Erforschung CO2-armer Energieerzeugung

Das Clean Energy Innovation Program des gemeinnützigen Think Tanks Information Technology and Innovation Foundation (ITIF) setzt sich für höhere und effektivere Ausgaben zur Erforschung sauberer Energien ein.

Ein Großteil der für den Klimawandel verantwortlichen Treibhausgase entsteht durch das Verbrennen fossiler Energieträger. Die öffentlichen Ausgaben zur Erforschung CO2-armer Energieerzeugung betragen jährlich aber nur 0,02% des globalen Bruttoinlandsprodukt. Um die weltweit notwendige Energiewende möglichst kosteneffektiv zu gestalten, sollten diese Forschungsinvestitionen um ein Vielfaches höher liegen. Jeder Euro, den die ITIF in ihr Clean Energy Innovation Program investiert, sorgt laut Berechnungen des Forschungsprojektes Let’s Fund für eine Erhöhung staatlicher Forschungsbudgets in Höhe von rund 28 Euro.

Das Problem

Auf der einen Seite haben knapp eine Milliarde Menschen auf der Welt keinen Zugang zu Elektrizität und etwa 2,7 Milliarden kochen noch mit gesundheitsschädlichen Stoffen wie Holzkohle oder Dung. Dies führt laut der Internationalen Energiebehörde zu jährlich mehr als 2 Millionen Todesfällen.[1] Auf der anderen Seite sind weltweit knapp drei Viertel[2] der ausgestoßenen Treibhausgase auf energiebedingte Emissionen zurückzuführen. In Deutschland sind es 85%.[3] Im Jahr 2040 werden Schwellen- und Entwicklungsländer für 75% der weltweiten Treibhausgasemissionen verantwortlich sein. Um deren wachsenden Energiebedarf zu decken und allen Menschen auf der Welt Zugang zu Elektrizität zu ermöglichen, ist es dringend notwendig, die Wende hin zu CO2-armen Formen der Energieerzeugung zu beschleunigen. Während die jährlichen Energiekosten weltweit bei etwa 5 Billionen Dollar liegen, werden lediglich 22 Milliarden Dollar öffentlicher Gelder in die Erforschung CO2-arme Energieerzeugung investiert. Kollektiv gibt die Menschheit also ca. 227-mal mehr für die Energieproduktion aus als dafür, sie sauberer zu machen.Auch der Ausbau sauberer Energien wird deutlich großzügiger subventioniert als entsprechende Grundlagenforschung. Mit jährlich 140 Milliarden Dollar liegen diese Subventionen bei dem mehr als 6-fachen der öffentlichen Forschungsausgaben. Wissenschaftliche Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass es am effektivsten ist, wenn Ausbau und Forschung im gleichen Verhältnis öffentlich gefördert werden.[4]

Die Lösung

Erhöhte Forschungsausgaben tragen dazu bei, die Kosten für CO2-arme Energieerzeugung zu reduzieren – und das weltweit. Dies würde auch aufstrebenden Volkswirtschaften die Möglichkeiten geben, ihre Treibhausgasemissionen trotz wachsendem Energiebedarfs zu senken, ohne dass dabei prohibitive Kosten für die ärmeren Teile der Bevölkerung entstehen. Günstige Formen der CO2-armen Energieerzeugung erhöhen zudem die Akzeptanz von politischen Instrumenten, CO2 zu bepreisen, wie den Emissionsrechtehandel oder eine CO2-Steuer.  Eine Erhöhung staatlicher Forschungsausgaben ist, im Gegensatz zu anderen Maßnahmen, auch unilateral möglich. Internationale Koordination kann jedoch die Effektivität der einzelnen Forschungsbemühungen erhöhen und Zusagen verbindlicher machen. Ein solcher Ansatz wurde während des Pariser Klimaabkommen im Jahr 2015 vorgestellt. Im Rahmen der Mission Innovation Initiative haben insgesamt 24 Länder, darunter die USA, China, Japan, Indien und Deutschland, zugesagt, ihre Forschungsausgaben für CO2-arme Energieerzeugung bis 2020 zu verdoppeln. Nach aktuellen Schätzungen wird man dieses Ziel jedoch um 50% verfehlen.[5] Daher ist es wichtig, die relevanten Entscheidungsträgern auch künftig mit den Erkenntnissen zum Potential zusätzlicher Forschungsbemühungen zu konfrontieren. Genau das ist das Ziel des Clean Energy Innovation Program. Neben der Stärkung der Mission Innovation Initiative sollen insbesondere die Forschungstätigkeiten der USA ausgebaut und verbessert werden, dem Land mit dem weltweit größten Forschungsbudget im Bereich CO2-arme Energieerzeugung. Ein weiterer Schwerpunkt des Clean Energy Innovation Program besteht darin, herauszufinden, wie sich die Erforschung CO2-armer Energieerzeugung bestmöglich mit anderen politischen Instrumenten kombinieren lässt. Diese Ziele werden, wie bei Think Tanks üblich, durch Bücher, Strategiepapiere, Workshops, Konferenzen, Stellungnahmen sowie formelle und informelle Informationsgespräche mit Regierungsvertretern und anderen Interessensgruppen erreicht.

Die Wirkung

Höhere und intelligenter eingesetzte Forschungsausgaben für saubere Energien gehören zu den wirkungsvollsten Maßnahmen, um den langfristigen Ausstoß von Treibhausgasen weltweit zu reduzieren. Speziell in Kombination mit anderen politischen Instrumenten zur Emissionsreduzierung, wie einem Emissionsrechtehandel oder einer CO2-Steuer, können die Kosten des Klimaschutzes so signifikant gesenkt werden. Das Forschungsnetzwerk CESifo geht von möglichen Einsparungen in Höhe von 3 - 6 Billionen Dollar aus.[6] Forscherinnen der Fraunhofer-Gesellschaft und der Internationalen Energieagentur prognostizieren, dass eine Erhöhung der öffentlichen Forschungsausgaben für CO2-arme Energieerzeugung eine Senkung der Energiekosten um mehrere Prozentpunkte zur Folge haben könnte.[7] Bei weltweiten Energiekosten von jährlich 5 Billionen Dollar würde dies über die nächsten Jahrzehnte ebenfalls eine kumulierte Kostenreduktion in Billionenhöhe bewirken. Genau darauf konzentriert sich das Clean Energy Innovation Programm der ITIF, dem weltweit führenden Think Tank im Bereich Wissenschaft und Technik. Das Forschungsprojekt Let’s Fund geht davon aus, dass jeder zusätzliche Dollar, welches die ITIF in diesen Bereich investieren kann, eine Erhöhung staatlicher Forschungsbudgets in Höhe von 28 Dollar nach sich zieht (innerhalb einer Spannbreite von 0,4 Dollar zusätzlichen Forschungsbudgets pro investiertem Dollar unter besonders vorsichtigen Annahmen und 375 Dollar zusätzlichem Forschungsbudget unter besonders optimistischsten Annahmen). Eine Studie zeigt, dass die Erhöhung staatlicher Forschungsausgaben im Bereich CO2-arme Energieerzeugung um 1 Million Dollar zu 1 - 2 zusätzlichen, wissenschaftlichen Publikationen führt.[8] Sollte die ITIF es schaffen wie geplant, 2 Millionen Dollar zusätzlich durch Spenden einwerben zu können, würde dies gemäß der Spannbreite 1 - 1500 zusätzliche wissenschaftliche Veröffentlichungen nach sich ziehen. Ein Beispiel hierfür ist eine vom Energieministerium der Vereinigten Staaten geförderte Studie, die kürzlich in der Zeitschrift Nature veröffentlichte wurde.[9] In dieser zeigten Wissenschaftlerinnen des Massachusetts Institute of Technology eine Methode, wie in Solarzellen aus einem einfallenden Photon 2 statt wie bisher nur 1  Elektron gewonnen werden kann, was zu einem dramatischen Anstieg der Solarzellenleistung führen könnte.

Die Organisation

Das Clean Energy Innovation Programm ist Teil des in Washington ansässigen, gemeinnützigen Think Tanks Information Technology and Innovation Foundation. Dieser hat in den Jahren 2017 und 2018 Platz 1 des Global Go To Think Tank Index im Bereich Wissenschaft und Technik eingenommen.[10] Der Index beruht auf einer Umfrage unter über 1.950 Wissenschaftlern, öffentlichen und privaten Geberinnen, politischen Entscheidungsträgern und Journalistinnen. Das Programm wird geleitet von Professor David Hart und Dr. Colin Cunliff. Professor Hart war zuvor als stellvertretender Direktor des Büros für Wissenschafts- und Technologiestrategien des Weißen Hauses zuständig. Dr. Colin hat u.a. für die einflussreiche, kalifornische Senatorin Dianne Feinstein gearbeitet und sie in Energie- und Klimafragen beraten. Das Forschungsprojekt Let’s Fund schätzt das Potential für zusätzliche Spenden des Clean Energy Innovation Programm auf bis zu zwei Millionen Dollar über die kommenden drei Jahre. Dadurch könnten bis zu 4 weitere Wissenschaftlerinnen engagiert werden.

Professor Hart und Dr. Cunliff präsentieren
Professor Hart und Dr. Cunliff präsentieren "An Innovation Agenda for a Low-Carbon Energy Future: Bridging Gaps in the Federal Energy RD&D Portfolio".
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Evaluierung von Let's Fund

Zur Webseite des Clean Energy Innovation Program der ITIF

Quellen

[1] ↑ Sustainable Development Goal 7. Internationale Energieagentur.https://www.iea.org/sdg/cooking/. 2019. [2] ↑ Global Historical Emissions. Climate Watch.https://www.climatewatchdata.org/ghg-emissions?breakBy=sector&chartType=percentage&sectors=509. [3] ↑ Energiebedingte Emissionen. Umweltbundesamt.https://www.umweltbundesamt.de/daten/energie/energiebedingte-emissionen. März 2019. [4] ↑ Johannes Ackva. Mission Innovation: a Much Needed Policy-Innovation for International Climate Policy. Climate Diplomacy.https://www.climate-diplomacy.org/news/mission-innovation-much-needed-policy-innovation-international-climate-policy. März 2016. [5] ↑ Colin Cunliff. Omission Innovation: The Missing Element in Most Countries’ Response to Climate Change. ITIF.https://itif.org/publications/2018/12/10/omission-innovation-missing-element-most-countries-response-climate-change. Dezember 2018. [6] ↑ Valentina Bosetti et al. What Should we Expect from Innovation? A Model-Based Assessment of the Environmental and Mitigation Cost Implications of Climate-Related R&D. CESifo Working Paper No. 2998.https://www.ifo.de/DocDL/cesifo1_wp2998.pdf. März 2010. [7] ↑ Elena Verdolini et al. William Jobin. Future Prospects for Energy Technologies: Insights from Expert Elicitations. Review of Environmental Economics and Policy, Volume 12, Issue 1, Winter 2018, Pages 133–153.https://academic.oup.com/reep/article/12/1/133/4835831. März 2014. [8] ↑ David Popp. Economic analysis of scientific publications and implications for energy research and development. Nat Energy.https://www.nature.com/articles/nenergy201620. März 2016. [9] ↑ Markus Einzinger et al. Sensitization of silicon by singlet exciton fission in tetracene. Nature 571, 90–94.https://www.nature.com/articles/s41586-019-1339-4. Juli 2019. [10] ↑ James G. McGann. 2018 Global Go To Think Tank Index Report. Nature 571, 90–94.https://repository.upenn.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1017&context=think_tanks. 2019.

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