Mit der Methode der CO₂-Äquivalente können Treibhausgase wie CO₂, Methan, Lachgas und fluorierte Gase miteinander verglichen werden. Sie tragen alle zum Klimawandel bei, aber jeweils unterschiedlich stark. Über die CO₂-Äquivalente rechnet man alle Emissionen auf eine einheitliche Basis um und macht so ihre Klimawirkung bewertbar.
Täglich werden große Mengen dieser klimaschädlichen Gase freigesetzt, unter anderem durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe, industrielle Prozesse oder die Landwirtschaft. Angesichts der fortschreitenden Erderwärmung sind dringend Maßnahmen erforderlich, um diese Emissionen zu reduzieren und den Klimawandel zu begrenzen. Um die Maßnahmen bewerten zu können und geeignete Strategien zu entwickeln wird eine Methode benötigt, die die Wirkung der unterschiedlichen Treibhausgase vergleichbar macht.
Was sind Treibhausgase?
Treibhausgase sind Gase, die den natürlichen Treibhauseffekt in der Erdatmosphäre verursachen. Zu diesen Gasen gehören unter anderem Kohlendioxid (CO₂), Methan (CH₄), Lachgas (N₂O), Wasserdampf und Ozon.
Die Sonne schickt Energie in Form von Strahlung zur Erde. Ein Teil dieser Sonnenenergie wird von der Atmosphäre, den Wolken und der Erdoberfläche (z.B. vom Boden und vom Wasser) aufgenommen. Diese absorbierte Energie wird dann als Wärme (infrarote Strahlung) wieder in die Atmosphäre abgegeben.
Normalerweise würde ein Teil dieser Wärme ins All zurückstrahlen. Treibhausgase wie Kohlendioxid (CO₂), Methan (CH₄) und Lachgas (N₂O) wirken jedoch wie eine Decke in der Atmosphäre: Sie fangen einen Teil dieser Wärme auf und strahlen sie zurück zur Erde. Dadurch wird die untere Atmosphäre wärmer, was dazu führt, dass die Temperaturen auf der Erdoberfläche steigen.
Dieser Prozess ist entscheidend dafür, dass unser Planet bewohnbar bleibt, weil die globale Durchschnittstemperatur sonst eisige minus 18 Grad, anstatt von plus 15 Grad Celcius betragen würde. Wenn jedoch zu viele Treibhausgase in die Atmosphäre gelangen, wird diese "Decke" dicker, und immer mehr Wärme bleibt auf der Erde, was zu einer Erwärmung des Planeten führt. Dieses Phänomen trägt zum Klimawandel bei.
Was sind CO2-Äquivalente?
Zur vergleichenden Darstellung der Emissionen verschiedener Treibhausgase wird häufig die Maßeinheit CO₂-Äquivalente (CO₂e oder CO₂eq) verwendet. CO₂-Äquivalente ermöglichen es, die klimawirksamen Effekte unterschiedlicher Gase, die zur globalen Erwärmung beitragen, in eine einheitliche Skala zu bringen. Somit können ohne großen Aufwand Aussagen zur totalen Klimawirkung der unterschiedlichen Gase getroffen werden. CO₂eq geben an, wie viel Kohlendioxid (CO₂) freigesetzt werden müsste, um dieselbe Erwärmungswirkung zu erzielen wie eine bestimmte Menge eines anderen Treibhausgases. Diese Methode zur Umrechnung verschiedener Treibhausgase in CO₂-Äquivalente wurde von Wissenschaftler*innen entwickelt und von dem Weltklimarat (IPCC, Intergovernmental Panel on Climate Change) im Rahmen der Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen (UNFCCC) übernommen.
Jedes Treibhausgas (GHG) hat ein individuelles Treibhauspotenzial (Global Warming Potential, GWP), das angibt, wie stark es zur Erderwärmung beiträgt und wie lange es in der Atmosphäre verbleibt. Das Global Warming Potential wird über einen Zeitraum von 100 Jahren gemittelt betrachtet, daher wird es auch als GWP100 bezeichnet.
Zum Beispiel hat Methan (CH₄) über einen Zeitraum von 100 Jahren ein GWP von 28 bis 36, was bedeutet, dass ein Kilogramm Methan etwa 28- bis 36-mal mehr Wärme in der Atmosphäre bindet als dieselbe Menge CO₂. Lachgas (N₂O) ist mit einem GWP von 265 bis 298 sogar noch potenter. Die in der Industrie verwendeten fluorierten Gase haben zwar ein extrem hohes Erderwärmungspotenzial pro Einheit, kommen aber, im Vergleich zu CO₂, in weitaus geringeren Mengen vor. Sie sind dennoch problematisch, da sie lange in der Atmosphäre verbleiben und selbst in kleinen Mengen schädlich wirken.
Wozu werden CO2-Äquivalente verwendet?
Die Nutzung von Metriken wie CO2eq spielt eine zentrale Rolle in der internationalen Klimapolitik. Indem die Emissionen verschiedener Treibhausgase miteinander vergleichbar gemacht werden, wird es für Wissenschaftler*innen, Politiker*innen und Entscheidungsträger*innen leichter, Strategien zur Reduzierung von Emissionen zu entwerfen und umzusetzen. Auch wird es leichter, die gesamten Treibhausgasemissionen eines Landes übersichtlich darzustellen, Fortschritte bei der Reduktion von Emissionen zu messen und nationale Klimaziele festzulegen und zu überprüfen. Auch im Rahmen von Handelssystemen für CO₂-Zertifikate bieten diese Metriken eine verlässliche Grundlage, um Emissionsrechte fair und nachvollziehbar zu verteilen. CO₂ dient dabei als Basismaßstab (mit einem GWP von 1), gegen den die Wirkung anderer Treibhausgase bewertet wird.
Die nicht natürlich vorkommenden, fluorierten Gase, die in der Industrie verwendet werden, gehören zu den besonders klimaschädlichen Substanzen und weisen GWP-Werte im Bereich von Tausenden bis Zehntausenden auf. Diese hohen GWP-Werte verdeutlichen, dass auch in kleinen Mengen ausgestoßene Gase erhebliche Auswirkungen auf das Klima haben können. So können beispielsweise Maßnahmen entwickelt werden, die sich auf die Reduktion von hochpotenten Gasen konzentrieren, die einen größeren Beitrag zur Erderwärmung leisten, auch wenn ihre Emissionen in absoluten Mengen geringer sind.
Was wird an der Maßeinheit CO2-Äquivalente kritisiert?
CO₂-Äquivalente erleichtern zwar den Vergleich verschiedener Treibhausgase, stoßen jedoch auf Kritik, weil sie die Klimawirkung nicht in allen Aspekten vollständig erfassen können. Eine Schwäche des aktuellen GWP100-Ansatzes ist, dass er die unterschiedlichen Zeithorizonte von kurzlebigen und langlebigen Treibhausgasen nicht ausreichend berücksichtigt. Treibhausgase lassen sich in kurz- und langlebige Gase einteilen, die jeweils unterschiedlich auf das Klima wirken und daher differenziert bewertet werden müssen. Besonders die Berücksichtigung der Zeithorizonte ist wichtig, weil kurzlebige Gase sofortige Klimawirkungen haben, die für die schnelle Verlangsamung der Erderwärmung entscheidend sind.
Kurzlebige Treibhausgase wie beispielsweise Methan werden recht schnell abgebaut, bereits nach 10-20 Jahren, andere Aerosole sogar schon nach Stunden oder Tagen. Die Klimawirkung kurzlebiger Substanzen ist somit primär von den Emissionen der jüngsten Vergangenheit abhängig und nimmt relativ schnell ab.
Im Vergleich dazu verbleiben langlebige Substanzen (Co2, Lachgas, synthetische Gase) über einen längeren Zeitraum in der Atmosphäre - über Jahrzehnte bis Jahrhunderte) wodurch ihre Klimawirkung weitaus schädigender ist. Also nach dem ursprünglichen Emissionspuls bleibt die Konzentration erhöht. So können sich langlebige Gase in der Atmosphäre akkumulieren und ihre Klimawirkung steigt mit der Zeit an.
Die GWP100-Methode verteilt die Wirkung von Methan gleichmäßig über 100 Jahre. Wenn wir Methan schnell reduzieren, führt das eigentlich dazu, dass das Klima kurzfristig abkühlt. Die GWP100-Methode berücksichtigt diese kurzfristige Abkühlung jedoch nicht und rechnet so, als ob Methan über die gesamten 100 Jahre eine konstante Wirkung hätte. Dadurch sieht es so aus, als ob die schnelle Reduktion von Methan nicht so effektiv wäre und sogar zu einer leichten Erwärmung führen könnte - obwohl das für den Klimaschutz in den nächsten Jahren besonders wichtig wäre.
GWP* als bessere Messmethode
Um Zeitverläufe stärker zu berücksichtigen, wurde GWP* als Metrik entwickelt, um besonders die Klimawirkung von kurzlebigen Treibhausgasen wie beispielsweise Methan besser zu berücksichtigen.
Während GWP100 die Erwärmungswirkung eines Gases gleichmäßig über 100 Jahre verteilt, berücksichtigt GWP* den tatsächlichen zeitlichen Verlauf und die spezifischen Eigenschaften dieser Gase.
Da GWP* den zeitlichen Verlauf der Emissionen und deren Klimawirkung mit einbezieht, kann es genauer bestimmen, wie viel ein Treibhausgas in einem bestimmten Zeitraum zur Erderwärmung beiträgt. Das macht GWP* besonders wertvoll, wenn es darum geht, Emissionspfade und Maßnahmen zur Einhaltung von Temperaturzielen wie der 1,5 °C-Grenze festzulegen. So wird sichergestellt, dass die Reduktion von kurzlebigen, aber stark klimaschädlichen Gasen in der Klimapolitik nicht unterbewertet wird.
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OroVerde - Die Tropenwaldstiftung
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