Ist Bier klimaschädlich? Immerhin steckt viel Kohlendioxid drin

Beim Brauen werden tonnenweise CO₂ frei. Zugleich wird CO₂ in vielen industriellen Prozessen eingesetzt. Doch in welcher Form beeinflusst all das das Klima?

Maßkrüge auf der Wiesn.
Maßkrüge auf der Wiesn.dpa/Karl-Josef Hildenbrand

Ist Bier klimaschädlich? Immerhin hängen Bierbrauerei, Bierkonsum und das Treibhausgas Kohlendioxid (CO₂) eng zusammen. Dies wird gerade klar, paradoxerweise, weil sich Brauereien über den gegenwärtigen Mangel an CO₂ beklagen: Wegen Lieferstopps aufgrund der hohen Energiepreise befürchten manche Betriebe, nicht mehr genügend Bier herstellen zu können. Die bayerischen Wiesn-Besucher werden es nicht gern hören.

Kohlensäure entsteht aus CO₂, das mit Wasser reagiert. Beim Bier passiert das während der alkoholischen Gärung. Dabei entstehen Alkohol und Kohlensäure. Aber große Mengen CO₂ werden gebraucht, um das Bier in Flaschen oder Fässer zu pressen. So benötigen Brauereien zum Beispiel für die Befüllung von bis zu 300 Fässern Bier etwa eine Tonne CO₂. In Limos und Sprudelwasser wiederum kommt das CO₂ unter Druck hinein, damit sich Kohlensäure bildet und das Getränk schön frisch und prickelnd ist.

Zugleich wird in Brauereien auch CO₂ freigesetzt. So soll eine mittelständische Brauerei, die jährlich bis zu 200.000 Hektoliter Bier produziert, in der gleichen Zeit etwa 200.000 Tonnen Kohlendioxid in die Atmosphäre abgeben. Und immer, wenn man sich ein Glas Bier, Limo oder Mineralwasser einschenkt, entweicht ein bisschen CO₂.

Ohne Treibhausgase wäre die Erde nicht bewohnbar

„Ist dies das gleiche CO₂, gegen das wir in der Atmosphäre kämpfen? Also vermehren wir es?“, fragte eine Leserin. Ja, es handelt sich um genau jenes Kohlendioxid, das auch als  Klimaschädling in der Diskussion ist. Übrigens arbeiten auch die heimischen Leitungswassersprudler, die sogenannten Karbonatoren, mit CO₂-Patronen. Und die Frage zeigt, wie sensibel und kritisch Menschen inzwischen reagieren, wenn nur der Begriff Kohlendioxid fällt, das ja eigentlich Kohlen­stoff­dioxid heißt, denn das Molekül CO₂ besteht aus Kohlen­stoff und Sauer­stoff.

Zunächst ist dieses CO₂ jedoch überhaupt nichts Schädliches, sondern für das Leben auf der Erde unheimlich nützlich. Ohne CO₂ wäre die Erde für Menschen nämlich nicht bewohnbar, denn trotz seiner äußerst geringen Konzentration in der Erdatmosphäre – gerade mal 0,04 Prozent – sorgt CO₂ mit anderen sogenannten Treibhausgasen dafür, dass die durchschnittliche Erdtemperatur, die sonst minus 18 Grad Celsius betragen würde, bei etwa 15 Grad gehalten wird. So erklären es jedenfalls Klimaforscher.

Zusammen machen die Treibhausgase wie Wasserdampf (sehr kurzlebig), CO₂, Methan und Lachgas nur ein Prozent der Masse der Erdatmosphäre aus – und dennoch sorgen sie für eine Anhebung der Temperatur um 33 Grad! Dieser Effekt wurde einmal mit der Formel „Kleine Gase, große Wirkung“ zusammengefasst.

Und er erklärt sich nach Darstellung der Forscher dadurch, dass sie die Eigenschaft besitzen, „die kurzwellige, von der Sonne kommende Strahlung ungehindert durch die Atmosphäre hindurchzulassen, die langwellige, von der erwärmten Erdoberfläche abgestrahlte Wärmestrahlung aber teilweise zu absorbieren und nach allen Seiten zu emittieren, und zwar auch Richtung Erdoberfläche“, wie es auf der Seite Klimanavigator heißt. „Dadurch kommt es zu einer Art ‚Wärmestau‘ in der unteren Atmosphäre.“ Die Treibhausgase wirkten ähnlich wie die Glasscheiben eines Gartentreibhauses, daher ihr Name.

Der menschliche Organismus hat seinen Platz im Kohlenstoffkreislauf

Der Treibhauseffekt ist also erst einmal ein ganz natürlicher Effekt. Er wurde schon 1824 vom französischen Mathematiker und Physiker Joseph Fourier modellhaft beschrieben. 1862 identifizierte der britische Naturforscher John Tyndall mittels Messungen einige dafür verantwortliche Gase, darunter auch CO₂. Die große Wirkung dieser Treibhausgase liege in ihrer chemischen Struktur begründet, sagen Forscher. Nur drei- oder mehratomige Moleküle wie Kohlendioxid oder Methan hätten das Potenzial, den Planeten zu erwärmen. Der größte Teil der Atmosphärengase – etwa Stickstoff und Sauerstoff – spiele beim Treibhauseffekt dagegen keine Rolle.

1958 wies dann der Klimaforscher Charles D. Keeling erstmals nach, dass der Mensch mit seinem Tun die atmosphärische CO₂-Konzentration erhöht (anthropogener Treibhauseffekt). Über die möglichen Folgen wird heute viel diskutiert. Doch um den Klimawandel soll es hier nicht gehen, sondern um den Anteil von Bier, Limo & Co an der Emission von CO₂. Inwieweit erhöht der Mensch hier die CO₂-Konzentration?

Dazu muss man den globalen Kohlenstoffzyklus betrachten. Dieser ist ein geschlossener Kreislauf. Pflanzen, Algen und bestimmte Bakterien brauchen CO₂ dringend für die Photosynthese. Aus CO₂, Licht und Wasser entstehen dabei in der Pflanze Glukose und der lebenswichtige Sauerstoff. Diese werden wiederum von unzähligen Organismen benötigt. Und der Mensch als Organismus hat hier einen festen Platz.

In Millionen Jahren gespeichertes CO₂ wird in kurzer Zeit freigesetzt

Der Mensch atmet vor allem Stickstoff und Sauerstoff ein. Beim Ausatmen wird unter anderem CO₂ frei. Dessen Anteil an der Ausatemluft beträgt konstant vier Prozent. Pro Jahr atmet der Mensch zwischen 168 und 2040 Kilogramm CO₂ aus – je nach Körpergewicht und Tätigkeit. Im Durchschnitt sollen es 365 Kilogramm sein, pro Tag also ein Kilogramm. Bei acht Milliarden Menschen wäre das ein jährlicher Ausstoß von 2,9 Milliarden Tonnen – so viel wie 14.500 mittelständische Brauereien.

Doch für die Erderwärmung spielt das keine Rolle. Denn der Mensch ist selbst Teil des natürlichen Kohlenstoffkreislaufs. Seine Ausatemluft wird zum Beispiel von umgebenden Pflanzen aufgenommen, so wie diese auch CO₂ aus der Atmosphäre aufnehmen. Wenn der Mensch Pflanzen isst, wandelt er den in ihnen gespeicherten Kohlenstoff in Energie, Wasser und CO₂ um. Der Mensch als Organismus produziert gleich viel CO₂, wie zuvor von der Vegetation aus der Atmosphäre entnommen wurde.

Eingriffe des Menschen in die Natur – etwa großflächige Rodungen – haben auch jahrtausendelang nicht dazu geführt, dass der Kohlenstoffkreislauf grundsätzlich durcheinandergeriet – also das Gleichgewicht zwischen dem, was an CO₂ in die Atmosphäre geriet, und dem, was an Kohlenstoff gespeichert war, zum Beispiel in Ozeanen, Böden und Biosphäre. Auch das CO₂, das bei der alkoholischen Gärung von Bier frei wird, kann man wahrscheinlich als Teil des natürlichen Kreislaufs betrachten.  

Bei der CO₂-Debatte geht es um etwas viel Größeres. Das wichtigste Problem ist, dass der Mensch seit einiger Zeit riesige Mengen an CO₂ aus Stoffen freisetzt, die über Jahrmillionen gespeichert waren. Kohle, Erdöl und Erdgas sind uralte fossile Energieträger – Speicher aus Urzeiten, wenn man es im Rahmen des natürlichen Kohlenstoffkreislaufs betrachtet. Rohöle enthalten zum Beispiel fast 90 Prozent Kohlenstoff.

Die Hälfte des CO₂ bleibt Jahrhunderte bis Jahrtausende in der Atmosphäre

Der Mensch verbrennt solche Stoffe in vorher ungekanntem Ausmaß erst seit dem Beginn der Industrialisierung – zunächst in wenigen Zentren, heute weltweit. Allein seit Mitte des 20. Jahr­hundert hat sich Statistiken zufolge der globale Kohlen­dioxidanstieg fast ver­vier­facht. Von 1990 bis 2018 wuchsen die Emissionen von jährlich 22,6 Milliarden Tonnen auf 37,9 Milliarden Tonnen. Allein China, die USA und Indien sind inzwischen für etwas mehr als die Hälfte der weltweiten CO₂-Emissionen verantwortlich.

Die Hauptfrage ist: Kann der Kohlenstoffkreislauf so gesteuert werden, dass die Erde in einem relativ stabilen Klimazustand bleibt? Kann das emittierte CO₂ irgendwo gespeichert werden – in Ozeanen, Böden, bestimmten Gesteinen, Wäldern, Mooren, Grasland und anderen „Kohlenstoffsenken“? Kann man die Emissionen durch neue Technologien verringern, das CO₂ durch bestimmte Verfahren „aus der Atmosphäre rausholen“? Oder lagert sich immer mehr davon in der Atmosphäre an? Denn als Treibhausgas ist CO₂ am langlebigsten von allen.  

„Ungefähr die Hälfte einer neu eingetragenen Menge CO₂ wird in einem Zeitraum von 30 Jahren aus der Atmosphäre entfernt, weitere 30 Prozent im Verlauf mehrerer Jahrhunderte, und die restlichen 20 Prozent verbleiben typischerweise für viele Tausend Jahre in der Atmosphäre“, hieß es bereits 2007 im vierten UN-Weltklimareport. Es kommt also immer wieder etwas dazu, das nicht abgebaut wird. Die Konzentration von CO₂ in der Atmosphäre steigt. Sie liegt Studien zufolge heute fast 50 Prozent über dem vorindustriellen Wert und um 33 Prozent über dem höchsten Wert, der in den vergangenen 800.000 Jahren erreicht wurde.

Wenn man also industrielle Prozesse wie das Bierbrauen betrachtet, dann muss man, was die CO₂-Emissionen angeht, viel weiter ausholen. Zu betrachten wäre vor allem der gesamte Energieverbrauch, der dahintersteckt (neben anderen Formen der CO₂-Freisetzung). Woher kommt die Energie? Werden dafür fossile Brennstoffe verwendet? Wie viele Brauereien mit hochmodernen Brauanlagen müssen gebaut werden, um den Bierdurst der Welt zu stillen? (Die Herstellung von Edelstahl ist sehr energieaufwendig.)

Steigende Energiepreise lassen Industriegas CO₂ knapp werden

Wie lang sind die Transportwege des Biers über die Welt? Wie groß sind die Mengen an Treibstoff, die dafür verbraucht werden? Trinkt man das Bier vor allem aus Flaschen oder aus Weißblechdosen? Nach Herstellerangaben fallen „pro 1000 Liter Füllgut bei einer 0,5-Liter-Getränkedose aus Weißblech 302 Kilogramm CO₂-Emissionen an und bei Aluminiumdosen 296 Kilogramm“, wie es auf einer Internetseite der Deutschen Umwelthilfe heißt. Bei Mehrwegflaschen ist es etwa die Hälfte.

Und beim Wassersprudler stellt sich auch eher die Frage: Wie viel Energie wurde bei der Herstellung des Wassersprudlers aufgewendet? Zusammengerechnet werden muss also immer der Energieaufwand für alle Prozesse, von der Rohstoffgewinnung über die Herstellung bis zum Transport. Natürlich geht es auch darum, welche Ressourcen insgesamt verbraucht werden.

CO₂ wird in der Industrie übrigens nicht nur für Brauereien gebraucht, sondern in vielen Prozessen, unter anderem als Trockeneis (gefrorenes CO₂) für die Kühlung von Lebensmitteln und Medizinprodukten, für Reinigungsverfahren, für Feuerlöscher, in der Fleischwirtschaft, in Molkereien und im Gemüseanbau. Es ist zum Beispiel „Schutzgas“ in Verpackungen von Fleisch, Wurst und Käse.

Knapp geworden ist das Industriegas CO₂ vor allem durch die steigenden Energiepreise infolge des Krieges in der Ukraine. Denn CO₂ entsteht unter anderem als Nebenprodukt bei der Herstellung von Ammoniak, das für die Düngemittelproduktion benötigt wird. Wegen der gestiegenen Gaspreise haben die Düngemittelhersteller ihre energieintensive Produktion aber gedrosselt oder eingestellt. Somit geraten auch die Betriebe in Bedrängnis, die das CO₂ aus der Düngemittelproduktion für andere Prozesse verwenden.

Auch Brauereien müssen geschlossene CO₂-Kreisläufe schaffen

Als Alternative wird gerade in Bayern überlegt, unter anderem CO₂ aus Zementwerken zu nutzen. Denn diese geben täglich Hunderttausende Tonnen CO₂ über die Schornsteine als Abfallprodukte in die Luft ab, wie es heißt. Auch das CO₂, das in Brauereien frei wird, soll besser genutzt werden. Es ist ja auch paradox, CO₂ auszustoßen und es auf der anderen Seite wieder einzukaufen, weil man es für die Produktion braucht.

Brauereien arbeiten unter anderem mit Forschern zusammen, um geschlossene Kreisläufe zu schaffen. So haben Wissenschaftler der Universität Bayreuth ein neues Verfahren zur Rückgewinnung von CO₂ entwickelt, das sich auch für kleine und mittlere Brauereien wirtschaftlich lohnen könnte. Insgesamt sollen industrielle Kreisläufe besser genutzt werden, um CO₂ aufzufangen und für andere Zwecke zu verwenden. Auch dies gehört dazu, wenn es darum geht, ein Land „klimaneutral“ zu machen.