Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

FCKW-Ersatzstoffe: Gut für die Ozonschicht, schlecht fürs Klima

24.02.2012
Das Montreal-Protokoll hat dazu geführt, dass die meisten ozonschädigenden Substanzen wie Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) verboten wurden.

Da FCKW potente Treibhausgase sind, hat das stufenweisen FCKW-Verbot auch dem Klima genutzt. Nun droht ein «Rebound-Effekt», die Erderwärmung zusätzlich zu beschleunigen: Fluorierte Treibhausgase, als FCKW-Ersatzstoffe in den letzten Jahren in zunehmenden Mengen in die Atmosphäre gelangt, sind sehr klimaaktiv, viele dazu extrem langlebig. Im Wissenschaftsmagazin «Science» empfiehlt ein internationales Forscherteam, die wirksamsten dieser Gase zu regulieren. Damit liesse sich der positive «Nebeneffekt» des Montreal-Protokolls für das Klima erhalten.

Es gilt als der erfolgreichste internationale Umweltvertrag – das inzwischen von 196 Ländern ratifizierte Montreal-Protokoll zum Schutz der Ozonschicht. FCKW und andere Ozonkiller werden als Folge davon in den kommenden Jahrzehnten nach und nach aus der Atmosphäre verschwinden. Von den sinkenden Konzentrationen profitiert auch das Klima, denn viele FCKW sind äusserst treibhausaktiv.

So weit, so gut. Doch in vielen Prozessen, in denen früher FCKW eingesetzt wurden, kommen seither in zunehmendem Masse fluorierte Ersatzstoffe zum Einsatz, etwa Fluorkohlenwasserstoffe (FKW, grob gesagt: ähnliche Substanzen wie FCKW, aber ohne Chlor), die das stratosphärische Ozon nicht mehr abbauen. Verwendung finden FKW als Kühlmittel in Klimaanlagen und Kühlschränken, als Treibmittel für Sprays, als Lösungsmittel oder als Schäummittel bei der Schaumstoffherstellung. Der Haken an der Sache: FKW sind ebenfalls äusserst klimaaktiv, das in Autoklimaanlagen verwendete FKW-134a zum Beispiel 1430-mal stärker als das «klassische» Treibhausgas Kohlendioxid (CO2).

Auch internationale Umweltvereinbarungen können unerwünschte Nebenwirkungen haben

Die Senkung des Treibhausgasausstosses ist Gegenstand des Kyoto-Protokolls, das allerdings weder für den weltweit grössten Emittenten von Treibhausgasen, die USA (die es nie ratifiziert haben), noch für Schwellen- und Entwicklungsländer bindend ist. Ausserdem ist das Protokoll (zumindest bislang) auf den Zeitraum von 2008 bis 2012 beschränkt; über eine weitere «Verpflichtungsperiode» konnte noch keine Einigung erzielt werden. Will heissen: Der in den letzten Jahren deutlich zunehmende globale Ausstoss an FKW dürfte den «Klimanutzen» des Montreal-Protokolls durch den FCKW-Bann bald einmal wettgemacht haben.

Diesen Zusammenhang belegt eine Analyse in der neuesten Ausgabe des Wissenschaftsmagazins «Science». Darin ermittelt ein internationales Forscherteam unter der Leitung des Niederländers Guus Velders, dem neben dem Chemie-Nobelpreisträger Mario Molina auch der Empa-Forscher Stefan Reimann angehört, zunächst den «unbeabsichtigten» Klimanutzen des Montreal-Protokolls. Seit dem Jahr 2000 beträgt der Strahlungsantrieb – ein Mass für die Klimaaktivität chemischer Substanzen – aller ozonschädigender Substanzen inklusive FCKW mehr oder weniger konstant 0.32 W/m2 (zum Vergleich: für CO2 ergab sich ein Wert von 1.5 W/m2); ohne das Montreal-Protokoll dürfte der Wert heute rund das Doppelte, also 0.65 W/m2, betragen. Anders ausgedrückt: Durch das FCKW-Verbot wurde im Jahr 2010 das Äquivalent von 10 Milliarden Tonnen CO2 eingespart – ein Fünffaches des jährlichen Reduktionsziels gemäss Kyoto-Protokoll.

Velders, Reimann und ihre Co-Autoren fürchten nun, dass dieser Nutzen durch den jährlich um rund 10 bis 15 Prozent zunehmenden Ausstoss an FKW bald einmal «verspielt» sein dürfte: «Der Beitrag der FKW an den Klimawandel kann als unerwünschte Nebenwirkung [des Montreal-Protokolls] betrachtet werden», schreiben sie. Zurzeit ist dieser zwar noch gering, für alle FCKW-Ersatzstoffe zusammen gerade einmal 0.012 W/m2. Doch stehe ausser Frage, dass der Strahlungsantrieb der FKW aufgrund steigender Nachfrage und Produktion vor allem in Schwellen- und Entwicklungsländer künftig deutlich zunehmen wird. Die Atmosphärenwissenschaftler schätzen, dass der Wert im Jahr 2050 zwischen 0.25 und 0.4 W/m2 liegen dürfte. Problematisch seien vor allem gesättigte FKW, da diese extrem stabil sind und in der Atmosphäre bis zu 50 Jahre überdauern. Daher haben sie im Vergleich zu CO2 ein bis zu 4000-mal höheres langfristiges Treibhauspotenzial. Für Empa-Forscher Reimann ist daher klar: «Langlebige FKW sollten nicht mehr in dem Ausmass eingesetzt werden.»

Eine «einfache» Lösung: die Ausweitung des Montreal-Protokolls

Die Forscher schlagen u.a. vor, das Montreal-Protokoll so anzupassen, dass langlebige FKW ebenfalls darunter fallen. Entsprechende Vorschläge seien in den vergangenen Jahren bereits von verschiedenen Ländern, unter anderem den USA, vorgebracht worden. «Da das Montreal-Protokoll überhaupt erst dazu geführt hat, dass diese Stoffe vermehrt hergestellt wurden, könnten sie in ebendieses Vertragswerk aufgenommen und von diesem reguliert werden», so Reimann. Ein stufenweises FKW-Verbot sei technisch durchaus machbar, denn: «Chemische und technologische Alternativen sind vorhanden.» So würden in den USA beispielsweise Kühlschränke unter anderem mit FKW-134a gekühlt; in der Schweiz ist dieser Stoff in Kühlschränken verboten, stattdessen kommen hier klimaneutrale Kohlenwasserstoffe zum Einsatz.

Literaturhinweis
G.J.M. Velders, A.R. Ravishankara, M.K. Miller, M.J. Molina, J. Alcamo, J.S. Daniel, D.W. Fahey, S.A. Montzka,
S. Reimann, Preserving Montreal Protocol Climate Benefits by Limiting HFCs, Science (2012),

DOI: 10.1126/science.1216414

Sabine Voser | EMPA
Weitere Informationen:
http://www.empa.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Luftreiniger und Schmutzpumpe: der indische Monsun
15.06.2018 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht 100 % Ökolandwirtschaft in Bhutan – ein realistisches Ziel?
15.06.2018 | Humboldt-Universität zu Berlin

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Überdosis Calcium

Nanokristalle beeinflussen die Differenzierung von Stammzellen während der Knochenbildung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Freiburg und Basel haben einen Hauptschalter für die Regeneration von Knochengewebe identifiziert....

Im Focus: Overdosing on Calcium

Nano crystals impact stem cell fate during bone formation

Scientists from the University of Freiburg and the University of Basel identified a master regulator for bone regeneration. Prasad Shastri, Professor of...

Im Focus: AchemAsia 2019 in Shanghai

Die AchemAsia geht in ihr viertes Jahrzehnt und bricht auf zu neuen Ufern: Das International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production findet vom 21. bis 23. Mai 2019 in Shanghai, China statt. Gleichzeitig erhält die Veranstaltung ein aktuelles Profil: Die elfte Ausgabe fokussiert auf Themen, die für Chinas Prozessindustrie besonders relevant sind, und legt den Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und Innovation.

1989 wurde die AchemAsia als Spin-Off der ACHEMA ins Leben gerufen, um die Bedürfnisse der sich damals noch entwickelnden Iindustrie in China zu erfüllen. Seit...

Im Focus: AchemAsia 2019 will take place in Shanghai

Moving into its fourth decade, AchemAsia is setting out for new horizons: The International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production will take place from 21-23 May 2019 in Shanghai, China. With an updated event profile, the eleventh edition focusses on topics that are especially relevant for the Chinese process industry, putting a strong emphasis on sustainability and innovation.

Founded in 1989 as a spin-off of ACHEMA to cater to the needs of China’s then developing industry, AchemAsia has since grown into a platform where the latest...

Im Focus: Li-Fi erstmals für das industrielle Internet der Dinge getestet

Mit einer Abschlusspräsentation im BMW Werk München wurde das BMBF-geförderte Projekt OWICELLS erfolgreich abgeschlossen. Dabei wurde eine Li-Fi Kommunikation zu einem mobilen Roboter in einer 5x5m² Fertigungszelle demonstriert, der produktionsübliche Vorgänge durchführt (Teile schweißen, umlegen und prüfen). Die robuste, optische Drahtlosübertragung beruht auf räumlicher Diversität, d.h. Daten werden von mehreren LEDs und mehreren Photodioden gleichzeitig gesendet und empfangen. Das System kann Daten mit mehr als 100 Mbit/s und fünf Millisekunden Latenz übertragen.

Moderne Produktionstechniken in der Automobilindustrie müssen flexibler werden, um sich an individuelle Kundenwünsche anpassen zu können. Forscher untersuchen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Hengstberger-Symposium zur Sternentstehung

19.06.2018 | Veranstaltungen

LymphomKompetenz KOMPAKT: Neues vom EHA2018

19.06.2018 | Veranstaltungen

Simulierter Eingriff am virtuellen Herzen

18.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Rätselhaftes IceCube-Ereignis könnte von Tau-Neutrino stammen

19.06.2018 | Physik Astronomie

Automatisierung und Produktionstechnik – Wandlungsfähig – Präzise – Digital

19.06.2018 | Messenachrichten

Überdosis Calcium

19.06.2018 | Medizin Gesundheit

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics