Klimaschädlich

Das (relative) Treibhauspotenzial (engl.: Global Warming Potential, Greenhouse Warming Potential oder GWP) oder CO2-Äquivalent gibt an, wie viel eine festgelegte Menge eines Treibhausgases zum Treibhauseffekt beiträgt. Als Vergleichswert dient Kohlendioxid; die Abkürzung lautet CO2e (für equivalent). Der Wert beschreibt die mittlere Erwärmungswirkung über einen bestimmten Zeitraum; oft werden 100 Jahre betrachtet.

Beispielsweise beträgt das CO2-Äquivalent für Methan bei einem Zeithorizont von 100 Jahren 25: Das bedeutet, dass ein Kilogramm Methan 25-mal stärker zum Treibhauseffekt beiträgt als ein Kilogramm CO2. Das Treibhauspotenzial ist aber nicht mit dem tatsächlichen Anteil an der Globalen Erwärmung gleichzusetzen, da sich die Emissionsmengen der verschiedenen Gase stark unterscheiden. Mit diesem Konzept können bei bekannten Emissionsmengen die unterschiedlichen Beiträge einzelner Treibhausgase verglichen werden.

In der ersten Verpflichtungsperiode des Kyoto-Protokolls werden Emissionsmengen mit Hilfe der CO2-Äquivalente der einzelnen Gase bewertet und so gemäß ihren Treibhauspotenzialen gewichtet. Dies bedeutet, dass beispielsweise eine Methan-Emissionsreduktion um 1 Tonne gleichwertig zu einer CO2-Reduktion um 25 Tonnen ist, da in beiden Fällen Emissionen in der Höhe von 25 Tonnen CO2-Äquivalent weniger anfallen. Maßgeblich sind dabei die Zahlen gemäß dem Vierten Sachstandsbericht des IPCC aus dem Jahr 2007, bei einem Zeithorizont von 100 Jahren.

Das IPCC selbst gibt jedoch GWP-Werte für Zeithorizonte von 20, 100 und 500 Jahren an und betont, dass dessen Wahl von politischen Überlegungen bestimmt sei. So wäre z. B. ein langer Zeithorizont zu wählen, wenn bevorzugt die Eindämmung der langfristigen Folgen der Globalen Erwärmung angestrebt wird.

Inhaltsverzeichnis

Potenziale

Treibhausgas Quelle Potenzial (bezogen auf 100 Jahre)
Kohlenstoffdioxid CO2 Verbrennung fossiler Energieträger (Kohle, Erdöl, Erdgas
in Verkehr u. Industrie) und von Biomasse (Wald-/ Brandrodung),
Zementproduktion
1
Methan CH4 Reisanbau, Viehzucht, Kläranlagen, Mülldeponien, Kohlebergbau (Grubengas),
Erdgas- und Erdölproduktion
25
Distickstoffoxid N2O
(Lachgas)
Stickstoffdünger in der Landwirtschaft, Verbrennung von Biomasse 298
Fluorchlorkohlenwasserstoffe
(FCKW)
Gruppe verschiedener Verbindungen, Treibgase in Spraydosen, Kältemittel in Kühlanlagen, Narkosemittel
Füllgase in Schaumstoffen.
In Deutschland seit 1995 verboten.
bis zu 14.400
Fluorkohlenwasserstoffe
FKW/HFKW
Treibgase in Spraydosen, Kältemittel in Kühlanlagen,
Füllgase in Schaumstoffen
bis zu 14.800
Tetrafluorethan
(R-134a, HFC-134a)
Kältemittel in Kühlanlagen 1.430
Schwefelhexafluorid SF6 Schutzgas bei der technischen Erzeugung von Magnesium,
Isoliergas in Hochspannungsschaltanlagen
22.800
Stickstofftrifluorid NF3 Herstellung von Halbleitern, Solarzellen und Flüssigkristallbildschirmen [1] 17.200

Quelle: [2]

Einflussgrößen

Das relative Treibhauspotenzial (GWP) eines Treibhausgases wird durch verschiedene Faktoren bestimmt.

Einfluss des Absorptionsverhaltens

Der Effekt eines Treibhausgases beruht auf seiner Fähigkeit, die von der Erdoberfläche reflektierte Wärmestrahlung im Infrarotbereich zu absorbieren und so die Atmosphäre zu erwärmen (Treibhauseffekt). Da hier der zusätzliche Erwärmungseffekt des Gases betrachtet wird, ist insbesondere sein Absorptionsverhalten in denjenigen Spektralbereichen von Bedeutung, in denen die natürlich vorhandenen Treibhausgase (vor allem Wasserdampf und Kohlendioxid) nicht oder nur wenig absorbieren. Dies ist insbesondere das sog. atmosphärischen Fenster im Bereich 8–13 Mikrometer Wellenlänge.

Entgegen einem gelegentlich vorgebrachten Einwand ist zusätzlich in die Atmosphäre emittiertes Kohlendioxid (CO2) in der Lage, den Treibhauseffekt zu verstärken, obwohl das vorhandene CO2 innerhalb seiner Absorptionsbanden die Wärmestrahlung bereits praktisch vollständig absorbiert. Dies ist damit zu erklären, dass die Absorption in den Randbereichen der Banden nicht gesättigt ist und dort durch zusätzliches CO2 verstärkt wird. Der Bereich, den das CO2 im Spektrum absorbiert, wird also bei einer Konzentrationszunahme kaum tiefer sondern breiter.

Das Absorptionsverhalten eines Treibhausgases, also in welchen Wellenlängenbereichen es die Wärmestrahlung absorbieren kann, hängt von der molekularen Struktur des jeweiligen Gases ab.

Einfluss der Verweilzeit

Ebenfalls von entscheidender Bedeutung ist die mittlere Verweilzeit des Gases in der Atmosphäre. Hierbei spielt auch der gewählte Zeithorizont eine wichtige Rolle. So haben Fluor-haltige Treibhausgase aufgrund ihrer hohen Verweilzeit (z. B. 3200 Jahre für SF6) in der Atmosphäre ein wesentlich höheres GWP als Treibhausgase ohne Fluoratome im Molekül, auch für lange Zeithorizonte. Methan (Verweilzeit ca. 12 Jahre) wirkt andererseits kurzfristig, sein GWP ist daher für kurze Zeithorizonte wesentlich größer als für lange.

Einzelnachweise

  1. Ray F. Weiss, et al.: Nitrogen trifluoride in the global atmosphere, Geophys. Res. Lett., 35, L20821, doi:10.1029/2008GL035913.
  2. P. Forster, P., V. Ramaswamy et al.: Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge und New York 2007, S. 212, (PDF)

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