Unequal and fragmented futures increase the material cost of decarbonisation

Die Welt versucht derzeit, sich vom Verbrennen fossiler Brennstoffe wie Kohle und Öl zu lösen und stattdessen auf Energiequellen umzustellen, die kein Kohlenstoff in die Atmosphäre abgeben. Dieser Übergang stützt sich stark auf neue Technologien: Solarmodule, Windturbinen und Elektrofahrzeuge. Obwohl diese Maschinen mit sauberer Energie betrieben werden, werden sie von Grund auf unter Verwendung einer spezifischen Gruppe von Rohstoffen aus der Erdkruste gebaut, wie etwa Kupfer, Lithium und Kobalt. Diese werden oft als kritische Mineralien bezeichnet, da sie essenziell für die neuen Energiesysteme sind, aber nicht so reichlich vorhanden oder leicht zugänglich sind wie das Eisen und der Stahl, die in der älteren Infrastruktur verwendet wurden. Jahrelang haben Experten versucht zu schätzen, wie viel dieser Materialien die Welt benötigen wird, um die Klimaziele zu erreichen. Die meisten dieser Schätzungen gingen davon aus, dass die Welt auf die effizienteste und kostengünstigste Weise handelt, um Emissionen zu senken. Die reale Welt ist jedoch selten so einfach. Sie wird dadurch geformt, wie reich oder arm verschiedene Länder sind, wie gut Nationen miteinander kooperieren und wie Menschen ihr Leben gestalten. Diese sozialen und wirtschaftlichen Bedingungen könnten die Menge der benötigten Rohstoffe ebenso stark beeinflen wie die Klimaziele selbst.

Ein Forschungsteam der Universität Cambridge setzte sich zum Ziel zu verstehen, wie diese chaotischen, realen Bedingungen die Materialbedarfe der Dekarbonisierung beeinflussen. Sie betrachteten nicht nur eine ideale Zukunft; stattdessen modellierten sie fünf sehr unterschiedliche mögliche Welten, die von einer Zukunft reichen, in der die Welt friedlich zusammenarbeitet, um Ungleichheit zu verringern, bis hin zu einer Zukunft, in der Nationen sich nach innen wenden, aggressiv konkurrieren und mit tiefen sozialen Spaltungen kämpfen. Für jedes dieser fünf Szenarien berechneten sie, wie viel Kobalt, Kupfer, Graphit, Lithium, Nickel und Seltenerdelemente jedes Jahr von heute bis 2050 benötigt würden. Sie untersuchten für jede dieser Zukünfte zwei Versionen: eine, in der die Länder ihren derzeitigen Pfad ohne zusätzliche Klimaschutzmaßnahmen fortsetzen, und eine andere, in der sie das Pariser Abkommen erfolgreich umsetzen, um die globale Erwärmung zu begrenzen. Durch das Durchführen dieser komplexen Simulationen fanden die Forscher heraus, dass der Weg, den die Welt einschlägt, wichtiger ist als bisher angenommen. In jedem Szenario steigt die Nachfrage nach diesen Mineralien, aber das Ausmaß dieses Anstiegs hängt vollständig von den sozialen und wirtschaftlichen Entscheidungen ab, die wir treffen.

Die Studie zeigt, dass die Nachfrage nach diesen Mineralien deutlich geringer ist, wenn die Welt einem Pfad der Nachhaltigkeit folgt, auf dem Länder kooperieren und Menschen weniger Energie und weniger Privatfahrzeuge nutzen. In dieser optimistischen Zukunft kann die Welt ihre Klimaziele erreichen und dabei etwa ein Viertel bis ein Drittel weniger dieser Materialien verwenden als in anderen, an das Pariser Abkommen angepassten Zukünften. Wenn die Welt jedoch auf eine Zukunft zusteuert, die durch Ungleichheit oder regionale Rivalität definiert ist, schießen die Rohstoffkosten in die Höhe. In diesen fragmentierten Zukünften erfordert das Erreichen derselben Klimaziele 150 bis 250 Prozent mehr Mineralien als die heutigen Basismengen. Dies geschieht nicht, weil das Klimaziel schwerer zu erreichen wäre, sondern weil sich die Art und Weise, wie wir es erreichen, ändert. In ungleichen oder gespaltenen Welten neigen Menschen dazu, mehr zu konsumieren, Technologie verbreitet sich langsamer und Nationen verlassen sich auf spezifische, materialintensive Technologien statt auf effizientere Alternativen zu suchen. Beispielsweise könnte Europa in einer Zukunft regionaler Rivalität beispielsweise bei älteren Batterietypen bleiben, die mehr Kobalt erfordern, während in einer Zukunft der Ungleichheit ein rasantes Wachstum in Südasien eine massive Nachfrage nach Infrastruktur und Fahrzeugen antreiben könnte.

Die Forscher entdeckten auch, dass sich der Standort dieser Nachfrage je nach Zukunft drastisch verschiebt. In einer Welt der regionalen Rivalität bleibt der Bedarf an Mineralien wie Kobalt und Nickel in Europa hoch, was auf spezifische Technologieentscheidungen dort zurückzuführen ist. In einer Welt der Ungleichheit verschiebt sich die Nachfrage stark in Richtung Südasien, während diese Region wächst. Dies bedeutet, dass die Herausforderung der Sicherung dieser Materialien nicht nur darin besteht, wie viel die Welt insgesamt benötigt, sondern wo diese Nachfrage konzentriert ist. Eine Zukunft der Fragmentierung macht die Lieferkette schwieriger zu verwalten, ausgerechnet dann, wenn Handel und Kooperation am schwächsten sind. Die Studie legt nahe, dass die Schwierigkeit, Klimaziele zu erreichen, nicht allein durch das Temperaturlimit festgelegt ist. Stattdessen wird sie durch die sozioökonomischen Bedingungen geformt, unter denen wir versuchen, dies zu erreichen. Wenn die Welt ungleicher oder gespaltener wird, wird der Übergang zu sauberer Energie eine wesentlich stärkere Ausbeutung der Ressourcen der Erde erfordern, was potenziell neue Risiken für Lieferketten schafft und die Kosten des Übergangs erhöht.

Das Team verwendete ein hochentwickeltes Computermodell, das verfolgt, wie viele Maschinen existieren, wie lange sie halten und wann sie ersetzt werden. Sie kombinierten dies mit einem globalen Wirtschaftsmodell, um zu sehen, wie verschiedene soziale Erzählungen ablaufen. Sie fanden heraus, dass die Welt in einer nachhaltigen Zukunft wirtschaftlich wachsen kann und dabei tatsächlich weniger Mineralien pro Person verbraucht, weil die Menschen mehr auf den öffentlichen Nahverkehr und geteilte Dienste setzen. Im Gegensatz dazu führen in Zukünften, die durch Ungleichheit gekennzeichnet sind, die wohlhabenden Eliten in Entwicklungsregionen die Nachfrage nach privaten, materialintensiven Technologien voran, während die Armen zurückgelassen werden. Dies schafft eine Situation, in der die reichsten Teile der Welt zwar das Geld haben könnten, die Technologie zu kaufen, das globale System aber nicht die nötige Koordination besitzt, um sie effizient aufzubauen. Die Studie legt nahe, dass es nicht ausreicht, einfach nur mehr Mineralien abzubauen oder mehr Fabriken zu bauen. Um den Übergang machbar zu machen, muss die Welt auch darauf fokussieren, die Menge der benötigten Materialien pro Person durch besseren öffentlichen Verkehr, langlebigere Produkte und internationale Zusammenarbeit zu reduzieren. Ohne diese Veränderungen könnte der Weg in eine saubere Zukunft durch genau die Materialien blockiert werden, die wir zu ihrem Aufbau benötigen.