TREIBHAUSGASE UND KLIMASCHUTZ

Die Schlagwörter „Treibhausgase“, „Erderwärmung“ und „Klimaschutz“ sind in aller Munde – doch was versteht man unter diesen Begriffen, wie sind sie gemeint? Im Folgenden geben wir einen kurzen Überblick über diese Themen.

Treibhausgase sind Gase, die zum Treibhauseffekt der Erde beitragen und sowohl natürlichen als auch menschlichen Ursprungs sein können. Eine gewisse Menge natürlicher Treibhausgase in der Atmosphäre wird benötigt, damit es Leben auf der Erde geben kann.

Der gegenwärtige, durch menschliche Aktivitäten verursachte Anstieg der Konzentration der Treibhausgase (insbesondere CO₂), verstärkt jedoch den natürlichen Treibhauseffekt und führt zu einer globalen Erwärmung unseres Planeten, die ihrerseits mit zahlreichen Folgen verbunden sein wird.
Die globale Erderwärmung wird uns alle betreffen und unser Leben auf der Erde nachhaltig verändern. Aus diesem Grund ist es eine der wichtigsten Menschheitsaufgaben unseres Jahrhunderts, das Klima des Planeten zu schützen, mit dem Ziel für alle Staaten verbindliche Regeln aufzustellen, um der globalen Erderwärmung durch Mensch und Technik Einhalt zu gebieten.

EU-EMISSIONSHANDEL​

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CORSIA

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CORSIA ist das globale Instrument der Internationalen Luftfahrtorganisation (ICAO), durch das die Emissionen …

AIRPORT CARBON ACCREDITATION

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Das Airport Carbon Accreditation Projekt ist ein internationales Klimaschutzprogramm, welches vom Airports Council …

F-GASE

Kachelbild F-Gase

Hier finden Sie in Kürze weitere Informationen.

CARBON DISCLOSURE PROJEKT

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Das Carbon Disclosure Project ist ein internationales Klimaschutzprogramm, in welchem eine jährliche …

CARBON FOOTPRINT & KLIMANEUTRALITÄT

Kachelbild Carbon Footprint & Klimaneutralität

Der CO2-Fußabdruck (Carbon Footprint) bezeichnet das Ergebnis einer Treibhausgasbilanzierung …

KLIMASCHUTZPROJEKTE

Kachelbild Klimaschutzprojekte

Klimaschutzprojekte sind Tätigkeiten, die zu einer Reduzierung von Treibhausgasemissionen …

WAS SIND TREIBHAUSGASE UND WAS IST IHRE AUFGABE?

Treibhausgase (THG) sind (Spuren-) Gase, die zum Treibhauseffekt der Erde (oder anderer Planeten) beitragen und sowohl natürlichen als auch menschlichen Ursprungs sein können. Sie nehmen einen Teil der Energie der vom Boden abgegebenen langwelligen (infraroten) Wärmestrahlung (thermische Strahlung) in sich auf, die sonst ins Weltall entweichen würde. Die dabei aufgenommene Energie geben sie überwiegend als Wärmestrahlung wieder ab, deren zur Erde gerichteter Anteil „atmosphärische Gegenstrahlung“ genannt wird. Diese erwärmt die Erdoberfläche zusätzlich zum direkten Sonnenlicht. Das ist es, was man als Treibhauseffekt bezeichnet.

Die natürlichen Treibhausgase, insbesondere der Wasserdampf, heben die durchschnittliche Temperatur nahe der Erdoberfläche an. Ohne diesen natürlichen Treibhauseffekt betrüge die Temperatur an der Erdoberfläche im globalen Mittel eisige −18 °C, was ein Leben auf der Erde kaum ermöglichen würde. Das bedeutet, dass wir eine gewisse Menge natürlicher Treibhausgase in der Atmosphäre benötigen und diese das Leben in unserer heutigen Form auf der Erde erst möglich machen. Zu den natürlichen Treibhausgasen kommen jedoch zunehmend anthropogene (menschengemachte) Treibhausgase hinzu, durch die die von der Erdoberfläche abgestrahlte Wärme zunehmend zurückgehalten wird.

Unter dem Begriff Treibhausgase versteht man verschiedene gasförmige Stoffe, wie z.B.:

  • Kohlenstoffdioxid CO2
  • Ozon O3
  • Lachgas N2O
  • Methan CH4

Die Atmosphäre, die unseren Planeten Erde umhüllt, ist für uns lebenswichtig. Sie schützt vor schädlichen Strahlungen und gleicht die Temperaturunterschiede zwischen den Polen und dem Äquator aus. Diese uns umgebende dünne Gasschicht besteht hauptsächlich aus Stickstoff und Sauerstoff. Darüber hinaus sind in der Atmosphäre weitere Gase enthalten. Da diese nur in sehr geringen Konzentrationen vorkommen, fasst man sie unter dem Begriff Spurengase zusammen. Die natürliche Zusammensetzung trockener Luft [in Vol.%]:

Sauerstoff (O2)21,93
Stickstoff (N2)78,10
Argon (Ar)  0,93
Kohlendioxid (CO2)  0,03
des Weiteren H2, Ne, He, Kr, Xe
sowie außerdem die Spurengase:
H2O, O3, CO, SO2, NO, NO2, N2O, CH4, NH3, Kohlenwasserstoffe (KW), CKW, FCKW, etc.

Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht über die verschiedenen Spurengase, ihre Herkunft, sowie ihr Vorkommen:

Spurengasnatürliches Vorkommen
anthropogene Ursprünge
CO2Atmung, mikrobieller Abbau von Biomassefossile Brennstoffe, Waldrodung
H2OVerdunstung aus GewässernT*: vernachlässigbar S**: Flugverkehr
O3T*: Oxidationsprozesse S**: photochemische ProzesseT*: Kfz-Abgase S**: keine
N2Obakterielle AktivitätStickstoffdüngung
CH4bakterielle AktivitätReisanbau, Viehhaltung, Mülldeponien, Nutzung von Biomasse
NH3bakterielle AktivitätViehhaltung, Düngung, Kläranlagen
COOxidation von Kohlenwasserstoffen, Waldbrändefossile Brennstoffe
HFKWkeineTreibgas, Kühlmittel
FKWkeineAluminiumherstellung, Halbleiterproduktion, Feuersicherung, Löschmittel
SF6keineElektroindustrie, Isolationsgas (zum Beispiel für Schallschutzfenster)
NF3keineProduktion von Flachbildschirmen und Solarzellen

* T = Troposphäre (unterste Schicht der Erdatmosphäre, in der sich die Wettervorgänge abspielen) ** S = Stratosphäre (mittlere Schicht der Erdatmosphäre – etwa zwischen 11 und 50 km Höhe)

Zu den Treibhausgasen, die sich in der Erdatmosphäre befinden, gehören hauptsächlich Wasserdampf (N2O), Kohlenstoffdioxid (CO2), Ozon (O3), Distickstoffoxid (Lachgas, N2O) und Methan (CH4). Sie haben insgesamt nur einen Massenanteil von ca. drei Promille, sind aber außerordentlich strahlungswirksam. Ohne sie würde die Wärmestrahlung der Sonne, die täglich über die Sonnenstrahlen auf die Erde trifft, wieder ungehindert ins Weltall entweichen. Der durch sie hervorgerufene natürliche Treibhauseffekt ist ein Phänomen, das völlig unabhängig vom Menschen auftritt und der das Leben auf der Erde, so wie wir es kennen, erst ermöglicht.

Die klimatischen Verhältnisse am Erdboden werden also hauptsächlich durch zwei Faktoren bestimmt:

  • die Intensität der Sonneneinstrahlung auf der Erde
  • die Zusammensetzung der Erdatmosphäre

Dabei hat jedes der oben genannten Gase unterschiedliche Absorptionsbande, sog. Wellenlängenbereiche, in denen es Strahlung aufnimmt (absorbiert) und wieder abgibt (emittiert). Diese Absorptionsbande kann man mit Jalousien vergleichen, die Teile des Fensters (der Erdatmosphäre) verschließen oder zumindest weniger durchlässig machen. Das Fenster wird in erster Linie durch den Wasserdampf in der Atmosphäre verkleinert. Nur in zwei schmalen Bereichen lässt das mit Abstand wichtigste Treibhausgas Wasserdampf Energie ins Weltall entkommen. Genau im ersten der verbleibenden Fensterabschnitte absorbieren Kohlendioxid und Distickstoffoxid die Strahlungsenergie, im Zweiten das Ozon. In beiden Fensternabschnitten macht sich außerdem eine Dämpfung der Ausstrahlung durch Methan bemerkbar. Der Wasserdampf hat somit den größten Anteil am natürlichen Treibhauseffekt, vor Kohlendioxid, Ozon, Distickstoffoxid und Methan.

Mit Beginn der Industrialisierung (etwa um das Jahr 1750) hat die Konzentration der strahlungswirksamen Spurengase (außer Ozon) in der Atmosphäre immer mehr zugenommen.

Hierbei kommt Kohlendioxid die größte Bedeutung zu. Es wird freigesetzt, wenn fossile Brennstoffe, wie Kohle, Erdöl oder Erdgas, verbrannt werden, um daraus Energie zu gewinnen.

Aber auch die Mengen an Methan und Lachgas, die beispielsweise bei der Tierhaltung entstehen, nehmen stetig zu.
Und nicht zuletzt gelangen mit den fluorierten Treibhausgasen (F-Gase) neue, künstlich erzeugte Treibhausgase in die Atmosphäre und verstärken dort den Treibhauseffekt.

Dieser anthropogene Anteil am Treibhauseffekt wirkt sich immer mehr auf das Klima unseres Planeten aus und in der Konsequenz steigt die durchschnittliche Temperatur auf der Erdoberfläche an.

Im Jahr 2018 wurden 6 % mehr CO2 emittiert als im Jahr davor (37,9 Gigatonnen/Jahr). Die Kohlendioxidemissionen erreichten damit erneut einen Rekordwert: Sie waren um rund 67% höher als im Jahr 1990 (dem Referenzjahr des Kyoto Protokolls).

Trotz der weltweiten Bestrebungen zum Klimaschutz nimmt derzeit der Verbrauch von Kohle, Öl und Erdgas immer noch zu.

WELCHE SCHÄDLICHEN AUSWIRKUNGEN HABEN MENSCHENGEMACHTE TREIBHAUSGASE?

Wie schon angeführt, ist die Erwärmung der Erde durch Treibhausgase ein teilweise natürlicher Vorgang – der Begriff globaler Klimawandel bezieht sich daher streng genommen nicht auf die durch den Menschen verursachten Veränderungen des globalen Klimas, sondern auf die Erwärmung der Erde durch immer wiederkehrende natürliche Klimaschwankungen.

Der gegenwärtige, durch menschliche Aktivitäten verursachte Anstieg der Konzentration der verschiedenen Treibhausgase, insbesondere von Kohlenstoffdioxid, verstärkt jedoch den natürlichen Treibhauseffekt um ein Vielfaches.

GLOBALE ERWÄRMUNG – WAS BEDEUTET DAS?

Die globale Erwärmung wird uns alle betreffen und unser Leben auf der Erde nachhaltig verändern.

Einige Forscher gehen davon aus, dass die Durchschnittstemperatur auf der Erde in den nächsten hundert Jahren zwischen 2 und 4,5 Grad Celsius ansteigen wird. Dieser Temperaturanstieg ist zum Teil bereits heute spürbar. Beispielsweise schmelzen die Eismassen an den Polen des Planeten immer weiter ab, was in letzter Konsequenz verheerende Folgen für die Menschen, Tiere und Pflanzenwelt mit sich bringen wird. Denn durch abschmelzendes Polareis erhöht sich nicht nur der Meeresspiegel, sondern

  • der Albedo-Effekt (die Rückstrahlung von z.B. einfallender Sonnenstrahlung) geht mit der Abnahme der weißen Eisoberflächen zurück,
  • die dunklen Wasseroberflächen, die nicht mehr von Eis bedeckt sind, erwärmen sich, wodurch Methan aus größeren Tiefen in die Atmosphäre entweicht,
  • kaltes Schmelzwasser verlangsamt die Golfströme
  • und Permafrostböden beginnen im Sommer zu tauen, wodurch ebenfalls Methan in die Atmosphäre gelangt.

All diese Veränderungen des globalen Ökosystems verstärken die globale Erwärmung in letzter Instanz. Man spricht von kaskadierenden Kippelementen.

Insbesondere die Menschheit wird sich auf folgenschwere Veränderungen gefasst machen müssen. Durch den Anstieg des Meeresspiegels wird es zu Veränderungen der Küstenstreifen kommen. Außerdem werden die bisher beobachteten Wetterextreme, wie Stürme, Überschwemmung und extreme Dürren, zunehmen. Teile der tropischen Zone werden nicht mehr bewohnbar sein.

Der Welt könnte durch die Folgen der globalen Erwärmung nicht mehr nur eine der größten Wirtschaftskrisen der neueren Geschichte drohen.

GLOBALE ERWÄRMUNG – DIE AUSWIRKUNGEN

Die Auswirkungen der globalen Erwärmung können regional äußerst unterschiedlich sein. Das zeigt sich insbesondere an Temperatur, Niederschlagsmengen und klimatischen Wasserbilanzen.

Jedoch kann zusammenfassend festgehalten werden:

Die globale Erderwärmung betrifft …

Die Folgen werden Einfluss haben auf die Gesundheit, die Wasserversorgung und die Ernährung der Weltbevölkerung. Durch Überschwemmungen genauso wie durch Dürren werden Lebensgrundlagen verloren gehen.

Die globale Erderwärmung und ihre Folgen beschleunigen das Artensterben rasant. Die meisten Tierarten können sich nicht schnell genug an die neuen Bedingungen anpassen. Zusätzlich greift der Mensch durch Abholzung, Rodung, Entwässerung, Ackerbau, Viehzucht und Städtebau immer weiter in die Lebensräume zahlreicher Arten ein. Durch diese Eingriffe werden Lebensräume zerstört und damit Nahrungsketten unterbrochen.

Aufgrund höherer Temperaturen und versiegender Grundwasserreservoirs werden sich Wüsten weiter ausbreiten. Die Menschen dieser Regionen verlieren Land für Ackerbau und Viehzucht und Lebensraum.

Im Gegensatz dazu könnten ganze Küstenregionen durch den Anstieg der Meeresspiegel geflutet werden.

Die Industrieländer verursachen den größten Anteil an Treibhausgasen. Ein durchschnittlicher Deutscher emittiert rund 10 Tonnen CO2 pro Jahr, ein durchschnittlicher Äthiopier dagegen nur 0,05 Tonnen. Entwicklungsländer haben jedoch kein oder kaum Budget für den Umweltschutz, während die Klimafolgen für die Menschen in diesen Ländern allerdings lebensbedrohlich sind. Bereits jetzt flüchten mehr als 20 Millionen Menschen jedes Jahr aus ihrer Heimat, weil es dort keine Lebensgrundlage mehr gibt. Der Klimawandel verschärft somit die Ungerechtigkeit zwischen reichen und armen Staaten massiv.

Vertreter der teilnehmenden Staaten dieser Welt treffen sich jährlich zu einer Klimakonferenz, mit dem Ziel für alle Staaten verbindliche Regeln aufzustellen, der globalen Erderwärmung durch Mensch und Technik Einhalt zu bieten. Bisher ist es allerdings nicht gelungen, ein gemeinsames Vorgehen zu vereinbaren, welches als zufriedenstellende Antwort auf die zuvor genannten Herausforderungen bezeichnet werden könnte.

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