Der Treibhauseffekt

KURZFASSUNG

In dieser Arbeit wird das Thema Treibhauseffekt, in Bezug auf Verursachung und Verhinderung behandelt. Die Hauptfragen die geklärt werden sollen, sind wo für einen eventuellen Lösungsansatz der Problemstellung der globalen Erwärmung der optimale Angriffspunkt liegt und welche Lösungsansätze zur Verhinderung der globalen Erwärmung existieren.

Durch die Nachwirkungen des Ausstoßes von Treibhausgasen, entstehen bedeutende klimatische Veränderungen in unserer Atmosphäre, die unser aller Leben beeinflussen und für immer außergewöhnlichere Umweltreaktionen sorgen. In der heutigen Zeit wird es daher immer wichtiger, die bisher vernachlässigten Umweltaspekte in jeden Bereich unseres Lebens und unserer Gesellschaft einzubringen um den natürlichen Kreislauf unseres Umweltsystems wiederherstellen zu können.

Derzeit gibt es verschiedene regionale und globale Ansätze zur Lösung bzw. Herabsetzung der negativen Einflüsse des Treibhauseffekts, die in diesem Bericht beschrieben werden.

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ABSTRACT

This document deals with the questions of the causes of the greenhouse effect and the systems and possibilities to solve or decrease the effects of global warming.

Changes in worldwide temperature-averages are less interesting for most of the people worldwide, however, than effects are shifting into regional and local climate. In the 20th century the burning of fossil fuels like coal and oil has increased the concentration of several gases, which influences the world’s climate. Globally, as the concentration of atmospheric gases rise, temperatures will increase and other climate characteristics will change as well. Local Conditions in temperature may differ from global averages, levels of rain- and snowfall, numbers and strengths of major storms. Conditions like these profoundly influence the quality of our lives, and they certainly affect important public basic support like agriculture and economy.

Now, there are several regional, but also global solutions for reducing effects on global temperature and climate. Different kinds of solution will also be described in this document.

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INHALTSVERZEICHNIS

1.  EINLEITUNG  2

1.1  Problemstellung  2

1.2  Motivation  3

1.3  aktuelle Situation  3

2.  DER TREIBHAUSEFFEKT  7

2.1  Theoretischer Teil  

2.1.1  der Treibhauseffekt aus technischer Sicht  7

2.1.2  der Kohlenstoffkreislauf der Erde  9

2.2  Verursacher des Treibhauseffekts  11

  Herkunft nach Art der Treibhausgase 11 2 2  1

2.2.2  Herkunft nach Bereichen  11

2.2.3  Geografische Herkunft  12

2.3  Lösungsansätze  14

2.3.1  Alternative Energiequellen  14

2.3.2  Reduzierung des Energieverbrauchs  15

2.3.3  Treibhausgasspeicherung Sequestrierung  15

2.3.4  Sanktionierung von Emissionsüberschüssen  16

2.4  Ergebnis Zusammenfassung  16

3.  SCHLUSSTEIL  

3.1  Gegenüberstellung Erwartung Ergebnis  17

3.2  Ausblick  17

ANHANG ERGÄNZENDE INFORMATIONEN   20

  Abbildungsverzeichnis  20

  Abkürzungen  20

  Literaturverzeichnis  20

1. EINLEITUNG

Im folgenden Kapitel wird die Problemstellung zum Arbeitsthema Treibhauseffekt und auf die Motivation für das Thema eingegangen. Es soll dazu dienen einen allgemeinen Überblick über die Materie zu vermitteln.

1.1 Problemstellung

Seit Anbeginn der Industriellen Revolution im neunzehnten Jahrhundert stieg der, durch den Menschen verursachte Ausstoß von Treibhausgasen in die Erdatmosphäre rapide an. Schon zur Jahrhundertwende beschäftigte sich die Wissenschaft mit den Wechselwirkungen der Kohlenstoffdioxidemissionen zwischen Industrie, Natur und Gesellschaft. Die damaligen Ergebnisse der Untersuchungen führten zur Erkenntnis, dass durch die Erzeugung von Kohlendioxid zwei Reaktionen in unserer Erdatmosphäre auftreten. Zum einen erhöht sich die Kohlendioxidkonzentration in der Gashülle des Globus, da die Pflanzen, die Kohlendioxid durch Photosynthese zu Sauerstoff umwandeln, die Verarbeitung des Abgasüberschusses nicht bewältigen können. Zum anderen war schon damals bekannt, dass Kohlendioxid die Fähigkeit besitzt Wärmestrahlung zu absorbieren, wodurch bei erhöhter Mischung der Atmosphäre mit Emissionsgasen eine Erhöhung der gemittelten Erdtemperatur bewirkt wird (vgl. [Lat03]).

Die damaligen Berechnungen für die Erhöhung der Erdmitteltemperatur wurden jedoch als irrelevant verworfen, da die damals emittierte Menge an Treibhausgasen nur einen Bruchteil der heutigen Menge (Bezugsjahr 2005) ausmachte und dadurch in der Berechnung der Änderung der globalen Temperatur marginale Ergebnisse zeigte. Der nach dieser Zeit folgende Produktionsanstieg von Treibhausgasen war aus damaliger Sicht nicht vorhersehbar bzw. erschien nicht als plausibel. Bedingt durch die industrielle Entwicklung im zwanzigsten Jahrhundert und des immer höher werdenden Energiebedarf der Menschheit, stiegen jedoch der Verbrauch an fossilen Brennstoffen und Kohle in einer Exponentialfunktion und somit auch die Treibhausgas-Konzentration der Atmosphäre an.

Durch die Zunahme der Treibhausgase sind im Laufe der letzten Jahrzehnte viele Nachwirkungen bekannt geworden, die einen negativen Einfluss auf das regionale und globale Klima der Erde aufweisen. In diesem Bericht werden bis dato wissenschaftlich reproduzierbare Prozesse, von anthropogen erzeugten Gasen mit der Atmosphäre der Erde beschrieben. Diese physikalischen Vorgänge gelten als Hauptverursacher des so genannten Treibhauseffekts.

Um Rückschlüsse auf Wandlungen des Weltklimas nachvollziehen zu können, kann ausschließlich konkret mit meteorologischen Messdaten gearbeitet werden. Aufzeichnungen dieser Art reichen in etwa zweihundert Jahre zurück. Kritiker behaupten, dass der Treibhauseffekt mit einem natürlichen Verlauf des Erdklimas verwechselt wird, da es immer wieder zu Schwankungen der Erdmitteltemperatur in der Geschichte der Erde kam. Tatsächlich bestanden in der Vergangenheit so genannte Warm- und Eiszeiten, die durch Bohrungen in den arktischen Eisschichten, bis zu mehreren Hunderttausend Jahren vor unserer Zeit, nachgewiesen wurden.

In den letzten zwanzig Jahren (vom Jahr 1985 bis 2005) wurde jedoch, unwiderlegbar durch die konkreten meteorologischen Daten der letzten zwei Jahrhunderte, eine Ansammlung an

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Wetterextremen (wie z.B. in Mitteleuropa neun der zehn schwersten Hochwasser) registriert. Flutwellen, Tornados, Erdbeben, die Erhöhung des Meeresspiegels und dergleichen sind Auswirkungen in vor genanntem Zeitraum konzentriert erschienen. Es stellt sich die Frage ob die globale Erwärmung durch die Steigerung an Emissionen in Zusammenhang mit der Konzentration dieser Ereignisse steht.

Die Probleme die durch den Treibhauseffekt erzeugt werden, offenbaren sich in vielen Gebieten der Gesellschaft. Auswirkungen zeigen sich unmittelbar in unserem alltäglichen Leben durch Intensivierung der Sonneneinstrahlung, Temperatur, Witterung und Schadstoffkonzentrationen unserer Umwelt und führen auch zu negativen wirtschaftlichen Auswirkungen auf die Gesellschaft (siehe 3.2).

Durch diverse Schritte zur Reduktion der weltweiten Emissionswerte, wie z.B. durch das Kyoto -Protokoll (siehe 2.3.4), gibt es Versuche den so genannten Klimawechsel unter Kontrolle zu bringen. Da jedoch manche Länder aufgrund des erhöhten Energiebedarfs diese Maßnahmen nicht unterstützen, bzw. diese Abkommen nicht erfüllen können, müssen andere Wege zur Gewinnung von Energie zum gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Gebrauch zugänglich gemacht werden. Eine Nutzung von alternativen Energiequellen zu fossilen Brennstoffen, ist eine Notwendigkeit, um ein Kippen des Naturkreislaufs verhindern, respektive verlangsamen zu können.

1.2 Motivation

Das Verständnis über die Ursachen ist die Voraussetzung zur Lösung von Problemen, daher ist es wichtig die Grundlagen der Problematik der Umwelttechnik zu kennen. Durch den fortlaufend wachsenden Energiebedarf kommt der natürliche Kreislauf der Erde mit dem menschlichen Konsum an Energiegütern nicht zurecht, es entsteht ein Ungleichgewicht. Eine der wichtigsten Problemstellungen ist hierbei der Treibhauseffekt. Durch den Einfluss des Menschen wurden somit massive Modifikationen im Ökosystem unserer Erde bewirkt. Die bereits bestehenden Änderungen, wobei diese sich Erdmitteltemperaturerhöhung um ca. 0,6 Grad Celsius), bewirken jedoch schon markante Veränderungen in unserem unmittelbaren Umfeld.

Im Bereich der Umwelttechnik konzentriert sich die Frage nach Energiequellen, die ökologisch und ökonomisch brauchbar sind um dieser Tendenz entgegenwirken zu können. Bei einem Umdenken in der Energiepolitik von konventionellen zu alternativen Formen der Energieerzeugung ist es wichtig, die Hebelwirkung der Ursache zu nutzen. Das heißt, wo die meisten Ursachen für die Resultate des Treibhauseffekts auftreten, ist es am effektivsten mit Lösungen anzusetzen um eine rasche Kehrtwendung der gegenwärtigen Situation herbeiführen zu können.

1.3 aktuelle Situation

Seit Anbeginn des zwanzigsten Jahrhunderts zählen die fossilen Brennstoffe zu den überwiegend genutzten Energiereserven der Erde. Die mit der Verbrennung dieser Stoffe verbundene Freisetzung von CO 2 sowie anderen klimarelevanten Gasen ist mit Zunahme des Energiebedarfs der Menschen angewachsen.

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