Die Verweildauer des Kohlenstoffs in der Biomasse ist entscheidend

Transkript

1 Die Verweildauer des Kohlenstoffs in der Biomasse ist entscheidend Ein vereinfachtes Modell zur Beurteilung der Klimarelevanz menschlicher Aktivitäten Von Wolf von Fabeck 1

2 Wärmeabstrahlung in den Weltraum Sonne Kurzwellige Lichtstrahlen Ohne CO2 und andere Treibhausgase wäre es deutlich kühler, nur etwa 18 C 2 2 Erwärmung der Erdoberfläche

3 Wärmeabstrahlung in den Weltraum Sonne Kurzwellige Lichtstrahlen CO2 Rückstrahlung der Wärme erzeugt Treibhauseffekt 3 3 Erwärmung der Erdoberfläche

4 4 Zu viel CO2 in der Luft: 280 ppm zum Beginn der industriellen Revolution. Jetzt schon über 360 ppm

5 Zu viel CO2 in der Luft: 280 ppm zum Beginn der industriellen Revolution. Jetzt schon über 360 ppm CO2 besteht aus Kohlenstoff C und Sauerstoff O2 5

6 Zu viel CO2 in der Luft: 280 ppm zum Beginn der industriellen Revolution. Jetzt schon über 360 ppm CO2 besteht aus Kohlenstoff C und Sauerstoff O2 Die globale Anzahl der Kohlenstoffatome ändert sich nicht. Aber sie gehen immer neue Verbindungen ein: 6

7 Zu viel CO2 in der Luft: 280 ppm zum Beginn der industriellen Revolution. Jetzt schon über 360 ppm CO2 besteht aus Kohlenstoff C und Sauerstoff O2 Die globale Anzahl der Kohlenstoffatome ändert sich nicht. Aber sie gehen immer neue Verbindungen ein: - Entweder klima-schädliche Verbindungen: CO2 und andere Gase (Methan, usw) - Oder klima-unschädliche Verbindungen 7

8 Zu viel CO2 in der Luft: 280 ppm zum Beginn der industriellen Revolution. Jetzt schon über 360 ppm CO2 besteht aus Kohlenstoff C und Sauerstoff O2 Die globale Anzahl der Kohlenstoffatome ändert sich nicht. Aber sie gehen immer neue Verbindungen ein: - Entweder klima-schädliche Verbindungen: CO2 und andere Gase (Methan, usw) - Oder klima-unschädliche Verbindungen 8 Unsere Aufgabe: Kohlenstoff länger in klima-unschädlichen Verbindungen belassen oder dorthin überführen

9 Kohlenstoff in klimaunschädlichen Verbindungen 9 - Kalk-Steine (Lithosphäre) - Kohle, Erdöl, Erdgas (Fossile Brennstoffe) - Vorstufe zu den Fossilen Brennstoffen (Kerogene) - Ackerboden (Humus) - Oberflächensedimente (Meeresboden) - Pflanzen und Tieren (Biota) - Technische Produkte (Holzbauten, Stahl, Kohlefasern, Kunststoffe, )

10 Nach Prof. Dr. Wolfgang Oschmann et al. (2000) Institute of Geosciences, Universität Frankfurt 10 10

11 Gasaustausch 0.14 Gasaustausch 0.14 Respiration 0.1 Respiration 0.1 Photosynthese Vereinfachung: Alle Massenströme kleiner als 0.01 wurden weggelassen

12 Atmosphäre Lebende Pflanzen Fossile Vorkommen Mengenverhältnis des Kohlenstoffs in den Speichern anschaulich dargestellt Tote Biomasse Meerwasser 12

13 Atmosphäre Meerwasser Lebende Pflanzen Photosynthese abzügl. Atmung Tote Biomasse Fossile Energie 0, CO2-Austausch 13 Verrotten, verbrennen Verhältnis der Massenströme anschaulich dargestellt

14 Fossile Energie 0,01 Atmosphäre 4 4 CO2-Austausch Meerwasser Der Kohlenstoffinhalt der fossilen Speicher reicht für mehr als eine Klimakatastrophe. Er kann der Übersichtlichkeit halber weggelassen werden. 14

15 Atmosphäre Das CO2 fossilen Ursprungs bringt die Massen-ströme aus dem Gleichgewicht Fossile Energie 0,01 4 CO2-Austausch 4 Meerwasser 15

16 Atmosphäre 0,01 4 CO2-Austausch 4 Gegenläufige CO2- Austauschströme zwischen Atmosphäre und Ozean durch ihre Resultierende ersetzen. Meerwasser 16

17 Atmosphäre 0,01 Resultierender CO2-Austausch Gegenläufige CO2- Austauschströme zwischen Atmosphäre und Ozean durch ihre Resultierende ersetzen. Meerwasser 17

18 Atmosphäre Lebende Pflanzen Photosynthese abzügl. Atmung Fossile Energie 0,01 18 Tote Biomasse Verrotten, verbrennen? Resultierender CO2-Austausch Meerwasser Die Resultierende führte bisher CO2 von oben nach unten, kann sich aber bei weiterer Erwärmung der Ozeane? umkehren.

19 Atmosphäre Fossile Energie 0,01 Resultierender CO2-Austausch? Photosynthese abzügl. Atmung Verrotten, verbrennen Lebende Pflanzen Tote Biomasse 19 Ozeanwasser enthält 63 mal so viel Kohlenstoff wie die Biota. Das CO2 im Ozeanwasser wird durch den resultierenden Massenstrom kaum verändert. Dagegen könnte das CO2 der Atmosphäre bei Umkehrung des Massenstromes erheblich vermehrt werden. Diese Gefahr wird hier aber nicht weiter behandelt.

20 Atmosphäre Lebende Pflanzen Tote Biomasse Photosynthese abzügl. Atmung Verrotten, verbrennen 20 Fossile Energie 0,01

21 Atmosphäre Lebende Pflanzen Tote Biomasse Photosynthese abzügl. Atmung Verrotten, verbrennen 21 Fossile Energie 0,01 Die drei Speicher werden nun in ein Tortendiagramm überführt

22 Fossile Energie CO2 Kohlenstoff in der Atmosphäre Kohlenstoff in abgestorbenen Pflanzen, Böden und technischen Produkten Kohlenstoff in lebenden Pflanzen 22

23 Wohin mit dem fossilen Kohlenstoff? Fossile Energie CO2 Kohlenstoff in der Atmosphäre Kohlenstoff in abgestorbenen Pflanzen, Böden und technischen Produkten Kohlenstoff in lebenden Pflanzen 23

24 Wohin mit dem fossilen Kohlenstoff? Fossile Energie CO2 Kohlenstoff in der Atmosphäre In einem der drei Speicher muss er bleiben Kohlenstoff in abgestorbenen Pflanzen, Böden und technischen Produkten Kohlenstoff in lebenden Pflanzen 24

25 Wohin mit dem fossilen Kohlenstoff? Fossile Energie CO2 Kohlenstoff in der Atmosphäre Die ständige Zufuhr von CO2 aus den fossilen Speichern muss vordringlich gestoppt werden. Wir kommen am Ende des Beitrages darauf zurück. Kohlenstoff in abgestorbenen Pflanzen, Böden und technischen Produkten Kohlenstoff in lebenden Pflanzen 25

26 Photosynthese abzügl. Atmung Degradation Absterben Verrotten, Verbrennen 26 Kohlenstoffkreislauf

27 /a C = 1,0 10 Jahre /a 13 Jahre C = 1,3 26 Jahre C = 2,6 /a C-Inhalt dividiert durch Massenstrom ergibt durchschnittl. Verweildauer 27

28 C = 1,3 13 Jahre 10 Jahre C = 1,0 C-Verweildauer in der Biomasse verlängern! Vermindert den CO2-Gehalt der Atmosphäre C = 2,6 26 Jahre 28

29 C = 1,1 11 Jahre 11 Jahre C = 1,1 C-Verweildauer in der Biomasse verlängern! Vermindert den CO2-Gehalt der Atmosphäre C = 2,7 27 Jahre 29

30 Verweildauer in der Biomasse verlängern 1. Photosynthese durch mehr Grün unterstützen! 2. Verweilzeit des Kohlenstoffs in der lebenden Biomasse verlängern! 3. Tote Biomasse möglichst stofflich nutzen! 4. CO2-Bildung aus Biomasse hinauszögern! Unser Ziel: Weniger Kohlenstoff In der Atmosphäre Verweildauer verlängern! Verweildauer verlängern! 30

31 Verweildauer in der Biomasse verlängern 1. Photosynthese durch mehr Grün unterstützen! 2. Verweilzeit des Kohlenstoffs in der lebenden Biomasse verlängern! 3. Tote Biomasse möglichst stofflich nutzen! 4. CO2-Bildung aus Biomasse hinauszögern! 31

32 Verweildauer in der Biomasse verlängern 1. Photosynthese durch mehr Grün unterstützen! 2. Verweilzeit des Kohlenstoffs in der lebenden Biomasse verlängern! 3. Tote Biomasse möglichst stofflich nutzen! 4. CO2-Bildung aus Biomasse hinauszögern! Zu 1. Alles Tageslicht soll abgefangen werden, bevor es den Boden erreicht. Versiegelte Böden dicht begrünen! Bepflanzung dicht staffeln. Bäume und Buschwerk auf Mittel- und Seitenstreifen der Autobahnen! Anpflanzung von Wäldern! 32

33 33 Verweildauer in der Biomasse verlängern 1. Photosynthese durch mehr Grün unterstützen! 2. Verweilzeit des Kohlenstoffs in der lebenden Biomasse verlängern! 3. Tote Biomasse möglichst stofflich nutzen! 4. CO2-Bildung aus Biomasse hinauszögern! Weitere Vorschläge zu 1. Kein Boden ohne Grün! Wildkräuter zulassen. Einstellung zum Unkraut überprüfen. Höhenwachstum zulassen und fördern. Pflanzen dicht verschlungen um Licht kämpfen lassen. Der Natur nicht ins Handwerk pfuschen. Ästhetische Vorstellungen überprüfen.

34 Verweildauer in der Biomasse verlängern 1. Photosynthese durch mehr Grün unterstützen! 2. Verweilzeit des Kohlen-stoffs in der lebenden Biomasse verlängern! 3. Tote Biomasse möglichst stofflich nutzen! 4. CO2-Bildung aus Biomasse hinauszögern! 34

35 Verweildauer in der Biomasse verlängern Zu Photosynthese durch mehr Grün unterstützen! 2. Verweilzeit des Kohlen-stoffs in der lebenden Biomasse verlängern! 3. Tote Biomasse möglichst stofflich nutzen! 4. CO2-Bildung aus Biomasse hinauszögern! Lebende Pflanzen nur zurückschneiden, wenn unumgänglich! Mehrjährige Pflanzen bevorzugen! 35

36 Verweildauer in der Biomasse verlängern 1. Photosynthese durch mehr Grün unterstützen! 2. Verweilzeit des Kohlenstoffs in der lebenden Biomasse verlängern! 3. Tote Biomasse möglichst stofflich nutzen! 4. CO2-Bildung aus Biomasse hinauszögern! 36

37 Verweildauer in der Biomasse verlängern 1. Photosynthese durch mehr Grün unterstützen! 2. Verweilzeit des Kohlenstoffs in der lebenden Biomasse verlängern! 3. Tote Biomasse möglichst stofflich nutzen! 4. CO2-Bildung aus Biomasse hinauszögern! Zu 3. Bio-Landbau zur Vergrößerung der Dauerhumusschicht! Vermehrt Holz als Baumaterial nutzen! Chemische Produkte, wie Plastik, Textilien, Kohlefasern, Arzneimittel usw. nicht mehr aus Erdöl, sondern aus Biomasse herstellen. 37

38 Verweildauer in der Biomasse verlängern 1. Photosynthese durch mehr Grün unterstützen! 2. Verweilzeit des Kohlenstoffs in der lebenden Biomasse verlängern! 3. Tote Biomasse möglichst stofflich nutzen! 4. CO2-Bildung aus Biomasse hinauszögern! 38

39 Verweildauer in der Biomasse verlängern Zu 4. Energetische Nutzung 1. Photosynthese durch mehr Grün unterstützen! 2. Verweilzeit des Kohlenstoffs in der lebenden Biomasse verlängern! 3. Tote Biomasse möglichst stofflich nutzen! 4. CO2-Bildung aus Biomasse hinauszögern! - wenn Kompostierung nicht möglich - wenn stoffliche Nutzung nicht möglich - wenn Aufbewahrung Probleme bereitet, z.b. Gülle, Schlachtabfälle 39

40 Windenergie nach heutiger Technik von nur 33% der deutschen Ackerflächen würde das Doppelte des heutigen Stromverbrauchs erbringen. 40 Wichtigster Beitrag der Ackerböden zur Umstellung auf 100 Prozent Erneuerbare Energien Energiepark Druiberg mit Enercon E-112

41 Weitere Infos Solarenergie-Förderverein Deutschland e.v. (SFV)