Die Emissionen von Lachgas, einem Klima-Superschadstoff, steigen schnell auf einer Worst-Case-Trajektorie

Die Emissionen von Lachgas, einem Klima—Superschadstoff, der hunderte Male stärker ist als Kohlendioxid, steigen schneller als bisher angenommen – mit einer Geschwindigkeit, die nicht nur die internationalen Ziele zur Begrenzung der globalen Erwärmung bedroht, sondern auch mit einer Worst-Case-Trajektorie für den Klimawandel übereinstimmt, schlägt eine neue Studie vor.

Die Ergebnisse, die am Mittwoch in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurden, unterstreichen die Notwendigkeit einer starken Klimapolitik, die sich nicht nur auf Kohlendioxid, das dominierende Treibhausgas, konzentriert.

Die Studie, die wohl umfassendste Bewertung des globalen Stickstoffkreislaufs, die jemals durchgeführt wurde, ergab, dass die durch menschliche Aktivitäten verursachten Lachgasemissionen (N2O) seit 1980 um 30 Prozent gestiegen sind. Diese Emissionen, von denen mehr als zwei Drittel aus der Landwirtschaft stammen, machen fast die Hälfte aller im letzten Jahrzehnt freigesetzten Lachgasemissionen aus, der Rest stammt aus natürlichen Ökosystemen.

Lachgas ist nach Kohlendioxid und Methan das drittwichtigste Treibhausgas und seit vorindustrieller Zeit für rund 7 Prozent der globalen Erwärmung verantwortlich. Es ist fast 300-mal stärker bei der Erwärmung des Planeten als Kohlendioxid, was bedeutet, dass selbst kleine Emissionsquellen einen übergroßen Einfluss auf das Klima haben können.

Lachgas ist auch der größte Beitrag zum Abbau der Ozonschicht in der Atmosphäre, der nicht durch das Montrealer Protokoll kontrolliert wird, ein internationales Abkommen, das in den 1980er Jahren entwickelt wurde, um ozonabbauende Chemikalien durch obligatorische Emissionsreduktionen auslaufen zu lassen. Einige politische Experten sagen, dass das Abkommen jetzt auf Lachgas ausgeweitet werden sollte.

Die in der aktuellen Studie gemeldeten Emissionen entsprechen einem „Worst Case“ -Emissionsszenario des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen der Vereinten Nationen oder liegen geringfügig darüber.

Ein solches Szenario geht davon aus, dass das Wachstum der Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen und der Einsatz von Stickstoffdünger, der treibenden Kraft für die vom Menschen verursachten Lachgasemissionen, unvermindert anhält.

Im schlimmsten Fall würde die Durchschnittstemperatur der Welt um etwa 4,3 Grad Celsius über die vorindustriellen Zeiten steigen und damit weit über der im Pariser Klimaabkommen angestrebten Erwärmungsgrenze von 1,5 bis 2 Grad Celsius liegen.

„Die aktuellen Lachgasemissionen sind nicht haltbar“, sagte Hanqin Tian, Direktor des Internationalen Zentrums für Klima- und Global Change Research an der Auburn University und Hauptautor der Studie. „Die Zahlen sind sehr groß und die Steigerungen sind sehr schnell.“

Die Studie untersuchte sowohl natürliche als auch vom Menschen verursachte oder „anthropogene“ Quellen von Lachgasemissionen sowie natürliche „Senken“, biochemische Prozesse, die Lachgas abbauen. Die Studie kombinierte „Bottom-up“ -Inventare, Schätzungen bekannter Lachgasemissionen, mit „Top-Down“ -Bewertungen, die auf Messungen der Lachgaskonzentrationen in der Atmosphäre von 1980-2016 basieren. Jedes der letzten vier Jahrzehnte hatte höhere N2O-Emissionen als das vorherige Jahrzehnt mit einigen der höchsten Zuwächse in Brasilien, China und Indien, wo die Pflanzenproduktion und die Viehzucht stark zugenommen haben.

Die Eindämmung der Lachgasemissionen ist schwierig, da die überwiegende Mehrheit der anthropogenen Emissionen durch die Verwendung von Düngemitteln auf Stickstoffbasis verursacht wird, die Lachgas emittieren, wenn es im Boden abgebaut wird, wenn es nicht von Pflanzen aufgenommen wird. Landwirte weltweit sind auf Stickstoffdünger angewiesen, um die Pflanzenproduktion zu steigern.

Ein effizienterer Düngemitteleinsatz kann jedoch die Lachgasemissionen eindämmen. Die N2O-Emissionen aus der Landwirtschaft in Europa sanken zwischen 1990 und 2010 um 21 Prozent als Reaktion auf die Agrarpolitik, die die Optimierung und Reduzierung des Düngemitteleinsatzes begünstigt, so die Studie. Die als „Nitratrichtlinie“ bekannte Richtlinie wurde entwickelt, um die europäischen Gewässer vor Stickstoffverschmutzung zu schützen, die Algenblüten und „tote Zonen“ in Süß- und Meeresumgebungen verursacht und auftritt, wenn zu viel Stickstoffdünger oder Gülle verwendet wird.

Tian sagt, dass die Politik als Modell für andere Regionen dienen kann.

„Die Menschen denken, dass Lebensmittelproduktion und Lachgasemissionen in Konflikt stehen, aber die europäische Erfahrung gibt Hoffnung, dass wir die Lebensmittelproduktion steigern, aber auch die N2O-Emissionen reduzieren können“, sagte Tian.

David Kanter, Professor für Umweltstudien an der New York University, sagte, die Stickstoffverschmutzung sei in europäischen Gewässern nach wie vor ein großes Problem, und die Regulierungspolitik der Union wäre anderswo nur schwer zu replizieren.

„Das EU-System war teilweise erfolgreich, aber keine vollständige Erfolgsgeschichte“, sagte Kanter, stellvertretender Vorsitzender der International Nitrogen Initiative, einer Initiative, die darauf abzielt, die Vorteile des Stickstoffeinsatzes in der Lebensmittelproduktion zu optimieren und gleichzeitig die negativen Umweltauswirkungen zu minimieren. „Es wird wirklich vom regulatorischen Status anderer Länder abhängen. Die Agrarlobby, eine der mächtigsten politischen Kräfte, insbesondere in Entwicklungsländern, macht es wirklich schwierig, sie zu regulieren.“

Kanter stellte fest, dass Lachgas die größte verbleibende Ursache für den Ozonabbau ist, und warnte davor, dass ein weiterer Anstieg der Emissionen die jahrzehntelangen Bemühungen zur Wiederherstellung des sogenannten „Ozonlochs“ untergraben könnte das Montrealer Protokoll.

„Es gibt einige Erfolgsgeschichten, aber insgesamt ist dies kein rosiges Bild“, sagte Kanter. „Das ist ein Weckruf.“

Anthropogene Emissionen von Lachgas können tatsächlich etwas höher sein als die in der aktuellen Studie berichteten. Elf Adipinsäureanlagen in China, chemische Anlagen, die einen wichtigen Bestandteil von Nylon und Polyurethan bilden, emittieren wahrscheinlich Hunderttausende Tonnen Lachgas pro Jahr trotz bewährter, kostengünstiger Emissionsminderungstechnologie, die 95 Prozent oder mehr der Gesamtemissionen reduzieren könnte, so eine aktuelle InsideClimate News Untersuchung.

Die Untersuchung ergab, dass die Lachgasemissionen von Adipinsäureanlagen in China den Treibhausgasemissionen von etwa 25 Millionen Automobilen entsprechen können, mehr als alle Autos in Kalifornien, Peking und Shanghai zusammen.

Die neue Studie in Nature verwendet Emissionsinventare, die davon ausgehen, dass die meisten Emissionen der Pflanzen verringert werden. Interviews mit Anlagenbetreibern, Regierungsbeamten und externen Experten deuten jedoch darauf hin, dass die Emissionsminderungstechnologie, die zuvor im Rahmen eines internationalen Emissionshandelsprogramms installiert wurde, möglicherweise eingestellt wurde, als die Finanzierung für das Programm versiegte.

Wenn die überwiegende Mehrheit der Emissionen aus den Pflanzen nicht verringert wird, könnten die globalen anthropogenen Emissionen von Lachgas etwa zwei Prozent höher sein als in der Studie angegeben.

Wilfried Winiwarter, Senior Research scholar auf Treibhausgase mit dem International Institute for Applied Systems Analysis, mit Sitz in Laxenburg, Österreich und ein Co-Autor, sagte, einige Unsicherheit bleibt im Zusammenhang mit Emissionen aus den chinesischen Pflanzen und die höhere Zahl „kann nicht ausgeschlossen werden.“

Winiwarter sagte, der Anstieg würde die Ergebnisse der aktuellen Bewertung nicht wesentlich ändern, könnte aber die Möglichkeit bieten, die Emissionsminderungen anzukurbeln.

„Wir sollten dort anfangen, wo es am einfachsten möglich ist, und hier ist es am einfachsten möglich“, sagte Winiwarter zu möglichen Emissionsreduktionen bei Adipinsäureanlagen. „Sie haben ein Dutzend oder weniger Anlagen, die ausgestattet werden müssen. Dies ist einfach zu tun.“

Befürworter der Klimapolitik sagten, die aktuelle Studie biete mehr Klarheit über das Ausmaß der globalen Lachgasemissionen und unterstreiche die Notwendigkeit entschlossener Maßnahmen zur Reduzierung der Emissionen.

„Die Studie bildet die Grundlage für einen globalen Plan zur Reduzierung der N2O-Emissionen auf ein nachhaltiges Niveau“, sagte David Doniger, Senior Strategic Director beim Natural Resources Defense Council.

Doniger und andere sagten, der beste Weg, die Emissionen von Lachgas zu reduzieren, sei das Montrealer Protokoll, ein verbindliches internationales Abkommen, das sich bei der Reduzierung anderer Schadstoffe, die das atmosphärische Ozon abbauen und den Planeten erwärmen, als sehr erfolgreich erwiesen hat.

Die Zugabe von Lachgas würde den Anwendungsbereich des Protokolls, das kürzlich geändert wurde, um Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FKW), chemische Kältemittel, die sowohl ozonschädigende als auch starke Treibhausgase sind, erheblich erweitern.

Die Zugabe von Lachgas würde eine breite internationale Unterstützung erfordern, würde aber, wenn sie genehmigt würde, einen stärkeren Rechtsrahmen für die Emissionsreduzierung bieten als das Pariser Klimaabkommen, das freiwillig ist.

Durwood Zaelke, Präsident des Instituts für Governance & Nachhaltige Entwicklung, sagte, die hohe in der Studie gemeldete Emissionsrate und der „Klimanotstand“, mit dem der Planet konfrontiert ist, seien eine weitere Rechtfertigung für das Montrealer Protokoll, mit der Regulierung von Lachgas zu beginnen.

„Es ist in der Lage, sich schnell zu bewegen und es war effektiv mit fast 100 Chemikalien, die es in der Vergangenheit kontrolliert hat“, sagte Zaelke. „Sie müssen Ihre besten Spieler ins Spiel bringen, und wenn wir versuchen, den Klimawandel zu lösen, ist der beste Spieler das Montrealer Protokoll.“