Der Anteil an Kohlendioxid (CO2) erscheint mit aktuell etwa 400 ppm (0,04 %) im Vergleich zu den anderen Bestandteilen der Atmosphäre gering. Dabei darf jedoch nicht übersehen werden, dass Kohlendioxid trotz der geringen Konzentrationen äußerst klimaaktiv (s.a. nachfolgende Tabelle) ist. Nach dem 2013/2014 veröffentlichten fünften Sachstandsbericht des Weltklimarates (IPCC) sind sich die Experten "zu 95 Prozent sicher", dass die Ursache des Klimawandels hauptsächlich durch den Anstieg an Kohlendioxid verursacht wird. Die folgende Abbildung zeigt die zeitliche Entwicklung der Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre von 1958 bis heute (Oktober 2016). Am Ende des Artikels zeigt eine Coputersimulation die Verteilung von Kohlendioxid in der Atmosphäre im Jahresgang für das Jahr 2006. Ein zweites Video zeigt die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre von 2002 bis 2008 in monatlichen Zeitschritten.

Zwar besteht die Atmosphäre zum größten Teil aus Stickstoff (78 %) und Sauerstoff (21 %), da aber beide Gase zusammen mit weiteren 0,9 % an Edelgasen nicht klimawirksam (keine Absorption und Reflektion von infraroter Wärmestrahlung) sind, würden 99,9 % (!) der Hauptkomponenten der Atmosphäre eine lebensfeindliche Oberflächentemperatur von -18 °C bewirken. Erst die Treibhausgase Wasserdampf und (der natürliche Anteil an) Kohlendioxid heben die durchschnittliche Temperatur an der Erdoberfläche um etwa 33 Kelvin auf +15 °C an und ermöglichen damit Leben auf der Erde. Wasserdampf ist dabei das wichtigste Treibhausgas, sein Beitrag zum natürlichen Treibhauseffekt wird auf etwa 60 % beziffert.

Die Veränderung der Atmosphäre durch Eingriffe in den Naturhaushalt und durch anthropogene Emission von Treibhausgasen verstärkt den natürlichen Treibhauseffekt und führt zur globalen Erwärmung. Die Zunahme, das heißt der in der Atmosphäre ansteigende Gehalt bestimmter Treibhausgase wird großenteils auf menschliche Aktivitäten zurückgeführt.

Die Klimawirksamkeit der einzelnen Treibhausgase zeigt die folgende Tabelle. Kohlendioxid folgt nach Wasserdampf auf dem 2. Platz. Bei einer Konzentration von 0,028 % (280 ppm, vorindustrieller Wert) trägt es bereits 7,2 Kelvin (K) zum natürlichen Treibhauseffekt der Erde bei.

TreibhausgasTemperturwirkung
Wasserdampf20,3 K
Kohlendioxid7,2 K
Ozon2,4 K
Stickoxid1,4 K
Methan0,8 K
Sonstige0,8 K
Summe

33,2 K

SCHÖNWIESE, 1995

Anthropogene Kohlendioxid Emissionen und der globale Kohlenstoffkreislauf

Nur etwa 4 % der jährlichen Kohlendioxid-Emissionen sind durch Menschen verursacht. Wer jedoch auf den menschengemachten 4 % der bilanziellen globalen Kohlendioxidemissionen Kalkulationen zur „Klimarettung“ aufbaut und diese in Relation zu den 96 % natürlichen Kohlendioxid-Emissionen setzt, vergleicht „Äpfel mit Birnen“: Denn die natürlichen Emissionen gehören zu einem geschlossenen biologischen Kohlenstoffkreislauf, innerhalb dessen die Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre über einen sehr langen Zeitraum konstant war und erst ansteigt, seit wir dem System riesige Mengen an zusätzlichem Kohlenstoff aus fossilen Energieträgern zuführen. Lag die Konzentration von Kohlendioxid vorindustriell bei 280 ppm, hat der Mensch eine Erhöhung auf aktuell 399,30 ppm (November 2014, Mauna Loa auf Hawaii) verursacht. Damit ist Kohlendioxid neben den Treibhausgasen Methan und Lachgas auf Werte angestiegen, die in den letzten 800.000 Jahren nicht vorgekommen sind.

FreisetzungAufnahme
Mrd. tMrd. t

anthropogen
(Öl, Kohle, Gas) Zementproduktion

     
     7,8 

Landnutzungsänderungen

     1,1

Ausgasung aus Süßwasser     1,0
Bruttoprimärproduktion
und Respiration
 118,7

 123,0

Ozeane   78,4   80,0
Atmosphäre     4,0
207,0 207,0

Daten nach IPCC 2013, WG I, Figure 6.1

Die Tabelle zeigt die jährlichen Kohlenstoffflüsse zwischen 2000 und 2009 (1 t Kohlenstoff entspricht 3,67 t Kohlendioxid). Aus den Zahlen wird deutlich, dass der natürlich freigesetzte (emittierte) Kohlenstoff vom System auch wieder aufgenommen wird (Kreislauf). Dazu kommt der jährlich anthropogen emittierte Kohlenstoff dazu; ein Teil davon wird vom System ebenfalls aufgenommen, es puffert daher sogar einen Teil der anthropogenen Emissionen. Der Rest (4,0 Mrd. t) trägt Jahr für Jahr zur Erhöhung der Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre bei. Die folgende Tabelle zeigt, dass die globalen anthropogenen Emissionen trotz aller Bemühungen weiter gestiegen sind.

ZeitraumCO2 EmissionenCO2 Anstieg in der Atmosphäre
Mrd. tMrd. t
1980-19895,5 ± 0,3

3,4 ± 0,2

1990-19996,4 ± 0,53,1 ± 0,2

2000-2009

7,8 ± 0,6

4,0 ± 0,2

2002-20118,3 ± 0,74,3 ± 0,2

Daten nach IPCC 2013, WG1, Tab. 6.3

Globale Folgen sind:

  • Temperaturerhöhung
  • Anstieg des Meeresspiegels
  • sich erwärmende Ozeane
  • schrumpfende Eiskappen
  • Rückgang des arktischen Meereises
  • Gletscherschwund
  • Zunahme von Wetterextremen
  • Versauerung der Ozeane
  • Abnehmende Schneebedeckung

Reduktion der Kohlendioxid Emissionen in Deutschland

Die Bundesregierung strebt eine Reduktion der Kohlendioxid-Emissionen um 40 % bezogen auf das Jahr 1990 bis zum Jahr 2020 an. Bis zum Jahr 2010 wurden bereits ca. 19 % eingespart.

JahrMio Tonnen CO2%
19901030,5100,0
2000902,587,6
2010833,780,9

Kohlenstoffemissionen in Deutschland

Da Kohlendioxid eine Verweildauer in der Atmosphäre von ca. 50-200 Jahren hat, kann durch Klimaschutzmaßnahmen jedoch lediglich der jährlich hinzukommende globale Beitrag an Kohlendioxid (2013: 2,27 ppm) reduziert werden. Der Kohlendioxid-Gehalt der Atmosphäre erhöht sich daher auch weiterhin. Je länger die Verweilzeit eines Treibhausgases in der Atmosphäre, desto höher ist auch die theoretische Wirkung.   

Deutschland hat an den jährlichen weltweiten menschengemachten Gesamtemissionen von Kohlendioxid einen Anteil von 2,2 % (2013). Der vergleichsweise geringe Anteil Deutschlands an den globalen Kohlendioxid-Emissionen darf den Blick jedoch nicht darauf verstellen, dass Deutschland global eine besondere Verantwortung beim Klimaschutz bzw. der Energiewende hat.

Um die negativen Folgen des Klimawandels zu begrenzen, fordert der Weltklimarat IPCC eine weltweit rasche, ambitionierte und international koordinierte Energiewende. Zur Erreichung des 2-Grad-Ziels müssten die Kohlendioxid-Emissionen bis 2050 um weitere 40 bis 70 Prozent verglichen mit dem Jahr 2010 reduziert werden und bis Ende des Jahrhunderts auf nahezu null absinken. Wird die Minderung bis 2030 weiter verzögert, ist nicht nur die 2-Grad Grenze gefährdet, auch die Handlungsmöglichkeiten werden reduziert und die Klimaschutzkosten steigen erheblich. Vor diesem Hintergrund hat Deutschland – als eine der weltweit führenden Industrienationen, die sich einer umfassend nachhaltigen Entwicklung besonders verpflichtet fühlen – eine herausgehobene Verantwortung für den globalen Klimaschutz und die Eindämmung der nicht mehr beherrschbaren Folgen des Klimawandels. Umso mehr kann und muss Deutschland eine Vorreiterrolle und Vorbildfunktion für einen wirksamen und kostengünstigen Klimaschutz übernehmen, und vor allem auch demonstrieren, dass die notwendige Entkopplung der Treibhausgas-Emissionen von der wirtschaftlichen Entwicklung machbar ist.

Kosten für die Kohlendioxid Reduktion

Wenn nichts getan wird, um die Emissionen von Treibhausgasen zu reduzieren, könnte die Konzentration von Treibhausgasen in der Atmosphäre bereits 2035 das Doppelte ihres vorindustriellen Niveaus erreichen, was einen Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur von mehr als 2 °C bedeuten würde. Nach dem 2006 veröffentlichten STERN-Report des ehemaligen Chefökonomen der Weltbank, Nicolas Stern, werden die jährlichen Kosten des Klimawandels ohne Anpassungsmaßnahmen dem Verlust von wenigstens 5 % des globalen Bruttoinlandsprodukts entsprechen. Berücksichtigt man eine breitere Palette von Risiken und Einflüssen, könnten die Schäden sogar auf 20 % oder mehr des erwarteten globalen Bruttoinlandsprodukts ansteigen. Entwicklungs- und Schwellenländer würden die ökonomischen Folgen des Klimawandels überdurchschnittlich stark zu spüren bekommen. Die jährlichen Kosten für Maßnahmen zur Stabilisierung der Treibhausgaskonzentration zwischen 500 und 550 ppm Kohlendioxidäquivalenten (entspricht dem 2 Grad-Ziel) werden schätzungsweise bei etwa 1% des globalen Bruttoinlandsprodukts liegen, wenn jetzt begonnen wird, entschieden zu handeln.

 

 

 

 

Literatur

Ciais, P., C. Sabine, G. Bala, L. Bopp, V. Brovkin, J. Canadell, A. Chhabra, R. DeFries, J. Galloway, M. Heimann, C. Jones, C. Le Quéré, R.B. Myneni, S. Piao and P. Thornton, 2013: Carbon and Other Biogeochemical Cycles. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.

Schönwiese, CH.-D. (1995): Klimaänderungen. Berlin/Heidelberg, 224 S.