Treibhausgas

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Grundsätzlich sind Treibhausgase (THG) Gase, die zum Treibhauseffekt beitragen. Der Treibhauseffekt beschreibt einen ursprünglich natürlichen Prozess, der die Temperatur auf der Erde maßgeblich bestimmt hat. Ohne den natürlichen Treibhauseffekt von Wasserdampf wäre die Durchschnittstemperatur der Erdoberfläche bei nur rund -18°C. Die auftreffende kurzwellige Strahlung der Sonne wird zum Teil von der Erdoberfläche als langwellige Wärmestrahlung reflektiert. Diese Strahlung wird nun von den atmosphärischen Treibhausgasen absorbiert und nach Abgabe der Energie wieder an die Erde zurückgestrahlt. Dies erwärmt die unteren Atmosphärenschichten und somit die Durchschnittstemperatur auf dem Planeten. Diesen Gesamtprozess bezeichnet man als Treibhauseffekt welcher die fundamentale Grundlage des menschgemachten Klimawandels darstellt.

Durch das emittieren von Treibhausgasen wird das natürliche Gleichgewicht zwischen ein- und austretender Strahlung gestört. Durch die Industrialisierung und der damit einhergehenden Verwertung von anthropogenen Quellen wie Kohle, Öl und Gas zur Erzeugung von Energie und Gütern steigt der Anteil an THG in der Atmosphäre drastisch an.

Wichtigsten THG:

Die wichtigsten THG sind Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4), Lachgas (N2O) und fluorierte Gase. Auch wenn das Treibhausgas-Potential bei anderen Gasen weitaus höher ist, stellt CO2 bei weitem das größte Problem dar. Der Anteil an CO2 in der Atmosphäre ist seit dem Beginn der Messungen im Jahr 1958 auf rund 420ppm gestiegen, der höchste Wert seit mindestens 800.000 Jahren.

Quelle: https://www.eskp.de/grundlagen/klimawandel/treibhausgase-935691/

Kohlendioxid:

Durch die Verbrennung von fossilen Brennstoffen, wie z.B. Kohle, Erdöl oder Erdgas wird CO2 frei. Im Jahr 2021 wurden weltweit ungefähr 36,4 Milliarden Tonnen CO2 durch den Menschen emittiert. Um die globalen Klimaziele von 1,5°C Erderwärmung einzuhalten, dürfen laut einigen Studien ab dem Jahr 2020 nicht mehr als 400 Milliarden Tonnen CO2 in die Atmosphäre gelangen. Einen Überblick gibt die CO2 Uhr (https://www.mcc-berlin.net/forschung/co2-budget.html). Die Verweildauer von anthropogen erzeugtem CO2 beträgt viele Jahrzehnte und es wird davon ausgegangen, dass nach 1000 Jahren noch bis zu 40% des CO2 in der Atmosphäre verbleiben wird. Durch erhöhte Photosyntheseleistung und Lösung des CO2 im Meerwasser wird dieser Vorgang beschleunigt.

Methan:

Vom Mensch erzeugtes Methan entsteht zu ca. 50% in der Land- und Forstwirtschaft, beispielsweise in der Massentierhaltung. Auch Kläranlagen und Mülldeponien sind für einen großen Teil der Methanemissionen verantwortlich. Der restliche Anteil kommt durch Leckagen in Transporten von enormen Mengen an Erdgas zustande. Eine indirekte Methanquelle stellt das auftauen des Permafrostbodens dar, in dem sich ein großer Anteil Methanhydrat befindet. Zahlreiche Fracking Bohrstellen in den USA wurden stillgelegt und sind jetzt nun ein großer Emittent von Methan und anderen Klimagasen.

Lachgas:

Der Hauptanteil an N2O entsteht durch die exzessive Landnutzung seit der Industrialisierung. Viehhaltung und die Verwendung von Düngemitteln stellen hierbei den Löwenanteil. Durch ein sehr hohes Treibhauspotenzial und einer langen Verweilzeit in der Atmosphäre wird es als Klimarelevantes Gas definiert. Auch die N2O Konzentrationen sind laut Eiskernbohrungen auf einem Höchststand seit 800 000 Jahren.

Quelle: https://gml.noaa.gov/aggi/

Quellen:

https://www.myclimate.org/de/informieren/faq/faq-detail/was-ist-der-treibhauseffekt/#:~:text=Der%20Treibhauseffekt%20ist%20grunds%C3%A4tzlich%20ein,von%20der%20kurzwelligen%20Sonnenstrahlung%20erw%C3%A4rmt.

https://gml.noaa.gov/aggi/

https://www.umweltbundesamt.at/klima/treibhausgase

Vorlesungsunterlagen Chemie II (Ao.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Thomas Prohaska)