Geo-Engineering

CO2 raus!

Im Kampf gegen den Klimawandel reicht es nicht, den CO2-Ausstoß auf null zu bringen. Laut dem Weltklimarat muss der Atmosphäre zusätzlich in großem Stil CO2 entzogen werden. Solche Geo-Engineering-Technologien existieren bereits – doch einige bergen Risiken.

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    Climworks arbeitet daran, CO2 aus der Luft zu filtern. Die Anlage funktioniert bereits, doch sloche Climate-Engineering-Technologien sind umstritten.

    Die Klima-Ingenieure: Christoph Gebald (links) und Jan Wurzbacher, Chefs des Schweizer Unternehmens Climeworks, haben einen CO2-Staubsauger entwickelt.

    Von Volker Kühn

    Wenn die Erderwärmung auf unter zwei Grad begrenzt werden soll, müssen die globalen CO2-Emissionen drastisch sinken. Doch stattdessen steigen sie: Noch nie hat die Menschheit so viel Treibhausgase freigesetzt wie im vergangenen Jahr.

    Weil allen Klimakonferenzen zum Trotz eine Trendwende kaum absehbar ist, setzen Forscher ihre Hoffnung daher auf Geo-Engineering (auch Climate Engineering), also die auf gezielte Manipulation des Erdklimas mithilfe von Technik. Im Wesentlichen existieren dabei zwei Ansätze:

    ● die Entfernung von CO2 aus der Atmosphäre durch künstliche oder natürliche Filter und
    ● die Reduzierung der auf die Erde einwirkenden Sonnenstrahlung.

    Zu beiden Ansätze haben Ingenieure und Wissenschaftler verschiedene Methoden entwickelt. Zum Teil werden sie bereits eingesetzt, wenn auch in geringem Umfang. Der Weltklimarat IPCC geht in seinen verschiedenen Modellberechnungen zur Entwicklung des Klimas davon aus, dass die Menschheit im Kampf gegen die Erderhitzung auf Geo-Engineering nicht verzichten kann.

    Im „Sonderbericht 1,5 °C globale Erwärmung“ von 2018 heißt es dazu: „Alle Pfade, welche die globale Erwärmung auf 1,5 Grad Celsius begrenzen, projizieren die Nutzung von Kohlendioxidentnahme (Carbon Dioxide Removal, CDR) in einer Größenordnung von 100 bis 1000 Gigatonnen CO2 im Verlauf des 21. Jahrhunderts.

    Doch diese CDR-Methoden sind oft extrem aufwendig und teuer und bringen aus Sicht ihrer Kritiker zum Teil gravierende Nebenwirkungen mit sich. EnergieWinde stellt die bekanntesten Geo-Engineering-Technologien mit ihren Chancen und Risiken vor.

    Wälter sind effiziente CO2-Speicher, Aufforstungen können den Klimawandel daher tendenziell bremsen. Doch um das gesamte CO2 aus fossilen Brennstoffen aufzunehmen, wären gewaltige Flächen nötig.
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    CO2 in Wäldern binden

    Wie wichtig Wälder als CO2-Speicher sind, zeigen aktuell die Buschfeuer in Australien: Sie haben laut der Nasa seit August so viel CO2 freigesetzt, wie die Wirtschaft des Kontinents in einem halben Jahr verursacht. Theoretisch könnten Aufforstungen also durchaus einen Beitrag gegen den Treibhauseffekt leisten. Doch das Potenzial ist begrenzt: Um im Großmaßstab CO2 in Wäldern zu binden, wären gewaltige Flächen nötig, die nicht mehr anderweitig genutzt werden könnten. Hinzu kämen weitere Nachteile wie die Kosten für die Bewässerung.

    Climworks arbeitet daran, CO2 aus der Luft zu filtern. Die Anlage funktioniert bereits, doch sloche Climate-Engineering-Technologien sind umstritten.
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    CO2 aus der Luft filtern

    2019 hat die Menschheit 37 Milliarden Tonnen CO2 freigesetzt. Dagegen wirken die 900 Tonnen, die das Unternehmen Climeworks mithilfe von 18 mannshohen Ventilatoren in der Schweiz aus der Atmosphäre gefiltert hat, geradezu lächerlich. Doch immerhin haben die Entwickler Christoph Gebald (links) und Jan Wurzbacher mit ihrer Anlage im Grundsatz bewiesen, dass die Technologie funktioniert. Allerdings ist sie zurzeit mit einem Preis von rund 500 Euro je Tonne CO2 noch sehr teuer. Zudem verbraucht sie viel Energie.

    Geo-Engineering in der Stahlproduktion: CO2 wird mithilfe von CCS (Carbon Capture and Storage) aufgefangen und sicher gespeichert.
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    CO2 in der Industrie auffangen

    Rund 40 Prozent des globalen CO2-Ausstoßes fallen bei der Herstellung von Stahl, Zement, chemischen Stoffen und anderen Industrieprozessen an. Zum Teil sind die Emissionen auch dann nicht zu vermeiden, wenn die zur Produktion nötige Energie komplett regenerativ gewonnen wird. Diese Branchen sind daher auf CO2-Filter angewiesen, um klimaneutral zu werden. In verschiedenen Projekten wird das Gas entweder unterirdisch gespeichert (CCS), in Gestein gebunden oder zur Herstellung von Kraftstoffen (BECCS) oder anderen Produkten (CCU) verwendet.

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    CO2 im Meer speichern

    Nicht die Regenwälder sind die größten nachwachsenden CO2-Speicher – sondern Meerespflanzen wie Algen, Seegras und Plankton. Allein pflanzliches Plankton erbringt die Hälfte der weltweiten Fotosyntheseleistung. Manche Forscher wollen das ausnutzen, indem sie die Ozeane mit Eisensulfatpartikeln düngen, um das Planktonwachstum anzuregen. Nach dem Absterben der Pflanzen könnte das CO2 allerdings schnell wieder in die Atmosphäre gelangen. Zudem sind die Nebeneffekte einer Meeresdüngung nicht ausreichend erforscht.

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    Aerosole in der Atmosphäre ausbringen

    Ein entscheidender Faktor für die Temperatur auf der Erde ist das Sonnenlicht. Das zeigen Vulkanausbrüche wie der des Tambora 1815: Die damals in die Atmosphäre gelangte Asche legte sich wie ein Schleier um den Planeten, reflektierte das Licht und kühlte ihn so über mehrere Jahre ab. Einen ähnlichen Effekt könnten per Flugzeug in der Atmosphäre verteilte Sulfatpartikel (Aerosole) erzeugen. Doch bislang ist weder klar, wie das technisch im Großmaßstab umzusetzen wäre, noch was die Folgen etwa für das Pflanzenwachstum wären.

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    Spiegel im All installieren

    Bei einer Reflektion der Sonneneinstrahlung setzen auch weitere Ideen an, etwa die Erzeugung von Wolken durch das Versprühen von Salzwasser über den Meeren – wofür allerdings Tausende von Schiffen nötig wären. Eine große Wirkung könnten auch Milliarden kleiner Spiegel oder Linsen haben, die in eine stabile Umlaufbahn um die Erde gebracht werden. Die nur wenige Gramm schweren Kunststoffscheiben würden das Sonnenlicht zurückwerfen, bevor es überhaupt auf die Atmosphäre trifft. Realistisch erscheint aber auch diese Idee bislang nicht.

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