CO₂ aus der Atmosphäre holen: Ein Ampelsystem für den Vergleich von Maßnahmen

Nicht nur Effizienz, Wirksamkeit und Reife: Die vorgestellte Ampel berücksichtigt auch Auswirkungen auf Gesellschaft, Umwelt und Wirtschaft.

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Klimwandel, Kohlendioxid, Abgase, Abgas, CO2

(Bild: heise online / anw)

Von
  • Hanns-J. Neubert

Ohne aktive Entfernung von Kohlenstoffdioxid (CO₂) aus der Atmosphäre wird es wohl nicht gehen, stellte der Internationale Klimarat IPCC bereits 2014 klar. Auch deshalb, weil die Menschheit sonst am Ende des Jahrhunderts in einer 2,4- bis 2,9-Grad Welt leben würde, wenn die reichen Staaten nicht zu ehrgeizigeren Treibhausgas-Reduktionen bereit sind, wie der Climate Action Tracker berechnete.

Denn von CO₂-Minderung ist noch immer keine Spur in Sicht. Im vergangenen April überstieg die CO₂-Konzentration an den Mauna Loa Messstationen auf Hawaii erstmals den Wert von 420 ppm (CO₂-Moleküle pro Million). 2015 waren es noch knapp über 400 ppm, Ende des 19. Jahrhunderts 280 ppm. Die magische 1,5-Grad-Grenze, über die sich die Erde gemäß dem Pariser Klimaabkommen besser nicht erwärmen sollte, könnte nach Angaben der Weltorganisation für Meteorologie WMO schon in einem der nächsten fünf Jahre zum ersten Mal überschritten werden.

Es wird also zunehmend enger, wenn die Menschheit die nächste Schwelle, die Zwei-Grad-Grenze, noch etwas weiter in die Zukunft hinausschieben will. Doch leider sind viele Maßnahmen und technische Lösungen für eine direkte Entfernung von CO₂ aus der Atmosphäre (Carbon Dioxid Removal, CDR) noch gar nicht richtig bilanziert oder einsatzbereit.

Experten sind sich nach wie vor uneins darüber, welche Maßnahmen dazu denn die effektivsten sein könnten. Für einige liegt die Lösung im Erhalt und der Aufforstung von Wäldern, andere treten für die Abscheidung und Speicherung von CO₂ aus Bioenergieanlagen ein (BECCS), wieder andere propagieren Techniken, die CO₂ direkt aus der Luft zu filtern, um es im Untergrund eine Zeit lang zu speichern (CCS). Auch Steinmehl, aufgebracht auf großen Flächen, soll CO₂ binden, genauso wie mehr Humus im Ackerboden.

Die bisherigen Abwägungen verschiedener CDR-Maßnahmen sind sehr lückenhaft und berücksichtigen kaum deren zahlreiche Rand- und Nebenwirkungen.

Um die verschiedenen CDR-Maßnahmen besser vergleichen zu können, hat eine Wissenschaftlergruppe vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung, vom GEOMAR-Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung und vom Deutschen Biomasseforschungszentrum jetzt aber offenbar eine Lösung gefunden. Sie entwickelte ein Ampelsystem, mit dessen Hilfe sich diese Methoden vergleichen lassen. Veröffentlicht ist es im Magazin Frontiers in Climate.

"Das Tool hat das Ziel, Entscheidungsträgerinnen und Entscheidungsträger über Chancen und Herausforderungen verschiedener CDR-Maßnahmen zu informieren und somit Vor- und Nachteile von CO₂-Entnahme-Maßnahmen besser abzuwägen", sagt Johannes Förster, der Lead-Autor der Publikation. Denn in der Realität haben CDR-Maßnahmen vielfältige Auswirkungen auf Gesellschaft, Umwelt und Wirtschaft, nicht zu vergessen die Effizienz, die Klimawirksamkeit und die technische Reife. Alle diese Dimensionen berücksichtigt die Ampel. "Ist ein Indikator grün, stellt er wahrscheinlich keine Hürde für eine Maßnahme dar, ist er rot, dann schon", erklärt Förster. Die Ampel verdeutlicht, wo welche Hindernisse bei der Einführung zu erwarten sind, aber auch, wo der Klimanutzen besonders groß ist. Dennoch soll sie Entscheidungen nur unterstützen, nicht abnehmen.

Erfordert eine CDR-Maßnahme einen hohen Flächenbedarf, beispielsweise für den Anbau von Biomasse zur Verbrennung und Abscheidung von CO₂, dann hat dies auch direkte Auswirkungen auf Biodiversität, Böden und Wasserhaushalt. Andererseits haben technische CO₂-Sauger einen hohen Energiebedarf. Nicht zuletzt deswegen arbeitet die größte CO₂-Abscheidungsanlage der Welt auf Island, wo sie den überreichlichen Strom aus Vulkanhitze und Wasserkraft nutzen kann.

Orca - Islands großer CO2-Filter (6 Bilder)

Das schweizerische Start-up Climeworks nahm im September 2021 in Island die größte kommerzielle Anlage in Betrieb, mit der Kohlendioxid abgeschieden und gespeichert werden kann.
(Bild: Kristján Maack)

Die Ampel hat fünf Farben: Rot, wenn einem Vorhaben große Hindernisse im Weg stehen, Orange für Technologien, deren Nutzen unsicher, wahrscheinlich aber eher problematisch sind. Gelb steht für mittelschwere Hürden, die sich vielleicht noch überwinden lassen, wohingegen Hellgrün für Ansätze steht, die sich wahrscheinlich als günstig erweisen. Grünes Licht gibt es schließlich für alle die Vorhaben, die sich nach gründlicher Prüfung problemlos umsetzen lassen und dabei den größten Klimaschutzeffekt haben.

Wie schwierig es ist, ohne einen ganzen Katalog an Kriterien den Nutzen von CDR-Maßnahmen einzuschätzen, zeigt eine Arbeit von Forschern aus Singapur und den USA, die bei deutschen Experten auf Kritik stieß.

Darin kommen die Forscher nämlich zu dem alarmistischen Schluss, dass BECCS und Wälder zwar ähnlich effektiv CO₂ aus der Atmosphäre filtern. Allerdings würden bei ersterem bis zum Jahrhundertende in weiten Teilen der USA 130 Millionen Menschen unter extremem Wassermangel leiden.

Abgesehen davon, dass sich die Ergebnisse nicht auf Deutschland oder Europa übertragen lassen, kritisiert Florian Zabel vom Department für Geographie der Ludwig-Maximilians-Universität München, dass beispielsweise Folgen für die Biodiversität oder die Nahrungsmittelproduktion gar nicht berücksichtigt wurden. Das einzig Positive sei die Erkenntnis, "dass großflächige Landnutzungsänderungen enorme Auswirkungen auf die Wasserbilanz und die Wasserverfügbarkeit haben können." Helmut Haberl vom Department für Wirtschafts- und Sozialwissenschaften der Universität für Bodenkultur, Wien ergänzt: "Die Bevölkerungsdichte ist in Europa viel höher, die Flächenpotenziale sowohl für Bioenergie als auch für Aufforstung entsprechend kleiner, der Energieeinsatz pro Kopf ist niedriger und so weiter."

Eine Ampel, wie sie von den Wissenschaftlern um Förster vorgeschlagen wird, kann also vorschnellen Schlüssen und Dramatisierungen, auch von anderen Wissenschaftlern, effektiv vorbeugen.

Zumindest deutsche Politiker und Behörden haben jetzt ein Werkzeug in der Hand, um jenseits episodenhafter Vergleiche ihre Entscheidungen auf eine rationale Basis zu stellen. Jetzt muss das Ampelsystem aber auch systematisch angewendet werden, denn die Zeit drängt.

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(jle)