Treibhausgase und der Treibhauseffekt

Giftig Treibhausgase oder THG sind jene unerwünschten Gase, die in unserer Atmosphäre vorhanden sind und als solche zum globalen Klimawandel beitragen, entweder direkt oder indirekt, indem sie die Erde einschließen Hitze und macht unseren Planeten wärmer. Obwohl einige dieser Treibhausgase natürlich in der Atmosphäre vorkommen, hat das Ergebnis menschlicher und industrieller Aktivitäten auf der Erde ihre Menge erhöht, wodurch das atmosphärische Gleichgewicht verändert und beeinflusst wird.

Wir alle wissen, dass die Erdatmosphäre etwas wärmer ist, als wir normalerweise erwarten würden, was hauptsächlich auf die Auswirkungen der direkten Sonneneinstrahlung des Treibhauseffekts zurückzuführen ist. Normalerweise wird die Erde sowohl durch sichtbares als auch durch Infrarotlicht erwärmt, das direkt von der Sonne kommt. Die erhitzte Oberfläche emittiert dann das Infrarotlicht zurück. Die geringen Mengen an Treibhausgasen in der Atmosphäre absorbieren die Infrarotstrahlung und emittieren sie in alle Richtungen zurück zur Erde, wodurch sie effektiv in der Atmosphäre eingeschlossen wird.

Infolgedessen erfährt die Erde auf natürliche Weise einen milden Treibhauseffekt, der die Temperatur an der Erdoberfläche genau richtig hält, dh nicht zu kalt und nicht zu heiß. Dies ermöglicht es den Menschen, glücklich auf dem Planeten zu leben, und, was ebenso wichtig ist, dass der größte Teil des Wassers an der Oberfläche in flüssiger Form bleibt.

Die beiden Hauptgase in der Erdatmosphäre sind Stickstoff ( N2) und Sauerstoff (O2), die wir atmen, aber selbst keine Infrarotstrahlung absorbieren oder eine wesentliche Rolle bei der Festlegung der Temperatur des Planeten spielen, werden daher nicht als Treibhausgase eingestuft.

Aber neben Stickstoff und Sauerstoff gibt es kleine Mengen an Kohlendioxid (CO2) und Wassermolekülen in der Atmosphäre, die die globale Erwärmung beeinflussen, aber normalerweise werden diese durch den Jahreszyklus und die Temperatur der Erde reguliert. Aufgrund der Aktivitäten des Menschen in den letzten Jahrhunderten hat die atmosphärische Kohlendioxidkonzentration jedoch zugenommen und die globale Temperatur erhöht.

Die Verbrennung fossiler Brennstoffe zur Stromerzeugung, die hauptsächlich von Haushalten und der Industrie verbraucht wird, hat zu einem erheblichen Anstieg des Kohleverbrauchs geführt, wodurch sich unser CO2-Fußabdruck und unsere Gesamtemissionen von Treibhausgasen erhöhen. Um also die Menge an Treibhausgasen zu reduzieren, die täglich in unsere Atmosphäre gepumpt wird, müssen wir die Verbrennung fossiler Brennstoffe reduzieren, indem wir die Art und Weise verbessern, wie wir fossile Brennstoffe sowohl verwenden als auch verbrennen.

Warum also sind fossile Brennstoffe nicht erneuerbar? Das liegt daran, dass diese auf Kohlenstoff basierenden Ressourcen Millionen von Jahren gebraucht haben, um sich im Untergrund zu entwickeln, sodass wir sie nicht mehr herstellen können, sobald sie weg sind. Aus diesem Grund werden diese Arten von Brennstoffquellen als nicht erneuerbar bezeichnet. Aber eine Steigerung der Effizienz fossiler Brennstoffe wird diese Reserven fossiler Brennstoffe nicht bewahren, aber einen Beitrag zur Reduzierung von Treibhausgasen leisten.

Die Industrie wird daher eine wichtige Rolle bei der Reduzierung ihrer schädlichen Gasemissionen spielen müssen, indem sie die Effizienz ihrer Produktionsprozesse erhöht und sie zu einem saubereren, weniger energieverbrauchenden Prozess macht, der dazu beitragen wird, die zur Deckung der Nachfrage erzeugte Strommenge zu reduzieren. Auch die Installation energieeffizienter Maschinen oder die Verwendung effizienterer Energiequellen oder die Suche nach alternativen Energiequellen, die bei der Verbrennung wenig oder kein Kohlenstoffgas erzeugen oder emittieren.

Doch neben der Verbrennung herkömmlicher fossiler Brennstoffe entstehen bei der Verbrennung von Methan, das ein Bestandteil von Erdgas und damit nicht erneuerbar ist, noch mehr Treibhausgase, da sich das Methan bei der Verbrennung mit Sauerstoff zu Wasser, Wärme und Kohlendioxid verbindet. Außerdem ist Methan als Gas wirksamer als Kohlendioxid beim Einfangen von Wärme in der Atmosphäre und trägt zum allgemeinen Problem der globalen Erwärmung bei.

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Methan (CH4), das aus der Verbrennung von Biomasse und Biomasseressourcen wie z B. als Deponieabfälle, landwirtschaftliche Aktivitäten, Tierdung usw., produziert Biogas über einen als anaerobe Vergärung bekannten Prozess, der als erneuerbar eingestuft wird.

Weltweit wurden durch die Entwicklung von Waste-to-Energy-Anlagen im Vergleich zu offenen Deponien enorme Mengen an Treibhausgasemissionen vermieden und die zurückgewonnenen Abgase und Biokraftstoffe werden zur Energieerzeugung in Form von Wärme, Strom oder kombiniert verwendet Wärme und Strom sind zu einem alternativen Weg geworden, mit unerwünschtem Abfall umzugehen, bei dem keine Treibhausgase oder andere Luftschadstoffe entstehen.

Aber ungeachtet der positiven Auswirkungen der Verbrennung fossiler Brennstoffe wird immer deutlicher, dass der Verbrauch herkömmlicher fossiler Brennstoffe in ihrer derzeitigen Höhe zu viele Schadstoffe und Gase in die Atmosphäre freisetzt, was dazu führt, dass sich die thermischen Eigenschaften der Erdatmosphäre ändern Ergebnis. Heute speichert die Erdatmosphäre mehr Sonnenenergie als jemals zuvor, bevor die Menschheit begann, große Mengen fossiler Brennstoffe zu verbrauchen.

Während viele der langfristigen Veränderungen und Auswirkungen auf die Atmosphärenchemie noch nicht vollständig geklärt sind. Der Anstieg der Ozean- und Atmosphärentemperaturen wirkt sich bereits auf die mächtigen Strömungen aus, die um die Ozeane fließen und dabei ihre thermische Energie verteilen. Die Auswirkungen auf die Verteilung der Sonnenwärme rund um den Planeten führen zu einem Anstieg der globalen Durchschnittstemperaturen.

Der Meeresspiegel ist im letzten Jahrhundert weltweit um etwa 15 bis 20 cm (6 bis 8 Zoll) gestiegen. Ein Teil dieses Anstiegs ist eine direkte Folge des Abschmelzens von Gebirgsgletschern und der polaren Eiskappen, während ein Teil auf eine Ausdehnung des Ozeanwassers zurückzuführen ist, die auf die wärmeren Meerestemperaturen zurückzuführen ist. Was immer deutlicher wird, ist, dass sich die chemische Zusammensetzung der Erdatmosphäre verändert.

Die Zukunft der Treibhausgasemissionen

Aber was ist mit der Zukunft der Treibhausgase? Bedenken hinsichtlich der möglichen Auswirkungen der globalen Erwärmung und ihrer Auswirkungen haben dazu geführt, dass viele Länder auf der ganzen Welt im Rahmen des Kyoto-Protokolls Verpflichtungen zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen eingegangen sind. Die Entwicklung und Nutzung alternativer Energien als Teil ihres Strombedarfs hat dazu beigetragen, einige dieser Verpflichtungen zu erfüllen, indem sie die Luftverschmutzung ausgleichen oder reduzieren, die sonst durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe in konventionellen Kraftwerken verursacht würde.

Klimaprobleme könnten durch die Umsetzung verschiedener Strategien gelöst werden. Das Stoppen von Treibhausgasemissionen (und nicht nur deren Reduzierung), indem Null-Emissions-Technologien gefördert und eingesetzt werden und die Verbrennung fossiler Brennstoffe oder die Nutzung von Kernenergie vollständig eingestellt und stattdessen durch erneuerbare Technologien ersetzt werden, die keine Treibhausgase emittieren . Die Nutzung einer Vielzahl grüner und sauberer Energiequellen ist eindeutig der einzig plausible Weg, um unseren derzeitigen Energiebedarf zu decken.

Wir wissen, dass die Menge an kostenloser Sonnenenergie, die die Erdoberfläche erreicht, in Nur wenige Stunden reichen aus, um den Globus das ganze Jahr über mit Strom zu versorgen. Das regt zum Nachdenken an und rechtfertigt daher voll und ganz unsere Versuche, Sonnenenergie zu nutzen. Die Nutzung dieser kostenlosen und unbegrenzten Energiequelle mit ausreichend hohem Wirkungsgrad wird von vielen als große Herausforderung angesehen, aber die Entwicklung neuer Technologien, die von der Sonne angetrieben werden und keine Treibhausgase freisetzen, wird jetzt zum Mainstream.

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