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CO2 Budget

Oft fällt in Diskussionen über Klimaschutz auch der Begriff CO2 Budget. Aber was ist das und worum geht es dabei eigentlich genau?

Definition und ppm

Der Begriff CO2-Budget bezeichnet die von Menschen verursachten  CO2-Emissionen (anthropogene Emissionen), die seit Beginn der Industrialisierung freigesetzt wurde bzw. noch freigesetzt werden kann, um mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit eine globale Erwärmung über eine wissenschaftlich definierte Grenze hinaus zu vermeiden.

Bei der Betrachtung der Kohlendioxidwerte in der Atmosphäre muss zwischen natürlichen und menschlichen Quellen unterschieden werden. Zwar wird sehr viel CO2 durch natürliche Prozesse freigesetzt. Dem steht jedoch eine fast gleich große natürliche Fixierung z.B. durch Pflanzen oder durch die Aufnahme des CO2 durch die Ozeane gegenüber. Der natürliche Stoffkreislauf ist somit geschlossen. 

Durch die Verbrennung fossiler Energieträger (wie Kohle, Erdöl oder Erdgas) sowie weitere Eingriffe des Menschen, wie Brandrodung und industrielle Anlagen, wird jedoch zusätzliches Kohlenstoffdioxid in die Atmosphäre abgegeben, wodurch der Anteil in der Atmosphäre stetig zunimmt.

Dieses zusätzlich vom Menschen ausgestoßene CO2 wird zwar teilweise wiederum im normalen Stoffwechselkreislauf in Pflanzen, Böden und im Ozean gespeichert, jedoch bleiben gut 40 % der bisherigen menschengemachten CO2-Emissionen langfristig in der Atmosphäre. Der Anstieg der CO2-Konzentration erhöht den Treibhauseffekt und verstärkt damit die Erderwärmung.

Ohne die Ozeane und Landökosystemen wie Wälder und Wiesen, die als Kohlenstoffsenken dienen, wäre die Kohlendioxidkonzentration von rund 280 ppm (englisch parts per million) vor der Industrialisierung, bis zum Jahr 2015 um rund 250 ppm auf rund 530 ppm gestiegen. Durch den Effekt der sogenannten Kohlenstoffsenken nahm sie tatsächlich jedoch „nur“ auf rund 400 ppm zu. Die aktuelle Wachstumsrate de CO2 Konzentration in der Atmosphäre liegt bei ca. 2 ppm pro Jahr womit die Konzentration extrem rasant und gefährlich ansteigt.

Bis zu einer Grenze von 450 ppm wird damit gerechnet, dass die Erderwärmung auf zwei Grad gegenüber der vorindustriellen Zeit begrenzt werden kann.

Das Problem ist, dass ca. 20 % des emittierten CO2 viele Jahrtausende in der Atmosphäre verbleibt. Die mittlere Verweildauer in der Atmosphäre liegt laut Umweltbundesamt bei ca. 120 Jahren. Wissenschaftler*innen von der University of East Anglia erwarten den Höhepunkt der Klimawirksamkeit von CO2 nach Ablauf von zehn Jahren nach der Emission dieser. Bedeutet auch nach Reduktion von Treibhausgasen wirken diese mindestens noch 10 Jahre später negativ auf unser Klima ein, was ein weiterer Grund ist die Reduktion so schnell wie möglich voranzutreiben.

Auf der folgenden Grafik ist der weltweite Anstieg des CO2 in der Atmosphäre gut zu sehen. Bei einer weiterhin ansteigenden Kohlenstoffdioxidkonzentration in der Atmosphäre ist der Grenzwert von 450 ppm bald erreicht. Auch ist der durchschnittliche Temperaturanstieg in den letzten 1000 Jahren gut zu erkennen.

Restbudget CO2

Aber wie viel CO2 bleibt uns denn jetzt noch übrig?

Der Weltklimarat gibt zum Beispiel das globale CO2-Restbudget in seinem 2018er Sonderbericht mit 420 Gigatonnen an, wenn das 1,5-Grad-Ziel mit 66 % Wahrscheinlichkeit erreicht werden soll. 

 

Man könnte also der Meinung sein, dass alle Menschen, denen es möglich ist, versuchen so viel wie möglich CO2 einzusparen, um das CO2 Budget nicht zu stark zu belasten. Leider ist genau das Gegenteil der Fall. Im Jahr 2018 wurden weltweit rund 42 Gigatonnen CO2 ausgestoßen und die Tendenz ist steigend. Auf der Webseite des Global Carbon Atlas ist der Ausstoß von 2017 der einzelnen Länder zum Beispiel sehr gut visualisiert.

Von dem Klimaforscher Stefan Rahmstorf wurde für Deutschland ein Restbudget von 9,7 Gigatonnen berechnet. Von diesem Restbudget, das Anfang 2016 zur Verfügung stand, seien bis Anfang 2019 bereits 2,4 Gigatonnen verbraucht worden (zirka 0,8 Gigatonnen pro Jahr). Damit standen für Deutschland Anfang 2019 noch 7,3 Gigatonnen zur Verfügung. Um das Pariser Klimaschutzabkommen einzuhalten, müsste Deutschland seine Emissionen jedes Jahr linear um mindestens 6 % reduzieren und  somit bis zum Jahr 2036 Nullemissionen erreichen. Auch der Sachverständigenrat für Umweltfragen kommt zu ähnlichen Werten und Ergebnissen.

Das Klimapaket, das die deutsche Bundesregierung am 20.09.2019 beschlossen hat, kommt nicht ansatzweise in diese Richtung und verfehlt diese wichtigen Ziele um Längen.

Für einen wirksamen Klimaschutz muss die gesamte Menge an ausgestoßenen Treibhausgasen drastisch limitiert werden. So hat der Weltklimarat 2014 ausgerechnet, dass das  eine Erwärmung um max.2 Gradmit einer Wahrscheinlichkeit von mehr als 50 % nur erreicht werden kann, wenn im Zeitraum 2011 bis 2050 maximal zwischen 870 und 1.240 Gigatonnen Kohlenstoffdioxid freigesetzt werden. Umgerechnet auf die aktuell weltweiten Reserven bedeutet dies, dass im globalen Kontext beispielsweise etwa ein Drittel der Ölreserven, die Hälfte der Erdgas­reserven und mehr als 80 Prozent der Kohle­reserven nicht verbraucht werden dürfen. Allerdings sind eine Erwärmung von 2 Grad schon für viele Ökosystem tötlich und somit zuviel. Dass bedeutet natürlich auch, dass noch mehr Fossile Ressourcen eingespart werden, um garnicht bei 2°C Erwärmung zu landen.

Eine Studie des NewClimate Institutes nennt neben der deutlichen Beschleunigung der Energiewende einen früheren Ausstieg aus der Kohleverstromung bis 2025 als beste Lösung. In diesem Szenario müsste die Welt bis zum Jahr 2035 komplett aus der Verbrennung fossiler Rohstoffe aussteigen, um rechtzeitig Nettonull zu erreichen.

Verschiedene Berechnungen

Zum Beispiel im Bericht vom Weltklimarat gibt es Berechnungen, wie wir es mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit noch schaffen, die Kipppunkte des Weltklimas aufzuhalten.

Allerdings ist in vielen Berechnungen noch gar nicht berücksichtigt, dass der Permafrost schneller schmilzt als angenommen und dadurch mehr Klimagase freisetzt, was die Lage weiter verschärft.

Die Mehrzahl der Klimaszenarien, die untersuchen, wie das Zwei-Grad-Ziel eingehalten werden kann, geht davon aus, dass es während des 21. Jahrhunderts zum sog. Überschießen kommt. Das bedeutet, dass zunächst mehr Treibhausgase ausgestoßen werden, als zum Erreichen der Klimaziele erlaubt sind, gegen Ende des 21. Jahrhunderts dann aber wieder Kohlenstoffdioxid aus der Erdatmosphäre entnommen wird, sodass das Klimaziel bis zum Jahr 2100 wieder eingehalten werden kann. Daher wird weltweit nach Wegen gesucht, Kohlenstoff zu binden und so der Atmosphäre zu entziehen. Fast alle Szenarien des Weltklimarats enthalten die Annahme, dass in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts Carbon-Capture-and-Storage-Technologien (CCS) angewendet werden.

Allerdings birgt das Setzen auf negative Emissionen zugleich große Risiken. Zwar besteht durchaus die Möglichkeit, dass solche Strategien erfolgreich sind. Bei einem ebenso möglichen Scheitern besteht jedoch die Gefahr, dass zukünftige Generationen von erheblichen Klimafolgen und hohen Bewältigungskosten betroffen sind. Zudem können während des temporär geplanten Überschreitens des Temperaturziels Kipppunkte im Klimasystem ausgelöst werden, die dann permanente Folgen nach sich ziehen. Beispiele hierfür sind die Destabilisierung von Eisschilden, die einen starken und irreversiblen Meeresspiegelanstieg zur Folge hätten, oder die Freisetzung großer Treibhausgasmengen in der Arktis oder dem Amazonasgebiet, die anschließend wiederum die globale Erwärmung verstärken würden.

Fazit – Zusammenfassung

Durch die Eingriffe des Menschen in die Umwelt steigt das CO2 Gehalt in der Atmosphäre rasant an. Dies kann, wenn gewisse Kipppunkte erreicht werden, lebensbedrohlich und kostenaufwendig für die betroffenen Menschen und die nachfolgenden Generationen sein. Um dagegen zu wirken, müsste jedes Land der Welt sich eigeninitiativ oder als Bündnis dafür entscheiden wirksamen Klimaschutz und eine schnelle Energie- und Industriewende voranzutreiben.

Der Weltklimarat und viele seriöse Klimaforschungsinstitute haben Berechnungen veröffentlicht, auf welche Art und mit wie viel Wahrscheinlichkeit wir die uns verbleibenden ca. 420 Gigatonnen erhalten können und die 1,5°C Erderwärmung nicht überschreiten.

Wenn nicht bald von der politischen Seite durch wirksame Klimaschutzgesetze oder Verbote ein Schritt Richtung CO2 Reduzierung gemacht wird, wird es immer schwieriger, die Welt in ihrem uns bekannten lebenswerten Zustand zu erhalten.

 

 

 

Quellen:

Wikipedia – 13.11.2019 –

https://de.wikipedia.org/wiki/CO2-Budget

Wikipedia – 13.11.2019 –

https://de.wikipedia.org/wiki/Anthropogen

MCC – 13.11.2019 –

https://www.mcc-berlin.net/forschung/co2-budget.html

BR – 14.11.2019 –

https://www.br.de/nachrichten/wissen/klimawandel-die-wichtigsten-co2-fakten-visualisiert,RbqFZV0

Umweltbundesamt – 14.11.2019 –

https://www.umweltbundesamt.de/daten/klima

KlimaWiki – 26.11.2019 –

http://klimawiki.org/klimawandel/index.php/Kohlendioxid

Klimawandel und Technik – 02.12.2019 –

https://www.klimawandel-technik.com/2-grad-ziel

Klimareporter – 02.12.2019 –

https://www.klimareporter.de/erdsystem/erneuter-sprung-bei-der-co2-konzentration-erwartet

Wikipedia - 02.12.2019 - 

https://de.wikipedia.org/wiki/CO2-Abscheidung_und_-Speicherung

 

Quellen der Exelgrafik von Boris Beznoshchenko:

https://cdiac.ess-dive.lbl.gov/ftp/ndp030/global.1751_2014.ems

ftp://ftp.ncdc.noaa.gov/pub/data/noaaglobaltemp/operational/timeseries/aravg.ann.land_ocean.90S.90N.v4.0.1.201811.asc

http://scrippsco2.ucsd.edu/data/atmospheric_co2/icecore_merged_products

 

 

Geschrieben von Tim Melchert – FÖJ 19/20 – 04.12.2019