Treibhausgase und ihre schädlichen Auswirkungen

 

Treibhausgase sind Substanzen, die zum Treibhauseffekt beitragen. Die wichtigsten Gase, die zum Klimawandel beitragen, sind Wasserdampf (H2O), Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4), Ozon und Distickstoffoxid (N2O), die allesamt auch in der Natur vorkommen. Darüber hinaus sind viele vom Menschen hergestellte Chemikalien starke Treibhausgase, vor allem Fluorchlorkohlenwasserstoffe (CFSs, HCFSs, HFCs, PFCs und SF6) und Bromverbindungen (Halone, wie CF3Br). Die Schädlichkeit der Gase wird anhand ihres Lebenszyklus und ihres Treibhauseffekts bewertet. Einige Gase tragen direkt zum Treibhauseffekt bei, während andere indirekt wirken.

 

Der Lebenszyklus von Treibhausgasen in der Atmosphäre und ihr Treibhauspotenzial

 

Wasserdampf ist ein Treibhausgas und die wichtigste natürliche Ursache für den Treibhauseffekt. Er erhöht die Oberflächentemperatur der Erde um 21 Grad Celsius. In seiner natürlichen Konzentration hat Kohlendioxid eine Wirkung von sieben Grad, während andere Treibhausgase insgesamt fünf Grad ausmachen.

 

Das Treibhauspotenzial (GWP) wird für Gasvergleiche herangezogen. Es ist ein Maß für die Erwärmungswirkung jedes Gases pro Masseneinheit über einen Zeitraum von 20 oder 100 Jahren, bezogen auf Kohlendioxid.

 

 

Gas

Lebenszyklus (Jahre)  

GWP 20 Jahre     

GWP 100 Jahre

Kohlendioxid 50 - 200 1 1
Methan 12 72 25
Distickstoffoxid   114 310 298
FCKWs 1,4  -270 437 - 12 000 124 - 14 800
PFCs 2 600 - 50 000 5 210 - 8 630 7 390 - 12 200
SF6 3 200 16 300 22 800
CFCs 45 - 1700 5 310 - 11 000 4 750 - 14 400
HCFCs 1,3 - 17,9  273 - 5 490 77 - 2 310
Halone          16 - 65 3 680 - 8 480 1 640 - 7 140 

Quelle: IPCC 2007

 

Indirekte Treibhausgase

 

Treibhausgase halten einen Teil der Sonnenwärme in der Atmosphäre und tragen so zum Treibhauseffekt bei. Einige Gase haben eine indirekte Wirkung:

  • Stickoxide (NOx), flüchtige organische Verbindungen (VOCs) und Kohlenmonoxid (CO) reagieren in der Atmosphäre und bilden troposphärisches Ozon.
  • Kohlenmonoxid (CO) reagiert in der Atmosphäre und bildet Kohlendioxid.
  • Flüchtige organische Verbindungen (VOC) bilden Methan und Wasserdampf.
  • Schwefeldioxid (SO2) reagiert in der Atmosphäre und bildet Kühlsulfat-Aerosole.
  • Stickoxide und Schwefeldioxide bilden Aerosole, die die Wolkenbildung verstärken. Dadurch wird das Klima möglicherweise stärker abgekühlt als es sich erwärmt.

 

Klimatisierende Gase sind Kohlenmonoxid, Stickoxide (NOx) und flüchtige organische Verbindungen (VOCs). Schwefeloxide (SxOy) hingegen kühlen das Klima ab.

 

Das Treibhauspotenzial (GWP) indirekter Treibhausgase im Verhältnis zu Kohlendioxid

 

Gas

Lebenszyklus (Jahre)  

GWP 100 Jahre

Kohlenmonoxid (CO)       0,08 - 0,25 40 603
Stickoxide (NOx)      0,01 - 0,03 40
NMVOC* ? 11
Schwefeldioxid ? -

*Non-Methane Volatile Organic Compounds (flüchtiger organische Verbindungen außer Methan).

Quelle: IPCC 2001, Umweltministerium 1997

 

Flüchtige organische Verbindungen („Volatile Organic Compounds“, VOC)

 

Methan und andere gasförmige organische Verbindungen werden zusammenfassend als flüchtige organische Verbindungen oder VOCs bezeichnet. Bei der Bewertung von Treibhausgasen wird Methan separat betrachtet, da es die wichtigste VOC ist, und der Begriff VOCs bezieht sich auf die anderen Verbindungen. Die Abkürzung NMVOC (Non-Methane Volatile Organic Compounds) wird ebenfalls häufig verwendet.

 

VOCs haben eine direkte Wirkung, indem sie die Wärmestrahlung des Erdreichs absorbieren, aber ihr indirekter Beitrag ist noch bedeutender. Sie reagieren mit Hydroxylradikalen (OH-) in der Luft und bilden troposphärisches Ozon, das ein Treibhausgas ist. Wenn sie die Stratosphäre erreichen, reagieren sie mit OH- und bilden Wasserdampf, der ein Treibhausgas ist. VOCs werden ebenfalls in Methan umgewandelt.

 

Quellen: Ilmasto.org, IPCC

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