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Chemische Stoffe und Klimawandel

Global betrachtet verbrauchen wir mehr Energie als jemals zuvor, und dies hat schwerwiegende Auswirkungen auf das Klima der Erde. Einerseits kann die Freisetzung bestimmter chemischer Stoffe in die Umwelt den Klimawandel beschleunigen, andererseits sind Chemikalien aber auch Teil der Problemlösung.

Noch nie zuvor war unser Energiebedarf so hoch. Weltweit verbrauchen wir mehr Energie als jemals zuvor, und der Energiebedarf steigt rasant. Zu den wichtigsten Faktoren, die hierzu beitragen, gehören das Wirtschaftswachstum in Schwellenländern, das Bevölkerungswachstum und die zunehmende Verwendung Energie verbrauchender Geräte.

Der Treibhauseffekt

Die Sonnenstrahlung besteht aus sichtbarem Licht sowie aus Ultraviolett (UV)-Licht, Infrarotlicht und anderen Arten von Strahlung, die für das menschliche Auge nicht sichtbar sind.

Etwa ein Drittel der Strahlung, die auf die Erdatmosphäre trifft, wird durch Wolken, Eis, Schnee, Sand und andere reflektierenden Oberflächen wieder ins Weltall reflektiert. Die anderen zwei Drittel werden von der Erdoberfläche und der Erdatmosphäre absorbiert. Mit der zunehmenden Erwärmung der Landmassen, Ozeane und Atmosphäre geben diese Energie in Form von Infrarot-(Wärme-)Strahlung wieder in die Atmosphäre ab.

Bestimmte Gase wie Kohlendioxid (CO2) absorbieren die Infrarot-Strahlung und verhindern die Wärmerückstrahlung von der Erde ins All, wodurch der so genannte Treibhauseffekt entsteht.

Die Anreicherung von CO2 und anderen Treibhausgasen in der Atmosphäre ist der Hauptfaktor für den derzeitigen Klimawandel.

Vom Menschen produzierte Treibhausgase

Man geht davon aus, dass CO2 zu 64 % für die vom Menschen verursachte globale Erwärmung verantwortlich ist. Auch wenn andere Treibhausgase in weit geringeren Mengen freigesetzt werden, tragen sie dennoch erheblich zur Erwärmung insgesamt bei, da sie Wärme sehr viel wirksamer absorbieren als CO2. Dies gilt für Methan (CH4), das für 17 % der vom Menschen verursachten globalen Erwärmung verantwortlich ist, sowie für Stick(stoff)oxid (N2O), das 6 % des Effekts bedingt.

Die wichtigsten vom Menschen produzierten Treibhausgase und ihre Quellen sind:

  • CO2, das bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe (Kohle, Öl und Gas) entsteht - zur Stromerzeugung, im Verkehrswesen, in der Industrie und in Privathaushalten - sowie aufgrund von Landnutzungsveränderungen, z. B. der Abholzung von Wäldern;
  • CH4 aus der Landwirtschaft und durch Mülldeponien;
  • Fluorierte Treibhausgase wie etwa Fluorkohlenwasserstoffe (FKW), Perfluorkohlenwasserstoffe (PFKW), Schwefelhexafluorid (SF6) und Stickstofftrifluorid (NF3), die in der Industrie zum Einsatz kommen.

Was tut die EU in Sachen Klimaschutz?

Die EU ergreift vielfältige Maßnahmen, etwa im Bereich der fluorinierten Gase, die in geringerem Maße zur Erderwärmung beitragen als CO2, aber dennoch bei der Bekämpfung des Klimawandels ein besonderes Problem darstellen. Sie werden in verschiedenen Arten von Produkten verwendet, beispielsweise in Kühlgeräten, Klimaanlagen und Wärmepumpen. Ein weiteres Beispiel sind PFKW, die in der Kosmetik- und Pharmaindustrie zum Einsatz kommen, sowie SF6 in Isoliergas.

Auch wenn fluorinierte Gase in geringerem Umfang als andere Treibhausgase in die Atmosphäre gelangen, sind sie doch extrem wirkungsstark: ihre Wärmeeffekt ist 23.000 Mal stärker als der von CO2.

Aus diesem Grund hat die EU beschlossen, ihre Verwendung zu kontrollieren. Mit der EU-Verordnung über fluorinierte Treibhausgase sollen die Emissionen in der Union gegenüber den Werten von 2014 um zwei Drittel gesenkt werden. Diese Initiative gehört zum übergeordneten Ziel der EU, die Treibhausgasemissionen bis 2050 um 80 - 95 % verglichen mit den Werten von 1990 zu senken.

Chemische Stoffe sind überall - auch als Teil der Lösung.

Chemische Stoffe sind nicht nur Teil des Problems, sondern auch Teil der Lösung. Nachhaltige Energiequellen wie Solarenergie sind auf chemische Innovationen, beispielsweise unter Verwendung von Nanomaterialien, angewiesen.

Eine der Hauptherausforderungen im Zusammenhang mit erneuerbaren Energien besteht darin, ihre Realisierbarkeit mit Hilfe von Energiespeicherlösungen zu verbessern. So finden sich die besten Bedingungen für Sonnenkollektoren in der Wüste, aber dort lebt nicht die Mehrzahl der Menschen. Windräder produzieren auch nachts Strom, wenn unser Energieverbrauch am niedrigsten ist. Anders ausgedrückt stellen Technologien zur Verbesserung von Energiespeicherung und -transport eines der wichtigsten Forschungsgebiete mit hohem Innovationsbedarf dar.

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