CO2-Bilanz Photovoltaik

Was ist eigentlich CO2?

Kohlenstoffdioxid – CO2 ist die chemische Bezeichnung des Gases Kohlenstoffdioxid (umgangssprachlich, aber nicht ganz korrekt: Kohlen­dioxid). Das “C” steht für “Carbon”, Kohle, und “O” für “Oxid”, Sauerstoff. Im Kohlenstoffdioxid-Molekül bindet jedes Kohlenstoffatom 2 Sauer­stoffatome.

Kohlenstoffdioxid ist als Kohlensäure in den Ozeanen gelöst, zu 60.000.000 Gigatonnen in der Erdkruste eingelagert (Carbonatgestein), und zu 3.000 Gigatonnen ist natürlicher Bestandteil der Atmosphäre – mit zur Zeit an die 400 ppm (1/2500) in der Luft. Es wird von Pflanzen durch Photosynthese aufgesplittet (die den Sauerstoff ausatmen und dadurch das tierische Leben der Welt mit Atemgas versorgen) und teilweise in den Pflanzenkörper eingelagert.
Wieder freigesetzt wird das Gas – zum kleineren Teil – durch Nachtatmung der Pflanzen; vor allem aber, indem kohlenstoffhaltige Substanzen, also Pflanzen oder ihre Abfallstoffe (Holz, Kohle, fossiles Öl und dessen Derivate Benzin, Diesel, Heizöl) verbrannt werden – zur Energie-Erzeugung, in der Industrie und im Verkehr.

Kohlenstoffdioxid ist nicht giftig, kann aber – schwerer als Luft – bei höherem Vorkommen die Atemluft aus Senken, Kellern usw. verdrängen. In Alltag und Industrie existieren verschiedene Anwendungsmöglichkeiten für Kohlenstoffdioxid – z.B. in Sprudel und Schaumwein, in Feuerlöschgeräten, in Trockeneis, als Lösungsmittel in der Erdölförderung u.v.a.m.

Was ist an Kohlenstoffdioxid so problematisch?

Jährlich werden auf natürliche Art und Weise ca. 550 Gigatonnen Kohlendioxid freigesetzt. Pflanzenwuchs und kalkbildende Organismen binden beinahe die gleiche Menge, so dass im sogenannten natürlichen Kohlenstoff-Zyklus ein Gleichgewicht zwischen Freisetzung und Bindung besteht.
Durch den Menschen werden jedoch zusätzlich rund 36 Gigatonnen Kohlenstoffdioxid jährlich freigesetzt, 1,2% des natürlichen CO2-Gehalts der Atmosphäre. Dies in erster Linie durch Verbrennung in Energieproduktion, Industrie und Transport/Verkehr. Natürliche Kohlenstoffsenken (z.B. neue Wälder) können diese Menge nicht aufnehmen. Zur Hälfte verbleibt das Gas in der Atmosphäre, zur Hälfte wird es von den Ozeanen aufgenommen und verursacht hier eine partielle Übersäuerung.

Das in der Atmosphäre verbleibende Kohlenstoffdioxid ist transparent, farb- und geruchlos. Sichtbares Licht kann es passieren, Infrarotstrahlung jedoch – der “Wärmeanteil” der Solarstrahlung – wird absorbiert. Damit hält das CO2 einen Teil der Solarwärme, die vom Boden zurückgestrahlt ins All entweichen würde, in der Atmosphäre zurück.
Diese Eigenschaft macht Kohlenstoffdioxid zum Treibhausgas. Ohne Treibhausgase (CO2 ist nach Wasserdampf das zweitwichtigste, hinzu kommen Methan und Ozon) würden auf der Erde durchschnittlich -18°C herrschen. Die Treibhausgase heben die Temperatur auf durchschnittlich 15°C an und ermöglichen so Leben in der Form, in der wir es kennen. Allerdings zieht eine weitere Erhöhung der Temperatur in der Atmosphäre die bekannten klimaschädlichen Folgen nach sich – schmelzendes Polareis und zurückgehende Gletscher, die zu einem langsamen Anstieg der Weltmeere und einer Abkühlung der Ozeane führen, Unterbrechung des Golfstroms, Zunahme extremer Wetterereignisse wie Stürme, Fluten, Trockenheiten mit entsprechenden Ernteausfällen.
Zwar ist der Prozess der Erwärmung in der zweiten Hälfte des ersten Jahrzehnts im 21. Jahrhundert langsamer vonstatten gegangen als erwartet. Die Wissenschaft hat noch nicht völlig verstanden, wo die gesammelte Wärme gespeichert wird – angenommen wird, in den Ozeanen. Unstrittig sind aber die Unumkehrbarkeit des Prozesses sowie die drastischen Folgen, die er im Lauf der nächsten Jahrzehnte nach sich ziehen wird.

Seit Beginn der Industrialisierung wurde der Anteil des Kohlendioxids in der Atmosphäre durch menschliche Aktivität von 280 ppm auf 390 ppm erhöht. Weitere Freisetzungen beschwören Gefahren für die Weltgesellschaft herauf, die bisher kaum zu übersehen sind.

Wie hoch ist die Photovoltaik-CO2-Ersparnis deutschlandweit?

Der private Stromverbrauch in Deutschland beträgt mit 130 Milliarden kWh rund 30% des gesamten Stromverbrauchs. Bei einem Verbrauch von rund 1.500 kWh/Jahr pro Person (in einem 5- bis 6-Personen-Haushalt) bis 2.800 kWh/Jahr (in einem Single-Haushalt) können Sie beim Umstieg auf Photovoltaik – selbst, wenn der höhere Wert aus der Tabelle oben angenommen wird – zwischen 826 Kilogramm und 1,542 Tonnen CO2 pro Person und Jahreinsparen.
Die Photovoltaik trägt damit durch ihren geringeren Ausstoß an CO2 zur “Verkleinerung” Ihres CO2-Footprints bei.

CO2 Ersparnis Solar im Vergleich zu Kohlekraftwerken