Gastautor / 24.11.2016 / 10:00 / Foto: Frisia Orientalis / 2 / Seite ausdrucken

Die Dosis macht das Gift: Wieviel Kohlendioxid ist gut?

Von Klaus-Peter Dahm.

Kürzlich ist hier auf der "Achse des Guten" die Kurzfassung meines Buches „Vom Klimawandel zur Energiewende“ in 10 Einzelbeiträgen (siehe unten) erschienen („Mythen und Fakten zu Klima und Energie“). Die Resonanz war überwiegend positiv.

Eine Zuschrift, wonach schon ein Gehalt an Kohlendioxid (CO2) von 800 ppm beim Menschen zu ersten Störungen des Wohlbefindens führen kann, hat meine nahezu unbeschränkt positive Einschätzung eines CO2-Anstiegs in der Atmosphäre (aus Sicht des Pflanzenwachstums und damit auch der Nahrungsmittelproduktion) ins Wanken gebracht. Weitere Zuschriften und eigene Recherchen ergaben, dass der Arbeitsplatz-Grenzwert für CO2 in Deutschland bei 5.000 ppm liegt. Als Kurzzeitgrenzwert (15-minütiger Aufenthalt) gilt allgemein: 15.000 ppm (1,5 Prozent).

Allerdings zeigen fast alle Studien, dass tatsächlich bereits ab 800 bis 1.000 ppm CO2 in der Raumluft bei empfindlichen Personen Konzentrationsstörungen und zum Teil auch Kopfschmerzen auftreten können. Allgemein wird die Qualität der Raumluft wie folgt eingeschätzt: hoch: 400-600 ppm CO2, mittel: 600-1.000 ppm CO2, niedrig: 1.000-1.500 ppm CO2, sehr niedrig: mehr als 1.500 ppm CO2. Diese für die Raumluft geltenden Kennwerte sollten auch beim derzeitigen Anstieg der atmosphärischen CO2-Konzentration beachtet werden.

So ist es zwar richtig, dass für die C3-Pflanzen  - dazu gehören unsere wichtigsten Nutzpflanzen wie etwa Weizen, Roggen, Reis, Kartoffeln oder Sojabohnen - erst eine atmosphärische CO2-Konzentration von 1.000 bis ca. 5.000 ppm optimal ist. Dies gilt aber nicht für den Menschen (und wohl auch nicht für die meisten Säugetiere). Hier muss ein Kompromiss gesucht werden, der sich primär natürlich am Menschen orientieren sollte. Bei 800 bis 1.000 ppm fängt es an, problematisch zu werden.

Strom aus Kohle kann und sollte ersetzt werden

In diesem Konzentrationsbereich sind aber auch schon fast optimale Wachstumsbedingungen für die C3-Pflanzen erreicht. So sollte, wenn möglich, Einfluss genommen werden, dass die atmosphärische CO2-Konzentration nicht über 800 ppm ansteigt. Bei einem heutigen Niveau von rund 400 ppm und einem jährlichen Anstieg von rund 2 ppm (1,5 bis 2 ppm) wäre diese Grenze in etwa 200 Jahren erreicht. Es ist zwar noch immer unklar, welchen Anteil der Mensch am heutigen CO2-Anstieg wirklich hat, aber auch sehr kritische Bilanzierungen (z. B. Harde 2016) gehen von einem Anteil von zumindest 15 Prozent aus. Ich habe bisher, wie die meisten Autoren, angenommen, dass der Mensch der Hauptverursacher für den heutigen CO2-Anstieg in der Atmosphäre ist.

So wären jedenfalls stark CO2-emittierende Verfahren, wie die Kohleverstromung, doch nicht ganz unbedenklich. Sie sollten zumindest in den nächsten 50 bis 100 Jahren durch andere Methoden der Erzeugung elektrischer Energie ersetzt werden, zumal die Kohleverstromung von allen Methoden der Erzeugung elektrischer Energie das höchste Risiko/Todesrate für den Menschen aufweist. Außerdem entfernen zwar moderne Elektroabscheider und Sprühwäscher – wenn sie denn installiert sind (!) – 95 bis 99 Prozent der Feststoffe und Säureanhydride im Rauchgas, aber eben nicht 100 Prozent. Für den Ersatz der Kohlekraftwerke kommen die Kernkraft, die Wasserkraft oder die Solarenergie (in Gebieten mit hoher solarer Bestrahlungsstärke und -dauer) in Betracht, ggf. auch die Stromerzeugung aus Erdgas. Die Windkraft sollte wegen ihrer Umweltprobleme (hohe Flächeninanspruchnahme, massenhafte Tötung geschützter Fledermäuse und Vögel) zumindest in Deutschland nicht weiter ausgebaut werden.

Aus Gründen des sog. Klimaschutzes ergibt sich keine Limitierung der atmosphärischen CO2-Konzentration, denn CO2 hat keinen Einfluss auf das Klima, wie sich zeigen läßt. Die Gründe seien hier zusammenfassend nochmals genannt:

  • Der heutige Klimawandel ist nicht neu und er unterscheidet sich auch nicht signifikant von den unzähligen früheren Klimaveränderungen. Die früheren Ereignisse können keine menschliche Ursache (in Form anthropogener CO2-Emissionen) gehabt haben.
  • CO2 korreliert im Allgemeinen nicht mit der Temperatur. Sofern Korrelationen auftreten, folgt CO2 nach der Temperatur, ist also nicht die Ursache, sondern die Wirkung einer Temperaturveränderung.
  • Auch die heutige Klimaveränderung kann sehr gut mit der Veränderung der Solaraktivität/Bestrahlungsstärke der Sonne in Verbindung mit der Kopplungsfunktion der Hydrosphäre erklärt werden.

Widerspruch erwünscht

Wenn es in der Pflanzenforschung gelingt, die C4-Pflanzen im weitaus stärkeren Maße als heute für die Ernährung der Menschheit nutzbar zu machen bzw. die C4-Photosynthese mit ihrer weit effektiveren CO2-Fixierung auf C3-Pflanzen zu übertragen, wäre es nicht erforderlich, den atmosphärischen CO2-Gehalt weiter zu steigern, denn die C4-Pflanzen gedeihen unter den heutigen relativ niedrigen CO2-Konzentrationen schon fast optimal. (Sie sind erst vor ca. 30 Mio. Jahren unter dem Selektionsdruck der sinkenden atmosphärischen CO2-Gehalte entstanden. Zu den C4-Pflanzen gehören viele Gräser und einige Nutzpflanzen wie Mais, Zuckerrohr und Hirse). Da ein schneller Forschungserfolg aber nicht zu erwarten ist und die C3-Pflanzen mit hoher Sicherheit auch künftig die wichtigste Grundlage der menschlichen Ernährung (und – nicht zu vergessen – der Erzeugung des Sauerstoffs in der Atmosphäre!) bilden werden, ist zumindest eine moderate Erhöhung der atmosphärischen CO2-Konzentration erstrebenswert.  

Sollte ich bei dieser Einschätzung wesentliche Faktoren übersehen haben und daher falsch liegen, bitte ich um Zuschriften.

Der Autor ist pensionierter Naturwissenschaftler (Geochemiker), der sowohl in der Rohstoff-Forschung als auch in der Grundlagenforschung gearbeitet hat. Nach der Wende 1989/90 war er 10 Jahre als kommunaler Spitzenbeamter tätig und hat dadurch gelernt, auch unterschiedliche rechtliche, ökonomische und technische Sachverhalte zu bewerten. Die Serie basierte auf seinem Buch Vom Klimawandel zur Energiewende. Eine umfassende Prüfung der zugrundeliegenden Annahmen.

Hier noch einmal alle Folgen der Serie:

Folge 1

Folge 2

Folge 3

Folge 4

Folge 5

Folge 6

Folge 7

Folge 8

Folge 9

Folge 10

Leserpost (2)
G. Moeller / 25.11.2016

Sehr geehrter Herr Dahm, durch den von Ihnen beschriebenen Anstieg der CO2 Konzentration kommt es zum Anstieg der Sauerstofkonzentration. Auch an diese müssen sich Lebewesen anpassen, wie es im Verlaufe der Erdgeschichte mehrfach geschehen ist. Umstritten sind nur die Zeiträume, in denen das passiert. Möglicherweise reichen die 200 Jahre, die Sie genannt haben aus, um sich an die veränderten Bedingungen anzupassen. Bergsteiger im Hochgebirge passen sich vor der Gipfelbesteigung je nach Höhe mehrere Tage bis Wochen an die niedrige Sauerstoffkonzentration an. Vielleicht ist eine Anpassung an erhöhte CO2 Werte bei gleichzeitig erhöhten Sauerstoffwerten möglich.

Rainer Brandl / 24.11.2016

Sehr geehrter Herr Dahm, mit meinem Schulbuchwissen komme ich zu folgender Einschätzung. Wasserkraft zur Stromgewinnung ist in Deutschland fast ausgereizt. Es fehlen die Berge. Strom aus Sonnenlicht ist im Labor möglich und als Spielerei. Für ein stabiles Netz, in einem Industrieland, ist das unmöglich: Begründung: Die Solarkonstante von 1,4 kW pro Quadratmeter gilt über den Wolken und senkrecht zur Erdoberfläche. Befürworter wie Scheer haben einfach soviel Fläche zusammengerechnet wie sie brauchten. Das Sonnenlicht muß eingefangen werden; die Solarzellen dazu werden energieaufwendig produziert. Es kommt aber noch Technik für Transformation und Synchronisation ins Netz dazu. Ach ja, die Solarzellen wachsen zu und verschmutzen. Dagegen werden Arbeitskräfte und Energie gebraucht. Mir fällt gerade ein, irgendwann geht die Solarzelle kaputt oder verschleißt bis zur Unbrauchbarkeit. Bleiben die dann in der Landschaft stehen oder müssen die entsorgt werden? - (bei Kernkraftwerken ist die Entsorgung angeblich so schlimm, das die Politiker auch deswegen Neubauten verbieten). Entsorgung von Solarzellen bedeutet Entsorgung giftigen Sondermülls. Windkraft ist abgeleitete Sonnenenergie. Die Nachteile der Windräder erläuterten Sie ja selbst. Ich möchte noch ergänzen: wenn eine Windmühle umfällt dann wir das gar nicht bemerkt, es sei denn Spaziergänger melden den Vorfall weiter. Es bleiben Großkraftwerke; ich habe immer im Hinterkopf die Stabilität des Netzes. Die Brennstoffe für Großkraftwerke heißen Gas, Öl, Kohle Uran und Thorium. Die Stoffe werden aber auch noch anderweitig gebraucht. Gas für Prozeßwärme Öl für Kraftstoffe und die chemische Industrie Kohle für die chemische Industrie Uran und Thorium ??? Es bleiben also nur Kernkraftwerke übrig! Dann stimmt auch wieder die CO2 Bilanz. Viel Grüße Rainer Brandl

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