Der Kohlendioxid-Kreislauf

1. Energieverbrauch und Klima

Dass der Energieverbrauch das Klima beeinflusst, hat man vor wenigen Jahrzehnten noch nicht gewusst. Ohnehin unterliegt das Klima natürlichen Schwankungen. Auch in jüngeren erdgeschichtlichen Zeiträumen wechselten Warm- und Kaltzeiten ab. Die verschiedensten Einflussfaktoren spielen hierbei eine steuernde Rolle. Neben den internen Faktoren wie Atmosphäre, Biosphäre, Kryosphäre, Lithospähre und Hydrosphäre wirken sich auch externe Einflüsse wie etwa die zyklisch schwankende Sonnenstrahlung aus.

Auch innerhalb der internen Faktoren laufen vielfältige wechselseitige Austauschprozesse ab. Man denke nur an die Aufnahme von CO2 durch Pflanzen oder den Ausstoß von Gasen und Stäuben durch Vulkane, die Bindung von Kohlenstoff durch die Weltmeere oder die Aufnahme von Wasser durch die Atmosphäre. Einen zunehmenden Einfluss auf das Klima übt ein bis vor kurzer Zeit noch völlig unbedeutender Faktor aus: der Mensch. Dieser anthropogene Einfluss scheint ein bestimmender, ein ernsthafter Störfaktor im Klimageschehen der Erde zu werden.

2. Kohlendioxid- Gas des Lebens

Als Grundlage alles Leben auf der Erde spielt das geruchs- und farblose Gas Kohlendioxid eine herausragende Rolle. Bestünde die Atmosphäre nur aus den an ihrem Aufbau zu 99 % beteiligten Gasen Stickstoff und Sauerstoff, läge die mittlere Temperatur der Erdoberfläche bei eisigen -18°C. Gemeinsam mit anderen Spurengasen sorgt das Kohlendioxid für einen überlebensnotwendigen natürlichen Treibhauseffekt. Dieser sorgt für eine verminderte Abstrahlung der auf die Erdoberfläche auftreffenden Sonneneinstrahlung und hebt so die Temperatur in der Atmosphäre um 30°C auf durchschnittlich lebensfreundliche 15 °C. Dabei wirkt die Atmosphäre ähnlich der Verglasung eines Gewächshauses und lässt die kurzwellige Sonnenstrahlung im wesentlichen ungehindert auf die Erdoberfläche auftreffen. Diese erwärmt sich und strahlt nun ihrerseits einen Teil der Energie langwellig in Richtung Weltall ab. Diese Strahlung wird jedoch vom Kohlendioxid und weiteren klimawirksamen Spurengasen reflektiert und absorbiert. So bleibt ein Großteil der Wärme in den unteren Atmosphärenschichten und im Bereich der Erdoberfläche gefangen.

Erst Kohlendioxid ermöglicht den Pflanzen, mit Hilfe von Sonnenenergie organische Substanzen aufzubauen, wobei diese Substanzen bei der Verrottung wiederum u.a. zu Kohlendioxid umgewandelt werden und so den Kreislauf schließen. Das vorhandene relative Kohlendioxidgleichgewicht zwischen Atmosphäre und Biosphäre sorgt gleichzeitig für eine Stabilität des Klimas. Störungen dieses CO2-Gleichgewichtes in bereits geringen Ausmaßen können zu globalen Klimaveränderungen führen. Ein durch die industrielle Entwicklung immer stärker zum tragen kommender Störfaktor ist das bei Verbrennungsprozessen in zunehmendem Maße freigesetzte CO2, dass durch die Biomasse nicht wieder gebunden wird. Die Verbrennung fossilen Energieträger Erdöl, Ergas und Kohle setzt weltweit etwa 22 Mrd. t CO2 frei, allein Deutschland ist mit etwa 1 Mrd. Tonnen beteiligt. Msan geht davon aus, das auf dieser Art und Weise der CO2-Gehalt der Atmosphäre in den letzten 100 Jahren um etwa 25 % zugenommen hat.

3. Kohlenstoffspeicher Holz

Holz ist ein Rohstoff, der sich bei seiner Verbrennung als auch beim biologischen Abbau CO2-neutral verhält. Die Bäume nehmen für den Ablauf der Photosynthese Kohlendioxid aus der Atmosphäre auf und wandeln dieses unter Freisetzung von Sauerstoff letztendlich in Holz (Biomasse) um. Die erforderliche Energie ist Sonnenenergie und deshalb auch bei der Produktion des Holzes nicht CO2-relevant. Durch die Photosynthese werden so etwa 1000 kg Kohlenstoff in 4 m3 Holz gespeichert, dies entspricht einem CO2-Äquivalent von immerhin 3,7 Tonnen. Auf die gesamte Holzmasse der Wälder Deutschlands hochgerechnet, ergibt dies die enorme Menge von 1 Mrd. t gebundenem Kohlenstoff. Holz ist damit eine wirksame CO2-Senke. Dabei ist es unerheblich, ob das Holz als Bäume im Wald oder als Holzprodukt im Gebrauch ist. Produkte aus Holz verlängern zum einen die "Lagerung" des Kohlenstoffs im Holz und ersetzen darüber hinaus Produkte aus endlichen Rohstoffen, die fast immer für ihre Herstellung deutlich mehr Energie benötigen, und reduziert somit nochmals die Kohlendioxidemission. Die Verwendung von Holz als Rohstoff und Energielieferant weist deshalb mehrfache und sich ergänzende Vorteile hinsichtlich der CO2-Bilanz auf: 1. Speicherwirkung für CO2, 2. Eignung als Energieträger, 3. Rohstoff für verschiedenste Produkte, 4. geringer Energieeinsatz für die Produktherstellung.

Der Rohstoff Holz scheint oberflächlich betrachtet von anderen Rohstoffen bedrängt und zum Teil auch verdrängt zu sein. Bei genauerer Betrachtet wird man aber feststellen, dass in Deutschland beispielsweise fünfmal mehr Holz als Kunststoff und sogar etwas mehr Holz als Stahl verwendet wird.

Durch die nachhaltige Bewirtschaftung des Waldes durch die deutsche Forstwirtschaft wird mit der Holzernte nur die Holzmenge abgeschöpft, die das Ökosystem Wald aus eigener Kraft reproduzieren kann. Tatsächlich wird in den deutschen Wäldern weniger Holz geerntet, als nachwächst, so dass gegenwärtig die Holzmenge in Deutschland um 20 Mio. m3 pro Jahr anwächst und so gleichzeitig zusätzlich 5 Mio. t Kohlenstoff im Holz bindet. Das schon seit mehreren Jahrhunderten traditionelle Prinzip der Nachhaltigkeit in der deutschen Forstwirtschaft sichert auch unseren Nachkommen den Wald als Ressource nachwachsenden Rohstoffes.

Verrottet oder verbrennt das Holz, wird der gebundene Kohlenstoff über die Oxidation zu CO2 wieder frei. Da der biologische Abbauprozess und die thermische Nutzung vom Grundsatz her identische Prozesse sind, ist eine Verbrennung dem biologischen Abbau vorzuziehen, da so zusätzlich nutzbare Energie frei wird.

(1) BMWi 1993, Statistisches Bundesamt 1993

Literatur:

- Waldfacetten, Begegnungen mit dem Wald, Hrsg. Deutscher Forstverein, DRW-Verlag, 1998,

- Nationales Forstprogramm Deutschland, BML, 2000

- Treibhauseffekt und Wald, Stiftung Wald in Not, Band 5, 1990

- Wald- und Forstwirtschaft in Thüringen, TMLNU, 1999

- Waldbauliche Rahmenrichtlinie für das Land Sachsen-Anhalt, Landesforstverwaltung
  Sachsen-Anhalt, 1993