Zur CO2-Neutralität

Dieses Blog versteht sich auch als offene Diskussionsplattform. Der Beitrag eines Lesers, „Klimaaktivisten haben das Perpetuum mobile erfunden“ hat viele Reaktionen hervorgerufen. Es bedarf daher des Hinweises, dass Leserbriefe nicht unbedingt die Auffassung der Verantwortlichen dieses Blogs wiedergeben.

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Von Fritz Vahrenholt

Es besteht kein Zweifel, dass die Zunahme der CO2-Konzentration in der Atmosphäre von 280 ppm auf nun 410 ppm den anthropogenen CO2-Emissionen zuzuschreiben ist. Es ist zwar richtig, dass die CO2-Moleküle zwischen Atmosphäre und Ozeanen/Land zu 20 % pro Jahr ausgetauscht werden, d.h. die Austauschzeit oder Verweildauer eines Moleküls in der Atmosphäre beträgt 5 Jahre. Das wird aber häufig fälschlicherweise verwechselt mit der Abbaurate der Netto-Emissionen des CO2 durch Senken (Ozeane, Pflanzen). Diese Halbwertszeit der zusätzlichen CO2-Emissionen beträgt etwa 45 Jahre. Die Erwärmung um 1° Celsius hat allenfalls 7 ppm der seit 1860 hinzugekommen 130 ppm bewirkt. Siehe  http://www.ferdinand-engelbeen.be/klimaat/co2_origin.html. Eine Halbwertszeit von 45 Jahre ist sogar im AR5-IPCC-Bericht auf S. 472, Box 6.19 zu finden, allerdings nur für etwa die Hälfte der Emissionen. Näheres dazu später.

Bei meinen Überlegungen zur CO2- Senke bin ich zu folgendem, für viele überraschenden Ergebnis gekommen: die Größe der Senke hat nichts zu tun mit der zusätzlichen Emission von CO2. Sie ist einzig und allein abhängig von der Konzentration in der Atmosphäre. Wir fallen alle darauf rein, weil immer wieder zu hören ist, der Mensch emittiert 4 ppm und davon gehen 2 ppm in die Meere und die Pflanzen.

Die Überschrift in der Grafik ist irreführend. Es muss heißen: Die Senken wachsen mit dem steigenden Inventar an CO2 in der Luft. Es ist aber so: heute gehen 38 GT CO2 in die Luft (https://www.globalcarbonproject.org/carbonbudget/19/presentation.htm). 45 % davon verbleibt in der Luft.

Zur Zeit wächst das Inventar der Luft also um 18 GT und  20 GT gehen in Ozeane und Land.

1 ppm entspricht 2,13 GT C bzw. 7,82 GT CO2. (Quelle: Oak Ridge National Lab, Carbon Dioxide Information Analysis Center, https://cdiac.ess-dive.lbl.gov/pns/convert.html). 410 ppm entsprechen 3210 GT CO2 . Nach IPCC (AR5 Chapter 6, S.470) sind es 3036 GT in 2011 bei 390 ppm gewesen, was gleichbedeutend ist. Es sind also 3210 GT CO2 in der Luft. Bei einer Halbierung der weltweiten Emissionen auf 19 GT CO2-Emission ist die Aufnahme von Ozeanen und Pflanzen nach wie vor 20 GT (sie steigt sogar noch leicht weiter an). Dann verringert sich das Inventar um 1GT.  Der Konzentrationsanstieg kommt zum Halten.

Quelle: Global carbon project, Le Quere et. al.,2020

Das gilt natürlich auch, wenn man die Reduktion in 30 Jahren sukzessive hinbekäme. Dann steigt der CO2 Gehalt weiter an und kommt dann bei Senke = Emission zum Stehen. Ist das allen Beteiligten klar? 

Was passiert, wenn man mehr CO2 Reduzierung über die Senkengröße hinaus macht, also Senke > Emission? Dann reduziert sich das Inventar der Atmosphäre langsam, aber aus dem Meer wird nach Henrys law CO2 nachgeliefert bis zu einem neuen Gleichgewicht. Wenn  das IPCC Recht hätte mit der Annahme, dass die CO2-Aufnahme in den ersten hundert Jahren durch Land und Ozean eine Halbwertszeit von 45 Jahren hat (AR4, BOX 6.1, Figure 1, siehe oben als Anhang), aber durch Dekabornisierung des Karbonats in den Meeren 100 bis 10 000 Jahre dauert und das silicate weathering 10 000 -100 000 Jahre dauert, dann  gibt es auf Jahrhunderte keinen großen Unterschied zwischen S=E und S>E.

Quelle: IPCC AR5, Chapter 6 , S473

Wir kommen dann nicht sehr schnell runter. Wenn man das IPCC ernst nimmt, heißt dies, dass bei E = 0, die Hälfte des vom Menschen eingetragenen CO2 mit einer Halbwertszeit von 45 Jahren verschwindet und der Rest dann in tausenden von Jahren. Der anthropogene Impuls ist 130 ppm CO2. Wir kämen dann nach 45 Jahren von 410 auf 410- 65 (50 % von 130) = 345. Der Rest von 65 ppm anthropogenen CO2 verschmiert sich dann auf tausende von Jahren, also weniger als 0,1 ppm pro Jahr. Und dafür sollen wir in Deutschland unsere Industriegesellschaft, wie wir sie kennen, in den nächsten 20 Jahren, abschaffen?

Ich glaube, dass dem IPCC ein großer Irrtum unterlaufen ist, die Verweilzeiten des CO2 in der Luft so künstlich aufzuteilen in kurzfristige und langfristige Senken.

In einer Replik auf Prof. Brovkin, der mich in der Webseite Klimalounge von Stefan Rahmstorf der fehlerhaften Information bezichtigte, was am Ende mittelbar zum Verlust meines Amtes als Vorstandsvorsitzender der Deutschen Wildtierstiftung führte („Wie Fritz Vahrenholt den Bundestag für dumm verkaufen wollte“), hatte ich ausgeführt,

Sie unterstellen mir eine fehlerhafte Interpretation des 5. IPCC-Berichts hinsichtlich des BERN-Modells. Gerade Ihre Forschungsergebnisse aus dem Jahre 2019 müssten Ihnen doch allen Anlass geben, die Annahmen des BERN-Modells zu hinterfragen. Das BERN-Modell behauptet ja, dass es drei unterschiedliche Senkenprozesse gibt, einen schnellen (Mittelwert 65), der im Wesentlichen durch Pflanzen und Ozeane geprägt wird und zwei deutlich langsamere. Wenn allerdings die schnellen Senkenprozesse durch Pflanzen und Ozeane anhalten und von einer Sättigung dieser Prozesse nicht ausgegangen werden kann, ist es naturwissenschaftlich nicht gerechtfertigt, davon zu sprechen, dass „der von uns derzeit verursachte CO2-Anstieg in der Atmosphäre Jahrtausende Jahre anhalten wird“.

Natürlich gibt es Senkenprozesse (geologische Verwitterung des CO2, die eine Halbwertzeit von Tau = 1000 Jahren und mehr aufweisen. Aber solange die schnellen Prozesse (Halbwertzeit 50, Tau = 65 Jahre) ungeschmälert fortexistieren, ist die lange Halbwertzeit völlig belanglos. Denn die Gesamthalbwertzeit wird bestimmt 1/T =1/T1 + 1/T2 + 1/T3. Und solange T1 dominiert, ist T2 und T3 irrelevant.

Mir ist bewusst, dass die Halbwertszeiten in der Literatur extrem streuen. Sie selbst hatten mit Archer 2008 von 1000 Jahren und länger gesprochen, der 1. IPCC Report gab 50 -200 Jahre an, der zweite und dritte 5-200 Jahre, der vierte gab zum ersten Mal eine gespaltene Halbwertszeit mit 50 % innerhalb von 30 Jahren an, 30 % in einigen tausend Jahren. Das behält der letzte Report von 2013 bei, erhöht aber die „schnelle“ Halbwertszeit auf etwa 50.“  

Das BERN Modell kann dann wirksam werden, wenn wir über tausende von Jahren Emission=Senke haben, dann machen sich die Carbonats- und Silikatsprozesse bemerkbar. Adaptation auf 410 plus x ppm ist angesagt. Und mehr als die Größe der Senke sollten wir langfristig nicht mehr emittieren. Aber viel weniger bringt auch nicht viel.

Insofern ist dem Leserbriefschreiber zuzustimmen, wenn er schreibt: „Wenn also jemand versucht, CO2 aus der Atmosphäre zu entfernen, werden die Ozeane es nach dem gleichen physikalischen Gesetz unmittelbar ersetzen. Es ist das CO2, welches sie seit Beginn der Industrialisierung nach und nach, und Jahr für Jahr, gespeichert haben.“

Trotzdem sollten wir versuchen, im Verlaufe dieses Jahrhunderts das Gleichgewicht CO2-Senke = CO2-Emission zu erreichen. Je früher, um so besser. Panik ist nicht angesagt und eine Nullemission in 2050 auch nicht.