CO2 Äquivalente: Treibhauspotential von Methan & Lachgas

Neben CO2 gibt es noch weitere Treibhausgase wie Methan und Lachgas. Wie hoch ist deren Treibhauspotential wirklich?

CO2 ist das häufigste Treibhausgas, aber auch das mit der geringsten Treibhauswirkung.

Lachgas zum Beispiel entsteht beim Ackerbau und hat ein rund 300 Mal so hohes Treibhauspotential wie Kohlendioxid.

F-Gase werden in der Industrie verwendet und sind noch deutlich klimaschädlicher. Schwefelhexafluorid zum Beispiel ist rund 20.000 mal so wirksam wie CO2.

Das zweitwichtigste Treibhausgas ist allerdings Methan. Wegen seiner Kurzlebigkeit ist das Treibhauspotential schwer zu bestimmen. In der Literatur ist alles dabei vom Faktor 4 bis über 100.

Definition CO2 Äquivalent: Kohlendioxid als Referenzgas

Um die Treibhaus-Aktivität von verschiedenen Gasen direkt zu vergleichen ist es hilfreich die Mengen je nach Wirksamkeit umzurechnen.

Dafür nimmt man CO2 als Referenzgas. CO2 kommt am häufigsten vor und hat eine kleinere Wirkintensität als andere Treibhausgase.

Falls ein Gas das Treibhauspotential 10 hat, dann ist ein Gramm davon so wirksam wie 10 Gramm CO2. Man spricht dann auch von 10 Gramm CO2-Äquivalenten oder 10gCO2e, obwohl es nur 1 Gramm ist.

Mit solchen Umrechnungsfaktoren kann man sehr einfach Treibhausgase umrechnen und am Ende die absolute Menge von CO2-Äquivalenten angeben.

Das Problem ist leider die Wahl des Umrechnungsfaktors.

Treibhauspotential: CO2-Äquivalente Tabelle für GWP

Wie wirksam sind andere Treibhausgase im Vergleich zu CO2? Das Globale erWärmungs-Potential (GWP) ist der historisch am meisten verwendete Umrechnungsfaktor für das Treibhauspotential.

Das GWP betrachtet man meistens über 100 Jahre (GWP₁₀₀) und manchmal über 20 Jahre (GWP₁₀₀).

Hier sind die GWP-Werte für häufige Treibhausgase laut AR5 des Weltklimarates: ¹

Treibhausgas	Formel	GWP20	GWP100
Methan	CH4	86*	34*
Lachgas	N2O	268	298
Tetrafluormethan	CF4	4950	7350
Schwefelhexafluorid	SF6	17500**	23500**

*ohne Oxidationseffekt
**CH4, N2O und CF4 beinhalten Clima-Carbon-Feedbacks (CCFB), SF4 nicht

Wie du siehst ist laut GWP100 das Lachgas 298 Mal so wirksam wie CO2. Schwefelhexafluorid ist sogar 23500 Mal so wirksam.

Treibhauspotential: CO2-Äquivalente Tabelle für GTP

Das GWP steht mittlerweile in der Kritik dafür, dass es gar nicht die Treibhauswirkung betrachtet. Berechnet wird die virtuelle Größe Strahlungsantrieb integriert über einen gewissen Zeitraum.

Besser wäre es die tatsächlich messbare Temperaturerhöhung nach einem gewissen Zeitraum zu betrachten. Um den Erwärmungseffekt geht es schließlich.

Genau das macht das Globale Temperaturänderungs-Potenzial (GTP). Hier sind die GTP-Werte für häufige Treibhausgase laut AR5 des Weltklimarates:

Treibhausgas	Formel	GTP20	GTP100
Methan	CH4	70*	11*
Lachgas	N2O	284	297
Tetrafluormethan	CF4	5400	9560
Schwefelhexafluorid	SF6	18900**	28200**

*ohne Oxidationseffekt
**CH4, N2O und CF4 beinhalten Clima-Carbon-Feedbacks (CCFB), SF4 nicht

Seit dem fünften Sachstandsbericht empfiehlt der Weltklimarat nicht mehr wie vorher die Verwendung des GWP100. Als Alternative wird nun der GTP100 angegeben. Der Weltklimarat selbst rechnet intern weiter mit dem GWP100.

Warum empfiehlt der Weltklimarat keinen Wechsel auf den praxisnahen GTP? Das liegt daran, dass die Ungenauigkeit beim GTP bisher deutlich größer ist. Das kann sich in Zukunft noch ändern.

Der GTP100 ist bisher die favorisierte von einem guten Duzend Alternativen. ²

Das problematische CO2 Äquivalent von Methan

Wie du beim Vergleich der GTP-Tabelle und der GWP-Tabelle siehst, sind die Zahlen relativ ähnlich. Eine Ausnahme ist Methan, wegen seiner Kurzlebigkeit.

Methan verschwindet nach nur 12 Jahren aus der Atmosphäre. CO2 sorgt hingegen bis in alle Ewigkeit für die Erwärmung des Klimas, andere Treibhausgase ebenso.

Methan trägt also zu kurzfristiger Erwärmung bei, aber hat einen geringeren Einfluss auf langfristige Temperaturerhöhungen. Das GTP20 liegt deshalb bei 70 und das GTP100 nur bei 11.

Das GWP100 von Methan liegt laut IPCC bei 34, also 3 mal so hoch wie der GTP100. Es ist kontraproduktiv Methan eine größere Bedeutung beizumessen, als es wirklich hat. Dadurch wird umgekehrt die Treibhauswirkung von CO2 und anderen Treibhausgasen unterbewertet. Das kann zu falschen Schlussfolgerungen und zu ineffektiven Maßnahmen führen.

Weil unser Ziel die Bekämpfung des langfristigen Klimawandels ist, machen GTP20, GWP20 sowie auch GWP100 bei Methan für mich keinen Sinn. Das Methan, das wir heute ausstoßen ist in 12 Jahren gar nicht mehr in der Atmosphäre.

In diesem Blog hat nachhaltiger Klimaschutz Priorität. Nur das Eliminieren von langlebigen Treibhausgasen kann die Temperatur stabilisieren. Ich verwende also das Treibhauspotential GTP100, so weit wie möglich.

Veränderungen im Methan-Ausstoß und das Treibhauspotential GWP*

Weil Methan so kurzlebig ist, verstärkt ein konstanter Methan-Ausstoß die Klima-Erwärmung nur sehr wenig. Ein konstant bleibender Ausstoß von CO2 und anderen Treibhausgasen führt hingegen zu einer zusätzlichen Erwärmung.

Dr Michelle Cain vergleicht eine Kuhherde, die Methan ausstößt mit einem Kohle-Kraftwerk, das Kohlendioxid ausstößt:

So lange die Kuhherde nicht mehr Methan ausstößt, als in den letzten 12 Jahren, wird die Erwärmung durch Kuh-Methan konstant gehalten. Wenn man die Kühe alle schlachtet, dann kommt es sogar zu einer Abkühlung.

Das Kohlekraftwerk sorgt durch gleichbleibenden CO2-Ausstoß jedes Jahr für eine zusätzliche Erwärmung. Erst wenn das Kohlekraftwerk für immer abgeschaltet wird, steigt die Erwärmung nicht mehr weiter. Es kommt aber auch nach der Demontage des Kraftwerks zu keiner Abkühlung.

Eine Kuh-Herde, die jedes Jahr die gleiche Menge Methan ausstößt entspricht also im Vergleich einem abgeschalteten Kohlekraftwerk.

Das Treibhauspotential GWP* ³bildet Veränderungen beim Methan-Ausstoß im Vergleich zum Vorjahr ab.

GWP* kann die tatsächliche Temperaturerhöhung deutlich besser nachvollziehen als GWP100 und GTP100. ⁴ Leider ist die Umrechnung komplizierter als ein einfacher Umrechnungsfaktor wie GWP oder GTP.

Folgen für die Sektoren Landwirtschaft & Abfallwirtschaft

Das Melden von CO2-Emissionen basiert fast überall auf dem GWP100. Das Umweltbundesamt und Eurostat berechnen die CO2-Äquivalente von Methan zum Beispiel mit dem Faktor 25. Das ist der alte GWP100 aus dem 4. Sachstandsbericht des Weltklimarates von 2007.

Im Vergleich zum GTP100 von 11 werden die Methan-Emissionen in der offiziellen Berichterstattung also um mehr als das doppelte überbewertet.

Das heißt umgekehrt, dass CO2, Lachgas und F-Gase nur als halb so schädlich gesehen werden, wie sie wirklich sind.

In der Tierhaltung entstehen mehr als die Hälfte der deutschen Methan-Emissionen. Mit dem GTP100 sind die CO2-Äquivalente in der Landwirtschaft um 29% niedriger.

In der Abfallwirtschaft sind die Emissionen sogar um 51% niedriger, weil bei der Vergärung von biologischem Müll hauptsächlich Methan entsteht.

Die Auswirkungen für die Landwirtschaft haben politische Tragweite, zum Beispiel wenn es um die Reduktionsziele von Paris geht. Länder mit viel Viehzucht wie Brasilien, Uruguay und Argentinien wollen die Verwendung des GWP zugunsten des GTP abschaffen.

Eine verbindliche Entscheidung zur Wahl des Treibhausgaspotentials wurde vom Weltklimarat auf den AR6 in 2022 verschoben.⁵

Historische Treibhausgaspotentiale GWP von Methan des Weltklimarates

Der GWP100 von Methan war nicht immer bei 34, wie im AR5 von 2013. Es wird selbst heute noch erstaunlich oft mit alten Werten gerechnet: ⁶

IPCC Bericht	Jahr	Lebenszeit	GWP20	GWP100
AR 1	1990	10	63*	21*
AR 2	1995	12.2	56*	21*
AR 3	2001	12	62*	23*
AR 4	2007	12	72*	25*
AR 5	2013	12.4	84*	28*
AR 5 mit CCFB	2013	12.4	86	34
AR 5 mit CCFB & Oxidation	2013	12.4	87	36

*ohne Climate-Carbon-Feedback (CCFB)

Wie gesagt, die Verwendung des GWP macht beim kurzlebigen Methan keinen Sinn. Nimm lieber den GTP100 von 11 oder noch besser berechne den GWP* mittels der Veränderung.

Wie viel schlimmer ist Methan als CO2?

Methan in der Atmosphäre erwärmt die Erde rund 11 mal so stark wie CO2 über 100 Jahre (GTP100)

Was bedeutet CO2e?

CO2 steht für Kohlendioxidäquivalent. Man rechnet Treibhausgase wie Methan oder Fluorkohlenwasserstoffe anhand ihrem Treibhauseffekt auf CO2 um.

Wie berechnet man co2 Äquivalente?

Jedes Treibhausgas hat ein Treibhausgasäquivalent, je nachdem wie stark der Treibhauseffekt ist. Diese Faktoren kann man nachschauen, zum Beispiel 11 bei Methan. (GTP100)

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1. AR5 IPCC (2014)
2. Methane emissions: choosing the right climate metric and time horizon Balcombe et al (2018)
3. A solution to the misrepresentations of CO2-equivalent emissions of short-lived climate pollutants under ambitious mitigation Allen et al (2018)
4. Measuring Progress to Net Zero Emissions Combining Long-Lived and Short-Lived Climate Forcers SR1.5 IPCC (2018)
5. Expert Meeting on Short-Lived Climate Forcers (2019)
6. Methane emissions: choosing the right climate metric and time horizon Balcombe et al (2018)