Den Klimawandel zu stoppen könnte bedeuten, Kohlenstoff aus der Luft zu saugen: NPR

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Lauren Sommer

Unternehmen wie CarbFix arbeiten daran, Kohlendioxid in den Untergrund zu pumpen, damit es mit porösem Gestein reagiert und es dort festhält, damit es nicht zu einer Erwärmung des Planeten führt. Brennan Linsley/AP Bildunterschrift ausblenden

Unternehmen wie CarbFix arbeiten daran, Kohlendioxid in den Untergrund zu pumpen, damit es mit porösem Gestein reagiert und es dort festhält, damit es nicht zu einer Erwärmung des Planeten führt.

Einige der größten Unternehmen der Welt, darunter Facebook und Google, planen, fast eine Milliarde US-Dollar für eine neue Strategie zum Klimawandel auszugeben.

Es geht nicht um erneuerbare Energien oder das Pflanzen von Bäumen. Es zieht Kohlendioxidemissionen direkt aus der Luft.

In den letzten 40 Jahren ist die Welt so langsam dabei vorgegangen, die Treibhausgasemissionen einzudämmen, dass Wissenschaftler jetzt feststellen, dass die Reduzierung des Einsatzes fossiler Brennstoffe allein möglicherweise nicht ausreicht, um die schlimmsten Auswirkungen des Klimawandels abzuwehren. Die Welt steht vor immer zerstörerischeren Hitzewellen, Überschwemmungen und Stürmen. Das bedeutet, dass möglicherweise auch wärmespeichernde Gase aus der Atmosphäre entfernt werden müssen.

Es ist als „Kohlendioxidentfernung“ bekannt. In der jüngsten internationalen Klimabewertung stellten Wissenschaftler fest, dass der Einsatz „unvermeidlich“ sein wird, wenn die Länder ihre Zusagen einhalten wollen, den Anstieg der durchschnittlichen globalen Temperaturen auf immer schädlichere Werte zu verhindern.

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Viele Technologien zur Kohlenstoffbindung stecken noch in den Kinderschuhen. Einige Techniken können erhebliche Auswirkungen auf das Land haben. Einige Klimaaktivisten argumentieren, es handele sich um eine riskante Ablenkung und sie gäbe der Industrie für fossile Brennstoffe einen Freibrief, ihre Arbeit fortzusetzen.

Dennoch sagen Wissenschaftler, die die Zahlen analysieren, dass die Welt einen Punkt erreicht hat, an dem jede mögliche Strategie erforderlich ist. Die globalen Emissionen gehen immer noch in die falsche Richtung. Im Jahr 2021 erreichten sie den höchsten Stand aller Zeiten.

Wissenschaftliche Daten zeigen, dass die Treibhausgasemissionen schnell sinken müssen, um extreme Auswirkungen des Klimawandels abzuwenden, die Millionen von Menschen vertreiben könnten. Die Emissionen müssen bis 2030 um 43 % sinken und dann bis Mitte des Jahrhunderts auf Netto-Null sinken, um die Erwärmung auf 1,5 Grad Celsius (2,7 Grad Fahrenheit) zu begrenzen.

Einige Lösungen zur Emissionsreduzierung, wie die Nutzung erneuerbarer Energien, sind bereits weit verbreitet und kosteneffektiv. Einige Emissionen werden jedoch schwieriger zu bewältigen sein. In der Landwirtschaft entstehen Emissionen sowohl durch die Störung des Bodens als auch durch den Einsatz von Düngemitteln, die Nahrung für Bodenmikroben liefern, die wärmespeichernde Gase freisetzen. Die Technologie zur Herstellung von Flugzeugen und Seeschiffen, die keine Emissionen verursachen, ist noch experimentell. Einige industrielle Prozesse wie die Stahlherstellung erfordern Brennstoffe, die extrem viel Wärme erzeugen.

Bis Mitte des Jahrhunderts könnten diese Sektoren immer noch Emissionen produzieren. Aber bis dahin muss der Gesamtanstieg der Treibhausgase in der Atmosphäre aufhören, ähnlich wie das Überlaufen einer Badewanne verhindert wird.

„Wenn Sie verhindern möchten, dass der Wasserspiegel steigt, müssen Sie entweder den Wasserhahn zudrehen oder so viel Wasser herausschöpfen, wie Sie hineingegeben haben“, sagt Katherine Calvin, leitende Wissenschaftlerin der NASA, leitende Klimaberaterin und Autorin beim IPCC Bericht. „Das Gleiche gilt für das Klima. Wenn Sie den Temperaturanstieg stoppen wollen, müssen Sie entweder verhindern, dass Kohlendioxid in das System gelangt, oder so viel Kohlendioxid herausschöpfen, wie Sie hineingegeben haben.“

Im Wesentlichen ist die Entfernung von Kohlendioxid so, als würde man Wasser aus der Badewanne schöpfen. Es kompensiert die Emissionen, die möglicherweise noch in die Atmosphäre gelangen, und möglicherweise sogar noch mehr, indem es die bereits erzeugten Emissionen beseitigt.

Eine Frau pflanzt Mangrovensämlinge im Rahmen eines Restaurierungsprojekts in der Nähe von Progreso auf der mexikanischen Halbinsel Yucatan. Eduardo Verdugo/AP Bildunterschrift ausblenden

Eine Frau pflanzt Mangrovensämlinge im Rahmen eines Restaurierungsprojekts in der Nähe von Progreso auf der mexikanischen Halbinsel Yucatan.

Einfach ausgedrückt besteht die Idee darin, Kohlendioxidemissionen zu absorbieren, die sich bereits in der Atmosphäre angesammelt haben. Dann würden diese Emissionen in einer Art Dauerspeicher eingeschlossen, im Allgemeinen in unterirdischen geologischen Formationen, damit sie nicht entweichen und später zu weiterer Erwärmung führen. Obwohl Kohlendioxid den Planeten erwärmen kann, ist es sehr diffus und macht weniger als 1 % der Atmosphäre aus. Das macht es schwierig, große Mengen aus der Luft einzufangen.

Die Natur ist der stärkste Kohlenstoffschwamm um uns herum. Pflanzen nehmen durch den Prozess der Photosynthese Kohlendioxid auf, binden es in ihren Geweben und machen die Wälder, Graslandschaften, Böden und Feuchtgebiete der Welt zu riesigen Kohlenstoffspeichern. Der Aufbau dieser Naturschutzgebiete könnte dazu beitragen, die Erwärmung zu verlangsamen, sei es durch die Anpflanzung von Wäldern, die Wiederherstellung von Feuchtgebieten und Mangroven oder die Förderung landwirtschaftlicher Praktiken, die Kohlenstoff im Boden speichern. Diese Methode ist bisher mit Abstand die günstigste. Diese Ökosysteme müssen jedoch vor Entwicklung geschützt werden. Wenn Pflanzen und Ökosystem verloren gehen, entweicht der Kohlenstoff wieder in die Atmosphäre.

Pflanzen werden bereits zur Stromerzeugung in Biomassekraftwerken genutzt, was bedeutet, dass das Pflanzenmaterial zwar Kohlenstoff einfängt, dieser jedoch bei der Energieerzeugung freigesetzt wird. Eine Handvoll Biomassekraftwerke arbeiten daran, diese Kohlenstoffemissionen aufzufangen und sie dann in unterirdischen geologischen Formationen zu speichern. Es ist als „Bioenergie mit Kohlenstoffabscheidung und -speicherung“ bekannt.

Bei der eingesetzten Biomasse handelt es sich häufig um Restmaterial, etwa Abfälle aus landwirtschaftlichen Nutzpflanzen, Waldernten oder Lebensmittelabfälle, oder sie kann aus speziell für diesen Zweck angebauten Nutzpflanzen stammen. Diese Strategie hat den zusätzlichen Vorteil, dass gleichzeitig Strom produziert wird. Eine Ausweitung könnte jedoch mehr Land erfordern und wilde Ökosysteme unter Druck setzen, die auch Kohlenstoff speichern und Lebensraum für Wildtiere bieten. Man bräuchte schätzungsweise 115.000 bis 166.000 Quadratmeilen Land, so groß wie Kalifornien, um die Biomasse anzubauen, die nötig ist, um 1 Milliarde Tonnen Kohlendioxid aus der Luft zu entfernen.

In Island absorbiert ein Climeworks-Projekt Kohlendioxidemissionen direkt aus der Luft und speichert sie unter der Erde. Der energieintensive Prozess wird durch Geothermie angetrieben. Arnaldur Halldorsson/Bloomberg über Getty Images Bildunterschrift ausblenden

Im vergangenen Jahr startete in Island das größte CO2-Entfernungsprojekt seiner Art. Die Orca-Anlage des Schweizer Unternehmens Climeworks ist im Wesentlichen ein Kohlenstoffvakuum. Ventilatoren saugen Luft an, der Kohlenstoff wird von einem speziellen Material eingefangen und dann unter der Erde in geologische Formationen gepumpt, wo er mineralisiert und eingeschlossen bleibt.

Weitere sogenannte „Direct Air Capture“-Anlagen befinden sich in den USA in der Entwicklung, die meisten sind jedoch noch Pilotprojekte. Die Technologie ist teuer und erfordert viel Energie. Eine Analyse zeigt, dass die Bindung einer Tonne Kohlenstoff auf diese Weise fast so viel Energie erfordert wie die Verbrennung von 100 Gallonen Benzin, wodurch eine Tonne Kohlenstoff entsteht. Wenn die verwendete Energie nicht erneuerbar ist, würden mehr wärmespeichernde Gase in die Atmosphäre gelangen.

Einige Kraftwerke, die fossile Brennstoffe wie Kohle und Erdgas verbrennen, arbeiten ebenfalls daran, ihre Kohlenstoffemissionen aufzufangen und sie dann dauerhaft unter der Erde zu speichern. Dadurch wird verhindert, dass neue Emissionen in die Atmosphäre gelangen, die Gesamtmenge der bereits emittierten Treibhausgase wird dadurch jedoch nicht verringert. Fossile Brennstoffe enthalten eine Menge Kohlenstoff, der früher unter der Erde vergraben war. Das Einfangen dieser Emissionen neutralisiert sich also nur selbst und trägt nicht dazu bei, Emissionen aus anderen Quellen auszugleichen.

Es hängt alles davon ab, wie schnell es den Menschen jetzt gelingt, den Verbrauch fossiler Brennstoffe zu reduzieren. Doch je früher die Konzentrationen von Treibhausgasen in der Atmosphäre sinken, desto schneller kann der Trend einer raschen Erwärmung der Temperaturen gestoppt werden.

Einem Bericht der National Academies of Science, Engineering and Medicine zufolge muss die Kohlenstoffentfernung bis zur Mitte des Jahrhunderts möglicherweise auf 10 Milliarden Tonnen Kohlenstoff pro Jahr gesteigert werden. Derzeit werden in Direct-Air-Capture-Anlagen lediglich 0,01 Millionen Tonnen abgeschieden.

Der jüngste Bericht des IPCC veröffentlichte Gesamtschätzungen darüber, wie viel Kohlendioxidentfernung möglicherweise erforderlich sein könnte. Diese Zahlen wurden jedoch aufgrund von Unstimmigkeiten bei der Berechnung landbasierter Emissionen in verschiedenen Ländern entfernt. Dennoch kommt der Bericht zu dem Schluss, dass bis zum Ende des Jahrhunderts möglicherweise bis zu 1 Billion Tonnen Kohlendioxid allein durch Bioenergie und direkte Luftabscheidung entfernt werden müssen.

Die Kosten für die CO2-Abscheidung sind enorm. Die Biden-Regierung hat sich kürzlich zum Ziel gesetzt, die CO2-Entfernung innerhalb eines Jahrzehnts auf unter 100 US-Dollar pro Tonne zu bringen. Derzeit kann die direkte Abscheidung von Kohlenstoff aus der Luft mit Technologie das Sechs- bis Siebenfache kosten. Und niemand ist sich wirklich sicher, wer dafür bezahlen wird.

Projekte zur CO2-Abscheidung könnten auch große Auswirkungen auf die Landfläche haben und große Industrieanlagen erfordern, die den Kohlenstoff unter der Erde transportieren. Dies ist ein großes Problem für Gemeinden mit Umweltgerechtigkeit, die ohnehin eine größere Last tragen, wenn sie in der Nähe von Industrieanlagen leben. Die Nachfrage nach Bioenergiepflanzen könnte sowohl Menschen als auch Ökosysteme verdrängen, die für die Artenvielfalt von entscheidender Bedeutung sind.

Einige Klimaaktivisten befürchten auch, dass die Konzentration auf unerprobte Technologien die Regierungen der Welt davon abhalten könnte, den Verbrauch fossiler Brennstoffe rasch zu reduzieren. Sie sagen, dass Öl- und Gasunternehmen argumentieren, dass fossile Brennstoffe mit Technologien zur CO2-Entfernung weiter betrieben werden können, obwohl es wahrscheinlich Jahrzehnte oder länger dauern wird, bis sich diese durchsetzen.

„Das veranlasst viele Industrieländer dazu, die Sache aufzugeben und den Eindruck zu erwecken, dass wir jetzt nicht dringend und eindeutig handeln müssen, weil es diese Technologie später geben wird“, sagt Genevieve Guenther, Gründerin der Climate Advocacy Gruppe End Climate Silence und angeschlossene Fakultät an der New School. „Es ist eine neue Form der Klimaleugnung.“

Unabhängig davon, welchen Weg die Länder in Bezug auf den Klimawandel wählen, betont der IPCC-Bericht, dass die Entfernung von Kohlendioxid niemals die Hauptstrategie zur Bekämpfung des Klimawandels sein wird. Emissionsreduzierung ist.

„Die Entfernung von Kohlendioxid ist ein gewisser Neuheitsfaktor und erfährt viel Aufmerksamkeit“, sagt Oliver Geden, Senior Fellow am Deutschen Institut für Internationale Politik und Sicherheit und Autor des aktuellen IPCC-Berichts. „Dennoch sollte es nicht die Priorität dessen sein, was wir tun. Es sollte nicht das sein, worauf wir uns konzentrieren. Der Schwerpunkt muss auf der Reduzierung von Emissionen liegen, und die Entfernung von Kohlendioxid ist nur eine Ergänzung dazu.“