Treibhausgase

Ausführlich erklärt

Der Weltklimarat IPCC hält im Sechsten Sachstandsbericht von 2021 fest, dass der Einfluss des Menschen die Atmosphäre, die Ozeane und die Landflächen unzweifelhaft erwärmt hat. Die globale Oberflächentemperatur lag 2011 bis 2020 um 1,09 °C über dem Mittel von 1850 bis 1900. Langlebige, gut durchmischte Treibhausgase trugen wahrscheinlich 1,0 bis 2,0 °C dazu bei.

Welche Gase es gibt und woher sie stammen

Im Bundes-Klimaschutzgesetz (KSG, § 2) sind als Treibhausgase festgelegt: Kohlendioxid, Methan, Distickstoffoxid (Lachgas), Schwefelhexafluorid (SF₆), Stickstofftrifluorid (NF₃) sowie teilfluorierte und perfluorierte Kohlenwasserstoffe (HFKW und PFKW).

Kohlendioxid entsteht beim Verbrennen von Kohle, Öl, Gas und Biomasse. Nach Angaben des UBA befinden sich heute freigesetzte Mengen selbst nach 1.000 Jahren noch zu etwa 15 bis 40 Prozent in der Luft.

Methan entsteht überall dort, wo organisches Material ohne Sauerstoff abgebaut wird: bei der Verdauung von Nutztieren, in Gülle und auf Deponien, außerdem bei Förderung und Transport von Erdgas, Kohle und Öl. Laut dem Global Methane Budget stammten 2010 bis 2019 rund 65 Prozent der weltweiten Methanemissionen direkt aus menschlichen Quellen: fossile Brennstoffe, Landwirtschaft, Abfall und Verbrennung von Biomasse. In Deutschland kommen nach dem UBA etwa zwei Drittel der Methanemissionen aus der Landwirtschaft, vor allem aus der Rinderhaltung. Der IPCC gibt die Verweildauer mit 11,8 ± 1,8 Jahren an.

Lachgas entsteht vor allem in landwirtschaftlich genutzten Böden, wenn stickstoffhaltige Dünger und Wirtschaftsdünger umgesetzt werden, außerdem in der chemischen Industrie. Das Global Nitrous Oxide Budget beziffert die direkten Emissionen der Landwirtschaft, der größten Gruppe menschlicher Quellen, für 2020 auf 3,9 Millionen Tonnen Stickstoff pro Jahr. Die Konzentration in der Luft stieg seit 1750 um knapp 25 Prozent, die Verweildauer liegt bei 109 ± 10 Jahren.

Fluorierte Gase kommen in der Natur nicht vor, sie werden industriell hergestellt, etwa als Kühl-, Lösch- und Treibmittel. Ihre Verweildauer reicht nach dem IPCC von 5,4 Jahren (HFKW-32) bis zu 50.000 Jahren (PFKW-14, Tetrafluormethan). Auch FCKW, die das Montrealer Protokoll regelt, wirken als Treibhausgase (siehe Ozonschicht).

Wie Gase verglichen werden: CO₂-Äquivalente

Das Treibhauspotenzial (Global Warming Potential, GWP) gibt an, wie viel Energie eine ausgestoßene Tonne eines Gases über einen festgelegten Zeitraum zusätzlich in der Atmosphäre hält, bezogen auf eine Tonne CO₂. Das Ergebnis ist ein CO₂-Äquivalent. Es hängt vom Zeitraum ab: Für Methan aus fossilen Quellen nennt der IPCC 29,8 über 100 Jahre und 82,5 über 20 Jahre, für Methan aus nicht fossilen Quellen 27,0 und 79,7. Lachgas erreicht über 100 Jahre den Wert 273, HFKW-134a den Wert 1.526.

Die deutsche Berichterstattung rechnet seit 2024 mit den Werten des Fünften Sachstandsberichts: 28 für Methan, 265 für Lachgas und 23.500 für Schwefelhexafluorid.

Konzentrationen und Emissionen

Laut IPCC lagen CO₂ 1750 bei 278 ppm (Teile pro Million), Methan bei 729 ppb (Teile pro Milliarde) und Lachgas bei 270 ppb. 2019 waren es 410 ppm, 1.866 ppb und 332 ppb. Für CO₂ war das mehr als in mindestens 2 Millionen Jahren, für Methan und Lachgas mehr als in mindestens 800.000 Jahren.

Nach den vorläufigen Messreihen der US-Behörde NOAA lagen die globalen Jahresmittel 2025 bei 1.936 ppb Methan und 338,9 ppb Lachgas. An der Station Mauna Loa wurden im Jahresmittel 427,35 ppm CO₂ gemessen.

Weltweit betrugen die menschengemachten Netto-Emissionen (Ausstoß abzüglich Aufnahme) 2019 59 ± 6,6 Gigatonnen CO₂e, 54 Prozent mehr als 1990 (IPCC, Arbeitsgruppe III). Davon entfielen 64 Prozent auf CO₂ aus fossilen Brennstoffen und Industrie, 11 Prozent auf CO₂ aus Landnutzung, 18 Prozent auf Methan, 4 Prozent auf Lachgas und 2 Prozent auf F-Gase, die ausgehend von niedrigem Niveau am stärksten wuchsen. Die Energieversorgung verursachte 34 Prozent, die Industrie 24 Prozent, Landwirtschaft und Landnutzung 22 Prozent, der Verkehr 15 Prozent.

In Deutschland lagen die Emissionen 2025 nach der vorläufigen Schätzung des UBA bei rund 648,9 Millionen Tonnen CO₂e. Das sind 0,1 Prozent weniger als 2024 und 48 Prozent weniger als 1990. Der Wald war 2025 mit 19,3 Millionen Tonnen CO₂e wieder eine Kohlenstoffsenke, der Landnutzungssektor insgesamt blieb eine Nettoquelle. Das Gesetz verlangt laut § 3 KSG eine Minderung um mindestens 65 Prozent bis 2030 und 88 Prozent bis 2040 gegenüber 1990 sowie Netto-Treibhausgasneutralität bis 2045. Die bis November 2025 beschlossenen Maßnahmen reichen laut UBA-Projektion nur für 62,6 Prozent bis 2030.

Natürliche und menschengemachte Quellen

Natürliche Quellen erklären den Anstieg nicht. Vulkane stoßen heute nach Gerlach (2011) jährlich etwa so viel CO₂ aus wie einzelne US-Bundesstaaten wie Florida, Michigan oder Ohio, menschliche Aktivitäten deutlich mehr. Der IPCC hält den Anstieg der Konzentrationen seit 1750 für unzweifelhaft menschengemacht. Land und Ozean nahmen rund 56 Prozent der menschengemachten CO₂-Emissionen auf, der übrige Teil verblieb in der Atmosphäre.

Wer wie viel ausstößt

Die Emissionen sind ungleich verteilt. Laut IPCC lagen die Pro-Kopf-Emissionen 2019 in den am wenigsten entwickelten Ländern (Least Developed Countries, Bezeichnung des IPCC) bei 1,7 Tonnen CO₂e, im weltweiten Durchschnitt bei 6,9 Tonnen (jeweils ohne Landnutzung). Diese Länder verursachten weniger als 0,4 Prozent der historischen CO₂-Emissionen aus fossilen Brennstoffen und Industrie von 1850 bis 2019. Auch zwischen Haushalten ist das Gefälle groß: Die 10 Prozent mit den höchsten Pro-Kopf-Emissionen verursachen 34 bis 45 Prozent der konsumbasierten Haushaltsemissionen, die untere Hälfte 13 bis 15 Prozent. Darum geht es in der Debatte um Klimagerechtigkeit.

Was die Politik regelt

Wegen des weltweiten Anstiegs der HFKW-Emissionen beschlossen die Vertragsparteien des Montrealer Protokolls 2016 in der Kigali-Änderung, Herstellung und Verbrauch von HFKW innerhalb von 30 Jahren um mehr als 80 Prozent zu senken. Nach Schätzungen, die die EU-Verordnung 2024/573 nennt, erspart das bis Ende des Jahrhunderts bis zu 0,4 °C Erwärmung. Die EU begrenzt die in Verkehr gebrachte Menge an HFKW auf 42,9 Millionen Tonnen CO₂e für 2025 und 2026, ab 2050 auf null.

Weil Methan nur etwa ein Jahrzehnt in der Luft bleibt, wirkt sich eine Minderung nach Angaben des UBA schnell aus. Bei CO₂ zählt die insgesamt ausgestoßene Menge, daraus leitet sich das CO₂-Budget ab. Die Erwärmung zu begrenzen, erfordert laut IPCC mindestens netto null CO₂-Emissionen und starke Minderungen bei den anderen Gasen. Rückkopplungen wie die Freisetzung von CO₂ und Methan aus auftauendem Permafrost sind in Klimamodellen noch nicht vollständig enthalten. Der Verlust von Permafrost-Kohlenstoff ist auf Zeitskalen von Jahrhunderten unumkehrbar.

Wie ein Ökosystem enorme Mengen dieser Gase speichern oder freisetzen kann: Moore retten: Warum Torfböden mehr CO₂ speichern als alle Wälder zusammen.