Was ist CO₂?
Es hat keine Farbe, riecht nicht und jeder Mensch atmet es ständig ein und aus. Die Rede ist von Kohlenstoffdioxid – oder einfach nur Kohlendioxid. Die chemische Formel lautet CO₂. Es handelt sich um ein Molekül, das aus einem Kohlenstoffatom besteht, an dem zwei Sauerstoffatome hängen, Klingt erstmal ziemlich harmlos. Doch CO₂ hat es in sich und ist an vielen natürlichen Abläufen auf der Erde beteiligt. CO₂ gibt es in der Luft und in den Meeren. Es steckt im Brot, im Bier und in den meisten Feuerlöschern. Kühe setzen es frei, wenn sie rülpsen und jedes Mal, wenn wir ausatmen, emittieren wir CO₂. Pflanzen wiederum nehmen Kohlendioxid auf, verarbeiten es und geben Sauerstoff ab. So entsteht ein fortwährender Kreislauf – der Kohlenstoffkreislauf.
Warum CO₂ in der Atmosphäre wichtig ist
Kohlendioxid hat eine weitere wichtige Funktion: Es bildet eine Schutzschicht um die Erde, die dafür sorgt, dass es bei uns nicht zu kalt wird. Denn zusammen mit anderen Gasen wie Methan nimmt CO₂ die von der Erde reflektierte Wärmestrahlung auf und wirft sie zurück zur Oberfläche. Dank dieser transparenten Kuppel ist menschliches Leben erst möglich. Das Zusammenspiel nennt man Treibhauseffekt. Ohne ihn wäre die Erde rundherum mit einer dicken Eisschicht bedeckt.
In der Vergangenheit hat sich die CO₂-Konzentration der Atmosphäre immer wieder verändert. Dieser Wandel passierte aber über Jahrtausende, in denen die Lebewesen viel Zeit hatten, sich an die neuen Bedingungen anzupassen.
Das Problem mit CO₂ und dem Klimawandel
Im 19. Jahrhundert, fingen die Menschen jedoch an, im großen Stil nach Erdgas und Erdöl zu bohren. Sie gruben immer mehr Kohle aus dem Boden und begannen, diese Rohstoffe zu verbrennen – in Dampfmaschinen, Automotoren, Industrieöfen, Gebäudeheizungen und fossilen Kraftwerken. Und damit begannen die Probleme mit dem eigentlich harmlosen CO₂.
Werden fossile Rohstoffe verbrannt, setzen sie Kohlendioxid frei. In kleinen Mengen ist das nicht schlimm. Doch seit der Industrialisierung wurde extrem viel Kohle, Erdgas und Öl aus dem Boden geholt, die dort seit Jahrmillionen lagern. Mehr als 1800 Gigatonnen CO₂ sind so Teil des Kohlenstoffkreislaufs geworden und haben den Treibhauseffekt verstärkt. Fast 45 Prozent davon wurde nach dem Jahr 2000 emittiert.
Neben dem Abbau von fossilen Brennstoffen schritt auch die Abholzung voran, ohne dass eine Wiederaufforstung folgte. Wenn Wälder schrumpfen, gibt es weniger Bäume, die CO₂ aufnehmen und speichern. Das bedeutet, eine wichtige Kohlenstoffsenke wird aus dem Kreislauf herausgebrochen – was die CO₂-Konzentration in der Atmosphäre weiter hebt, den Treibhauseffekt verstärkt und die weltweite Durchschnittstemperatur steigen lässt.
CO₂ sorgt für weltweiten Temperaturanstieg
Fachleute des Weltklimaberichts IPCC gehen davon aus, dass bis 2100 die mittleren globalen Temperaturen zwischen 1,4 und 4,4 Grad höher liegen werden als vor der Industrialisierung – abhängig davon, wieviel Kohlendioxid ausgestoßen wird. Modellrechnungen, die den aktuellen Trend fortschreiben, führen zu einer mittleren globalen Erwärmung von 3,2 Grad bis 2100. Eine solche Temperaturveränderung wäre größer als alle während der letzten Jahrhunderte beobachteten natürlichen Schwankungen.
Klimawandel bedingte Naturkatastrophen nehmen zu
In den vergangenen 175 Jahren ist es bereits deutlich wärmer auf der Erde geworden. Das mit Abstand heißeste Jahr seit Beginn der Messungen (1850) war 2024. Es war etwa 1,5 Grad wärmer als der Durchschnitt in der vorindustriellen Zeit. Das klingt nicht viel, ist aber weltweit spürbar. Denn es handelt sich um einen Mittelwert, der an vielen Punkten der Welt zu wesentlich extremeren Ausschlägen führen kann. Die Folgen sind nicht zu übersehen. Gletscher und Polkappen schmelzen, der Meeresspiegel steigt und das Wetter schlägt Kapriolen: Zunehmende Trockenheit führt zu mehr Dürren und Waldbränden, Starkregen verursacht Überschwemmungen und immer häufiger verwüsten Orkane ganze Landstriche.
Die durch den Klimawandel verursachten volkswirtschaftlichen Kosten werden zwischen 2030 und 2050 bei 12,5 Billionen Dollar liegen, so eine Studie des Weltwirtschaftsforums und Berater Oliver Wyman. Der mit 7,1 Billionen US-Dollar größte Anteil könnten Hitzewellen verursachen, die etwa zum Ausfall von Fabriken und anderen Produktionseinrichtungen führen.
Ist CO₂ das einzige Treibhausgas?
Kohlendioxid ist das wichtigste durch menschliche Aktivität entstehende Treibhausgas – aber es ist nicht das einzige. Andere Gase tragen ebenfalls zum Klimawandel bei. Weltweit gehen dreiviertel der freigesetzten Treibhausgase auf Kohlendioxid zurück. An zweiter Stelle steht Methan mit weniger als 20 Prozent, kleinere Anteile entfallen auf Lachgas und die sogenannten F-Gase.
In Deutschland mit seiner Industrie sieht die Verteilung anders aus. Der Grund: Rund 40 Prozent der Methanemissionen weltweit stammen aus der Landwirtschaft, zum Beispiel aus Viehzucht, Reisanbau sowie der Zersetzung von Gülle. Wirtschaftszweige, die in anderen Weltgegenden viel stärker ausgeprägt sind. Dank des zunehmenden Klimaschutzes ist der Anteil der Emissionen in Deutschland seit 2023 gesunken.
Wie lassen sich Treibhausgase miteinander vergleichen?
Die Beiträge der verschiedenen Treibhausgase zum Klimawandel zu vergleichen, ist ganz schön schwierig. Denn sie wirken in der Atmosphäre unterschiedlich stark. Kohlendioxid verweilt dort Jahrtausende, während Methan nach durchschnittlich zwölf Jahren wieder verschwindet. Dafür hat Methan eine wesentlich stärkere Treibhauswirkung als CO₂. Über 20 Jahre summiert, erwärmt eine einmalige Methanemission die Atmosphäre etwa 80-mal stärker als dieselbe Menge CO₂.
Das bedeutet CO₂-Äquivalent
Wie also lassen sich die verschiedenen Emissionen vergleichen? Antwort gibt das Konzept des Globalen Erwärmungspotenzials (GWP), dass der Weltklimarat IPPC definiert hat. Der Wert zeigt, wie viel ein Gas im Vergleich mit CO₂ zur Erderwärmung beiträgt. In Form von sogenannten Kohlendioxid-Äquivalenten lassen sich die verschiedenartigen Treibhausgase vergleichen. Diese Äquivalente sind für eine international abgestimmte Klimapolitik sehr wichtig, denn durch sie lassen sich Verminderungsziele einzelner Länder vergleichbar machen. Danach ist die emittierte Tonne Methan auf 100 Jahre gesehen, genauso klimaschädlich wie 25 Tonnen Kohlendioxid.
CO₂-Emissionen im Überblick
CO₂-Ausstoß in Mio. t | |
1973 | 17085 |
1974 | 17011 |
1975 | 17053 |
1976 | 17989 |
1977 | 18499 |
1978 | 19069 |
1979 | 19609 |
1980 | 19489 |
1981 | 19023 |
1982 | 18871 |
1983 | 18992 |
1984 | 19648 |
1985 | 20312 |
1986 | 20615 |
1987 | 21250 |
1988 | 22085 |
1989 | 22387 |
1990 | 22729 |
1991 | 23186 |
1992 | 22528 |
1993 | 22756 |
1994 | 22993 |
1995 | 23532 |
1996 | 24258 |
1997 | 24402 |
1998 | 24304 |
1999 | 24854 |
2000 | 25511 |
2001 | 25706 |
2002 | 26277 |
2003 | 27669 |
2004 | 28633 |
2005 | 29614 |
2006 | 30628 |
2007 | 31535 |
2008 | 32074 |
2009 | 31542 |
2010 | 33356 |
2011 | 34505 |
2012 | 35000 |
2013 | 35302 |
2014 | 35450 |
2015 | 35405 |
2016 | 35417 |
2017 | 35990 |
2018 | 36730 |
2019 | 37104 |
2020 | 35127 |
2021 | 36992 |
2022 | 37294 |
2023 | 37792 |
CO₂-Emissionen in t | Deutsche CO₂-Emissionen in t | |
Katar | 42.6 | |
Vereinigte Arabische Emirate | 24.1 | |
Saudi Arabien | 19.93 | |
Australien | 14.49 | |
USA | 14.45 | |
Kanada | 14.61 | |
Russland | 12.57 | |
Südkorea | 11.15 | |
Island | 10.02 | |
Malaysia | 8.42 | |
China | 8.35 | |
Japan | 8.02 | |
Deutschland | 7.16 | |
Norwegen | 7.11 | |
Niederlande | 6.74 |
CO₂-Emissionen in Mio. t | |
1990 | 1052 |
1995 | 939 |
2000 | 900 |
2006 | 878 |
2007 | 851 |
2008 | 814 |
2009 | 790 |
2010 | 827 |
2011 | 805 |
2012 | 814 |
2013 | 832 |
2014 | 793 |
2015 | 801 |
2016 | 796 |
2017 | 785 |
2018 | 760 |
2019 | 710 |
2020 | 648 |
2021 | 679 |
2022 | 671 |
2023 | 598 |
2000 | 2023 | |
Gesamtemissionen | 1040 | 674 |
Kohlestoffdioxid (CO) | 899 | 598 |
Methan (CH) | 97 | 45 |
Distickstoffmonoxid (NO) | 32 | 22 |
F-Gase (HFC, NF, PFC, SF) | 13 | 9 |
Wie hoch ist der CO₂-Ausstoß?
Die Emissionen von Kohlendioxid unterscheiden sich stark von Land zu Land. Einen besonders starken Ausstoß weisen die Industriestaaten auf. Deutschland emittiert pro Person im jährlichen Schnitt 7,16 Tonnen CO₂. Eine Zahl, die mehr 60 Prozent über dem globalen Durchschnitt liegt.
Weltweite CO₂-Emissionen steigen
Obwohl in zahlreichen Ländern daran gearbeitet wird, den Klimawandel einzudämmen, steigt der CO₂-Ausstoß weltweit weiter an. Im Jahr 2023 betrugen die CO₂-Emissionen aus fossilen Brennstoffen und Industrie 37,01 Milliarden Tonnen. Im Folgejahr stiegen die CO₂-Emssionen aus fossilen Quellen auf 37,4 Milliarden Tonnen, was ein neuer Rekord ist. Zurückzuführen ist der Effekt unter anderem auf das Wirtschaftswachstum in Schwellenländern. Nach einer Prognose der US-Energiestatistik-Behörde EIA von 2023 wird der globale, energiebedingte Kohlendioxid-Ausstoß im Jahr 2050 bei rund 41 Milliarden Tonnen liegen.
Derzeit ist China der größte Emittent von Treibhausgasen. Das Land steht für knapp ein Drittel des weltweiten Ausstoßes, gefolgt von den USA und Indien. Bezogen auf den Pro-Kopf-Ausstoß ergibt sich jedoch ein anderes Bild. Hier liegt China unter den G-20-Staaten im vorderen Mittelfeld und an der Spitze liegt Saudi-Arabien.
CO₂-Ausstoß in Deutschland
Zwar ist Deutschland noch lange nicht am Ziel, was die Reduzierung von Treibhausgasen angeht, aber zumindest die Richtung stimmt. Insgesamt wurden 2023 rund 672 Millionen Tonnen Treibhausgase freigesetzt, also 77 Millionen Tonnen weniger als 2022. Es handelt sich um den stärksten Rückgang seit 1990. Dafür gibt es mehrere Gründe: Zum einen wird weniger Strom aus Kohle erzeugt und die erneuerbaren Energien werden konsequent ausgebaut. Außerdem ist die Energienachfrage gesunken, während die Stromeinfuhren stiegen.
CO₂-Emissionen des Energiesektors
Kohlendioxid aus fossilen Energieträgern wird bei vielen Gelegenheiten ausgestoßen. In Fabriken, beim Pflügen von Äckern oder beim Autofahren. Außerdem gibt es diffuse Emissionen, die nicht direkt durch Verbrennen entstehen – zum Beispiel, wenn Grubengase in stillgelegten Bergwerken freigesetzt werden. Den größten CO₂-Ausstoß allerdings verursacht der Energiesektor – meist dort, wo Kraftwerke Erdgas, Erdöl oder Kohle zu Strom verarbeiten.
Im Jahr 2024 verursachte die deutsche Energiewirtschaft 28 Prozent der CO₂-Emissionen, was 183 Millionen Tonnen CO₂-Äquivalente entspricht. Das ist zwar nach wie vor zu viel, aber weniger als in der Vergangenheit. Denn etwa 80 Prozent der Rückgänge der Emissionen in Deutschland gehen auf das Konto der Energiewirtschaft. Das wird unter anderem daran deutlich, dass der Anteil der erneuerbaren Energien an der deutschen Stromproduktion 2024 auf 63 Prozent gestiegen ist.
Einen viel weiteren Weg hat die Wärmeerzeugung noch vor sich. Dazu zählen Gebäudeheizungen und Industrieöfen. Doch auch diese Bereiche müssen, genauso wie der Verkehr, nach jetzigem Stand, bis 2045 klimaneutral sein.