Was sind Treibhausgase?

Oberflächlich betrachtet mag die Antwort auf die Frage „Was sind Treibhausgase?“ vielleicht offensichtlich erscheinen, aber in Wirklichkeit ist dies ein durchaus komplizierteres Thema, als Sie es sich vielleicht zunächst vorstellen.

Eine mögliche Definition besagt, dass sich Treibhausgase (THG) wie die Glasscheiben eines Gewächshauses verhalten, indem sie Wärme in die Atmosphäre eindringen, aber nicht entweichen lassen - daher der Name Treibhausgase. Laut Klimaexpert:innen der British Geological Survey würden natürliche Temperaturen ohne den Treibhauseffekt wahrscheinlich auf etwa minus 20°C sinken, was definitiv zu kalt wäre, um artenreiches Leben auf der Erde zu gewährleisten.

Die bisherigen Aktivitäten von uns Menschen haben den natürlichen Treibhauseffekt auf der Erde jedoch stark verstärkt und führen zunehmend zu einer zusätzlichen Freisetzung von Treibhausgasen, die nach allgemeiner Auffassung die Ursache der Erderwärmung und des Klimawandels darstellen.

Eine laufende Temperaturanalyse, durchgeführt von Wissenschaftler:innen des Goddard Institute for Space Studies (GISS) der NASA zeigt, dass die globale Durchschnittstemperatur seit 1880 bereits um 1,1°C gestiegen ist. Der größte Teil dieser Erwärmung begann im Jahr 1975 und schreitet seitdem mit einer Rate von etwa 0,15°C bis 0,20°C pro Jahrzehnt voran.

Doch welche sind überhaupt die Treibhausgase, die diesen Temperaturanstieg verursachen? Das Greenhouse Gas Protocol ist der globale Industriestandard für die Messung unternehmerischer Treibhausgasemissionen. Folgende Treibhausgase sind im Rahmen des Kyoto Protocol wie folgt aufgelistet:

• Kohlenstoffdioxid (CO₂) 
• Methan (CH₄) 
• Distickstoffoxid (N₂O) 
• Fluorkohlenwasserstoffe (HFCs) 
• Perfluorierte Kohlenwasserstoffe (PFCs) 
• Schwefelhexafluorid (SF6)
• Stickstoff Trifluorid (NF3)

Zwar ist Wasserdampf das am häufigsten verbreitete Treibhausgas (sein Gehalt steigt gleichmäßig mit der Temperatur in unserer Erdatmosphäre an), dennoch kann CO₂ im Vergleich jahrhundertelang in der Atmosphäre nachgewiesen werden, während Wasserdampf nach einigen Tagen wieder verschwindet.

Einem Bericht der NASA zufolge ist die CO₂-Konzentration in der Atmosphäre seit Beginn der industriellen Revolution in den 1800er Jahren um ganze 47% gestiegen. Dies ist unter anderem auf menschliche Aktivitäten wie die Verbrennung fossiler Brennstoffe sowie großflächige Waldrodung zurückzuführen. Wegen seiner großen Menge in der Atmosphäre ist CO₂ somit der Hauptverursacher des Klimawandels. 

Methan hingegen wird auf natürliche Weise durch Zersetzungsprozesse erzeugt, jedoch haben wir Menschen hier das natürliche Gleichgewicht gestört. Riesige Mengen Methan werden im Rahmen von Viehzucht, Mülldeponien, Reisanbau oder die traditionelle Erdöl- und Erdgasförderung freigesetzt. Distickstoffoxid hingegen entsteht unter anderem durch den großflächigen Einsatz von industriellen und organischen Düngemitteln, die Verbrennung fossiler Brennstoffe, Salpetersäureproduktion sowie die Verbrennung von Biomasse.

Wie werden Treibhausgase gemessen?

Treibhausgasemissionen werden häufig in CO₂-Äquivalenten, abgekürzt CO₂e, gemessen und angegeben. Diese Einheit wird verwendet, um Emissionen verschiedener Treibhausgase auf der Grundlage ihres Treibhauspotenzials (auch Global Warming Potential oder GWP genannt) zu vergleichen. Die Bezeichnung GWP steht dabei für die relative Wirksamkeit eines Treibhausgases, Molekül für Molekül, in Bezug auf seine Verweildauer in unserer Atmosphäre.

Um CO₂e zu quantifizieren, müssen wir die Menge der Treibhausgase mit ihrem GWP multiplizieren. Das GWP von Methan beträgt beispielsweise 28 und sogar 256 für Distickstoffoxid. Das bedeutet, dass eine Tonne Methan mit 28 Tonnen CO₂ gleichzusetzen sind und eine Tonne Distickstoffoxid 265 Tonnen CO₂ entspricht.  

Normalerweise wird das GWP über einen Zeitraum von 100 Jahren ermittelt, jedoch gibt es eine Reihe alternativer Maßstäbe, die für den Vergleich von Treibhausgasen verwendet werden können. Beispielsweise wird manchmal das GWP über 20 Jahre angegeben. Bei diesem GWP werden meist Gase mit einer kürzeren Lebensdauer betrachtet, da diese nur wenig bedeutsame Auswirkungen über einen längeren Zeitraum aufweisen. So wird GWP auch immer größer oder kleiner, je nach Länge des Betrachtungszeitraums und der Zerfalldauer einzelner Treibhausgase gegenüber CO₂.  

Eine weitere Einheit ist das Global Temperature Potential (GTP). Die Berechnung dieses Wertes ist wesentlich komplexer als die des GWP, da sie auf einer Modellierung der Reaktion des Klimasystems auf erhöhte Treibhausgaskonzentrationen und der damit verbundenen Reaktionsgeschwindigkeit des jeweiligen Ökosystems (beispielsweise variiert die Temperaturabsorption von Ozeanen und Landmassen) beruht.

Erfahren Sie mehr über GWP und GTP.

Wie entstehen Treibhausgase?

Der Versuch, alle Treibhausgase auf der Welt zu erfassen, ist schon an sich ein großes Unterfangen, da es dabei so viele verschiedene Arten von Emissionen zu berücksichtigen gilt: Es gibt Methan, Ozon, Kühlmittel und eine Vielzahl weiterer Stoffe, die zur Erwärmung unseres Planeten beitragen und vom IPCC erfasst werden. Die nachstehende Grafik veranschaulicht die vielen Ursachen dieser Gase: 

Wie das Diagramm eindrücklich veranschaulicht, stellen Strom und Wärme aus Kraftwerken, die durch die Verbrennung von Kohle, Erdgas und anderen fossilen Brennstoffen für die Industrie erzeugt werden, die größte Quelle von Treibhausgasemissionen weltweit dar. Danach folgt die Landwirtschaft, besonders verstärkt durch Emissionen aus der Viehzucht, doch auch ebenso die Forstwirtschaft, Fischerei, direkte Bodenemissionen sowie Waldbrände.

Die vielleicht offensichtlichste Emissionsquelle ist der Verkehr. Aber wir nehmen nicht alles davon wahr: Flugverkehr, Schienenverkehr und Kühlung im Verkehrswesen beispielsweise tragen alle zum Ausstoß von Treibhausgasemissionen bei – zu etwa 14%, wie aus dem obigen Diagramm hervorgeht. 

Die in Gewerbe- und Wohngebäuden verbrauchte Energie, einschließlich Heizung und Klimaanlagen oder sogar Feuerlöschern, trägt mit 6,4% zu den weltweiten Emissionen bei.  

Möglicherweise am überraschendsten ist der Anteil von Lebensmittelabfällen am globalen CO₂-Fußabdruck – diese sind mit etwa 6,7% vertreten. Der Prozess beginnt schon lange bevor die Produkte den Bauernhof verlassen, und setzt sich über Vertrieb, Lagerung, Supermärkte sowie Restaurants bis hin zu Ihrer Küche fort. Danach landen sie nur allzu oft im Müll.

Wie Sie sehen, gibt es auf die Frage: „Wie entstehen Treibhausgase?" mehrere mögliche Antworten und der Sachverhalt kann von vielen verschiedenen Seiten beleuchtet werden.

Insgesamt bestehen kaum Zweifel daran, dass die wachsende Konzentration von Treibhausgasen wahrscheinlich die größte Bedrohung darstellt, der wir je ausgesetzt waren. Zu wissen, was Treibhausgase sind und woher sie kommen, ist zumindest ein kleiner Schritt entgegen einer Zukunft, in der wir in der Lage sind, die katastrophalen Folgen des Klimawandels zu mildern oder gar zu verhindern.

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