Die 26. UN-Klimakonferenz in Glasgow vom 31. Oktober bis 12. November 2021 startete mit hohen Erwartungen: Aufbauend auf dem Pariser Abkommen von 2015, sollten Maßnahmen zum Erreichen der Begrenzung der Erderwärmung von unter 1,5°C erreicht werden. Die wichtigsten Verhandlungspunkte unter den Staaten betrafen unter anderem die Finanzierung von Klimaschutzmaßnahmen, insbesondere dabei Unterstützung für Entwicklungsländer, das Vorantreiben von Maßnahmen zur Anpassung an Folgen des Klimawandels sowie einheitliche Regelungen für den globalen CO₂-Markt.

Prof. Dr. Anke Weidenkaff, Leiterin der Fraunhofer-Einrichtung für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategien IWKS und Beirätin im Wissenschaftlichen Beirat Globale Umweltveränderungen der Bundesregierung (WBGU), war als Teil der deutschen Delegation in Glasgow vor Ort. Dabei stand sie im engen Austausch mit den verschiedenen Akteuren der Konferenz, darunter beispielsweise WBGU-Mitglied Prof. Dr. Hans-Otto Pörtner, Ko-Vorsitzender der IPCC-Arbeitsgruppe »Auswirkungen des Klimawandels, Anpassungen und Verwundbarkeit« und Mitautor des IPCC-Berichts. Ihre Eindrücke von der Konferenz beleuchten das Geschehen aus der Perspektive der Material- und Ressourcenforschung. So beispielsweise im Bereich nachhaltige Stahlproduktion, Schutz der Ozeane mit nachhaltiger Fischerei oder emissionsfreie Transport- und Energietechnologien.

Stahl – essenzieller Werkstoff der Energiewende

Stahl ist ein besonders wichtiger Werkstoff für die Industrie auf dem Weg zur Klimaneutralität, vor allem für Energietechnologien wie Windturbinen oder Elektrofahrzeuge. Allerdings benötigt die Stahlproduktion viel Energie, die heute weitestgehend über fossile Energieträger wie Kohle produziert wird. Dies soll sich in Zukunft ändern.

Emissionssparende Stahlproduktionstechnologien durch Recycling von Stahl sind bereits jetzt einsatzfähig. Die vielversprechendsten Optionen für eine umweltfreundlichere Stahlproduktion sind der Einsatz von erneuerbaren Energien, grünem Wasserstoff sowie erhöhter Altmetalleinsatz (Recycling). Für Prof. Weidenkaff ist klar: »Das Potenzial für die Defossilisierung in der Stahlproduktion ist riesig, vor allem durch den Einsatz neuer Technologien und die verbesserte Nutzung von Sekundärrohstoffen. Doch jede neue High-End-Technologie braucht auch neue wertvolle Materialien, um einsetzbar zu werden.« Es gelte also, nicht nur die Herstellung von Stahl zu verbessern, denn »Stahl ist nicht gleich Stahl« und ein hochtechnologischer maßgeschneiderter Werkstoff mit ganz unterschiedlichen Zusammensetzungen und Zuschlagsstoffen, wie Bernhard Osburg, CEO von thyssenkrupp Steel Europe, treffend formulierte, sondern auch die gesamte Wertschöpfungskette nachhaltiger zu gestalten. »Dazu«, so die Überzeugung von Prof. Weidenkaff, »müssen Technologien, Materialien und Komponenten auf ihre Umweltauswirkungen hin und über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg bewertet werden.« Ein konkretes Beispiel, wie Abfallstoffe  aus der Stahlproduktion dazu beitragen können, bietet das Projekt ReSlag.

Ozeane als Schlüssel für Klimaschutz und Ernährungssicherheit

Dass die Ozeane für den Klimaschutz eine besondere Rolle spielen, ist unumstritten: sie sind ein essenzielles Ökosystem und agieren als globaler CO₂-Speicher. Sie bieten Ressourcen und sind Transportweg, können bei der Stromerzeugung helfen und sind nicht zuletzt eine riesige Nahrungsquelle. Mit Blick auf das weitere Wachstum der Weltbevölkerung, spielen die Ozeane auch eine große Rolle bei der Ernährungssicherheit für Milliarden Menschen. Manuel Barange, Direktor der Fisheries and Aquaculture Policy and Resources Division der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen FAO, fand dazu klare Worte: »Ohne Nahrung aus den Ozeanen, werden wir den Hunger auf der Welt nicht beenden können. Und wenn wir den Hunger nicht besiegen, sind alle anderen Vorhaben wohl auch zum Scheitern verurteilt.« Die Transformation der Gewässerbewirtschaftung inklusive der Fischerei enthält für Barange unter anderem auch die Transformation der Fischerei hin zu einem verbesserten Management. So können Ressourcen besser genutzt, mehr Menschen ernährt und das System als Ganzes resilienter gemacht werden, so Barange.

Ressourcen im Kreislauf zu führen, ist also auch im Bereich Fischerei und Aquakultur essenziell. Dazu braucht es alternative Konzepte, die jeden Aspekt unter Gesichtspunkten der Nachhaltigkeit, Effizienz und der Umweltauswirkungen betrachten. Ein gutes Beispiel, wie dies gelingen kann, ist das Projekt INFeed. Hier forschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im Konsortium an einer insektenbasierten Ernährung von Fisch in nachhaltigen Aquakulturen, die ein geschlossenes Kreislaufsystem bilden.

Emissionsfreie Modelle für Verkehr, Energie, Industrie

Laut Bloomberg macht der Straßenverkehr heute rund 17% der weltweiten Emissionen aus. Die fortschreitende Elektrifizierung kann hier einen erheblichen Beitrag leisten, die Treibhausgasemissionen aus diesem Sektor zu senken. Das Ziel zur Umstellung auf emissionsfreie Fahrzeuge (Zero Emission Vehicles) bringt allerdings einen hohen Einsatz an wertvollen Ressourcen und Funktionsmaterialien mit sich. »Bei der Herstellung von Batterien, Brennstoffzellen oder Elektromotoren muss der Faktor Ressourcen direkt miteingerechnet werden. Die Kreislaufführung der Komponenten und Materialien ist nicht nur für die Reduzierung des ökologischen Fußabdrucks des Fahrzeugs wichtig, sondern leistet auch einen großen Beitrag zur Resilienz unserer Industrie. Gerade die Pandemie hat gezeigt, welche Auswirkungen Lieferengpässe haben können. Durch die Entkopplung und Umstellung auf lokale Produktion mit Verwertung von recycelten Materialien wird die Importabhängigkeit der Industrie vermindert und gleichzeitig lange Transportwege und Primärressourcen eingespart«, so Prof. Weidenkaff.

Was zunächst abstrakt klingt, wird heute schon in Forschungsprojekten umgesetzt: So werden im Zentrum für Demontage und Recycling für die Elektromobilität (ZDR-EMIL) Komponenten von Elektrofahrzeugen nicht nur recycelt, sondern auch Strategien entwickelt, wie diese in Zukunft besser hergestellt werden können.

Auch im Bereich Wasserstoffwirtschaft forschen Expertinnen und Experten bereits an Lösungen, um diese möglichst nachhaltig zu gestalten. Am Wasserstoff-Leistungszentrum »GreenMat4H2« werden Lösungen für nachhaltige Materialien für die Wasserstoffökonomie entwickelt, darunter auch das Recycling von einzelnen Technologien wie Brennstoffzellen (Projekt BReCycle).  

Ohne Ressourcenschutz kein Klimaschutz

Ressourcen und der nachhaltige Umgang mit ihnen stehen im Fokus aller Maßnahmen des Klimaschutzes. Forschung und Wissenschaft haben nicht nur das Verständnis über die komplexen Zusammenhänge des Klimawandels verbessert, sie zeigen auch Lösungen auf, um langfristig einen hohen Lebensstandard für die gesamte Menschheit zu ermöglichen. »Für mich hat die Klimakonferenz aber auch gezeigt: Es gibt hier noch einen erheblichen Forschungs- und Entwicklungsbedarf. In den nächsten Jahren müssen wir konkrete Lösungen erarbeiten, um eine Kreislaufführung von Materialien für alle Bereiche zu etablieren. Eine große Aufgabe, aber die Wissenschaft hat schon immer gute Lösungen gefunden«, so Prof. Weidenkaff. »Oder wie Barack Obama in seiner Rede sagte: ›Wir können uns Hoffnungslosigkeit nicht leisten. Stattdessen müssen wir den Willen und die Leidenschaft und den Aktionismus der Gesellschaft aufgreifen, um Regierungen, Unternehmen und alle anderen dazu zu bewegen, diese Herausforderung zu meistern.‹«