Tägliche globale CO2-Emissionen von 1970 bis 2024

Warum es wichtig ist, Kohlenstoff Tag für Tag zu verfolgen

Wenn Hitzewellen, Kälteeinbrüche oder plötzliche Krisen wie Stromausfälle auftreten, kann sich unser Energieverbrauch – und damit das bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe freigesetzte Kohlendioxid – binnen weniger Tage verändern. Die meisten globalen Kohlenstoffzahlen werden jedoch nur einmal jährlich oder höchstens monatlich berichtet und verdecken derartige rasche Schwankungen. Diese Studie hebt den Vorhang, indem sie tägliche CO2-Emissionen aus fossilen Brennstoffen für die Welt und wichtige Regionen von 1970 bis 2024 rekonstruieren und Forschern sowie Entscheidungsträgern ein deutlich schärferes Bild davon geben, wie menschliche Aktivitäten und Wetter die Erwärmungsgase des Planeten formen.

Ein langer Tagesdatensatz einer sich verändernden Welt

Die Autorinnen und Autoren stellten sich eine grundlegende, bisher nicht auflösbare Frage: Wie viel CO2 emittiert die Menschheit an jedem einzelnen Tag, und wie hat sich dieses Muster über mehr als 50 Jahre verändert? Bestehende internationale Datenbanken von Institutionen wie der Internationalen Energieagentur und EDGAR liefern verlässliche Jahres- oder Monatswerte, sind aber zu grob, um kurzlebige Ereignisse wie eine zweiwöchige Hitzewelle oder den plötzlichen Reiseeinbruch während der COVID‑19-Lockdowns einzufangen. Um diese Lücke zu schließen, erstellte das Team einen täglichen Emissionsdatensatz für vier Hauptsektoren – Stromerzeugung, Industrie, Wohnenergie und Verkehr zu Land und in der Luft – für 14 zentrale Länder und Regionen, die zusammen den Großteil der fossilen CO2‑Emissionen der Welt repräsentieren.

Aktivitätsindikatoren in tägliche Kohlenstoffbilanzen umwandeln

Für die jüngste Periode von 2019 bis 2024 stützten sich die Forschenden auf eine große Menge an „nahezu in Echtzeit“ verfügbaren Aktivitätsdaten: Stromerzeugungsdaten von Übertragungsnetzbetreibern, Staudaten und Verkehrsbelastungswerte für Hunderte von Städten, Indizes der Industrieproduktion, Flugstrecken aus Luftfahrt-Trackern sowie Gasverbrauchs- oder temperaturbasierte Heizindikatoren. Diese täglichen bzw. annähernd täglichen Messwerte dienen als Fingerabdrücke dafür, wie viel Brennstoff in Kraftwerken, Fabriken, Fahrzeugen und Haushalten verbrannt wird. Mithilfe standardisierter Emissionsbilanzierung – Aktivität multipliziert mit treibstoffspezifischen Emissionsfaktoren – übersetzten sie diese Fingerabdrücke in detaillierte tägliche CO2‑Schätzungen für jedes Land und jeden Sektor.

Modelle lehren, die Vergangenheit nachzuspielen

Solch reichhaltige Daten sind für die 1970er-Jahre jedoch nicht vorhanden. Um frühere Jahrzehnte zu rekonstruieren, trainierte das Team maschinelle Lernmodelle auf dem jüngeren täglichen Datensatz. Die Modelle lernten, wie Emissionen in den Sektoren Strom, Industrie und Verkehr auf Wetterveränderungen (Temperatur, Sonnenschein, Bewölkung und Wind) und auf Kalendermuster wie Wochentage, Wochenenden und Feiertage reagieren. Anstatt rohe Emissionen vorherzusagen, konzentrierten sich die Modelle darauf, wie jeder Tag von dem Monatsmittel abweicht, was Verzerrungen durch langfristige Veränderungen im Energiesystem vermeidet. Für die Wohnungsenergie, die eng mit Heizbedarf verknüpft ist, verwendeten die Autorinnen und Autoren einen einfacheren Ansatz auf Basis der "Heizgradtage", einer Maßzahl dafür, wie kalt es für Menschen empfunden wird, gewichtet nach Wohnort.

Klimasystem, Menschen und tägliche Emissionen verknüpfen

Die rekonstruierten täglichen Schwankungen wurden anschließend mit EDGARs Monatswerten von 1970 bis 2018 kombiniert, wodurch ein kontinuierlicher globaler Datensatz bis 2024 entstand. Das Datenset löst auf, wie Emissionen nicht nur zwischen Jahren, sondern auch über Tage und Wochen steigen und fallen, und es erfasst das Verhalten verschiedener Sektoren: den ruhigen Puls der Kraftwerke, die verkehrsbedingten Wochenspitzten und die saisonalen Anstiege durch Heizen und Kühlen. Zur Überprüfung der Zuverlässigkeit verglichen die Autorinnen und Autoren ihre Ergebnisse mit zwei weit verbreiteten Zeitprofilen (TIMES und EDGARs eigenen Tagesprofilen). Über Länder und Sektoren hinweg wiesen ihre Tagesreihen starke Übereinstimmung auf, erfassten jedoch realistischere tägliche Schwankungen dank beobachteter Aktivitätsdaten und Wetterinformationen. Sie quantifizierten zudem Unsicherheiten und fanden, dass die täglichen globalen Emissionen für die jüngeren Jahre typischerweise auf etwa ±7 % genau sind und für die frühere Periode, in der Quellendaten weniger detailliert sind, innerhalb von rund einem Drittel liegen.

Ein schärferes Werkzeug zum Verständnis von Kohlenstoffschocks

Für Nicht‑Spezialisten ist das wichtigste Ergebnis eine neue „Hochgeschwindigkeitskamera“ für den Kohlenstoffkreislauf. Anstelle eines jährlichen Schnappschusses können Forschende nun untersuchen, wie Emissionen auf bestimmte Hitzewellen, Kälteeinbrüche, Feiertage, Lockdowns oder Energiekrisen reagieren und das menschliche Signal von natürlichen Veränderungen an Land und in den Ozeanen trennen. Das kann wiederum atmosphärische Modelle verbessern, die CO2 in der Luft nachverfolgen, und bei der Bewertung von Politiken helfen, die darauf abzielen, das Klima zu stabilisieren. Obwohl weiterhin Unsicherheiten bestehen – besonders bei älteren Daten und in Regionen, in denen Biomasse und fossile Brennstoffe vermischt vorkommen – stellt dieser lange tägliche Datensatz einen bedeutenden Schritt dar, um zu verstehen, wie unsere Energiegewohnheiten und das Wetter in Echtzeit gemeinsam die Treibhausgasemissionen antreiben.

Zitation: Li, T., Wang, L., Qiu, Z. et al. Global daily CO₂ emissions from 1970 to 2024. Sci Data 13, 605 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-026-06621-9

Schlüsselwörter: tägliche CO2-Emissionen, Klimadaten, Energieverbrauch, extreme Temperaturen, CO2-Überwachung