Um die Welt vor den schlimmsten Verwüstungen des Klimawandels zu retten, reicht es nicht mehr aus, die Kohlenstoffverschmutzung zu reduzieren – CO2 muss auch aus der Atmosphäre gesaugt und vergraben werden, heißt es voraussichtlich am Montag in einem wegweisenden UN-Bericht.
Wenn die Menschheit vor 20 Jahren begonnen hätte, die Treibhausgasemissionen zu drosseln, hätte uns eine jährliche Reduzierung um zwei Prozent bis 2030 auf den richtigen Weg gebracht. Anspruchsvoll, aber machbar.
Stattdessen kletterten die Emissionen um weitere 20 Prozent auf über 40 Milliarden Tonnen CO2 im Jahr 2021.
Dies bedeutet, dass ein abrupter Rückgang der Emissionen um sechs oder sieben Prozent pro Jahr erforderlich ist, um nicht das Ziel des Pariser Klimaabkommens zu verletzen, die globale Erwärmung auf „deutlich unter“ zwei Grad Celsius gegenüber dem vorindustriellen Niveau zu begrenzen.
Unter der sichereren angestrebten Schwelle von 1,5 °C zu bleiben, würde einen noch steileren Rückgang bedeuten.
Um dies ins rechte Licht zu rücken: Der schmerzhafte Stillstand der Weltwirtschaft im Jahr 2020 aufgrund von COVID führte zu einem Rückgang der CO2-Emissionen um „nur“ 5,6 Prozent.
Daher wird die Notwendigkeit der Entfernung von Kohlendioxid (CDR) oder „negativer Emissionen“ wahrscheinlich im Bericht des Zwischenstaatlichen Ausschusses der Vereinten Nationen für Klimaänderungen (IPCC) eine herausragende Rolle spielen.
Selbst unter den aggressivsten Szenarien zur CO2-Reduktion müssen bis 2050 jedes Jahr mehrere Milliarden Tonnen CO2 aus der Atmosphäre extrahiert werden, und bis 2100 insgesamt Hunderte Milliarden Tonnen.
Bis heute ist die CO2-Entfernung jedoch bei weitem nicht in der Nähe dieser Werte. Die größte Direct Air Capture-Anlage der Welt entfernt in einem Jahr, was die Menschheit in drei oder vier Sekunden ausstößt.
Es gibt mindestens ein Dutzend CDR-Techniken mit unterschiedlichen Potenzialen und Kosten.
Bioenergie nutzen
Die meisten der Hunderte von Modellen, die einen Spielplan für eine lebenswerte Zukunft entwerfen, behalten eine wichtige Rolle für eine Lösung für negative Emissionen namens BECCS oder Bioenergie mit Kohlenstoffabscheidung und -speicherung.
Kurz gesagt, das ist das Rezept: Bäume anbauen, sie zu Energie verbrennen und das CO2 unterirdisch vergraben, zum Beispiel in einem verlassenen Bergwerksschacht.
Aber was auf dem Papier (oder in sogenannten integrierten Bewertungsmodellen) funktioniert, hat sich in der Realität nicht verwirklicht.
Eine der wenigen kommerziellen BECCS-Anlagen der Welt in Großbritannien wurde letztes Jahr aus dem S&P Clean Energy Index gestrichen, weil sie die Nachhaltigkeitskriterien nicht erfüllte.
„Ich sehe keinen BECCS-Boom“, sagt Oliver Geden, Senior Fellow am Deutschen Institut für Internationale Politik und Sicherheit und Experte für CDR.
Bäume pflanzen
Die Wiederherstellung von Wäldern und das Pflanzen von Bäumen, die während ihres Wachstums CO2 absorbieren und speichern, spielen ebenfalls eine wichtige Rolle in Entwicklungsszenarien, die Netto-Null-Emissionen erreichen, sei es im Jahr 2050 oder später.
Viele Unternehmen, einschließlich Unternehmen für fossile Brennstoffe, verlassen sich stark auf CO2-Ausgleichsprogramme, die auf Aufforstung basieren, um die anhaltende CO2-Verschmutzung auszugleichen.
Aber die Menge an Land, die benötigt wird, um den CO2-Ausstoß durch das Pflanzen von Bäumen ernsthaft zu senken – bis zu doppelt so groß wie Indien – könnte mit anderen Prioritäten wie dem Anbau von Nahrungsmitteln und Biokraftstoffpflanzen kollidieren.
Auch die Biodiversität könnte leiden, insbesondere in Savannen, die zu Monokultur-Baumfarmen umgewandelt werden.
Neu gepflanzte Wälder könnten auch Opfer von Waldbränden werden, die durch steigende Temperaturen häufiger und intensiver werden und zur Freisetzung ihres gesamten gespeicherten CO2 führen.
‚DACCS‘
Eine der jüngsten CDR-Technologien ist auch eine der heißesten: direkte CO2-Abscheidung und -Speicherung aus der Luft.
Mit Variationen ist DACCS ein chemischer Prozess, der Kohlendioxid direkt aus der Atmosphäre extrahiert, es in eine feste Form umwandelt oder unterirdisch einschließt.
Da CO2 in der Luft so spärlich ist – einige hundert Teile pro Million – ist es ein sehr energieintensiver und teurer Prozess.
DACCS hat von einer Welle der Unterstützung durch Unternehmen profitiert.
Im vergangenen Jahr hat Elon Musk, CEO von Tesla, den X-Prize in Höhe von 100 Millionen US-Dollar für eine innovative CO2-Entfernungstechnologie ins Leben gerufen, und der Gründer von Breakthrough Energy, Bill Gates, hat eine Unternehmenspartnerschaft vorgestellt, um deren Entwicklung voranzutreiben.
Wie schnell und zu welchen Kosten es skaliert werden kann, bleibt offen.
Verbesserte Verwitterung
Verstärkte Verwitterung beinhaltet den Abbau und die Zerkleinerung von Gestein, das reich an Mineralien ist, die auf natürliche Weise CO2 absorbieren, und deren anschließende Verteilung über Land oder Meer.
Es zielt darauf ab, einen Prozess, der sich normalerweise in geologischen Zeitskalen von Zehntausenden von Jahren abspielt, erheblich zu beschleunigen.
Silikatgesteine mit Mineralien, die reich an Kalzium und Magnesium sind, denen jedoch Metallionen wie Nickel und Chrom fehlen, sind der beste Rohstoff für diese Aufgabe.
Aber auch hier ist unklar, ob die verstärkte Verwitterung ausreichend skaliert werden kann und zu welchem Preis.
Ozeanbasierte Methoden
Die Ozeane nehmen bereits mehr als 30 Prozent der Kohlenstoffemissionen der Menschheit auf, und Wissenschaftler experimentieren mit Möglichkeiten, diese Kapazität zu steigern.
Ein Ansatz besteht darin, die Alkalinität im Meer zu verbessern, entweder durch direkte Zugabe natürlicher oder synthetischer alkalischer Mineralien oder durch elektrochemische Verarbeitung von Meerwasser.
Ein anderer Ansatz, der als Ozeandüngung bekannt ist, erhöht die Dichte von winzigem Phytoplankton, das wie Pflanzen an Land durch Photosynthese organischen Kohlenstoff produziert und bindet. Die Zugabe von Stickstoff oder Eisen stimuliert das Wachstum von Phytoplankton.
Zu den Hauptbedenken gehören hier unbeabsichtigte Folgen für Ökosysteme.
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