Damit Deutschland bis 2045 klimaneutral wird, müssen die CO2-Emissionen zunächst drastisch und dauerhaft reduziert werden. Allerdings können CDR-Maßnahmen allein die großen Mengen an CO2, die in Deutschland ausgestoßen werden, nicht beseitigen. Es wird davon ausgegangen, dass sie nur ca. 5–15 % der aktuellen Emissionen.
Doch wie effektiv und effizient sind die verschiedenen möglichen Maßnahmen? Welche Hürden gibt es bei der Umsetzung? Wie hoch sind die Kosten? Wie umweltfreundlich sind sie?
Diesen und weiteren Fragen ging das Forschungsteam in seiner aktuellen Studie nach und analysierte die Machbarkeit von 14 CDR-Maßnahmen, die in Deutschland umgesetzt werden könnten. Zu den Maßnahmen zählen Direct Air Carbon Capture and Storage (DACCS) und Bioenergie mit Carbon Capture and Storage (BECCS) sowie Maßnahmen zur Steigerung der Kohlenstoffaufnahme durch Ökosysteme.
Für ihre Untersuchungen nutzten die Forscher einen Bewertungsrahmen, den sie in einer früheren Studie gemeinsam entwickelt hatten. Bewertet werden sechs verschiedene Dimensionen: ökologisch, technologisch, ökonomisch, sozial, institutionell und systemisch.
„Für eine gute und vergleichbare Beurteilung der Machbarkeit unter Berücksichtigung der Risiken und Chancen unterschiedlicher CDR-Maßnahmen müssen verschiedene Aspekte berücksichtigt werden. Da diese nicht einfach zu überblicken und zu vergleichen sind, wollten wir sie mit unserem beleuchten.“ Studie“, sagt Dr. Malgorzata Borchers vom UFZ und Co-Erstautorin der Studie zusammen mit Dr. Johannes Förster und Dr. Nadine Mengis.
Im Rahmen von Workshops in multidisziplinären Teams der Helmholtz-Klimainitiative floss die Expertise von 28 Co-Autoren in die Studie ein. „Damit stand uns ein unglaublich großer Fundus an Expertenwissen zur Verfügung. Dadurch konnten wir den aktuellen Wissensstand zu den in unserer Studie analysierten CDR-Methoden einschätzen“, sagt Mengis.
Ihre Ergebnisse haben die Forscher in einer übersichtlichen Bewertungsmatrix anhand eines Ampel-Farbsystems dargestellt. Rot bedeutet, dass die Hürden für die Einführung einer CDR-Maßnahme in einem bestimmten Bereich (z. B. ökologisch oder ökonomisch) hoch sind. Gelb bedeutet, dass sie mittel sind, und Grün bedeutet, dass sie niedrig sind.
Die Studienergebnisse zeigen, dass zu den CDR-Maßnahmen mit den geringsten technologischen Hürden vor allem ökosystembasierte Maßnahmen wie die Wiederherstellung von Seegraswiesen, der Anbau von Zwischenfrüchten in der Landwirtschaft, die Wiedervernässung von Torfmooren und die Wiederaufforstung degradierter Flächen gehören.
„Ökosystembasierte Maßnahmen werden bereits jetzt eingesetzt, um insbesondere Emissionen zu vermeiden. Sie tragen auch dazu bei, Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu entfernen. Das Potenzial dieser Maßnahmen ist jedoch begrenzt, da Deutschland flächenmäßig sehr begrenzt ist und wir dies nicht können.“ Moore wieder vernässen oder große Flächen auf unbestimmte Zeit aufforsten“, sagt Förster.
„Trotzdem sollten wir versuchen, diese Synergien zu nutzen. Um das Klimaziel zu erreichen, wird es notwendig sein, verschiedene CDR-Maßnahmen in einem Portfolio von Klimaschutzmaßnahmen zu bündeln.“
Bei Maßnahmen mit höherem CO2-Entfernungspotenzial wie BECCS ist die Ampelfarbe in der Bewertungsmatrix in vielen Bereichen rot. „Bei technologischen CDR-Maßnahmen sind insbesondere die wirtschaftlichen und institutionellen Hürden noch recht hoch“, sagt Prof. Daniela Thrän, die am UFZ die Abteilung Bioenergie leitet.
„Da es regionale Unterschiede in der Machbarkeit und dem Potenzial dieser CDR-Maßnahmen gibt, sind wir der Ansicht, dass mehr praktische Erfahrungen auf regionaler und lokaler Ebene erforderlich sind, um besser zu verstehen, wie die Technologien weiterentwickelt und als Teil lokaler Wertschöpfungsketten etabliert werden können.“ .“
In der Bewertungsmatrix gibt es außerdem weiße Flecken, die darauf hinweisen, dass derzeit keine Daten verfügbar sind. „Dies gilt insbesondere für die sozialen Bewertungsaspekte der CDR-Maßnahmen. Weitere Forschung ist dringend erforderlich. Beispielsweise darüber, wie Kosten und Nachteile von CDR-Maßnahmen gerecht auf die Gesellschaft verteilt werden könnten und wie ihre Umsetzung gesamtgesellschaftlich von Nutzen wäre.“ „, sagt Mengis.
Die Wissenschaftler hoffen, dass ihre Machbarkeitsstudie für mögliche CDR-Maßnahmen in Deutschland Entscheidungsträgern helfen kann, die komplexen Informationen besser zu verstehen und einzuordnen. Nur so können die Weichen für die Erreichung des Klimaziels 2045 richtig gestellt werden.
Mehr Informationen:
Malgorzata Borchers et al, Eine umfassende Bewertung der Möglichkeiten zur Kohlendioxidentfernung für Deutschland, Die Zukunft der Erde (2024). DOI: 10.1029/2023EF003986