Forschen für einen lebenswerten Planeten

Seit rund 150 Jahren steigt die Temperatur auf unserem Planeten stetig an – und ein Ende ist nicht in Sicht. Vor zehn Jahren, im Dezember 2015, hat sich die internationale Staatengemeinschaft deshalb darauf geeinigt, entschlossen zu handeln und sich im Pariser Klimaabkommen dazu verpflichtet, die weltweite Erwärmung bis zum Jahr 2100 deutlich unter 2 Grad Celsius gegenüber dem vorindustriellen Niveau zu halten, möglichst bei 1,5 Grad Celsius. Im globalen Mittel hat sich die Temperatur jedoch bereits um über 1,1 Grad Celsius erhöht.

Grund dafür ist der vom Menschen verursachte Ausstoß an Treibhausgasen wie Methan, Lachgas und vor allem Kohlenstoffdioxid (CO₂). Wissenschaftler:innen in aller Welt haben diesen Zusammenhang erforscht. Zur Unterzeichnung des Pariser Klimaabkommens schienen sie die politischen Entscheider:innen auch davon überzeugt zu haben, dass es keine Alternative zu schnellen und konsequenten Maßnahmen gibt.

Portraits von Helmholtz-Expert:innen
Portraits von Helmholtz-Expert:innen
Bei Helmholtz forschen zahlreiche Expert:innen an Lösungen für einen lebenswerten Planeten, einige von Ihnen kommen auf dieser Themenseite zu Wort.

Eine Bilanz anlässlich des zehnten Jahrestags fällt allerdings ernüchternd aus. Die Ziele des Pariser Klimaabkommens stehen auf der Kippe. Ein Grund aufzugeben, ist das jedoch nicht. Im Gegenteil. Im Verbund und im steten Austausch mit vielen anderen Partner:innen in der Wissenschaft forschen die Expert:innen der Helmholtz-Gemeinschaft weiter daran, Beiträge zur Lösung dieser existenziellen Herausforderung zu leisten. 

Helmholtz-Forschung für einen lebenswerten Planeten

Im Fokus der Helmholtz-Forschung stehen dabei einerseits Möglichkeiten, wie sich die Menschen an Folgen des Klimawandels anpassen können, beispielsweise an steigende Temperaturen in Städten und an steigende Meeresspiegel. Andererseits forschen die Wissenschaftler:innen bei Helmholtz daran, wie sich der weitere Treibhausgasausstoß minimieren und bereits ausgestoßene Treibhausgase wieder einfangen lassen – durch die Stärkung natürlicher Senken wie Wälder oder Moore oder durch technologische Entwicklungen wie Direct Air Capture, die Kohlenstoffdioxid wieder aus der Atmosphäre herausfiltern.

In den Forschungsbereichen der Helmholtz-Gemeinschaft entwickeln die Expert:innen interdisziplinäre Lösungsansätze für das 1,5 °C-Ziel und damit für einen lebenswerten Planeten. Ihre Erkenntnisse sollten stärker insbesondere in politische Entscheidungsprozesse einfließen, um so schnell wie möglich in der Gesellschaft anzukommen.

Helmholtz-Lösungen für einen lebenswerten Planeten

 

Zu den Forschungsprojekten

„Bei Helmholtz forschen Expert:innen an Lösungen für einen lebenswerten Planeten der Zukunft. Aus verschiedenen Perspektiven arbeiten wir an den Fragen: Wie können wir dem Klimawandel entgegentreten? Wie können wir mit seinen Folgen umgehen? Diese klimarelevante Forschung bündeln wir mit Helmholtz KLIMA und zeigen der Politik evidenzbasierte Wege zur Erreichung der Klimaziele sowie Anpassungsmaßnahmen auf. Der Ozean ist dabei unser größter Verbündeter."

Portraitfoto Prof. Dr. Katja Matthes

Prof. Dr. Katja Matthes
Vorsitzende des Steering Boards von Helmholtz KLIMA und Direktorin des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel

Lesen Sie hier, an welchen Lösungsansätzen die Expert:innen der Helmholtz-Gemeinschaft forschen, um zur Klimaneutralität beizutragen und die Anpassung an den Klimawandel zu unterstützen.

Helmholtz-Forschung wirkt in unsere Gesellschaft und in die Politik hinein - sowohl regional als auch auf der internationalen Ebene. Von Geopolitik und Wissenschaftsdiplomatie über Erwachsenenbildungskurse bis hin zum Climate Service Center Germany (GERICS), das insbesondere Entscheidungsträger:innen aus Politik, Wirtschaft und öffentlicher Verwaltung bei der Anpassung an den Klimawandel unterstützt.

„Mein Beitrag zur Lösung der Klimakrise ist die Analyse der Geopolitik der Energie- und Industrietransformation. Meine Ergebnisse tragen dazu bei, Wege aufzuzeigen, wie Europa die Dekarbonisierung trotz zunehmend instabiler geopolitischer Rahmenbedingungen beschleunigen kann. Europa muss es schaffen, wirksamen Klimaschutz mit dem Erhalt wirtschaftlicher Wettbewerbsfähigkeit und seiner internationalen Führungsrolle zu verbinden.“

Rainer Quitzow

Prof. Dr. Rainer Quitzow
RIFS Forschungsinstitut für Nachhaltigkeit | am GFZ

"Mein Beitrag zur Lösung der Klimakrise ist, dass ich mich im Bereich der Wissenschaftsdiplomatie und -kommunikation engagiere, um den Weg für ein wissenschaftsbasiertes globales Plastik-Abkommen zu ebnen. Denn Plastik hat nicht nur Auswirkungen auf unsere Gesundheit und Ökosysteme, sondern verursacht fünf Prozent unseres globalen CO₂-Ausstoßes, allein durch die Produktion. Das ist mehr als der Flugsektor. Wissenschaftlichen Studien zufolge müssen wir also dringend Maßnahmen zur Begrenzung der Produktion erfassen."

Melanie Bergmann

Dr. Melanie Bergmann
Alfred-Wegener-Institut (AWI) Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

"Mein Beitrag zur Lösung der Klimakrise ist, dass ich mich im Bereich Wissenstransfer engagiere und zusammen mit dem Klimabüro am AWI Projekte entwerfe, die Wissenschaft und Gesellschaft verbinden. So bieten wir mit „klimafit – wissen.wollen.wandeln“ seit sieben Jahren bundesweit Erwachsenenbildungskurse an, in denen Bürger:innen etwas über Klimaveränderungen direkt vor ihrer Haustür lernen und was sie tun können, um diesen zu begegnen. Denn wir brauchen mehr Menschen, die Klimaschutz in ihre Region bringen."

Klaus Grosfeld

Dr. Klaus Grosfeld
Alfred-Wegener-Institut (AWI) Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

„Unser Beitrag als GERICS zur Bewältigung des Klimawandels besteht in der Unterstützung verschiedener gesellschaftlicher Akteure auf lokaler und regionaler Ebene bei der Anpassung an die Folgen des fortschreitenden Klimawandels. Hierfür entwickeln wir an der Schnittstelle zwischen wissenschaftlichen und nicht-wissenschaftlichen Akteuren prototypische Klimaserviceprodukte für Städte und Regionen. Dabei sind sowohl die Nutzung wissenschaftlicher Daten als auch der Dialog mit Entscheidungsträger:innen in der Praxis maßgebend. Wichtig ist in dem Kontext, dass wir uns sowohl an das bereits veränderte Klima anpassen als auch Strategien und Maßnahmen zur Anpassung an das sich zukünftig noch verändernde Klima entwickeln und umsetzen müssen. Außerdem müssen wir zugleich massiv und kontinuierlich Treibhausgasemissionen verringern, also Klimaschutz betreiben; denn wir werden uns nicht an alle Veränderungen anpassen können. Deshalb unterstützen wir unsere Gesellschaft bei der Transformation zu einem nachhaltigen und klimaresilienten Lebensstil.“

Portrait Prof. Dr. Daniela Jacob

Prof. Dr. Daniela Jacob
Climate Service Center Germany (GERICS)

Künstliche Intelligenz ist Hype und Hoffnungsträger zugleich. Helmholtz-Expert:innen erforschen, wie die Weiterentwicklung von KI möglichst ressourcenschonend gestaltet werden und ihr Potenzial beispielsweise auch im Bereich der Erneuerbare Energien genutzt werden kann. Bisher unerreichte Möglichkeiten in Sachen KI und Datenmodellierung ermöglicht der Supercomputer JUPITER (Forschungszentrum Jülich) - auch in Sachen Wetter- und Klimamodellierung.

"Die Entwicklung und Nutzung künstlicher Intelligenz verschlingt zurzeit enorme Ressourcen. Unser Ziel ist es, dies effizienter zu gestalten, indem wir Grundprinzipien der Modellierung in der statistischen Physik auf maschinelles Lernen übertragen. Unsere Hoffnung ist, dass wir so einen signifikanten Beitrag zum Klimaschutz leisten können."

Portrait Dr. Rebekka Burkholz

Dr. Rebekka Burkholz
CISPA Helmholtz-Zentrum für Informationssicherheit

"Mein Beitrag zur Lösung der Klimakrise ist Forschung an der Schnittstelle von Nachhaltigkeit und Künstlicher Intelligenz. Besonders durch die Verbreitung von "Large Language Models" wie ChatGPT seit 2022 hat KI auch Endverbraucher:innen erreicht. Neben direkten Umweltauswirkungen, wie ihrem Energie- und Materialverbrauch, verändert sie die Art, wie wir umweltrelevante Entscheidungen treffen. Ich erforsche, wie KI-Systeme so gestaltet werden können, dass ihre negativen Auswirkungen minimiert und ihre Potenziale, etwa bei der Integration erneuerbarer Energien, bestmöglich genutzt werden."

Stefanie Kunkel

Dr. Stefanie Kunkel
RIFS Forschungszentrum für Nachhaltigkeit | am GFZ

„Mein Beitrag zur Lösung der Klimakrise liegt in der Optimierung von Wetter- und Klimamodellen für Höchstleistungsrechner. Durch den Einsatz neuester Hardware- und Softwaretechnologien stellen wir sicher, dass Exascale-Systeme wie JUPITER optimal für die Klimaforschung eingesetzt werden. Mit bisher unerreichter Genauigkeit und Komplexität der Simulationen schaffen wir die Grundlage für bessere Klimaprognosen und fundierte Anpassungsstrategien.“

Portrait Dr. Lars Hoffmann

Dr. Lars Hoffmann
Forschungszentrum Jülich

Treibhausgas-Emissionen zu reduzieren muss an erster Stelle stehen. Ob durch die Entwicklung nachhaltiger Werkstoffe, mithilfe des Ozeans oder eines besseren Verständnisses von Klima-Chemie-Wechselwirkungen - bei Helmholtz wird in verschiedenen Disziplinen zu den Reduktionszielen geforscht.

„Unser Beitrag zur Lösung der Klimakrise ist die Entwicklung und Verarbeitung nachhaltiger metallischer Leichtbauwerkstoffe. Durch ein gezieltes Material- und Prozessdesign wird eine Emissionsreduktion sowohl in der Herstellungs- als auch Nutzungsphase erreicht, insbesondere durch Gewichtseinsparungen bei Transportsystemen und Ressourcenschonung. Dies schützt unsere Umwelt, weil weniger Treibhausgase emittiert werden, und erhöht zeitgleich die Wirtschaftlichkeit. Zusätzlich entwickeln wir innovative datengetriebene Konzepte zur Steigerung der Zirkularität der metallischen Werkstoffe und deren Wiederverwertung ohne Qualitätsverlust. Das trägt insbesondere zur Schonung der knappen Ressourcen bei.”

Portrait Prof. Dr-Ing. Noomane Ben Khalifa

Prof. Dr-Ing. Noomane Ben Khalifa
Helmholtz-Zentrum Hereon

„Was mir Hoffnung macht, ist das im Pariser Klimaabkommen vereinbarte Ziel der Netto-Null-Emissionen. Es besagt, dass wir Menschen unser CO₂ nicht mehr in die Atmosphäre entsorgen dürfen, sondern dessen Entstehung vermeiden müssen. Wo dies nicht möglich ist, müssen wir CO₂ als Abfall betrachten und sicher entsorgen, ohne dass Umwelt und Menschen Schaden nehmen. Wie uns der Ozean dabei helfen könnte, untersuche ich gemeinsam mit meinen Kolleginnen und Kollegen in der Forschungsmission CDRmare.“

Andreas Oschlies

Prof. Dr. Andreas Oschlies
GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

„Mein Beitrag zur Lösung der Klimakrise besteht darin, zu erforschen, wie Wasserdampf als positive Klimarückkopplung die Strahlungsbilanz der Erde und damit das Klima verstärkt, während gleichzeitig das Klima selbst die chemischen Prozesse in der Atmosphäre beeinflusst – etwa die Lebensdauer von Methan, einem der stärksten Treibhausgase. Nur wenn wir diese komplexen Klima-Chemie-Wechselwirkungen verstehen, können wir gezielt und wirksam Maßnahmen gegen die Klimakrise entwickeln.“

Michaela I. Hegglin

Prof. Dr. Michaela I. Hegglin
Forschungszentrum Jülich

Helmholtz versteht die Energiewende als globale Herausforderung. Dabei können Helmholtz-Lösungen einen Beitrag leisten, beispielsweise in dem diese Fragen erforscht werden: Wie können wir dazu beitragen, Erdöl als Rohstoff abzulösen? Wie lassen sich Städte mithilfe oberflächennaher Geothermie kühlen oder nachhaltige Funktionsmaterialien und Kreislauftechnologien weiter voranbringen? - Das sind nur einige der Fragen, denen sich die Helmholtz-Forscher:innen widmen.

„Mein Beitrag zur Lösung der Klimakrise setzt bei der stofflichen Grundlage unserer modernen Gesellschaft an – wir wollen Erdöl als Rohstoff ablösen. Dazu erforschen wir Elektrobioraffinerien, in welchen elektrochemische und biotechnologische Prozessschritte integriert sind. Dies erlaubt uns erneuerbare Ressourcen, CO₂ und vor allem Abfälle besser oder überhaupt nutzbar zu machen und dadurch neue und bessere Produkte herstellen zu können – beispielsweise Grundbausteine für Kunststoffe.“

Portrait Prof. Dr. Falk Harnisch (UFZ)

Prof. Dr. Falk Harnisch
UFZ - Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung

„Mein Beitrag zur Lösung der Klimakrise ist es herauszufinden, ob wir Städte kühlen können, indem wir die im Untergrund akkumulierte Energie mit oberflächennaher Geothermie extrahieren. Dies ist eine bisher ungenutzte nachhaltige Energiequelle, die zur Senkung des städtischen Energieverbrauchs eingesetzt werden kann. Das schlägt zwei Fliegen mit einer Klappe: Klimaschutz durch nachhaltiges Kühlen und auch Heizen sowie Klimaanpassung durch das Ausschalten der städtischen ‚Fußbodenheizung‘.“

Portrait Dr. Susanne Benz (KIT)

Dr. Susanne Benz
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

„Mein Beitrag zur Lösung der Klimakrise besteht darin, nachhaltige Funktionsmaterialien und Kreislauftechnologien voranzutreiben, um die globale Energiewende voranzutreiben. Durch interdisziplinäre Forschung und die Betreuung der nächsten Generation von Wissenschaftlern erforsche ich in Zusammenarbeit mit der Industrie offene Herausforderungen an der Schnittstelle zwischen Grundlagenforschung und angewandter Wissenschaft, um praxisnahe, klimaresiliente Lösungen zu entwickeln.“

Portrait_ Prof. Dr. Francesca Toma

Prof. Dr. Francesca Toma
Helmholtz-Zentrum Hereon

"Mein Beitrag zur Lösung der Klimakrise liegt in der Weiterentwicklung von Verfahren zur direkten CO₂-Abscheidung aus der Atmosphäre und aus biogenen Punktquellen sowie von Power-to-X-Technologien, vor allem für dezentrale Anwendungen, zur Defossilierung der Industrie und der Mobilität. Durch strombasierte synthetische Kraftstoffe und Einsatzstoffe für chemische Verfahren aus atmosphärischem oder biogenem CO₂ bieten wir nachhaltige Alternativen zu fossilen Energieträgern. Diese Technologien sind entscheidend für die dringend benötigte Reduktion der Treibhausgasemissionen in der Industrie und der Mobilität, insbesondere im internationalen Flug- und Schiffsverkehr."

Portrait Roland Dittmeyer

Prof. Dr. Roland Dittmeyer
Karlsruher Institut für Technologie

Die Gesundheit von Mensch, Tier und Umwelt ist eng miteinander verknüpft. Dass der Klimawandel die menschliche Gesundheit beeinflusst steht also außer Frage. Helmholtz-Expert:innen erforschen beispielsweise, wie der Klimawandel mit Infektionen, einem erhöhten Schlaganfall-Risiko oder Allergiebeschwerden zusammenhängt.

„Der Klimawandel bringt mehr Gesundheitsrisiken mit sich, auch durch Infektionskrankheiten. Am HZI richten wir daher ‚One Health Exploratories‘ ein – biologische Wetterstationen, die neue Erreger früher erkennen. Zudem wollen wir die Gesellschaft widerstandsfähiger machen, indem wir wichtige Infrastrukturen besser auf klimabedingte Krisen vorbereiten.“

Portrait Prof. Dr. Josef Penninger

Prof. Dr. Josef Penninger
Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI)

„Mein Beitrag zur Lösung der Klimakrise ist, die gesundheitlichen Folgen extremer Wetterereignisse zu erforschen. So konnten wir zeigen, dass nächtliche Hitze das Risiko für Schlaganfälle deutlich erhöht und dass die Rolle der Luftverschmutzung an Tagen mit hohen Temperaturen in Hitzeschutzpläne miteinfließen muss. Aus Erkenntnissen wie diesen entwickeln wir gezielte Strategien zum Schutz besonders gefährdeter Menschen.“

Alexandra Schneider

Dr. Alexandra Schneider
Helmholtz Munich

„Mein Beitrag zur Lösung der Klimakrise ist, die Auswirkungen von Klimawandel und Umweltfaktoren auf unsere Gesundheit zu erforschen und Strategien zu entwickeln, um Menschen wirksam zu schützen. Dazu gehören auch digitale Lösungen wie die PollDi-App, die Pollenbelastung vorhersagt und Allergiebeschwerden reduziert.“

Claudia Traidl-Hoffmann

Prof. Dr. Claudia Traidl-Hoffmann
Helmholtz Munich

Unsere Umwelt und Ökosysteme stehen durch das menschliche Handeln stark unter Druck. Bei Helmholtz wird trans- und interdisziplinär an Maßnahmen zur Anpassung, Minderung und Wiederherstellung von Ökosystemen geforscht: Vom Zustand von Flussauen, Meeren und Ozeanen, über die Widerstandsfähigkeit von Nutzpflanzen bis hin zu den Auswirkungen von Plastik in der Umwelt.

"Gemeinsam mit meinen Kolleginnen und Kollegen am Alfred-Wegener-Institut dokumentiere ich die Veränderungen in den Ökosystemen, identifiziere die wichtigsten Stressfaktoren und arbeite daran, Maßnahmen zur Anpassung, Minderung und Wiederherstellung zu entwickeln und vorzuschlagen. Auch im Alltag versuche ich konsequent, meinen ökologischen Fußabdruck zu verringern: Ich besitze kein Auto, fahre mit dem Fahrrad zur Arbeit und heize mein Haus mit Erdwärme. Darüber hinaus versuche ich, durch öffentliche Vorträge und gesellschaftliches Engagement das Bewusstsein für die Dringlichkeit der Klimakrise zu stärken – und damit einen Beitrag zu leisten, ihr entschieden entgegenzuwirken."

Maarten Boersma

Prof. Dr. Maarten Boersma
Alfred-Wegener-Institut (AWI) Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

„Ich befasse mich mit dem Zustand von Flussauen, von denen in Deutschland mehr als Dreiviertel verloren gegangen sind. Dabei sind intakte Flussauen so wichtig – als Hotspots der Artenvielfalt, für den natürlichen Hochwasserschutz, die Wasserqualität der Flüsse. Zudem stehen sie in direkter Beziehung zum Klima – sie beeinflussen es und werden davon beeinflusst, etwa bei Dürren. Deshalb ist es mir wichtig, mein Knowhow für die Wiederherstellung dieser wertvollen Lebensräume einzusetzen.“

Portrait_Dr. Mathias Scholz (UFZ)

Dr. Mathias Scholz
UFZ - Helmholtz Zentrum für Umweltforschung

„Das Meer ist eine der wichtigsten natürlichen Klimasenken – sie gilt es zu schützen und zu stärken. Dafür brauchen wir mehr Forschung, um Wissenslücken zu schließen und wirksame Stärkungskonzepte zu entwickeln. Das Aktionsprogramm Natürlicher Klimaschutz (ANK) und die Deutsche Allianz Meeresforschung (DAM) sind dafür zentrale Instrumente. Ihre Fortsetzung macht mir Hoffnung, dass die Senkenfunktion des Meeres erhalten bleibt. Gleichzeitig ist ein grundlegender gesellschaftlicher Transformationsprozess notwendig, um CO2-Emissionen dauerhaft zu senken.“

Dr. Helmke Hepach
GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

„Mein Beitrag zur Lösung der Klimakrise ist, die genetische Vielfalt von Nutzpflanzen zu entschlüsseln, um sie widerstandsfähiger gegen Hitze, Trockenheit und andere Folgen des Klimawandels zu machen. So gelang uns die vollständige Entschlüsselung zahlreicher Hafer-, Gerste- und Weizen-Genome, die eine gezielte Züchtung klimaresistenter Sorten ermöglicht.“

Manuel Spannagl

Prof. Dr. Manuel Spannagl
Helmholtz Munich

„Mein Beitrag zur Lösung der Klimakrise ist, mich mit meiner Forschungsarbeit für weniger Plastik in der Umwelt einzusetzen, denn die Herstellung und vor allem die Verbrennung von Plastik nach dem Gebrauch emittieren große Mengen Treibhausgase. Deshalb müssen wir die Produktion von Plastik umweltfreundlicher gestalten und die Verwendung von Plastik so beschränken, dass es nur dann zum Einsatz kommt, wenn es keine Alternativen gibt bzw. wenn die Gegenstände daraus eine lange Nutzungsdauer haben.“

Portrait_Prof. Dr. Annika Jahnke

Prof. Dr. Annika Jahnke
UFZ - Helmholtz Zentrum für Umweltforschung

Weitere Informationen zu den Helmholtz-Lösungen für einen lebenswerten Planeten finden Sie auf unserer Themenseite. Informieren Sie sich über die mehr als 20 beispielhaften Projekte aus der Helmholtz-Gemeinschaft. 

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