Klimaschädlichkeit

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.

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)

Weblinks

• Intergovernmental Panel on Climate Change: The Physical Science Basis
• Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen: Global Warming Potentials