Simulation der Abschattungsverluste bei solarelektrischen Systemen

1.1 Energie und Treibhauseffekt 17
1. Einleitung
1.1 Energie und Treibhauseffekt
Klimawirksame Spurengase - hauptsächlich Wasserdampf und Kohlendioxid - verursachen
den natürlichen Treibhauseffekt, indem sie die Sonnenstrahlung weitgehend ungehindert zur
Erdoberfläche hindurchlassen, jedoch einen Teil der Wärmeabstrahlung in das Weltall
verhindern. Dadurch wird das Leben auf der Erde erst ermöglicht, denn sonst würde die
mittlere Erdtemperatur statt der derzeitigen +15°C etwa -18°C betragen.
Neben dem natürlichen Treibhauseffekt gibt es noch einen zusätzlichen Treibhauseffekt, der
von anthropogen erzeugten Spurengasen herrührt. Dieser zusätzliche Treibhauseffekt sorgt
für eine weitere Temperaturerhöhung. Am anthropogenen Treibhauseffekt sind laut
Enquête-Kommission zum Schutz der Erdatmosphäre [1.4] die Spurengase Kohlendioxid
(50% Anteil am anthropogenen Treibhauseffekt), Methan (19%), Fluorchlorkohlen-
wasserstoffe (17%), Ozon (8%), Distickstoffoxid (4%) und Wasserdampf in der
Stratosphäre (2%) verantwortlich. Etwa 50% dieser Spurengase sind dem Energieverbrauch
zuzuordnen, so daß dem Energieverbrauch die bedeutendste Rolle bei der weiteren Ent-
wicklung des Treibhauseffektes zukommen wird. Beim Energieverbrauch wird der
Treibhauseffekt vor allem durch den Ausstoß von Kohlendioxid verursacht, das bei der
Verbrennung fossiler Energieträger erzeugt wird.
In den vergangenen 100 Jahren ist die Temperatur der Erde in Bodennähe um 0,6 ± 0,2°C
angestiegen. Der Meeresspiegel ist seit Beginn dieses Jahrhunderts um etwa 15 cm
angestiegen. Diese Effekte sind bereits dem zusätzlichen Treibhauseffekt zuzuschreiben. Die
Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre ist zwischen 1800 und 1987 um etwa 25%
gestiegen. Die Zunahme beträgt derzeit etwa 0,4% pro Jahr. Bei einer Verdopplung der
Kohlendioxidkonzentration ist mit einem Temperaturanstieg von 3 ± 1,5°C in Bodennähe zu
rechnen. Wird die Zunahme der Konzentration aller Klimagase berücksichtigt, so wird der
Temperaturanstieg im Verlauf des nächsten Jahrhunderts 6 ± 3°C betragen.
Ein Temperaturerhöhung von 2°C gilt bereits als ein Wert, der voraussichtlich katastrophale
Auswirkungen auf die Menschheit, deren Ernährungssituation und auf die Ökosysteme
haben wird. Der unvermindert fortschreitende Treibhauseffekt wird voraussichtlich
verheerende Einflüsse auf die Waldbestände der Erde und die Landwirtschaft haben. Die
Ernährungssituation der Menschheit wird sich durch abnehmende landwirtschaftliche
Produktion deutlich verschlechtern. Die Folge sind Hungersnöte und zunehmende
Völkerwanderungen mit ihren sozialen Problemen. Es kann weiterhin davon ausgegangen
werden, daß durch die globale Erwärmung die Intensität und Stärke der Stürme sowohl in