Die CO2 Problematik

Die Atmosphäre unserer Erde hat ein Langzeitgedächtnis. CO2 ist eine ziemlich langlebige Verbindung, die hunderte Jahre in der Atmosphäre bleibt. Durch Eiskernbohrungen (z. B. in der Arktis) lassen sich die CO2-Konzentrationen über Jahrtausende zurückbestimmen, und so erhalten wir ein vollständiges Bild. Auch wenn es in der Erdgeschichte früher Zeiten mit viel höheren CO2-Werten in der Atmosphäre gegeben hat, ist der Anstieg der vergangenen etwa 100 Jahre der schnellste den es jemals gab. Der Anstieg korreliert mit der Verbrennung fossiler Brennstoffe, bei unverändertem Ausstoß ist ein Wert von 1500 ppm zu erwarten.

Der in den letzten Jahrzehnten rasant angestiegene CO2-Gehalt in der Atmosphäre hat neben dem Temperaturanstieg zahlreiche direkte und indirekte Folgen für die Meere. Eine davon nennen wir Ozeanversauerung (engl. ocean acidification, OA). Erderwärmung und Ozeanversauerung – beide sind hervorgegangen aus dem Anstieg des atmosphärischen CO2-Gehalts. Forscher sprechen auch von den evil twins, den bösen Zwillingen. Das derzeit ermittelte Absinken des pH-Wertes der Ozeane von 8,2 um 0,1 Einheiten auf 8,1 stellt ein existenzbedrohendes Problem insbesondere für kalkbildende Organsimen dar – von entscheidenden planktonischen Lebensformen (ihr Schalengewicht reduziert sich) bis hin zu Korallen und Stachelhäutern. Der pH-Wert des Meerwassers lag in den letzten 25 Mio. Jahren nie unter pH 8,0. Die gemessenen und errechneten Werte der Neuzeit zeigen eine nie dagewesene Geschwindigkeit im Absinken bis zum Jahr 2100. Historische pH-Werte lassen sich mit hoher Präzision durch Isotopenbestimmung von Borverbindungen im Sediment rekonstruieren. Sämtliche moderne Untersuchungsergebnisse zeigen widerspruchsfrei, dass die Ozeanversauerung den Lebensraum Meer massiv verändern wird.

Doch wie können wir diese Entwicklung beeinflussen? Diese Herausforderung führt zu einer erheblichen Verunsicherung der Gesellschaft. Welche Quellen können uns mit ausreichend Energie versorgen, wenn wir auf das Verbrennen fossiler Energieträger verzichten? Um den Lebensraum Erde für die kommenden Generationen gut zu erhalten, müssen wir lernen, mit regenerierbaren Energiequellen auszukommen. Wir müssen dabei anerkennen, dass die Landfläche der Erde begrenzt ist.

Überblick über Vor- und Nachteile der einzelnen Energieträger:

Erdöl

Erdöl entwickelt sich über Jahrmillionen hinweg vorwiegend aus abgestorbenen Meeres-Kleinstlebewesen. Diese hatten zuvor die Sonnenenergie genutzt. Vereinzelt wurde spontan zu Tage tretendes Erdöl schon in der Antike genutzt. Die systematische Erschließung durch Bohrungen begann aber erst in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts und war Grundlage der industriellen Revolution. Erdöl und seine raffinierten Folgeprodukte sind bestens transportabel und eignet sich somit gut für mobile Verbrennungsmotoren, z.B. in Autos, Flugzeugen und Schiffen. Die Verbrennung von Erdöl bzw. seine Folgeprodukten erzeugt Giftstoffe und CO2.

Erdöl ist auf der Erde ungleich verteilt. Die resultierenden Abhängigkeiten erdölarmer Industriestaaten fördern das Bestreben, alternative Energieformen zu etablieren.

Kohle

Kohle stammt aus fossilen Pflanzen. Braunkohle (maximal 65 Millionen Jahre) ist dabei erheblich jünger als Steinkohle (meist 300-360 Millionen Jahre). Auch die Energie der Kohle ist letztlich umgewandelte und gespeicherte Sonnenenergie.

Kohle ist global gleichmäßiger verteilt als Erdöl. Die weltweiten Vorräte sind riesig und wurden 2017 auf 1139 Milliarden Tonnen geschätzt. Kohle wird im Wesentlichen verbrannt, um Wärme zu erzeugen. Mithilfe von Wasserdampfturbinen wird Kohle auf diesem Weg in großem Ausmaß verstromt. Außerdem kann Kohle verflüssigt werden und tritt dann in Konkurrenz mit dem Erdöl. Dies limitiert den Ölpreis.

Kohle gilt als der “schmutzigste” fossile Brennstoff.

Gas

Auch Erdgas ist – wie Erdöl – im Wesentlichen aus abgestorbenen marinen Kleinstlebewesen entstanden. In konventionellen Lagerstätten hat es sich in größeren Blasen angesammelt, die unproblematisch gefördert werden können.

In unkoventionellen Lagerstätten ist die Förderung nur mit großem technischem Aufwand möglich. Zum Beispiel werden Schiefergase, die nur in kleinen, nicht miteinander verbundenen Blasen vorkommen, mit Hilfe des Hydraulic Fracturing (Fracking) gefördert. Dabei werden Zugänge in das gashaltige Tongestein gebohrt durch einen sehr hohen Druck des eingefüllten Wassers Risse in gasführenden Schichten erzeugt, um Verbindungen zwischen den Gasblasen zu schaffen. Dem Wasser werden allerdings auch eine unübersichtliche Menge an Chemikalien beigefügt, z.B. um im Sinne einer optimalen Angriffsfläche das Eindringen des Wassers in kleinste Hohlräume zu ermöglichen.

Im größeren Stil wird Erdgas ebenfalls seit Mitte des 19. Jahrhunderts genutzt. Erdgas ist gut transportabel und wird zur Wärmeerzeugung, zur Verstromung und für energetisch hochaufwändige Prozesse wie z.B. die Kunstdünger-Erzeugung genutzt.

Gas gilt als der “sauberste” fossile Brennstoff. Trotzdem erzeugt der Verbrennungsprozess ebenfalls CO2 und trägt somit zur globalen Erwärmung und zur Versauerung der Meere bei.

Kernenergie

Kernenergie nutzt die Energie, die beim Zerfall radioaktiver Substanzen anfällt.

Der Mensch nutzt Kernenergie zur Stromerzeugung seit den 1950-er Jahren. Auch Schiffe und U-Boote werden teilweise mit Kernreaktoren angetrieben.

Der große Vorteil der Kernenergie ist die weitgehende Klimaneutralität und die gute Transportabilität der Energieträger. Daher findet sie gerade in letzter Zeit wieder mehr Befürworter als Antwort auf die CO2 Problematik.

Die Sicherheit beim Betrieb von Kernkraftwerken ist jedoch sehr umstritten. Tschernobyl und Fukushima sind warnende Beispiele. Auch die Entsorgung der hoch radioaktiven Brennelemente bzw. der Rückstände aus der Wiederaufarbeitung ist nach wie vor ungelöst.

Wasserkraft

Flusskraftwerke nutzen letztlich Sonnenenergie (Verdampfung von Wasser), Gezeitenkraftwerke nutzen die Schwerkraft von Mond und Sonne. Die Kraft des Wassers wurde schon in den ersten Hochkulturen genutzt und ist weiterhin die quantitativ bedeutsamste regenerierbare Energiequelle. Wasserkraft ist emissionsfrei und somit gut geeignet, einen Teil der fossilen Brennstoffe zu ersetzen. Allerdings werden durch Stauwerke Barrieren geschaffen und Pegelstände angehoben. Dies sind erhebliche Eingriffe in die Süßwasser-Ökologie, die durch Fischtreppen oder Altarme teilweise ausgeglichen werden können.


In den USA wurde beispielsweise in wenigen Jahrzehnten (1920-1985) das gesamte System der großen Flüsse grundlegend umgestaltet. Dies hatte gravierende und noch nicht vollständig absehbare Folgen für die einst sehr reichhaltige Süßwasser-Fauna. Abseits potentieller saisonaler Schwankungen liefert Wasserkraft Strom “rund um die Uhr”. Um den gewonnen Strom gleichmäßig verteilen zu können, ist jedoch ein ausgedehntes Stromleitungsnetz notwendig.

Solarenergie

Die Sonnenenergie ist nicht nur Grundlage fast allen Lebens sondern auch der meisten anderen Energieformen. Durch die Technik der Photovoltaik kann Sonnenenergie direkt verstromt werden. Sonnenenergie ist grundsätzlich emissionsfrei. Sonnenenergie bietet sich zudem zur dezentralen Nutzung z.B. aus Hausdächern an. Dies verhindert zudem einen unnötigen Flächenverbrauch durch Sonnenkollektoren z.B. auf ehemaligen landwirtschaftlichen Nuztflächen.

Das Ausmaß der nutzbaren Sonnenenergie ist stark vom Breitengrad abhängig. Außerdem schwankt die nutzbare Strahlung in Abhängigkeit vom Wetter und von der Tageszeit. Der gewonnene Strom muss somit über großangelegte Leitungsnetze verteilt und/oder gespeichert werden, um auch in Zeiten unzureichender Sonneneinstrahlung nutzbar zu sein. Es ist ein wichtiges Ziel, auch die Herstellung von Sonnenkollektoren und Stromspeichermedien klimaneutral zu ermöglichen und die entsprechenden Materialen zu recyceln.

Geothermie

Geothermie nutzt die Wärme in zugänglichen Bereichen der Erdkruste direkt zum Heizen oder wandelt sie in Strom um. Geothermie ist klimaneutral aber global sehr ungleich verteilt. Für begünstigte Länder wie z.B. Island, Kenia und die Philippinen) ist sie jedoch eine bedeutsame und ergiebige Energiequelle.

Biomasse

Biomasse im weiteren Sinne bezeichnet die Masse aller lebenden Organismen. Im unserem Zusammenhang sind damit energiewirtschaftlich nutzbare Pflanzen gemeint. Pflanzen nutzen Sonnenenergie und transformieren sie in organischen Verbindung. Diese können verbrannt werden (z.B. Holz, “Biosprit”) oder vergoren werden (z.B. Biogas). Holz ist der älteste Kraftstoff der Kulturgeschichte. Holz gilt allgemein als “regenerierbare” Energiequelle. Das trifft aber nur für den Fall zu, dass nicht mehr Holz verbrannt wird, als im gleichen Zeitraum nachwachsen kann. Im Moment verbrauchen wir die globalen Holzreserven in rasantem Tempo. Die Bestände können somit nicht regenerieren. Zunehmend werden aber auch andere Pflanzen wie Raps, Mais, Weizen, Zuckerrüben, Zuckerrohr oder Ölpalmen, zur Energiegewinnung angebaut und teilweise als “Biokraftstoffe” für Verbrennungsmotoren verwendet. Dies ist mit einem erheblichen Flächenverbrauch verbunden und fördert durch die Verknappung von Fläche intensive Landwirtschaftsformen.

Biokraftstoffe haben nicht das Potential, Mineralölprodukte auch nur annähernd zu ersetzen. Wenn man schätzt, dass bei der Umwandlung von Nahrungsmitteln zu Kraftstoff ca. 40% des Energiegehalts verloren gehen, so würden (Stand 2012) “alle weltweit produzierten Nahrungsmittel nur etwa 12% der aktuellen globalen Ölförderung ersetzen”. Der Preis für diese 12% wäre hoch: es gäbe nichts mehr zu essen.

Landwirtschaft

In einer arbeitsteiligen Gesellschaft müssen die allermeisten Menschen Lebensmittel kaufen. Die Herstellungsprozesse sind dabei selten transparent. Wenn auf Missstände hingewiesen wird, erzeugt das beim Konsumenten oft Frustration und das Gefühl, “nichts mehr guten Gewissens essen zu können”. Schon lange wird von “Produktionsprozessen” gesprochen und viele haben sich an diese Wortwahl gewöhnt.


Von vielen “Produkten” haben wir uns innerlich weit entfernt. Das Leid eines Mastschweins ist dem Grillgut nicht mehr anzusehen. Die Ställe landwirtschaftlicher Großbetriebe und die Schlachthöfe liegen meist abseits der eigenen Erfahrungswelt. Bei der Fahrt in den Sommerurlaub müssen wir keine Insekten mehr von den Autoscheiben herunterwaschen, weil es aufgrund des massenhaften Einsatzes von Insektengiften schlicht nicht mehr so viele Insekten gibt. Chemikalien, die wahllos Pflanzen oder Insekten töten, werden euphemistisch als “Pflanzenschutzmittel” bezeichnet. Glyphosat ist seit ca. 40 Jahren im Einsatz und ist in dieser Zeit nach Ansicht vieler Landwirtschaftsverbände unentbehrlich geworden. Die Politik, die nicht zuletzt anhand der Preisstabilität für Lebensmittel bewertet wird steckt oft genug in der Zwickmühle zwischen Verbraucher- und Erzeugerinteressen.

Warum Naturschutz wichtig ist
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