Erderwärmung : Geoengineering: Vier spektakuläre Methoden zur CO2-Reduktion

Durch die zunehmende Erderwärmung und deren Folgen ist Geoengineering in den vergangenen Jahrzehnten ein unverzichtbarer Bereich der Klimaforschung geworden. Wissenschaftler suchen dabei nach Ansätzen, um die CO2-Belastung in der Atmosphäre zu lindern und damit den Treibhauseffekt zu verringern. Diese vier Methoden sind dabei bisher am vielversprechendsten.

Eine Geoengineering-Idee, mit der die Erderwärmung verzögert werden soll, ist, Schwebeteilchen in die Stratosphäre zu bringen. Die sogenannten Aerosole sollen Sonnenstrahlen reflektieren und damit für ein milderes Klima auf der Erde sorgen. Diese Technologie basiert auf der Funktionsweise eines Vulkans. Bei den Ausbrüchen des Vulkans El Chichón in Mexiko 1982 wurden mehrere Millionen Tonnen Schwefeldioxid freigesetzt, oxidiert und in der Stratosphäre verteilt. Die oxidierten Schwefeldioxide reflektierten die Sonneneinstrahlung und senkten damit die globale Temperatur um rund 0,5 Grad Celsius.

Die reflektierenden Aerosole bringen aber gleich mehrere Probleme mit sich. Einerseits wird dafür sehr viel Sulfat benötigt. Das Sulfat könnte den Ozonabbau der Stratosphäre verstärken und damit einen gegenteiligen Effekt bewirken. Der Eingriff in die Stratosphäre könnte außerdem dazu führen, dass sich die Atmosphäre verdunkelt.

Während der Sonnenschutz in der Stratosphäre agiert, kümmert sich die Technologie Direct Air Capture (DAC) um die CO2-Reduktion in der Atmosphäre. Dabei bewegen Ventilatoren die Umgebungsluft durch einen Filter, der CO2 aufnimmt und über ein chemisches Adsorptionsmittel speicherbar macht. 2017 wurde die erste kommerzielle DAC-Anlage in der Schweiz installiert. Die Anlage des Schweizer Unternehmens Climeworks fängt rund 900 Tonnen CO2 pro Jahr ein, das entspricht den Emissionen von rund 200 Pkw. Das abgeschiedenen CO2 können nahegelegene Pflanzenbaubetriebe nutzen, um es in Gewächshäusern als Dünger für Gemüse zu verwenden.

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So ausgereift die Technologie auch klingen mag, sie bringt einen großen Nachteil mit sich: Damit die Anlage wirkungsvolle Effekte bringt, muss enorm viel Luft gefiltert werden – das kostet Energie. Das schränkte die Wirtschaftlichkeit von DAC-Anlage bisher massiv ein, doch die Schweizer haben auch dafür eine Lösung gefunden: Sie haben die 18 CO2-Kollektoren auf dem Dach einer Müllverwertungsanlage installiert. Mit der dort anfallenden Abwärme kann die DAC-Anlage rund 80 Prozent ihres Energiebedarfs decken. 2018 nahm Climeworks auch eine DAC-Anlage in Italien in Betrieb, mit der 150 Tonnen CO2 pro Jahr aus der Umgebungsluft gesaugt werden können.

Eine Technologie, auf die auch bereits die österreichische Regierung ein Auge geworfen hat, ist Carbon Capture and Storage (CCS). Bei der CO2-Abscheidung und -Speicherung wird das CO2 direkt aus industriellen Prozessen – meist in Kraftwerken – abgeschieden und verdichtet. Im weiteren Prozess kann das Kohlendioxid dann unterirdisch, zum Beispiel unter dem Meeresboden, gespeichert werden. In Deutschland wurden erste Pilotanlagen bereits 2006 errichtet. Unter anderem experimentierte der Stromversorger Vattenfall an einer Versuchsanlage mit der CO2-Abscheidung. Nach einigen Jahren gab der Konzern die CCS-Forschung aus Kostengründen wieder auf.

Für Kraftwerksbetreiber lohnen sich CCS-Anlagen häufig nicht, da sie den Wirkungsgrad der Kraftwerke verschlechtern. Zudem gibt es häufig Widerstand aus der Bevölkerung, die mit der Speicherung von CO2 im Erdboden nicht einverstanden ist. Das International CCS Knowledge Centre arbeitet nun zumindest an einer Möglichkeit, die Kosten zu reduzieren. Laut einer Studie des Knowledge Centres ist eine Kostensenkung pro Tonne an abgeschiedenem CO2 von 67 Prozent möglich. "Die weltweite Implementierung von CCS im großen Maßstab könnte ein wichtiger Schritt in Richtung breiter Akzeptanz in verschiedenen Industriezweigen sein, um die internationalen Klimaziele zu erreichen“, so Mike Monea, President und CEO des Zentrums.

Günstig und beliebt ist indes die wohl natürlichste Art der CO2-Reduktion: Der Wald. Bei der Photosynthese entziehen Pflanzen der Atmosphäre CO2 und lagern den Kohlenstoff über Jahrhunderte hinweg. Bei intensiver Aufforstung könnten Bäume bis 2100 rund ein Viertel des derzeit in der Atmosphäre enthaltenen CO2s aufnehmen. Es ist die wohl nachhaltigste Art der CO2-Reduktion, aber auch die langwierigste. Für den Anbau der Bäume würde außerdem eine Fläche von mindestens 800 Millionen Hektar benötigt werden – das ist in etwa die Größe von Brasilien.