Die irdische Ozonschicht ist unser wichtigster Schutz vor schädlicher UV-Strahlung. Doch halogenhaltige Chemikalien wie Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) lösen in der Stratosphäre eine Kettenreaktion aus, die das Ozon abbaut. Seit den 1980er Jahren bilden sich daher über der Antarktis und teilweise auch der Arktis ausgedehnte Ozonlöcher. Um dem Ozonschwund Einhalt zu gebieten, beschloss die internationale Staatengemeinschaft 1987 im Montreal-Protokoll, chlor- und bromhaltige ozonabbauende Substanzen zu verbieten oder ihre Produktion zumindest stark zu reduzieren. Ausgenommen davon sind jedoch sogenannte Feedstock-Chemikalien – halogenhaltige, ozonabbauende Verbindungen, die von der Chemieindustrie als Rohstoff für moderne Kältemittel und chlorhaltige Kunststoffe wie PVC benötigt werden. „Man ging damals davon aus, dass nur rund 0,5 Prozent der produzierten Feedstock-Chemikalien freigesetzt werden und dass die Produktion dieser Substanzen in Zukunft ohnehin zurückgehen wird“, erklären Stefan Reimann von der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa in Dübendorf und seine Kollegen.
Produktion ozonschädlicher Feedstock-Chemikalien steigt
Ob diese Annahmen berechtigt waren, haben die Forschenden nun überprüft – und auch, welche Folgen die Emissionen dieser ozonabbauenden Gase für die Ozonschicht und das Klima haben. Als Datenbasis dienten atmosphärische Messdaten von internationalen Netzwerken wie dem Advanced Global Atmospheric Gases Experiment (AGAGE), zu denen auch eine Messstation in den Schweizer Alpen gehört. „Wir messen die Konzentrationen dieser Stoffe in der Atmosphäre“, erklärt Co-Autor Martin Vollmer von der Empa. Diese Werte verglichen die Forschenden mit den von den einzelnen Staaten offiziell gemeldeten Produktionszahlen dieser ozonzerstörenden Chemikalien – eine solche Meldung an das UN-Umweltprogramm UNEP ist im Montreal-Protokoll vorgeschrieben. „Anhand der Lebensdauer dieser Gase können wir berechnen, wie stark sie eigentlich abnehmen müssten. Tun sie das nicht, muss es weiterhin Emissionen geben“, sagt Vollmer.
Es zeigte sich: Entgegen den Erwartungen sind die Emissionen der ozonabbauenden Substanzen global nicht zurückgegangen, sondern gestiegen. „Feedstock-Chemikalien werden heute bei der Produktion, beim Transport sowie bei der Weiterverarbeitung in erhöhtem Maß freigesetzt und auch die derzeit produzierten Mengen sind deutlich größer als man vor 30 Jahren annahm“, berichtet Reimann. Konkret ergaben die Analysen: „Die globale Produktion von Feedstock-Chemikalien hat allein zwischen 2000 und 2024 um 163 Prozent zugenommen“, berichten die Forschenden. Ursache dafür ist zum einen die Nutzung dieser ozonabbauenden Halogenverbindungen bei der Herstellung von Kältemitteln wie Hydrofluorkohlenwasserstoffen (HFKW) und Hydrofluorolefinen (HFO). Dazu kommt der stark gestiegene Einsatz der Chemikalien in der Polymer-Industrie – etwa für die Herstellung von Fluorpolymeren wie Teflon (PTFE) oder Polyvinylidenfluorid (PVDF), einem wichtigen Material in Lithium Ionen Batterien von Elektroautos.
Immer mehr Emissionen – mit Folgen für Ozonschicht und Klima
„Die Feedstock-Mengen nehmen nicht ab, sondern wachsen zumindest in den kommenden Jahren weiter“, sagt Reimann. Parallel dazu werden immer mehr dieser ozonabbauenden Substanzen in die Atmosphäre freigesetzt – beispielsweise durch Leckagen oder ungenügende Abgasreinigung in Produktionsanlagen. Dies betrifft vor allem Tetrachlorkohlenstoff (CCl4, aber auch Trichlorethan CH3CCl3), Cryofluoran (CFC-114a) und Trichlor-Trifluorethan (CFC-113a). Von diesen Substanzen gelangen jeweils rund drei bis vier Prozent der Produktionsmenge in die Atmosphäre, wie Reimann und seine Kollegen ermittelten. 1980 lag der emittierte Anteil noch bei 0,5 Prozent. Nach Angaben der Forschenden legen Messdaten zudem nahe, dass der Trend auch in Zukunft eher nach oben als nach unten geht. Was das für die langfristige Entwicklung der Ozonschicht bis zum Jahr 2100 bedeuten könnte, haben Reimann und sein Team mithilfe einer Modellsimulation für verschiedene Zukunftsszenarien ermittelt. Sie verglichen dabei die ursprünglich auf Basis abnehmender Emissionen prognostizierte Erholung der Ozonschicht bis zum Jahr 2066 mit einem Szenario auf Basis der heute gemessenen Emissionen.
Die Simulationen ergaben: Bleiben die Feedstock‑Emissionen auf dem heutigen Niveau, verschiebt sich die Erholung der Ozonschicht um rund sieben Jahre nach hinten. Die stratosphärische Ozonschicht würde sich demnach erst um das Jahr 2073 vollständig erholen. Je nach Modell könnte die Verzögerung aber auch bis zu elf Jahre betragen. Doch das ist noch nicht alles: „Diese Stoffe sind nicht nur ozonabbauend, sondern auch stark klimaschädlich“, erklärt Reimann. Denn die halogenhaltigen Verbindungen wirken als starke Treibhausgase. Hält ihre Freisetzung an, könnten diese Emissionen bis 2050 rund 300 Millionen Tonnen CO₂‑Äquivalente pro Jahr ausmachen. „Dies entspricht rund 0,8 Prozent der globalen anthropogenen CO2-Emissionen im Jahr 2024“, schreiben die Forschenden. Ihrer Ansicht nach ist es daher ratsam, die Produktion und Freisetzung von ozonschädlichen Feedstock-Chemikalien stärker zu regulieren. „Das Montreal‑Protokoll war erfolgreich, weil Wissenschaft, Politik und Industrie eng zusammengearbeitet haben. Eine solche Zusammenarbeit ist auch heute wieder entscheidend, um neue Herausforderungen anzugehen“, sagt Reimann.
Quelle: Stefan Reimann (Empa – Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt, Dübendorf) et al., Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-026-70533-w
