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Kreislaufsysteme in der Natur

Der Energie-(CO2)-Kreislauf

1. Energieverbrauch und Klima

Dass der Energieverbrauch das Klima beeinflusst, hat man vor wenigen Jahrzehnten noch nicht gewusst. Ohnehin unterliegt das Klima natürlichen Schwankungen. Auch in jüngeren erdgeschichtlichen Zeiträumen wechselten Warm- und Kaltzeiten ab. Die verschiedensten Einflussfaktoren spielen hierbei eine steuernde Rolle. Neben den internen Faktoren wie Atmosphäre, Biosphäre, Kryosphäre, Lithosphäre und Hydrosphäre wirken sich auch externe Einflüsse wie etwa die zyklisch schwankende Sonnenstrahlung aus.

Auch innerhalb der internen Faktoren laufen vielfältige wechselseitige Austauschprozesse ab. Man denke nur an die Aufnahme von CO2 durch Pflanzen oder den Ausstoß von Gasen und Stäuben durch Vulkane, die Bindung von Kohlenstoff durch die Weltmeere oder die Aufnahme von Wasser durch die Atmosphäre. Einen zunehmenden Einfluss auf das Klima übt ein bis vor kurzer Zeit noch völlig unbedeutender Faktor aus: der Mensch. Dieser anthropogene Einfluss scheint ein bestimmender, ein ernsthafter Störfaktor im Klimageschehen der Erde zu werden.

2. Kohlendioxid – Gas des Lebens

Als Grundlage allen Lebens auf der Erde spielt das geruchs- und farblose Gas Kohlendioxid eine herausragende Rolle. Bestünde die Atmosphäre nur aus den an ihrem Aufbau zu 99 Prozent beteiligten Gasen Stickstoff und Sauerstoff, läge die mittlere Temperatur der Erdoberfläche bei eisigen -18 °C. Gemeinsam mit anderen Spurengasen sorgt das Kohlendioxid für einen überlebensnotwendigen, natürlichen Treibhauseffekt. Dieser sorgt für eine verminderte Abstrahlung der auf die Erdoberfläche auftreffenden Sonneneinstrahlung und hebt so die Temperatur in der Atmosphäre um 30 °C auf durchschnittlich lebensfreundliche 15 °C. Dabei wirkt die Atmosphäre ähnlich der Verglasung eines Gewächshauses und lässt die kurzwellige Sonnenstrahlung im Wesentlichen ungehindert auf die Erdoberfläche auftreffen. Diese erwärmt sich und strahlt nun ihrerseits einen Teil der Energie langwellig in Richtung Weltall ab. Diese Strahlung wird jedoch vom Kohlendioxid und weiteren klimawirksamen Spurengasen reflektiert und absorbiert. So bleibt ein Großteil der Wärme in den unteren Atmosphärenschichten und im Bereich der Erdoberfläche gefangen.

Erst Kohlendioxid ermöglicht den Pflanzen, mit Hilfe von Sonnenenergie organische Substanzen aufzubauen, wobei diese Substanzen bei der Verrottung wiederum u. a. zu Kohlendioxid umgewandelt werden und so den Kreislauf schließen. Das vorhandene relative Kohlendioxidgleichgewicht zwischen Atmosphäre und Biosphäre sorgt gleichzeitig für eine Stabilität des Klimas. Störungen dieses CO2-Gleichgewichtes in bereits geringen Ausmaßen können zu globalen Klimaveränderungen führen. Ein durch die industrielle Entwicklung immer stärker zum Tragen kommender Störfaktor ist das bei Verbrennungsprozessen in zunehmendem Maße freigesetzte CO2, das durch die Biomasse nicht wieder gebunden wird. Die Verbrennung der fossilen Energieträger Erdöl, Ergas und Kohle setzt weltweit etwa 22 Mrd. Tonnen CO2 frei, allein Deutschland ist mit etwa 1 Mrd. Tonnen beteiligt. Man geht davon aus, dass auf diese Art und Weise der CO2-Gehalt der Atmosphäre in den letzten 100 Jahren um etwa 25 Prozent zugenommen hat.

 

 

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aktualisiert: 08.08.2003 11:58
H. Bartels – W. Janka
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