Klimawandel

Treibhausgase

Das Klima des 21. Jahrhunderts ist selbstverständlich auch von natürlichen Schwankungen abhängig, wird aber nach heutiger Kenntnis vor allem von der Entwicklung der Weltgesellschaft und ihren Emissionen an Treibhausgasen und Aerosolen beeinflusst. Da diese Entwicklung nicht vorhergesagt werden kann, hat der IPCC verschiedene mögliche Szenarien aufgestellt, von denen wiederum die künftigen Treibhausgas- und Aerosol-Emissionen abhängig sind. Aus den möglichen Emissionen können mit Klimamodellen die möglichen Konzentrationen der Treibhausgase und Aerosole in der Atmosphäre berechnet werden.

Abb. 1: Szenarien der globalen Emissionen von Treibhausgasen (CO₂, CH₄, N₂O, FCKW) in CO₂-Äquivalenten pro Jahr. Die gestrichelten Linien geben Maxima und Minima und der grüne Bereich den 80 %-Bereich der nach 2000 erschienenen Berechnungen an.¹

Die Emission von Treibhausgasen hat im Zeitraum 1970-2004 um 70 % zugenommen. Am stärksten war daran CO₂ mit einer 80prozentigen Zunahme beteiligt.² Hauptverursacher für diese Entwicklung war der Energieverbrauch, der auch in den nächsten Jahrzehnten weiter zunehmen wird. Nach Berechnungen der Internationalen Energieagentur IEA³ von 2008 wird sich der weltweite Energiebedarf zwischen 2006 und 2030 um 45 % erhöhen, was eine Wachstumsrate von 1,6 % pro Jahr bedeutet.⁴ Die IEA geht davon aus, dass sich die Dominanz der fossilen Energieträger Öl, Gas und Kohle bei Fortsetzung der gegenwärtigen Energiepolitik bis 2030 nicht wesentlich ändern wird. Am Energiemix 2030 werden die fossilen Energieträger mit 80 % ähnlich wie heute beteiligt sein. 87 % des Wachstums werden durch die nicht zur OECD⁵ gehörenden Länder, vor allem China, Indien und den Mittleren Osten, verursacht, deren Anteil am gesamten Energieverbrauch in der Welt von 51 % auf 62 % steigen wird. Die Kohlendioxid-Emissionen aus der Energienutzung werden danach bis 2030 von 28 auf 41 Gigatonnen (Gt) pro Jahr bzw. um 45 % steigen.´

Berücksichtigt man auch das aus der Änderung der Landnutzung und der Zementproduktion stammende Kohlendioxid sowie die weiteren Treibhausgase Methan, Distickstoffoxid und die FCKWs, so werden laut IEA die Emissionen im Jahre 2030 etwa 60 Gt CO₂-Äquivalente betragen, gegenüber 45 CO₂-Äquivalenten im Jahr 2005. Dieser Trend könnte bis zum Ende des 21. Jahrhunderts zu einer Treibhausgaskonzentration von 1000 ppm CO₂-Äquivalenten und einer Temperaturzunahme um 6 °C führen.

Die IEA-Berechnungen für das Jahr 2030 liegen etwa im mittleren Bereich der IPCC-Szenarien. Die IPCC-Szenarien gehen wie die der IEA von einer gegenüber heute unveränderten Klimaschutzpolitik aus; sie berücksichtigen aber unterschiedliche Szenarien für die Entwicklung der globalen Gesellschaft (Bevölkerungs-, Wirtschafts-, Technologieentwicklung u.a. Faktoren). Dadurch ergibt sich eine größere Bandbreite bei den möglichen Emissionen.

Auf der Basis der IPCC-Szenarien werden die Emissionen bei 80 % der Berechnungen für 2030 zwischen 45 und 70 Gt CO₂-Äq. pro Jahr liegen und im Extrem als Minimum 30 und als Maximum 95 Gt CO₂-Äq./Jahr betragen können. 2100 können die Emissionen nach den A1Fl- und A2-Szenarien sogar knapp 140 Gt CO₂-Äq./Jahr erreichen, eine Verdreifachung des jetzigen Wertes. Die Szenarien A1T und B1 würden am Ende des 21. Jahrhunderts allerdings niedriger als die gegenwärtigen Emissionen liegen. Bei diesen Szenarien, aber auch bei dem Szenario A1B geht man von einem Maximum um die Jahrhundertmitte aus, wonach sich die Emissionen wieder verringern würden.

Aerosole

Neben den Treibhausgasen sind Aerosole ein weiterer wichtiger, vom Menschen beeinflusster Antriebsfaktor auf den Strahlungshaushalt der Atmosphäre. Im Gegensatz zu den Treibhausgasen wirken Aerosole jedoch primär abkühlend, da ihr Haupteffekt darin besteht, Sonnenstrahlen zu reflektieren und zur Wolkenbildung beizutragen. Anthropogene, vom Menschen verursachte Aerosole werden z.B. wie Ruß entweder direkt emittiert oder sie entstehen in der Atmosphäre durch chemische Umwandlung von gasförmigen Vorläuferstoffen, so die Sulfataerosole aus Schwefeldioxid (SO₂), das bei der Verbrennung fossiler Energien aus Schwefel entsteht. Sulfataerosole gelten als die wichtigsten anthropogenen Aerosole.

Abb. 2: Globale Emissionen von Schwefel (S) 1990 bis 2100 in Tg S pro Jahr⁶

Da Sulfataerosole auch als Verursacher des sauren Regens gelten, wurde die Emission von Schwefeldioxid seit den 1970er Jahren durch Filtermaßnahmen in den westlichen Industrieländern und später durch den Zusammenbruch der Altindustrie in den ehemaligen Ostblockstaaten zurück gedrängt. Die jüngste Industrialisierung von Schwellenländern wie China, Indien und Brasilien sowie die Erneuerung der Industrieproduktion in Staaten wie Russland oder der Ukraine hat diese Entwicklung teilweise wieder in Frage gestellt. Berechnungen nach den IPCC-Szenarien für das 21. Jahrhundert ergeben daher nur für die Szenarien A1T und B2 eine kontinuierliche Abnahme der SO₂-Emissionen.⁷ Bei den anderen Szenarien wird das Maximum zwischen 2020 und 2040 erreicht, gefolgt von einer deutlichen Abnahme der Emissionen bis 2100. Am Ende des Jahrhunderts liegen hiernach die SO₂-Emissionen zwischen 29 und 85 % der Werte um 1990.

Anmerkungen:
1. Eigene Darstellung nach IPCC (2007): Klimaänderung 2007 Synthesebericht - Übersetzung des englischsprachigen IPCC-Syntheseberichts durch die Deutsche IPCC Koordinierungsstelle
2. IPCC WGIII (2007): Mitigation of Climate Change, Technical Summary, S. 27
3. International Energy Agency
4. Vgl. IEA: World Energy Outlook 2008, Fact Sheets
5. Die aus 30 Staaten bestehende Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD = Organisation for Economic Cooperation and Development) umfasst im wesentlichen die traditionellen Industrieländer: EU, USA, Kanada, Japan, Australien u.a.
6. Eigene Darstellung nach Pham, M., O. Boucher, and D. Hauglustaine (2005): Changes in atmospheric sulfur burdens and concentrations and resulting radiative forcings under IPCC SRES emission scenarios for 1990-2100. Journal of Geophysical Research - Atmospheres 110
7. Pham, M., O. Boucher, and D. Hauglustaine (2005): Changes in atmospheric sulfur burdens and concentrations and resulting radiative forcings under IPCC SRES emission scenarios for 1990-2100. Journal of Geophysical Research - Atmospheres 110