Es war ein kleiner Schritt, aber symbolträchtig: Dank des Verhandlungsgeschicks der mexikanischen Außenministerin Patricia Espinosa endete der Weltklimagipfel in Cancún Anfang Dezember nicht, wie sein Vorgänger in Kopenhagen, in einem Desaster. Delegierte aus mehr als 190 Staaten einigten sich, die weltweiten Treibhausgas-Emissionen zu reduzieren, um die Erderwärmung bis Ende des Jahrhunderts auf zwei Grad Celsius zu begrenzen. Im südafrikanischen Durban soll 2011 nun endlich ein Nachfolgeabkommen zum Kyoto-Protokoll gelingen.

Die Treibhausgase – insbesondere Kohlenstoffdioxid – gelten als Ursache eines vom Menschen verursachten Klimawandels. Ihren Ausstoß zu bremsen, ist die Herausforderung, die vor der Weltbevölkerung liegt. Doch was muss getan werden, damit das gelingt? ZEIT ONLINE sprach mit drei führenden Klimaexperten über die kommenden Entwicklungen im Klimaschutz.

"Wir müssen überlegen, wie wir den Anteil erneuerbarer Energien künftig erhöhen", sagt Ottmar Edenhofer vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung . "Aber wie realisiert man das technisch, wie ökonomisch?" Manche Klimawissenschaftler betonen, dass bereits ab einer globalen Temperaturerhöhung von 2,0 Grad die Gefahr von Dürren, Überschwemmungen und Naturkatastrophen zunehmen. Was konkret zu tun ist, um einen solchen Temperaturanstieg zu vermeiden, liegt vor allem auch in den Händen von Politikern. "Wir dürfen uns nicht alleine darauf verlassen, dass ein globales Klimaabkommen zustande kommt", sagt Edenhofer. "Wenn Staaten ihre eigenen Interessen vertreten, wie können internationale Beschlüsse zustande kommen, damit es vorangeht?" Der Klima-Ökonom ist sich sicher, dass auch kleinere Einigungen zwischen einzelnen Ländern, schon etwas bewirken können. "Das etwa China einen eigenen Emissionshandel plant, ist zumindest ein Schritt in die richtige Richtung."

Der Kohlenstoffkreislauf ist aus dem Gleichgewicht geraten. Welche Wege nimmt das Element auf der Erde? © Henrik Hofmeister/ZEIT Grafik

Künftig müssen wir den Fokus allerdings besonders auf die Städte legen, vor allem auf die Megacitys . Drei Viertel des weltweiten CO 2 -Ausstoßes pusten diese Ballungszentren in die Atmosphäre. "Hier wird in den kommenden zehn Jahren entschieden, wie viele Emissionen die Menschheit in den folgenden sechs bis sieben Dekaden in die Umwelt bläst", sagt Edenhofer. Denn in die Städte fließt das meiste Geld innerhalb des Jahrzehnts, etwa in den Straßen- und Wohnungsbau, sowie in Stromnetze und Kraftwerke.

"Was erneuerbare Energien anbelangt, so müssen wir radikal umdenken", sagt Jürgen Schmid. Er leitet das Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik in Kassel. "Wir müssen weg von fossilen Brennstoffen." Die Energie der Zukunft würde mehr und mehr aus alternativen Quellen stammen, wie Wind, Sonne, Wasser und Geothermie. Dafür sei es wichtig, dass die Stromverteilung richtig organisiert wird.

Doch die Strommenge aus den alternativen Energielieferanten schwankt und lässt sich bislang nur mühselig speichern. Windräder drehen sich nur dann, wenn eine Brise weht, und die Solarzellen wandeln mal mehr, mal weniger Sonnenlicht in Energie um. Hinzu kommt, dass der Energiebedarf variiert. Im Winter brauchen wir mehr, im Sommer weniger Energie. Die Unregelmäßigkeiten in der Energieerzeugung und -nutzung müssen also irgendwie in Einklang gebracht werden.

Wie lässt sich Strom aus Wind, Sonne, Erdwärme und Wasserkraft speichern?

"Künftig könnten intelligente Netze (smart grids) solche Schwankungen ausgleichen", sagt Schmid. Die Netze verteilen den Strom über große Distanzen. Produzieren die Windräder und Sonnen-Energieanlagen zu viel elektrischen Strom, so wird dieser in andere Energie umgewandelt, etwa durch Pumpspeicherkraftwerke . Schmid und seine Kollegen forschen gerade an einer Anlage, die den überschüssigen Strom zur Synthese von Methan (CH 4 ) nutzt. Dabei wird zunächst Wasserstoff (H 2 ) durch Elektrolyse erzeugt und zusammen mit Kohlenstoffdioxid (CO 2 ) in Methan umgewandelt. Die Verbindung könnte anschließend in die bestehenden Erdgasnetze eingespeist werden.