Treibhauseffekt

Lässt sich der Klimawandel wirklich noch aufhalten?

Der Umweltschutz nimmt in der politischen Diskussion seit einigen Jahren immer mehr Platz ein. Vor allem der Klimawandel macht den Experten Sorgen: Die Polkappen schmelzen, der Meeresspiegel steigt an und der Lebensraum in den Eiswüsten der Erde wird kontinuierlich kleiner. Der Treibhauseffekt wird dazu meist als Ursache herangezogen - aber was bedeutet das genau?

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Linden (red) - Welche Auswirkungen werden erwartet und lässt sich der Effekt noch umkehren? Die Politik ist zumindest der Meinung, dass der Klimawandel aufgehalten werden muss, denn die globale Erwärmung bedeutet sonst zu viele negative Folgen für die Natur und die Menschen. In wie weit dies aber noch umzusetzen ist und was den Treibhauseffekt eigentlich genau bewirkt, versucht dieses Essay zu beantworten. Eins ist aber schon von Anfang an sicher: Wenn nicht jedes Land auf der Erde mitzieht beim Schutz der Umwelt und des Klimas, sind die einzelnen Aktionen beinahe unwirksam. Umso wichtiger ist es, dass dieses Thema globale Aufmerksamkeit erhält und von Staatschefs gemeinsam besprochen wird, wie dies unter anderem schon bei den Vereinten Nationen geschieht.

Treibhausgase als Verursacher des Treibhauseffekts

Das Kyoto-Protokoll ist jedem ein Begriff. In diesem steht die Rahmenvereinbarung der Vereinten Nationen zu den Klimaveränderungen und wie diese aufzuhalten sind. 1997 wurde es beschlossen, im Jahr 2005 trat es in Kraft. Das Protokoll legt völkerrechtlich verbindliche Ziele fest. Unter anderem zählt dazu, den Treibhausgasausstoß zu verringern. Hier stellt sich die Frage, was genau eigentlich Treibhausgase sind.

Definitionen

Treibhausgase sind, wie der Name schon sagt, gasförmige Bestandteile der Atmosphäre. Sie verursachen den Treibhauseffekt, ohne den kein Leben auf der Erde möglich wäre: Die Gase absorbieren die langwellige Strahlung, die von der Erdoberfläche, den Wolken und der Atmosphäre abgegeben wird, und strahlen sie wieder ab. Die Erde wird daher zusätzlich zum Sonnenlicht erwärmt, sodass die Temperatur nicht zu kalt für das Leben auf dem Planeten ist. Durch diesen Effekt ist die Durchschnittstemperatur der Erde bei etwa +15°C, ohne diesen wäre sie bei etwa -18°C. Die Treibhausgase können entweder einen natürlichen oder einen anthropogenen (vom Menschen verursachten) Ursprung haben, entsprechend unterschieden wird auch der Effekt. Denn so positiv der natürliche Treibhauseffekt auch ist, desto negativer kann der vom Menschen herbeigeführte werden.

Natürliche Treibhausgase

Kohlenstoffdioxid (CO2), Methan (CH4), Distickstoffoxid (N2O) und Ozon (O3) sind natürlich vorkommende Treibhausgase. Sie werden in die Atmosphäre abgegeben und aus dieser auch wieder entfernt. CO2 beispielsweise durch die Photosynthese der Pflanzen, andere Gase durch eine chemische Reaktion mit dem Hydroxilradikal OH, welches auch als Waschmittel der Atmosphäre bezeichnet wird. Abgesehen vom Ozon, das aus einer chemischen Reaktion in der Atmosphäre entsteht, werden alle Gase direkt aus Quellen von der Erdoberfläche emittiert. Ozon bildet sich aus Methan, Stickstoffoxiden, Kohlenmonoxid und VOC (Volatile Organic Compounds; Deutsch: flüchtige organische Verbindungen).

Vom Menschen verursachte Treibhausgase

FCKW ist das bekannteste Treibhausgas, das vom Menschen verursacht wird. Ausgeschrieben bedeutet die Abkürzung Fluorchlorkohlenwasserstoffe. Sie werden als Treibgas, beispielsweise in Spraydosen, oder für Kälte- und Feuerlöschmittel eingesetzt. Um das Entweichen von FCKW in die Atmosphäre zu verhindern und damit den anthropogenen Treibhauseffekt zu vermindern, ist daher vor allem die Suche nach Ersatzstoffen wichtig. Mittlerweile wurden schon Ersatzstoffe entwickelt und die Benutzung von FCKW eingeschränkt beziehungsweise teilweise sogar verboten. Die Folge ist, dass der Gehalt dieses Stoffes in der Erdatmosphäre seit 1999 konstant ist und teilweise sogar abnimmt. Dies ist eine durchaus positive Entwicklung hin zum Schutz des Klimas. Eine weitere Problematik stellen allerdings Aerosole dar, die zwar nicht direkt zu den Gasen gezählt werden, aber trotzdem einen Einfluss auf den Treibhauseffekt haben und zum größten Teil vom Menschen produziert werden. Die natürlichen Treibhausgase werden außerdem ebenfalls vom Menschen hergestellt, sodass ihre Konzentration stetig höher wird - vor allem beim CO2 ist dies problematisch.

Ursachen

Aus welchen Gründen FCKW entwickelt und verwendet wurde, ist bekannt, mittlerweile wird die Verwendung aber weitestgehend eingeschränkt. Die Aerosole entstehen aus verschiedenen Gründen. Dies sind feste oder flüssige Teilchen in der Luft, die das Klima beeinflussen können; einige wirken beispielsweise kühlend auf die Atmosphäre, andere erwärmen sie. Außerdem können sie zur Wolkenbildung beitragen und so Einfluss auf das Klima nehmen. Sie entstehen beispielsweise durch Dieselruß oder das Verbrennen von Holz und Kohle. Als Ursachen des anthropogenen Treibhauseffekts lassen sich daher die Aerosole sowie das FCKW und das von dem Menschen vermehrt produzierte Kohlendioxid bestimmen. Dieses entsteht ebenfalls bei der Verbrennung fossiler Rohstoffe. Forscher gehen davon aus, dass das von Menschen verbrauchte CO2 zu zwei Dritteln für den Klimawandel verantwortlich ist.

Folgen für das Klima der Erde

Mit dem anthropogenen Treibhauseffekt stellt sich ein Klimawandel ein. Auf die Geschichte des Planeten gesehen, sind solche Klimawandel immer mal wieder aufgetreten, es gab in der Geschichte ein paar Eiszeiten, die sich zu Wärmeperioden veränderten. Allerdings treten diese nur alle paar hundertausend Jahre auf - und wechseln sich zwischen Eis- und Warmzeit ab. Mittlerweile ist die Erde in einer Wärmeperiode, als nächstes müsste daher theoretisch eine Eiszeit folgen, allerdings auch erst in einigen tausenden Jahren. Der derzeitige Treibhauseffekt schafft aber ein wärmeres Klima; dies ist vor allem am Schmelzen der Polkappen zu erkennen. Dem Effekt soll entgegengewirkt werden, damit die Erde weiterhin ihren natürlichen Zyklus beibehalten kann - nur so ist sichergestellt, dass Mensch und Umwelt überleben können. Die Folgen des anthropogenen Treibhauseffekts könnten sonst schwerwiegend sein.

Aktuelle Prognosen bezüglich der globalen Erwärmung

Der Wissenschaftler Camilo Mora von der Universität Hawaii begann mit seinen Forscherkollegen ein Projekt: In diesem entwickelten sie zwei Szenarien, die sich an biologischen und sozioökonomischen Daten aktueller Klimaprognosen orientieren. Das erste Modell wurde nach dem Prinzip „Weiter wie gehabt“ erstellt: Die CO2-Einsparungen bleiben auf einem niedrigen Level, sodass die Kohlendioxid-Werte in der Atmosphäre auf 900 ppm (Teiler pro Million) ansteigen. Beim zweiten Modell wurde der CO2-Austoß stark verringert, sodass der Wert bei 550 ppm lag. Beide Modelle verhießen für die Natur und die Menschen allerdings nicht Gutes. Anhand dieser Forschung lassen sich gut die aktuellen Prognosen der globalen Erwärmung ablesen. Bis 2100 soll der Klimawandel laut Forscherangaben benötigen, um nahezu jede Ozeanregion zu beeinflussen.

Folgen für die Natur

Als Folge des Klimawandels wird sich beinahe die gesamte Oberfläche der Weltmeere biogeochemisch verändern. Das Ausmaß fällt regional unterschiedlich aus, gravierend ist es aber überall. In den tropischen Zonen werde das Wasser laut den Forschern der Universität Hawaii weniger schnell sauer, in den gemäßigteren Breiten sei der Temperaturanstieg geringer. Vor allem in den Polarregionen und anderen, kleineren Teilen des Meeres würde das Wasser sauerstoffreicher und die Meere produktiver. Durch das Schmelzen der Polarkappen steigt der Meeresspiegel außerdem an, sodass einige Landstriche unter dem Wasser verschwinden werden. Eine Abkühlung des Wassers oder ein Anstieg des ph-Werts wird hingegen in keiner Region erwartet. Außerdem wird angenommen, dass die Durchschnittstemperatur bis 2100 um etwa 2°C steigt. Dadurch kann es passieren, dass Tier- und Pflanzenarten aussterben und das Ökosystem damit nachhaltig beschädigt wird.

Folgen für die Menschheit

Für die Menschen bedeutet dies ebenfalls, sich auf veränderte Bedingungen einzustellen. Vor allem die biogeochemische Veränderung der Meere kann dazu führen, dass diese in einigen Regionen nicht mehr als Nahrungsquelle genutzt werden können - wenn das Wasser zu warm oder zu sauer für die darin lebenden Fische wird, werden diese sich einen neuen Lebensraum suchen und die Region verlassen - oder sie sterben durch das veränderte Klima und haben daher keinen Nutzen mehr für die Menschen. Vor allem an Korallenriffen und an Regionen, an denen Krill, Tintenfische, Wale und Robben beheimatet sind, wird eine starke Veränderung der Gewässer erwartet. In Zahlen: Etwa 470 bis 870 Millionen der ärmsten Menschen der Welt wird damit ein Teil ihrer Nahrungsgrundlage oder Einnahmequelle entzogen. Mit der Erwärmung der Weltmeere und der Durchschnittstemperatur gibt es noch weitere Folgen für die Menschen:

  • Gesundheitsrisiken durch Hitzewellen und steigende Lufttemperatur
  • Schädlinge und Krankheitserreger können sich weiter verbreiten
  • Erhöhtes Risiko von Überschwemmungen und Sturmfluten durch erhöhte Verdunstung
  • Zunahme der Hunger- und Wasserkrisen, vor allem in den Entwicklungsländern

Strategien gegen den anhaltenden Klimawandel

Der Klimawandel muss, wenn nicht aufgehalten, zumindest eingeschränkt werden. Es gibt mittlerweile viele Ansätze, die dazu beitragen sollen. Allen voran das großausgelegte Verbot von FCKW bis hin zu Einsparungen von CO2. Es gilt aber, weitere Strategien zu entwickeln, um die schlimmsten Folgen noch abwenden zu können. Dafür reicht es nicht, nur halbherzig dem Klimawandel vorzubeugen - es sind Strategien notwendig, die in der Industrie wie auch im Privaten eingesetzt werden können. Jeder Mensch muss verstehen, wie er den CO2-Ausstoß und die Bildung von Rußpartikeln verhindern und damit die Umwelt schützen kann. Obwohl die Wirtschaft am meisten einsparen kann, kommt es hier auch auf den Einzelnen an. Im Folgenden sind Maßnahmen beschrieben, wie der Klimaschutz in Unternehmen teilweise schon durchgeführt wird, sowie Anregungen, wie auch Privathaushalte Energie einsparen können.

Maßnahmen zur Effizienzsteigerung am Beispiel zweier Wirtschaftszweige

Durch Effizienzsteigerungen ist es möglich, Energie einzusparen und so weniger CO2 oder andere Treibgase zu verbrauchen. Dies ist beispielsweise durch eine verstärkte Nutzung der Kraft-Wärme-Kopplung möglich. Dies kann noch stärker ausgebaut werden, sodass Gebäude nicht mehr so viel Energie durch Heizung und Klimaanlage verbrauchen und damit die Umwelt schonen. Insgesamt verursachen Gebäude durch die beiden benannten Faktoren sowie Beleuchtung und technische Installationen etwa 33% der energiebedingten Treibhausgasemissionen - pro Jahr. Es ist daher offensichtlich, dass hier ein Nachholbedarf besteht, um den Treibhausgas- und den Aerosol-Ausstoß zu verringern.

Optimierte Schaltanlagen in der Industrie

Schaltanlagen werden generell nach hohen Sicherheitsstandards gebaut, egal ob die Spannung hoch oder niedrig ist. Bestimmte DIN-Normen sorgen dafür, dass die Sicherheiten eingehalten werden - bei Niederspannungsschaltanlagen ist dies zum Beispiel nach hager.de die DIN-Norm EN 61439. Um weiteren Risiken vorzubeugen, sind einige der Schaltanlagen gasisoliert. Vor allem bei Hochspannungen ist dies anzutreffen. Das genutzte Gas ist momentan SF6, Schwefelhexafluorid. Der Nachteil ist allerdings, dass dies das stärkste bekannte Treibhausgas ist. Forscher setzen daher schon seit längerem alles daran, eine Alternative zu finden. Christian Franck, Leiter des Hochspannungslabors am Institut für Elektrische Energieübertragung der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich, forscht in dieser Richtung und ist der Meinung, dass eine Alternative schon in einigen Jahren gefunden sein wird. Etwa zwei bis drei Jahre soll es noch dauern, ehe sich die Industrie darauf einstellen könne, Schaltanlagen mit einem alternativen Gasgemisch zur Isolierung zu bauen. Hier ist gut zu sehen, welchen hohen Stellenwert der Klimawandel in der Forschung und Wirtschaft einnimmt.

Elektrofahrzeuge im Verkehr

E-Autos sind zwar auf deutschen Straßen noch eine Seltenheit, aber nicht mehr gänzlich unbekannt. Es gibt immer mehr, die auf diese Fortbewegungsart setzen. Der Vorteil ist, dass keine Verbrennungsmotoren mehr genutzt werden und so weniger Rußpartikel in die Atmosphäre gelangen. Der CO2-Ausstoß dieser Wagen ist außerdem gering, sodass die Umwelt dadurch zu schützen ist und sich die CO2-Bilanz verbessert. Einen Anfang, dies im großen Stil durchzusetzen, plant die Deutsche Post DHL: Auf einem Testgelände werden E-Postautos ausprobiert, um sie nach der Testphase nach und nach im gesamten Post-Bereich einzusetzen. Hintergrund ist, dass das Unternehmen bis 2020 seine CO2-Effizienz um 30% verbessern möchte. Wenn immer mehr E-Autos den Weg auf die Straßen finden, lässt sich diese Effizienz, auf ganz Deutschland gesehen, entscheidend verbessern.

Maßnahmen für die Privathaushalte

Private Haushalte sparen generell gerne Energie - immerhin werden so die Nebenkosten geringer. Aber auch für die CO2-Bilanz lohnt es sich, zu schauen, wo noch ein wenig mehr gespart werden kann. Beispielsweise kann statt des Autos der öffentliche Nahverkehr oder das Fahrrad genutzt werden. Der Fernseher und das Radio müssen nicht laufen, wenn niemand im Raum ist und statt die elektrischen Geräte auf Stand-By zu stellen, sollten sie am besten komplett vom Stromnetz getrennt werden. Die meisten dieser Geräte sind außerdem mit Energieklassen ausgezeichnet - eine möglichst hohe bedeutet auch hohe Energiesparsamkeit und damit weniger CO2-Verbrauch und weniger Stromkosten. Anhand eines CO2-Rechners vom Umweltbundesamt kann jeder Privathaushalt herausfinden, wie viel CO2 er verbraucht und ob er über oder unter dem Durchschnitt liegt. Liegt er darüber, ist es an der Zeit, etwas zu ändern.

Fazit: Konsequentere Durchsetzung der Klima-Strategien als zentrales Ziel der internationalen Politik

Gänzlich aufzuhalten, ist der Klimawandel nicht mehr. Dafür ist der anthropogene Treibhauseffekt schon zu weit fortgeschritten. Er kann aber klein gehalten werden. Statt einer Erwärmung um +2°C wäre es möglich, dass sich die Erde nur um 1°C oder um 1,5°C erwärmt - damit wäre schon einiges gewonnen. Um dies zu erreichen, ist es aber nötig, dass alle Staaten der Erde daran teilhaben und die Vorgaben zum Klimaschutz, wie sie im Kyoto-Protokoll und weiteren Vereinbarungen stehen, einhalten. Besonders Russland und China halten sich hier momentan noch zurück. Sie geben beispielsweise auch nicht an, wie viel Schwefelhexafluorid sie verbrauchen und in die Atmosphäre entweichen lassen, obwohl dies eine der Vorschriften der Klimaschutzprotokolle ist. Es gilt also einerseits, die vom Menschen verursachten Treibhausgase weiter einzudämmen im eigenen Land und andererseits, die bisher noch nicht am Klimaschutz teilnehmenden Länder davon zu überzeugen, wie wichtig dies ist. Die konsequente Durchsetzung ist notwendig, um die schlimmsten Folgen für die Natur und die Menschen, die der Klimawandel nach sich zieht, zu verhindern. Zumindest in der Wirtschaft geht Europa schon einen guten Weg und auch viele der Privathaushalte sorgen sich mittlerweile um ihre CO2-Bilanz und versuchen, das Klima zu schützen.

Quellen: