// SCINEXX — SPAZIO & SCIENZA
Menschlicher Stoffwechsel setzt zwei Milliarden Tonnen CO₂ pro Jahr frei
Der menschliche Stoffwechsel setzte laut einer Modellrechnung im Jahr 2015 weltweit rund zwei Milliarden Tonnen Kohlendioxid frei. Gegenüber 1985 entspricht das einem Anstieg um 74 Prozent, der überwiegend auf das Bevölkerungswachstum zurückgeht. Anders als bei der Verbrennung fossiler Energieträger wird durch die Atmung jedoch hauptsächlich bereits im natürlichen Kohlenstoffkreislauf vorhandener Kohlenstoff freigesetzt.
Bath (England). Mit jedem Atemzug gelangt Kohlendioxid (CO₂) in die Umgebungsluft, weil Körperzellen Nährstoffe zur Energiegewinnung abbauen. Wie viel davon die gesamte Menschheit freisetzt, hängt nicht nur vom Stoffwechsel eines Einzelnen, sondern auch von der Bevölkerungszahl ab.
Der ausgeatmete Kohlenstoff stammt über die Nahrung überwiegend aus Pflanzen, die zuvor CO₂ aus der Atmosphäre aufgenommen haben. Die Atmung gehört deshalb zum schnellen Kohlenstoffkreislauf und ist nicht mit der zusätzlichen Freisetzung lange gespeicherten fossilen Kohlenstoffs gleichzusetzen. Für globale Kohlenstoffbilanzen kann die Menge dieses natürlichen Stoffflusses dennoch eine wichtige Größe sein.
Forscher der University of Bath um Prof. Javier T Gonzalez haben die weltweite CO₂-Produktion des menschlichen Stoffwechsels für die Jahre 1985 bis 2015 modelliert. Als Grundlage dienten 9.006 Messungen an 6.756 Menschen, deren Alter von der Geburt bis zu 101 Jahren reichte.
Die Werte stammen aus der internationalen Datenbank für doppelt markiertes Wasser, die von der Internationalen Atomenergie-Organisation (IAEA) betreut wird. Bei diesem Verfahren lässt sich aus unterschiedlich schnell ausgeschiedenen stabilen Wasserstoff- und Sauerstoffisotopen die CO₂-Produktion im Alltag über etwa zwei Wochen bestimmen. Die Messreihe umfasste 4.479 weibliche und 2.277 männliche Teilnehmer.
Aus den Messungen ermittelte das Team zunächst den Zusammenhang zwischen CO₂-Produktion, Körpermasse und Geschlecht. Anschließend kombinierte es die berechneten Werte mit länderspezifischen Daten zur Bevölkerungsentwicklung und zum Körpergewicht. Die weltweiten Jahresmengen sind damit Hochrechnungen und keine direkt gemessenen globalen Emissionen.
Nach den Modellrechnungen stieg die jährliche Stoffwechselproduktion von 1,18 Milliarden Tonnen CO₂ im Jahr 1985 auf 2,05 Milliarden Tonnen im Jahr 2015. Das entspricht einer Zunahme um 74 Prozent. Mehr als 60 Prozent dieses Anstiegs lassen sich durch das Bevölkerungswachstum erklären.
Das steigende Körpergewicht trug deutlich weniger zur Entwicklung bei, obwohl die durchschnittliche Körpermasse erwachsener Männer und Frauen im Untersuchungszeitraum jeweils um etwa 13 Prozent zunahm. Pro erwachsenem Menschen erhöhte sich die modellierte jährliche CO₂-Produktion im Mittel nur von rund 321 auf 346 Kilogramm. Selbst bei einer statistischen Anpassung an Unterschiede im Körpergewicht nahm die globale Gesamtmenge um 48 Prozent zu.
Regional fällt vor allem Asien ins Gewicht, weil dort besonders viele Menschen leben. China und Indien kamen 2015 zusammen auf rund 744 Millionen Tonnen CO₂ aus dem menschlichen Stoffwechsel. Afrika überholte im Untersuchungszeitraum Europa als zweitgrößten kontinentalen Beitrag, was ebenfalls vorwiegend mit der Bevölkerungsentwicklung zusammenhängt.
Die Milliardenmenge darf nicht wie eine weitere Quelle fossiler Treibhausgasemissionen zu bestehenden Klimabilanzen addiert werden. Bei der Zellatmung wird überwiegend Kohlenstoff freigesetzt, der über die Nahrung erst vor vergleichsweise kurzer Zeit in den biologischen Kreislauf gelangt ist. Die Nutzung von Kohle, Erdöl und Erdgas bringt dagegen zusätzlich Kohlenstoff aus langfristigen geologischen Speichern in die Atmosphäre.