Ein vereinfachtes Modell zur Beurteilung der Klimarelevanz menschlicher Aktivitäten

1

Die Verweildauer des Kohlenstoffs in der Biomasse

ist entscheidend

Von Wolf von Fabeck

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Ohne CO2 und andere Treibhausgase wäre es deutlich kühler, nur etwa –18° C

2

Kurzwellige Lichtstrahlen

Sonne

Wärmeabstrahlung in den Weltraum

Erwärmung der Erdoberfläche

3

Sonne

Erwärmung der Erdoberfläche

CO2

Rückstrahlung der Wärme erzeugt Treibhauseffekt

Kurzwellige Lichtstrahlen

Wärmeabstrahlung in den Weltraum

3

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

4

Zu viel CO2 in der Luft: 280 ppm zum Beginn der industriellen Revolution. Jetzt schon über 360 ppmCO2 besteht aus Kohlenstoff C und Sauerstoff O2

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Zu viel CO2 in der Luft: 280 ppm zum Beginn der industriellen Revolution. Jetzt schon über 360 ppmCO2 besteht aus Kohlenstoff C und Sauerstoff O2

Die globale Anzahl der Kohlenstoffatome ändert sich nicht. Aber sie gehen immer neue Verbindungen ein:

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Zu viel CO2 in der Luft: 280 ppm zum Beginn der industriellen Revolution. Jetzt schon über 360 ppmCO2 besteht aus Kohlenstoff C und Sauerstoff O2

- Oder klima-unschädliche Verbindungen

- Entweder klima-schädliche Verbindungen: CO2 und andere Gase (Methan, usw)

Die globale Anzahl der Kohlenstoffatome ändert sich nicht. Aber sie gehen immer neue Verbindungen ein:

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Zu viel CO2 in der Luft: 280 ppm zum Beginn der industriellen Revolution. Jetzt schon über 360 ppmCO2 besteht aus Kohlenstoff C und Sauerstoff O2

- Oder klima-unschädliche Verbindungen

- Entweder klima-schädliche Verbindungen: CO2 und andere Gase (Methan, usw)

Die globale Anzahl der Kohlenstoffatome ändert sich nicht. Aber sie gehen immer neue Verbindungen ein:

Unsere Aufgabe: Kohlenstoff länger in klima-unschädlichen Verbindungen belassen oder dorthin

überführen 8

- 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, …)

Kohlenstoff in klima-unschädlichen Verbindungen

9

10

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

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0.01

Photosynthese

0.2

Respiratio

n 0.1

Respi

ratio

n 0.

1

Gasa

usta

usch

0.1

4

Gasa

usta

usch

0.1

4

0.1

11

Vereinfachung:Alle Massenströme kleiner als 0.01 wurden weggelassen

Atmosphäre

Meerwasser

Lebende PflanzenFossile

Vorkommen

ToteBiomass

e

12

Mengenverhältnis des Kohlenstoffs in

den Speichern anschaulich dargestellt

Atmosphäre

Meerwasser

Lebende Pflanzen

0,1

ToteBiomass

e

0,1

0,1

4

0,1

4

CO

2-A

ust

ausc

h

Foss

ile

Energie

0,01

13

Verhältnis der Massenströme

anschaulich dargestellt

Photosynthes

e abzügl. Atmung

Verrotten,

verbrennen

0,1

Atmosphäre

Meerwasser

0,1

0,1

0,1

4

0,1

4

CO

2-A

ust

ausc

h

14

Der Kohlenstoffinhalt der fossilen Speicher reicht für mehr als eine Klimakatastrophe. Er kann der Übersichtlichkeit halber weggelassen werden.

0,1

Foss

ile

Energie

0,01

Atmosphäre

Meerwasser

0,1

0,1

0,1

4

0,1

4

CO

2-A

ust

ausc

h

15

Das CO2 fossilen Ursprungs bringt die Massen-ströme aus dem Gleichgewicht

0,1Foss

ile Energ

ie

0,01

Atmosphäre

Meerwasser

0,1

0,1

0,1

4

0,1

4

CO

2-A

ust

ausc

h

16

0,1

0,01

Gegenläufige CO2-Austauschströme zwischen Atmosphäre und Ozean durch ihre Resultierende ersetzen.

Atmosphäre

Meerwasser

0,1

0,1

17

0,1

Gegenläufige CO2-Austauschströme zwischen Atmosphäre und Ozean durch ihre Resultierende ersetzen.

Resu

ltie

render

CO

2-A

ust

ausc

h0,01

Atmosphäre

Meerwasser

Lebende Pflanzen

0,1

ToteBiomass

e

0,1

18

Photosynthes

e abzügl. Atmung

Verrotten,

verbrennen

0,1

Resu

ltie

render

CO

2-A

ust

ausc

h

Die Resultierende führte bisher CO2 von oben nach unten, kann sich aber bei weiterer Erwärmung der Ozeane umkehren.

Foss

ile Energ

ie

0,01

?

?

Atmosphäre

Lebende Pflanzen

0,1

ToteBiomass

e

0,1

19

Photosynthes

e abzügl. Atmung

Verrotten,

verbrennen

0,1

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.

Foss

ile Energ

ie

0,01

?R

esu

ltie

render

CO

2-A

ust

ausc

h

Atmosphäre

Lebende Pflanzen

0,1

ToteBiomass

e

0,1

20

Photosynthes

e abzügl. Atmung

Verrotten,

verbrennen

0,1Foss

ile Energ

ie

0,01

Atmosphäre

Lebende Pflanzen

0,1

ToteBiomass

e

0,1

21

Photosynthes

e abzügl. Atmung

Verrotten,

verbrennen

0,1Foss

ile Energ

ie

0,01

Die drei Speicher werden nun in ein Tortendiagramm überführt

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FossileEnergie

Kohlenstoff in der Atmosphäre

Kohlenstoff in lebenden Pflanzen

Kohlenstoff in abgestorbenen Pflanzen, Böden und technischen Produkten

CO2

23

Wohin mit dem „fossilen“ Kohlenstoff?

FossileEnergie

Kohlenstoff in der Atmosphäre

Kohlenstoff in lebenden Pflanzen

Kohlenstoff in abgestorbenen Pflanzen, Böden und technischen Produkten

CO2

24

Wohin mit dem „fossilen“ Kohlenstoff?

FossileEnergie

Kohlenstoff in der Atmosphäre

Kohlenstoff in lebenden Pflanzen

Kohlenstoff in abgestorbenen Pflanzen, Böden und technischen Produkten

In einem der drei Speicher muss er bleiben

CO2

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Wohin mit dem „fossilen“ Kohlenstoff?

FossileEnergie

Kohlenstoff in der Atmosphäre

Kohlenstoff in lebenden Pflanzen

Kohlenstoff in abgestorbenen Pflanzen, Böden und technischen Produkten

Die ständige Zufuhr von CO2 aus den fossilen Speichern muss vordringlich gestoppt werden. Wir kommen am Ende des Beitrages darauf zurück.

CO2

26

Deg

rada

tion

Abst

erbe

n

Kohlenstoff-kreislauf

Photosynthese

abzügl. Atmung

Verr

otte

n,

Verb

renn

en

27

C = 1,3

C = 2,6

C-Inhalt dividiert durch Massen-strom ergibt durchschnittl. Verweildauer

13 Jahre

26 Jahre

10

Jah

re

C =

1,0

0,1/a

0,1/

a

0,1/

a

28

C = 2,6

C-Verweildauer in der Biomasse verlängern ! Vermindert den CO2-Gehalt der Atmosphäre

13 Jahre

26 Jahre

C = 1,3

C =

1,0

10

Jah

re

29

C = 1,1

11 Jahre

27 Jahre

11

Jah

re

C =

1,1

C = 2,7

C-Verweildauer in der Biomasse verlängern ! Vermindert den CO2-Gehalt der Atmosphäre

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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!

Verweildauer in der Biomasse

verlängern

Verweildaue

rverlängern!

Verw

eild

aue

r verlä

ngern

!

Unser Ziel:Weniger KohlenstoffIn der Atmosphäre

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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!

Verweildauer in der Biomasse

verlängern

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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!

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!

Verweildauer in der Biomasse

verlängern

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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 Hand-werk pfuschen. Ästhetische Vorstellungen überprüfen.

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!

Verweildauer in der Biomasse

verlängern

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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!

Verweildauer in der Biomasse

verlängern

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Zu 2.

Lebende Pflanzen nur zurückschneiden, wenn unumgänglich!

Mehrjährige Pflanzen bevorzugen!

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!

Verweildauer in der Biomasse

verlängern

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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!

Verweildauer in der Biomasse

verlängern

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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.

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!

Verweildauer in der Biomasse

verlängern

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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!

Verweildauer in der Biomasse

verlängern

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Zu 4.

Energetische Nutzung

- wenn Kompostierung nicht möglich

- wenn stoffliche Nutzung nicht möglich

- wenn Aufbewahrung Probleme bereitet, z.B. Gülle, Schlachtabfälle …

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!

Verweildauer in der Biomasse

verlängern

Wichtigster Beitrag der Ackerböden zur Umstellung auf 100 Prozent Erneuerbare Energien

Energiepark Druiberg mit Enercon E-112

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Windenergie nach heutiger Technik von nur 33% der deutschen Ackerflächen würde das Doppelte des heutigen Stromverbrauchs erbringen.

Weitere Infos

Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. (SFV)

0241-511616 zentrale@sfv.de www.sfv.de

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