Wenn es um die Erwärmung des Planeten geht, sind nicht alle Treibhausgase gleich. Sie unterscheiden sich stark in ihrem Treibhauspotenzial (GWP). Das GWP ist ein Maß dafür, wie viel Infrarotwärmestrahlung ein Treibhausgas in einem bestimmten Zeitraum absorbieren würde, sobald es in die Atmosphäre gelangt.
So ist beispielsweise das GWP von Methan über einen Zeitraum von 100 Jahren etwa 28-mal so hoch wie das von Kohlendioxid (CO2), und das GWP einer Klasse von Treibhausgasen, die als Perfluorkohlenwasserstoffe (PFCs) bekannt sind, ist tausendmal so hoch wie das von CO2. Auch die Lebensdauer verschiedener Treibhausgase in der Atmosphäre ist sehr unterschiedlich. Methan bleibt etwa 10 Jahre in der Atmosphäre, CO2 über 100 Jahre und PFCs bis zu Zehntausenden von Jahren.
Angesichts des hohen Treibhauseffekts und der langen Lebensdauer von PFCs könnten ihre Emissionen ein großes Hindernis für die Erreichung des ehrgeizigen Ziels des Pariser Klimaabkommens darstellen – die Begrenzung des Anstiegs der durchschnittlichen globalen Oberflächentemperatur auf 1,5 Grad Celsius über dem vorindustriellen Niveau.
Nun zeigen zwei neue Studien, die auf atmosphärischen Beobachtungen in China und hochauflösenden Atmosphärenmodellen basieren, dass die chinesischen Emissionen von drei PFCs im letzten Jahrzehnt (2011 bis 2020 oder 2021) rapide gestiegen sind: Tetrafluormethan (PFC-14), Hexafluorethan (PFC-116) und Perfluorcyclobutan (PFC-318).
Beide Studien kommen zu dem Ergebnis, dass die Emissionen Chinas bei der Steigerung der weltweiten Emissionswerte aller drei PFCs eine entscheidende Rolle gespielt haben.
Der Verfahren der Nationalen Akademie der WissenschaftenStudie identifiziert erhebliche Emissionsquellen für PFC-14 und PFC-116 in den dünner besiedelten westlichen Regionen Chinas von 2011 bis 2021, wahrscheinlich aufgrund der großen Präsenz der Aluminiumindustrie in diesen Regionen.
Auch die Halbleiterindustrie trägt zu einem Teil der Emissionen bei, die in den wirtschaftlich stärker entwickelten östlichen Regionen festgestellt wurden. Diese Emissionen sind Nebenprodukte der Aluminiumverhüttung oder entstehen beim Einsatz der beiden PFCs bei der Herstellung von Halbleitern und Flachbildschirmen. Während des Beobachtungszeitraums stiegen die Emissionen beider Gase in China um 78 % und machten damit den größten Teil des Anstiegs der weltweiten Emissionen dieser Gase aus.
Der Umweltwissenschaft und -technologieStudie stellt fest, dass es zwischen 2011 und 2020 zu einem Anstieg der chinesischen PFC-318-Emissionen um 70 % kam (was für mehr als die Hälfte des weltweiten Emissionsanstiegs dieses Gases verantwortlich ist) – der hauptsächlich in Ostchina seinen Ursprung hatte.
Die Regionen mit hohen PFC-318-Emissionen in China überschneiden sich mit geografischen Gebieten, in denen sich dicht besiedelte Fabriken befinden, die Polytetrafluorethylen (PTFE, das häufig für Antihaftbeschichtungen von Kochgeschirr verwendet wird) herstellen. Das bedeutet, dass PTFE-Fabriken die Hauptquellen für PFC-318-Emissionen in China sind. In diesen Fabriken entsteht PFC-318 als Nebenprodukt.
„Anhand von atmosphärischen Beobachtungen an mehreren Überwachungsstandorten haben wir nicht nur das Ausmaß der PFC-Emissionen ermittelt, sondern auch die möglichen Standorte ihrer Quellen lokalisiert“, sagt Minde An, Postdoc am MIT Center for Global Change Science (CGCS) und korrespondierende Autorin beider Studien.
„Die Identifizierung der tatsächlichen Quellindustrien, die zu diesen PFC-Emissionen beitragen, und das Verständnis der Gründe für diese größtenteils als Nebenprodukt erzeugten Emissionen können Hinweise für die Entwicklung regionen- oder industriespezifischer Minderungsstrategien liefern.“
„Diese drei PFCs entstehen größtenteils als unerwünschte Nebenprodukte bei der Herstellung ansonsten weit verbreiteter Industrieprodukte“, sagt Ronald Prinn, Professor für Atmosphärenwissenschaften am MIT, Direktor des MIT Joint Program on the Science and Policy of Global Change und des CGCS sowie Mitautor beider Studien. „Die Emissionen von PFCs so früh wie möglich auslaufen zu lassen, ist für das Erreichen globaler Klimaschutzziele äußerst vorteilhaft und wahrscheinlich durch Recyclingprogramme und gezielte technologische Verbesserungen in diesen Industrien erreichbar.“
Die Erkenntnisse beider Studien wurden zum Teil aus atmosphärischen Beobachtungen gewonnen, die an neun Stationen eines chinesischen Netzwerks gesammelt wurden, darunter eine Station des Advanced Global Atmospheric Gases Experiment (AGAGE)-Netzwerks. Zum Vergleich wurden die globalen Gesamtemissionen an fünf weltweit verteilten, relativ unbelasteten „Hintergrund“-AGAGE-Stationen ermittelt, wie im jüngsten Ozonbewertungsbericht des Umweltprogramms der Vereinten Nationen und der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) berichtet wird.
Mehr Informationen:
Minde An et al., Erheblicher Anstieg der Emissionen der Perfluorkohlenwasserstoffe CF4 (PFC-14) und C2F6 (PFC-116) in China, Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften (2024). DOI: 10.1073/pnas.2400168121
Yinuo Wang et al., Steigende Perfluorcyclobutan-Emissionen (PFC-318, c-C4F8) in China von 2011 bis 2020, abgeleitet aus atmosphärischen Beobachtungen, Umweltwissenschaft und -technologie (2024). DOI: 10.1021/acs.est.3c10325
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