Klimaforum Kiel (de)

Sehr viele gasförmige Stoffe tragen zur Erderhitzung bei. Der Effekt, den die Gase auf unser Klima haben, ist dabei unterschiedlich ausgeprägt und hängt davon ab, wie das Gas atomar aufgebaut ist und für wie lange es durchschnittlich in der Atmosphäre bleibt. Man spricht entweder von Emissionen, auch Treibhausgasquellen genannt. Oder von Immissionen, also Treibhausgassenken. 

Das sogenannte Treibhauspotential (engl. Global Warming Potential, GWP) gibt an, wie groß der Treibhauseffekt eines Gases im Vergleich zu CO₂ ist. Es wird meistens über einen Zeitraum von 20 (GWP₂₀) oder 100 Jahren (GWP₁₀₀) angegeben. Methan wirkt sich beispielsweise über einen Zeitraum von 100 Jahren 28-mal stärker auf die Erderhitzung aus als Kohlenstoffdioxid, also hat Methan ein Treibhauspotential von GWP₁₀₀=28.

Je höher das Treibhauspotential eines Gases ist, desto weniger sollte davon in die Atmosphäre gelangen. Zum Beispiel haben Gase, die in Kühlanlagen verwendet werden, häufig eine tausendfach stärkere Wirkung auf den Treibhauseffekt als CO₂, sodass Leckagen hier unbedingt vermieden werden müssen. 

Kohlendioxid

Das bekannteste Treibhausgas ist Kohlenstoffdioxid (CO₂), welches bei der Verbrennung von Öl, Gas und Kohle, aber auch Holz und Biomasse freigesetzt wird. All diese Materialien bestehen zu einem großen Anteil aus Kohlenstoff, der bei der Verbrennung an zwei Sauerstoffatome gebunden wird, sodass Kohlenstoffdioxid entsteht.

Die meisten Szenarien des Weltklimarats IPCC zur Begrenzung der Erderhitzung auf die rechtlich vorgeschriebenen 1,5°C gehen inzwischen von einem sogenannten „Overshoot“ aus. Das bedeutet, dass erst einmal mehr Treibhausgase emittiert werden, als für eine Erderhitzung von 1,5°C erlaubt wären. Anschließend muss das überschüssige CO₂ so schnell wie möglich der Atmosphäre wieder entzogen werden. Auf diese Weise wird versucht, etwas mehr Zeit für die klimaneutrale Transformation zu gewinnen. Dieses Vorgehen ist mit erheblichen, teilweise noch nicht ausreichend erforschten Risiken verbunden.

Die CO₂-Mengen des Overshoots können mit verschiedenen Methoden wieder der Atmosphäre entzogen werden. Die Aufnahmekapazitäten von Wäldern und anderen pflanzlichen Ökosystemen sind allerdings begrenzt, vielfach werden sie zurzeit ebenfalls aktiv vom Menschen reduziert, beispielsweise durch Rodung. Vermehrt werden deshalb auch technische Methoden erforscht, um die CO₂-Konzentration in der Atmosphäre wieder zu verringern. Diese variieren jedoch stark in Bezug auf Technologiereife, potenzielle Risiken und Kosten. Zudem sind sie ebenfalls nur in begrenztem Maße einsetzbar.

Aufforstung leistet unter Berücksichtigung ökologischer Bedingungen einen Beitrag zum Klima- und Naturschutz. Die Pflanzen nehmen über die Photosynthese Kohlenstoffdioxid auf und erfüllen häufig noch weitere sinnvolle Funktionen. Zum Beispiel bieten Mangroven zusätzlich Schutz vor Erosion und Überschwemmungen.

Folgende weitere Möglichkeiten bestehen theoretisch, um CO₂ aus der Atmosphäre zu entfernen:

• CO₂-Filteranlagen mit anschließender CO₂-Einspeicherung
• Nutzung von Bioenergie mit anschließender CO₂-Einspeicherung
• Erhöhung der CO₂-Aufnahmefähigkeit von Böden, insbesondere landwirtschaftlich genutzte Flächen durch bestimmte, tiefwurzelnde Pflanzen und geringeres Umpflügen
• Anreicherung der Ozeane mit Mineralien, um die CO₂-Aufnahmefähigkeit zu steigern und der Ozeanversauerung entgegenzuwirken
• Künstlich beschleunigte Verwitterung von Mineralien an Land, um dadurch CO₂ aus der Atmosphäre zu binden

Diese Methoden werden derzeit intensiv erforscht. Zurzeit (Stand 2022) werden außer Aufforstung und der Nutzung von Bioenergie mit anschließender CO₂-Einspeicherung kaum weitere Reduzierungsmöglichkeiten von atmosphärischem CO₂ in Szenarien berücksichtigt, weil noch zu viele Fragen ungeklärt sind.

Methan

Methan wird zum Beispiel in der Massentierhaltung freigesetzt sowie bei der Trockenlegung von Mooren. Im Gegensatz zu CO₂-Emissionen ist es bei Methan nicht unbedingt notwendig, den Ausstoß komplett zu vermeiden, um die Erderhitzung auf 1,5°C zu begrenzen. Trotzdem müssen auch die Methan-Emissionen drastisch reduziert werden.

Moore und Permafrostböden binden riesige Mengen Methan. Der Zustand dieser Ökosysteme kann einen signifikanten Einfluss auf das gesamte verbleibende Treibhausgas-Budget haben. Während der Erhalt und die Wiedervernässung von Mooren sich positiv auswirken, also Methan binden, führt das Trockenlegen von Mooren sowie das Auftauen der Permafrostböden dazu, dass große Mengen zusätzlichen Methans in die Atmosphäre ausgestoßen werden.

Die Permafrostböden, die beispielsweise in der sibirischen Tundra vorkommen, sind ein Kippelement im Klimasystem. Tauen sie auf, wird das Treibhausgas Methan freigesetzt, was zu einer stärkeren Erhitzung führen kann und so zu einem noch schnelleren Auftauen führt. In der Folge wird weiteres Methan freigesetzt – ein sich selbstverstärkender Effekt mit gravierenden Konsequenzen.

Auch der Verzicht auf tierische Lebensmittel führt zu einer Reduktion der Methan-Emissionen.

Wasserdampf

Wasserdampf ist überwiegend für den natürlichen Treibhauseffekt verantwortlich, wir Menschen beeinflussen den Gehalt in der Luft nur indirekt. Durch die Erderhitzung steigt die Temperatur der Luft in der Atmosphäre, wodurch diese mehr Wasser in Form von Wasserdampf aufnehmen kann.