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Klimatologie: Biotreibstoffe schaden der Ozonschicht

Ozonloch im September 2009

Die ohnehin in der Kritik stehenden Treibstoffe vom Acker wie Biodiesel oder Ethanol könnten eine weitere schädliche Nebenwirkung aufweisen, die bislang noch wenig beachtet wurde: Ihr zunehmender Einsatz gefährdet womöglich die Ozonschicht, so Laura Revell vom National Institute of Water and Atmospheric Research im neuseeländischen Christchurch und ihre Kollegen. Schuld daran sind die immensen Stickstoffdüngergaben, die für den Anbau von ertragreichen Agrarspritpflanzen wie Mais, Raps, Weizen oder Soja nötig sind.

Bereits bekannt ist, dass diese künstliche Nährstoffzufuhr große Mengen an Lachgas (N2O) freisetzt, das selbst ein Treibhausgas ist und dabei rund 300 Mal stärker wirkt als das bekannte Kohlendioxid. Zudem ist das N2O an ozonzerstörenden Prozessen in der Stratosphäre beteiligt, wo es durch die UV-Strahlung unter anderem in Stickstoffmonoxid (NO) zerlegt wird, das wiederum mit Ozon zu Stickstoffdioxid (NO2) und Sauerstoff reagiert. Seit dem Verbot von FCKW hat das Lachgas diese als wichtigste ozonschädigende Emission aus Menschenhand im 21. Jahrhundert abgelöst. Und verschärft wird die Situation dadurch, dass N2O ein sehr langlebiges Gas ist, das durchschnittlich bis zu 114 Jahre in der Atmosphäre verweilen kann.

Um den menschengemachten Klimawandel einzudämmen, setzen viele Politiker aber auch auf Agrarkraftstoffe, die vermeintlich kohlenstoffneutral sind und die Atmosphäre nicht zusätzlich mit Kohlendioxid belasten sollen, wie dies für fossile Brennstoffe gilt. Der Anbau der dafür nötigen Pflanzen könne aber nur mit ausgeweitetem Einsatz von Düngemitteln bewerkstelligt werden, so die Forscher. Bis zu 14 Megatonnen Lachgas jährlich dürften nach ihren Berechnungen bis zum Ende des Jahrhunderts freigesetzt werden – knapp zwei Drittel davon entfallen auf die Produktion von Biotreibstoffen. Weltweit kann es dadurch zu einem durchschnittlichen Ozonverlust von 2,6 Dobson-Einheiten kommen – dem Maß für die Stärke der Ozonschicht. Verglichen mit den Mengen, die FCKW zerstört, fällt dieser Wert zwar relativ klein aus, doch verzögert dieser zusätzliche Rückgang die Erholung des irdischen UV-Schutzes.

Zudem sind die direkten Ozonverluste durch N2O nur die eine Seite der Medaille. Erschwerend kommt seine Treibhauswirkung hinzu, die indirekt ebenfalls den Abbau fördern: Die hohe Konzentration an Treibhausgasen wie N2O, Kohlendioxid und Methan reduziert die Wärmeabstrahlung von der Erde in die Stratosphäre – sie kühlt aus, während sich die darunter befindliche Troposphäre erwärmt. Tiefe Temperaturen begünstigen aber geochemische Prozesse, die zur Zerstörung der Ozonmoleküle durch FCKW führen. Und das Problem ist selbst dann nicht behoben, wenn die vorgeblich kohlenstoffneutralen Agrarkraftstoffe die CO2-Emissionen aus fossilen Brennstoffen massiv reduzieren sollten. Dann fällt zwar der zusätzliche Treibhauseffekt durch Kohlendioxid kleiner aus und kühlt die Stratosphäre weniger ab. In einer wärmeren Stratosphäre aber reagieren wiederum die Stickoxide aggressiver mit den Ozonmolekülen: Für Ozonschicht und Klima wäre also wenig gewonnen.

Bislang standen Agrarkraftstoffe vor allem in der Kritik, weil ihre Produktion auf Kosten der Nahrungsmittelerzeugung geht oder weil teilweise für neue Anbauflächen natürliche Ökosysteme zerstört werden. Viele Forscher haben in der Vergangenheit bereits die negative Umweltbilanz von Biodiesel und Co kritisiert: Manche Sorten schnitten dabei sogar schlechter ab als herkömmliches Benzin oder Diesel.

23. KW 2012

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 23. KW 2012

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