Wissen - Klimawandel


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Unsichtbare Gefahr Wie die Treibhausgase entstehen

Täglich pusten wir massenweise Gase in die Atmosphäre. Sie verstärken den Treibhauseffekt, beschleunigen den Klimawandel und zerstören unsere Lebensgrundlagen. Woher die Treibhausgase kommen und was sie so gefährlich macht.

Stand: 21.11.2018

Blick auf die Erde | Bild: NASA

Vor mehr als 200 Jahren hat der Mensch die technischen Errungenschaften euphorisch gefeiert: Maschinen, die in Windeseile und mit großer Genauigkeit produzieren und so die Arbeit erleichtern. Inzwischen sind wir auch über deren Kehrseite informiert: Bohrungen im antarktischen Eis zeigen, dass sich seit der Industrialisierung der Ausstoß von Treibhausgasen vervielfacht hat.

Die Treibhausgase

Das Kyoto-Protokoll listet sechs Treibhausgase auf: Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4), Lachgas (N2O) sowie als fluorierte Treibhausgase (F-Gase) die wasserstoffhaltigen Fluorkohlenwasserstoffe (HFKW), die perfluorierten Kohlenwasserstoffe (FKW) und Schwefelhexafluorid (SF6). Seit 2015 wird auch Stickstofftrifluorid (NF3) mit zu den Treibhausgasen gerechnet. Sie tragen in unterschiedlichem Umfang zu den Emissionen in Deutschland bei (Quelle Umweltbundesamt, Stand 2016):

  • 88,2 Prozent Kohlendioxid
  • 6,0 Prozent Methan
  • 4,2 Prozent Lachgas
  • 1,7 Prozent F-Gase

Kohlendioxid

Entstehung

Kohlendioxid (CO2) entsteht fast ausschließlich, wenn die fossilen Energieträger Kohle, Erdgas oder Erdöl verbrannt werden. Quellen sind zum Beispiel die Industrie, der Verkehr sowie die Strom- und Wärmeerzeugung - auch im Privathaushalt, zum Beispiel beim Kamin.

Quelle Brandrodung

Stämme und Zweige von Bäumen bestehen etwa zur Hälfte aus Kohlenstoff. Beim Verbrennen verbindet er sich mit dem Sauerstoff in der Luft zum klimaschädlichen Kohlendioxid. Durch Brandrodung wird Regenwald großflächig in Acker- und Weideflächen umgewandelt. Dabei werden auch riesige Mengen an Kohlendioxid in die Atmosphäre gejagt.

Verstärkereffekt

Bäume und andere Pflanzen binden das Kohlendioxid aus der Atmosphäre durch Fotosynthese und bauen daraus Biomasse auf. Als Filter fallen die abgeholzten Gebiete natürlich aus - eine doppelt negative Wirkung.

Wirkung

Kohlendioxid macht den Großteil des vom Menschen verursachten Treibhauseffekts aus. Im Mittel dauert es 120 Jahre, bis das CO2 aus der Luft wieder abgebaut wird.

Methan

Entstehung

Kuh auf der Weide | Bild: colourbox.com

Methan (CH4) entsteht, wenn organisches Material unter Luftausschluss abgebaut wird. Das passiert zum Beispiel in Mülldeponien, Klärwerken und beim Nassreisanbau. Doch auch Feuchtgebiete und Ozeane setzen Methan frei - und Wiederkäuer.

Klimasünder Kuh

Wiederkäuer setzen Methan beim Verdauen frei - und rülpsen und furzen es in die Welt hinaus: Spätestens alle drei Minuten entweicht einer Kuh ein Wind - im Jahresdurchschnitt macht das über 100 Kilogramm Methan. In der klimaschädigenden Wirkung entspricht dies einem CO2-Ausstoß von 18.000 gefahrenen Autokilometern. Hinzu kommen aber noch die tatsächlichen Ausscheidungen einer Kuh: 90 weitere Kilogramm Methan pro Jahr fallen durch ihren Kot an.

Wirkung

Methan wirkt sich 25-mal so stark auf den Treibhauseffekt aus wie Kohlendioxid. Bis zu 15 Jahre bleibt es in der Atmosphäre erhalten.

Senkung

Forscher suchen seit Jahrzehnten nach Möglichkeiten, die Methanbildung bei Wiederkäuern einzudämmen. Anfang Mai 2016 stellten Wissenschaftler um Rudolf Thauer vom Marburger Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie ihren Ansatz mit dem Molekül 3-Nitrooxypropanol (3-NOP) vor.
3-NOP schaltet ein Enzym aus, das für die Methanbildung zuständig ist. Es könnte dem Futter zugesetzt werden und so die Mikroorganismen, die im Verdauungstrakt der Tiere Methan bilden, hemmen.

Lachgas

Entstehung

Traktor düngt Feld | Bild: colourbox.com

Lachgas (N2O), auch Distickstoffmonoxid genannt, wird vor allem beim Düngen freigesetzt: Sowohl Mist und Gülle wie auch industriell hergestellter Dünger enthalten Stickstoff. Werden diese stickstoffhaltigen Verbindungen abgebaut, entsteht Lachgas. Doch auch Gärreste aus Biogasanlagen, die chemische Industrie und das Verbrennen fossiler Brennstoffe setzen Lachgas frei.

Quelle Wassertiere

Wenn Wasserinsekten, Muscheln und Schnecken pupsen, entlassen sie Lachgas in die Atmosphäre. Das Treibhausgas entsteht im Darm der Tiere: Sie ernähren sich von organischem Material aus dem Wasser. Weil die darin enthaltenen Bakterien in ihrem Verdauungstrakt keinen Sauerstoff vorfinden, stellen sie auf Nitratatmung um. Dabei bilden sie aus Nitrat Lachgas. Je mehr Nitrat bereits im Wasser enthalten ist, desto mehr Lachgas scheiden die Unterwasserpupser aus. Und das Nitrat wiederum stammt meist von Düngemitteln.

Wirkung

Das Treibhausgas bleibt rund 114 Jahre in der Atmosphäre erhalten. Lachgas wirkt sich 298-mal so stark auf das Klima aus wie Kohlendioxid. Ein 1 Hektar großes gedüngtes Feld setzt dem Klima in einem Jahr ungefähr genauso zu wie 10.000 mit dem Auto gefahrene Kilometer.

FCKW, FKW und HFKW

Die Nachfolger von FCKW

Spraydose | Bild: colourbox.com

Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) wurden hauptsächlich als Treibsubstanz in Spraydosen oder als Kühlmittel verwendet. Weil sie die Ozonschicht schädigten, wurde im Montrealer Abkommen von 1987 ein schrittweiser Verzicht auf FCKW vereinbart. Innerhalb der Europäischen Union ist es seit 1995 verboten, FCKW herzustellen oder zu vertreiben. Als Ersatz wurden Fluorkohlenwasserstoffe eingesetzt. Diese Gasverbindungen enthalten kein Chlor und wirken sich deshalb nicht auf die Ozonschicht aus - wohl aber als Treibhausgase massiv aufs Klima.

Verwendung

Fluorkohlenwasserstoffe kommen in der Natur nicht vor. Sie werden gezielt hergestellt. Man unterscheidet zwischen teilfluorierten Kohlenwasserstoffen (HFKW), die zum Beispiel in Kühlsystemen und als Treibgas in Sprays eingesetzt werden, und perfluorierten Kohlenwasserstoffen (FKW), die zum Beispiel in der Halbleiterindustrie gebraucht werden. Oft werden die Gase fluorierter Substanzen auch als fluorierte Treibhausgase oder kurz F-Gase bezeichnet. Damit sind in der Regel Fluorkohlenwasserstoffe gemeint. Dazu gehören aber auch Stickstofftrifluorid (NF3), das unter anderem bei der Herstellung von Solarzellen und Flachbildschirmen entsteht, und Schwefelhexafluorid (SF6), das zum Beispiel als Isolationsgas für Schallschutzfenster benutzt wird. Weil die F-Gase sehr starke Treibhausgase sind, soll ihre Verwendung ebenfalls schrittweise reduziert werden.

Wirkung

F-Gase sind die stärksten Treibhausgase. Je nach Art der Zusammensetzung sind sie 100- bis 24.000-mal klimawirksamer als CO2. Einmal in die Atmosphäre gelangt können sie dort je nach Beschaffenheit mehrere hundert Jahre überdauern.

Sorgenkind Trichlorfluormethan

Trichlorfluormethan (CFC-11) ist ein Fluorchlorkohlenwasserstoff (FCKW). Eigentlich ist sein Einsatz als Kühlmittel ebenfalls seit dem Montrealer Protokoll verboten. Infolgedessen sank sein Anteil in der Atmosphäre seit Mitte der 1990er-Jahre auch zunächst. Seit 2012 hat sich dieser Rückgang jedoch auffallend verlangsamt. Das sprach für eine erneute illegale Produktion von CFC-11. Die in London ansässige gemeinnützige Umweltschutzorganisation Environmental Investigation Agency (EIA) hat sie 2018 in China aufgespürt.

  • Methan - die verkannte Gefahr. nano, 28.06.2019 um 17:45 Uhr, ARD-alpha
  • Versteckte Klimakiller - Wie man sie vermeidet: 02.06.2018, 06.00 Uhr, Xenius, BR Fernsehen.
  • Weltklima im Wandel: 15.05.2018, 9.30 Uhr, Schulfernsehen, ARD-alpha.
  • Unsere Atmosphäre: 16.04.2018, 9.30 Uhr, Schulfernsehen, ARD-alpha.
  • Treibhausgas Methan - Werte in der Atmosphäre steigen alarmierend: 12.12.2016, 18.05 Uhr, IQ, Bayern 2.
  • Kohlenwasserstoffe - Fossile Energieträger: 17.03.2014, 6.30 Uhr, BR Fernsehen.

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