Karlsruhe hat sich verrechnet: Halbwertszeit von CO₂ beträgt 36 Jahre

Im Juni 2023 ist die Abweichung der globalen Temperatur vom 30-jährigen Mittel der satellitengestützten Messungen der University of Alabama (UAH) gegenüber dem Mai nicht weiter angestiegen. Der Wert beträgt 0,38 Grad Celsius. Infolge des sich im Pazifik ereignenden El Niño ist mit einem weiteren Anstieg in den nächsten Monaten zu rechnen.

Der Temperaturanstieg beträgt im Durchschnitt pro Jahrzehnt seit 1979 lediglich 0,13 Grad Celsius.

Trotz El Niño erhöhte sich Abweichung der 30-jährigen Durchschnittstemperatur von Mai zu Juni praktisch nicht. Die langfristige Erwärmung liegt unverändert bei 1,3 °C pro Jahrhundert. Foto: Dr. Roy Spencer, University of Alabama, Huntsville

Deutsche Wirtschaft uninteressant?

An dieser Stelle werde ich nicht auf die abenteuerlichen Fehlentwicklungen der deutschen Energiepolitik eingehen, sondern auf eine der wichtigsten Ursachen hierfür:

Das Bundesverfassungsgericht hat in seinem Beschluss vom 24. März 2021 auf die Klage von Luisa Neubauer, Volker Quaschning, Hannes Jaenicke und anderen entschieden, dass das bis dahin gültige Klimaschutzgesetz verfassungswidrig sei. Das Gericht kam zum Ergebnis, dass Deutschland nur noch 6,7 Milliarden Tonnen CO₂ bis 2050 ausstoßen dürfe. Da aber nach Berechnungen des Gerichts bis 2030 rund sechs Milliarden Tonnen CO₂ emittiert würden und danach nur noch ein unrealistisches Budget von einer Milliarde Tonnen übrig bliebe, kassierte das Gericht das Gesetz.

Bundesregierung und Deutscher Bundestag verschärften nach diesem Spruch das Gesetz, sodass ausgehend von 762 Millionen Tonnen CO₂ im Jahr 2021 im Jahr 2030 nur noch 438 Millionen Tonnen, 2040 dann 149 Millionen Tonnen und 2045 null Tonnen CO₂ emittiert werden dürfen. – 6,7 Milliarden Tonnen CO₂ emittiert China übrigens in einem halben Jahr.

Wie kam das Verfassungsgericht nun zu der Zahl? Das IPCC hatte in seinem letzten Bericht ein weltweites Restbudget von 800 Milliarden Tonnen CO₂ festgelegt. Dies sei einzuhalten, um angeblich sicherzustellen, dass eine Erwärmung von 1,75 Grad Celsius seit 1860 eingehalten werden könne.

Das Gericht multiplizierte die 800 Milliarden Tonnen mit dem Bevölkerungsanteil Deutschlands an der Welt von 0,84 Prozent. Man hätte zwar auch den Anteil Deutschlands am Weltbruttosozialprodukt von vier Prozent nehmen können. Dann hätte das Restbudget 32 Milliarden Tonnen betragen und dieses Budget würde kaum bis zum Ende des Jahrhunderts durch Deutschland aufgebraucht werden.

Das Gericht begründet seine Festlegung in Randnummer 32 wie folgt: „Im Gegensatz zu anderen Treibhausgasen verlässt CO₂ die Erdatmosphäre in einem für die Menschheit relevanten Zeitraum nicht mehr auf natürliche Weise. Jede weitere in die Erdatmosphäre gelangende […] CO₂-Menge erhöht also bleibend die CO₂-Konzentration und führt entsprechend zu einem weiteren Temperaturanstieg.“

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Wieso spreche ich von einem Kardinalfehler?

Selbst das IPCC würde dieser hanebüchenen Feststellung widersprechen. Zurzeit emittiert die Menschheit etwa 37 Milliarden Tonnen CO₂ jährlich. Ozeane und Pflanzen entnehmen aus der Luft etwa 22 Milliarden Tonnen.

Bedingt durch physikalisch-chemische Gesetzmäßigkeiten hängt die Aufnahme durch Ozeane und Pflanzen von der CO₂-Konzentration in der Luft ab. Maßgeblich sind also die 420 ppm CO₂ in der Luft, aber keineswegs die Höhe der momentanen anthropogenen CO₂-Emission. Weder die Flora noch das Meer können wissen, wie viel der Mensch gerade emittiert. Sie spüren nur die Konzentration in der Luft.

Schon diese einfache Überlegung führt zu dem Schluss, dass bei einer Halbierung der anthropogenen Emission praktisch die gleiche Menge CO₂ von den Ozeanen und Pflanzen aufgenommen wird und der CO₂-Gehalt daher gewissermaßen stehen bleibt.

Im letzten IPCC-Bericht – etwas versteckt in der Langfassung – findet man die Bestätigung:

Falls die Emission und die Aufnahme von CO₂ gleich sind, stabilisiert sich die CO₂-Konzentration. Falls die CO₂-Entfernung größer ist als die Emission, würde die Konzentration sinken.“ (IPCC, AR6, 2021 Frequently asked Questions 5.3)

Keine Ewigkeit: Die Halbwertszeit von CO₂ beträgt 36 Jahre

Allerdings berücksichtigt der IPCC in seinen Szenarien diese Erkenntnis nicht. Er wendet viel lieber ein mathematisches Modell, das BERN-Modell, an. Das BERN-Modell teilt die jährliche Emission in vier Fraktionen auf. Eine davon (22 Prozent) verbleibt ewig in der Atmosphäre, die anderen drei verschwinden mit Zeitkonstanten von 400, 40 und vier Jahren in Ozeanen und Pflanzen.

Mithilfe von sage und schreibe sieben Parametern wird das Modell so getunt, dass es die realen CO₂-Konzentrationen einigermaßen wiedergibt. Warum sich 22 Prozent des CO₂ auf ewig den physikalischen Prozessen hartnäckig entziehen können, bleibt das Geheimnis der Schweizer Forscher.

Aber darauf fußt die Argumentation des Bundesverfassungsgerichtes samt weitreichenden Folgen für den Wohlstand, die Arbeitsplätze und die sozialen Sicherungssysteme in Deutschland.

Warum schreibe ich darüber? Weil es seit letzter Woche eine wissenschaftliche, peer-reviewte Publikation von Rolf Dübal und mir in der Fachzeitschrift „Annals of Marine Science“ gibt, die aufgrund gemessener Daten die Halbwertszeit des CO₂ mit 36 Jahren bestimmt. Damit wird dem verheerenden Beschluss des Bundesverfassungsgerichtes die Grundlage entzogen.

Einfach ist siebenfach besser

Wie haben wir die Halbwertszeit des CO₂ ermittelt? Durch die ansteigende CO₂-Konzentration in der Luft bildet sich mehr Kohlensäure im Wasser und der Säuregrad steigt. Das Meerwasser ist jedoch nie sauer (pH-Wert kleiner 7), sondern stets alkalisch. Konkret sank der pH-Wert der Ozeane an der Meeresoberfläche von 8,2 vorindustriell auf etwa 8,05 heute.

CO₂-Konzentration der Luft und pH-Wert der Ozeane stehen normalerweise im Gleichgewicht. Die Abweichung spiegelt den schnellen Anstieg anthropogener Treibhausgase wider. Foto: Dübal, Vahrenholt (2023), CC BY 4.0

Die Abbildung zeigt als Punkte die gemittelten Messwerte des pH-Wertes und des CO₂-Gehaltes von 1985 bis 2018 sowie die Gleichgewichtsberechnung auf Basis der Zusammensetzung des Meerwassers, der Temperatur, des CO₂-Gehaltes in der Luft, der Massenbilanz und der Volumenverhältnisse. Man erkennt deutlich die Abweichung. Verursacht wird die Abweichung von der anthropogenen CO₂-Emission, die schneller anstieg, als die natürlichen Senken sie verarbeiten konnten.

Abweichungen von einem Gleichgewicht führen dazu, dass Ozeane und Atmosphäre in eine neue Gleichgewichtslage zu gelangen versuchen. Dies benötigt eine gewisse Zeit. Um die Zeitabhängigkeit eines solchen Anpassungsprozesses abzubilden, werden in der Regel exponentielle Funktionen wie beim Zerfallsgesetz angewendet.

Der Verlauf von CO₂-Konzentration und pH-Wert konnte mittels eines einzigen Parameters, nämlich der Halbwertszeit, an die Messdaten angepasst werden. Die Halbwertszeit beträgt 36 Jahre – mit einer Fehlerbreite von +/-7 Jahren.

Ein einziger Parameter genügt, um CO₂ und pH-Wert aufeinander abzustimmen: die Halbwertszeit. Foto: Dübal, Vahrenholt (2023), CC BY 4.0

Katastrophe abgesagt

Mit dem so aus den Jahren 1850 bis 2020 bestimmten Wert der Halbwertszeit von CO₂ können für ein beliebiges Emissionsszenario die zukünftigen Werte für den pH-Wert und die CO₂-Konzentration berechnet werden. Von besonderer Bedeutung erscheinen zwei Szenarien:

• in Violett das wahrscheinlichste Emissionsszenario (RCP4.5), das in den nächsten zehn Jahren noch einen leichten Anstieg der CO₂-Emission annimmt und dann bis 2080 auf die Hälfte zurückgeht sowie
• in Grün ein Rückgang der Emissionen bis 2040 auf die Hälfte, um auf diesem Niveau konstant zu bleiben.

„Netto Null“ ist nicht nötig, auch bei einer Halbierung der Emissionen wird die CO₂-Konzentration in der Luft kaum weiter steigen. Foto: Dübal, Vahrenholt (2023), CC BY 4.0

Die daraus resultierenden Konzentrationen sind frappierend. Die violettfarbige Kurve wird 500 ppm nicht übersteigen und danach leicht fallen, die grüne Kurve wird gegenüber heute nicht viel weiter ansteigen. Eine Katastrophe ist in beiden Fällen abgesagt. Denn gegenüber dem Ausgangspunkt von 1860 wird keine Verdopplung des CO₂ erreicht, auch wenn die Welt lediglich ein 50-prozentiges Reduktionsziel erreicht.

Und wer sagt es nun dem Bundesverfassungsgericht?

Über den Autor:

Prof. Dr. Fritz Vahrenholt ist promovierter Chemiker, SPD-Politiker, Manager, Wissenschaftler und Buchautor. Seit 1976 arbeitete er unter anderem im Umweltbundesamt, als Staatsrat bei der Umweltbehörde und als Umweltsenator in Hamburg. Er war Vorstand für erneuerbare Energien der Deutschen Shell AG sowie Gründer und Vorstand des Windenergie-Anlagenbauers REpower Systems.

Seit 1999 ist er Honorarprofessor im Fachbereich Chemie der Universität Hamburg. Sein Bestseller „Seveso ist überall“ (1978) war eines der wirkmächtigsten Bücher in den Anfangsjahren der Umweltbewegung. 2020 erschien sein Bestseller „Unerwünschte Wahrheiten“, 2021 folgte „Unanfechtbar – Der Beschluss des Bundesverfassungsgerichtes zum Klimaschutz im Faktencheck“. www.vahrenholt.net

Dieser Artikel erschien im Original auf klimanachrichten.de unter dem Titel: Fritz Vahrenholt: CO₂ wird schneller abgebaut, als das Bundesverfassungsgericht glaubt (redaktionelle Bearbeitung ts)