Ozonkiller: Neue Rekordwerte an ozonschädlichen Stoffen in der Atmosphäre

Seit dem Montreal-Protokoll von 1987 ist es verboten, ozonschädigende Fluorchlor-Kohlenwasserstoffen (FCKW) zu produzieren oder freizusetzen. 2020 folgte das Verbot der Freisetzung von Tetrachlormethan. Aber trotz diesen Verbotes ist die Konzentration von FCKW in der Atmosphäre seit 2010 teilweise rapide angestiegen. Zwar ist der zerstörerische Effekt auf die Ozonschicht ist noch gering, allerdings wirken diese FCKW auch auf das Klima: Der Treibhauseffekt des FCKW in der Atmosphäre entspricht dem der gesamten CO2-Emissionen der Schweiz.

Foto: Earth, Kevin Gill, Flickr, CC BY-SA 2.0

Rekordwerte für Ozonkiller

Die chlorhaltigen Chemikalien, um die es hier geht, setzen eine Kettenreaktion in der Stratosphäre in Gang, welche die Ozonschicht zerstört, der unseren Planeten vor zu viel UV-Strahlung schützt. Und trotz des Verbotes werden sie ganz offenbar in den letzten Jahren wieder vermehrt freigesetzt. Unter den freigesetzten Stoffen sind unter anderem Trichlorfluormethan und neuere Fluorchlor-Kohlenwasserstoffe.

Neue Analysen zeigen jetzt, dass die Emissionen an ozonschädigenden Verbindungen im Jahr 2020 einen neuen Rekordwach erreicht haben. Diese Analysen wurden von einem Team rund um Luke Western von der US National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) durchgeführt. Die Forscher:innen führten dafür die Daten mehrerer internationaler Messnetze zur Überwachung des atmosphärischen FCKW-Gehalts zusammen und werteten diese aus. Sie konzentrierten sich dabei auf fünf bekannte „Ozonkiller“: CFC-13 (Chlortrifluormethan), CFC-112a (Tetrachlordifluorethan), CFC-113a (Trichlortrifluorethan), CFC-114a (Dichlortetrafluorethan) und CFC-115 (Chlorpentafluorethan).

„ Diese fünf FCKW haben wenige bis keine bekannten Anwendungen mehr und eine atmosphärische Lebensdauer von 52 bis 640 Jahren„, so die Forscher:innen. CFC-13 sowie CFC-112a wurden früher als Kühlmittel verwendet, sind inzwischen allerdings verboten. Die anderen Stoffe sind Zwischenprodukte, die bei der Herstellung anderer Chemikalien entstehen. Sie dürfen allerdings ebenso nicht als Kühlmittel, Treibgas oder in anderen Anwendungen verwendet werden, bei denen sie verteilt werden.

Wo kommen die FCKW her?

Bei den Auswertungen der Daten zeigte sich, dass die Emissionen aller fünf FCKW zusammen zwischen 2010 und 2020 um mehr als das Zweieinhalbfache zugenommen haben. „2020 haben alle fünf Gase die höchsten Werte seit Beginn der direkten Messungen erreicht. Der atmosphärische Gehalt an CFC-113a und CFC-112a hat 2020 schneller zugenommen als zu jedem früheren Zeitpunkt der atmosphärischen Messungen„, so die Forscher:innen.

Auffallend ist dabei vor allem der Anstieg von Trichlortrifluorethan, also CFC-113a. Dieser Stoff macht mit Abstand den höchsten Anteil an den Emissionen der fünf „Ozonkiller“. Mehr als die Hälfte der Emissionen sind auf dieses Gas zurückzuführen.

Woher diese hohen Emissionen kommen, ist unklar. Die Forscher:innen gehen allerdings davon aus, dass die Emissionen von CFC-113a, CFC-114a und CFC-115 als Nebenprodukt bei der Herstellung von Pentafluorethan (HFC-125) freigesetzt werden. HFC-125 wird als Kühlmittel und in Klimaanlagen eingesetzt. CFC-113a entsteht außerdem bei der Produktion von Tetrafluorethan (HFC-134a), das unter anderem in mobilen Klimaanlagen wie etwa denen in Autos verwendet wird.

„Diese unerwünschten Nebenprodukte könnten zumindest einen Teil der beobachteten Emissionen erklären„, erklären die Forscher:innen. Wo die anderen beiden DCKW herkommen, ist indes völlig unbekannt. CFC-113 könnte etwa freiwerden, wenn das Freon aus alten Kühlgeräten zerstört wird. Für die Emissionen von CFC-112a gibt es keine bekannte Quelle. Anhand der Daten lasse sich auch nicht feststellen, wo genau die Emissionsquellen der fünf betreffenden FCKW liegen, so die Wissenschaftler:innen. Unklar sei auch, ob die Ozonkiller unabsichtlich freigesetzt werden oder ob es sich um Emissionen handelt, die bewusst in Kauf genommen werden.

Was machen die neuen FCKW in der Atmosphäre?

Die interessante Frage ist nun, wie sich diese FCKW-Emissionen auf die Atmosphäre auswirken. Die Forscher:innen fanden heraus, dass der ozonzerstörende Effekt dieser Emissionen bisher gering ist. Alle zusammen verursachen etwa einen Ozonverlust von 0,002 Prozent der globalen Ozonschicht und tragen zu circa 0,01 Prozent zum Ozonloch über dem Südpol bei. „ Aber wenn der aktuelle Trend anhält oder sich sogar beschleunigt wie bei CFC-113a, dann könnte dies einen Teil der durch das Montreal-Protokoll erreichten Fortschritte wieder zunichtemachen„, warnt das Team.

Außerdem hat FCKW auch noch eine Treibhauswirkung und tragen damit zum Klimawandel bei: „In Bezug auf ihre Klimawirkung entsprechen die Emissionen der fünf FCKW im Jahr 2020 rund 47 Millionen Tonnen CO2„, schreiben die Forscher:innen. Dies entspreche etwa den Jahres-Emissionen eines kleinen Industrielandes wie der Schweiz – oder etwa einem Prozent der Treibhausgas-Emissionen der USA.

„Angesichts der anhaltenden Zunahme dieser Chemikalien in der Atmosphäre ist es vielleicht an der Zeit, über eine weitere Verschärfung des Montreal-Protokolls nachzudenken„, so Koautor Johannes Laube vom Forschungszentrum Jülich. Unter Umstäden sei es angezeigt, über die Rolle von FCKW als Zwischenprodukt in chemischen Produktionsprozessen nachzudenken. Dies ist nämlich auch nach dem Montreal-Protokoll noch erlaubt, solange die Gase nicht in die Atmosphäre gelangen.

„Die Kernbotschaft ist, dass die Produktionsprozesse einiger Ersatzchemikalien für die verbotenen FCKW offenbar wenig ozonfreundlich sind, selbst wenn die resultierenden Ersatzchemikalien dies sind„, so Western.

via University of Bristol