Erklärs mir, als wäre ich 5

UNSERE UMWELT

CO2 - was ist das eigentlich?

In unserer modernen Welt vergeht inzwischen kaum ein Tag, an dem das Thema CO2 nicht irgendwo auftaucht, wahrscheinlich hat jeder schon einmal von dem Begriff gehört. Bei den Diskussionen rund um dieses Gas scheint es immer wieder richtige Experten zu geben - und diejenigen, die nicht wirklich wissen, um was es eigentlich geht, aber sich nicht zu fragen trauen. Was genau ist also CO2? Es handelt sich dabei um eine chemische Verbindung, die sich aus Kohlenstoff und Sauerstoff zusammensetzt und als Kohlenstoffdioxid bezeichnet wird. Kohlenstoff kann man auch Carbon nennen. Von dieser Bezeichnung stammt das »C« in CO2. Es handelt sich um ein Gas, das in Wasser löslich ist. Es ist farb- und geruchlos und nicht brennbar. Auch die Kohlensäure in unseren Getränken geht auf diese chemische Verbindung zurück.

CO2 ist von Natur aus ein ganz normaler Bestandteil der Luft, die wir atmen. In der Luft befinden sich üblicherweise gerade mal 0,04 Prozent Kohlenstoffdioxid. In der »richtigen« Mengen ist es ein durchaus wichtiger Helfer: Denn der natürliche Kohlenstoffkreislauf, der in unserer Atmosphäre (der Lufthülle der Erde) stattfindet, braucht ihn, um zu funktionieren. Dieser Kreislauf ist für das Leben auf der Erde unerlässlich!

Wie funktioniert der Kohlenstoffkreislauf?

Das in der Luft enthaltene CO2 ist eine Grundlage dafür, dass wir atmen können. Ohne CO2 wäre kein Leben auf der Erde möglich.

Das CO2, das in der Luft vorkommt, wird auch von den Pflanzen benötigt. Nur mithilfe dieses Gases und dem Licht der Sonne können sie ein einzigartiges Kunststück vollbringen: Sie produzieren Sauersoff - den wir wiederum zum Atmen brauchen. Das Ganze nennt man »Photosynthese«. Neben dem Sauerstoff wird dabei auch noch Energie in Form von Zucker gebündelt - eine weitere Grundlage für alles, was leben möchte. Wenn wir oder die Tiere dann die Pflanzen essen, bekommen wir durch den Zucker Energie geliefert. Bei der Umwandlung von Nahrung in Energie entsteht wiederum CO2, das von dem Tier oder dem Menschen ausgeatmet wird und so zurück in die Luft gelangt.

Auch über die Ausscheidungen der Lebewesen gelangt CO2 in die Atmosphäre. Dies geschieht zunächst in Form von Methan - einem Gas, das sich dann wieder zu CO2 umwandelt. Von den Ausscheidungen leben wiederum die kleinsten Lebewesen der Erde, die Bakterien. Doch selbst sie scheiden Methan aus, das sich später wieder umwandelt. Auch die Pflanzen geben CO2 ab. Das passiert nachts, wenn keine Sonne da ist, um die Photosynthese in Gang zu setzen.

Die Ausscheidungen der Tiere und Menschen gelangen auch ins Wasser. Das heißt, selbst dort befindet sich CO2. Hier gilt dasselbe wie an Land: das CO2 ist die Lebensgrundlage für unzählige Lebewesen und Pflanzen. Denn auch ihre Ausscheidungen beinhalten Methan, das mit der Zeit nach oben steigt und in der Luft zu CO2 wird.

Alles Lebendige, das irgendwann stirbt, setzt sich am Boden ab, egal ob an Land oder im Wasser. Mit der Zeit (dazu sind einige Tausend Jahre nötig), können sich daraus fossile, also versteinerte Ablagerungen bilden. Aus ihnen entsteht dann das Erdöl oder Erdgas (fossile Brennstoffe), das wir zum Heizen oder Autofahren benutzen. Dabei wird teilweise Kohlenstoff verbrannt. Geschieht dies nicht ganz vollständig, entsteht das giftige CO, Kohlenstoffmonoxid. Das heißt, wir befördern bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen unvollständig verbrannten Kohlenstoff und riesige Mengen an CO2 in die Atmosphäre. Diese Mengen sind das Problem unserer Zeit. In Deutschland sind dies 2 Prozent, in China sogar 28 Prozent der weltweiten Ausstöße - momentan gefolgt von den USA und Indien. Die giftigen CO-Gase und der Überschuss an CO2 sind hauptsächlich für die immer weiter steigende Erderwärmung verantwortlich (s. Seite 51). Das CO2 an sich und in natürlichen Mengen, ist dagegen überlebenswichtig.

Die Gase, die durch den Kohlenstoffkreislauf wieder in die Atmosphäre gelangen, gehören zu den Treibhausgasen. Aber auch sie sind - im richtigen Verhältnis - eine wichtige Voraussetzung für das Leben auf der Erde. Sie sorgen dafür, dass die von der Erde abgestrahlte Wärme in der Atmosphäre bleibt. Wenn sie nicht wären, würden wir alle ziemlich schnell erfrieren.

Der Kohlenstoffkreislauf ist also eine der Grundvoraussetzungen, dass Leben auf der Erde entstehen kann. Erst der Überschuss und das giftige CO bringen das System aus dem Gleichgewicht und verursachen dadurch die Schäden an der Umwelt.

Sind Elektroautos umweltfreundlich?

Wenn man über den umweltschädlichen CO2-Ausstoß von Autos redet, denkt man meistens zuerst an das Benzin oder Diesel, das beim Fahren durch den Motor verbrannt wird. Bei der Verbrennung solcher fossiler Brennstoffe wird nämlich CO2 freigesetzt (s. auch S. 11). Ein durchschnittlicher PKW hat laut Kraftfahrt-Bundesamt in den Jahren 2016 und 2017 etwa 127 Gramm CO2 pro Kilometer ausgestoßen. Im Jahr 2010 lag der Wert noch bei rund 151 Gramm CO2 pro Kilometer. Oft vergisst man dabei aber, dass bereits vor der Fahrt im Auto schon viele Vorgänge nötig sind, bei denen CO2 ausgestoßen wird. Dies beginnt bei der Förderung und Verarbeitung der Brennstoffe. Dafür sind Maschinen nötig, die das rohe Material an die Erdoberfläche transportieren und dann so verarbeiten, dass die Motoren der Autos damit funktionieren können. Und am Ende muss der Treibstoff ja auch noch in die verschiedenen Länder gebracht werden - auch das ist mit CO2-Emissionen (Ausstößen) verbunden.

Selbst die Elektroautos sind nicht frei von den Ausstößen, solange man für sie Strom benutzt, der zum Beispiel aus Kohle, also ebenfalls einem fossilen Brennstoff, gewonnen wird. Inzwischen ist man laut der Studie eines Münchner Forschungsinstituts von 2019 zu dem Schluss gekommen, dass E-Autos sogar schlechter als die herkömmlichen Diesel-Fahrzeuge abschneiden. Denn berücksichtigt man den CO2-Ausstoß bei der Herstellung der Batterien von Elektroautos und den Strom, der dafür benutzt wird und oft noch aus fossilen Brennstoffen gewonnen wird, ist das E-Auto bis zu 28 Prozent ungünstiger als ein Diesel-Fahrzeug. Schuld daran ist hauptsächlich die Gewinnung von Lithium, Mangan und Kobalt für die Batterie. Ein hoher Einsatz an Energie ist nötig, um sie zu gewinnen. Eine Studie des schwedischen Umweltministeriums besagt, dass man mit einem »normalen« Auto drei bis acht Jahre lang fahren kann, bis es die Umwelt genauso belastet wie die Herstellung der Batterie für ein Elektroauto. Dabei ist der Stromverbrauch während der Fahrten noch nicht mitgerechnet.

Laut den neuesten Forschungsständen könnte der geringste Ausstoß an CO2 entweder mit E-Autos, die mit erneuerbarem Strom betrieben werden (also mit Wind-, Wasser- oder Sonnenenergie), oder mit Erdgas beziehungsweise Wasserstoff betriebenen Autos erreicht werden. Eine andere Idee ist, die Batterien der E-Autos zu verkleinern, was aber die Reichweite verringern würde. Aber auch hierzu gibt es schon wieder neue Ideen - mehr zu dem Thema im Kapitel »Technologien der Zukunft«!

Auch die Fahrverbote für Diesel-Fahrzeuge, die in manchen Städten in den letzten Jahren erlassen wurden, sind inzwischen wieder umstritten. Der Verkehr wurde oft einfach nur von den Straßen der Innenstädte in die naheliegenden Wohngebiete umgeleitet. Somit war der Ausstoß also der gleiche, nur eben an einer anderen Stelle.

Wozu braucht man CO2-Steuern?

CO2 ist ein Treibhausgas, das dazu beiträgt, dass die Wärme der Erde wie unter einem Schirm in der Atmosphäre - der Lufthülle der Erde - gespeichert wird. Bis zu einem gewissen Grad ist das sehr nützlich - zu viel von den Treibhausgasen trägt aber immer weiter zur Erwärmung der Atmosphäre bei. Im Moment werden im Jahr um die 32 Milliarden Tonnen mehr CO2 in die Atmosphäre geleitet als es unter natürlichen Umständen der Fall wäre. Schuld daran sind die Menschen.

Deutschland hat sich gegenüber den anderen europäischen Staaten dazu verpflichtet, den Ausstoß von Treibgasen in den Jahren 2005 bis 2020 um mehr als ein Drittel zu reduzieren. So wie es im Moment (Stand 2019) aussieht, wird das aber nicht klappen. In diesem Fall muss Deutschland dann von den anderen Ländern sogenannte »Verschmutzungsrechte« kaufen, die man auch »Emissionszertifikate« nennt. Sie werden pro Tonne CO2 (oder anderer Treibhausgase) berechnet. Einen Teil der Verschmutzungsrechte bekommt jeder Staat der Europäischen Union (EU) umsonst, der Rest muss dann gekauft werden. Derzeit (2019) liegt der Preis für eine Tonne CO2 bei etwa 25 Euro. Sinn der Zertifikate ist, den Staaten einen Anreiz zu geben, möglichst wenig Treibhausgase auszustoßen. Denn dann muss ein Land keine zusätzlichen Zertifikate kaufen und kann sogar, wenn es unter den Richtlinien bleibt, einige seiner Verschmutzungsrechte an andere Staaten verkaufen. Das Problem dabei ist aber, dass die 25 Euro pro...