Treibhausgase erwärmen die Erde, indem sie Energie absorbieren und die Geschwindigkeit verlangsamen, mit der die Energie in den Weltraum entweicht; Sie wirken wie eine Decke, die die Erde isoliert. Verschiedene Treibhausgase können unterschiedliche Auswirkungen auf die Erderwärmung haben. Zwei Schlüsselarten, in denen sich diese Gase voneinander unterscheiden, sind ihre Fähigkeit, Energie zu absorbieren (ihre „Strahlungseffizienz“) und wie lange sie in der Atmosphäre bleiben (auch als „Lebensdauer“ bezeichnet).Das Global Warming Potential (GWP) wurde entwickelt, um Vergleiche der Auswirkungen verschiedener Gase auf die globale Erwärmung zu ermöglichen. Insbesondere ist es ein Maß dafür, wie viel Energie die Emissionen von 1 Tonne eines Gases über einen bestimmten Zeitraum im Verhältnis zu den Emissionen von 1 Tonne Kohlendioxid (CO2) absorbieren. Je größer das GWP ist, desto mehr erwärmt ein bestimmtes Gas die Erde im Vergleich zu CO2 in diesem Zeitraum. Der für GWPs üblicherweise verwendete Zeitraum beträgt 100 Jahre. GWPs bieten eine gemeinsame Maßeinheit, die es Analysten ermöglicht, Emissionsschätzungen verschiedener Gase (z., um ein nationales Treibhausgasinventar zu erstellen) und ermöglicht es politischen Entscheidungsträgern, die Möglichkeiten zur Emissionsminderung zwischen Sektoren und Gasen zu vergleichen.
- CO2 hat per Definition ein GWP von 1, unabhängig vom verwendeten Zeitraum, da es das Gas ist, das als Referenz verwendet wird. CO2 verbleibt sehr lange im Klimasystem: CO2-Emissionen verursachen einen Anstieg der atmosphärischen CO2-Konzentrationen, der Tausende von Jahren anhalten wird.
- Methan (CH4) hat schätzungsweise ein GWP von 28-36 über 100 Jahre (Erfahren Sie, warum das US-Inventar der Treibhausgasemissionen und -senken der EPA einen anderen Wert verwendet.). CH4 emittiert heute dauert etwa ein Jahrzehnt im Durchschnitt, das ist viel weniger Zeit als CO2. Aber CH4 absorbiert auch viel mehr Energie als CO2. Der Nettoeffekt der kürzeren Lebensdauer und der höheren Energieaufnahme spiegelt sich im GWP wider. Das CH4 GWP erklärt auch einige indirekte Effekte, wie die Tatsache, dass CH4 ein Vorläufer von Ozon ist und Ozon selbst ein Treibhausgas ist.
- Lachgas (N2O) hat ein GWP von 265-298 mal so viel wie CO2 für einen Zeitraum von 100 Jahren. N2O, das heute emittiert wird, verbleibt im Durchschnitt mehr als 100 Jahre in der Atmosphäre.
- Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), Fluorchlorkohlenwasserstoffe (HFKW), teilhalogenierte Fluorchlorkohlenwasserstoffe (HFKW), Perfluorkohlenwasserstoffe (PFC) und Schwefelhexafluorid (SF6) werden manchmal als Gase mit hohem Treibhauspotenzial bezeichnet, da sie bei einer bestimmten Massenmenge wesentlich mehr Wärme speichern als CO2. (Die GWPs für diese Gase können in den Tausenden oder Zehntausenden sein.)
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Häufig gestellte Fragen
Warum ändern sich GWPs im Laufe der Zeit?
EPA und andere Organisationen werden die GWP-Werte, die sie gelegentlich verwenden, aktualisieren. Diese Änderung kann auf aktualisierte wissenschaftliche Schätzungen der Energieabsorption oder Lebensdauer der Gase oder auf sich ändernde atmosphärische Konzentrationen von Treibhausgasen zurückzuführen sein, die zu einer Änderung der Energieabsorption von 1 zusätzlichen Tonne eines Gases im Vergleich zu einem anderen führen.
Warum werden GWPs als Bereiche dargestellt?
Im jüngsten Bericht des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) wurden mehrere Methoden zur Berechnung des GWPs vorgestellt, die darauf basieren, wie der Einfluss der zukünftigen Erwärmung auf den Kohlenstoffkreislauf berücksichtigt werden kann. Für diese Webseite präsentieren wir den Bereich der niedrigsten bis höchsten Werte, die vom IPCC aufgeführt werden.
Welche GWP-Schätzungen verwendet die EPA für die Bilanzierung von Treibhausgasemissionen, z. B. das Inventar der Treibhausgasemissionen und -senken in den USA (Inventar) und das Treibhausgasberichtsprogramm?
Die EPA betrachtet die in der jüngsten wissenschaftlichen Bewertung des IPCC vorgelegten GWP-Schätzungen als den Stand der Wissenschaft. In der Wissenschaftskommunikation wird sich das EPA auf die neuesten GWPs beziehen. Die oben aufgeführten GWPs stammen aus dem fünften Sachstandsbericht des IPCC, der 2014 veröffentlicht wurde.
Das Inventar der US-amerikanischen Treibhausgasemissionen und -senken (Inventar) der EPA entspricht den internationalen Standards für die Berichterstattung über Treibhausgase im Rahmen des Rahmenübereinkommens der Vereinten Nationen über Klimaänderungen (UNFCCC). Die UNFCCC-Richtlinien verlangen nun die Verwendung der GWP-Werte für den vierten Sachstandsbericht (AR4) des IPCC, der 2007 veröffentlicht wurde. Das Inventar enthält auch Emissionen nach Masse, so dass CO2-Äquivalente unter Verwendung beliebiger GWPs berechnet werden können, und Emissionssummen unter Verwendung neuerer IPCC-Werte werden in den Anhängen des Inventarberichts zu Informationszwecken dargestellt.
Daten, die vom Treibhausgasberichtsprogramm der EPA gesammelt wurden, werden in der Bestandsaufnahme verwendet, so dass das Berichtsprogramm im Allgemeinen GWP-Werte aus dem AR4 verwendet. Das Berichtsprogramm sammelt Daten über einige Industriegase, deren GWPs nicht im AR4 aufgeführt sind; für diese Gase verwendet das Berichtsprogramm GWP-Werte aus anderen Quellen, wie dem Fünften Bewertungsbericht.Die freiwilligen CH4-Reduktionsprogramme der EPA verwenden auch CH4 GWPs aus dem AR4-Bericht zur Berechnung der CH4-Emissionsreduktionen durch Energierückgewinnungsprojekte, um die Übereinstimmung mit den im Inventar dargestellten nationalen Emissionen zu gewährleisten.
Gibt es Alternativen zum 100-jährigen GWP für den Vergleich von Treibhausgasen?
Die Vereinigten Staaten verwenden in erster Linie das 100-jährige GWP als Maß für die relativen Auswirkungen verschiedener Treibhausgase. Die wissenschaftliche Gemeinschaft hat jedoch eine Reihe anderer Metriken entwickelt, die zum Vergleich eines Treibhausgases mit einem anderen verwendet werden könnten. Diese Metriken können sich je nach Zeitrahmen, dem gemessenen Klimaendpunkt oder der Berechnungsmethode unterscheiden.Zum Beispiel wird das 20-jährige GWP manchmal als Alternative zum 100-jährigen GWP verwendet. So wie das 100-jährige GWP auf der Energie basiert, die ein Gas über 100 Jahre absorbiert, basiert das 20-jährige GWP auf der Energie, die über 20 Jahre absorbiert wird. Dieses 20-jährige GWP priorisiert Gase mit kürzeren Lebensdauern, da es keine Auswirkungen berücksichtigt, die mehr als 20 Jahre nach Auftreten der Emissionen auftreten. Da alle GWPs relativ zu CO2 berechnet werden, sind GWPs, die auf einem kürzeren Zeitrahmen basieren, für Gase mit kürzeren Lebensdauern als CO2 größer und für Gase mit längeren Lebensdauern als CO2 kleiner. Zum Beispiel ist für CH4, das eine kurze Lebensdauer hat, das 100-jährige GWP von 28-36 viel geringer als das 20-jährige GWP von 84-87. Für CF4 ist mit einer Lebensdauer von 50.000 Jahren das 100-jährige GWP von 6630-7350 größer als das 20-jährige GWP von 4880-4950.Eine weitere alternative Metrik ist das globale Temperaturpotential (GTP). Während das GWP ein Maß für die Wärme ist, die über einen bestimmten Zeitraum aufgrund von Emissionen eines Gases absorbiert wird, ist das GTP ein Maß für die Temperaturänderung am Ende dieses Zeitraums (wiederum relativ zu CO2).Die Berechnung des GTP ist komplizierter als die des GWP, da modelliert werden muss, wie stark das Klimasystem auf erhöhte Treibhausgaskonzentrationen reagiert (die Klimasensitivität) und wie schnell das System reagiert (teilweise basierend darauf, wie der Ozean Wärme absorbiert).
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