Böden als Kohlenstoffsenke: Klimaschutz von unten

Böden können gigantische Mengen Kohlenstoff speichern. Wissenschaftler wollen das nutzen, um CO₂-Emissionen wieder aus der Atmosphäre zu holen.

»Negativen Emissionen« sind wahrscheinlich unverzichtbar, um die Erderwärmung unter 1,5 bis 2 Grad zu halten

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Mongkol Nitirojsakul / EyeEm / Getty Images

Das Amazonasbecken war vor der Ankunft europäischer Eroberer recht dicht besiedelt, mehrere Millionen Menschen lebten in der Region. Dabei sind die Böden dort sehr karg. Wie wurden die Menschen also satt?

Eine Antwort fanden Wissenschaftler in Bodenproben. Damit wiesen sie nach, dass die indigenen Ureinwohner organische Rückstände, etwa pflanzliche und tierische Überreste, im Boden vergruben, statt sie verrotten zu lassen. So erhöhten sie seinen Kohlenstoffgehalt. Das verbesserte die Fruchtbarkeit der Erde.

Mit dem Klimawandel könnte dieses Verfahren nun eine Renaissance erleben. Jedoch weniger, um Ernteerträge zu erhöhen – sondern vor allem, weil sich damit CO₂ dauerhaft aus der Atmosphäre entfernen lässt.

Pflanzen binden CO₂ – bis sie verrotten

Sogenannte »negative Emissionen« sind wahrscheinlich unverzichtbar, um die Erderwärmung unter 1,5 bis 2 Grad zu halten. Denn manche Prozesse, vor allem in der Industrie und der Landwirtschaft, lassen sich wohl nicht vollständig dekarbonisieren. Um das auszugleichen, muss der Atmosphäre im Gegenzug CO₂ entzogen werden.

Das tun Pflanzen: Sie nehmen Kohlendioxid aus der Luft auf, um daraus mithilfe von Wasser und Sonnenenergie Biomasse zu bilden. Das Treibhausgas wird so als Kohlenstoff in den Pflanzenteilen gebunden. Verrottet oder verbrennt die Biomasse, gelangt das aufgenommene CO₂ allerdings wieder zurück in die Atmosphäre.

Kohlenstoffspeicher mit gigantischer Kapazität

Ein internationales Forscherteam um den Bodenwissenschaftler Wulf Amelung von der Universität Bonn schlägt nun vor, in großem Stil Biomasse unter die Erde zu bringen. Damit wollen sie den enthaltenen Kohlenstoff dort dauerhaft speichern.

»Weltweit gesehen haben die Böden genug Potenzial, so viel zusätzlichen Kohlenstoff aufzunehmen, dass sich damit ein Drittel der heutigen menschengemachten CO₂-Emissionen rückgängig machen ließe«, sagt Amelung.

Schon heute ist der Erdboden ein gigantischer Kohlenstoffspeicher. Laut dem auf Land-, Forst- und Fischwirtschaft spezialisierten Thünen-Institut enthalten die Böden rund viermal so viel Kohlenstoff wie die oberirdische Vegeta­tion und mehr als doppelt so viel wie die Atmosphäre.

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Und dieser Speicher ist bislang nur zu einem Bruchteil gefüllt. »Es gibt zwar einen theoretischen Sättigungsgrad für die Aufnahme von Kohlenstoff. Im Ackerland werden wir diesen Punkt aber in der Regel nicht erreichen«, sagt Amelung.

Wurzeln bringen Kohlenstoff in den Boden

Das Problem bei all dem ist allerdings: Mikroorganismen sorgen dafür, dass ein großer Teil des Kohlenstoffs aus dem Boden im Laufe der Zeit wieder als Kohlendioxid in die Atmosphäre entweicht. »Weniger als fünf Prozent des eingebrachten Kohlenstoffs bleiben dort wirklich dauerhaft gebunden«, sagt die Bodenwissenschaftlerin Ingrid Kögel-Knabner von der TU München. Mit zunehmender Erderwärmung sinkt diese Quote noch. Allerdings gilt der Wert unabhängig davon, wie viel Kohlenstoff in die Erde eingebracht wird.

Um den Kohlenstoffgehalt im Boden nachhaltig zu steigern, müssen daher laufend große Mengen an Biomasse eingebracht werden. Wie soll das geschehen?

»Wichtigster Hebel ist, den Kohlenstoff-Input über mehr Aufwuchs zu steigern, vor allem über Zwischenfrüchte und höhere Erträge. Dazu ist gezielte Düngung, das Kalken saurer Böden oder auch Bewässerung notwendig«, sagt Amelung. Das sorge für eine stärkere Durchwurzelung. »Über die Wurzeln gelangt sehr viel Kohlenstoff in den Boden«, erläutert der Wissenschaftler.

Sinnvoll sind diese Maßnahmen vor allem dort, wo der Kohlenstoffgehalt der Böden vergleichsweise gering ist, etwa in den Tropen und Subtropen.

Sie verbessern zugleich die Bodenfruchtbarkeit, da sie den Gehalt an nährstoffreichen Humus steigern. Damit kann der Boden zugleich auch mehr Wasser speichern. Zudem wirkt der Zuwachs an organischem Material im Boden der Erosion entgegen.

Handel mit Kohlenstoff-Zertifikaten

In Deutschland dagegen sind die Böden in der Regel vergleichsweise fruchtbar. Daher fehlt es Landwirten an einem Anreiz, den Kohlenstoffgehalt ihrer Erde aktiv zu steigern. Einige Start-ups wollen daher mit einem privaten Emissionshandel heimische Bauern locken, mehr Biomasse in den Boden zu bringen. Dabei erhalten sie pro nachweislich eingebrachter Tonne Kohlenstoff ein Zertifikat. Das wird dann an Unternehmen verkauft, die ihre CO₂-Emissionen senken wollen.

In Österreich ist dieses System bereits etabliert. So nutzen etwa die lokalen Töchter von Aldi und Lidl oder der Biolebensmittel-Hersteller Sonnentor solche Zertifikate, um einen Teil des eigenen Kohlendioxid-Ausstoßes zu kompensieren.

Kögel-Knabner sieht das Modell allerdings mit einiger Skepsis. »Zertifikate sind aus Klimaschutz-Sicht nur dann sinnvoll, wenn sie bewirken, dass zusätzlich Kohlenstoff in den Boden gelangt. Wird die Biomasse nur umverteilt, bewirkt das nichts.« Viel wichtiger seien staatliche Prämien und eine gute fachliche Beratung der Landwirte.