Treibhausgase: Entstehung und Wirkung

Die Atmosphäre, die den Planeten Erde umhüllt, ist für uns lebenswichtig. Sie schützt vor schädlichen Strahlungen und gleicht die Temperaturunterschiede zwischen den Polen und dem Äquator aus. Die dünne Gasschicht besteht hauptsächlich aus Stickstoff (78 Prozent) und Sauerstoff (21 Prozent). Darüber hinaus sind in der Atmosphäre weitere Gase enthalten. Da diese nur in geringen Konzentrationen vorkommen, fasst man sie unter dem Begriff Spurengase zusammen.

Blick aus dem All auf die ErdatmosphäreBild vergrössern Die Erdatmosphäre braucht Schutz; Foto: © @nt - Fotolia.com

Einige Gase in der Atmosphäre wirken als Treibhausgase. Sie lassen das Sonnenlicht fast ungehindert passieren, halten aber die Wärmestrahlung, die von der Erdoberfläche ausgeht, in der Atmosphäre zurück. Zu diesem natürlichen Treibhauseffekt trägt überwiegend Wasserdampf (H2O) bei, gefolgt von den Gasen Kohlendioxid (CO2), Ozon (O3), Lachgas (N2O) und Methan (CH4). Der Treibhauseffekt macht das Leben in seiner heutigen Form erst möglich: Ohne ihn würde die durchschnittliche Temperatur auf unserem Planeten eisige minus 18 Grad Celsius betragen.

Treibhausgase im Überfluss

Seit Beginn des Industriezeitalters um 1750 hat die Konzentration der Treibhausgase in der Atmosphäre immer mehr zugenommen. Dadurch wird der natürliche Treibhauseffekt verstärkt, die durchschnittliche Temperatur auf der Erde steigt. Dieser anthropogene – das heißt, vom Menschen verursachte – Treibhauseffekt verändert das Klima auf unserem Planeten.

Vor allem der Anteil an Kohlendioxid ist seit der Industrialisierung stark gestiegen: Das Gas wird freigesetzt, wenn Kohle, Erdöl oder Erdgas verbrannt werden, um daraus Energie zu gewinnen. Aber auch die Menge an Methan und Lachgas, die beispielsweise bei der Tierhaltung entsteht, hat zugenommen. Nicht zuletzt gelangen mit den fluorierten Treibhausgasen (F-Gase) neue, künstlich erzeugte Treibhausgase in die Atmosphäre. Laut Umweltbundesamt entfielen 2014 in Deutschland 87,9 Prozent der freigesetzten Treibhausgase auf Kohlendioxid, 6,2 Prozent auf Methan, 4,3 Prozent auf Lachgas und 1,6 Prozent auf die F-Gase.

AutostauBild vergrössern Moderne Autos stoßen weniger Emissionen aus. Doch der Verkehr nimmt zu – und damit auch die Belastung; Foto: © Sergiy Serdyuk - Fotolia.com

Kyoto-Protokoll: "Schwarze Liste" für Treibhausgase

Mit der Unterzeichnung des Kyoto-Protokolls haben sich 191 Staaten und die Europäische Union dazu verpflichtet, den Ausstoß von Treibhausgasen zu reduzieren. Das Kyoto-Protokoll erfasste ursprünglich sechs Treibhausgase, 2013 kam noch Stickstofftrifluorid (NF3) hinzu.

Wie stark ein Treibhausgas zur globalen Erwärmung beiträgt, zeigt sein spezifisches Treibhauspotenzial (auch: Global Warming Potential oder GWP-Wert). Die Wirkung von Kohlendioxid auf das Klima wird dabei als Vergleichsgröße genommen: So wirkt sich zum Beispiel ein Kilogramm Methan in einem Zeitraum von 100 Jahren 25-mal so stark auf das Klima aus wie die gleiche Menge an Kohlendioxid. Um die Summe verschiedener Treibhausgasemissionen besser vergleichen zu können, werden diese daher in CO2-Äquivalenten angegeben.

Klimawirksamkeit und wichtige Quellen von Kyoto-Treibhausgasen
Treibhausgas Treibhauspotenzial (in CO2-Äquivalenten), Quelle: 4. Sachstandsbericht des IPCC, 2007 Wichtige Quellen
Kohlendioxid (CO2) 1 Fossile Energieträger
Methan (CH4) 25 Rinderhaltung, Reisanbau, Nutzung von Biomasse
Lachgas (N2O) 298 Dünger, fossile Energieträger
Voll halogenierte Kohlenwasserstoffe (FKW, englisch: PFC) 7.390 - 12.200 Aluminiumherstellung, Halbleiterproduktion, Feuersicherung, Löschmittel
Teilhalogenierte Fluorkohlenwasserstoffe (HFKW, englisch: HFC) 124 - 14.800 Kühlmittel, Treibgas (z.B. in Sprays)
Schwefelhexalfluorid (SF6) 22.800 Elektroindustrie, Isolationsgas (z.B. für Schallschutzfenster)
Stickstofftrifluorid (NF3) 17.200 Produktion von Flachbildschirmen und Solarzellen