Treibhauspotenzial

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Das (relative) Treibhauspotenzial (engl: Global Warming Potential, Greenhouse Warming Potential oder GWP) eines Treibhausgases gibt an, um wieviel mal stärker oder schwächer eine bestimmte in die Atmosphäre emittierte Menge des Gases im Vergleich zur gleichen Menge CO₂ zum Treibhauseffekt beiträgt. Gemäß Definition wird die mittlere Erwärmungswirkung über einen bestimmten Zeitraum, meist über 100 Jahre, gemittelt betrachtet (sog. Zeithorizont). CO₂ hat laut Definition ein Treibhauspotenzial von 1. Für z. B. Methan beträgt das Treibhauspotenzial bei 100 Jahren Zeithorizont 23, d. h. 1 Kilogramm Methan trägt in diesem Zeitraum 23 mal stärker zum Treibhauseffekt bei als 1 Kilogramm CO₂.

Mit diesem Konzept können bei bekannten Emissionsmengen die unterschiedlichen Beiträge einzelner Treibhausgase verglichen werden.

Das Treibhauspotenzial ist aber nicht mit dem tatsächlichen Anteil an der Globalen Erwärmung gleichzusetzen, da die Emissionsmengen der verschiedenen Gase sich stark unterscheiden.

In der ersten Verpflichtungsperiode des Kyoto-Protokolls werden die dort genannten Gase gemäß ihren Treibhauspotenzialen gewichtet und als sogenanntes CO₂-Äquivalent zusammengefasst. Dies bedeutet, dass z. B. eine Methan-Emissionsreduktion um 1 Tonne als gleichwertig mit einer CO₂-Reduktion um 23 Tonnen angesehen wird (in beiden Fällen 23 Tonnen CO₂-Äquivalent).

Maßgeblich sind dabei die Zahlen (Genauigkeit ± 35%) gemäß dem Third Assessment Report des IPCC aus dem Jahr 2001 bei einem Zeithorizont von 100 Jahren.

Das IPCC selbst gibt jedoch GWP-Werte für Zeithorizonte von 25, 100 und 500 Jahren an und betont, dass dessen Wahl von politischen Überlegungen bestimmt sei. So wäre z. B. ein langer Zeithorizont zu wählen, wenn bevorzugt die Eindämmung der langfristigen Folgen der Globalen Erwärmung angestrebt wird.

Treibhausgas	Quelle	Potenzial (bezogen auf 100 Jahre)
Kohlenstoffdioxid CO₂	Verbrennung fossiler Energieträger (Kohle, Erdöl, Erdgas in Verkehr u. Industrie) und von Biomasse (Wald-/ Brandrodung), Zementproduktion	1
Methan CH₄	Reisanbau, Viehzucht, Mülldeponien, Kohlebergbau (Grubengas), Erdgas- und Erdölproduktion	23
Distickstoffoxid N₂O (Lachgas)	Stickstoffdünger in der Landwirtschaft, Verbrennung von Biomasse	296
Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW)	Gruppe verschiedener Verbindungen, Treibgase in Spraydosen, Kältemittel in Kühlanlagen, Füllgase in Schaumstoffen. In Deutschland seit 1995 verboten.	bis zu 14000
Fluorkohlenwasserstoffe FKW/HFKW	Treibgase in Spraydosen, Kältemittel in Kühlanlagen, Füllgase in Schaumstoffen	12–12000
Tetrafluorethan (R-134a, HFC-134a)	Kältemittel in Kühlanlagen	1300
Schwefelhexafluorid SF₆	Schutzgas bei der technischen Erzeugung von Magnesium, Isoliergas in Hochspannungsschaltanlagen	22.200

Inhaltsverzeichnis

1 Einflussgrößen
- 1.1 Einfluss des Absorptionsverhaltens
- 1.2 Einfluss der Verweilzeit
2 Quelle

[Bearbeiten] Einflussgrößen

Das relative Treibhauspotenzial (GWP) eines Treibhausgases wird durch verschiedene Faktoren bestimmt.

[Bearbeiten] Einfluss des Absorptionsverhaltens

Der Effekt eines Treibhausgases beruht auf seiner Fähigkeit, die von der Erdoberfläche reflektierte Wärmestrahlung im Infrarotbereich zu absorbieren und so die Atmosphäre zu erwärmen (Treibhauseffekt). Da hier der zusätzliche Erwärmungseffekt des Gases betrachtet wird, ist insbesondere sein Absorptionsverhalten in denjenigen Spektralbereichen von Bedeutung, in denen die natürlich vorhandenen Treibhausgase (vor allem Wasserdampf und Kohlendioxid) nicht oder nur wenig absorbieren. Dies ist insbesondere das sog. "Atmosphärische Fenster" im Bereich 8–13 Mikrometer Wellenlänge.

Entgegen einem gelegentlich vorgebrachten Einwand ist zusätzlich in die Atmosphäre emittiertes Kohlendioxid (CO₂) in der Lage, den Treibhauseffekt zu verstärken, obwohl das vorhandene CO₂ innerhalb seiner Absorptionsbanden die Wärmestrahlung bereits praktisch vollständig absorbiert. Dies ist damit zu erklären, dass die Absorption in den Randbereichen der Banden geringer ist und dort durch zusätzliches CO₂ verstärkt wird.

Das Absorptionsverhalten eines Treibhausgases, also in welchen Wellenlängenbereichen es die Wärmestrahlung absorbieren kann, hängt von der molekularen Struktur des jeweiligen Gases ab.

[Bearbeiten] Einfluss der Verweilzeit

Ebenfalls von entscheidender Bedeutung ist die mittlere Verweilzeit des Gases in der Atmosphäre. Hierbei spielt auch der gewählte Zeithorizont eine wichtige Rolle. So haben Fluor-haltige Treibhausgase (Abbildung 1 b) aufgrund ihrer hohen Verweilzeit (z. B. 3200 Jahre für SF₆) in der Atmosphäre ein wesentlich höheres GWP als Treibhausgase ohne Fluoratome im Molekül (Abbildung 1 a), auch für lange Zeithorizonte. Methan (Verweilzeit ca. 12 Jahre) wirkt andererseits kurzfristig, sein GWP ist daher für kurze Zeithorizonte wesentlich größer als für lange.

Das relative Treibhauspotenzial (GWP) eines Treibhausgases wird in der Regel auf einen Zeithorizont von 100 Jahren bezogen. Bezieht man es auf einen anderen Zeithorizont, verändert sich, entsprechend der atmosphärischen Verweildauer, auch das relative Treibhauspotenzial. Enthält ein Treibhausgas ein oder mehrere Chlor- oder Fluoratome so erhöht sich dessen relatives Treibhauspotenzial (b) aufgrund der hohen chemischen Stabilität deutlich gegenüber Treibhausgasen ohne Halogenatom(e) (a).