CO2-Einlagerung So wollen Forscher die Erde kühlen

Die Menschheit kommt beim Klimaschutz kaum voran, Forscher halten die gezielte CO2-Entnahme aus der Atmosphäre für kaum noch vermeidbar. Doch wie realistisch sind ihre Vorschläge?
Von Christopher Schrader
Trockenheit im Frühjahr (hier: ein Feld in Brandenburg im April)

Trockenheit im Frühjahr (hier: ein Feld in Brandenburg im April)

Foto: Patrick Pleul/ dpa

Sechs Piktogramme sind es, Himmel und Erde gibt es darauf zu sehen, Wolken, Fische und Spaten und jedes Mal einen blauen Pfeil, in dem "CO2" steht. Er zeigt aus der Luft in die Bäume oder den Boden; offenbar soll das Treibhausgas Kohlendioxid aus der Atmosphäre irgendwohin verschoben werden, wo es keinen Schaden anrichtet. Sieht ganz einfach aus. Wer könnte etwas dagegen haben?

Die Piktogramme (siehe unten) stammen vom Mercator-Institut für globale Gemeingüter und Klimawandel (MCC) in Berlin. Sie übersetzen den Inhalt einer großen, dreiteiligen wissenschaftlichen Überblicksstudie von Forschern des Hauses in ein grafisches, verspieltes Format. Es geht um die Frage, ob die Menschheit in Zukunft CO2 aus der Atmosphäre entnehmen kann, sollte oder muss, um den Klimawandel zu bremsen.

Foto: MCC

Für solche Verfahren, bei denen das Kohlendioxid in Bäumen, Mineralien oder dem Boden gespeichert werden soll, hat sich der Ausdruck "Negative Emissionen" (NETs) eingebürgert. Sie gehören zum Spektrum der Methoden des Geoengineering, dessen Verfechter die Erde künstlich kühlen wollen.

Pariser Klimaziele noch zu schaffen?

Praktisch alle Ausblicke in die Zukunft - die "Szenarien" genannten Modellrechnungen der Klimaforscher - nutzen solche Verfahren der CO2-Entnahme intensiv, weil sich in der Klimapolitik wenig bewegt. Besonders, wenn sie Wege aufzeigen wollen, wie man die Erwärmung wirklich wie im Pariser Vertrag vereinbart auf 1,5 Grad Celsius gegenüber der vorindustriellen Zeit begrenzen kann. Die Pressestelle des MCC nennt Eingriffe in die Atmosphäre inzwischen "unvermeidbar".

"Unvermeidbar", das ist ein starkes Wort. Nach einigem Zögern und längerer Vorrede wiederholt es auch Sabine Fuss, Wissenschaftlerin am MCC, die an dem dreiteiligen Überblick in der Fachzeitschrift "Environmental Research Letters" federführend beteiligt war. "Bisher gab es nur Szenarien, die praktisch nicht ohne NETs auskamen. Ließ man die Verfahren in der Berechnung weg, wurde es wirklich eng, besonders wenn der Klimaschutz bis 2030 verzögert wurde."

Erst in den vergangenen Wochen hätten einige Kollegen Berechnungen veröffentlicht, die sehr schnelle und weitreichende Veränderungen auch im Verhalten der Weltbevölkerung einplanten und so die CO2-Entnahme aus der Atmosphäre auf einen Bruchteil reduzieren konnten. "Aber das ist sehr ambitioniert und muss sofort passieren. Davon sehen wir nichts, darum würde ich NETs auch 'unvermeidbar' nennen."

Das bekannteste Verfahren unter den Eingriffen in die Atmosphäre ist ein Dreischritt mit Namen BECCS. Erst pflanzt man Bäume, die beim Wachstum CO2 binden. Dann erntet man sie ab und verbrennt sie zur Stromerzeugung. Und dabei schließlich fängt man das entstehende Kohlendioxid ab und verpresst es zum Beispiel in Salzwasseradern unter der Erde.

Technische Anlage saugen das Klimagas aus der Luft

Inzwischen kennen die Forscher aber noch weitere Methoden: Das Treibhausgas kann auch mittels halbverbrannter Holzkohle im Boden versenkt ("Biochar") oder von feingemahlenen Mineralien in einem chemischen Prozess gebunden werden ("enhanced weathering").

Außerdem gibt es erste technische Anlagen, um das Klimagas aus der Luft zu saugen ("Direct Air Capture"). Jedes dieser Verfahren hat seine eigenen Gefahren und Nebenwirkungen.

Sechs solcher Methoden hat das internationale Forscherteam anhand Hunderter wissenschaftlicher Aufsätze untersucht. "Fast alle besitzen ein signifikantes Potential, auf nachhaltige Weise CO2 aus der Atmosphäre zu entnehmen", sagt Sabine Fuss.

Techniken zur CO2-Entfernung aus der Atmosphäre

Einige von ihnen könnten nach bisherigem wissenschaftlichen Stand, so die Übersichtsarbeit, gegen Mitte des Jahrhunderts jährlich bis zu fünf Milliarden Tonnen Kohlendioxid binden. Nötig wäre den vorliegenden Szenarien zufolge eine Entnahme von vielleicht 15 Milliarden Tonnen CO2 pro Jahr am Ende des Jahrhunderts. Das entspricht fast der Hälfte der Menge, die zurzeit aus Kraftwerkschloten und Auspuffen freigesetzt wird.

"Das klingt nach reiner Fantasie"

"Das Beste wäre vermutlich, wenn man ein Portfolio aus kleinen Mengen von verschiedenen Verfahren zusammenstellt. Man kann dann auch regional und zeitlich differenzieren, was man wann und wo einsetzt", erklärt die Berliner Forscherin. Erste Modellrechnungen kombinierten bereits drei oder vier der Verfahren.

Allerdings funktioniere das nicht wie am Salatbüfett, warnt Fuss, weil die einzelnen NETs zum Teil um Ressourcen wie Land konkurrieren. Was angesichts solcher Wechselwirkungen das Beste sei, müssten erst noch mehr Kollegen in neuen Szenarien durchspielen.

Eine solche Modellrechnung, die aber auf die CO2-Entnahme verzichtet, haben niederländische Forscher um Detlef van Vuuren von der Umweltagentur PBL vor fünf Wochen in "Nature Climate Change" veröffentlicht.

Sie setzt starke Veränderungen in der Gesellschaft voraus: Schon ab 2020 gilt eine sehr ehrgeizige Klimapolitik, die für alle Regionen und Industriezweige eine hohe Abgabe auf den Ausstoß von Treibhausgasen erhebt. Das Energiesparen und der Einsatz von Elektroautos und Stromheizungen werden forciert, das globale Bevölkerungswachstum erheblich gebremst, und die Menschen fangen an, mehr Bahn zu fahren und weniger Fleisch zu essen. Und ab 2050 gibt es dann sowieso nur noch künstliches Fleisch.

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Foto: DPA/ USAF

"Das klingt nach reiner Fantasie", sagt Lili Fuhr, die bei der Heinrich-Böll-Stiftung in Berlin die Forschung zum Geoengineering kritisch verfolgt. "Und auch wenn diese Szenarien in sich viele Probleme bergen, sind sie letztlich realistischer und vor allem weniger riskant als die Szenarien zur CO2-Entnahme."

Natürliche Senken stärken

Das Wort "unvermeidbar" würde sie daher für die oft großindustriell geplanten NETs keinesfalls verwenden, zumal sie an deren vermeintlicher Wirksamkeit ohnehin zweifelt. Zunächst einmal müsse die Welt die natürlichen Senken für Kohlendioxid erhalten und stärken.

Dieser Ansatz wird in der Forschung "Natural Climate Solutions" (NCS) genannt. Es geht darum, Moore und Wälder zu erhalten oder wieder in einen naturnahen Zustand zu bringen.

Außerdem kann die Landwirtschaft den Boden so bearbeiten, dass er mehr Kohlenstoff speichert als bisher.


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"Für all das fehlen vor allem der politische Wille und die Durchsetzungsmacht", ist Fuhr überzeugt. "Ein wirksamer Klimaschutz ist jetzt sehr eilig. Je länger wir damit warten, desto mehr Menschen werden dem Glauben aufsitzen, dass wir NETs brauchen. Wirkungsvoller werden die Verfahren dadurch aber nicht."

Das würde die MCC-Forscherin Sabine Fuss anders ausdrücken, auch wenn sie vielleicht die leise Hoffnung teilt, ihr Forschungsgegenstand werde sich als überflüssig erweisen. "Je länger wir mit dem Klimaschutz warten, desto mehr machen wir uns von der Entnahme von CO2 aus der Atmosphäre abhängig."