Klimawandel verzerrt Prognosen für Kühlenergiebedarf und Gebäudeemissionen

Klimaanlagen summen in Millionen Haushalten, und der Energiebedarf für Kühlung gilt oft als unvermeidlicher Preis für Komfort. Viele gehen davon aus, dass die Zukunft der Gegenwart weitgehend ähnelt – nur mit einer etwas höheren Rechnung.

Auch die Modelle, mit denen Regierungen eine wärmere Welt planen, folgen häufig diesem Muster. Sie setzen Wetterbedingungen auf Temperaturen von vor Jahrzehnten fest. Eine neue Analyse zeigt, dass diese Vereinfachung die Ergebnisse unbemerkt verzerrt.

Eingefrorene Wetterbasis

Viele grosse Instrumente der Klimaplanung gehen bei der Schätzung des Energiebedarfs von Gebäuden ungewöhnlich vor. Heiz- und Kühlbedarf werden an Temperaturen aus vergangenen Jahrzehnten gekoppelt, obwohl sich der Planet weiter erwärmt.

Diese Entscheidung war keineswegs leichtfertig. Ursprünglich sollte sie menschliche Aktivitäten vom Rauschen eines sich wandelnden Klimas trennen; zudem ist es schwierig, Wetterdaten in umfassende Wirtschaftsmodelle einzubetten.

Gebäude verbrauchen bereits fast ein Drittel der weltweiten Energie, weshalb diese Abkürzung einen grossen Teil der Prognosen beeinflusst. Ein von Yang Ou, einem Forscher der Peking-Universität (PKU), geleitetes Team wollte diese festgeschriebene Wetterannahme aufbrechen.

Dafür speisten die Forschenden aktualisierte Temperaturprojektionen in eines der wenigen globalen Modelle ein, die den Energieverbrauch von Gebäuden mit Hitze und Kälte im Freien verknüpfen.

Lücke beim Kühlenergiebedarf

Die Differenz fällt erheblich aus. Bei unveränderten alten Temperaturen unterschätzte das Modell den Kühlenergiebedarf in einer Zukunft mit moderater Erwärmung um 23%. In einer Welt mit hohen Emissionen vergrösserte sich die Abweichung bis 2100 auf 79%.

Beim Heizen zeigte sich das umgekehrte Bild. Weil das alte Verfahren Winter so kalt wie in den historischen Daten annahm, überschätzte es den Heizbedarf im milden Szenario um bis zu 14% und im stärkeren Szenario um 40%.

Bis zu dieser Untersuchung konzentrierten sich die meisten Arbeiten auf die Kühlung allein. Indem das Team Heizen und Kühlen gemeinsam betrachtete, erkannte es, was frühere Studien übersehen hatten.

Beide Entwicklungen wirken in entgegengesetzte Richtungen. Wer eine davon ausblendet, verfälscht die gesamte Projektion.

Überraschung bei den Emissionen

Der kontraintuitive Befund lautet: Werden die tatsächlichen Erwärmungstrends berücksichtigt, sinken die prognostizierten Kohlendioxid-Emissionen von Gebäuden, statt anzusteigen.

Der rückläufige Bedarf an Öfen und Gasheizungen überwiegt den zusätzlichen Strombedarf für Kühlung. Bis 2100 reichen die Einsparungen von 83 Millionen bis 1,6 Milliarden Tonnen Kohlendioxid pro Jahr.

Die grösste Verringerung entspricht nahezu 4% der heutigen Gesamtemissionen. Eine frühere Studie hatte bereits angedeutet, wie stark die Erwärmung den Energiebedarf verändert.

Das klingt nach einer guten Nachricht – und in einem engen Sinn ist es das auch. Doch Kohlendioxid ist nicht das einzige relevante Gas. Kühlsysteme arbeiten mit Kältemitteln, die selbst Wärme speichern.

Versteckte Kosten von Kältemitteln

Mit der Verbreitung von Klimaanlagen nehmen auch Leckagen von F-Gasen zu – Kältemittelchemikalien in Kühlgeräten, die Wärme deutlich stärker als Kohlendioxid festhalten. In milden Zukunftsszenarien bleibt ihre Erwärmungswirkung gering.

Im heissesten Szenario wächst dieser Effekt jedoch zu einem grossen Problem an, das die alten Modelle nicht erkannten. Sie sahen es kaum voraus, weil sie unterschätzten, wie viele Kühlanlagen weltweit installiert würden.

Dieser blinde Fleck trifft besonders schnell wachsende, heisse Länder im globalen Süden. Separate Forschung zu Entwicklungsökonomien hat dort bereits die Unterschiede beim Zugang zu bezahlbarer Kühlung aufgezeigt.

Das positive Kohlendioxid-Bild hat daher einen wichtigen Vorbehalt: Auf der einen Seite stehen günstigere Berechnungen für das Heizen, auf der anderen ein wachsendes Kältemittelproblem. Wer nur Kohlendioxid zählt, übersieht den zweiten Teil leicht.

Warum die Geografie entscheidet

Auf Ebene einzelner Länder zerfällt die globale Entwicklung in sehr unterschiedliche Muster. Kalte, wohlhabende Staaten wie die Vereinigten Staaten, China und Russland profitieren, weil mildere Winter weniger Brennstoff zum Heizen erfordern.

Heisse Regionen erleben dagegen das Gegenteil. In Südostasien, im Nahen Osten und in Südafrika erhöht steigende Hitze den Kühlbedarf. Wo Strom weiterhin überwiegend aus fossilen Quellen stammt, steigen die Emissionen statt zu sinken.

Im Nahen Osten traten einige der grössten Unterschiede beim Kühlbedarf überhaupt auf. Diese Spaltung bildet den Kern der Warnung.

Ein Modell, das auf einem einzigen globalen Durchschnitt beruht, kann die Vorteile eines kalten Landes erfassen und zugleich die wachsende Belastung eines heissen Landes übersehen. Genau dieser Fehler lenkt Investitionen und politische Massnahmen an die falschen Orte.

Wie Planerinnen und Planer reagieren können

Die Lösung ist nicht kompliziert. Statt sich auf einen historischen Durchschnitt zu stützen, der die heutige Aussenwelt nicht mehr abbildet, sollten Planungstools aktuelle und prognostizierte Temperaturen für jede Region einbeziehen.

Länder mit stark zunehmender Hitze können auf strengere Bauvorschriften, saubereren Strom und eine schnelle Einführung effizienter Kühlung setzen – von Wärmepumpen bis zu Materialien, die Wärme selbstständig abgeben.

Regionen mit milderen Wintern können hingegen ihre Abhängigkeit von fossiler Heizung verringern. Verändert hat sich vor allem das Gesamtbild: Planerinnen und Planer verfügen nun über Belege dafür, dass historische Temperaturbaselines sowohl das Ausmass als auch den Ort des künftigen Energiebedarfs falsch einschätzen.

Die nächste Strategierunde kann sich am Klima orientieren, auf das die Welt zusteuert, statt an dem, das sie bereits hinter sich gelassen hat.