemer Goethe Universität

Institut für Atmosphäre und Umwelt

Geoengineering the climate: science, governance and uncertainty 01 September 2009

http://www.kiel-earth-

institute.de/sondierungsstudie-climate- engineering.html

Resources of this contribution:

2010

02/2015

Scientific background:

Equilibrium between incoming short wave radiation and outgoing long-wave radiation

Solar constante S ₀ = solar radiation flux above the atm.

Per unit earth surface:

S ₀ x circular area/sphere surface = S ₀ x ∏ R ² / 4 ∏ R ² = S ₀ / 4

( ) 0 4 4 4 4

) 1

4 ( 1

A G

A

G T T T

S T

A = − α σ + α σ + σ − α σ

−

Gleichgewichtstemperatur an Erdoberfläche:

4 0

) 2

( 2

) 1

(

α σ −

= − A S

T G Strahlungs-

verteilung in der Atmosphäre

A=Albedo, wird z. B. verändert durch

eingebrachte Aerosole in die Stratosphäre

Weiter veränderbar: S ₀ durch

Sunshades und α durch cloud albedo

Quelle: Marsilius Kolleg Heidelberg, 2010

A: Change of the Solar constant S _o

B: Increase of the planetary albedo A

C: Reduction of the atmo- spheric absorption α

Scattering centers or

absorbers in the light path Sun/Earth or Earth orbit

Introduction of aerosols into the stratosphere or troposphere

Biological and geochemical CO ₂ -fixation by ocean fertilizaion

Change of the earth orbital parameters

Change of the albedo of oceans or land

Technical CO ₂ -extraktion from the air

Change of the cloud albedo by aerosols

CO ₂ -fixation by durch terrestrial ecosystems

Taxonomy of some suggested geoengineering measures

T _G is lowered when…

● the Solar constant S ₀ is reduced

● the albedo A is increased

● the atmospheric absorption α is reduced

Carbon Dioxide Removal (CDR)

Solar Radiation Management (SRM)

Wirkt auf Albedo T.M. Lenton and N.E. Vaughan: The radiative forcing potential of different climate engineering options;

Atmos. Chem. Phys. 2009 -1

CDR-Maßnahmen Carbon Dioxide Removal T.M. Lenton and N.E. Vaughan: The radiative

forcing potential of different climate engineering

options; Atmos. Chem. Phys. 2009-2

Recommendations of the Royal Society R.S. 2009 and the National Academy of Science N.A.S. 2015 ² :

• Priority 1: Reduction of emissions

• Priority 2: Adaptations measures ^1,2

• Geoengineering is no substitute for reduction measures ^1,2

• Need for Research: CDR Carbon Dioxide Removal

priority to SRM ¹ Solar Radiation Management.

● = sicher

● = unsicher sehr unsicher

Efficiency, costs, risks of Geoengineering

Source: Geoengineering the Climate: Science,

Governance and Uncertainty; The Royal Society, 2009

Recommendation 1

1.2 Emerging but as yet untested geoengineering methods ….should not be formally accepted as methods for addressing climate change ….

1.3 Further research and development of geoengineering options should be undertaken to investigate …

This should include appropriate observations, the development and use of improved climate models, and carefully planned and executed experiments.

Recommendation 3

3.1 Geoengineering methods are not a substitute for climate change mitigation, and should only be considered as part of a wider package of options for addressing climate change.

CDR methods should be regarded as preferable to SRM methods as a way to augment continuing mitigation action in the long term.

The Royal Society, 2009: Recommendations:

U.S. National Academy of Sciences, Feb. 2015

Sink Function of the Land Biosphere and CO ₂ -Management –

Supplement to the Paper by Heinz Bingemer

Gundolf Kohlmaier, Editor

Part of this addendum was taken from G.K. in the

Pro-Workshop

Afforestation can be considered as part of Climate Engineering

• According to the Royal Society afforestation is very

secure, affordable (Scale of 5) und effective (Scale of 2).

• There are three options for forests and wood: forest as a carbon store, wood as long-lived building material and wood as a fuel, replacing fossil fuels. It is the private households which decide in their use

preference this possibility of decarbonization

Anthropogenic Perturbation of the Global Carbon Cycle

Perturbation of the global carbon cycle caused by anthropogenic activities, averaged globally for the decade 2004–2013 (GtCO ₂ /yr)

Source: CDIAC; NOAA-ESRL; Le Quéré et al 2014; Global Carbon Budget 2014

Data: CDIAC/NOAA-ESRL/GCP

Fate of Anthropogenic CO ₂ Emissions (2004-2013 average)

Source: CDIAC; NOAA-ESRL; Houghton et al 2012; Giglio et al 2013; Le Quéré et al 2014; Global Carbon Budget 2014

26%

9.4 ± 1.8 GtCO ₂ /yr 32.4 ± 1.6 GtCO ₂ /yr 91%

+

3.3 ± 1.8 GtCO ₂ /yr 9%

10.6 ± 2.9 GtCO ₂ /yr 29%

Calculated as the residual of all other flux components

15.8 ± 0.4 GtCO ₂ /yr

44%

Reasons for the net uptake of CO ₂ by the land biosphere (talk

Prof. Martin Heimann, MPI Jena)

Reasons for the net uptake of CO ₂ by the land biosphere

(talk Prof. Martin Heimann, MPI Jena); citation Xu et al. -1-

Reasons for the net uptake of CO ₂ by the land biosphere (Prof. Martin Heimann, MPI Jena); - Observation of an increase in CO ₂ amplitude at

Point Barrow 2013 -2-

Reasons for the net uptake of CO ₂ by the land biosphere; - Observation of an increase in CO ₂ amplitude at Mauna Loa

Station in 19° N.B.

• Tellus B, Vol 41, No 5 (1989)

• Modelling the seasonal contribution of a CO ₂ fertilization

effect of the terrestrial vegetation to the amplitude increase in atmospheric CO ₂ at Mauna Loa Observatory

• Gundolf H. Kohlmaier, Ernst-Olof Siré, Alex Janecek, Charles D. Keeling, Stephen C. Piper, Roger Revelle

• Comment. The increase of the amplitude is presently no

longer observed at Mauna Loa Station which samples

predominantly the tropical and temperate zone

Other evidence for the net uptake of CO ₂ by the land biosphere– Forest inventories document a CO ₂ -Sink

• Goodale C.L., Apps M.J., Birdsey R.A., Field C.B., Heath L.S., Houghton R.A., Jenkins J.C., Kohlmaier G.H., Kurz W., Liu S., Nabuurs G.-J., Nilsson S., Shvidenko A.Z. (2002). "Forest

carbon sinks in the Northern Hemisphere". Ecological Applications 12 (3): 891–899.

• Kohlmaier, G.2000: Klimatische Aspekte: Aufforstung,

Kohlenstoffmanagement und Brennholznutzung in der OECD:

Wie Bedeutsam ist der Beitrag zur CO2-Minderung innerhalb des Kyoto-Protokolls?: In: Schulte, A.: Forstwirtschaft nach Kyoto. Der Wald als Kohlenstoffspeicher und regenerativer Energieträger. Internationaler und Interdisziplinärer Kongress.

Proceedings. Paderborn

Still more evidence for the net uptake of CO ₂ by the land

biosphere– world map of forest inventories document a CO ₂ -Sink

Forst inventories document CO ₂ -Sink Pan et al, Science 333,

988-993 (2011)

Summary: How much anthropogenic CO ₂ remains at present in the atmosphere ?

• The land biosphere absorbs approximately 25% of the anthropogenic CO ₂ emissions. The sink

mechanism is still under discussion. The combined CO ₂ -fertilization effect and the longer vegetation

period following du to global warming could play an important role.

• The cean also takes up about 25% of the anthropogenic emissions.

• about 50% remain in the atmosphere