Angesichts der drängenden Klimakrise und der allgegenwärtigen Diskussionen über den Treibhauseffekt, stellt sich die Frage: Was steckt wirklich hinter dem viel diskutierten Kohlenstoffdioxid (CO2)? Dieses Buch enthüllt die komplexen Zusammenhänge zwischen CO2, anderen Treibhausgasen wie Wasserdampf und Ozon, und ihrer jeweiligen Rolle bei der Erwärmung unseres Planeten. Es erklärt auf verständliche Weise, wie diese Gase die Sonnenstrahlung passieren lassen, aber die Wärmeabstrahlung der Erde teilweise absorbieren und zurückwerfen, was zu einem Temperaturunterschied von 33°C führt. Während der menschliche Einfluss auf den Wasserdampfgehalt der Atmosphäre begrenzt ist, prägen wir den CO2-Anteil maßgeblich durch Energiegewinnung aus fossilen Brennstoffen und Verkehr. Doch was können wir konkret tun, um den Treibhauseffekt zu verringern? Das Buch beleuchtet vielfältige Möglichkeiten, von Energieeinsparungen im Alltag und dem Einsatz moderner Technologien bis hin zur Förderung regenerativer Energien wie Wasser-, Wind- und Solarkraft. Es werden die Vor- und Nachteile jeder Energiequelle analysiert, einschließlich der Gezeitenkraft, Geothermie und Biomasse, sowie die Potenziale und Herausforderungen der Kernenergie. Darüber hinaus wird die Bedeutung des Verbots von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKWs) für die langfristige Reduzierung des Treibhauseffekts hervorgehoben. Dieses Buch ist ein unverzichtbarer Ratgeber für alle, die die wissenschaftlichen Grundlagen des Klimawandels verstehen und aktiv zur Gestaltung einer nachhaltigen Zukunft beitragen wollen, indem es fundiertes Wissen mit praktischen Handlungsempfehlungen verbindet, um den Klimawandel zu verlangsamen und eine lebenswerte Umwelt für kommende Generationen zu sichern. Es analysiert weiterhin die Effizienz von Energiesparmaßnahmen im Verkehrssektor und in Haushalten und gibt Ratschläge für umweltbewusstes Verhalten.
Die Bedeutung von Kohlenstoffdioxid in Bezug auf den Treibhauseffekt
Den meisten Menschen fällt zum Thema Treibhauseffekt nur das Wort Kohlendioxid ein.Sie wissen jedoch oft nicht, was das CO2 in Bezug auf den Treibhauseffekt bewirkt.
Das CO2 trägt wie andere Gase wie z.B.Wasserdampf oder bodennahes Ozon dazu bei, daß die Lichtstrahlung der Sonne diese Gase fast ohne Absorption durchdringt, die verursachte Wärme und die durch den Boden reflektierete Reststrahlung jedoch nur z.T. ins All durchgelassen wird. Der Rest wird durch den Treibhauseffekt wieder zurrückgestrahlt und absorbiert. Dieser Vorgang bewirkt in Bezug auf das Klima einen Temperaturunterschied von 33°C, wobei das Kohlenstoffdioxid 7°C ausmacht, der Wasserdampf 21°C und das bodennahe Ozon ca 2,5°C. Da Wasserdampf außer durch Kühlsysteme ( siehe Atomkraftwerke ) nicht vom Menschen, sondern haupt- sächlich von der Natur erzeugt wird, kann man sehen, daß wir Menschen den Treibhauseffekt durch Wasserdampf nicht gravierend beeinflussen. Man kann ihn also schlichtweg bei den Überlegungen zur Verringerung des Treibhauseffektes außer Betracht nehmen. Den Anteil an CO2 bestimmen wir Menschen jedoch größtenteils mit, da wir z.B durch Kohlekraftwerke oder Verkehrsmittel ( Verbrennung von C ( Kohlenstoff und O ( Sauerstoff ) genügend Kohlenstoffdioxid erzeugen.
Die von der Erde ausgehende Wellenlänge- oder IR ( Infrarot )strahlung hat einen Wellenlängenbereich von 5 bis 1000 um. Wasserdampf, das wichtigste Treibhausgas absorbiert IR-Strahlung im Bereich von 5 bis 8 um und 20 bis 1000um. Somit kann die Wärmestrahlung mit 8 bis 20 um in den Weltraum entweichen. Kohlenstoff absorbiert ab etwa 15 um. Somit wird das Absorptionsspektrum erweitert: es kann noch weniger Wärmestrahlung ins Weltall entweichen.
Möglichkeiten zur Verringerung des Treibhauseffektes Energie Sparen
- Durch das Senken unseres Energiebedarfes werden weniger Treibhausgase freigesetzt. Unter "Sparen" versteht man nicht nur auf Luxus verzichten zu müssen, sondern hauptsächlich das Sparen durch moderne Technologien, die z.B. in Haus- haltsgeräten eingebracht werden. Sie können oft einen höheren Wirkungsgrad bewirken, was den Stromverbrauch erheblich senken kann, wenn jeder Haushalt ein solches Gerät benützt. Moderne Technologie ist auch z.B. die "Brennwerttechnik", die auch noch einen Teil der im Abgas vorhandenen Wärme nutzt.
- Auf den Verkehr gehen in Dtld rund 22% der Kohlenstoffdioxidemissionen zurrück.Daher sollte auch dieser vermindert werden. Hierzu kann jeder einzelne durch seine Fahrweise ( langsames Beschleunigen, bei längerem Warten den Motor ab- schalten ) und durch Benutzung des öffentlichen Verkehrs beitragen.
- Ebenso wird bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen wie Erdöl bzw. Erdgas weitaus weniger CO2 produziert als bei der Verbrennung von Stein - oder Braunkohle. Bei der Verbrennung von Energieträgern in Kraftwerken kann man die Energie besser nutzen, wenn man die Abwärme des Kraftwerks gleichzeitig zum Heizen benutzt, wie es bei der "Fernwärme" der Fall ist.
Regenerative Energien
Die regenerativen Energiequellen, sprich Wasser, Wind und Sonne können die Belastung der Erdatmosphäre verringern, da sie keine Abfälle oder Abgase bei ihrer Energieumwandlung produzieren. Sie sind alle unerschöpflich.
- Wasserkraft: Die Wasserkraft ist in Deutschland schon fast vollständig ausgenutzt und kann schon fast nicht mehr optimiert werden. Nachteile dabei sind:
- es sind massive Eingriffe in die Natur und Landschaft nötig
- Auswirkungen auf Gewässer und Grundwasser
- es besteht die Gefahr von Staudammbrüchen
- Windkraft: Die Windkraft kann optimiert werden und ist vor allem noch lange nicht vollständig ausgenutzt. Sie kann jedoch nicht immer genutzt werden, da die Klima- bedingungen in Süddeutschland für die Windkraft nur unregelmäßig nutzbar sind.
In windreichen Regionen wie Norddeutschland ist sie jedoch sehr effektiv.
- Solarenergie: Bei der Solarenergie wird die Sonne als Energiequelle genutzt. Durch Forschung sind verschiedene Nutzbereiche entstanden, um die gewünschte Nutzenergie ( Wärme oder Strom ) zu erhalten.
- Sonnenstrahlung: Die Sonne erhitzt Wasser in Sonnenkollektoren. Das Verfahren ist billig, leicht herzustellen und deckt heute schon in sehr vielen Haushalten den Warmwasserbereich ab.
- Photovoltaik: ist die Direktumwandlung von Licht in elektr. Strom, welche jedoch erst einen Wirkungsgrad von ca. 22% hat. Die Produktion von Photovoltaikanlagen wie z.B. Solarzellen ist auch sehr aufwendig und teuer.
- Solarthermik: Durch Spiegel wird die Sonnenstrahlung so konzentriert, daß hohe Temperaturen Strom erzeugen können.
- Gezeitenkraft: In bestimmten Buchten werden Flut und Ebbe ausgenutzt. Die Stromgewinnung erfolgt wie bei Wasserkraftwerken.
- Geothermische Energie: In Gebieten mit geothermischer Anomalie, d.h. mit überdurchschnittlich zunehmender Erdwärme in der Tiefe, wird die Wärme genutzt um Wasser zu verdampfen. Der Dampf treibt dann Turbinen an.
Biomasse
Die Wärme- bzw. Energiegewinnung durch Mist ( Gülle ) löst gleich 2 Probleme auf einmal:
1.) Wohin mit der Gülle
2.) umweltfreundliche Energieerzeugung
Bei der Wärmeproduktion aus Biomasse müssen lediglich Methanbakterien zugegeben werden. Es wird Methan produziert, was auch Strom erzeugen kann.
Vergleich: Eine Kuh liefert pro Jahr so viel Energie wie 300 Liter Heizöl.
Die Energie stammt von den Photosyntheseprodukten von Pflanzen, die die Kühe essen (die Photosynthese erfährt ihre Energie aus der Sonne ). Da die Photosyn- theseprodukte in Gülle bei der Verbrennung jedoch nur so viel CO2 freigeben als ursprünglich der Atmosphäre entzogen wurde, gleicht sich der CO2-Gehalt wieder aus.
Kernenergie
Bei ihr wird duch radioaktiven Zerfall Wärme erzeugt, welche wieder Turbinen antreibt, da Wasser verdampft wird. Das Hauptproblem dabei ist jedoch die Strahlungsbilanz der Endprodukten, die gesondert gelagert werden müssen. Da dies jedoch größtenteils unter Kontrolle ist, und kein CO2 produziert wird, ist auch sie ein großer Kandidat, wenn es darum geht, den Treibhauseffekt zu verringern.
Verbot der CFKW
Durch ein Verbot von besonders treibhauswirksamen CFKWs kann die langfrisrige Verringerung des Treibhauseffekts gestoppt werden. Sie sind deshalb problematisch, da sie sehr reaktionsträge sind und somit 60 bis 100 Jahre in der Atmosphäre vor- handen sein können. Das Verbot nützt jedoch nur dann etwas, wenn nicht nur kleine Teile, sondern die ganze Welt die Produktion stoppt, was jedoch bis jetzt noch nicht der Fall ist.
Häufig gestellte Fragen
Was ist die Bedeutung von Kohlenstoffdioxid in Bezug auf den Treibhauseffekt?
Kohlenstoffdioxid (CO2) ist ein wichtiger Faktor beim Treibhauseffekt. Wie andere Gase (z.B. Wasserdampf und bodennahes Ozon) lässt CO2 die Sonnenstrahlung fast ungehindert durch, absorbiert aber einen Teil der von der Erde reflektierten Wärmestrahlung und strahlt sie zurück, was zu einer Erwärmung der Atmosphäre führt. Während Wasserdampf den größten Anteil am Treibhauseffekt hat, trägt CO2 einen wesentlichen Teil dazu bei und wird hauptsächlich vom Menschen durch Verbrennung fossiler Brennstoffe freigesetzt.
Wie kann der Treibhauseffekt verringert werden?
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, den Treibhauseffekt zu verringern:
- Energiesparen: Reduzierung des Energiebedarfs durch effizientere Technologien in Haushalten und Industrie, wie z.B. Brennwerttechnik.
- Verkehr: Reduzierung der CO2-Emissionen durch angepasstes Fahrverhalten (langsames Beschleunigen, Motor abstellen), Nutzung öffentlicher Verkehrsmittel.
- Fossile Brennstoffe: Bevorzugung von Erdöl und Erdgas gegenüber Stein- und Braunkohle bei der Verbrennung. Nutzung der Abwärme in Kraftwerken (Fernwärme).
- Regenerative Energien: Nutzung von Wasser-, Wind- und Sonnenenergie, da diese keine schädlichen Emissionen verursachen.
- Biomasse: Nutzung von Mist (Gülle) zur Energiegewinnung, was gleichzeitig ein Entsorgungsproblem löst und CO2-neutral ist.
- Kernenergie: Nutzung der Kernenergie als CO2-arme Energiequelle, unter Berücksichtigung der Strahlungsbilanz der Endprodukte.
- Verbot von CFKW: Verbot von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (CFKW), die besonders treibhauswirksam sind und lange in der Atmosphäre verbleiben.
Welche Rolle spielen regenerative Energien bei der Verringerung des Treibhauseffekts?
Regenerative Energiequellen (Wasser, Wind, Sonne) tragen zur Verringerung des Treibhauseffekts bei, da sie bei der Energieumwandlung keine Abfälle oder Abgase produzieren und unerschöpflich sind.
- Wasserkraft: In Deutschland bereits weitgehend ausgenutzt, aber mit Eingriffen in Natur und Landschaft verbunden.
- Windkraft: Optimierbar und noch nicht vollständig ausgenutzt, jedoch abhängig von den klimatischen Bedingungen (besonders effektiv in Norddeutschland).
- Solarenergie: Nutzung der Sonnenenergie durch Sonnenkollektoren zur Warmwasserbereitung, Photovoltaik zur Stromerzeugung (Effizienz ca. 22%), und Solarthermie zur Stromerzeugung durch konzentrierte Sonnenstrahlung.
- Gezeitenkraft: Nutzung von Ebbe und Flut zur Stromgewinnung.
- Geothermische Energie: Nutzung von Erdwärme zur Dampferzeugung und Antrieb von Turbinen.
Was ist Biomasse und wie trägt sie zur Verringerung des Treibhauseffekts bei?
Biomasse ist die Gewinnung von Wärme oder Energie aus organischen Stoffen wie Mist (Gülle). Dabei werden Methanbakterien hinzugefügt, um Methan zu produzieren, das zur Stromerzeugung genutzt werden kann. Dieser Prozess löst zwei Probleme gleichzeitig: die Entsorgung von Gülle und die umweltfreundliche Energieerzeugung. Die Verbrennung von Photosyntheseprodukten in Gülle setzt nur so viel CO2 frei, wie ursprünglich der Atmosphäre entzogen wurde, was den CO2-Gehalt ausgleicht.
Welche Rolle spielt Kernenergie bei der Verringerung des Treibhauseffekts?
Kernenergie erzeugt Wärme durch radioaktiven Zerfall, die zur Dampferzeugung und zum Antrieb von Turbinen genutzt wird. Obwohl das Hauptproblem die Strahlungsbilanz der Endprodukte ist, die gesondert gelagert werden müssen, produziert Kernenergie kein CO2 und ist daher ein Kandidat zur Verringerung des Treibhauseffekts.
Warum ist das Verbot von CFKW wichtig?
Das Verbot von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (CFKW) ist wichtig, da diese Gase sehr treibhauswirksam sind und lange in der Atmosphäre verbleiben (60 bis 100 Jahre). Ein Verbot ist jedoch nur dann wirksam, wenn die Produktion weltweit eingestellt wird. In Deutschland ist die Produktion seit Mai 1994 eingestellt.
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- Björn Mayer (Author), 1998, Die Bedeutung von Kohlenstoffdioxid in Bezug auf den Treibhauseffekt, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/103187
