Klimaschutz-Konzept: Künstliche Bäume sollen CO2 aus der Luft filtern

Der Erde drohen durch den Klimawandel dramatische Konsequenzen, sollten sich die düsteren Prognosen bewahrheiten, die Geoforscher zuletzt im Juni veröffentlichten. Das beim G-8-Treffen in L'Aquila vereinbarte Zwei-Grad-Ziel sei kaum mehr zu schaffen, erklärten die Experten, darunter der Londoner Umweltökonom Nicolas Stern und der Direktor des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK), Joachim Schellnhuber.

Vor diesem Hintergrund ist es nur logisch, dass sich Wissenschaftler immer stärker mit Geo-Engineering beschäftigen - also gezielten menschlichen Eingriffen in den Energiehaushalt der Atmosphäre. Die britische Institution of Mechanical Engineers hat jetzt eine Studie veröffentlicht, in der Forscher verschiedene Varianten diskutieren.

Das wohl spektakulärste Konzept darin sind künstliche Bäume - eine Idee, die schon seit Jahren unter anderem von Klaus Lackner von der University of Columbia in New York propagiert wird. Ein Team vom Rutherford Appleton Laboratory in Oxfordshire schlägt vor, die Anlagen beispielsweise am Rand von Autobahnen, um Städte herum oder im Meer aufzubauen (siehe Fotostrecke oben). Leicht modifiziert, könnten sie auch als Werbeflächen dienen. Die zur CO2-Abscheidung nötige Energie könnten Windkrafträder liefern, die in unmittelbarer Nähe zu den künstlichen Bäumen stehen.

Zehn Tonnen CO2 pro Tag

Bei dem auch "Air Capture" genannten Verfahren wird die Luft über flüssige Chemikalien wie Natriumhydroxid gepustet. Das Natriumhydroxid reagiert dabei mit dem Kohlendioxid, und es entsteht eine Natriumkarbonat-Lösung. Zu der wird dann gebrannter Kalk (Kalziumoxid) gegeben, so dass sich fester Kalkstein (Kalziumkarbonat) bildet. Durch Erhitzen des Kalksteins lässt sich das gebundene CO2 später wieder freisetzen und kann unterirdisch, beispielsweise in stillgelegten Bergbaustollen, gelagert werden. Diese CCS-Technik (Carbon Capture and Storage) soll auch in CO2-neutralen Kohlekraftwerken zum Einsatz kommen.

Air-Capture-Anlagen funktionieren als geschlossene Kreislaufsysteme ohne Zugabe von Chemikalien. Aus dem Kalkstein wird nach dem Erhitzen gebrannter Kalk, nach Zugabe von Natriumkarbonat wieder Kalkstein und so weiter. Einzig das bei dem Prozess freigesetzte CO2 muss abtransportiert werden, beispielsweise über Pipelines.

Ein künstlicher Baum soll nach Angaben der britischen Forscher etwa 20.000 Dollar kosten und könnte zehn Tonnen CO2 pro Tag absorbieren. Ein durchschnittlicher natürlicher Baum bindet dagegen laut unterschiedlichen Schätzungen nur zwischen 60 und 100 Gramm pro Tag. Eine Buche bindet in ihrer gesamten Lebenszeit von 120 Jahren auf nur etwa 3,5 Tonnen CO2. In ganz Großbritannien müssten 100.000 künstliche Bäume aufgestellt werden, um sämtliches CO2 aufzufangen, das vom Verkehr der Insel stamme. Die Gesamtkosten pro eingefangener Tonne CO2 sollen bei 100 Dollar liegen, schreiben Benjamin Drumm und seine Kollegen vom Rutherford Appleton Laboratory.

Elmar Kriegler vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) warnt jedoch davor, das Potential künstlicher Bäume zu überschätzen. "Air Capture wird auch immer wieder als Wunderwaffe gegen den Klimawandel bezeichnet", sagt er im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE. Dafür sei die Technik aber viel zu kostspielig, was simple physikalische Gründe habe. Das CO2 in der Atmosphäre habe nur eine geringe Konzentration. Entsprechend aufwendig sei es, das Klimagas aus der Luft herauszuholen. Es sei viel billiger, CO2 in einem Kohlekraftwerk aufzufangen. Bei CCS-Kraftwerken wird derzeit mit Preisen von 20 bis 30 Dollar pro Tonne abgeschiedenem CO2 kalkuliert - und nicht mit 100 Dollar oder mehr wie bei Air Capture.

"Eine Art Versicherung"

Air Capture ist teuer, kann sich aber trotzdem lohnen, meint Kriegler. Er hat die Wirtschaftlichkeit der Technik in verschiedenen Szenarien untersucht und ist zu dem Schluss gekommen, dass sie interessant wird, sobald die Kosten unter 100 Dollar pro Tonne CO2 sinken. Mit der Methode ließen sich dann Emissionen kompensieren, deren Vermeidung selbst noch deutlich teurer wäre. "Allerdings wird Air Capture auch dann nur ein Baustein sein - und nicht etwa dominieren", erklärt der Klimaforscher.

Air Capture hat allerdings einen wichtigen Vorteil: Man kann damit sogar Emissionen aus der Vergangenheit rückgängig machen. Dies ist bei Kraftwerken mit CCS-Technologie oder auch mit regenerativen Energien nicht möglich. "Air Capture ist auch eine Art Versicherung", sagt Kriegler. Man könne Emissionen nachträglich kompensieren, zum Beispiel weil zu einen früheren Zeitpunkt Technologien zur CO2-Vermeidung nicht im ausreichenden Maße verfügbar waren oder weil die internationale Politik sich nicht schnell genug auf umfassende Klimaschutzmaßnahmen einigen konnte.

Sowohl die britischen Forscher als auch Kriegler warnen jedoch ausdrücklich davor, wegen künftig denkbarem Geo-Engineering beim Klimaschutz heute kürzer zu treten. Neben Air Capture haben Forscher auch ein Dimmen der Atmosphäre etwa mit Schwefelpartikeln oder ein Aufhellen von Wolken über dem Meer vorgeschlagen. Das Ziel in beiden Fällen: die Reflexion von Sonnenstrahlen zurück ins All erhöhen und so die Atmosphäre abkühlen. Um das gleiche Prinzip geht es auch bei weiß angestrichenen Häuserdächern - ein Vorschlag, den jüngst der US-Energieminister Chu machte und der auch in der aktuellen britischen Studie auftaucht.

Für die Forscher ist Geo-Engineering in erster Linie eine Chance, Zeit zu gewinnen. Zeit, die benötigt wird, um sinnvoll auf die Herausforderung des Klimawandels reagieren zu können - und um die Erderwärmung und die Folgen von Geo-Engineering weiter zu erforschen. Denn viele Fragen sind nach wie vor nicht endgültig geklärt, etwa die nach der Bedeutung der Aerosole und nach dem Einfluss der Sonne.