Kurzbeschreibung Szenario SSP5-8.5 (Fossil befeuerte Entwicklung):
Der demografische Wandel und Energieengpässe, ausgelöst durch regionale und überregionale Spannungen, hemmen zunächst das Wirtschaftswachstum in Deutschland. Dies führt zu politischer Polarisierung und erstarkendem Populismus, was unter anderem zu einer Ablehnung der Energiewende führt. Um Wohlstand und Energieversorgung zu sichern, werden bestehende Umweltstandards abgeschafft und nationale Energiereserven, darunter Kohle und Fracking, priorisiert. So ist bis zum Ende des Jahrhunderts mit einem globalen Temperaturanstieg von ca. 4,8°C im Vergleich zum vorindustriellen Niveau zu rechnen. Umfangreiche Subventionen und Investitionen in die Bildung, insbesondere in MINT-Fächer (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften, Technik), fördern Innovationen, während die Bildung für nachhaltige Entwicklung an Bedeutung verliert. Traditionelle deutsche Industrien wie Automobil-, Chemie- und Elektrotechnik profitieren von aufgehobenen Standards, Effizienzsteigerungen, internationaler Wettbewerbsfähigkeit und ressourcenintensiven Lebensstilen. Neue Märkte entstehen vor allem im Bereich der Informationstechnologie. Die wirtschaftliche Erholung und das hohe Konsumniveau ermöglichen umfangreiche öffentliche Investitionen in soziale Sicherungssysteme, die zu sozialer Stabilität und Wohlstand führen. Während das Armutsrisiko deutlich sinkt, bleiben soziale Ungleichheiten bestehen. Konsum- und ressourcenintensive Lebensstile sowie die wachsende Nachfrage nach Fleisch und Luxusgütern treiben das Wirtschaftswachstum weiter voran, wobei die Energieversorgung überwiegend von fossilen Brennstoffen abhängt. Effiziente staatliche Institutionen stärken den gesellschaftlichen Zusammenhalt und sichern ein hohes Vertrauen in die Demokratie. Eine detaillierte Beschreibung des gesamten Szenarios finden Sie hier.
Modellierungslauf CDR-Ziel
In diesem Modellierungsdurchgang wird zusätzlich zu den Baseline-Bedingungen eine erhöhte Nachfrage nach Kohlenstoffentnahme berücksichtigt, um das CDR-Ziel von 40 Mt CO₂-Äquivalenten bis 2045 zu erreichen. Diese erhöhte Nachfrage wird durch Landnutzung und Forstwirtschaft (LULUCF-Sektor) sowie andere natürliche Kohlenstoffsenken gedeckt. Im Gegensatz dazu gibt es keine Nachfrage nach BECCS. Eine detaillierte Beschreibung der verschiedenen Modellierungsläufe und ihrer Annahmen finden Sie hier.
Erläuterungen zur Abbildung „CDR-Portfolio“
Die Darstellung zeigt den kumulierten Flächenverbrauch der verschiedenen modellierten landbasierten CDR-Methoden im zeitlichen Verlauf von heute (2020) bis zum Ende des Jahrhunderts (2100). In der Modellierung ist nur die Nachfrage nach Pflanzenkohlenstoff berücksichtigt, die Kohlenstoffflüsse des gesamten Landsystems (z.B. Kohlenstoff im Boden, CO2-Emissionen) sind dagegen nicht abgebildet.
Somit zeigt die Abbildung keine Senkenpotenziale, sondern eine vereinfachte Darstellung der CDR-Flächenpotenziale, die unter Berücksichtigung folgender Limitierungen zu interpretieren sind:
- Der Waldumbau umfasst nur den Wechsel von höheren zu niedrigeren Bewirtschaftungsintensitäten (z.B. hoch intensiver Forst zu Naturwald).
- Aufforstung fasst die Flächenzunahme aller Bewirtschaftungsformen im Forst (wenig bis hoch intensiv bewirtschafteter Wald sowie Naturwald) zusammen.
- Es werden lediglich die Flächenzugewinne der einzelnen CDR-Maßnahmen dargestellt, die über den gesamten Zeitraum bestehen bleiben. Gehen solche CDR-Flächen im Laufe der Zeit wieder verloren (z.B. Verlust von vorher neu entstandenen Waldflächen), werden diese nicht berücksichtigt.
- Die Abbildung zeigt dem LULUCF-Sektor zugeordnete CDR-Maßnahmen, weshalb die Flächenpotenziale von BECCS, das per Definition nicht dem LULUCF-Sektor angehört, nicht dargestellt werden.
- In der Modellierung wurden vorrangig waldbasierte CDR-Maßnahmen berücksichtigt, weshalb Carbon Farming (z.B. Veränderungen in der Bewirtschaftungsform bzw. -intensität in der Landwirtschaft) in dieser Darstellung nicht auftaucht.
Eine Aussage über die Senkenleistung der dargestellten Flächen kann erst nach Modellierung der gesamten Kohlenstoffflüsse sowie folgender weiterer Informationen getroffen werden:
- Landnutzungshistorie: Die vorherige Nutzungsform hat erheblichen Einfluss auf das tatsächliche Senkenpotenzial einer Fläche (z.B. Aufforstung auf vormals extensivem Weideland oder intensiv bewirtschaftetem Ackerland).
- Veränderungen land- und forstwirtschaftlicher Bewirtschaftungsintensitäten im Zeitverlauf und deren Auswirkungen auf die Emissionen sowie das Senkenpotenzial (z.B. der Wechsel von extensiv zu intensiv bewirtschafteten landwirtschaftlichen Flächen oder umgekehrt).
Hintergrundinformationen
Erläuterung und Interpretation der Landnutzungskarte
Die Landnutzungskarte zeigt eine mögliche Entwicklung der Landnutzung in Deutschland für das Szenario SSP5-8.5 für den Zeitraum 2020 bis 2100. Die zugrunde liegenden Annahmen sind den Beschreibungen der Szenarien und der Modellierungsläufe zu entnehmen.
Die vorliegende Interpretation bezieht sich auf den Modellierungslauf “CDR-Ziel” und beschreibt die wesentlichen Landnutzungsänderungen entlang von Kernaussagen sowie raumzeitlicher Charakteristika. Diese sind als Veränderungen im Vergleich zum Modellierungslauf “Baseline” zu interpretieren, der als Ausgangspunkt der Betrachtung dient. Die Veränderungen spiegeln somit Abweichungen bzw. Entwicklungen relativ zum Ausgangsniveau wider.
In diesem Szenario wird deutlich, dass die gewünschte Senkenleistung durch hohen Nutzungsdruck stark limitiert ist und insbesondere auf rückläufigen, wenig intensiv genutzten landwirtschaftlichen Flächen angestrebt wird.
Waldumbau und Aufforstung steigern die Senkenleistung im Forst
- Der Erhalt und die Ausweitung naturnaher Waldflächen nehmen im Vergleich zur Baseline insbesondere in Süddeutschland sowie in bestehenden Waldregionen der Mittelgebirge leicht zu.
- Gleichzeitig wird der Waldumbau von niedrig zu hoch intensiv genutzten Wäldern zum Ende des Jahrhunderts teilweise umgekehrt. Diese Ausprägung wird allerdings durch eine hohe Holz- und Biomassenachfrage sowie schwache Umweltregulierung limitiert.
- Aufforstungen gehen zu Lasten weniger intensiv genutzter landwirtschaftlicher Flächen und konzentrieren sich vor allem auf den Südosten Deutschlands, wo Flächenverfügbarkeit und ökologische Bedingungen günstiger sind.
- Die Senkenleistung der Wälder steigt gegenüber dem Baseline-Szenario leicht.
Flächenkonkurrenz und Ertragsorientierung begrenzen die Kohlenstoffspeicherung in der Landwirtschaft
- Die Entwicklung landwirtschaftlicher Flächen verändert sich nur geringfügig im Vergleich zur Baseline.
- Die Umwandlung von weniger intensivem Grünland in Acker- und Siedlungsflächen fällt moderat geringer aus als in der Baseline, bleibt jedoch insbesondere in urbanen Regionen Nord-, West- und Südwestdeutschlands relevant.
- Ab Mitte des Jahrhunderts geht die landwirtschaftliche Fläche gegenüber der Baseline leicht zurück. Weniger intensiv genutzte Flächen werden teilweise aufgeforstet, während die verbleibenden Flächen intensiver genutzt werden (insbesondere hoch intensiv genutztes Weideland).
- Die Abnahme extensiv bewirtschafteter landwirtschaftlicher Flächen führt zu einer Verringerung der Kohlenstoffspeicherungsfähigkeit in der Landwirtschaft.
CDR ordnet sich hohen Landnutzungsanforderungen unter und wird vorrangig über produktionsorientierte Systeme integriert
- Die Agrarproduktion bleibt stark auf Effizienz und Ertragsmaximierung ausgerichtet. CDR-Maßnahmen werden vor allem dort integriert, wo sie mit produktionsorientierten Systemen kompatibel sind.
- Agroforstsysteme gewinnen deshalb deutlich an Bedeutung, ihr CDR-Beitrag bleibt jedoch aufgrund geringer Flächenanteile begrenzt.
- Bioenergieflächen nehmen stärker ab als in der Baseline, da BECCS in diesem Modellierungslauf nicht möglich ist und verfügbare Flächen vorrangig für Aufforstung und intensive landwirtschaftliche Bewirtschaftung genutzt werden.
- Hohe Landnutzungskonkurrenzen zwischen Landwirtschaft, Forst und Siedlung limitieren die Flächenpotenziale von CDR.
- Die Rückgänge von Bioenergieflächen finden insbesondere im Nordwesten und im Norden Deutschlands statt. Die Flächen für Agroforst sind stark fragmentiert und zeigen keine auffälligen räumlichen Muster.
Anhaltende Urbanisierung als strukturelles Hemmnis für CDR-Potenziale
- Die Urbanisierung setzt sich fort (gleichbleibend wie in der Baseline) und bleibt ein zentraler Treiber der Flächenkonkurrenz, insbesondere in West- und Südwestdeutschland.
- Zersiedlungsprozesse und Stadt-Land-Migration erhöhen den Flächenverbrauch zusätzlich.
- Der steigende Bedarf an Siedlungs- und Verkehrsflächen begrenzt langfristig die Ausweitung von CDR-relevanten Landnutzungen und reduziert deren Flächenpotenziale.
Landnutzungsänderung in Deutschland (2020 bis 2100)
Erläuterung und Interpretation der Abbildung „Landnutzungsänderung“
Die Abbildung zeigt die Landnutzungsentwicklung in Deutschland im Modellierungslauf “CDR-Ziel” von 2020 bis 2100 im Vergleich zum Modellierungslauf “Baseline”. Dargestellt sind die prozentualen Anteile verschiedener Landnutzungskategorien, die unter “Methodik und Legende” ausführlicher beschrieben sind. Im Fokus stehen jene Veränderungen, die sich aus der zusätzlichen Vorgabe eines expliziten CDR-Ziels im LULUCF-Sektor ergeben, während das zugrunde liegende sozioökonomische Szenario unverändert bleibt.
Rückläufige landwirtschaftliche Flächen verstärken Versorgungsengpässe zum Ende des Jahrhunderts
- Die landwirtschaftliche Gesamtfläche nimmt im Vergleich zum Modellierungslauf “Baseline” geringfügig ab. Dies ist insbesondere durch verstärkte Rückgänge niedrig- sowie mittelintensiv bewirtschafteter Ackerbau- und Grünlandflächen zurückzuführen, die für Aufforstung verwendet werden.
- Während sich hochintensiv genutzte Ackerflächen ähnlich wie im Modellierungslauf “Baseline” entwickeln, nimmt die Intensivierung im Grünland weiter zu.
- Durch Flächenrückgänge geht die landwirtschaftliche Produktion insbesondere zum Ende des Jahrhunderts leicht zurück, wodurch sich bereits in der Baseline auftretende Versorgungsengpässe (z. B. bei Hülsenfrüchten und Obst/Gemüse) verstärken können. Gleichzeitig stabilisieren verstärkte Intensivierungsprozesse im Grünland das Angebot tierischer Produkte.
CDR führt zum Ende des Jahrhunderts zu leichter Aufforstung und geringerer Intensivierung im Forst
- Die Gesamtfläche der Wälder nimmt im Vergleich zum Modellierungslauf “Baseline” leicht zu und steigt geringfügig über das Ausgangsniveau von 2020. Bis ca. 2060 finden ähnliche Rodungsprozesse wie in der Baseline statt, ehe insbesondere ab 2070 eine stärkere Wiederaufforstung eintritt (insbesondere niedrigintensiver Forst sowie Naturwald).
- Die Intensivierung der Forstwirtschaft fällt schwächer aus als im Modellierungslauf “Baseline”. Die Entwicklung verläuft bis 2080 ähnlich wie in der Baseline und wird in der Folge gestoppt.
- Die Holzproduktion bleibt insgesamt auf einem stabilen Niveau, da die geringere Intensivierung durch eine leichte Zunahme der Waldfläche ausgeglichen wird.
Leichte Verstärkung der Flächennutzung für CDR
- Agroforstsysteme gewinnen kontinuierlich an Bedeutung, verbleiben in ihren Flächenanteilen dennoch auf einem geringen Niveau.
- Die Entwicklung von Moor- und Siedlungsflächen verläuft weitgehend unverändert zum Modellierungslauf “Baseline”, wohingegen Bioenergie- und Solarflächen etwas stärker zugunsten der Aufforstung abnehmen.
Geringfügige Auswirkungen auf Ökosystemleistungen
- Die Veränderungen deuten darauf hin, dass das zusätzliche CDR-Ziel teilweise über eine stärkere Integration kohlenstoffspeichernder Nutzungsformen wie Agroforst sowie über eine leichte Aufforstung von Waldflächen umgesetzt wird.
- Gleichzeitig bleibt die Landnutzung stark produktionsorientiert, da intensiv bewirtschaftete land- und forstwirtschaftliche Flächen weiterhin dominieren.
- Insgesamt fallen die Unterschiede in verschiedenen Ökosystemleistungen (Biodiversität, Hochwasserschutz, Erholung, etc.) im Vergleich zum Modellierungslauf “Baseline” moderat aus, was darauf hindeutet, dass das zusätzliche CDR-Ziel nur begrenzte strukturelle Veränderungen in der Landnutzung auslöst. Einzig zum Ende des Jahrhunderts zeigt sich eine leichte Trendumkehr infolge der Aufforstung von Naturwald sowie niedrigintensiver Forstflächen.
Downloads zu SSP5-8.5
| Download der Abbildungen des Szenarios: | https://nextcloud.imk-ifu.kit.edu/s/gPjoraqnc5mWQ34?dir=/output_25_04/maps_stats_plots/ssp585/land_use_change |
| Download der Karten des Szenarios: | https://nextcloud.imk-ifu.kit.edu/s/gPjoraqnc5mWQ34?dir=/output_25_04/maps_stats_plots/ssp585/land_use_maps |
| Alle den Karten und Abbildungen zugrundeliegenden Daten können hier abgerufen werden. Wichtige Publikationen und weiterführende Literatur zum Thema finden Sie hier. | |
