Alle reden von CO₂.
Ein Stoff, der in jedem Atemzug steckt.
Und wie kein anderer unseren Planeten bedroht.
Was ist CO₂?
Was hat es mit unserem Leben zu tun?
Warum wird es zur Gefahr?
CO2
Der Schicksalsstoff
Gute Atmosphäre
Was hat CO₂ mit Klima zu tun?
CO₂ liegt in der Luft...
Kohlendioxid, oder CO₂, gehört zu einer guten Atmosphäre.
Denn gemeinsam mit Methan, Lachgas und Wasserdampf bildet es die natürliche Klimaanlage unsrer Erde.
Kleines Gas, große Wirkung!
Ohne CO₂ und die anderen Gase wäre hier nicht viel los:
Das Sonnenlicht erreicht die Erde. Ein Teil der Energie wird zum Beispiel durch Eisflächen in den Weltraum zurück reflektiert. Ein Teil wird von der Erdoberfläche absorbiert und strahlt größtenteils als Wärme wieder ins All zurück.
Zum Glück gibt’s CO₂.
Die abgestrahlte Wärme versetzt CO₂ und die anderen Gase in der Atmosphäre in Schwingung. Die Gase geben die Wärme in alle Richtungen wieder ab – auch in Richtung Erde. Die Erde wird erwärmt.
Frostige Durchschnitts temperatur: -19°C
Wohlige Durchschnitts temperatur: 14°C
Ohne CO₂ wäre die Erde für uns Menschen unbewohnbar.
Die Entdeckung
Seit wann kennen wir den Zusammenhang zwischen CO₂ und Klima?
CO₂ tut gut.
Pflanzen wachsen ganz allmählich, ohne dass wir es richtig merken. Und doch legen sie über die Zeit kräftig zu. Bäume zum Beispiel entwickeln tonnenweise Holz.
Aber woher nehmen sie das Material dafür?
Ungefähr die Hälfte des Materials ist Wasser, das die Wurzeln aus der Erde ziehen.
Aber wo nimmt der Baum den Rest her?
Tatsächlich aus der Luft:
Holz besteht im Wesentlichen aus Kohlenstoffverbindungen. Den Kohlenstoff dafür zieht der Baum aus der Luft – das „C“ aus dem CO₂.
Ein Douglasienbaum bindet im jahr 46,5 Kilo CO₂.
Das O₂ – den Sauerstoff – geben sie zurück in die Luft.
Das CO₂ nehmen die Blätter über Poren auf.
In ihren Zellen folgt dann die Photosynthese: Mithilfe von Photonen aus dem Sonnenlicht, spalten sie das C ab.
Aus dem Kohlenstoff macht die Pflanze als erstes Zucker, zum Beispiel für ihre Früchte.
Manche, wie der Olivenbaum, machen daraus sogar Fette. Und natürlich die Zellulose für das Holz.
Anders als die Pflanzen können wir Menschen den Kohlenstoff nicht aus der Luft ziehen. Doch über die Nahrung gelangt das C auch in unseren Körper.
Darum essen wir Pflanzen – oder auch Tiere, die ihrerseits Pflanzen fressen.
Ein Erwachsener mit 75kg hat knapp 18 kg Kohlenstoff in sich.
Muskeln, Fette, Eiweiße, Zucker, Aminosäuren – also auch die DNA: Unser Körper besteht in erheblichen Teilen aus chemischen Verbindungen mit Kohlenstoff.
Und der kommt über die Pflanzen aus der Luft!
CO₂ ist Ausgangsstoff für die Biomasse aller lebenden Organismen.
Kosmische Kraft
Was hat CO₂ mit Energie zu tun?
Um an das „C“ des CO₂ zu kommen, muss die Pflanze es vom „O₂“ trennen. Dazu braucht sie Energie – die Energie des Sonnenlichts.
Energie wird – im physikalischen Sinn – nie „verbraucht“, sondern nur umgewandelt.
Durch die Spaltung wandelt die Pflanze Sonnenenergie in chemische Energie um – gespeichert in den Kohlenstoffverbindungen, die die Pflanze herstellt.
Zum Beispiel als Zucker – in Form von Saccharose, Raffinose oder Stachyose.
Oder auch Zellulose, die im Holz der Bäume steckt.
Der Zucker und das Holz sind Energieträger. Sie enthalten gespeicherte Sonnenenergie.
Diese Energie wird frei, wenn sich der Kohlenstoff wieder mit Sauerstoff zu CO₂ verbindet.
Das geschieht zum Beispiel, wenn wir Holz verbrennen.
Oder auch, wenn unsere Zellen aus dem Zucker die Energie ziehen, die der Körper für Wärme, Bewegung und sonstige Aktivitäten braucht.
Das entstehende CO₂ entweicht in beiden Fällen in die Luft. Der Kohlenstoffkreislauf schließt sich.
Co₂ ist Anfang und Ende des biologischen Energiekreislaufs
An diesem Kreislauf beteiligen sich auch Fossile Brennstoffe. Allerdings mit einer Verzögerung von Millionen Jahren.
Kohle
Gepresste Landpflanzen
250 bis 350 Mio Jahre alt
Der Kohlenstoff der Kohle stammt aus Urzeitpflanzen. Deren Biomasse lagerte sich in Sumpfböden ab, zunehmend bedeckt von Sedimentschichten. Hoher Druck und hohe Temperaturen verdichteten sie und wandelten sie allmählich in Kohle um.
Erdöl
Eingelegte Meeresfrüchte,
65 bis 200 Mio Jahre alt
Abgestorbenes Plankton – also pflanzliche und tierische Mikro-Organismen im Meer – ist der Ausgangsstoff für Erdöl. Es sank zum Grund, wo Sedimente es überlagerten und zusammenpressten. Auch hier führten Druck und Wärme schließlich zur Umwandlung der Biomasse in die Kohlenstoffketten des Erdöls.
Gas
Energiepups,
65 bis 250 Mio Jahre alt
Erdgas entsteht aus den gleichen Plankton-Ablagerungen wie Erdöl und kommt meist in den selben Lagerstätten vor. Der Unterschied? Hauptsächlich die Temperatur: Zwischen 60 und 170 Grad entsteht Erdöl, bei höheren Temperaturen fast nur noch Gas. Doch auch bei der Entstehung von Kohle kann sich Erdgas bilden.
Torf
Moorfilz,
Jahrtausende alt
Torf entsteht in Mooren, wo Pflanzenreste sich unter sauren, sauerstoffarmen Bedingungen nur teilweise zersetzen. Mit dem Grad der Verdichtung steigt der Brennwert dieses organischen Sediments. Besonders geeignet sind Pflanzen mit verfilzten Wurzeln – vor allem das Torfmoos, auch Sphagnum genannt.
In allen Fällen besteht der Brennstoff Fossiler Träger aus Kohlenstoff, den Pflanzen vor ewigen Zeiten per Photosynthese aus der Luft gezogen haben.
Fossile Energie ist Uralte Sonnenenergie
Fossile Revolution
Woher kommt das viele CO₂?
Mit „fremder“ Energie mehr zu schaffen, als die eigene Kraft hergibt – eine Idee so alt wie die Menschheit.
Segel in den Wind halten
Tiere einspannen
Wasser arbeiten lassen
Holz in Wärme verwandeln
Auch im Transportwesen macht die Kohle Dampf.
1807: Erster kommerzieller Flussdampfer in New York
Schnell wird die Dampflok zum Sinnbild des neuen Zeitalters.
1825 in England
1835 zwischen Nürnberg und Fürth
Mit dem Raddampfer können amerikanische Landwirte ihre Waren flussauf und flussab anbieten.
Keine Entdeckung hat das menschliche Leben jedoch radikaler verändert als fossile Brennstoffe.
Den Anfang macht die Kohle.
Ab dem 13.
Jahrhundert
Anfang 18. Jahrhundert
1776
Ab dem 19. Jahrhundert
Dann macht die Dampfmaschine Kohle zum echten Gamechanger.
Doch eine Erfindung von James Watt bringt die entscheidende Wende:
Von nun an sind Fabriken nicht mehr an Wasserkraft und damit an Flussläufe gebunden und sprießen überall aus dem Boden.
Ab dem 17.
Jahrhundert
Dabei steht sie zu Beginn selbst ganz im Dienst der Kohle:
Die ersten Modelle sind nur dazu da, eintretendes Wasser aus den Kohleminen zu pumpen.
In Form von Dampf setzt Kohlekraft bald alle erdenklichen Apparate in Bewegung.
Die Kohle dient fortan der Maschine – und dem Fortschritt.
Immer schneller produzieren sie immer mehr Güter des täglichen Bedarfs, für immer mehr Menschen.
Sie hat ihren ersten großen Auftritt, als Holz immer knapper und teurer wird – vor allem in den Städten.
Die meisten Londoner steigen auf Kohle als Heizstoff um.
Erste Handwerker wie Schmiede und Brauer nutzen in London Kohle statt Holz.
Eisenbahn und Industrie treiben den Hunger nach Eisen und Stahl.
Und auch in der Stahlindustrie bringt die Kohle den Durchbruch: Bereits 1709 befeuert Abraham Darby einen Hochofen mit Koks.
Koks wird aus Steinkohle gewonnen. Weil bei seiner Verbrennung weniger Rauch, Ruß und Schwefel entsteht, eignet es sich für die Verhüttung.
Kohle macht die Eisenverhüttung zur Schwerindustrie – während die kohlebefeuerte Industrialisierung immer mehr Stahl fordert. Fossile Energie wird zum selbstverstärkenden System.
1826: Gaslampen leuchten in fast allen englischen Städten über 10.000 Einwohnern
Bald brachte Kohle – beziehungsweise das Koks der Hochöfen – auch die Erleuchtung.
Bei der Herstellung von Koks entsteht Gas. Dessen kommerzielle Nutzung zur Beleuchtung beginnt in London.
Mit dem Kohlengas lässt sich fossile Energie über ein Leitungsnetz vertreiben.
1807: Gasleuchten erhellen die Pall Mall im Herzen des Londoner Geschäftslebens
In den USA leuchtet ab Mitte des 19. Jahrhunderts ein neuer fossiler Brennstoff: Erdöl.
Zuvor brannte in amerikanischen Lampen hauptsächlich Walöl.
Bis Samuel Kier herausfindet, dass sich das nervige Erdöl, das seine Salzquellen verpestet, zu Kerosin verarbeiten lässt. Er gründet eine Raffinerie für Erdöl und erfindet gleich die passende Lampe dazu.
Mit der Nutzung als Leuchtmittel beginnt die kommerzielle Förderung von Erdöl.
1859 entwickelt Edwin Drake ein neues Bohrverfahren - und löste damit den ersten Boom aus.
Die Geburtsstunde der heutigen Ölindustrie.
Bald darauf sorgt die Kohle wieder für Konkurrenz im Beleuchtungsgeschäft.
Und revolutionierte den Energiesektor ein zweites Mal.
1882 geht in London die „Edison Electric Light Station“ in Betrieb – das erste Kohlekraftwerk für öffentliche Stromversorgung.
Die Energie der Kohle kann nun durch Drahtleitungen transportiert werden.
Eine Dampfmaschine treibt Edisons "JUMBO"-Generatoren an. Die erzeugen Strom für 3.000 Straßenlampen...
...und einige Wohnungen.
Anfang des 20. Jahrhunderts erlebt Erdöl seinen großen Durchbruch als Treibstoff
Carl Benz patentiert 1886 das erste Automobil – der Startschuss für den motorisierten Individualverkehr.
Auch der Traum vom Fliegen wird erst mit Flüssigtreibstoff richtig wahr: 1903 bauen die Wright-Brüder das erste Motorflugzeug.
Und mit der Erfindung des Düsenantriebs in den 1930ern mausert sich das Flugzeug allmählich zum Massenverkehrsmittel.
Zugleich geht es immer noch um Wärme: Nach dem zweiten Weltkrieg wird die Zentralheizung zum neuen Standard.
Damit laufen Gas und Öl der Kohle als Heizstoff den Rang ab.
Wohnungswärme bleibt dabei immer noch stabil fossil.
Fossile Energie stand lange für spürbaren Fortschritt
Dicke Luft
Was sind die Folgen?
Dass der Qualm von Kohle & Co. die Luft verpestet, war von Anfang an klar.
die Unsichtbare Gefahr
Heute wissen wir: Noch gefährlicher sind die Abgase, die wir nicht sehen.
Vor allem CO₂.
Solange wir hauptsächlich Holz verbrannten, kam nur das CO₂ zurück in die Luft, das die Bäume vor wenigen Jahrzehnten aus der Luft gezogen hatten...
Bei fossilen Brennstoffen kommt mit dem CO₂ Kohlenstoff in die Atmosphäre, der Millionen Jahre in Form von Kohle, Erdöl und Erdgas im Boden gebunden war.
...und das nachwachsende Bäume auch wieder aufnehmen konnten.
Nur einen Teil davon können Pflanzen wieder in Biomasse umwandeln.
Fossile Brennstoffe steigern den CO₂-Gehalt der Atmosphäre.
Eunice Newton Foote und John Tyndall verstanden den Zusammenhang zwischen CO₂ und Temperaturanstieg bereits um 1850.
Doch die tatsächliche Erwärmung der Erde durch Fossile Brennstoffe und ihr CO₂ zeigte sich erst, als die Industrialisierung Fahrt aufnahm.
Die Menschgemachte Erderwärmung kennen wir seit mehr als 100 Jahren
Die Auswirkungen
Extremwerte wie die Hitzetage haben sich in der Zeit in Regensburg verdoppelt – von 30 auf 60 pro Jahr.
Die „Heat Stripes“ für die Region Regensburg-Kelheim verdeutlichen die Dynamik:
Die letzten Jahrzehnte liegen fast durchweg im roten Bereich.
Die Klimaerwärmung verändert Landschaften und Lebensräume deutlich - auch bei uns.
Häufigere und extremere Hitze heißt einerseits mehr Trockenheit und Dürre...
...andererseits mehr Starkregen und Überschwemmungen.
Hinter diesen scheinbar paradoxen Extremen liegt ein und dieselbe Erklärung:
Je wärmer die Luft, desto mehr Wasser kann sie speichern.
Bei Hitze verdunstet mehr Wasser aus Boden und Pflanzen. Sie trocknen schneller aus.
In der warmen Luft kann sich zugleich mehr Wasser sammeln – bis es als Starkregen wieder zur Erde fällt.
Die ausgetrockneten Böden können das Wasser nur sehr langsam aufnehmen..
Es wird als Flutung davongespült, während die Unterschicht des Bodens trocken bleibt.
Der Klimawandel wirkt auch lokal – und persönlich!
Auch die Wälder sind betroffen
Immer mehr Bäume halten den Herausforderungen nicht stand.
Zugleich verändert die Wärme die Fauna. Manche Arten gedeihen plötzlich prächtig...
...während die Menge und die Vielfalt der Insekten immer mehr zurück geht.
Eine der markantesten Klimafolgen in der Alpenlandschaft: Das Schwinden der Gletscher.
Bayern hat fünf Gletscher:
Zumindest galt das bis 2022. Denn seither sind es nur noch vier!
Denn Messungen Südlichen Schneeferner ergaben: Das Eis ist nicht mehr dick genug, um Druck für eine Abwärtsbewegung zu erzeugen. Damit ist er per Definition kein Gletscher mehr.
2023:
Bayerns wärmstes Jahr ever...
...bis jetzt.
Die Bayerischen Gletscher sind relativ klein – und dadurch um so sensiblere Indikatoren für den Klimawandel.
Ski-Opening direkt nach dem Oktoberfest? Die Zeiten sind jetzt schon vorbei!
Schon 2040 wird es in Bayern wohl keine Gletscher mehr geben. Da sie ohnehin recht klein sind, bleiben wohl auch die Auswirkungen gering.
In anderen Gebieten ist das deutlich dramatischer: Es droht öfter Niedrigwasser, wenn das Schmelzwasser der Gletscher als Reserve ausbleibt.
Schwanken bis es Kippt
Gebirgsgletscher zählen zu den sogenannten Kippelementen im Klimasystem.
Kippelemente bleiben zunächst stabil – auch bei größeren Schwankungen.
Überschreitet die Veränderung aber einen kritischen Schwellenwert – den Kipppunkt – verändert sich das System unumkehrbar.
Wie ein Baum, der dem Wind nachgibt und doch wieder geradesteht, sobald Windstille herrscht.
Auch wenn der Wind nachlässt, kehrt der Baum nicht mehr in seinen Ausgangszustand zurück.
Dabei lässt sich kaum vorhersagen, wann ein Kipppunkt erreicht sein wird.
Oft beschleunigen Rückkopplungseffekte die Entwicklung.
Bei Gletschern zum Beispiel die sogenannte Eis-Albedo-Rückkopplung:
Eis und Schnee sind hell. Sie reflektieren das Licht der Sonne zum Teil zurück ins All.
Je weniger Schnee, desto mehr dunkle Landflächen, die sich mit den Sonnenstrahlen aufwärmen.
Mehr Sonnenenergie bleibt in der Atmosphäre – was die Schneeschmelze weiter beschleunigt.
Grönland- und Antarktiseis zählen wie Gletscher zu den Kippelementen des Klimas – inklusive selbstverstärkendem Albedo-Effekt.
Die Folgen sind aber noch drastischer: Hier lässt die Schmelze direkt den Meerespiegel steigen.
Eine Faustregel besagt: Mit jedem Zentimeter Anstieg sind sechs Millionen Menschen auf der Welt zusätzlich Küstenüberflutungen ausgesetzt.
Dabei gibt es auch jenseits von Eis und Schnee noch reichlich Kippelemente.
Jeder einzelne von ihnen kann das menschliche Leben auf der Welt radikal verändern.
Klimawandel Bedroht unser Leben
Neues Leben
Was nun, was tun?
Die Bedrohung des Klimawandels zu begreifen ist eine beklemmende Erfahrung.
Menschen reagieren sehr unterschiedlich darauf – ob privat oder in der Politik.
Die Erkenntnis sacken lassen und lernen, damit umzugehen – für die meisten von uns ein schwieriger Prozess.
Fünf Stufen der Klima-Angst?
Die "Fünf Phasen der Trauer" sind ein psychologisches Modell von Elisabeth Kübler-Ross – ursprünglich, um den Umgang todkranker Patienten mit dem Sterben zu beschreiben.
Mit steigender Bekanntheit wurde das Modell auf die verschiedensten Krisenkontexte übertragen.
Auch für das Phänomen der "Klima-Angst" oder "Klimadepression" erweist es sich erstaunlich aufschlussreich.
Jetzt neu!!
6. Handeln
“Das schlimmste ist, wenn wir resignieren.”
Prof. Dr. Wilfried Hagg,
Gletscherforscher
1.
Ab 2050 Klimaneutral
2.
Deutlich unter 2° C Erwärmung
3.
Schnell zum Scheitelpunkt der Emissionen
Was ist zu tun?
Global gesehen: Wir müssen aufhören, CO₂ und andere Klimagase auszustoßen.
Und zusätzlich sogar noch CO₂ aus der Atmosphäre holen.
Eine Mammutaufgabe, bei der es um die ganze Welt geht.
Der bedeutendste Meilenstein bisher: Das Pariser Klimaschutz-Abkommen von 2015.
Fast 200 Länder verpflichten sich darin, auf drei Hauptziele hinzuarbeiten.
Was ist zu tun?
Jedes Zehntel Grad zählt.
Fast alle Länder haben das Abkommen inzwischen ratifiziert. Damit ist es als völkerrechtlich bindender Vertrag in Kraft.
Dabei bestimmt jedes Land für sich selbst die Maßnahmen, mit denen es die Klimaschutz-Ziele erreichen will.
Aber immerhin: Das Abkommen von Paris schafft einen Rahmen für weltweite Klimaschutzmaßnahmen. Staaten müssen ihre Anstrengungen jetzt konkret und überprüfbar formulieren.
Was heisst das für Deutschland?
Deutschland muss klimaneutral werden. Und das möglichst schnell.
Dafür gibt es seit 2020 das Bundesklimaschutzgesetz.
...mit konkreten Emissionszielen bis 2045.
Diese Emissionsziele verteilt das Gesetz bis 2030 auf sechs Sektoren...
...mit konkreten, abnehmenden Mengen an Treibhausgas pro Jahr.
Für jeden Sektor ist ein Ministerium verantwortlich. Das Gesetz verpflichtet es, seine Ziele mit geeigneten Programmen durchsetzen...
...bisher mit sehr unterschiedlichem Erfolg.
Ebenfalls Ergebnis des Gesetzes: Der Expertenrat.
Dessen Bericht zeichnet kein rosiges Bild.
Und als einzelne:r?
Wir alle sind betroffen. Aber was kann man als Individuum überhaupt tun?
1. Umdenken
Zum Umdenken brauchen wir als erstes Einblicke und Einsichten.
Im Schnitt stößt jede Person in Deutschland etwa 11 Tonnen CO₂ pro Jahr aus...
5.343
...das sind für jede und jeden von uns 5.343 Luftballons voll CO₂ – jeden Tag!
In welchen Lebensbereichen entstehen unsere CO₂-Luftballons?
(1 Molekül steht für 100 kg CO₂)
Wohnen: 2,2t CO₂e
Strom: 0,5t CO₂e
Mobilität: 2,2t CO₂e
Ernährung: 1,7t CO₂e
öffentliche Infrastruktur: 0,8t CO₂e
Konsum: 3,4t CO₂e