Spatiotemporal characteristics and mechanisms of embodied carbon emissions in the construction industry: Evidence from China's municipalities directly under the central government

Städte sind mehr als nur Ansammlungen von Gebäuden; sie sind riesige, atmende Konsummaschinen, die Ressourcen aus der Tiefe der Erde und aus fernen Fabriken ziehen. Wenn eine Stadt wächst, stößt sie nicht nur Rauch aus ihren eigenen Schornsteinen aus. Sie löst eine Kettenreaktion der Produktion anderswo aus: Der Stahl für ihre Brücken, der Beton für ihre Fundamente und der Strom zur Beleuchtung ihrer Lichter erfordern alle Energie, die Kohlendioxid freisetzt. Dieser verborgene Kohlenstoff, der in den Materialien und der Energie steckt, die zum Bauen und Erhalten einer Stadt verwendet werden, ist als eingebetteter Kohlenstoff (Embodied Carbon) bekannt. Während wir uns oft auf den Rauch konzentrieren, der aus einer Fabrik aufsteigt, oder auf den Abgasen eines Autos, ist der CO2-Fußabdruck der Bauindustrie weitaus komplexer. Es ist ein Geflecht von Verbindungen, bei dem die Entscheidung, einen neuen Wolkenkratzer an einem Ort zu bauen, dazu führen kann, dass die Emissionen in einer völlig anderen Provinz, hunderte Kilometer entfernt, ansteigen. Das Verständnis dieses unsichtbaren Netzes ist entscheidend, während Nationen versuchen, Klimaziele zu erreichen, denn man kann ein Problem nicht lösen, das man nicht sieht, und man kann Emissionen nicht reduzieren, wenn man nicht weiß, woher sie tatsächlich kommen.

Ein Team von Forschern aus Peking und Guangzhou hat die Schichten dieser Komplexität entschlüzelt, indem sie die vier großen Verwaltungseinheiten Chinas genau unter die Lupe genommen haben: Peking, Tianjin, Shanghai und Chongqing. Diese vier Städte sind wirtschaftliche Kraftzentren, die als zentrale Knotenpunkte fungieren und die Entwicklung im ganzen Land vorantreiben. Die Forscher wollten nicht nur verstehen, wie viel Kohlenstoff diese Städte produzierten, sondern wie ihr Bedarf an Baumaterialien die Kohlenstoffemissionen in anderen Teilen Chinas anzog. Sie erstellten eine detaillierte Karte der wirtschaftlichen Verbindungen und verfolgten, wie das Geld, das für das Bauen in diesen Städten ausgegeben wurde, zu den Industrien in anderen Provinzen floss, wodurch die mit dieser Produktion verbundenen Kohlenstoffemissionen effektiv aus der Stadt in die umliegenden Regionen gezogen wurden. Durch die Analyse von Daten aus den Jahren 2010, 2015 und 2019 verfolgten sie, wie sich diese Flüsse über ein Jahrzehnt rasanter Urbanisierung veränderten.

Die Studie offenbarte ein bemerkenswertes Muster in der Art und Weise, wie diese Städte Ressourcen konsumieren. Der primäre Treiber der Kohlenstoffemissionen in allen vier Städten war nicht der tägliche Haushaltsverbrauch, sondern die massiven Investitionen in Sachanlagen – im Wesentlichen der Bau neuer Infrastruktur, Straßen und Gebäude. Diese Art von Ausgaben machte mehr als die Hälfte des CO2-Fußabdrucks in jeder Stadt aus. Als die Forscher untersuchten, welche Industrien am stärksten von diesen Ausgaben betroffen waren, stellten sie fest, dass der Bausektor selbst der Hauptverursacher war, dieser jedoch stark von einigen Schlüsselindustrien in den vorgelagerten Stufen abhängig war. Der Bedarf an Baumaterialien in diesen vier Städten war direkt verantwortlich für einen signifikanten Teil der Kohlenstoffemissionen, die bei der Erzeugung von Elektrizität und Warmwasser, beim Schmelzen von Metallen und bei der Herstellung nichtmetallischer Mineralien wie Zement und Glas entstanden. Tatsächlich fungierte die Bauindustrie als ein mächtiger Magnet, der Emissionen aus diesen Schwerindustrien in benachbarten Provinzen anzog, um den Bedürfnissen der Stadt gerecht zu werden.

Über den Zehnjahreszeitraum hinweg änderte sich die Geschichte darüber, wo diese Emissionen auftraten, drastisch. In den frühen Jahren, von 2010 bis 2015, zog der Bauboom in diesen vier Städten die Emissionen weitgehend aus ihren unmittelbaren Nachbarn ab. Für Peking und Tianjin bedeutete dies, dass benachbarte Provinzen wie Hebei und die Innere Mongolei einen Anstieg der Emissionen erlebten, da sie die notwendigen Materialien lieferten. Doch im Laufe der Zeit änderte sich das Muster. Bis 2019 hatte sich der CO2-Fußabdruck dieser Städte weit ausgedehnt. Der Bedarf an Baumaterialien begann, Emissionen aus den zentralen und südlichen Küstenregionen wie Guangdong, Henan und Shandong anzuziehen. Dies deutet darauf hin, dass, als die lokalen Lieferketten in der unmittelbaren Umgebung erschöpft oder umstrukturiert wurden, die Städte weiter in die Ferne griffen und somit ihre Kohlenstofflast in entlegenere Teile des Landes exportierten. Während die Städte selbst die Menge des innerhalb ihrer Grenzen erzeugten Kohlenstoffs senken konnten, stieg die Gesamtmenge des Kohlenstoffs, den sie anderswo zu produzieren verursachten, weiter an.

Die Forscher brachen die Gründe für diese Veränderungen auch auf, um zu verstehen, was die Zahlen nach oben oder unten trieb. Sie fanden heraus, dass Verbesserungen in Technologie und Effizienz eine wichtige Rolle bei der Reduzierung der Emissionen in der ersten Hälfte des Jahrzehnts spielten. Die Städte wurden besser darin, Energie zu nutzen, und die Struktur ihrer Industrien verschob sich in eine Weise, die die Kohlenstoffintensität der Produktion senkte. Dieser Fortschritt verlief jedoch nicht stetig. In den späteren Jahren, von 2015 bis 2019, stagnierten die Effizienzgewinne, und in einigen Fällen stieg die Kohlenstoffintensität sogar an. Das schiere Ausmaß des Bevölkerungswachstums und der steigende Bedarf an Wohnraum und Infrastruktur drängten die Emissionen weiter nach oben und übertrafen die durch bessere Technologie erzielten Gewinne. Die Studie legt nahe, dass die Städte zwar Schritte unternommen haben, um effizienter zu werden, aber der grundlegende Drang, mehr und größer zu bauen, den gesamten CO2-Fußabdruck hoch gehalten hat.

Die Implikationen dieser Ergebnisse sind klar für jeden, der versucht, den Klimawandel in einer sich schnell entwickelnden Welt zu bewältigen. Die Studie zeigt, dass die bloße Betrachtung der Emissionen innerhalb der Grenzen einer Stadt ein falsches Gefühl der Sicherheit vermittelt. Wenn eine Stadt ihre lokalen Emissionen reduziert, indem sie ihre Bauprojekte in andere Provinzen verlagert, löst sie das Problem nicht wirklich; sie verschiebt es nur. Die Forscher argumenten, dass Städte, um den CO2-Fußabdruck der Bauindustrie wirklich zu reduzieren, die gesamte Lieferkette betrachten müssen. Das bedeutet, nicht nur effizienter zu bauen, sondern auch zu ändern, was gebaut wird und wie es beschafft wird. Sie schlagen vor, dass die Verringerung der Abhängigkeit von kohlenstoffintensiven Materialien wie Stahl und Zement sowie der Übergang zu saubereren Energiequellen für die Industrien, die diese produzieren, essenziell ist. Ohne die tiefen Verbindungen zwischen den Bauanforderungen einer Stadt und den Industrien, die sie beliefern, anzugehen, wird das Ziel, eine klimaneutrale Zukunft zu erreichen, unerreichbar bleiben, ganz gleich, wie sauber die Stadt selbst erscheinen mag.