Ozonschicht: Empa-Studie zeigt neue Industrielecks trotz Montrealer Protokoll

Die Ozonschicht galt lange als Paradebeispiel dafür, dass weltweite Zusammenarbeit funktionieren kann: Staaten schlossen sich im Montrealer Protokoll zusammen und reduzierten jene Chemikalien, die ein Loch in den Schutzschild der Erde rissen.

Über viele Jahre gingen Forschende davon aus, dass sich die Ozonschicht wie erwartet erholt. Neue Ergebnisse zeigen jedoch, dass die Lage verzweigter ist als angenommen.

Eine aktuelle Untersuchung der Eidgenoessischen Materialpruefungs- und Forschungsanstalt (Empa) deutet darauf hin, dass eine bislang unterschätzte Emissionsquelle die Fortschritte bremst.

Dabei handelt es sich nicht um Emissionen aus der direkten Verwendung, sondern um Freisetzungen aus Chemikalien, die in industriellen Prozessen als Ausgangsstoffe eingesetzt werden. Das wirft eine zentrale Frage auf: Sind wir der Erholung naeher, als wir denken – oder weiter davon entfernt?

„Diese Substanzen sind nicht nur ozonabbauend, sondern auch hochgradig schaedlich fuer das Klima. Geringere Emissionen wuerden somit sowohl der Ozonschicht als auch dem Klima zugutekommen“, sagte Stefan Reimann, Hauptautor der Studie.

Die Erholung der Ozonschicht schien einst auf Kurs

Das 1987 unterzeichnete Montrealer Protokoll nahm schaedliche Stoffe wie Fluorchlorkohlenwasserstoffe ins Visier. In der oberen Atmosphaere setzen diese Verbindungen Prozesse in Gang, die Ozon abbauen.

Mit der Zeit fuehrten strenge Vorgaben dazu, dass ihr Einsatz stark zurueckging. Entsprechend erwarteten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler eine Erholung der Ozonschicht bis etwa zur Mitte dieses Jahrhunderts.

Bei direkten Emissionen funktionierte dieser Ansatz gut. Gleichzeitig basierte das Abkommen auf einer entscheidenden Annahme: Industriechemikalien, die als Ausgangsstoffe zur Herstellung anderer Produkte dienen, wuerden nur in sehr geringem Ausmass in die Atmosphaere entweichen.

Fruehe Schaetzungen bezifferten diese Freisetzungen auf lediglich 0.5 Prozent der Produktion. Diese Zahl praege die Regulierung ueber Jahrzehnte.

Industrielecks nehmen zu

Als Ausgangsstoffe gelten Chemikalien, die zur Produktion weiterer Stoffe genutzt werden. Eigentlich sollen sie nicht in die Luft gelangen. Dennoch kommt es zu Verlusten – etwa bei Herstellung, Transport und Verarbeitung.

„Aber diese Einschaetzung stimmt schon seit geraumer Zeit nicht mehr“, sagte Reimann.

„Ausgangsstoff-Chemikalien werden heute waehrend Produktion, Transport und weiterer Verarbeitung in groesseren Mengen freigesetzt, und die derzeit produzierten Volumina sind deutlich hoeher, als vor 30 Jahren angenommen wurde.“

Die neue Studie kommt zum Schluss, dass die Emissionen deutlich ueber den bisherigen Erwartungen liegen. Statt 0.5 Prozent entweichen nach heutigen Schaetzungen rund 3.6 Prozent der Produktion in die Atmosphaere.

Das klingt nach einer kleinen Verschiebung, wirkt sich weltweit jedoch massiv aus. Zudem ist die industrielle Nutzung dieser Chemikalien seit 2000 um mehr als 160 Prozent gestiegen.

Viele dieser Stoffe werden fuer moderne Materialien benoetigt – darunter Kaeltemittel, Polymere und Bestandteile, die in Batterien fuer Elektrofahrzeuge verwendet werden. Mit wachsender Nachfrage steigt damit auch das Risiko weiterer Leckagen.

Die Nachfrage nach Chemikalien steigt

Die Studie nennt mehrere Verbindungen, die diese Entwicklung besonders antreiben. Kohlenstofftetrachlorid etwa zeigt weiterhin bemerkenswerte Emissionen, obwohl die direkte Nutzung bereits beendet wurde. Forschende schaetzen die Emissionsrate mittlerweile auf ueber vier Prozent der Produktion.

Auch andere Stoffe wie HCFC-22 und HCFC-142b werden zunehmend verwendet. Sie sind unter anderem wichtig fuer die Herstellung von Polymeren und neueren Kuehlmitteln.

Der Umstieg auf Alternativen wie Hydrofluorolefine hat zusaetzliche Nachfrage nach solchen Ausgangsstoffen geschaffen.

„Wir messen die Konzentrationen dieser Substanzen in der Atmosphaere. Basierend auf ihren Lebensdauern koennen wir berechnen, wie stark sie eigentlich abnehmen sollten. Wenn sie das nicht tun, muessen weiterhin Emissionen auftreten“, erklaerte Martin Vollmer.

Dieses komplexe Geflecht an Produktionswegen macht es schwieriger, Freisetzungen eindeutig zuzuordnen und wirksam zu begrenzen.

„Die Mengen an Ausgangsstoffen nehmen nicht ab, sondern werden zumindest in den kommenden Jahren weiter wachsen“, sagte Reimann.

Die Erholung der Ozonschicht verzoegert sich

Welche Folgen hat das fuer die Ozonschicht? Die Studie simuliert unterschiedliche Zukunftsszenarien. Bleiben die Emissionen auf dem heutigen Niveau, koennte sich die Erholung der Ozonschicht in den mittleren Breiten um etwa sieben Jahre nach hinten verschieben.

In Szenarien mit besserer Kontrolle, bei denen die Emissionen wieder auf fruehere Schaetzwerte sinken, koennte die Erholung um 2065 erreicht werden. Bei Fortsetzung der aktuellen Entwicklung wuerde sich der Zeitpunkt dagegen eher in Richtung der 2070er-Jahre verlagern.

Der Abstand wirkt zunaechst gering, gewinnt ueber Jahrzehnte jedoch an Gewicht. Zudem betrifft das Problem nicht nur Ozon, sondern ebenso das Klima.

Viele ozonabbauende Substanzen wirken zugleich als sehr starke Treibhausgase. Laut Studie koennte eine Reduktion der Emissionen aus Ausgangsstoffen einen merklichen Anteil der kuenftigen Erwaermung vermeiden.

Bis 2050 koennte der Unterschied zwischen einem Szenario mit hohen und einem mit niedrigen Emissionen etwa 0.8 Prozent der globalen Kohlendioxid-Emissionen entsprechen.

Selbst wenn einige Freisetzungen zurueckgehen, bleiben andere aufgrund der anhaltenden industriellen Nachfrage stabil.

Politische Regeln muessen jetzt nachziehen

Die Ergebnisse legen nahe, dass bestehende Regelwerke angepasst werden sollten. Als das Montrealer Protokoll ausgearbeitet wurde, galten Emissionen aus Ausgangsstoffen als zu gering, um ins Gewicht zu fallen. Diese Voraussetzung trifft heute nicht mehr zu.

Weniger Leckagen in industriellen Prozessen koennten die Erholung der Ozonschicht beschleunigen und gleichzeitig die Klimawirkung begrenzen. Dafuer kommen unter anderem engmaschigere Ueberwachung, bessere Technik und strengere Berichterstattung in Frage.

„Das Montrealer Protokoll war erfolgreich, weil Wissenschaft, Politik und Industrie eng zusammengearbeitet haben. Eine solche Zusammenarbeit ist heute erneut entscheidend, um neue Herausforderungen anzugehen“, sagte Reimann.

Die Ozonschicht bewegt sich weiterhin in Richtung Erholung. Doch die Studie macht deutlich, dass dieser Fortschritt nicht automatisch garantiert ist. Kleine Verluste, weltweit und ueber die Gesamtwirtschaft hinweg vervielfacht, koennen die Zukunft der Atmosphaere mitbestimmen.

Die Botschaft ist klar: Wer ein Umweltproblem loest, hat damit nicht das letzte Kapitel geschrieben – oft wird erst dadurch sichtbar, welche Aufgabe als naechstes ansteht.