Was Sie schon immer über CO2 wissen wollten

Täglich dienen uns die Medien neue Schre­ckens­mel­dungen über eine kom­mende globale Erwär­mungs­ka­ta­strophe an. Anthro­pogene (mensch­ge­machte) CO2-Emis­sionen seien der Sünder, also wir. Nur durch sofor­tiges beenden aller CO2-Emis­sionen ließe sich ein wei­terer Anstieg des CO2 in der Atmo­sphäre noch ver­hindern. Stimmt das überhaupt?

(Ein Gast­beitrag von Horst-Joachim Lüdecke und Carl Otto Weiss)

Klima-Alar­misten warnen

Täglich dienen uns die Medien neue Schre­ckens­mel­dungen über eine kom­mende globale Erwär­mungs­ka­ta­strophe an. Anthro­pogene (mensch­ge­machte) CO2-Emis­sionen seien der Sünder, also wir. Nur durch sofor­tiges beenden aller CO2-Emis­sionen ließe sich ein wei­terer Anstieg des CO2 in der Atmo­sphäre noch ver­hindern. Stimmt das überhaupt?

Was hat es mit dem CO2 auf sich?

CO2 ist ein ungif­tiges, geruch­loses, unsicht­bares Gas. Seine Kon­zen­tration in der Luft ist extrem klein, 0,04% Volu­men­prozent sind es heute. Es ist daher nur ein Spu­rengas. Selbst das Edelgas Argon kommt häu­figer vor. Vor der Indus­tria­li­sierung waren es noch weniger CO2, nämlich 0,028%. CO2 ist der Haupt­be­standteil der Pho­to­syn­these und seine Bedeutung daher trotz seiner geringen Kon­zen­tration unschätzbar. Ohne CO2 gäbe es keine Pflanze, kein Tier, keine Men­schen. Mehr CO2 in der Luft ver­bessert das Wachstum der meisten Pflanzen und damit die Welt­ernten. Selbst der SPIEGEL hat über das erstaun­liche Ergrünen der Sahara-Ränder am 17.9.2015 berichtet (http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/die-sahelzone-ergruent-a-1053076.html). Da jede positive Wirkung von CO2 hier­zu­lande poli­tisch inkorrekt ist, ist der Wachs­tums­vorteil von Pflanzen durch mehr CO2 meist nur Züchtern sel­tener Blumen bekannt. Die Toma­ten­in­dustrie kennt ihn freilich schon lange, spricht es aber wohl­weislich nicht laut aus. Sie begast ihre Gewächs­häuser mit CO2.

Der globale Kreislauf des CO2 und sein jüngster Anstieg

Den CO2-Anstieg der letzten Jahr­zehnte ver­ur­sachte im Wesent­lichen die Koh­le­ver­brennung. Kohle stammt aus prä­his­to­ri­schen Wäldern einer Ver­gan­genheit, in denen die CO2-Kon­zen­tration der Luft um ein Mehr­faches höher war als heute. Mit Ver­feuern der Kohle geben wir der heu­tigen Atmo­sphäre nur das CO2 wieder zurück, welches sie schon einmal besaß. Ob dies schädlich ist, wird sich gleich zeigen.

Die Erde hat unzählige CO2-Quellen und CO2-Senken. Das Meer nimmt CO2 auf und gast es wieder aus, Wälder und Moose machen es, das Ver­rotten von Baum­stämmen und abge­stor­benen Pflanzen setzt CO2 frei, aus Vul­kanen kommt auch ein wenig CO2 usw. Die maß­ge­benden Speicher von CO2 sind Atmo­sphäre, Ozean und Pflanzen. Zwi­schen diesen Spei­chern wird laufend CO2 in grö­ßeren Mengen aus­ge­tauscht, wobei aber zumindest seit Ende der letzten Eiszeit bis vor etwa 100 Jahren die Gesamt­bilanz immer gleich blieb — von unbe­deu­tenden Schwan­kungen abge­sehen. Diesen Zustand haben nun Indus­tria­li­sierung und intensive Land­wirt­schaft ver­ändert. Der Anstieg von ehemals 0,028% auf heute 0,04% ist anthropogen.

Der indus­tria­li­sierte Mensch greift in den CO2-Kreislauf ein

Das vom Men­schen durch Koh­le­ver­brennung, Land­wirt­schaft und Zement­her­stellung erzeugte CO2 ver­än­derte seit Beginn der Indus­tria­li­sierung das natür­liche Gleich­ge­wicht seines Kreis­laufs. Zuerst langsam, so ab etwa 1900 aber immer zügiger. Heute ist etwa ¼ des gesamten CO2 in der Luft bereits anthro­pogen. Das klingt dra­ma­tisch und bietet will­kom­menen Anlass, um die Bevöl­kerung mit Angst­sze­narien zu täu­schen. Was pas­siert wirklich?

Die Welt­meere sind gewaltige CO2-Speicher

Das CO2 in Ozean und Luft haben unter­schied­liche Wirkungen

Der Ozean enthält mehr als die 40-fache Menge an gelöstem CO2 als die Atmo­sphäre. Trotzdem herrscht zwi­schen Ozean und Atmo­sphäre einCO2-Gleich­ge­wicht. Den Druck von CO2 in Wasser (tech­nisch Par­ti­al­druck) erkennt man, wenn man eine Spru­del­flasche öffnet und das aus­per­lende CO2 sieht. Warum perlt CO2 nicht aus dem Ozean aus? Weil derCO2-Par­ti­al­druck der Luft genau so groß ist wie der des Ozeans. Einen ent­schei­denden Unter­schied aber gibt es. Wegen 40-mal mehr CO2 im Ozean als in der Luft kann der Ozean relativ viel CO2 auf­nehmen, ohne dass sein CO2-Par­ti­al­druck ansteigt. Bei der Luft ist das anders. Die Zunahme von 0,028% auf 0,04% hat den CO2-Par­ti­al­druck der Luft deutlich ansteigen lassen. Dadurch hat sich eine zuneh­mende Dif­ferenz zwi­schen den Par­ti­al­d­rücken in Luft und Ozean aufgebaut.

Was geschieht durch dieses Ungleichgewicht?

Nur noch etwa die Hälfte des mensch­ge­machten CO2 geht heute in die Atmo­sphäre, der andere Teil wird infolge des nun höheren CO2-Par­ti­al­drucks der Luft zu gleichen Teilen vom Ozean und den Pflanzen auf­ge­nommen. Würden die anthro­po­genen CO2-Emis­sionen plötzlich auf dem heu­tigen Stand ver­harren, würde sich daher an der heu­tigen Situation absolut nichts ändern. Der CO2-Gehalt der Luft bliebe auf dem heu­tigen Wert kon­stant und alles anthro­pogene CO2 ginge in den Ozean und das Pflan­zen­wachstum. Es ist also falsch, was immer wieder in den Medien zu hören ist: Wir müssten unsere CO2-Emis­sionen redu­zieren. Die Menschheit könnte ihre heu­tigen CO2-Emis­sionen bei­be­halten, ohne dass die CO2-Kon­zen­tration der Luft weiter ansteigt. Nur STEI­GE­RUNGEN der anthro­po­genen CO2-Emis­sionen lassen auch den CO2-Gehalt der Luft weiter ansteigen.

Ein Anschau­ungs­bei­spiel

Ein ein­faches Bei­spiel vermag die oben geschil­derten Ver­hält­nisse zu ver­an­schau­lichen und zwar ein Was­ser­be­hälter mit enger Abfluss­öffnung, in welches Wasser läuft. Das Wasser im Behälter ent­spricht dem anthro­po­genen CO2 der Luft, der Zufluss aus dem Hahn den anthro­po­genen CO2-Emis­sionen und der Abfluss dem Ozean (plus Pflanzen). Der Was­ser­zu­fluss füllt den Behälter so lange, bis der anstei­gende Flüs­sig­keits­druck den Was­ser­ab­fluss so groß gemacht hat, dass sich Zu- und Abfluss die Waage halten. Gleiche Flüs­sig­keitshöhe ent­spricht kon­stanter CO2-Kon­zen­tration der Luft. Steigern sich die CO2-Emis­sionen, also im Bei­spiel der Was­ser­zu­fluss, steigt der Flüs­sig­keits­spiegel des Wasch­be­ckens bzw. die CO2-Kon­zen­tration der Luft an. Durch den vom stei­genden Flüs­sig­keits­spiegel erzeugten höheren Druck fließt nun mehr Wasser ab als zuvor bzw. in Ozean und Pflanzen ver­schwindet mehr CO2. Ent­scheidend ist, dass sich dann wieder ein neues Gleich­ge­wicht einstellt.

Die Auf­nah­me­fä­higkeit des Ozeans und unseres Behäl­ter­ab­flusses ist „unbe­grenzt“. Beim Ozean ist es nicht nur die 40-fache CO2-Menge, sondern auch Kal­zi­nierung aus CO2. Die Alpen stammen zum großen Teil aus dem im Ozean gebil­deten Kalk­stein. Das Bei­spiel umfasst auch die End­lichkeit der anthro­po­genen CO2-Stei­gerung. Schließlich ist irgendwann alle Kohle ver­feuert. In unserem Bei­spiel hätte dann das Was­serwerk den Zufluss abge­stellt. Wenn die Menschheit schlag­artig alle CO2-Emis­sionen beenden würde, ent­spricht dies dem Leer­laufen des Was­ser­be­hälters. Das ursprüng­liche CO2-Gleich­ge­wicht vor der Indus­tria­li­sierung ist wieder her­ge­stellt. Dieser Prozess ist langsam. Die Zeit, bis die Hälfte alles über­schüs­sigen CO2 im Ozean ver­schwunden ist, dauert gemäß einer refe­rierten Fach­pu­bli­kation der Autoren 100 Jahre (http://www.sciencedomain.org/download/MTc0MzRAQHBm.pdf).

Wie weit kann der CO2-Gehalt der Luft noch höchstens ansteigen?

Unsere CO2-Zukunft hängt von unserem Brenn­stoff­ver­brauch ab. Wir kennen diesen Ver­brauch nicht. Es gibt aber Ver­brauchs-Sze­narien. Nach den ungüns­tigsten dieser Sze­narien wird in der vor­ge­nannten Fach­pu­bli­kation maximal das Dop­pelte der heu­tigen CO2-Kon­zen­tration der Luft berechnet. Für War­nungen über einen zu hohen zukünf­tigen CO2-Gehalt der Atmo­sphäre besteht also absolut kein Grund. Nur eines ist sicher: Die Kohle wird einmal zu teuer werden und danach nur noch in der Chemie Ver­wendung finden. Eine zukünftige Welt­be­völ­kerung auf hohem indus­tri­ellem Niveau wird um die bereits exis­tie­renden Schnell­spalt-Kern­kraft­werke mit Brü­ter­technik nicht her­um­kommen. Erneu­erbare Energien sind unge­eignet. Die Brü­ter­technik ist CO2-frei, kann wirt­schaftlich Uran aus dem Meer­wasser nutzen und hat somit eine Brenn­stoff­reich­weite von vielen 100 Mil­lionen Jahren. Sich der Erfor­schung einer solchen Technik zu ver­weigern, legt Zeugnis für die grün-ideo­lo­gische Erkrankung der aktu­ellen Bun­des­re­gierung ab.

Pflanzen, ins­be­sondere Wälder, brauchen Koh­len­stoff, um Stärke zu bilden und ihren Körper auf­zu­bauen. Diesen Koh­len­stoff holen sie aus der Luft, dem CO2.

Steigert das mensch­ge­machte CO2 die Erdtemperatur?

Dafür gibt es bis heute keinen Beleg in der wis­sen­schaft­lichen Fach­li­te­ratur. Man kennt bis heute keine Beein­flussung von CO2-Kon­zen­tra­ti­ons­än­de­rungen in der Erd­at­mo­sphäre auf Erd­tem­pe­ra­turen. In den letzten 19 Jahren hat die Menschheit so viel CO2 emit­tiert wie während des gesamten Zeit­raums davor. Trotzdem hat sich in diesen 19 Jahren die Erd­tem­pe­ratur nicht mehr erhöht. Ein umge­kehrter Ein­fluss, nämlich von sich ändernden Tem­pe­ra­turen auf den CO2-Gehalt der Luft ist dagegen besten bekannt. Warmes Wasser gast CO2 aus, kaltes Wasser bindet es. Infol­ge­dessen schwankte die CO2-Kon­zen­tration der Luft mit den Warm- und Kalt­zeiten der letzten 400.000 Jahre um grob 0,01%. Die Tem­pe­ra­tur­än­de­rungen der letzten 2000 Jahre waren dagegen zu klein, um maß­ge­bende CO2-Schwan­kungen zu erzeugen.

 

Die Autoren:

Prof. Dr. Horst-Joachim Lüdecke (i. R.), Hei­delberg, war an der Hoch­schule für Technik und Wirt­schaft des Saarlandes

Prof. Dr. Carl Otto Weiss (i. R.) war Direktor an der Phy­si­ka­lisch-Tech­ni­schen Bun­des­an­stalt Braunschweig.

 

Der Artikel erschien ursprünglich hier:  http://www.freiewelt.net/nachricht/was-sie-schon-immer-ueber-co2-wissen-wollten-10071933/

Fotos: Pixabay