Lachgas - gut argumentieren

Lachgas (N₂O) ist der umgangssprachliche Name für Distickstoffmonoxid. Es kommt zwar in der Atmosphäre nur in verschwindend geringer Konzentration vor, allerdings hat sein Anteil seit dem 19. Jh. dramatisch zugenommen. Zudem ist Lachgas sehr klimaschädlich und wirkt in der Atmosphäre sehr lange.

Lachgas entsteht vor allem dann, wenn Mikroorganismen im Boden oder im Wasser Stickstoffverbindungen abbauen. Die Entstehung von Lachgas ist also zunächst einmal ein ganz natürlicher Vorgang. Hauptquellen für Lachgas-Emissionen, die vom Menschen verursacht werden, sind stickstoffhaltiger Dünger in der Landwirtschaft und die landwirtschaftliche Tierhaltung. Hinzu kommen die Emissionen aus der Lagerung von Wirtschaftsdüngern und Kompost. Auch in der chemischen Industrie und in der Kunststoffindustrie wird Lachgas freigesetzt.

Der Anteil von Lachgas an dem Gasgemisch der Atmosphäre

Im Jahr 2019 betrug der Anteil von Lachgas am gesamten Gasgemisch der Atmosphäre 0,000033 %. Die Konzentration wird auch in Anzahl der Teile pro eine Million Teile (parts per million, abgekürzt: ppm) oder in Anzahl der Teile pro eine Billion Teile (parts per billion, abgekürzt: ppb) angegeben. Sie betrug bei Lachgas im Jahr 2019 im globalen Mittel 0,33 ppm (= 313,9 ppb). Wenn wir uns das gesamte Gasgemisch der Atmosphäre der Erde als einen großen Spielwürfel vorstellen, der aus einer Billion winzigen Spielwürfeln besteht, dann handelt es sich bei knapp 314 Spielwürfeln um Lachgas. Einzig unter dem Gesichtspunkt der Menge betrachtet, ist der Anteil sehr gering.ⁱ Allerdings ist seit dem 19. Jh. ein dramatischer Anstieg der Lachgas-Konzentration in der Luft festzustellen. Weltweit nehmen die Lachgas-Emissionen weiter zu, wogegen sie in Europa und auch in Deutschland abnehmen.ⁱⁱ

Natürliche Lachgas-Quellen

Lachgas entsteht in großer Menge auf natürliche Weise, etwa wenn abgestorbenes Pflanzenmaterial durch Mikroorganismen im Boden oder im Wasser zersetzt wird. Dies ist ein natürlicher Vorgang, der tagtäglich passiert. Schätzungsweise 57 % der Lachgas-Emissionen sind natürlich bedingt, 43 % vom Menschen verursacht.ⁱⁱⁱ

Vom Menschen verursachte Lachgas-Quellen

Hauptquellen für Lachgas-Emissionen, die vom Menschen verursacht werden, sind stickstoffhaltiger Dünger in der Landwirtschaft und die landwirtschaftliche Tierhaltung. Im Jahr 2022 machten sie in Deutschland 67 % der Lachgas-Emissionen aus.^iv In der deutschen Landwirtschaft werden oft große Mengen an stickstoffhaltigen Düngern ausgebracht, um hohe Erntemengen zu erzielen. Häufig wird dabei mehr ausgebracht, als die Pflanzen für ihr Wachstum aufnehmen können. Dieser von den Pflanzen nicht benötigte Stickstoff – „Stickstoff-Überschuss“ genannt – wird zum Teil direkt auf der Fläche als Lachgas freigesetzt. Ein Teil des von den Pflanzen ungenutzten Stickstoffs geht auch als Nitrat im Grundwasser verloren.^v

Wie viel Lachgas freigesetzt wird, hängt zum einen von der Bodenbeschaffenheit in Verbindung mit dem Klima und der Geländebeschaffenheit ab, zum anderen aber auch von der Bewirtschaftung des Bodens, d. h. von der Düngermenge, von der Düngerart, von der Art der Feldfrucht und von Meliorationsmaßnahmen (z. B. die Be- und Entwässerung oder die Einarbeitung von Zwischenfrüchten). Dabei ist zu beobachten, dass die Bildung von Lachgas mit steigender Bodenfeuchtigkeit, guter Verfügbarkeit von Nitrat (von Mineraldünger) und dem Vorhandensein organischer Substanz (von organischem Dünger) zunimmt.^vi

Neben den Lachgas-Emissionen aus landwirtschaftlichen Böden, spielen in geringerem Umfang noch solche aus der Lagerung von Wirtschaftsdüngern (Nebenerzeugnisse der landwirtschaftlichen Produktion) wie Gülle, Stallmist und Gärresten (aus Biogasanlagen) eine Rolle.^vii Auch bei der Kompostierung von organischen Bestandteilen des Hausmülls entsteht Lachgas.^viii

Lachgas-Quellen außerhalb der Landwirtschaft sind die chemische Industrie (u. a. die Herstellung von Düngemitteln) und die Kunststoffindustrie. Auch entsteht Lachgas bei der Verbrennung von fossilen Rohstoffen.

Stickstoff-Dünger(= eine Art Mineraldünger) wird zum größten Teil aus Erdgas und Stickstoff aus der Luft produziert. 80 % des Gases ist Rohmaterial für den Dünger, die restlichen 20 % werden für die Erhitzung und Stromerzeugung eingesetzt. Bei der Herstellung von Stickstoff-Dünger kommt es zu unerwünschten Treibhausgas-Emissionen, wie Kohlendioxid und Lachgas.^ix

Im Industriebereich sind die Lachgas-Emissionen deutlich gesunken, insbesondere in der Adipinsaureproduktion durch die Installation von Abgasbehandlungsanlagen.^x

Treibhauspotenzial von Lachgas

Lachgas ist sehr klimaschädlich. Seine Wirkung ist über einen Zeitraum von 100 Jahren gerechnet 298-fach höher als die von Kohlendioxid. Die durchschnittliche Lebenszeit in der Atmosphäre beträgt etwa 121 Jahre. Damit wirkt Lachgas ebenso wie Kohlendioxid sehr lange, ist allerdings deutlich klimaschädlicher.^xi

Allerdings ist es wohl übertrieben zu sagen, Lachgas sei der Klimakiller Nr. 1. Erstens ist das Treibhauspotenzial von manchen fluorierten Treibhausgasen noch deutlich höher, zweitens kommt es in der Atmosphäre in einer deutlich geringeren Konzentration als Kohlendioxid vor. So ist zu erklären, dass Lachgas nach Kohlendioxid und Methan „nur“ als drittgrößter Klimakiller gilt. Rechnet man die Klimawirkung mit ein, dann betrug im Jahr 2020 der Anteil von Kohlendioxid an den deutschen Treibhausgas-Emissionen 87,1 %, von Methan 6,5 % und von Lachgas 4,6 %. Und obwohl die fluorierten Treibhausgase (F-Gase) extrem klimaschädlich sind, macht ihr Anteil nur rund 1,7 % aus.^xii Der Anteil berechnet sich stets zum einen nach dem Treibhauspotenzial und zum anderen nach der Menge des Ausstoßes. Im Vergleich zum Kohlendioxid ist die ausgestoßene Menge an Lachgas gering.

i Eine Übersicht über den Volumenanteil der verschiedenen Bestandteile der Luft findet sich in Christian-Dietrich Schönwiese, Klimatologie, Stuttgart, 5. Aufl. 2020, 23.

ii Vgl. https://www.globalcarbonproject.org/nitrousoxidebudget/20/files/GCP_NitrousOxideBudget_2020.pdf; (aufgerufen am 22.06.2023).

iii Vgl. H. Tian, R. Xu, J. G. Canadell et al. A comprehensive quantification of global nitrous oxide sources and sinks Nature 586 (2020), 248–256. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2780-0; https://www.globalcarbonproject.org/nitrousoxidebudget/20/files/GCP_NitrousOxideBudget_2020.pdf (jeweils aufgerufen am 22.06.2023).

iv Vgl. https://www.umweltbundesamt.de/daten/klima/treibhausgas-emissionen-in-deutschland/distickstoffoxid-emissionen (aufgerufen am 22.06.2023).

v Vgl. https://www.landwirtschaft.de/diskussion-und-dialog/umwelt/klimawandel-welche-rolle-spielt-lachgas-aus-der-landwirtschaft (aufgerufen am 22.06.2023).

vi Vgl. Andrea Fink-Keßler, Bernd Keller, Landwirtschaft und Klima – Landwirtschaft als Verursacherin nicht-energiebedingter Treibhausgase, in: AgrarBündnis e. V. [Hrsg.], Der kritische Agrarbericht 1994: Daten, Berichte, Hintergründe, Positionen zur Agrardebatte, Rheda-Wiedenbrück 2014, 242-247; Ulrich Schmidt, Einfluss von Bewirtschaftungsmaßnahmen und Umweltfaktoren auf Lachgas (N₂O)-Emissionen aus landwirtschaftlich genutzten Lößböden (Hohenheimer Bodenkundliche Hefte 45), Stuttgart 1998; https://www.uni-muenster.de/imperia/md/content/landschaftsoekologie/oekologischeplanung/abgeschlossenearbeiten/zusammenfassung_bsc_hackmann.pdf. Zur Beschaffenheit, Herstellung und Wirkung von Mineraldünger siehe https://www.plantura.garden/gartenpraxis/duenger/mineralischer-duenger (jeweils aufgerufen am 22.06.2023). Bei Mineraldünger ist zu bedenken, dass er energieintensiv hergestellt wird und bei der Produktion neben Methan auch noch weitere Treibhausgase freigesetzt werden. Zu den Methan- und Lachgasemissionen von Ernährungsgütern siehe https://www.destatis.de/DE/Themen/Gesellschaft-Umwelt/Umwelt/UGR/landwirtschaft-wald/Publikationen/Downloads/methan-ernaehrungsgueter-5851307129004.pdf?__blob=publicationFile (aufgerufen am 22.06.2023, inzwischen entfernt).

vii Vgl. https://www.landwirtschaft.de/diskussion-un d-dialog/umwelt/klimawandel-welche-rolle-spielt-lachgas-aus-der-landwirtschaft (aufgerufen am 22.06.2023).

viii Ausführlich dazu Heinz Bingemer, N₂O-Emissionen bei der Kompostierung organischer Abfälle, in: Umweltbundesamt [Hrsg.], Emissionen der Treibhausgase Distickstoffoxid und Methan in Deutschland : Emissionsbilanz, Identifikation von Forschungs- und Handlungsbedarf sowie Erarbeitung von Handlungsempfehlungen, Phase 1; Forschungsbericht 104 02 682, Berlin 1993, 133-142.

ix Vgl. https://www.effizientduengen.de/2016/mineralduenger-herstellen-umweltschutz-stark-verbessert/ ; https://www.umweltbundesamt.de/themen/landwirtschaft/umweltbelastungen-der-landwirtschaft/duengemittel#gefahren-fur-die-umwelt (jeweils aufgerufen am 22.06.2023).

x Vgl. Umweltbundesamt [Hrsg.], Berichterstattung unter der Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen und dem Kyoto-Protokoll 2023. Nationaler Inventarbericht zum Deutschen Treibhausgasinventar 1990 – 2021, 131, https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/11850/publikationen/28_2023_cc_berichterstattung_unter_der_klimarahmenkonvention.pdf (aufgerufen am 22.06.2023).

xi Vgl. https://www.globalcarbonproject.org/nitrousoxidebudget/20/files/GCP_NitrousOxideBudget_2020.pdf, wobei die durchschnittliche Lebenszeit von Lachgas in der Atmosphäre mit 116 +/- 9 Jahren angegeben wird; die Lebensdauer 121 Jahre nennt https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/klimaschutz-energiepolitik-in-deutschland/treibhausgas-emissionen/die-treibhausgase (jeweils aufgerufen am 22.06.2023), wogegen Dietrich Schönwiese, Klimatologie, Stuttgart, 5. Aufl. 2020, 23 von 131 Jahren ausgeht.

xii Vgl. https://www.globalcarbonproject.org/nitrousoxidebudget/20/files/GCP_NitrousOxideBudget_2020.pdf,; https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/klimaschutz-energiepolitik-in-deutschland/treibhausgas-emissionen/die-treibhausgase (jeweils aufgerufen am 22.06.2023).