Treibhausgase sind Stoffe, die zum Treibhauseffekt beitragen. Die wichtigsten Gase, die zum Klimawandel beitragen, sind Wasserdampf (H2O), Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4), Ozon und Distickstoffoxid (N2O), die auch natürlich in der Natur vorkommen. Darüber hinaus sind viele vom Menschen hergestellte Chemikalien starke Treibhausgase, vor allem Fluorchlorkohlenwasserstoffe (CFS und HCFS), teilhalogenierte Fluorkohlenwasserstoffe (HFC, PFC und SF6) und Bromverbindungen (Halone wie CF3Br). Die Schädlichkeit der Gase wird anhand ihres Lebenszyklus und ihres globalen Erwärmungspotenzials bewertet. Einige Gase tragen direkt zum Treibhauseffekt bei, während andere eine indirekte Wirkung haben.
Der Lebenszyklus von Treibhausgasen in der Atmosphäre und ihr globales Erwärmungspotenzial
Wasserdampf ist ein Treibhausgas und die wichtigste natürliche Ursache des Treibhauseffekts. Er erhöht die Oberflächentemperatur der Erde um 21 Grad Celsius. In seiner natürlichen Konzentration hat Kohlendioxid eine Wirkung von sieben Grad, während die anderen Treibhausgase insgesamt fünf Grad ausmachen.
Das globale Erwärmungspotenzial (GWP) wird für Gasvergleiche verwendet. Es ist ein Maß für die Erwärmungswirkung jedes Gases pro Masseneinheit über einen Zeitraum von 20 oder 100 Jahren, relativ zu Kohlendioxid.
Gas |
Lebenszyklus (J.) |
GWP 20 J. |
GWP 100 J. |
| Kohlendioxid | 50 – 200 | 1 | 1 |
| Methan | 12 | 72 | 25 |
| Stickstoffoxid | 114 | 310 | 298 |
| HFCs | 1,4 -270 | 437 – 12 000 | 124 – 14 800 |
| PFCs | 2 600 – 50 000 | 5 210 – 8 630 | 7 390 – 12 200 |
| SF6 | 3 200 | 16 300 | 22 800 |
| CFCs | 45 – 1700 | 5 310 – 11 000 | 4 750 – 14 400 |
| HCFCs | 1,3 – 17,9 | 273 – 5 490 | 77 – 2 310 |
| Halonen | 16 – 65 | 3 680 – 8 480 | 1 640 – 7 140 |
Quelle: IPCC 2007
Indirekte Treibhausgase
Treibhausgase halten einen Teil der Sonnenwärme in der Atmosphäre und tragen auf diese Weise zum Treibhauseffekt bei. Einige Gase haben eine indirekte Wirkung:
- Stickstoffoxide (NOx), flüchtige organische Verbindungen (VOCs) und Kohlenmonoxid (CO) reagieren in der Atmosphäre und bilden troposphärisches Ozon
- Kohlenmonoxid (CO) reagiert in der Atmosphäre, bildet Kohlendioxid
- flüchtige organische Verbindungen (VOC) bilden Methan und Wasserdampf
- Schwefeldioxid (SO2) reagiert in der Atmosphäre und bildet kühlende Sulfataerosole
- Stickstoffoxide und Schwefeldioxid bilden Aerosole, die die Wolkenbildung erhöhen. Dadurch wird das Klima möglicherweise stärker abgekühlt als erwärmt.
Klimaerwärmende Gase sind Kohlenmonoxid, Stickoxide (NOx) und flüchtige organische Verbindungen (VOCs). Schwefeloxid (SO2) hingegen kühlt das Klima ab.
Das Erderwärmungspotenzial (GWP) indirekter Treibhausgase im Vergleich zu Kohlendioxid
Gas |
Lebenszyklus (J.) |
GWP 100 J. |
| Kohlenmonoxid (CO) | 0,08 – 0,25 | 40 603 |
| Stickstoffoxide (NOx) | 0,01 – 0,03 | 40 |
| NMVOC* | ? | 11 |
| Schwefeldioxid | ? | – |
*Flüchtige organische Nicht-Methan-Verbindungen.
Quelle: IPCC 2001, Umweltministerium 1997
VOC-Verbindungen
Methan und andere gasförmige organische Verbindungen werden als flüchtige organische Verbindungen oder VOCs bezeichnet. Bei der Bewertung von Treibhausgasen wird Methan gesondert behandelt, da es die wichtigste flüchtige organische Verbindung ist, während sich VOCs auf die anderen Verbindungen beziehen. Häufig wird auch die Abkürzung NMVOC (Non-Methane Volatile Organic Compounds) verwendet.
VOCs haben eine direkte Wirkung, indem sie die Wärmestrahlung aus dem Boden absorbieren, aber ihr indirekter Beitrag ist bedeutender. Sie reagieren mit Hydroxylradikalen (OH-) in der Luft und bilden Ozon in der Troposphäre, das ein Treibhausgas ist. Wenn sie die Stratosphäre erreichen, reagieren sie mit OH- und bilden Wasserdampf, der ebenfalls ein Treibhausgas ist. VOC werden auch in Methan umgewandelt.