Elisabeth Gilmore vergleicht die dringende Notwendigkeit der Welt, Alternativen zu finden, um überschüssiges Kohlendioxid aus der Luft zu entfernen, mit dem Bankguthaben einer Familie, das durch einen Einkaufsbummel erschöpft ist.
Während das Kohlenstoffbudget der Welt nicht völlig überzogen ist, sagte Gilmore, Gastprofessor an der Rutgers University und außerordentlicher Professor an der kanadischen Carleton University, „sind wir wirklich, wirklich nah dran.“
Die Welt ist auf dem besten Weg, das von den Staats- und Regierungschefs der Welt 2015 in Paris festgelegte CO2-Budget zu überschreiten. Jetzt kann sich die Welt nicht mehr nur auf die Senkung der Emissionen verlassen, um den Kohlendioxidüberschuss zu senken und katastrophale Folgen zu vermeiden, schloss der Zwischenstaatliche Ausschuss der Vereinten Nationen für Klimaänderungen in einer Reihe von Berichten über das vergangene Jahr.
Glücklicherweise hob der April-Bericht des Klimagremiums eine Reihe von Strategien zur Entfernung von überschüssigem Kohlenstoff hervor, die auf der ganzen Welt verwendet oder untersucht werden. Einige sind so natürlich wie das Pflanzen von mehr Bäumen. Andere verlassen sich auf modernste Maschinentechnologien, um beispielsweise Kohlendioxid aus der Luft zu saugen.
„Wirklich großartige Innovationen passieren“, sagte Angela Anderson, Direktorin für industrielle Innovation und CO2-Entfernung beim World Resources Institute.
Angesichts der in dem Bericht aufgezeigten Möglichkeiten hoffen die Forscher auf einen potenziellen Weg, um den Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur auf nicht mehr als 1,5 Grad Celsius zu begrenzen und das weltweite CO2-Budget zur Vermeidung von Katastrophen einzuhalten.
„Indem wir die Entfernung von Kohlendioxid sorgfältig nutzen, können wir uns etwas mehr Zeit und Raum verschaffen“, sagte Gilmore, ein Autor des im Februar veröffentlichten Berichts des Gremiums.
Doch während die Entfernung von Kohlenstoff notwendig sein könnte, um zu verhindern, dass die Welt weiterhin steigende Temperaturen und all ihre schädlichen Auswirkungen sieht, könnte die Strategie ein Risiko darstellen, wenn sie als „Ablenkung von der eigentlichen Aufgabe dient – dem Ausstieg aus fossilen Brennstoffen“, sagte Michael Mann, Klimatologe an der Penn State University und Autor von „The New Climate War“.
Mann hat seine eigene Analogie, um die Beziehung der Welt zu Kohlenstoffemissionen zu beschreiben, und stellt fest, dass die Entfernung von Kohlenstoff „einfach nicht in dem Umfang erfolgen kann, der erforderlich ist, um unsere Kohlenstoffemissionen erheblich zu senken, solange wir von fossilen Brennstoffen abhängig bleiben“. Dies zu versuchen, sagte er, wäre wie der Versuch, das Wasser aus einem sinkenden Boot mit einem Pappbecher zu leeren, bevor man das Loch im Boden verstopft.
Aber egal, ob das Ziel darin besteht, das Boot oder die Finanzen der Familie zu retten, die Welt muss an einer ganzen Reihe von Alternativen zusammenarbeiten, um zu versuchen, ihre Temperaturziele einzuhalten, sagte Ben Wilinsky, Direktor für Partnerschaften und Innovation bei der Arbor Day Foundation . Die gemeinnützige Organisation unterstützt Wiederaufforstungsprojekte in Dutzenden von Ländern.
„Die Realität des Klimawandels“, sagte er, „ist, wenn es eine Lösung oder einen Ansatz gäbe, wären wir von Anfang an nicht in diesem Problem.“
Während die Forschung weitergeht, hier ein Blick auf die Ergebnisse des Klimagremiums zu den Alternativen zur Kohlenstoffentfernung, mit zusätzlichen Informationen von Microsoft und dem World Resources Institute:
Bäume pflanzen, Wälder wiederherstellen, Waldbewirtschaftung verbessern
Menschen haben Bäume gepflanzt, lange bevor ihre Vorteile bei der Speicherung von Kohlenstoff verstanden wurden. „Jeder versteht das Pflanzen von Bäumen und jeder liebt es“, sagte Wilinsky von der Arbor Day Foundation.
Vorteile: Diese Methoden verbessern die Biodiversität; Bereitstellung von Arbeitsplätzen und erneuerbaren Holzprodukten; Zyklus Nährstoffe; und widerstandsfähigere Systeme schaffen.
Nachteile: Wälder müssen aktiv bewirtschaftet werden, um die Kohlenstoffspeicherung zu schützen. Waldbrände, die durch das sich bereits erwärmende Klima angeheizt werden, könnten Bäume zerstören und ihren Kohlenstoff in die Atmosphäre freisetzen. Auch invasive Insekten und Wirbelstürme richten verheerende Schäden an Bäumen an und machen ihre Kohlenstoffentfernung rückgängig. Wenn die Bepflanzung nicht auf abgeholzte Gebiete ausgerichtet ist, könnte dies bedeuten, dass Land für die Nahrungsmittelproduktion verloren geht.
Biokohle: Holzkohle, die durch Verbrennen natürlicher Materialien entsteht
Durch das Verbrennen organischer Materialien, wie sie beispielsweise aus durchforsteten Wäldern und landwirtschaftlichen Abfällen gewonnen werden, in einer sauerstoffarmen Umgebung entsteht eine Art Holzkohle, die als Bodenzusatz oder Dünger verwendet werden kann. In einem Bericht für den Bundesstaat Kalifornien kam das Lawrence Livermore National Laboratory zu dem Schluss, dass die auf Biomasse basierende Kohlenstoffentfernung angesichts ihrer Kosten und Kapazität das größte Potenzial in den nächsten zehn Jahren hat.
Vorteile: Erhöhte Ernteerträge; reduzierte Nicht-Kohlendioxid-Emissionen aus dem Boden; Dürreresistenz.
Nachteile: Feine Partikel, die durch das Verbrennen freigesetzt oder durch Wind oder Wasser aus dem Boden erodiert werden, könnten gesundheitliche Bedenken hervorrufen oder einen Teil der Kohlenstoffentfernung zunichte machen. Wenn die verwendeten Materialien nicht nachhaltig geerntet werden, könnte die Biodiversität leiden.
Direkte Luftabscheidung mit Kohlenstoffspeicherung
Auf der einfachsten Ebene saugt eine Maschine Kohlendioxid aus der Luft, spaltet es und speichert den Kohlenstoff entweder tief unter der Erde oder in Materialien, die eine Langzeitspeicherung ermöglichen, wie z. B. Beton. Neunzehn Anlagen sind bereits weltweit in Betrieb, und Occidental Petroleum Corp. hat Pläne zum Bau der weltweit größten im Südwesten der USA angekündigt. In diesem Monat gab das US-Energieministerium bekannt, dass es der University of Illinois, dem Battelle Memorial Institute und zwei weiteren 14 Millionen US-Dollar zur Verfügung stellen wird Organisationen für Entwurfsstudien für zusätzliche Direct-Air-Capture-Projekte.
Vorteile: Microsoft erklärte in einem öffentlichen Bericht über seine eigenen Bemühungen, dass die direkte Luftabscheidung Kohlenstoff für Tausende von Jahren halten könnte, ohne das gleiche Risiko einer versehentlichen Freisetzung einiger der naturbasierten Lösungen. Einige Designs produzieren Wasser.
Nachteile: Erhöhter Energie- und Wasserverbrauch. Microsoft stellte auch fest, dass die Technologien immer noch „sehr knapp und für viele Unternehmen unerschwinglich sind und Hunderte bis Tausende von Dollar pro Tonne kosten“.
Bioenergie mit Kohlenstoffabscheidung und -speicherung
In einer anderen diskutierten Idee werden organische Materialien, wie solche, die beim Beschneiden und Ausdünnen von Bäumen gesammelt werden oder bei der Lebensmittelproduktion übrig bleiben, für Energie oder Brennstoff verbrannt, während Kohlenstoff eingefangen und gespeichert wird.
Vorteile: Diese Methode kann weniger Luftschadstoffe erzeugen als die offene Verbrennung oder die Produktion fossiler Brennstoffe und liefert gleichzeitig Energie. Modelle zeigen Vorteile der Verwendung von Resten aus der Ernte, um das Einkommen der Landwirte zu erhöhen, und haben das Potenzial, die Biodiversität zu verbessern.
Nachteile: Im großen Maßstab könnte es viel zusätzlichen Land- und Wasserverbrauch erfordern, um Pflanzen anzubauen. Nicht nachhaltiges Ernten von Materialien könnte zu einem Verlust der biologischen Vielfalt führen.
Kohlenstoffbindung im Boden
Diese Methode ist eine von mehreren, die das Potenzial der Landwirtschaft zur Entfernung und Speicherung von Kohlenstoff veranschaulichen. Der Boden enthält von Natur aus Kohlenstoff. Diese Alternativen, die sich noch in der Entwicklung befinden, verlassen sich auf den Schutz landwirtschaftlicher Böden, um Kohlenstoff zu speichern, und suchen nach Wegen, die Fähigkeit des Bodens zu verbessern, mehr Kohlenstoff zu speichern, wie z. B. das Pflanzen von mehrjährigen Pflanzen.
Vorteile: Verbesserte Bodenqualität, Widerstandsfähigkeit und landwirtschaftliche Produktivität.
Nachteile: Besteht das Risiko erhöhter Stickoxidemissionen aufgrund der höheren Freisetzung von organischem Stickstoff und Kohlenstoff, wenn der Boden wieder aktiver bearbeitet wird.
Wiederherstellung von Torf- und Küstenfeuchtgebieten
Feuchtgebiete wie Küstensümpfe und Moore speichern große Mengen an Kohlenstoff. Ihre Erhaltung, ihr Schutz und ihre Wiederherstellung könnten eine weitere natürliche Alternative darstellen.
Vorteile: Verbessert die lokale Beschäftigung; erhöht die Produktivität der Fischerei; verbessert die Biodiversität und die Kohlenstoffspeicherung im Boden sowie die Filterung von Nährstoffen.
Nachteile: Kohlenstoff könnte während Dürren oder anderen Störungen an die Atmosphäre verloren gehen. Während hydratisierte Feuchtgebiete mehr Kohlenstoff speichern, setzen sie mehr Methan frei, ein weiteres Treibhausgas.
„Blauer Kohlenstoff“ in Seegraswiesen, Mangroven, Salzwiesen
Küstenfeuchtgebiete wie Seegraswiesen, Mangroven und Salzwiesen gelten als Ökosysteme mit „blauem Kohlenstoff“, da sie Kohlendioxid einfangen und den Kohlenstoff in den Boden transportieren, wo er gespeichert werden kann. Die Erhaltung und Wiederherstellung dieser Arten von Feuchtgebieten könnte die Speicherkapazitäten verbessern.
Nutzen: Der Schutz dieser Feuchtgebiete trägt zum Küstenschutz vor Erosion und steigendem Meeresspiegel bei und erhöht gleichzeitig die Biodiversität. Es kann auch die Versauerung der oberen Ozeane reduzieren, die auftritt, wenn sich Kohlendioxid im Meerwasser auflöst, wodurch es für Korallen und andere Meeresorganismen schwieriger wird, ihre Schalen und Skelette zu bilden.
Nachteile: Degradierte oder verlorene Feuchtgebiete setzen den größten Teil ihres gespeicherten Kohlenstoffs wieder in die Atmosphäre frei. Risiko der Ansammlung von Schadstoffen in Sedimenten und dort lebenden Organismen. Die Kohlenstoffspeicherung könnte durch Bemühungen, Land für andere Zwecke zurückzugewinnen, zunichte gemacht werden.
Verbesserte Verwitterung
Gesteinsverwitterung tritt auf, wenn Kohlendioxid Gestein zersetzt und im Boden eingeschlossen wird. Bei der verbesserten Verwitterung werden mineralreiche Gesteine pulverisiert und auf Böden oder in Meeres- und Küstenumgebungen verteilt, um chemische Reaktionen zu fördern, die das Kohlendioxid einfangen. Das Klimagremium berichtete, dass dieser Vorschlag noch nicht in großem Maßstab demonstriert wurde.
Vorteile: Pflanzen wachsen besser in Erde, die mit Kohlenstoff angereichert ist. Der Prozess reduziert auch die Erosion und den pH-Wert des Bodens, was im Allgemeinen das Pflanzenwachstum verbessert.
Nachteile: Der Abbau des erforderlichen Gesteins und der entstehende Staub beim Verteilen des zerkleinerten Gesteins auf dem Boden könnten schädliche Auswirkungen haben.
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