Welches Treibhausgas trägt am stärksten zum Klimawandel bei?

Die Verbrennung fossiler Brennstoffe, die Abholzung von Wäldern und die Viehzucht beeinflussen zunehmend das Klima und die Temperatur auf der Erde.

So erhöht sich die Menge der in der Atmosphäre natürlich vorkommenden Treibhausgase enorm, was den Treibhauseffekt und die Erderwärmung verstärkt.

Erderwärmung

2011-2020 war den Aufzeichnungen zufolge das bislang wärmste Jahrzehnt mit einer weltweiten Durchschnittstemperatur im Jahr 2019 von 1,1 °C über dem vorindustriellen Niveau. Die vom Menschen verursachte Erderwärmung nimmt derzeit alle zehn Jahre um 0,2 °C zu.

Ein Temperaturanstieg um 2 °C gegenüber dem vorindustriellen Zeitalter hat gravierende negative Auswirkungen auf die natürliche Umwelt sowie auf die Gesundheit und das Wohlbefinden des Menschen, einschließlich eines deutlich höheren Risikos, dass weltweit gefährliche und möglicherweise katastrophale Veränderungen der Umwelt eintreten werden.

Aus diesem Grund hat die internationale Gemeinschaft anerkannt, dass die Erderwärmung deutlich unter 2 °C gehalten werden muss und Anstrengungen unternommen werden müssen, um sie auf 1,5 °C zu begrenzen.

Treibhausgase

Haupttriebfeder des Klimawandels ist der Treibhauseffekt. Einige in der Erdatmosphäre vorhandene Gase wirken ungefähr wie das Glas eines Gewächshauses: Sie lassen Sonnenwärme zwar herein, verhindern aber ihre Abstrahlung zurück in den Weltraum und führen zur Erderwärmung.

Viele dieser Treibhausgase sind natürliche Bestandteile der Erdatmosphäre; infolge menschlicher Tätigkeiten ist jedoch die Konzentration einiger Gase stark angestiegen. Das gilt insbesondere für:

• Kohlendioxid (CO2)
• Methan
• Distickstoffoxid
• Fluorierte Gase

Durch menschliche Tätigkeiten entstehendes CO2 trägt am stärksten zur Erderwärmung bei. Bis 2020 war die CO2-Konzentration in der Atmosphäre auf einen Wert von 48 % über dem vorindustriellen Niveau (vor 1750) gestiegen.

Andere Treibhausgase werden durch menschliche Tätigkeiten in geringeren Mengen emittiert. Methan ist ein stärkeres Treibhausgas als CO2, hat aber eine kürzere Lebensdauer in der Atmosphäre. Distickstoffoxid ist wie CO2 ein langlebiges Treibhausgas, das sich in der Atmosphäre über Jahrzehnte und Jahrhunderte anreichert. Nicht-Treibhausgase, einschließlich Aerosole wie Ruß, haben unterschiedliche Erwärmungs- und Abkühlungseffekte und sind unter anderem mit schlechter Luftqualität verbunden.

Natürliche Ursachen wie etwa Veränderungen der Sonneneinstrahlung oder vulkanische Aktivität haben zwischen 1890 und 2010 Schätzungen zufolge um weniger als ± 0,1 °C zur Gesamterwärmung beigetragen.

Ursachen für steigende Emissionen

• Bei der Verbrennung von Kohle, Erdöl und Erdgas entstehen Kohlendioxid und Stickoxide.
• Abholzung von Wäldern (Entwaldung). Bäume tragen durch Aufnahme von CO2 zur Klimaregulierung bei. Durch Rodung geht diese positive Wirkung verloren, und der in den Bäumen gespeicherte Kohlenstoff wird in die Atmosphäre freigesetzt, wo er zum Treibhauseffekt beiträgt.
• Intensivierung der Viehzucht. Kühe und Schafe erzeugen bei der Verdauung ihres Futters große Mengen an Methan.
• Stickstoffhaltige Dünger verursachen Stickoxidemissionen.
• Fluorierte Gase werden aus Geräten und Produkten freigesetzt, in denen diese Gase verwendet werden. Diese Emissionen haben einen sehr starken Treibhauseffekt, der bis zu 23 000-mal stärker ist als der von CO2.

Kampf gegen den Klimawandel

Da jede ausgestoßene Tonne CO2 zur Erderwärmung beiträgt, hilft jede Emissionsreduktion, die Erderwärmung einzudämmen. Um die Erderwärmung komplett zu stoppen, müssen wir weltweit CO2-neutral werden. Darüber hinaus kann die Verringerung anderer Treibhausgasemissionen wie Methan zur Verlangsamung der Erderwärmung beitragen – insbesondere auf kurzfristige Sicht.

Die Folgen des Klimawandels sind äußerst schwerwiegend und betreffen viele Aspekte unseres Lebens. Der Kampf gegen den Klimawandel und die Anpassung an die Erderwärmung sind oberste Prioritäten der EU. Wir müssen das Klima schützen – und zwar jetzt. Erfahren Sie mehr darüber, was die EU im Kampf gegen den Klimawandel tut.

Treibhausgase können aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung vom Boden abgegebene Infrarotstrahlung teilweise aufnehmen und tragen damit dazu bei, dass Wärme in der Erdatmosphäre gespeichert wird, anstatt ans Weltall abgegeben zu werden. Diese Rückstrahlung erwärmt die Erde um durchschnittlich etwa 33 °C. Ohne diesen Effekt betrüge die mittlere Oberflächentemperatur nur ca. -18 °C auf der Erde. Dieser Prozess ist der natürliche (geogene) Treibhauseffekt, der das Leben auf der Erde begünstigt. Wasserdampf und Ozon sind die wichtigsten natürlichen Treibhausgase. Hinzu kommt der anthropogen bedingte, also durch den Menschen verursachte Treibhauseffekt.

Kohlenstoffdioxid (CO2), Methan (CH4), Distickstoffmonoxid (N2O) und fluorierte Gase (u.a. FCKW, FKW) sind derzeit die wichtigsten, vom Menschen zusätzlich eingetragenen Treibhausgase. Sie werden für den momentanen weltweiten Temperaturanstieg verantwortlich gemacht. Es gibt Treibhausgase, die unbeabsichtigt als Nebenprodukt in Verbrennungsprozessen, bei der Abfallentsorgung oder bei der Tierhaltung durch Fermentation in Mägen entstehen. Andere wiederum, wie Kältemittel für Kühlschränke und Klimaanlagen, werden gezielt produziert. Fluorierte Gase kommen in der Natur nicht vor während es für die übrigen Treibhausgase auch in der Natur sowohl Quellen wie auch Senken gibt. Jedes Gas hat seine spezifische Verweildauer in der Atmosphäre, sein eigenes Absorptionsspektrum für Wärmestrahlung und trägt damit unterschiedlich stark zur globalen Erwärmung bei. Die nebenstehende Infografik zeigt dies im Detail. Schwefelhexafluorid ist das stärkste bekannte anthropogene Treibhausgas.

Die Beschaffenheit der Erdoberfläche und deren Absorptionsspektrum für Strahlung beeinflusst den Treibhauseffekt. Eismassen haben beispielsweise ein wesentlich größeres Rückstrahlungsvermögen (Albedo) als Vegetation. Landnutzungsänderungen können somit den Strahlungshaushalt beeinflussen.

Kohlen(stoff)dioxid (CO2) ist eine chemische Verbindung aus Kohlenstoff und Sauerstoff. Es ist ein farb- und geruchsloses, ungiftiges Gas. Es ist ein natürlicher Bestandteil der Luft und entsteht sowohl bei der vollständigen Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Substanzen unter ausreichenden Sauerstoffgehalt als auch im Organismus von Lebewesen als Produkt der Zellatmung. Das CO2 wird dabei über den Atem abgegeben. Pflanzen hingegen sind in der Lage CO2 zu fixieren und beispielsweise durch Photosynthese in Glucose umzuwandeln. Waldbrände sind deshalb dann auch eine bedeutende CO2 Quelle. Das Meerwasser nimmt CO2 auf. Auch Meeresorganismen wie z.B. Korallen oder Muscheln brauchen CO2 für den Aufbau ihres Kalkskeletts. Böden wiederum speichern im Humus viel CO2. Durch die Verbrennung von fossilen Energieträgern und weiteren Industrieemissionen wird der natürliche Treibhauseffekt verstärkt.

Methan (CH4) ist ein farb- und geruchloses, brennbares Gas. Methan ist der wesentliche Bestandteil von Erdgas und wir somit ebenfalls durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe in die Atmosphäre freigesetzt. In der Atmosphäre wird es zu Kohlenstoffmonoxid und schließlich zu Kohlenstoffdioxid oxidiert. Methan entsteht immer dort, wo organisches Material unter Luftausschluss abgebaut wird: in Deutschland vor allem in der Land- und Forstwirtschaft, insbesondere bei der Massentierhaltung. Eine weitere Quelle sind Klärwerke und Mülldeponien.

Lachgas (N2O) gelangt vor allem über stickstoffhaltigen Dünger und die Massentierhaltung in die Atmosphäre, denn es entsteht immer dann, wenn Mikroorganismen stickstoffhaltige Verbindungen im Boden abbauen. In der Industrie entsteht es vor allem bei chemischen Prozessen, u.a. in der Düngemittelproduktion und der Kunststoffindustrie.

Fluorierte Gase (HFKW, FKW, SF6, NF3), die sogenannten F-Gase, sind selbst im Vergleich zu Methan und Lachgas extrem treibhauswirksam. Auch ihre Verweildauer in der Atmosphäre ist enorm lang. F-Gase werden produziert, um als Treibgas, Kühl- und Löschmittel oder Bestandteil von Schallschutzscheiben eingesetzt zu werden.

Welches Treibhausgas trägt am stärksten zur Erwärmung bei?

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