Dürre im Südwesten Chinas

30.6.2007

M 02.05 Die Treibhausgase

In einer Tabelle sind hier die wichtigsten Treibhausgase hinsichtlich ihrer Konzentrationsentwicklung, Emissionen in Deutschland, Eigenschaften usw. abgebildet.

Konzentrations-
entwicklung
Globale Verursacher Emissionen in Deutschland Eigenschaften
CO2

Steigerung um 30% seit Beginn der Industrialisierung (280 ppm > 370 ppm); jährliche Konzentrationszunahme zur Zeit bei 0,4%

jährlich gelangen durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe 23 Mrd. Tonnen in die Atmosphäre. Davon mehr als ½ in den Industrieländern, obwohl hier nur 1/5 der Menschheit lebt. Auch die Pro-Kopf-Emmission variiert stark. (Bsp.:

USA:23t/Einw., Indien: 1 t/Einw., Europa: 8 t/Einw.)

fast ausschließlich bei Verbrennungsvorgängen in Anlagen u. Motoren; Emissionen konnten von Beginn bis Ende der 90er um 15% gesenkt werden.

Die Pro-Kopf-Emission beträgt in D 10 t/Einw.

zweitwichtigstes natürliches Treibhausgas; spielt mengenmäßig die größte Rolle; (Anteil am Klimawandel liegt bei 50%); Verweildauer in der Atmosphäre: 100-150 Jahre; ohne CO2 wäre Leben auf der Erde nicht möglich

CH4

Steigerung um 145% seit Beginn der Industrialisierung (von ca. 730ppb auf 1750 ppb); nach Stagnation in den Jahren 1992-96 wieder ansteigend

Von 1980-1990 betrug der durchschnittliche weltweite Methanausstoß 375 Mio t jährlich. Die größten Mengen stammen aus Reisanbau, Viehhaltung, Erdöl-/Erdgasförderung und Mülldeponien.

(Bsp: Ein Rind produziert täglich 300-400g Methan)

Größtenteils bei der Tierhaltung, Erdöl/Steinkohle und Erdgasförderung und der Mülldeponien. Von 1990-99 konnte die CH4-Emission durch Fassung und Nutzung (bspw. Biogasanlagen) um über 40% gesenkt werden

21mal intensivere Wirkung auf den anthropogenen Treibhauseffekt als CO2; mengenmäßiger Anteil beträgt 20%; nach 12 Jahren wird CH4 über eine photochemische Reaktion abgebaut, dabei wird Wasser und CO2 gebildet.

N2O

Von 1000 bis 1900 lag der Wert von N2O nahezu konstant bei 270 ppb. Seitdem ist er um 13% auf 310 ppb angestiegen.

Anthropogen verursachte N2O-Quellen: Landwirtschaft (Gülle + künstl. Düngemittel), chemische Industrie (bspw. Adipinsäureproduktion), Verbrennung fossiler Brennstoffe und Einsatz von Katalysatoren

N2O Quellen: Landwirtschaft, und industrielle Prozesse (insb. Adipinsäureherstellung = Nylon)

Bis Mitte der 90er Jahre lag der jährliche N2O Ausstoß bei 200 kt und konnte bisher durch alternative Verfahren der Adipinsäureherst. um 1/3 gesenkt werden.

N2O ist 310mal klimawirksamer als CO2. Seine Abbauzeit beträgt 120 Jahre und ist nur in der höheren Atmosphäre möglich, weil N2O in der niedrigeren Atmosphäre stabil bleibt

H-FKW

(engl.: HFC)

H-FKW 23: Zunahme von 1987-95 von 2 auf 10 ppm;

 

H-FKW 134a: in den letzten 10 Jahren von 0 auf 10 gestiegen;

 

H-FKW 152a: bleibt aufgrund seiner schnellen Verweilzeit bei unter 1 ppt.

H-FKW wird ausschließlich vom Menschen verursacht und dient als Triebmittel in Sprays aller Art und als Kühlmittel. Bis 1996 lag der weltweite Ausstoß bspw. von H-FKW 134a bei 330.000t.

Durch seinen vermehrten Einsatz als FCKW-Ersatz in Sprays, Kälteanlagen und Dämmplatten ist ein Emmissions-Aufwärtstrend zu beobachten: Von 1990-99 stiegen die Emissionen um das 16fache. Falls keine Verminderungsmaßnahmen eingeleitet werden, ist mit einem Zuwachs um das 5fache bis 2010 zu rechnen.

Es handelt sich hierbei um teilfluorierte Kohlenwasser-stoffe, deren Abbauzeiten zwischen 1,5 und 300 Jahren liegen. Die Klimawirksamkeit 1 t H-FKW reicht von dem 140 fachen (H-FKW 152a) bis zum 12.000fachen (H-FKW 23) von 1 t CO2.

FKW

Die Konzentration der Perflorierten Fluorkohlenwasserstoffe (FKW) in der Atmosphäre steigt seit den 50er Jahren stetig an. So hat sich bspw. die C2F6 Konzentration hat sich von 1980 bis 2000 von ca. 1,5 auf 3 ppt verdoppelt.

Die Hauptquelle für FKW (v.a. C2F6 u. CF4) ist die Aluminiumherstellung. Zunehmend aber auch die Halbleiter-produktion und die Verwendung als Kühlmittel.

Weltweiter Ausstoß 1995:

10.500 t CF4; 2000t C2F6

Emmissionsquelle: Aluminiumherstellung (CF4 85%; C2F6 (35%) und Halbleiter produktion (CF4 15%; C2F6 (65%).

Von 1990 bis 2010 sollen die Emissionen bei der Aluminiumherst. um 58% sinken (bis 1999: 39% erreicht). Zusammen mit der Halbleiterproduktion ergibt sich jedoch lediglich eine Senkung um 14%.

FKW besitzen eine sehr stabile Molekülstruktur, was zu atmosphärischen Verweilzeiten von bis zu 50.000 Jahren führt,

FKW absorbieren Infrarotstrahlen, daher hohes Treibhauspotenzial. (1 t C2F6 ist so wirksam 9.200 t C02; 1 t CF4 so wirksam wie 6500t C02)

SF6

Seit Beginn der 50er Jahre hat sich die Schwefelhexafluorid (SF6)-Konzentration um mehr als verhundertfacht (1954: 0ppt; 1998: 3,75 ppt.)

Hauptsächliche Emissionsquellen: Schutzgas über der Schmelze (Magnesium-produktion), Isolier- und Löschgas in gasisolierten elektr. Schaltanlagen und Schallisolierung (Fenster etc).

Weltweiter Ausstoß 1996: 6300 t.

Hauptsächliche Emissionsquellen: Befüllung von Autoreifen (55 %); Schallisolierung (26%) und elektr. Schaltanlagen (12%). Bis Ende der 90er Jahre ein anstieg um 40%. Für die nächsten 10 Jahre sollen die Emissionen aber 1/5 unter dem Wert von 1995 liegen.

SF6 ist das wirksamste bekannte Treibhausgas (1 t SF6 ist so wirksam wie 24.000 t CO2). Die atmosphärische Verweildauer liegt bei 3200 Jahren.



ppm (parts per million) = 10-6 = Teile pro Million (steht für einen in Millionstel Teilen ausgedrückten Zahlenwert, so wie Prozent (%) für Hundertstel steht)
ppb (parts per billion) = 10-9 = Teile pro Milliarde
ppt (parts per trillion) = 10-12 = Teile pro Billion

Aus: Umweltbundesamt (Hrsg.): Klimaschutz.

Aufgaben:

1. Untersuche anhand der Tabelle, welches Treibhausgas hauptsächlich den anthropogenenTreibhauseffekt verursacht. Berücksichtige hierbei nicht nur die Konzentration, sondern auch seine Verweildauer in der Atmosphäre. Beachte bei der Beurteilung auch die historische Entwicklung.
2. Welches sind die Hauptemissionsquellen der einzelnen Treibhausgase?