title: Zum Einfluss anthropogener Abwärme auf die Klimaerwärmung der Atmosphäre
Creators: name: Rüd, K.
name: Scholz, D.
Publisher: name: Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V.
publisherIdentifier: https://ror.org/05xj12p61
publisherIdentifierScheme: ROR
Year: 2024
Subjects: Luftfahrt
Brennstoff
SAF
LH2
Abwärme
Klima
Klimawandel
Atmosphäre
DLRK
2023
DGLR

description: Die Anthropogene Abwärme erweist sich als weiterer, nicht zu unterschätzender Einflussparameter für den Klimawandel. Derzeitige Untersuchungen und Veröffentlichungen konzentrieren sich auf den Klimaeinfluss durch Sonneneinstrahlung in Verbindung mit atmosphärischer Luftverschmutzung (CO2, …). Sie bewerten die damit verbundene Temperaturerhöhung unmittelbar an der Erdoberfläche. In dieser Betrachtung wird die Bedeutung der anthropogenen Abwärme als vernachlässigbar eingestuft und erst in langfristiger Zukunft als Gefährdungsparameter gesehen. Es gibt aber auch Analysen, die darauf hinweisen, dass selbst bei Klärung der Klima-Abgasproblematik (CO2..), das Abwärmeproblem weiter bestehen wird, denn auch bei der Nutzung von Atom- und Solarenergien erfolgt eine permanente Energiezufuhr an unsere Umwelt. Fossile Kraftwerke werden lediglich durch Abgas vermeidende Nutzenergieerzeuger ersetzt. Auf der Basis grundlegender thermodynamischer Analysen werden hier Abschätzungen zum potenziellen Einfluss von Abwärme aus Industrie, Heizung (Haushalt), Gewerbe und Verkehr auf die Temperaturerhöhung der Atmosphäre vorgestellt, unter Einbeziehung der Auswirkung zukünftiger synthetischer Brennstoffe, wie sie derzeit für Straßenverkehr und Luftfahrt diskutiert werden. Ausgehend von der in den vergangenen Jahrzehnten meteorologisch beobachteten Klimaerwärmung an der Erdoberfläche von im Mittel 0,02 °C pro Jahr weltweit, werden durch die anthropogene Abwärme Temperaturerhöhungspotenziale der Atmosphäre in der gleichen Größenordnung und höher identifiziert. Besonders stark ist dieser Abwärme Effekt im Bereich der Nordhalbkugel, wo auch der größte Energieverbrauch vorliegt. Die Analysen hierzu ergeben je nach Betrachtungsweise (globaler Mittelwert oder Nordhalbkugel) ein Klimaerwärmungspotenzial von 0,06 °C p.a. bis 0,23 °C p.a., was die beobachtete Klimaerwärmung von 0,02 °C p.a. an der Erdoberfläche deutlich übersteigt. Auch für die Luftfahrt erscheint eine Substitution von Kerosin durch umweltfreundlichere synthetische Brennstoffe (LH2) im Hinblick auf Abwärme nicht vernachlässigbar. Bei vollständiger Substitution von Kerosin durch SAF (LH2) hat die zusätzliche Abwärmefreisetzung das Potenzial, die atmosphärische Klimaerwärmung, um bis zu 7 % zu beschleunigen. Hauptursache ist die Abwärme bei der Brennstoffherstellung. Bei den vorgesehenen, niedrigen Einführungsgeschwindigkeiten bleiben diese SAF-Effekte allerdings vorerst noch gering. Die Abwärmeerzeugung bei Einführung synthetischer Brennstoffe im Straßenverkehr wäre abhängig vom Einführungsgrad erheblich größer. Sie wäre um das 6,5-fache größer als bei vollständiger Substitution von Kerosin in der Luftfahrt. Die hier ermittelten anthropogenen Abwärmeeffekte beschreiben nur theoretische Potenziale und Größenordnungen zum Klimaeinfluss. Inwieweit diese Wärme die Atmosphäre nach außen ins Weltall verlässt, in Meere und Kontinente eindringt, und letztlich tatsächlich zur finalen Lufterwärmung beiträgt, ist offen. Sie bedarf weiterer Klärung durch Klimaexperten. Vorliegende Untersuchungen bilden einen Anstoß zur detaillierteren Betrachtung hierzu, auch im Hinblick auf die Einführung alternativer Brennstoffe für Luftfahrt und Straßenverkehr.