Kohlenstoff, Kohlendioxid und Treibhauseffekt

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NET-Journal
Kohlenstoff, Kohlendioxid und Treibhauseffekt
Offene Fragen zur Energie- und Klimadiskussion
Bericht von A. Schneider zum ersten Teil eines Vortragszyklus von Dr.phil.nat Frank Stöcklin
Im Rahmen eines Seminars der
Schweizerischen Arbeitsgemeinschaft für Freie Energie SAFE zur
Themenreihe „Energiekrise, Allokationskrise oder menschliche
Sinnkrise“ gab Referent und Vorstandsmitglied Dr. Frank Stöcklin
am 6. Juni 2006 im Hotel Terminus
in Brugg eine erste Übersicht zu
aktuellen Energie- und Umweltfragen. Seiner Auffassung nach sind
viele der aktuellen Probleme
„hausgemacht“. Es gäbe durchaus eine Reihe vernünftiger technischer Lösungen, die aber meist
aus vordergründigen politischwirtschaftlichen und finanziellen
Überlegungen nicht realisiert werden. Mit Recht sei daher die Frage
zu stellen, ob wir wirklich zu wenig
Energiequellen haben, ob wir die
Energien zu wenig effizient einsetzen oder ob manche Energieressourcen einfach ungerecht verteilt
sind, also eine Allokationskrise
besteht. Andererseits soll – in
einem späteren Beitrag – ernsthaft
darüber nachgedacht werden, ob
die Suche nach immer neuen
Energieformen, letztlich auch die
nach der „Freien Energie“, vielleicht auch etwas mit der Frage
nach dem Sinn des Lebens zu tun
hat.
Formen und Umwandlungen
der Energie
Im technisch-physikalischen Bereich erfahren wir primäre Energie
meist in potenzieller oder kinetischer
Form. So wissen wir, dass in den verschiedenen Treibstoffen „potenzielle“
Energie steckt, die wir entweder über
einen Verbrennungsmotor, einen
Brenner oder – ganz modern – über
eine Brennstoffzelle in eine andere
Energieform umwandeln können.
Im Auto wird beispielsweise die
chemische Energie im Benzin
schlussendlich in kinetische Antriebsenergie umgewandelt. Das geht in
der Regel nur mit Verlusten, die in
26
Form von Reibungsenergie,
Wärmeenergie usw. anfallen.
Oftmals liegt eine ganze Energiewandlungskette vor, z.B.
vom Benzin per Reformierung
in ein Gemisch mit Wasserstoffgas, der Wasserstoff mit Sauerstoff geht dann in die Brennstoffzelle, diese liefert dann
elektrische
Energie,
die
schliesslich über einen Elektromotor in mechanische Energie
der Räder umgesetzt wird.
Dr. Frank Stöcklin erläutert in seiner Einführung
Wir haben es also – wie der die Unterschiede zwischen potenzieller und
Referent ausdrücklich betonte - kinetischer Energie.
immer mit Energie-Umwandlungen zu tun. Energie kann im eigent- bereits erreicht haben. Etwas anders
lichen Sinne gar nicht erzeugt wer- sieht es bei den verfügbaren Kohleladen. Der Begriff „Energieerzeugung“, gerstätten aus. Laut Prognosen solden wir oft in Publikationen antreffen, len die bekannten Kohlevorräte noch
ist sachlich nicht korrekt. Allerdings weit über 1000 Jahre reichen1.
macht es Sinn, Energie zu speichern
Nach Meinung des Referenten ist
und zu konzentrieren, um sie bei es daher durchaus sinnvoll, Kohle
Bedarf „abrufen“zu können. Solche weiterhin als Energielieferant zu beEnergiespeicher können z.B. Spei- rücksichtigen, bis alternative Enercherkraftwerke sein, wie sie zur giequellen in ausreichendem Masse
potenziellen Speicherung grosser
zur Verfügung stehen. Allerdings
Wassermengen eingesetzt werden, erscheint es wenig sinnvoll, Kohle
aber auch Schwungradspeicher, einfach nur zu verbrennen und damit
Druckluftspeicher oder chemische Dampfturbinen zu betreiben, wie dies
Batterien für geringeren Energiebe- in konventionellen Kohlekraftwerken
darf. Um die Leistungsfähigkeit von geschieht. Viel eleganter und schadSpeichersystemen vergleichen zu stoffarmer sind Lösungen, bei der
können, wird meist die abrufbare Lei- Kohle vergast oder verflüssigt wird.
stung oder Energie, bezogen auf das
Volumen oder das Gewicht eines Saubere Energie aus Kohle
Energiespeichers, angegeben. Natürlich spielen auch Fragen der LogiNach dem altbekannten Verfahren
stik, der Kosten und der Amortisation der Kohlenoxidhydrierung (Fischereine wichtige Rolle.
Tropsch-Verfahren von 1925) werden
zunächst aus glühender Kohle und
Wasser Kohlenmonoxid und WasserWeltweite Energievorräte
stoff gewonnen:
Im Zusammenhang mit möglichen
Energiekrisen, die sich durch überC + H2O — > CO + H2
proportionale Steigerungen der Energiepreise ankündigen, stellt sich
Letztere werden ab 180 °C und
immer die Frage, wie lange noch fos- unter Normaldruck katalytisch zu
sile Energiequellen genutzt werden Methan und anderen Kohlenwasserkönnen. Einige Experten sind der stoffen umgesetzt:
Meinung, dass die fossilen Lager für
Erdöl und Gas ihren „Peak“, also das
CO + 3 H2 — > CH4 + H2O
Maximum der Fördermöglichkeiten,
(+ höhere Alkane)
Jahrgang Nr. 11, Heft Nr. 7/8
Juli/August 2006
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Der Katalysator ist beispielsweise
eine Mischung aus Nickel Ni, Cobalt
Co, Thoriumoxid ThO2 und Magnesiumoxid MgO auf Kieselgur. Er ist
sehr schwefelempfindlich. Die Kohle
muß deshalb zuvor entschwefelt werden (beispielsweise durch Druckhydrierung). Das gasförmige Methan
eignet sich hervorragend zum Antrieb
klassischer Motoren, aber auch zum
Betrieb von Gasturbinen in einem
Kraftwerk. Das beim Prozess entstehende Wasser wird in geeigneter
Weise zurückgeführt.
Die direkte Nutzung von Wasserstoff für die Fahrzeugtechnik ist nach
Meinung des Referenten nicht sinnvoll, weil sich Wasserstoff - im Vergleich zu Methan – schlecht transportieren lässt. Entweder wird eine aufwändige Verflüssigungstechnik benötigt oder der Wasserstoff muss in problematischen Hochdrucktanks gespeichert werden. Zu ähnlichen
Schlüssen ist auch schon der Technik-Journalist Gottfried Hilscher in
einem früheren Beitrag für das „NETJournal“gekommen2,3.
In Florida läuft seit vier Jahren ein
Kraftwerk, das Kohle nicht direkt verbrennt, sondern in einem aufwändigen Verfahren unter Zufuhr von Wasser und Sauerstoff bei hohem Druck
und Temperatur in Gas umwandelt
und diesem anschliessend zu 99
Prozent den Schwefel- und Partikelanteil sowie das Stickoxid entzieht.
Das synthetische Gas treibt einerseits eine Gasturbine an, die mittels
Generator Strom erzeugt. Andererseits wird die Abwärme über eine
klassische Dampfturbine genutzt, die
ihrerseits einen weiteren Stromgenerator antreibt. Diese doppelte Strategie der Stromerzeugung bezeichnet
Teco Energy als „Combined Cycle“Verfahren4.
Strom aus der 650-MegawattAnlage ist nur halb so teuer wie der
mit Erdgas produzierte, hält sogar mit
dem billigen Atomstrom mit und ist
sogar günstiger als konventioneller
Kohlestrom, weil hier auch billige
Abfallprodukte der Ölraffinerien
genutzt werden können5.
Die „Clean-Coal-Technologie“ erfordert jedoch um 15 bis 20 Prozent
höhere Anfangsinvestitionen, weshalb 90 Prozent der allein in den USA
geplanten 140 neuen KohlekraftwerJuli/August 2006
ke in konventionellem Stil Kohle verbrennen werden6,7.
Nach Ansicht der UNO wäre die
Clean-Coal-Technologie jedenfalls
der entscheidende und notwendige
Beitrag gegen die globale Klimaveränderung, insbesondere dann, wenn
das bei der energetischen Nutzung
entstehende CO 2 in unterirdische
Lagerstätten geleitet werden kann,
was als „Sequestierung“bezeichnet
wird8,9.
Nach Ansicht des Referenten ist
allerdings die – anthrogen (menschenverursacht) bedingte - Klimarelevanz von CO2 keineswegs unumstritten (siehe weiter unten), weshalb
eventuell auf diesen zusätzlichen
Schritt verzichtet werden könnte.
Methan aus Biomasse
Als Grundstoff zur Methanerzeugung kann auch organischer Abfall
dienen, wobei Methan normalerweise
über einen anaeroben (sauerstofffreien) Fermentationsprozess gebildet wird. Besser ist jedoch die
Methanherstellung über einen aeroben Rotteprozess mittels spezieller
Bakterien, z.B. in Anwesenheit von
Felsenbirnen.
Vor einer Anwendung als Kraftstoff
muss das Produktgas beider Erzeugungswege aufbereitet werden. Trotz
aufwändiger Gaskonditionierung und
-reinigung besitzt das Verfahren den
wesentlichen Vorteil, dass zur Speicherung bzw. Verteilung des Methans das bestehende Erdgasnetz
genutzt werden kann. Methan weist
gegenüber Wasserstoff eine mehr als
dreifach höhere volumetrische Energiedichte auf, somit ist die gasförmige Speicherung deutlich einfacher
möglich. Bei direktem Einsatz von
Methan in adaptierten Gasmotoren
kommt der Vorteil von Methan bzgl.
der geringen spezifischen CO2-Emissionen
direkt
zum
Tragen.
Die deutsche Gasindustrie plant derzeit den flächendeckenden Aufbau
von mehr als 1000 Erdgastankstellen
in Deutschland. Diese Infrastruktur
eröffnet die Möglichkeit, als Transportmedium für regenerative Energie
Methan zu verwenden. Die regenerative Bereitstellung von Methan für
den Verkehrsbereich wird bereits in
der Schweiz praktiziert, indem aufbeJahrgang Nr. 11, Heft Nr. 7/8
reitetes Biogas in das Gasnetz eingespeist und an öffentlichen Tankstellen
als Kraftstoff abgegeben wird10.
Vergasung von Holz zu
Methan
Das Brenngas Methan kann nicht
nur aus Kohle und landwirtschaftlicher Biomasse, sondern unter
hydrothermalen Bedingungen auch
direkt aus Holz hergestellt werden.
Die chemische Reaktion läuft im
Prinzip in einem Schritt mit geringer
exothermer Wärmetönung ab, wenn
dafür die geeigneten Reaktionsbedingungen (Temperatur, Druck, Medium) gefunden werden können.
Erste Versuche in einem Batchreaktor haben nachgewiesen, dass die
direkte Umsetzung von Biomasse
(Holz als Modellsubstanz) zu Methan
und CO2 in überkritischem Wasser
und in Gegenwart eines geeigneten
Katalysators möglich ist.
Eine Suspension von Holz (18
Gew.-%), Katalysator (9 Gew.-%) und
Wasser (73 Gew.-%) wurde bei
413°C und einem Druck von 27.4-32
MPa zu einem Gasgemisch aus CH4
(34 Vol.-%), H2 (21 Vol.-%) und CO2
(45 Vol.-%) umgesetzt.
Die Bildung von CO und Teeren
wird unter diesen Reaktionsbedingungen praktisch vollständig unterdrückt. Wenn es gelingt, diese unkonventionellen Reaktionsbedingungen im technischen Maßstab und für
kontinuierlichen Dauerbetrieb zu realisieren, ergibt sich eine attraktive
Variante, Biomasse direkt und effizient zu Methan und CO2 umzusetzen. Erste Modellrechnungen lassen
Wirkungsgrade bis zu 80% erwarten.
Das Verfahren eröffnet auch interessante Anwendungen namentlich bei
nassen Biomassen (Schlämme,
Gülle usw.).
Am Schweizer Paul-Scherrer-Institut (PSI) wird ein solches Verfahren
getestet, mit dem Holz in synthetisches Methangas (SNG) verwandelt
werden kann. Die Vergasung von
Holz geschieht bei 850 Grad Celsius.
Dabei entsteht ein Gasgemisch, das
zunächst nur etwa 10% Methangas
und zahlreiche Verunreinigungen
enthält. Das Gemisch wird in einem
zweiten Schritt durch einen vom PSI
entwickelten Katalysator geblasen,
27
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der aus mit Nickel beschichtetem
Granulat besteht. Dabei entsteht ein
Gas, das nur noch Methan und Kohlendioxid (CO2) enthält. Nach Trennung von CO2 liegt das gewünschte
synthetische Erdgas vor. Demnächst
wird in Österreich in einem Biomassekraftwerk eine grössere Anlage
gebaut, die im Sommer 2007 in
Betrieb gehen soll. Ein erstes Pilotkraftwerk in der Schweiz soll etwa
2010 entstehen, das bei einer Leistung von 20 Megawatt jährlich aus
50’
000 Tonnen Holz rund 18 Milionen
Kubikmeter SNG produzieren soll.
Damit lassen sich 13’
000 Gasautos
mit Treibstoff für je 15’
000 Kilometer
versorgen. Allerdings ist die Technologie nicht gerade billig – Erdgas aus
Sibirien kostet weniger als ein Drittel11.
Trotz der höheren Kosten im Vergleich zu natürlichem Erdgas gibt es
für die Nutzung von synthetischem
Ergas eine ganze Reihe von überzeugenden Gründen:
• Optimierte Gasfahrzeuge zeichnen sich durch sehr niedrige Emissionen und potenziell hohe Wirkungsgrade aus;
• Gasfahrzeuge werden in vielen
Ländern aus klimapolitischen
Überlegungen gefördert;
• Methan ist das “natürliche”Abbauprodukt von Biomasse und das
thermodynamisch sinnvolle Produkt;
• Methan aus Biomasse als Treibstoff hat gegenüber FischerTropsch-Diesel ökologische Vorteile, vor allem, wenn die möglichen Weiterentwicklungen bei
Gasmotoren in Betracht gezogen
werden.
Treibhausgase und Klimaerwärmung
Der Referent wies in seinem Vortrag auch darauf hin, dass CO2 keineswegs das gefährlichste Treibhausgas sei und die durch die industrielle Revolution verursachten Beiträge zur Klimaerwärmung nicht hundertprozentig bewiesen seien. Natürlich ist seit langem bekannt, dass
Treibhausgase wie Wasserdampf,
Kohlenstoffdioxid und Methan in der
Erdatmosphäre einen Treibhauseffekt bewirken, der entscheidenden
28
Einfluss auf die Klimageschichte der
Vergangenheit und das heutige
Klima hat. Diese Gase funktionieren
wie eine Membran, die die kurzwellige Strahlung der Sonne nahezu
ungehindert passieren lässt und die
langwellige Strahlung der Erdoberfläche teilweise zurückhält.
Heute wird allgemein davon
gesprochen, dass der Mensch den
Treibhauseffekt auf verschiedene Art
zusätzlich beeinflusst und damit
einen Anstieg der Temperatur
bewirkt. Es ist bekannt, dass sich in
den letzten 100 Jahren die Durchschnittstemperatur der Erdoberfläche
um etwa +0,7°C bis +0,8°C erhöht
hat. Der steilste Anstieg wurde innerhalb der letzten 30 Jahre verzeichnet. Die Veränderung der Konzentration der Treibhausgase - CO2 um
20%, Methan um 90% durch Reisanbau, Rinderzucht und Müllfäulnis führte nach Meinung verschiedener
Klimawissenschaftler zu einer Erhöhung der globalen Durchschnittstemperatur um 2° von +13°C auf +15°C.
Zum heutigen Zeitpunkt können
allerdings die Folgen dieses anthropogenen Treibhauseffekts noch nicht
endgültig vorhergesagt werden12.
Strahlungsaktive CO2Schwingungen
Damit ein Molekül Infrarotschwingungen, also Wärmeschwingungen,
aufnehmen kann, muss sich das
Dipolmoment dieses Moleküls ändern, um mit dem elektromagnetischen Feld der Strahlung wechselwirken zu können. Beim CO2 ist
indes kein anfängliches Dipolmoment vorhanden, wie der Referent
betonte. Zwar gibt es partielle Ladungen, aber da das Molekül symmetrisch (linear) aufgebaut ist, heben
sich die Polaritäten auf. Es kann aber
dennoch durch Infrarot-Licht zu einer
sog. antisymmetrischen Streckschwingung angeregt werden, die
ein dynamisches Dipolmoment
besitzt. Durch dieses Dipolmoment
kann nun eine Übertragung der
Gesamtenergie der Strahlung stattfinden. Andere Schadgase wie etwa
Schwefeldioxid SO2 führen dagegen
in jedem Fall Deformationsschwingungen aus und sind daher in allen
Zuständen infrarot-aktiv13,14.
Jahrgang Nr. 11, Heft Nr. 7/8
Nach Ansicht des Referenten ist
bis heute keineswegs bewiesen,
dass der grösste Anteil des CO2 die
erforderliche Infrarot-Aktivität aufweist, um einen Klimaeffekt aufzuweisen. Paul Bossert meint sogar in
der Webzeitung „ETH-Life“ zum
Thema „Thermodynamik und Treibhauseffekt“, dass der globale CO2Anstieg bestenfalls eine Folge der
Erwärmung, jedoch nicht deren Ursache sei. Da die Sonne seit 1940
ausserordentlich aktiv sei und noch
nie so hell geschienen habe, gäbe es
weniger Wolken und damit weniger
Schatten auf der Erde. Dies führe zu
einer Erderwärmung, auch wenn die
Strahlung von der Sonne nahezu
gleich bleibt15.
Tatsächlich zeigen Untersuchungen, dass die CO2-Konzentration seit
der letzten grossen Eiszeit wiederholt
angestiegen und abgefallen ist. Henk
Visscher von der Unversität Utrecht
berichtete 1999, dass der jüngste
grosse Rückgang des atmosphärischen Kohlendioxids der kleinen Eiszeit entsprach, einer Abkühlungszeit
mit einem Höhepunkt vor 300 Jahren. Laut Untersuchungen eines weiteren Forschers des Utrechter Labors scheint bei der Klimaerwärmung
vor rund 11’
000 Jahren der gemessene Temperaturanstieg jeweils etwas früher als der Kohlendioxidanstieg eingesetzt zu haben. Die wärmeren Meere könnten die Quelle des
Kohlendioxids gewesen sein16.
Lernkurve Treibhauseffekt
Das internationale Gremium der
Klimaforscher IPCC hat den hypothetischen Treibhauseffekt des CO2 im
Jahr 1990 und 1995 mit einer eindeutigen Formel angegeben17.
Doch 1998 empfahlen Myhre et al.
dem IPCC für diesen mit (Labor-)
Modellen berechneten Treibhauseffekt eine Korrektur um 15% nach
unten. Das erweckt den Eindruck,
dass man mit „besseren“ Hypothesen für die Infrarotaktivität des CO2
und den Strahlungstransfer in der
Atmosphäre auch bald für den Treibhauseffekt des CO2 eine Lernkurve
wird konstruieren können. Die Aerosolforscher haben wiederholt (Andreä, Charlson und Heintzenberg)
darauf hingewiesen, dass die direkJuli/August 2006
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ten und indirekten Klimawirkungen
der vielfältigen, sowohl kühlend (Sulfataerosole) als auch erwärmend
(Ruß) wirkenden Aerosole zwar noch
schwieriger modellierbar sind als die
der Treibhausgase (CO2, CH4), dass
sie aber betragsmäßig vergleichbar
seien.
Es stellt sich daher die Frage, ob
unsere Modellierungen, unser Denken – vielleicht aus politischen Gründen - CO2-fixiert sind? Und wenn ja,
warum? Ist der modellierte CO2Treibhauseffekt unwiderlegbar richtig? Im Sommer 1998 und wieder im
Sommer 2000 gab Hansen einen
zusammenfassenden Überblick über
den Stand der Kenntnisse der unser
Klima antreibenden Kräfte. Er stellt
fest: „Die Antriebe (forcing) für den
langfristigen Klimawandel sind nicht
mit einer Genauigkeit bekannt, um
den zukünftigen Klimawandel zu
bestimmen.“
Hansen weist darauf hin, dass die
Einbeziehung weiterer anthropogener Antriebskräfte dazu führen könnte, dass die Änderungen der Sonnenaktivität beim Klimawandel eine relativ größere Rolle spielen könnte, als
man bisher angenommen hatte.
Fazit: Die Zweifel am Treibhauseffekt des CO2 führen zu der noch weiter abzusichernden Erkenntnis, dass
die CO2-basierte anthropogene Klimakatastrophe nicht eintreten wird.
Kritiker dieser Argumentation nennen
das rationalistische Zweifel (Luhmann)18.
Mittlerer Temperaturverlauf auf der Erde während der letzten Jahrmillion
viele relative Klimaveränderungen.
So ergaben Forschungen in der
Sahara und Seebodenuntersuchungen im Mittelmeer, dass in Nordafrika
vor etwa 10’
000 Jahren nicht die heutige Wüste vorherrschend war. Dagegen gab es vor etwa 6500 Jahren
und vor 4500 Jahren zwei Hochtemperaturphasen, während der die
ersten Hochkulturen in Mesopotamien und Ägpten entstanden sind.
Ihre wirtschaftliche Grundlage waren
die mit Flusswasser bewässerten
Felder, die in dem heißen und trocke-
nen Klima extrem hohe Erträge lieferten.
Auch im weiteren Verlauf der Geschichte gab es viele kleine Klimaveränderungen, die sich aber spürbar auf den Menschen auswirkten.
Momentan befinden wir uns in einer
relativ warmen Phase einer Warmzeit, die wiederum Bestandteil eines
Eiszeitalters ist19.
Inwieweit die Menschen und ihre
zivilisatorischen Einflüsse massgeblich das Klimageschehen negativ
oder positiv beeinflussen können
Die aktuelle Warmzeit und
die langfristige Klimaentwicklung
Schaut man auf den Temperaturverlauf der letzten 1,6 Millionen
Jahre, so fallen in diesem Zeitraum
starke Temperaturschwankungen
auf, die in Zyklen von etwa 100.000
Jahren auftreten. Die Phasen der
„relativ“ geringen
Temperaturschwankungen auf höherem oder
niedrigerem Niveau in einem Eiszeitalter werden als Kaltzeiten (auch
„Eiszeiten“ genannt) und “Warmzeiten”bezeichnet.
Heute befinden wir uns in einer
Warmzeit innerhalb des jüngsten Eiszeitalters, dem Holzän. Auch innerhalb dieses Zeitalters gibt es noch
Juli/August 2006
Veränderung der mittleren Jahrestemperatur im Holzän
Jahrgang Nr. 11, Heft Nr. 7/8
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oder ob sie letztlich langfristig von
solaren/kosmischen Veränderungen
bestimmt sind, wird die Zukunft zeigen. Viele Atmosphärenforscher sind
jedenfalls der Meinung, dass von der
beobachteten Erwärmung innerhalb
des letzten Jahrhunderts wenig,
wenn überhaupt etwas auf den von
Menschen verursachten Anstieg der
Treibhausgase zurückzuführen sei20.
Ausserdem ist festzuhalten, dass
Warmzeiten keineswegs eine Bedrohung für das Leben darstellen, sondern im Gegenteil das Leben fördern,
während die Kaltzeiten das Leben
auf der Erde bedrohen.
Insofern ist die Angst vor einer „Klimakatastrophe“ infolge einer Erderwärmung völlig unberechtigt, wie
Prof. Dr. techn. Reinhard Leithner in
einer Ringvorlesung betonte21.
fleckentätigkeit im säkularen Gleissberg-Zyklus (dünne Kurve)22.
Doch bisher fiel es Wissenschaftlern schwer, die Aktivität der Sonne
weit in die Vergangenheit hinein zu
rekonstruieren; die regelmässige
Zählung der Sonnenflecken seit Mitte
des 17. Jahrhunderts genügt nicht.
Inzwischen ist es einer Forschergruppe um Samti Solanki, den Direktor am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Katlenburg/Lindau, gelungen, die Sonnenaktivität der vergangenen 11’
400
Jahre zu rekonstruieren (Nature, Bd.
431, S. 1084, 2004).
Das erstaunliche Ergebnis dieser
Forschung ist, dass unser Tagesgestirn seit sechzig Jahren so aktiv ist
wie niemals zuvor in den vergangenen 8000 Jahren.
Solanki sieht nun durchaus Anzeichen dafür, dass AktivitätsschwanHitzewallung im All
kungen der Sonne in der VergangenWeiter oben wurde bereits ange- heit das Klima beeinflusst haben,
deutet, dass die Sonne eine wichtige- denn seine Kurve der Sonnenflecken
re Rolle im Klimageschehen spielen passt recht gut zu den Temperaturkönnte, als bisher angenommen kurven der vergangenen tausend
wurde. Dänische Klimaforscher Jahre. Trotzdem glaubt der Maxbehaupteten schon vor Jahren, es Planck-Forscher, dass “die Sonne
gebe einen Zusammenhang zwi- zumindest in den vergangenen 25
schen dem Aktivitätszyklus der Jahren nicht der Hauptakteur der gloSonne und der Temperatur auf der balen Erwärmung war”.
Nordhalbkugel.
Seit dieser Zeit nämlich wird der
So zeigte zum Beispiel die an der gesamte Energieausstoss der Sonne
Erdoberfläche gemessene Lufttem- überwacht, und dieser ist fast unverperatur der nördlichen Atmosphäre ändert geblieben, während die globafür die Jahre 1865 bis 1985 (dicke le Temperatur stark angestiegen ist.
Kurve) eine enge Korrelation mit der
Dennoch werden die Daten unter
Variation der Intensität der Sonnen- Klimaforschern für sehr hitzige Diskussionen sorgen, denn noch
gibt es keinen
Konsens darüber, auf welchem Umweg
die
Sonnenflecken
überhaupt ins Klimageschehen eingreifen konnten.
Diskutiert
wird auch eine
Ve r ä n d e r u n g
der Wolkenbildung, die sowohl aufheizend
wie auch abkühwirken
Korrelation von Lufttemperatur und Sonnenfleckenzahl (nach lend
Friis-Christensen und Lassen, 1991)
könnte23,24.
30
Jahrgang Nr. 11, Heft Nr. 7/8
Klimafakten – Rückblick und
Ausblick
Nach Meinung mehrerer Geowissenschaftler, die an Forschungsinstuten des Bundes und des Landes Niedersachsen arbeiten, ist die Sonne
durchaus der wichtigste Klimafaktor,
der zweitwichtigste ist die Menge des
Treibhausgases Wasserdampf in der
Atmosphäre, demgegenüber dem
CO2 eine untergeordnete Rolle spielt.
Somit spielt der Eintrag des menschengemachten Kohlendioxids eine
noch weit untergeordnetere Rolle.
Vielmehr treibt die Sonne wie ein
Motor die klimawirksamen Prozesse
in der Atmosphäre, den Ozeanen und
in der Biosphäre an. Zahlreiche Belege aus der Natur sprechen für eine
wahre “Achterbahnfahrt”des Klimas
durch die Erdgeschichte. In ihrem
Buch „Klimafakten - Der Rückblick –
Ein Schlüssel für die Zukunft“diskutieren sie die Gefahr von CO2 und
Methan zwar mit Ernst, sehen aber in
diesen Gasen einen eher zu vernachlässigenden Beitrag zum Wettergeschehen, das sie in geologischen Zeiträumen überblicken25.
Klimavorhersage mittels
astronomischer Methoden?
Wie Dr. Theodor Landscheidt vom
„Schroeter Institute for Research in
Cycles of Solar Activity“in Nova Scotia aus Kanada berichtet, hängen die
meisten Klimafaktoren sehr eng mit
astrononomischen Gegebenheiten
zusammen. Ein wirkliches Verständnis der Klimadynamik und eine darauf gegründete richtige Einschätzung
der Grössenordnung der menschlichen Einwirkung auf das Klima sei
nur dann möglich, wenn der potenzielle Einfluss astronomischer Faktoren hinreichend berücksichtigt wird.
So lässt sich zum Beispiel nachweisen, dass sich selbst kurzfristige Veränderungen der kosmischen Strahlung unmittelbar auf die Wolkenbedeckung auswirken.
Aus der Graphik ist zu entnehmen,
dass die Wolkenbedeckung gegen
Ende des Jahres 1986 bis zu dem
Tiefpunkt in der Mitte des Jahres
1990 um mehr als 3 Prozent abnahm. Das bedeutet, nach Svensmark und Friis-Christensen, dass
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turwärme mit neuen technischen
Möglichkeiten optimaler genutzt werden kann.
Hinweis des Redaktors:
Alle Literaturquellen stammen von
der Redaktion und wurden für diesen
Beitrag systematisch ausgewertet
und zur Untermauerung der Thesen
des Referenten beigezogen.
Literatur:
Monatliche Zählrate des Neutronenmonitors in Climax (korreliert mit der kosmischen
Einstrahlung) und prozentuale Änderung der Wolkenbedeckung (dicke Kurve) aufgrund von Satellitenbeobachtungen über den Meeren.
sich die Bestrahlungsstärke des bis
zur Erde durchdringenden Sonnenlichts um 0,8 bis 1,7 W/m2 erhöhte.
Das ist ein ganz beträchtlicher
Zuwachs innerhalb von 4 Jahren –
vor allem im Vergleich zu einem
IPCC-Bericht, in dem die gesamte
Erhöhung der Konzentration des
CO2-Gehalts der Atmosphäre im Zeitraum von 1750 bis 1997 festgehalten
wurde. Aufgrund der beobachteten
CO2-Konzentrationszunahme in den
fast 250 Jahren errechnete sich ein
Energieleistungsunterschied von 1,5
W/m2.
Es ist zu hoffen – so Dr. Landscheidt - , dass die von der astronomischen Forschung erarbeiteten
Ergebnisse zur Objektivierung der
öffentlichen Diskussion über den
Treibhauseffekt und den Stellenwert
des menschlichen Einflusses auf die
Klimaentwicklung beitragen26.
Zusammenfassung
Wie der Referent aufgezeigt hat,
gilt es bei der Nutzung von Primärenergiequellen sorgfältig abzuwägen, welche „Bodenschätze“sinnvollerweise für eine Übergangszeit
genutzt werden können und sollen.
Seiner Ansicht nach weist Kohlenstoff in Form von Kohle, aber ebenso
in Form von Biomasse, z.B. auch als
Holz, eine Reihe von Vorteilen auf.
Juli/August 2006
Letztere sind sogar CO2-neutral, bringen also keine zusätzlichen Kohlendioxidmengen in die Atmosphäre ein.
Andererseits zeigen geologische und
astronomische Forschungsergebnisse, dass die von Menschen verursachten Einflüsse auf das Klimageschehen keineswegs so eindeutig
sind. Dennoch ist es sicher sinnvoll,
mit den verfügbaren Energieressourcen massvoll umzugehen und vermehrt auf natürliche alternative Energiequellen umzustellen.
Die Frage, ob es zweckmässig
wäre, künftig jederzeit und überall
„Freie Energie“direkt aus dem Kosmos oder Quantenvakuum zu beziehen, ist dagegen - so der Referent nicht so leicht zu beantworten.
Denn schlussendlich würde eine
solche Energie in „zusätzliche“Wärmeenergie konvertiert werden, was
eine weitere „Aufheizung“ der Erde
bedeuten würde. Sinnvoller wäre es,
überall verfügbare „freie“ Umgebungsenergie in Form geothermischer bzw. solarer Energie oder
potenzieller bzw. dynamischer Energie (Wasser-/Fluss-/Meeres-Kraftwerke, Windkraftwerke) optimal zu
nutzen. Schliesslich sind die Möglichkeiten zur Erhöhung der Energieeffizienz und des Energiesparens bei
weitem noch nicht ausgeschöpft. Es
ist sogar denkbar, dass Umgebungsenergie in Form von Niedertempera-
Jahrgang Nr. 11, Heft Nr. 7/8
1) http://www.esyoil.com/s11_Peak_Oil_
oder_wie_lange_reicht_das_Oel.php
2) Hilscher, Gottfried: Wasserstoffwirtschaft
ohne Chance, in „NET-Journal“, Jg. Nr. 9,
Heft Nr. 7/8, S. 2-22.
3) http://dc2.uni-bielefeld.de/dc2/
wsu-teok/kap_059.htm
4) http://www.tecoenergy.com/news/
powerstaion/polk/
5) http://www.uic.com.au/nip83.htm
6) Niederberger, Walter: Aus Kohle wird Gas
und fast sauberer Strom, in „TagesAnzeiger“, 19.6.2006, S. 25
7) http://www.tagesanzeiger.ch/dyn/news/
wirtschaft/636811.html
8) http://www.heise.de/tp/r4/artikel/22/
22781/1.html
9) http://www.uic.com.au/nip83.htm
10) http://www.refuelnet.de/index.php?l=
C&m=A
11) Laukenmann, Joachim: Staubiges Holz
wird sauberes Gas, in „SonntagsZeitung“,
Zürich, 25. 6.2006, S. 78.
12) http://www.netzwelt.de/lexikon/
Treibhauseffekt.html
13) http://www.uni-bayreuth.de/
departments/ddchemie/umat/ir_
grundlagen/ir_grundlagen.htm
14) http://www.bpc.univie.ac.at/biophysik/
pub/VO_Biophysik_1_DB.pdf
15) http://www.ethlife.ethz.ch/articles/forum/
PaulBossert2.html
16) Calder, Nigel: Ein neues Blatt in der Klimawissenschaft, in „Fusion“, Jg. 21, 2000,
Heft Nr. 2, S. 6-7
17) http://konrad-fischer-info.de/7thuene1.htm
18) http://wilfriedheck.tripod.com/klimapol.
htm
19) http://de.wikipedia.org/wiki/
Klimageschichte
20) Ellsaesser, Hugh: 10’
000 Jahr Klima – wie
es wirklich war, in „Fusion“, Jg. 13, 1992,
Heft Nr. 2, S. 26-35.
21) http://www.wbt.ing.tu-bs.de/mitarbeiter/
leithner/download/agenda_21.pdf
22) Calder, Nigel: Globale Erwärmung? – Die
launische Sonne ist schuld!, in „Fusion“,
Jg. 19, 1998, Heft Nr. 1, S. 9-12
23) Thomas Bührke, in „Süddeutsche Zeitung“
28.10.2004
24) http://f27.parsimony.net/forum67681/
messages/1896.htm
25) http://www.schweizerbart.de/pubs/books/
klimafakte-184055100-desc.html
26)Landscheidt, Theodor: Klimavorhersage
mit astronomischen Mitteln?, in „Fusion“,
Jg. 18, 1997, Heft Nr. 1, S. 54-62.
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