Faktencheck zum Klimawandel

Was ist CO₂ – und wieso schadet das Treibhausgas dem Klima?

Das Verbrennen von Kohle bringt mehr CO₂ in die Atmosphäre.

Das Verbrennen von Kohle bringt mehr CO₂ in die Atmosphäre.

Wenn es darum geht, was denn nun gegen den menschengemachten Klimawandel zu tun sei, raten Forschende vor allem zu einer Sache: die CO₂-Emissionen so schnell wie möglich auf null zu senken. Das jüngste Beispiel: der neueste Bericht des Weltklimarats, der Ende Februar veröffentlicht wurde. Darin heißt es, dass sich alle Maßnahmen, die jetzt ergriffen würden, um die Treibhausgas­emissionen drastisch zu reduzieren, tiefgreifend auf die Lebensqualität, die Gesundheit, das Wohlbefinden und die Sicherheit der Menschen von heute und morgen auswirken werden.

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Aber wieso ist CO₂ eigentlich so schlecht fürs Klima? Wie setzt sich das Gas zusammen? Welche Länder und Branchen stoßen das meiste CO₂ aus? Und welche Rolle spielt CO₂, wenn es um Treibhauseffekte geht? Acht Fragen und Antworten zum Treibhausgas, das wesentlich dazu beiträgt, die Welt zu erwärmen.

1. Was ist CO₂?

CO₂, auch Kohlendioxid genannt, ist chemisch gesehen eigentlich nichts anderes als ein Molekül. Es besteht aus einem Kohlenstoffatom (C) und zwei Sauerstoffatomen (O₂). Für den Menschen ist das Gas unsichtbar – es ist farblos und geruchlos. Heutzutage verbinden wir Kohlendioxid vor allem mit dem Klimawandel. Aber auch Pflanzen brauchen beispielsweise CO₂ für den biochemischen Prozess der Fotosynthese. Auch wir Menschen und Tiere atmen jeden Tag CO₂ aus. Das Molekül spielte also auch schon vor dem menschengemachten Klimawandel eine wichtige Rolle in den natürlichen biochemischen Kreisläufen der Erde.

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2. Treibhauseffekt: Warum verändert CO₂ das Klima?

Seit der Industrialisierung haben die Menschen die Zusammensetzung der Atmosphäre verändert. Durch das Verbrennen fossiler Energieträger – also Kohle, Gas und Öl – hat sich der Anteil von CO₂ deutlich erhöht. Eigentlich hängt das Erdklima vom natürlichen Treibhauseffekt ab. Dabei spielt auch Kohlendioxid eine wichtige Rolle: CO₂-Moleküle nehmen von der durch Sonneneinstrahlung erwärmten Erdoberfläche Energie auf und geben diese teilweise an die Atmosphäre weiter. Ohne diesen natürlichen Treibhauseffekt läge die globale Durchschnittstemperatur nicht bei rund 14 Grad Celsius, sondern bei minus 18 Grad Celsius, erklärt die Deutsche Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina in einem Faktencheck zum Klimawandel. Leben wäre dann nicht möglich.

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Landet aber plötzlich durch die Verbrennung fossiler Stoffe mehr CO₂ in der Luft, verstärkt sich auch dieser Effekt. Die Folge: Die Erde erwärmt sich stärker, die Temperaturen steigen. Fachleute sprechen bei diesem zusätzlichen Ausstoß durch Menschen vom anthropogenen Treibhauseffekt. Und die Konzentration nimmt kontinuierlich zu: Seit dem Jahr 1958 wird auf dem Vulkan Mauna Loa (Hawaii, USA) die CO₂-Konzentration direkt gemessen. „Im März 2021 hat sie mit 417 ppm (Anm. der Red.: „parts per million“) einen neuen Höchstwert erreicht“, schreibt die Leopoldina. „Dies ist der höchste Stand seit mindestens 800.000 Jahren.“

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3. Was sind die Folgen des Klimawandels?

Wie der Weltklimarat festhält, hat die menschengemachte globale Erwärmung vielfältige negative Auswirkungen auf das Leben der Menschen, schadet der Gesundheit, verursacht Ernährungskrisen, zerstört Lebensräume. Die Ökosysteme leiden. Das gesamte Klimasystem kann destabilisiert werden. Je stärker die globale Erwärmung ausfällt, desto häufiger und intensiver finden Extremwetter­ereignisse statt.

Dazu zählen Hitzewellen, Starkregen, Hochwasser, heftige tropische Wirbel­stürme. Es gibt Rück­gänge des arktischen Meereises, der Schnee­bedeckung, des Permafrosts. Es gibt regional stärkere, häufigere und längere Trockenperioden und Dürren. Viele Veränderungen durch Treib­haus­gas­emissionen sind über Jahrhunderte bis Jahrtausende unumkehrbar – insbesondere Veränderungen des Ozeans, von Eisschilden und des globalen Meeres­spiegels.

4. Kann CO₂ wieder aus der Atmosphäre verschwinden?

Der gesamte Abbau dauert mehrere Hunderttausend Jahre.

Umweltbundesamt

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Der weltweite CO₂-Ausstoß liegt derzeit bei deutlich mehr als 30 Gigatonnen pro Jahr. Das zusätzliche Kohlendioxid lässt sich nur sehr langsam abbauen. „Nach 1000 Jahren sind davon noch etwa 15 bis 40 Prozent in der Atmosphäre übrig“, hält das Bundesumweltamt in einer Übersicht zu Treibhausgasen fest. „Der gesamte Abbau dauert jedoch mehrere Hunderttausend Jahre.“ Dazu kommt, dass Ozeane, Wälder und Böden bei steigenden CO₂-Emissionen in der Atmosphäre ebendiese weniger wirksam verlangsamen. Eigentlich speichern sie einen großen Teil der Treib­haus­gase ab. Dieser Kreislauf gerät dem Weltklimarat zufolge aber durch die Erwärmung ins Wanken.

Es gibt zwar eine Reihe technologischer Ansätze, um der Atmosphäre wieder CO₂ zu entziehen. Die Rede ist dann von sogenannten negativen Emissionen. Bäume könnten beispielsweise wieder aufgeforstet werden, Luftfilter könnten CO₂ aus der Umgebungsluft ziehen, bestimmte Nährstoffe dem Ozean beigefügt werden, um die CO₂-Aufnahme zu erhöhen. Die Lösung sind solche Speichermöglichkeiten der Leopoldina zufolge aber nicht. Eine Aufforstung im großen Stil würde beispielsweise das Land für Lebensmittelanbau verknappen. Viele Technologien seien auch nur lokal und in kleinem Maßstab erprobt. Vielmehr müsste die Reduktion von Emissionen und der Umbau der Energiesysteme Priorität in der Klimapolitik haben.

5. Gibt es weitere Treibhausgase, die dem Klima schaden?

CO₂ ist nicht das einzige Treibhausgas, das zum Klimawandel beiträgt. Das Kyoto-Protokoll, ein Rahmenübereinkommen der Vereinten Nationen über Klimaänderungen, nennt sechs Treibhausgase: Neben Kohlendioxid (CO₂) sind das Methan (CH₄), und Lachgas (N₂O) sowie die fluorierten Treibhausgase (F‑Gase): wasserstoffhaltige Fluorkohlenwasserstoffe (HFKW), perfluorierte Kohlenwasserstoffe (FKW), und Schwefelhexafluorid (SF₆). Seit 2015 wird Stickstofftrifluorid zusätzlich einbezogen.

CO₂ spielt aber die bedeutendste Rolle, wenn es um das Reduzieren von Emissionen geht. In Deutschland entfallen laut dem Umweltbundesamt 87,1 Prozent der Freisetzung von Treibhausgasen auf Kohlendioxid, 6,5 Prozent auf Methan, 4,6 Prozent auf Lachgas und rund 1,7 Prozent auf die F‑Gase (Stand: 2020). Trotzdem sind die anderen Gase ebenfalls ein Problem und erfordern beispielsweise eine Umstellung der Landwirtschaft. Methan und Lachgas werden durch wiederkäuende Rinder, Mist- und Güllelagerung, stark gedüngte Felder freigesetzt. Das ist ein Problem: Denn Methan ist 25‑fach, Lachgas 298‑fach klimaschädlicher als Kohlendioxid, erklärt das Umweltbundesamt.

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6. Wer sind die größten CO₂-Schleudern?

Schornsteine an der Shell Rheinland Raffinerie in Godorf.

Schornsteine an der Shell Rheinland Raffinerie in Godorf.

Die Erzeugung und Nutzung von Energie ist mit Abstand die bedeutendste CO₂-Quelle. Der Energiesektor macht dem Umweltbundesamt zufolge rund 85 Prozent der Treibhausgas­emissionen in Deutschland aus. Kohlendioxid entsteht durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Kohle, Erdöl und Gas.

Energie wird in allen Bereichen des Lebens benötigt: Hauptverursacher der energiebedingten Treibhausgas­­emissionen ist mit 37 Prozent die Energiewirtschaft, also die öffentliche Strom- und Wärmeerzeugung, Raffinerien sowie Erzeuger von Festbrennstoffen. Danach folgt der Verkehrssektor, mit einem überwiegenden Teil durch den Individualverkehr mit Autos auf den Straßen (25 Prozent). Die Industrie macht 18 Prozent aus, private Haushalte 13 Prozent, und der Gewerbe-, Handels- und Dienstleistungssektor 6 Prozent.

Auf dem zweiten Platz der größten CO₂-Verursacher im Land befindet sich die Industrie, zusätzlich zu den rund 18 Prozent durch die Energienutzung. Sie ist dann noch einmal für einen Anteil an den Gesamtemissionen von rund 8 Prozent verantwortlich. Denn auch bei der Produktion von Gütern und Waren entstehen Emissionen. Auch hier sind es Bereiche, die auf Verbrennungsprozesse angewiesen sind: beispielsweise die Eisen- und Stahl-, Zement- und Chemieindustrie.

7. Sinkt der CO₂-Ausstoß in Deutschland ausreichend?

Nach einem coronabedingten Rückgang im Jahr 2020 ist der Treibhausgasausstoß in Deutschland 2021 wieder um 4,5 Prozent gestiegen. Wie aus am Dienstag in Berlin vorgestellten Berechnungen des Umweltbundesamtes hervorgeht, sanken die CO₂-Emissionen im vergangenen Jahr gegenüber 1990 um 38,7 Prozent. Im Jahr zuvor waren es noch 41,3 Prozent. Die im Klimaschutzgesetz festgelegten Sektorenziele nicht erreicht haben demnach die Bereiche Verkehr und Gebäude – im Gebäudesektor wurden sie schon zum zweiten Mal verfehlt.

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Und es gibt noch viel Luft nach oben: Bis 2030 muss Deutschland den Treibhausgas­ausstoß eigentlich um 65 Prozent senken. Das sieht der Beschluss des Pariser Klimaabkommens vor. Um die Erderwärmung auf deutlich unter zwei Grad Celsius zu begrenzen, haben die Mitgliedsstaaten ein Abkommen getroffen. Tatsächlich sind die bisherigen Emissionsreduzierungen aber bislang nicht ausreichend.

8. Welches Land verursacht die meisten Emissionen?

Die Treibhausgas­­emissionen kann man nach Pro-Kopf-Emissionen berechnen, aber auch nach Ländern. Teilt man den Ausstoß nach Staaten auf, sind China, die USA, die Europäische Union, Indien, Russland und Japan ganz vorne mit dabei. Das zeigt ein 2021 veröffentlichter Bericht der Europäischen Kommission, Edgar genannt. Zusammen machen sie 49,5 Prozent der Weltbevölkerung aus und 61,8 Prozent des globalen Bruttoinlandsprodukts. Aber auch 65,2 Prozent des gesamten weltweiten Verbrauchs an fossilen Brennstoffen und 66,7 Prozent des gesamten globalen fossilen Kohlendioxids.

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China verursacht mit rund zehn Milliarden Tonnen so viel CO₂ wie kein anderes Land – und es wird jedes Jahr mehr. Selbst 2020, im Lockdownjahr, nahm der Ausstoß um weitere 1,5 Prozent zu. Nach Berechnungen des Forschungsverbundes Global Carbon Projects war die Volksrepublik 2020 für 31 Prozent der fossilen Kohlendioxidemissionen verantwortlich. Auch in Indien steigen die fossilen Emissionen.

In der EU ist der Ausstoß im vergangenen Corona-Jahr hingegen um 10,9 Prozent zurückgegangen. Der langfristige Trend sieht dort ebenfalls anders aus als in China: Die fossilen CO₂-Emissionen in der EU sind dem Edgar-Bericht zufolge seit 1990 um 23,2 Prozent zurückgegangen. Trotzdem ist das Niveau noch sehr hoch: Allein im Jahr 2019 wurden in der Europäischen Union laut dem letzten Bericht der European Environment Agency (EEA) 3610 Millionen Tonnen CO₂ verursacht. Innerhalb der EU fällt der Ausstoß nach Ländern unterteilt dann auch noch einmal unterschiedlich aus. Deutschland, Frankreich, Italien und Polen verursachten zusammen rund 57 Prozent der Emissionen. Deutschland allein steuerte zuletzt über 22 Prozent bei.

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