Planlos durch den Winter

Kurz vor Weihnachten hat uns The Economist ein schönes Wintersujet geliefert. Der Artikel Europe faces an enduring crisis of energy and geopolitics hält nochmals fest, was wir alle schon wussten: Die Energiewende wäre für Europa nicht nur aus Sicht des Klimaschutzes, sondern auch aus wirtschaftlichen und geopolitischen Überlegungen das Richtige gewesen.

Etwa zwei Wochen später doppelt der Generaldirektor der internationalen Energieagentur (IEA) nach:

Die unbequeme Wahrheit ist, dass das Geschäftsmodell vieler europäischer Industrien jahrzehntelang auf der Verfügbarkeit reichhaltiger und billiger russischer Energielieferungen beruhte. Dieses Geschäftsmodell wurde durch den russischen Einmarsch in die Ukraine zerstört und wird sich nicht erholen.
Faith Birol, IEA, Europe urgently needs a new industrial master plan

Politikerinnen und Politiker, die sich in der Vergangenheit gegen eine ambitionierte Klimapolitik eingesetzt haben, lagen somit falsch. Hoffentlich sind sie jetzt endlich bereit, den Fehler einzugestehen und ihre Meinung zu ändern.

Wenn die Politik versagt, müssen andere in die Bresche springen. Ingmar Rentzhog ist ein umtriebiger Schwede, der die die Organisation We Don’t Have Time gegründet hat. Unter dem Tag #WeCanDoIt lädt er engagierte Menschen ein, sich zu vernetzen und aktiv zu werden. Schaden tut dies sicher nicht.

Ingmar Rentzhog, Nigel Topping und Johan Rockström an der #COP27

An der OST kämpfen wir dafür, dass wenigstens genug Fachkräfte für die Energiewende zur Verfügung stehen werden. Wer heute Energie- oder Umwelttechnik studiert, hat nach drei Jahren einen sicheren und sinnstiftenden Job mit einem guten Lohn und exzellenten Zukunftsperspektiven, wie der Artikel von meinem Kollegen Carsten Wemhöner zeigt:

Leider ist es schwierig, junge Menschen für die technische Umsetzung der Energiewende zu gewinnen. Vielleicht hat dies mit dem Statusverlust des Ingenieurberufes in einer zunehmend deindustrialisierten Gesellschaft zu tun. Obwohl wir alle von modernster Technik abhängig sind, wollen die wenigsten wissen, wie die Welt funktioniert. Joan Diamond und Paul Ehrlich erkennen hier ein Scheitern der Universitäten, die immer noch junge Menschen für die Welt von gestern ausbilden und sie nicht auf die Herausforderungen der Zukunft vorbereiten.

Es kann auch sein, dass technische Ausbildungen als langweilig angesehen werden. Ingenieure (die immer noch mehrheitlich männlich sind) werden als Nerds angesehen, die für jedes Problem eine technische Lösung suchen. Das stimmt aber nicht. Unsere Dozierenden haben sehr wohl verstanden, dass die Klimakrise nur interdisziplinär gelöst werden kann. Nichtdestotrotz werden wir technische Lösungen brauchen, um gewisse fossile Infrastrukturen zu ersetzen.

Die Hochschulen können die Klimakrise genauso wenig lösen wie die Wirtschaft. Wir können aber als progressive Kraft in der Gesellschaft wirken. Den ersten Schritt in diese Richtung machen wir mit dem Vortrag der jungen britischen Journalistin und Podcasterin Rachel Donald am 22. März 2023: Planet Critical – Making Sense of the Crisis.

Ich wünsche allen erholsame Festtage und einen guten Rutsch. Auch im nächsten Jahr wird uns die Arbeit nicht ausgehen.

Herzlichst,
Henrik Nordborg

Das Klima wartet nicht!

Es geht wieder los! Nach fast drei Semestern Lockdown und sonstigen COVID-Massnahmen freut es mich sehr, dass die Nachhaltigkeitswoche an der OST in Rapperswil wieder vor Ort stattfinden wird. Einige engagierte Studierende sind dabei, das Programm der NHWR im Frühling 2022 zusammenzustellen. Weitere Infos werden auf der Webseite veröffentlicht werden: Rapperswil – Sustainability Week Switzerland.

Ich bin von den Studierenden eingeladen worden, mit einer Neuauflage meines Klimavortrages die Menschen wieder wachzurütteln. Dies mache ich selbstverständlich gerne, da ein Aufwachen nottut. Diesmal werde ich aber vor allem über Lösungen reden.

Öffentlicher Vortrag an der OST:

Globale Klimakompensation

Wie wir die Klimakrise in zwei Schritten lösen könnten, und warum wir es besser tun sollten.

Der Vortrag gibt einen Überblick über den Zustand des Planeten, erklärt wieso bisherige Lösungsansätze für die Klimakrise nicht nur versagt haben, sondern auch zum Scheitern verurteilt sind, und präsentiert eine realistische Vision für die Zukunft.

Zeit: 18. November 2021, Türöffnung um 17:00
Ort: OST – Aula, Oberseestrasse 10, 8640 Rapperswil

Link zur Anmeldung

Flyer zum Ausdrucken

Der Vortrag hat drei Teile:

Die Fakten sind schnell erzählt: Fast 30 Jahre nach der ersten Klimakonferenz der UNO steigen die Treibhausgaskonzentrationen in der Atmosphäre schneller als je zuvor, weil immer mehr fossile Brennstoffe verbraucht werden. Von erfolgreicher Klimapolitik zu reden, wäre nicht nur vermessen, sondern verlogen.

Das Problem ist, dass die nationale und globale Klimapolitik auf der falschen Annahme basiert, dass neue Technologien fossile Brennstoffe irgendwann überflüssig machen werden. Diese Annahme war schon vor 30 Jahren sehr optimistisch und heute wissen wir, dass sie definitiv falsch ist.

Wenn das Grundproblem verstanden ist, wird die Lösung einfach: Globale Klimakompensation verändert die Spielregeln der globalen Wirtschaft dahingehend, dass Klimazerstörung wirtschaftlich keinen Sinn mehr macht.

Die Menschheit kann noch gerettet werden, aber wir haben nur eine letzte Chance und weniger als 10 Jahre, um dies zu tun. Die Zeit für Verzögerungen, Ausreden und endlose Debatten ist definitiv vorbei.

Ich freue mich auf zahlreiches Erscheinen und eine angeregte Diskussion.

Understanding Carbon Budgets

I am personally not a friend of carbon budgets, as they convey the impression that there is a safe limit to carbon emissions. This is simply not true at this point: every additional ton of CO₂ entering the atmosphere will make us more miserable.

More importantly, the often-quoted carbon budgets for a specific temperature only give us certain probability of staying below. A recent publication by Knutti et al contains a nice summary of carbon budgets, which I have turned into the plot below.

The probability of staying below +1.5°C of global function as a function of cumulative carbon emissions from 2020 onwards, i.e. from the beginning of 2020. We currently add roughly 40 Gt of CO2 annually.

The blue curve represents the probability of staying below 1.5°C of warming as a function of cumulative carbon emission, starting from the beginning of 2020. If we want a 50% probability of staying below this limit, the carbon budget was 443 Gt. If we want an 80% probability, the remaining carbon budget was 0 Gt and for a 95% probability, the budget was -307 Gt.

In other words, there is already far too much CO₂ in the atmosphere. Even if we stopped emissions today, there is still no guarantee that we will stay below 1.5°C.

BTW, below is my latest update of the Keeling curve, including data up to the beginning of May, 2021. Obviously, the are still no signs that the carbon concentration will peak anytime soon, as the annual rate of increase is still increasing. Put differently, we are heading for the precipice and have not yet decided to take the foot off the accelerator. Applying the brake is still completely out of the question.

Carbon dioxide concentration in the atmosphere from the Scripps CO2 Program. The dashed line is a simple fit with a second order polynomial and serves as a guide to the eye. We are currently adding roughly 2.4 ppm annually.

An Open Letter to the ETH

A couple of students from the ETH asked me to help them distribute an open letter to the Department of Environmental Systems Science and I feel honored to do so. The letter is available in English and German:

I mean no offense to my Alma Mater, but I am convinced that the ETH suffers from the same problem as all other universities. The classical idea of teaching assumes that professors teach, and students learn. When the students realize that their teachers do not have the answers to the most challenging problems of our time, things get complicated.

In addition, the world is now changing so fast that both academic research and conventional politics will have to step it up a notch or two to stay relevant. As I am currently working on a sustainability policy for our university (www.ost.ch), I am well aware of these problems.

I have derived continued benefit from criticism at all periods of my life and I do not remember any time when I was ever short of it.
Winston Churchill

Climate Plots

The challenge of climate change can be explained with a small number of plots. I use them in my lectures and update them regularly. As a public service, I also make them available here. Please not that none of the plots below is based on modeling. These are observed and well documented changes to our planet.

The Keeling Curve

The atmospheric concentration of carbon dioxide (CO₂) has been measured since 1958 by the Scripps Institute of Oceanography. The data are available on the their webpage and is plotted below.

A number of important observations can be made:

The concentration is currently above 410 ppm, which is higher than any time before during the last 3 million years. Our species has never experienced anything like this, and neither had any of our ancestors, since the genus Homo did not arrive until 2 million years ago. The Neanderthals would have been very surprised by what we have done to the planet in less than 200 years.
The oscillations are due to the vegetation cycles of the Earth. They have an amplitude of roughly ±4 ppm, which is a useful number to know. There is a limit to the amount of biomass the Earth can produce.
The CO₂-concentration is not only increasing but it is actually accelerating. It rose by roughly 0.8 ppm per year in the 60s and is increasing approximately three times as fast today.
If we want to stay below 1.5 °C of global warming, we need to keep the concentration below 435 ppm. Unfortunately, we are going to cross this line in less than 10 years. Note also that it does not matter if we use 450 ppm as the limit. At the current rate of emissions, it would buy us less than seven more years.
The carbon concentration can be fitted surprisingly well using a second-order polynomial. I have added the dates for the United Nations Framework Convention on Climate Change (1992), the Paris Agreement (2015), and the climate strikes initiated by Greta Thunberg in in 2018. During the last 30 years, we have not done anything to change this trend.

Carbon Emissions

Data for global CO₂-emissions can be obtained from the Global Carbon Project. Plotting these data against the annual rise in CO₂ concentration from the Keeling curve above, one obtains the following diagram.

The good news is that we know where the carbon dioxide in the atmosphere is coming from: the emission of 17 Gt of CO₂ increases the atmospheric concentration of CO₂ by roughly 1 ppm. If we want to stay below 435 ppm, we only have approximately 20 ppm left to go and therefore cannot emit more than

20 ppm × 17 Gt/ppm ≈ 340 Gt

This is the carbon budget. The only way to stop the CO₂-concentration from rising is to stop burning fossil fuel.

Global Average Temperature

The best source for the average temperature of the Earth is from NASA and the data are available on this webpage, which also provides the necessary references. I use the following dataset:

Combined Land-Surface Air and Sea-Surface Water Temperature Anomalies (Land-Ocean Temperature Index, LOTI)

The anomaly is calculated with respect to a reference period of 30 years. It is customary to use the period 1951-1980 but the planet had already seen some warming by then. I have therefore decided to use the years 1880-1909 as reference, which shifts the curves upward by 0.25 °C. After all, we want to compare with preindustrial temperatures.

The plot below shows annual and 11-year averages. It is obvious that the planet started heating up in the 80s and that the warming seems to be accelerating. We are very close to the 1.5°C target.

Currently, our planet is warming by slightly more than +0.2 °C per decade or +1.6°C-2.0°C during a human life span. Things do not look good for our children.

The Culpability of Big Oil

As reported elsewhere, Big Oil knew about the dangers of climate change already in the 70s. It is interesting to compare the predictions of their models with actual measurements. Apparently, even simple models are good enough to predict climate change, as thermodynamics cannot be fooled!

It is acually not surprising that the oil companies could predict the temperature. The biggest uncertainty in climate models is the amount of CO2 in the atmosphere. As the Big Oil controls this parameter, they effectly also control the climate of our planet.