Ein vereinfachtes Modell zur Beurteilung der Klimarelevanz menschlicher Aktivitäten
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Die Verweildauer des Kohlenstoffs in der Biomasse
ist entscheidend
Von Wolf von Fabeck
2
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
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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
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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
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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
22
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 [email protected] www.sfv.de
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