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1 100 Prozent Erneuerbare Energien mit oder ohne energetische Nutzung von Biomasse? Vergleich zweier Szenarien: Solarenergie-Förderverein Deutschland.

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1 1 100 Prozent Erneuerbare Energien mit oder ohne energetische Nutzung von Biomasse? Vergleich zweier Szenarien: Solarenergie-Förderverein Deutschland

2 Die Kohlenstoffmengen auf diesem Planeten sind riesig. Die meisten von ihnen sind fest in den Gesteinsmassen des Erdinneren oder den fossilen Lagerstätten gebunden. Nur ein vergleichsweise winziger Anteil des Kohlenstoffs ist von Natur aus auf ständiger Wanderung. Dieser Anteil ist es, der unser Leben bestimmt und das Klima, in dem wir leben. Und um diesen Anteil geht es im folgenden Beitrag. Sogar wir Menschen selber bestehen (etwa zu einem Fünftel) aus dem Element Kohlenstoff. Wir haben diesen Kohlenstoff mit der Nahrung aufgenommen und unser Körper hat einige Atome davon in den Muskeln, den Knochen, dem Fettgewebe und den Nervenzellen eingebaut. Es kann durchaus sein, dass Menschen Kohlenstoffatome enthalten, die aus dem Schornstein eines Braunkohlekraftwerks in die Luft geblasen wurden. Mit „Seelenwanderung“ hat das aber nichts zu tun, sondern mit dem biosphärengekoppelten Kohlenstoffkreislauf und mit den Eingriffen des Menschen in diese natürlichen Vorgänge. Der vagabundierende Kohlenstoff 2

3 Der SFV lehnt energetische Nutzung von fossilen Stoffen entschieden ab Unter Umweltfreunden besteht Einigkeit, dass die Nutzung von Kohle, Erdöl und Erdgas einen schwerwiegenden Eingriff in die natürlichen Vorgänge darstellt, weil sie nicht nur durch CO 2 -Emissionen die Erderwärmung beschleunigt, sondern auch die Menge des vagabundierenden Kohlenstoffs im biosphärengekoppelten Kreislauf erhöht, was mit den uns bekannten technischen Mitteln nicht rückgängig gemacht werden kann. Je mehr Kohlenstoff im biosphärengekoppelten Kohlenstoffkreislauf vagabundiert, desto schwerer wird es, das aus ihm gebildete klimaschädliche CO 2 oder Methan aus der Atmosphäre herauszuholen und herauszuhalten. Der SFV setzt sich deshalb gemeinsam mit den anderen Umweltschutzvereinen dafür ein, dass die fossilen (wie auch die atomaren) Energien zu 100 Prozent durch Erneuerbare Energien ersetzt werden. 3

4 Bedenken gegen "Nebenwirkungen" der energetischen Nutzung von Biomasse Die energetische Nutzung von Biomasse wurde – und wird auch heute noch von Vielen - als eine klimafreundliche Alternative zur Energiegewinnung aus fossilen Stoffen angesehen. Die Strom- oder Wärmeerzeugung aus extra dafür angebauter Biomasse wird immer noch durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) und das Erneuerbare-Energien-Wärme-Gesetz und das Biokraftstoffquotengesetz gefördert. In der lebhaften Diskussion zu diesem Thema werden zwar schwerwiegende Bedenken wegen der Flächenkonkurrenz zur Nahrungserzeugung und zur stofflichen Nutzung sowie wegen einiger bedenklicher „Nebenwirkungen“ (z.B. Dünger- und Pestizid-Einsatz, Monokulturen, Gentechnik) vorgetragen, jedoch geht die Mehrheit immer noch davon aus, dass energetische Biomassenutzung vom Prinzip her „CO 2 - neutral“ sei, weil – so wird mit einem entschlossenen Sprung über die gesamte Lebensdauer der Biomasse hinweg argumentiert – ja nur solches Material verbrannt werde, welches vorher durch Photosynthese aus dem CO 2 der Atmosphäre entstanden sei und nachher ohnehin wieder zu CO 2 werde, gleichgültig, ob man es energetisch nutze oder nicht. 4

5 Grundsätzliche, prinzipielle Bedenken des SFV 1.Wir gehen davon aus - und werden das im Folgenden aufzeigen - dass die energetische Nutzung von Biomasse sehr wohl einen Einfluss auf die Menge des in der Atmosphäre vorhandenen CO 2 hat. Die Beurteilung der energetischen Biomassenutzung mit dem Wort CO 2 -neutral ist somit eine Fehletikettierung. 2.Da das Wort CO 2 -neutral inzwischen immer häufiger*) mit Klimaneutralität gleichgesetzt wird und daraus energiewirtschaftlich weitreichende Konsequenzen **) gezogen werden, ist das für einen Verein, der sich dem Klimaschutz verpflichtet weiß, Anlass zum energischen Widerspruch 5 *) Bei Wikpedia unter dem Stichwort „Klimaneutralität“ fand sich am u.a. die folgende irreführende Ausführung: „So sind pflanzliche, nicht-fossile Brennstoffe (z. B. Bioethanol, Rapsöl, Holz etc.) theoretisch klimaneutral, da das bei ihrer Verbrennung frei werdende CO 2 nicht die aktuelle globale CO 2 -Bilanz ändert“. **) etwa 8,4 Prozent des Endenergieverbrauchs wurden 2011 in Deutschland durch Biomasse gedeckt import/files/pdfs/allgemein/application/pdf/ee_in_deutschland_graf_tab.pdf

6 Die Zahl der Kohlenstoffatome im biosphärengekoppelten Kohlenstoffkreislauf bleibt - wenn keine weiteren fossilen Kohlenstoffmengen hinzukommen - insgesamt zwar gleich, aber Kohlenstoffatom und Kohlenstoffatom haben nicht alle die gleiche Klimawirkung. Ihre Klimawirkung hängt davon ab, in welchen Verbindungen sie auftreten. Die Kohlenstoffatome gehen im Lauf ihres praktisch endlosen Lebens die unterschiedlichsten Verbindungen ein. Sie kommen manchmal in klimaschädlichen, manchmal in klimaneutralen und manchmal sogar in klimafreundlichen Verbindungen vor. Als klimafreundliche Kohlenstoffverbindungen sehen wir z.B. das Chlorophyll an, (Summenformel etwa: C 55 H 72 O 5 N 4 Mg), welches den grünen Blättern die Farbe gibt und die Fähigkeit verleiht, CO 2 aus der Atmosphäre zu holen. Je mehr grüne Blätter dem Sonnenlicht ausgesetzt sind, desto höher ist die Photosynthese-Rate. Klimaentscheidend ist deshalb nicht die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome im biosphärengekoppelten Kreislauf, sondern die Zahl solcher Kohlenstoffatome, die in klimaschädlichen Verbindungen vorliegen (z.B. CO 2 ) oder die im Gegenteil als Bestandteil des Chlorophylls klimafreundlich die Rückholung von CO 2 aus der Atmosphäre unterstützen. Und klimaentscheidend ist dann auch, wie lange sie in der jeweiligen chemischen Verbindung verweilen. 6

7 „Klimaschädlicher“ Kohlenstoff „Klimafreundlicher“ Kohlenstoff „Klimaneutraler“ Kohlenstoff z.B. in totem Pflanzenmaterial, im Humusboden, in Holzkohle, in Baustoffen, Gebrauchsgegenständen usw. z.B. in grünen Pflanzen (Chlorophyll) z.B. in CO 2 oder auch Methan CH 4 Die Zahl der Kohlenstoffatome im biosphärengekoppelten Kohlenstoffkreislauf bleibt insgesamt gleich. Aber der Kohlenstoff kommt manchmal in klimaschädlichen, manchmal in klimaneutralen und manchmal sogar in klimafreundlichen Verbindungen vor. 7

8 „Klimaschädlicher“ Kohlenstoff „Klimafreundlicher“ Kohlenstoff „Klimaneutraler“ Kohlenstoff Zwischen den drei dargestellten Kohlenstoffdepots findet ein reger Austausch von Kohlenstoffatomen in vielen Richtungen statt. Die Zahl der Kohlenstoffatome im biosphärengekoppelten Kohlenstoffkreislauf bleibt dabei insgesamt gleich (so lange keine neuen Kohlenstoffatome aus den fossilen Lagerstätten hinzukommen). 8

9 „Klimaschädlicher“ Kohlenstoff „Klimafreundlicher“ Kohlenstoff „Klimaneutraler“ Kohlenstoff Zwischen den drei dargestellten Kohlenstoffdepots findet ein reger Austausch von Kohlenstoffatomen in vielen Richtungen statt. Die Zahl der Kohlenstoffatome im biosphärengekoppelten Kohlenstoffkreislauf bleibt dabei insgesamt gleich (so lange keine neuen Kohlenstoffatome aus den fossilen Lagerstätten hinzukommen). Es gibt jedoch kein Naturgesetz, dass die Stoffströme sich dabei immer ausgleichen müssen bzw. dass die Depots immer den selben Inhalt haben müssten. 9

10 Zwischen den drei dargestellten Kohlenstoffdepots findet ein reger Austausch von Kohlenstoffatomen in vielen Richtungen statt. Die Zahl der Kohlenstoffatome im biosphärengekoppelten Kohlenstoffkreislauf bleibt dabei insgesamt gleich (so lange keine neuen Kohlenstoffatome aus den fossilen Lagerstätten hinzukommen). Es gibt jedoch kein Naturgesetz, dass die Stoffströme sich dabei immer ausgleichen müssen bzw. dass die Depots immer den selben Inhalt haben müssten. 10 Die bekannte Keeling- Kurve vom Mouna-Loa - Observatorium demonstriert durch ihren Zickzack- verlauf deutlich das naturgegebene jahreszeitliche Ungleichgewicht der Stoffströme CO 2

11 Zwischen den drei dargestellten Kohlenstoffdepots findet ein reger Austausch von Kohlenstoffatomen in vielen Richtungen statt. Die Zahl der Kohlenstoffatome im biosphärengekoppelten Kohlenstoffkreislauf bleibt dabei insgesamt gleich (so lange keine neuen Kohlenstoffatome aus den fossilen Lagerstätten hinzukommen). Es gibt jedoch kein Naturgesetz, dass die Stoffströme sich dabei immer ausgleichen müssen bzw. dass die Depots immer den selben Inhalt haben müssten. Die Aussage, dass die energetische Nutzung von Biomasse CO 2 -neutral sei, haben wir somit sowohl durch theoretische Überlegung als auch durch die messtechnischen Ergebnisse widerlegt Der Satz müsste richtig lauten: Die energetische Nutzung von Biomasse ist kohlenstoffneutral, denn sie ändert die Zahl der Kohlenstoffatome im biosphärengekoppelten Kohlenstoffkreislauf nicht. Kohlenstoffneutralität ist etwas anderes als CO 2 -Neutralität! 11

12 Durch die energetische Nutzung von Biomasse nimmt die Menge an Kohlenstoffatomen zu, die sich in klimaschädlichen Verbindungen befindet (entweder es entsteht Methan oder CO 2 ). Klimaschädlicher Kohlenstoff Klimaneutraler Kohlenstoff Klimafreundlicher Kohlenstoff 12

13 Klimaschädlicher Kohlenstoff Klimafreundlicher Kohlenstoff Klimaneutraler Kohlenstoff Durch die energetische Nutzung von Biomasse nimmt die Menge an Kohlenstoffatomen zu, die sich in klimaschädlichen Verbindungen befindet (entweder es entsteht Methan oder CO 2 ). 13

14 Klimaschädlicher Kohlenstoff Klimafreundlicher Kohlenstoff Klimaneutraler Kohlenstoff Durch die energetische Nutzung von Biomasse nimmt die Menge an Kohlenstoffatomen zu, die sich in klimaschädlichen Verbindungen befindet (entweder es entsteht Methan oder CO 2 ). 14

15 Klimaschädlicher Kohlenstoff Klimafreundlicher Kohlenstoff Klimaneutraler Kohlenstoff Durch die energetische Nutzung von Biomasse nimmt die Menge an Kohlenstoffatomen zu, die sich in klimaschädlichen Verbindungen befindet (entweder es entsteht Methan oder CO 2 ). 15

16 Klimaneutraler Kohlenstoff Klimaschädlicher Kohlenstoff Durch die energetische Nutzung von Biomasse nimmt die Menge an Kohlenstoffatomen zu, die sich in klimaschädlichen Verbindungen befindet (entweder es entsteht Methan oder CO 2 ). Klimafreundlicher Kohlenstoff 16

17 Klimaneutraler Kohlenstoff Klimaschädlicher Kohlenstoff Durch die energetische Nutzung von Biomasse nimmt die Menge an Kohlenstoffatomen zu, die sich in klimaschädlichen Verbindungen befindet (entweder es entsteht Methan oder CO 2 ). Klimafreundlicher Kohlenstoff 17

18 Klimaneutraler Kohlenstoff Klimaschädlicher Kohlenstoff Durch die energetische Nutzung von Biomasse nimmt die Menge an Kohlenstoffatomen zu, die sich in klimaschädlichen Verbindungen befindet (entweder es entsteht Methan oder CO 2 ). Klimafreundlicher Kohlenstoff 18

19 Klimaschädlicher Kohlenstoff Klimaneutraler Kohlenstoff Durch die energetische Nutzung von Biomasse nimmt die Menge an Kohlenstoffatomen zu, die sich in klimaschädlichen Verbindungen befindet (entweder es entsteht Methan oder CO 2 ). Klimafreundlicher Kohlenstoff 19

20 Klimafreundlicher Kohlenstoff Klimaschädlicher Kohlenstoff 20 Außerdem nimmt manchmal auch noch die Zahl der Kohlenstoffatome ab, die sich in klimafreundlichen Verbindungen befindet (Grünes Pflanzenmaterial wird vergoren oder verbrannt. Damit nimmt die Menge an aktivem Chlorophyll ab und das Tempo der Photosynthese wird verringert) Klimaneutraler Kohlenstoff 20

21 Klimafreundlicher Kohlenstoff Klimaschädlicher Kohlenstoff 21 Außerdem nimmt manchmal auch noch die Zahl der Kohlenstoffatome ab, die sich in klimafreundlichen Verbindungen befindet (Grünes Pflanzenmaterial wird vergoren oder verbrannt. Damit nimmt die Menge an aktivem Chlorophyll ab und das Tempo der Photosynthese wird verringert) Klimaneutraler Kohlenstoff 21

22 Klimafreundlicher Kohlenstoff Klimaschädlicher Kohlenstoff 22 Außerdem nimmt manchmal auch noch die Zahl der Kohlenstoffatome ab, die sich in klimafreundlichen Verbindungen befindet (Grünes Pflanzenmaterial wird vergoren oder verbrannt. Damit nimmt die Menge an aktivem Chlorophyll ab und das Tempo der Photosynthese wird verringert) Klimaneutraler Kohlenstoff 22

23 Klimafreundlicher Kohlenstoff Klimaschädlicher Kohlenstoff 23 Außerdem nimmt manchmal auch noch die Zahl der Kohlenstoffatome ab, die sich in klimafreundlichen Verbindungen befindet (Grünes Pflanzenmaterial wird vergoren oder verbrannt. Damit nimmt die Menge an aktivem Chlorophyll ab und das Tempo der Photosynthese wird verringert) Klimaneutraler Kohlenstoff 23

24 Klimafreundlicher Kohlenstoff Klimaneutraler Kohlenstoff Klimaschädlicher Kohlenstoff Mehr klimaschädliches CO2 Weniger Chlorophyll 24 Außerdem nimmt manchmal auch noch die Zahl der Kohlenstoffatome ab, die sich in klimafreundlichen Verbindungen befindet (Grünes Pflanzenmaterial wird vergoren oder verbrannt. Damit nimmt die Menge an aktivem Chlorophyll ab und das Tempo der Photosynthese wird verringert) Durch die energetische Nutzung von Biomasse nimmt die Menge an Kohlenstoffatomen zu, die sich in klimaschädlichen Verbindungen befindet (entweder es entsteht Methan oder CO 2 ).

25 Wir müssen uns in diesem Zusammenhang mit zwei Argumenten der Befürworter der energetischen Biomassenutzung auseinander setzen: 1.Sie argumentieren, dass eine erhöhte Konzentration von CO 2 die Pflanzen dazu bringen würde, die Photosynthese zu beschleunigen. Das mag - wenn genügend Wasser zur Verfügung steht - durchaus der Fall sein. Wenn die zusätzliche CO 2 -Emission wieder beendet wird, ist es also denkbar, dass durch die erhöhte Photosynthese-Rate der erhöhte CO 2 -Gehalt der Atmosphäre langsam wieder zurückgeht. Aber zumindest während des Zeitraums mit erhöhtem CO 2 -Gehalt steigt die Temperatur der Erdoberfläche schneller an. Von Klimaneutralität kann also nicht die Rede sein. 2.Sie argumentieren, dass die Vergärung oder Verbrennung von Blattgrün keine Reduzierung der Photosynthese verursachen würde, weil Pflanzen ja immer wieder und in der Regel zeitgleich zum Ersatz angebaut würden. Dabei übersehen sie allerdings, dass neu angebaute Jungpflanzen dem Sonnenlicht eine viel geringere Blattfläche darbieten als bereits ausgewachsene Pflanzen. 25

26 Um die Vorgänge besser einordnen zu können, betrachten wir im Folgenden den biosphärengekoppelten Kohlenstoffkreislauf, der den Transport von Kohlenstoff als CO 2 in die Atmosphäre und seine Rückholung durch die Photosynthese umfasst. Dass es noch weitere Kohlenstoffkreisläufe gibt, können wir in erster Näherung vernachlässigen, da die dort transportierten Kohlenstoffmengen um den Faktor 10 bis 100 geringer sind. Weitere Angaben dazu finden Sie auf den letzten 5 Folien. Der schnelle biosphärengekoppelte terrestrische Kohlenstoffkreislauf Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung 26

27 Um die Vorgänge besser einordnen zu können, betrachten wir im Folgenden den biosphärengekoppelten Kohlenstoffkreislauf, der den Transport von Kohlenstoff als CO 2 in die Atmosphäre und seine Rückholung durch die Photosynthese umfasst. Dass es noch weitere Kohlenstoffkreisläufe gibt, können wir in erster Näherung vernachlässigen, da die dort transportierten Kohlenstoffmengen um den Faktor 10 bis 100 geringer sind. Weitere Angaben dazu finden Sie auf den letzten 5 Folien. vor der Nutzung fossiler Energien Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung 27

28 Der schnelle biosphärengekoppelte terrestrische Kohlenstoffkreislauf vor der Nutzung fossiler Energien Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung Netto-Photosynthese bedeutet Photosynthese nach Abzug der Atmung 28

29 Der schnelle biosphärengekoppelte terrestrische Kohlenstoffkreislauf vor der Nutzung fossiler Energien Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung Verrotten, Respiration, Vergären, Verbrennen 29

30 Der schnelle biosphärengekoppelte terrestrische Kohlenstoffkreislauf vor der Nutzung fossiler Energien Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung Ein „Päckchen“ Kohlenstoff im Bild entspricht etwa 0,3 Gigatonnen Kohlenstoff. 30

31 31 Der schnelle biosphärengekoppelte terrestrische Kohlenstoffkreislauf vor der Nutzung fossiler Energien Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung Verweildauer des Kohlenstoffs in der Atmosphäre (etwa 13 Jahre) ist ein Durchschnittswert CO 2 -Verweildauer in der Atmosphäre 10Null5Jahre 31

32 32 Der schnelle biosphärengekoppelte terrestrische Kohlenstoffkreislauf vor der Nutzung fossiler Energien Netto - Photosynthese Jahre Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden Null CO 2 -Bildung Verweildauer des Kohlenstoffs im Boden (36 Jahre) Durchschnittswert CO 2 -Verweildauer in der Atmosphäre 10Null5Jahre 32

33 Der schnelle biosphärengekoppelte terrestrische Kohlenstoffkreislauf vor der Nutzung fossiler Energien Die nächsten 22 Bilder schauen Sie sich bitte so rasch hintereinander an, dass der Eindruck eines bewegten Bildes entsteht. Netto - Photosynthese Jahre Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden CO 2 -Verweildauer in der Atmosphäre Null 10Null5Jahre CO 2 -Bildung 33

34 Netto - Photosynthese Film Jahre Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden CO 2 -Verweildauer in der Atmosphäre Null 10Null5Jahre CO 2 -Bildung 34

35 Netto - Photosynthese Jahre Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden CO 2 -Verweildauer in der Atmosphäre Null 10Null5Jahre CO 2 -Bildung Film 1 35

36 Jahre Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden CO 2 -Verweildauer in der Atmosphäre Null 10Null5Jahre Film 1 Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung 36

37 Jahre Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden CO 2 -Verweildauer in der Atmosphäre Null 10Null5Jahre Film 1 Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung 37

38 Jahre Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden CO 2 -Verweildauer in der Atmosphäre Null 10Null5Jahre Film 1 Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung 38

39 Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung Jahre Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden CO 2 -Verweildauer in der Atmosphäre Null 10Null5Jahre Film 1

40 Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung Jahre Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden CO 2 -Verweildauer in der Atmosphäre Null 10Null5Jahre Film 1

41 Jahre Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden CO 2 -Verweildauer in der Atmosphäre Null 10Null5Jahre Film 1 Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung

42 Jahre Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden CO 2 -Verweildauer in der Atmosphäre Null 10Null5Jahre Film 1 Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung

43 Jahre Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden CO 2 -Verweildauer in der Atmosphäre Null 10Null5Jahre Film 1 Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung

44 Jahre Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden CO 2 -Verweildauer in der Atmosphäre Null 10Null5Jahre Film 1 Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung

45 Jahre Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden CO 2 -Verweildauer in der Atmosphäre Null 10Null5Jahre Film 1 Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung

46 Jahre Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden CO 2 -Verweildauer in der Atmosphäre Null 10Null5Jahre Film 1 Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung

47 Jahre Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden CO 2 -Verweildauer in der Atmosphäre Null 10Null5Jahre Film 1 Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung

48 Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung Jahre Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden CO 2 -Verweildauer in der Atmosphäre Null 10Null5Jahre Film 1

49 Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung Jahre Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden CO 2 -Verweildauer in der Atmosphäre Null 10Null5Jahre Film 1

50 Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung Jahre Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden CO 2 -Verweildauer in der Atmosphäre Null 10Null5Jahre Film 1

51 Jahre Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden CO 2 -Verweildauer in der Atmosphäre Null 10Null5Jahre Film 1 Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung

52 Jahre Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden CO 2 -Verweildauer in der Atmosphäre Null 10Null5Jahre Film 1 Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung

53 Jahre Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden CO 2 -Verweildauer in der Atmosphäre Null 10Null5Jahre Film 1 Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung

54 54 STOPP Ende des ersten Films Netto - Photosynthese Jahre Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden CO 2 -Verweildauer in der Atmosphäre Null 10Null5Jahre CO 2 -Bildung

55 Jahre Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden CO 2 -Verweildauer in der Atmosphäre Film 1 zeigte den biospären- gekoppelten terrestrischen Kohlenstoff-Kreislauf vor der industriellen Revolution d.h. ohne fossile Energien Nach durchschnittlich 36 Jahren Verweildauer in gebundenem Zustand am Erdboden „verrottete“ bzw. oxidierte die Biomasse und wurde zu CO 2. Nach durchschnittlich 13 Jahren Verweilen in der Atmosphäre erfolgte Rückholung durch die Netto- Photosynthese Der Zeitsprung von Einzelbild zu Einzelbild beträgt ein halbes Jahr. Alle Zahlenwerte geben nur ungefähre Größenordnungen an. Quellenangaben im Anhang Null 10Null5 Netto - Photosynthese Jahre CO 2 -Bildung Der schnelle biosphärengekoppelte terrestrische Kohlenstoffkreislauf noch vor der Nutzung fossiler Energien

56 Zukunftsszenario 100 Prozent Erneuerbare Energien 56

57 Jahre Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden Die Nutzung fossiler Stoffe sei beendet Null Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung

58 Jahre Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden Null Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung Ein Großteil des fossil gebildeten CO 2 befindet sich immer noch zusätzlich in der Atmosphäre. Annahme: 0,3 Gigatonnen (ein neues „Päckchen“) Aus fossiler Verbrennung

59 Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden CO 2 -Bildung Null Netto - Photosynthese Aus fossiler Verbrennung

60 Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden CO 2 -Bildung Null Netto - Photosynthese Aus fossiler Verbrennung Aus Fehlern in der Wald- und Landwirtschaft

61 Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden CO 2 -Bildung Null Netto - Photosynthese Aus fossiler Verbrennung Wie bekommen wir das zusätzliche CO 2 aus der Atmosphäre heraus? Aus Fehlern in der Wald- und Landwirtschaft

62 Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden CO 2 -Bildung Null Netto - Photosynthese Nettophotosynthese beschleunigen Film 2

63 Nettophotosynthese beschleunigen Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden Null Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung Film 2

64 Nettophotosynthese beschleunigen Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden Null Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung Film 2

65 Nettophotosynthese beschleunigen Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden Null Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung Film 2

66 Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden Null Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung Film 2

67 Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden Null Netto - Photosynthese CO 2 -Bildung Film 2 CO 2 -Bildung hinauszögern

68 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden Null CO 2 -Bildung Film 2 CO 2 -Bildung hinauszögern

69 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden Null CO 2 -Bildung Film 2 CO 2 -Bildung hinauszögern

70 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden Null CO 2 -Bildung Film 2 CO 2 -Bildung hinauszögern

71 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden Null CO 2 -Bildung Film 2 CO 2 -Bildung hinauszögern

72 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden Null CO 2 -Bildung Film 2 CO 2 -Bildung hinauszögern

73 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden Null CO 2 -Bildung Film 2 CO 2 -Bildung hinauszögern

74 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden Null CO 2 -Bildung Film 2 CO 2 -Bildung hinauszögern

75 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden Null CO 2 -Bildung Film 2 CO 2 -Bildung hinauszögern

76 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden Null CO 2 -Bildung STOPP Ende des 2. Films

77 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden Hier im Beispiel von 36 auf 48 Jahre verlängert Null CO 2 -Bildung Ergebnis: Um das überschüssige CO 2 aus der Atmosphäre zu entfernen, muss sich die durchschnittliche Verweildauer des Kohlenstoffs am Erdboden deutlich verlängern. Reparatur des biosphärengekoppelten terrestrischen Kohlenstoffkreislaufs nach der Nutzung fossiler Energien

78 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden Hier im Beispiel von 36 auf 48 Jahre verlängert Null CO 2 -Bildung Reparatur des biosphärengekoppelten terrestrischen Kohlenstoffkreislaufs nach der Nutzung fossiler Energien

79 79 Nachhaltigkeit des schnellen terrestrischen Kohlenstoffkreislaufes bei verlängerter Verweilzeit des Kohlenstoffs am Boden

80 Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden erhöht auf 48 Jahre Null Film Nr. 3 demonstriert, dass eine verlängerte Verweilzeit des Kohlenstoffs am Boden nachhaltig zu geringerer CO 2 -Konzentration in der Atmosphäre führt CO 2 -Verweildauer in der Atmosphäre 10Null5Jahre CO 2 -Bildung Netto - Photosynthese Zukünftiger biosphärengekoppelter Kohlenstoffkreislauf

81 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden erhöht auf 48 Jahre Null CO 2 -Bildung Film 3 Zukünftiger biosphärengekoppelter Kohlenstoffkreislauf

82 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden erhöht auf 48 Jahre Null CO 2 -Bildung Film 3 Zukünftiger biosphärengekoppelter Kohlenstoffkreislauf

83 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden erhöht auf 48 Jahre Null CO 2 -Bildung Film 3 Zukünftiger biosphärengekoppelter Kohlenstoffkreislauf

84 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden erhöht auf 48 Jahre Null CO 2 -Bildung Film 3 Zukünftiger biosphärengekoppelter Kohlenstoffkreislauf

85 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden erhöht auf 48 Jahre Null CO 2 -Bildung Film 3 Zukünftiger biosphärengekoppelter Kohlenstoffkreislauf

86 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden erhöht auf 48 Jahre Null CO 2 -Bildung Film 3 Zukünftiger biosphärengekoppelter Kohlenstoffkreislauf

87 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden erhöht auf 48 Jahre Null CO 2 -Bildung Film 3 Zukünftiger biosphärengekoppelter Kohlenstoffkreislauf

88 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden erhöht auf 48 Jahre Null CO 2 -Bildung Film 3 Zukünftiger biosphärengekoppelter Kohlenstoffkreislauf

89 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden erhöht auf 48 Jahre Null CO 2 -Bildung Film 3 Zukünftiger biosphärengekoppelter Kohlenstoffkreislauf

90 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden erhöht auf 48 Jahre Null CO 2 -Bildung Film 3 Zukünftiger biosphärengekoppelter Kohlenstoffkreislauf

91 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden erhöht auf 48 Jahre Null CO 2 -Bildung Film 3 Zukünftiger biosphärengekoppelter Kohlenstoffkreislauf

92 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden erhöht auf 48 Jahre Null CO 2 -Bildung Film 3 Zukünftiger biosphärengekoppelter Kohlenstoffkreislauf

93 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden erhöht auf 48 Jahre Null CO 2 -Bildung Film 3 Zukünftiger biosphärengekoppelter Kohlenstoffkreislauf

94 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden erhöht auf 48 Jahre Null CO 2 -Bildung Film 3 Zukünftiger biosphärengekoppelter Kohlenstoffkreislauf

95 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden erhöht auf 48 Jahre Null CO 2 -Bildung Film 3 Zukünftiger biosphärengekoppelter Kohlenstoffkreislauf

96 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden erhöht auf 48 Jahre Null CO 2 -Bildung Film 3 Zukünftiger biosphärengekoppelter Kohlenstoffkreislauf

97 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden erhöht auf 48 Jahre Null CO 2 -Bildung Film 3 Zukünftiger biosphärengekoppelter Kohlenstoffkreislauf

98 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden erhöht auf 48 Jahre Null CO 2 -Bildung Film 3 Zukünftiger biosphärengekoppelter Kohlenstoffkreislauf

99 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden erhöht auf 48 Jahre Null CO 2 -Bildung Film 3 Zukünftiger biosphärengekoppelter Kohlenstoffkreislauf

100 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden erhöht auf 48 Jahre Null CO 2 -Bildung Film 3 Zukünftiger biosphärengekoppelter Kohlenstoffkreislauf

101 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden erhöht auf 48 Jahre Null CO 2 -Bildung STOPP Zukünftiger biosphärengekoppelter Kohlenstoffkreislauf

102 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden erhöht auf 48 Jahre Null CO 2 -Bildung Mathematische Beziehungen

103 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden erhöht auf 48 Jahre Null CO 2 -Bildung Mathematische Beziehungen Kohlenstoffmenge in der Atmosphäre soll aus Klimaschutzgründen wieder verringert werden

104 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden erhöht auf 48 Jahre Null CO 2 -Bildung Mathematische Beziehungen Kohlenstoffmenge in der Atmosphäre soll aus Klimaschutzgründen wieder verringert werden Da die Gesamtkohlenstoffmenge im Kreislauf praktisch konstant bleibt, muss die Kohlenstoffmenge am Boden vergrößert werden

105 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden erhöht auf 48 Jahre Null CO 2 -Bildung Mathematische Beziehungen Kohlenstoffmenge in der Atmosphäre soll aus Klimaschutzgründen wieder verringert werden Da die Gesamtkohlenstoffmenge im Kreislauf praktisch konstant bleibt, muss die Kohlenstoffmenge am Boden vergrößert werden Dazu muss die Netto-Photosynthese beschleunigt, die CO 2 -Bildung aber verlangsamt werden

106 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden erhöht auf 48 Jahre Null CO 2 -Bildung Mathematische Beziehungen Kohlenstoffmenge in der Atmosphäre soll aus Klimaschutzgründen wieder verringert werden Da die Gesamtkohlenstoffmenge im Kreislauf praktisch konstant bleibt, muss die Kohlenstoffmenge am Boden vergrößert werden Dazu muss die Netto-Photosynthese beschleunigt, die CO 2 -Bildung aber verlangsamt werden Zuwachs des Bodenkohlenstoffs = (Netto-Photosynthese – CO 2 -Bildung) x Betrachtungszeitraum

107 Netto - Photosynthese Jahre Durchschnittliche Verweildauer von C in gebundenem Zustand am Erdboden erhöht auf 48 Jahre Null CO 2 -Bildung Mathematische Beziehungen Kohlenstoffmenge in der Atmosphäre soll aus Klimaschutzgründen wieder verringert werden Da die Gesamtkohlenstoffmenge im Kreislauf praktisch konstant bleibt, muss die Kohlenstoffmenge am Boden vergrößert werden Dazu muss die Netto-Photosynthese beschleunigt, die CO 2 -Bildung aber verlangsamt werden Zuwachs des Bodenkohlenstoffs = (Netto-Photosynthese – CO 2 -Bildung) x Betrachtungszeitraum beschleunigen bremsen

108 108 Verweildauer des Kohlenstoffs am Boden verlängern. Energetische Nutzung von kohlenstoffhaltigem Material vermeiden Rate der Netto-Photosynthese erhöhen Chlorophyllhaltige Biomasse erhalten Keine Biomasse für energetische Nutzung anbauen

109 Quellen: Die verwendeten Zahlenwerte erheben keinen Anspruch auf Genauigkeit. Sie entstammen dem Beitrag in der nächsten Folie. In der Literatur findet man auch stark abweichende Werte, doch ist das im gegebenen Zusammenhang unwichtig, da es nicht um eine quantitative Überlegung geht, sondern nur um prinzipielle Zusammenhänge und Anschaulichkeit. 109

110 110 Nach Prof. Dr. Wolfgang Oschmann et al. (2000) Institute of Geosciences, Universität Frankfurt 110

111 111 Kleine Flussraten lassen wir gegenüber den großen weg 111

112 112 Kohlendioxid- zufuhr von der Atmosphäre zum Ozean und umgekehrt heben sich gegenseitig auf und werden weggelassen 112

113 Ausschnittsvergrößerung Biogener kurzfristiger terrestrische Kohlenstoffkreislauf Dieser ist von den anderen – sehr viel langsamer ablaufenden – Kreisläufen weitgehend entkoppelt und hat die schnellsten klimatischen Auswirkungen. 113


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