Forschungen des Imperial College London haben Grenzen dafür gefunden, wie schnell wir die Technologie zur Speicherung von Gigatonnen Kohlendioxid unter der Erdoberfläche weiterentwickeln können.
Aktuelle internationale Szenarien zur Begrenzung der globalen Erwärmung auf weniger als 1,5 Grad bis zum Ende des Jahrhunderts basieren auf Technologien, die Kohlendioxid (CO2) schneller aus der Erdatmosphäre entfernen, als der Mensch es freisetzt. Dies bedeutet, dass bis 2050 jährlich 1–30 Gigatonnen CO2 entfernt werden müssen.
Schätzungen zur Geschwindigkeit, mit der diese Technologien eingesetzt werden können, waren jedoch bisher höchst spekulativ. Nun zeigen die Ergebnisse einer neuen Studie unter der Leitung von Forschern des Imperial College London, dass die bisherigen Prognosen bei der derzeitigen Wachstumsrate wahrscheinlich nicht umsetzbar sind.
Die Studie kam zu dem Ergebnis, dass es bis 2050 möglich sein könnte, jährlich bis zu 16 Gigatonnen CO2 unterirdisch zu speichern. Um dieses Ziel zu erreichen, wäre jedoch in den kommenden Jahrzehnten eine enorme Steigerung der Speicherkapazität und -größe erforderlich, was angesichts des derzeitigen Tempos der Investitionen, Entwicklungen und Bereitstellungen nicht zu erwarten ist.
Angesichts des Ziels der britischen Regierung, Großbritannien als Supermacht für saubere Energie zu positionieren und die Investitionen in die Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid zu erhöhen, unterstreicht die Studie, wie wichtig es ist, ehrgeizige Initiativen mit realistischen Zielen hinsichtlich der Geschwindigkeit zu verbinden, mit der CO2 sicher unter der Erde gespeichert werden kann.
Die Ergebnisse sind veröffentlicht in Naturkommunikation.
Realistische Ziele
Das Team der Fakultät für Geowissenschaften und Ingenieurwesen des Imperial College London erstellte Modelle, die zeigen, wie schnell Kohlenstoffspeichersysteme entwickelt und eingesetzt werden können, wobei die Verfügbarkeit geeigneter geologischer Gegebenheiten sowie technische und wirtschaftliche Wachstumsbeschränkungen berücksichtigt werden.
Die Ergebnisse legen zwar nahe, dass eine massive Reduzierung der CO2-Emissionen möglich ist. Sie deuten jedoch auch darauf hin, dass der Weg dorthin und der Beitrag der Schlüsselregionen von den Prognosen aktueller Modelle, darunter auch der Berichte des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen (IPCC), abweichen könnten.
Der Hauptautor Yuting Zhang vom Institut für Geowissenschaften und Ingenieurwissenschaften des Imperial College sagte: „Bei diesen Prognosen spielen viele Faktoren eine Rolle, darunter die Geschwindigkeit, mit der die Reservoirs gefüllt werden können, sowie andere geologische, geografische, wirtschaftliche, technologische und politische Aspekte. Genauere Modelle wie die von uns entwickelten werden uns jedoch helfen zu verstehen, wie sich Unsicherheiten hinsichtlich der Speicherkapazität, Schwankungen der institutionellen Kapazitäten in den Regionen und Entwicklungsbeschränkungen auf die Klimapläne und -ziele der politischen Entscheidungsträger auswirken könnten.“
Co-Autor Dr. Samuel Krevor, ebenfalls vom Department of Earth Science and Engineering des Imperial College, sagte: „Obwohl es technisch möglich ist, zwischen 6 und 16 Gigatonnen CO2 pro Jahr zu speichern, um den Klimawandel zu bekämpfen, sind diese hohen Prognosen viel unsicherer als niedrigere. Das liegt daran, dass es keine bestehenden Pläne von Regierungen oder internationalen Abkommen gibt, die ein derart groß angelegtes Unterfangen unterstützen.
„Man darf jedoch nicht vergessen, dass 5 Gigatonnen Kohlenstoff, die in die Erde gelangen, immer noch einen großen Beitrag zur Eindämmung des Klimawandels darstellen. Unsere Modelle bieten die Werkzeuge, um aktuelle Prognosen mit realistischen Zielen zu aktualisieren, wie und wo die Kohlenstoffspeicherung in den nächsten Jahrzehnten entwickelt werden sollte.“
Bestehende Prognosen sind wahrscheinlich nicht umsetzbar
Bei ihrer Analyse stellten die Forscher fest, dass der IPCC Ergebnisse aus integrierten Bewertungsmodellen (IAMs) einbezog – Werkzeuge, die verschiedene Informationsquellen kombinieren, um vorherzusagen, wie sich Kohlenstoffspeichermethoden auf unser Klima und unsere Wirtschaft auswirken können –, die oft überschätzen, wie viel CO2 unter der Erde gespeichert werden kann.
Die Analyse deutet insbesondere darauf hin, dass die Prognosen aus IPCC-Berichten für asiatische Länder, darunter China, Indonesien und Südkorea, wo die derzeitige Entwicklung gering ist, von unrealistischen Einsatzraten ausgehen – was bedeutet, dass die bestehenden Prognosen unwahrscheinlich und unzuverlässig sind.
Co-Autor Professor Christopher Jackson, ebenfalls vom Department für Geowissenschaften und Ingenieurwesen des Imperial College, sagte: „Obwohl integrierte Bewertungsmodelle eine wichtige Rolle bei der Entscheidungsfindung der Klimapolitiker spielen, erscheinen einige ihrer Annahmen hinsichtlich der unterirdischen Speicherung großer Mengen Kohlenstoff unrealistisch.“
Globaler Maßstab
Die Berechnungen des Teams legen nahe, dass ein realistischerer globaler Richtwert im Bereich von 5–6 Gigatonnen Speicherkapazität pro Jahr bis 2050 liegt. Diese Schätzung deckt sich mit der Art und Weise, wie bestehende, ähnliche Technologien im Laufe der Zeit ausgebaut wurden.
Ihr Modellierungsansatz verwendet Wachstumsmuster, die in realen Daten aus verschiedenen Branchen, darunter Bergbau und erneuerbare Energien, beobachtet wurden. Indem er untersucht, wie diese Branchen in der Vergangenheit gewachsen sind, und die vorhandenen Mengen an gespeichertem CO2 mit einem flexiblen Rahmen kombiniert, um verschiedene Szenarien zu untersuchen, bietet der neue Ansatz eine zuverlässige Möglichkeit, umsetzbare, langfristige Prognosen für die unterirdische CO2-Speicherung zu erstellen und könnte ein wertvolles Instrument für politische Entscheidungsträger sein.
Dr. Krevor sagte: „Unsere Studie ist die erste, die Wachstumsmuster etablierter Industrien auf die CO2-Speicherung anwendet. Bestehende Vorhersagen basieren auf spekulativen Annahmen, aber durch die Verwendung historischer Daten und Trends aus anderen Sektoren innerhalb der Branche bietet unser neues Modell einen realistischeren und praktischeren Ansatz für die Vorhersage, wie schnell die Kohlenstoffspeicherung ausgeweitet werden kann – und hilft uns, erreichbarere Ziele zu setzen.“
Weitere Informationen:
Die Machbarkeit einer CO2-Speicherung im Gigatonnen-Maßstab bis Mitte des Jahrhunderts, Naturkommunikation (2024). Vorabdruck: www.researchsquare.com/article/rs-4011559/v1