Welt im Wandel: Energiewende zur Nachhaltigkeit - WBGU

4.5.1
Das MIND-Modell
Um die Ergebnisse des Kapitels 4.4 makroökonomisch
zu untermauern, nutzt der WBGU ein innovatives
Modellkonzept, welches eine Konsistenzprüfung
des exemplarischen Pfads ermöglicht. Dazu
wird das Modell MIND (Model of Investment and
Technological Development; Edenhofer et al., 2002)
verwendet. MIND ist ein endogenes Energiesystemmodell,
welches an ein Klimamodell gekoppelt ist.
Der im Kapitel 4.4 abgeleitete exemplarische Pfad
beruht stark auf den Annahmen des A1T-450-Szenarios
(Kap. 4.2). Diese betreffen u.a. Bevölkerungsentwicklung,
Wirtschaftswachstum, Entwicklung des
Energiebedarfs und technologischen Fortschritt, die
exogen vorgegeben sind.
Ein alternativer Ansatz besteht darin, zentrale
Variablen wie Wirtschaftswachstum, Energiebedarf
sowie Effizienz- und Produktivitätssteigerungen
endogen, d. h. innerhalb des Modellrahmens, zu
bestimmen. Im Gegensatz zum MESSAGE-Modell,
mit dem die Rechnungen zum A1T-Szenario durchgeführt
wurden, sind in MIND nur wenige Rahmendaten
und ein Satz plausibler Entscheidungskriterien
für die dynamische Optimierung vorgegeben. Zwar
liefert MIND keine regionale und auch keine technikspezifische
Auflösung, jedoch ermöglicht dieser
alternative Zugang weitere Plausibilitätstests des
exemplarischen Pfads. MIND ist ein globales Modell
und ermöglicht die Bewertung langfristiger Handlungsoptionen
für den Klimaschutz bezüglich der
erforderlichen Investitionen sowie der technologischen
Entwicklungsdynamik. Es ermöglicht insbesondere
eine kritische Überprüfung der Hypothese,
die Kosten eines Umbaus seien viel zu hoch und
stünden in keinem Verhältnis zum Nutzen.
Dem Modell werden im wesentlichen nur Bevölkerungsentwicklung,
Lernkurven für Technologien
und Verfügbarkeit von Kohle, Öl und Gas vorgegeben.
Die zukünftigen Entwicklungen, wie z. B. die
Nachfrage bei fossilen und erneuerbaren Energieträgern
sowie der Konsum, werden vom Modell
endogen berechnet. Wie in der wirtschaftlichen
Wachstumstheorie üblich, wird ein Investor angenommen,
der versucht, den Pro-Kopf-Konsum von
Produkten und Dienstleistungen über die Zeit hinweg
zu maximieren (Ramsey, 1928). Die Emissionspfade
werden auf der Basis eines endogenisierten
technischen Fortschritts bestimmt, denn die technologische
Entwicklung ist ein Prozess, welcher entscheidend
durch ökonomische Aktivitäten mitbestimmt
wird. Dies gilt insbesondere dann, wenn
Knappheiten Innovationen hervorrufen wie z. B. eine
Ölkrise (Ruttan, 2000; Goulder und Mathai, 2000).
Diskussion des exemplarischen Pfads 4.5
MIND berücksichtigt zudem Effekte, die durch
Rationalisierungsmaßnahmen und Lernen induziert
werden, z. B. durch wachsende Produktionsmengen
oder durch eine Ressourcenverknappung. Des weiteren
verwendet der WBGU in MIND keine Kosten-
Nutzen-Analysen, wie sie in der Klimaökonomie
üblich sind (z. B. Nordhaus und Boyer, 2000). Der
Grund liegt darin, dass es dem WBGU äußerst
schwierig erscheint, Klimaschäden angemessen zu
monetarisieren.
MIND enthält drei unterschiedliche Energiesektoren,
die aggregiert betrachtet werden: erneuerbare
Energien, Energiegewinnung aus fossilen Brennstoffen
und Extraktion fossiler Brennstoffe. Der fossile
Energiemix wird nicht explizit modelliert, sondern es
wird der zeitliche Verlauf des Kohlenstoffgehalts des
fossiler Energiemixes aus dem exemplarischen Pfad
übernommen. Die fossilen Primärenergieträger werden
in MIND im fossilen Energiesektor zu Endenergie
umgewandelt. Die Umwandlungseffizienz kann
dabei durch die Substitution von Primärenergie
durch Kapital endogen verändert werden. Zur Endenergie
aus fossilen Quellen wird die Energie aus
nicht fossilen Quellen addiert. Dieser Ansatz entspricht
der direkten Äquivalentmethode, die auch
für den exemplarischen Pfad angewandt wurde. Mit
erneuerbaren Energieträgern sind in MIND die
„neuen“ erneuerbaren Energieträger bezeichnet,
d.h. diejenigen, die sich in der Zukunft noch technologisch
entwickeln können (beispielsweise Sonnenenergie,
Wind, moderne Biomasse). Auch sie werden
aggregiert modelliert. Die konventionellen erneuerbaren
Energieträger wie traditionelle Biomasse und
Wasserkraft werden in MIND nicht explizit modelliert.
Die aus diesen Quellen und der Kernkraft
gewonnene Energiemenge wird aus dem exemplarischen
Pfad übernommen (Kap. 4.4). Das gleiche gilt
für die Emissionen der anderen Treibhausgase
(Methan, Lachgas, CO 2 aus Landnutzungsänderung
und die fluorierten Gase) und die Kohlenstoffspeicherung
in geologischen Formationen. Damit ist
gewährleistet, dass alle Faktoren, die von MIND
nicht modelliert werden, mit denen des exemplarischen
Pfads übereinstimmen. MIND berechnet
unterschiedliche Szenarien für den BAU- („business
as usual“) und UmBAU-Fall. Für den BAU-Fall werden
kosteneffektive Pfade ohne Beschränkungen
berechnet, während im UmBAU-Fall zusätzlich die
Einführung der vom Beirat definierten Klimaleitplanke
erfolgt. Schließlich werden Korridore zukünftiger
Emissionspfade berechnet, die mit der Klimaleitplanke
verträglich und unter Entwicklungsaspekten
ökonomisch vertretbar sind.
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