Datenanalysen und Wettermodelle 03.06.2019, 12:49 Uhr

Auf den Spuren der ansteigenden FCKW-Emissionen

Nach dem globalen Verbot aus 2010 sollten die FCKW-Emissionen eigentlich zurückgehen. Doch seit einiger Zeit steigen die Werte wieder. Wie Forscher den mutmaßlichen Verursachen auf die Spur gekommen sind, lesen Sie hier.

Spray kommt aus einem grünen Sprühkopf

Wie man einem unsichtbaren Stoff auf die Schliche kommt.

Foto: panthermedia.net/Tim Bromberg

FCKW steht für eines der klimaschädlichsten Gase und gilt als hauptverantwortlich für die Entstehung des Ozonlochs. Nachdem sich die Staatengemeinschaft durch eine Reform des Montrealer Abkommens im Jahr 2010 auf ein weltweites Verbot einigen konnte, sollte die Emission von FCKW endgültig Geschichte sein. Doch die Realität sieht anders aus: So konnte ein internationales Forschungsteam einen neuerlichen Anstieg des Treibhausgases feststellen. Doch wie lässt sich dies erklären?

Internationales FCKW-Produktionsverbot seit 2010

Neben Methan, Kohlendioxid und Lachgas gehören Fluorchlorkohlenwasserstoffe, also FCKW, zu den langlebigen Treibhausgasen. Einmal freigesetzt, verbleibt das FCKW sehr lange in der Atmosphäre und kann im Gegensatz zu Methan nicht durch chemische Reaktionen zerstört werden. Das Treibhausgas gilt als Hauptverursacher für den Abbau der lebensnotwendigen Ozonschicht. Aufgrund der Ausdünnung gelangen insbesondere mehr UV-B-Strahlen auf die Erde. Eben jene stellen eine Bedrohung für Lebewesen dar. Aus diesem Grund einigte sich die Staatengemeinschaft mit dem Montrealer Protokoll auf eine drastische Reduzierung der FCKW-Emissionen – nur zwei Jahre nachdem im Jahr 1985 das Ozonloch über der Antarktis entdeckt wurde.

Inzwischen wurde das Abkommen von 196 Ländern sowie der EU ratifiziert. Ferner verpflichteten sich die EU-Mitgliedsländer im Oktober 2000 im Rahmen der Verordnung 2037/2000 zu einem schrittweisen und kompletten Ausstieg aus der Herstellung ozonschädigender Substanzen bis ins Jahr 2026.

Lag der FCKW-Ausstoß in der Bundesrepublik Deutschland im Jahr 1995 noch bei 16.372 Tonnen, wurden hierzulande im selben Jahr keine neuen FCKW mehr produziert. Das endgültige Ende des klimaschädlichen Gases sollte das weltweite Verbot im Jahr 2010 besiegeln (mittlerweile durch die EG 1005/2009 abgelöst). Doch das war ein Trugschluss, wie eine internationale Forschungsgruppe nun herausfand.

Zunahmen der globalen FCKW-Emissionen festgestellt

Obwohl FCKW gar nicht mehr verwendet werden darf, wissen Experten schon seit Jahren, dass das Verbot missachtet wird. So zeigen atmosphärische Messungen, dass seit 2013 jedes Jahr noch rund 11.000 Tonnen neues FCKW freigesetzt werden. Insbesondere das FCKW Trichlorfluormethan (CFC-11), das unter anderem als Kältemittel verwendet wird und als eines der wichtigsten FCKW sowie hochpotenter Ozonkiller gilt.

Seit 2013 nahm ferner die Konzentration des FCKW-Gases in der Atmosphäre lediglich halb so schnell ab wie in den Vorjahren, mit 0,4 statt 0,8 %. Schnell waren sich die Wissenschaftler einig, dass hierfür neue Emissionen ursächlich sein dürften. Unklar war bisher nur, wo genau auf der Erdkugel die großen Mengen an FCKW produziert werden. Dieses Geheimnis konnte ein Forschungsteam rund um die Kyungpook National University im südkoreanischen Daegu nun lüften. Und so lokalisierten die Experten die Herkunft von geschätzten 7.000 Tonnen CFC-11 im Jahr.

Wie die Experten die FCKW-Konzentrationen ermittelten

Um festzustellen, auf welche Länder die steigenden Schadstoffwerte zurückgehen, führte das internationale Team von 13 Forschungsinstituten komplexe Computerberechnungen durch. Unter den Teilnehmern befand sich neben der  Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa und der südkoreanischen Kyungpook National University auch das Massachusetts Institute of Technology MIT, die kalifornische Scripps Institution of Oceanography, der britische Wetterdienst Met Office sowie die University of Bristol.

Kontinuierlich wurden im Rahmen der Forschungsarbeiten Umweltmessungen mit atmosphärischen Computermodellierungen kombiniert. Durch die Analyse der Messdaten an den Wetterstationen, die im Wechsel von Luftmassen aus der gesamten Großregion überquert werden, und mit Hilfe von Wettermodellen ließ sich die Herkunft der Schadstoffe nachträglich ermitteln.

Messungen beruhen auf bewährtem Agage-Netzwerk

Solche globalen Messungen führen Forscher in der Atmosphäre bereits seit mehr als 40 Jahren durch. Hierzu bedienen sich die Experten globalen Überwachungsnetzwerken wie der National Oceanic and Atmospheric Administration Global Monitoring Division, kurz NOAA GMD sowie des Advanced Global Atmospheric Gases Experiments, kurz Agage. Gegründet wurde das Messnetz Agage im Jahr 1990, wobei Vorgängerprogramme sogar bis auf das Jahr 1978 zurückreichen. Ein aus weltweit elf Forschungszentren bestehendes Konsortium führt Messungen von über 50 Substanzen durch, die infolge menschlicher Aktivitäten in die Atmosphäre gelangen und zum Abbau der Ozonschicht und/oder zur Erwärmung des Planeten beitragen. Zu dem Verbund gehört auch die Messstation auf dem Jungfraujoch in der Schweiz, die jeweils im Abstand von zwei Stunden neue Daten sammelt.

Chinas Osten für den neuerlichen Anstieg verantwortlich

Als Verursacher des neuerlichen FCKW-Anstiegs machten die Forscher den Nordosten Chinas aus. Genauer gesagt werde das Treibhausgas in den Provinzen Hebei und Shandong freigesetzt. Dies gab das Team von Wissenschaftlern im renommierten Fachmagazin Nature bekannt. Zunächst lagen lediglich Hinweise vor, wonach ein Teil der Emissionen irgendwo aus Ostasien stammt. Später hatten vergleichbare Messungen in Hawaii nahegelegt, dass die Quelle des neuen CFC-11 im Reich der Mitte zu suchen sein dürfte. Ende 2017 registrierten südkoreanische und japanische FCKW-Messstellen Spitzenwerte, die weit über die globalen Mittelwerte hinausgingen. Damit bestätigte sich der langjährige Verdacht der Experten.

Kalkulationen zufolge wurden zwischen 2008 und 2012 jedes Jahr rund 64.000 Tonnen CFC-11 ausgestoßen. In den Jahren von 2014 bis 2017 wurden gar 75.000 Tonnen gemessen. Simulationen und Berechnungen ergaben, dass fast zwei Drittel des Ausstoßes seine Herkunft in China hat. Und das obwohl das Land als Unterzeichner des Montrealer Protokolls CFC-11ebenfalls verboten hat.

Schaumstoffherstellung als Hauptverursacher vermutet

Die Wissenschaftler haben es sich nun zum Ziel gemacht, herauszufinden, welche Branchen konkret für die jüngsten Emissionen verantwortlich sind. Eine Vermutung haben die Experten bereits: So hatten schon frühere Berichte der „New York Times“ und der „Environmental Investigation Agency“ darauf hingewiesen, dass chinesische Schaumstoffproduzenten auch nach dem weltweiten Verbot auf den Einsatz von CFC-11 setzen würden. Das Tückische an der Schaumstoffherstellung ist, dass zunächst nur circa 20 % der Emissionen sofort in die Atmosphäre gelangen. Der überwiegende Teil verdampft erst in den kommenden Jahrzehnten, weshalb das Problem noch sehr lange anhalten werde. Inzwischen konnten die chinesischen Behörden einige illegale Produktionsstätten ausfindig machen und schließen. Aktuelle Regierungsschreiben gehen von 16 Fällen aus. Gegen vier Unternehmen wurden Geldstrafen verhängt, während mehr als 80 Tonnen der Chemikalie entsorgt wurden bevor sie in die Atmosphäre gelangen konnten. Den Messungen der Forscher zufolge dürfte es im Land der aufgehenden Sonne aber noch deutlich mehr Betriebe geben, die den verbotenen Ozonkiller im Einsatz haben.

China nicht zwangsläufig Alleinverursacher

Gemäß den Wissenschaftlern kann ebenfalls nicht ausgeschlossen werden, dass auch andere Teile der chinesischen Volksrepublik oder gar andere Länder den FCKW-Anstieg mitverursacht haben könnten. Denn die Messungen sind lediglich für die koreanische Halbinsel, West-Japan sowie die nordöstlichen Teile Chinas empfindlich genug. Der Rest des Agage-Netzwerks umfasst Teile von Südaustralien, Europa und Nordamerika. Demzufolge existieren weltweit noch zahlreiche Regionen, für die nur sehr wenige Informationen in Bezug auf die Emissionen ozon-abbauender Substanzen verfügbar sind.

Um künftig noch genauere Aussagen treffen zu können, ist eine Diskussion um den Ausbau des globalen Messnetzwerks auf lokaler und regionaler Ebene längst im Gange. Die vorliegenden Informationen zu den CFC-11-Emissionen dürften Ende Mai dennoch im Zentrum der Debatte des Exekutivkomitees des Multilateralen Fonds in Montreal gestanden haben. Es ist für die Umsetzung des Montreal-Protokolls zuständig. Es wird mit Spannung erwartet, wie die Staatengemeinschaft auf den FCKW-Anstieg reagieren wird und welche Maßnahmen getroffen werden, um die Einhaltung des internationalen Verbots in Zukunft sicherzustellen.

 

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