CO₂-Entzug aus Atmosphäre für 1,5-Grad-Ziel unvermeidbar

Eine Begrenzung der globalen Erwärmung auf 1,5 Grad wird die Welt immer stärker von Technologien abhängig machen, die der Atmosphäre wieder CO₂ entziehen. Doch Technologieentwicklung und -ausbau sowie der Start von Pilotprojekten hängen im Vergleich zu dem Bedarf aus den Klimaschutzszenarien erheblich zurück. Um unter der Marke von zwei Grad zu bleiben, kann dagegen der großflächige Einsatz eines breiten Portfolios dieser „Negativen Emissionstechnologien“ (NETs), wie die Techniken zur CO₂-Entnahme auch genannt werden, auf ein Minimum reduziert werden. Das geht aus mehreren neuen Studien des Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change (MCC) hervor. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben ein internationales Konsortium geführt, das die Ergebnisse jetzt im Fachmagazin Environmental Research Letters publiziert hat.

Mit der Sonderveröffentlichung von drei umfassenden Studien weisen die Forschenden auf eine große Lücke vor allem im Dialog zwischen Wissenschaft und Politik hin: Die Staatengemeinschaft hat sich zwar im Paris-Abkommen darauf verpflichtet, die globale Erwärmung auf weit unter zwei Grad Celsius und möglichst 1,5 Grad zu begrenzen. Der dafür notwendige Einsatz von NETs wird aber aktuell in der Politik kaum diskutiert. Und das, obwohl manche dieser Techniken erhebliche Konflikte etwa für Landnutzung, Wasserverbrauch oder Energiebedarf bergen. Bei dem im Herbst erscheinenden Sonderbericht des Weltklimarats (IPCC) zum 1,5°C-Ziel werden negative Emissionen sicher eine entscheidende Rolle spielen.

„In den Klimaverhandlungen geben die Politiker zwar gerne immer ambitioniertere Ziele aus – doch die konkreten Handlungen bleiben bisher weit zurück. Das Ergebnis ist eine wachsende Abhängigkeit von negativen Emissionen“, sagt Jan Minx, Leiter der MCC-Arbeitsgruppe Angewandte Nachhaltigkeitsforschung. „Es ist dringend geboten, dass die Staatengemeinschaft die Abhängigkeit von Technologien zum CO₂-Entzug aus der Atmosphäre verringert, anstatt sie weiter zu vergrößern. Dafür müssen wir heute mit beherztem Klimaschutz beginnen – und auch in Deutschland kräftig nachlegen.“

Durch negative Emissionen wird der Atmosphäre das klimaschädliche CO₂ entzogen. Dies kann mit verschiedenen Technologien oder Praktiken erfolgen. Dazu gehören Aufforstungsprogramme, bei denen die wachsenden Bäume vorhandene Emissionen binden. Es gibt auch Gesteine, die – in kleine Teilchen zermahlen und auf landwirtschaftliche Flächen ausgebreitet – CO₂ absorbieren.  „Bioenergie mit Kohlenstoffabscheidung und -speicherung“ (BECCS) ist eine viel diskutierte Technologie. Dabei wird Biomasse in Strom oder Treibstoff umgewandelt und das frei werdende CO₂ umgehend abgeschieden und in geologischen Tiefenlagern gespeichert.

Die drei neuen Studien stellen die bisher umfassendste Aufarbeitung der Literatur von mehr als 6.000 Dokumenten zu negativen Emissionen dar. Diese wurden von 20 Forschenden an sechs Instituten in verschiedenen Ländern erstellt. Durch ein systematisches Verfahren und Big-Data-Methoden haben ihnen schließlich 1000 Studien Informationen über Potenziale, Kosten und Nebeneffekte der unterschiedlichen Technologien zum CO₂-Entzug geliefert. Diese Technologien standen dabei im Fokus: BECCS, Aufforstung und Wiederaufforstung, direkte Luftkohlenstoffabscheidung und -speicherung (DACCS), chemische Verwitterung, Meeresdüngung, Biokohle und Kohlenstoffsequestrierung im Boden.

Quelle: Fuss et al. (2018)

Alle Technologien haben den Studien nach relevante Potenziale – außer der Meeresdüngung. Allerdings unterscheiden sie sich in Kosten, Nebenwirkungen, Entwicklungsstand und Langfristigkeit der Speicherpotenziale: Aufforstung etwa könnte schon heute in großem Maßstab betrieben werden, jedoch könnte das CO₂ leichter wieder durch menschlichen oder natürlich Einfluss freigesetzt werden. Durch BECCS wiederum könnten größere Mengen CO₂ sicher eingelagert werden, doch steckt die Technologie noch in der Demonstrationsphase und stößt in der Öffentlichkeit auf großen Widerstand.

"Wenn CO₂-Entnahmetechnologien bis Mitte des Jahrhunderts in der Art und Weise wie in vielen IAM-Szenarien dargestellt massiv vergrößert werden sollen, dann setzt das laut der Literatur über Innovationen voraus, dass erste Vorführungen, Nischenanwendungen und erste Einführungen unmittelbar bevorstehen sollten", sagt Co-Autor Greg Nemet von der University of Wisconsin-Madison, der die Forschung über NETs-Innovationen und deren Hochskalierung leitete. "Die von uns überprüfte NETs-Literatur spiegelt diese Dringlichkeit jedoch keineswegs wider, ebenso wenig wie die bestehende Politik."

Durch ihre systematische Literaturauswertung haben die Forschenden zudem herausgefunden, dass sich fast zwei Drittel der Literatur auf die frühen Phasen der Forschung und Entwicklung von NETs konzentriert. „Der tatsächliche Einsatz neuer Technologien und ihre Skalierung braucht sehr viel Zeit. Umso wichtiger ist es, bereits jetzt diese Schritte – wo möglich – durch die Forschung zu begleiten“, sagt Sabine Fuss, Leiterin der MCC-Arbeitsgruppe für Nachhaltiges Ressourcenmanagement und globaler Wandel. „Um Klarheit über Chancen und Risiken von negativen Emissionen zu erhalten und diese im industriellen Maßstab zu ermöglichen, muss unter anderem ein Fahrplan für Pilotprojekte entwickelt werden. Dieser wird sich sicher auf mehrere verschiedene Technologien erstrecken müssen – ein Fokus auf nur eine Technologie in diesem Maßstab wäre zu risikoreich.“

 

Weitere Informationen:

Minx, Jan C. et al. (2018): Negative emissions: Part 1—research landscape and synthesis. Environmental Research Letters 13, 063001. https://doi.org/10.1088/1748-9326/aabf9b

Fuss, Sabine et al. (2018): Negative emissions—Part 2: Costs, potentials and side effects. Environmental Research Letters 13, 063002. https://doi.org/10.1088/1748-9326/aabf9f

Nemet, Gregory F. et al. (2018): Negative emissions—Part 3: Innovation and upscaling. Environmental Research Letters 13, 063003. https://doi.org/10.1088/1748-9326/aabff4