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Zeitfragen | Beitrag vom 29.10.2019

Mit Technik gegen die ErderwärmungKönnen Innovationen das Klima retten?

Von Günther Wessel

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Blick auf das Dach der Kehrichtverwertung Zürcher Oberland: mit CO2-Kollektoren und Solarpanels. (picture alliance / dpa / Keystone / Patrick B. Kraemer)
Die Zukunft steht auf dem Dach der Kehrichtverwertung Zürcher Oberland: CO2-Kollektoren und Solarpanels. (picture alliance / dpa / Keystone / Patrick B. Kraemer)

Um das Klima zu schützen, setzen manche Wissenschaftler auf technische Lösungen: Sonnenspiegel im All, CO2-Sauger oder künstliche Bäume. Können solche Neuentwicklungen wirklich die Erderwärmung verhindern?

Daniela Jacob: "Wir haben zwei Bereiche, in denen wir die Technik brauchen: Wir brauchen neue Technologien, um CO2 einzusparen, und wenn wir bis 2050 wirklich CO2-neutral sein wollen, dann brauchen wir auch Technologien, um CO2 aus der Atmosphäre zu entfernen."

Oliver Geden: "Wir können ganz viel machen, indem wir Emissionen einfach reduzieren. Aber es gibt Sektoren, zum Beispiel Luftfahrt, Stahl, Zement, aber insbesondere Landwirtschaft, wo es nur schwer möglich sein wird oder auch gar nicht sein wird, wirklich auf Null zu kommen. Und diese Restemissionen müssen wir mit irgendetwas anderem ausgleichen, und das kann natürlich Aufforstung sein oder andere Elemente in der Landnutzung. Aber es könnte auch sein, dass wir, je nachdem, wie viel wir brauchen, technische Möglichkeiten einsetzen müssen."

Dass das Weltklima bedroht ist, ist fast unbestritten – und auch, dass die Menschheit deshalb ihre CO2-Emissionen reduzieren muss. Doch vielleicht hilft auch Erfindergeist: Lässt sich Kohlendioxid aus der Atmosphäre zurückgewinnen? Lässt sich das Klima mit Geo-Engineering retten? 

Sind technische Eingriffe ins Klima alternativlos?

Im Oktober 2018 bezeichnete der Weltklimarat IPCC – das International Panel of Climate Change – technische Eingriffe ins Klima als "wahrscheinlich alternativlos", wolle man am im Paris-Abkommen vereinbarten Ziel, die Erderwärmung deutlich unter zwei Grad zu beschränken, festhalten.

Technische Eingriffe – die Stunde der Ingenieure? Geo-Engineering, Eingriffe in das Klimasystem. Carbon Capture Use, Carbon Capture Storage, Solar Radiation Management – alles Versuche, durch Technik die weltweite Klimaveränderung zu verlangsamen oder aufzuhalten.

"Allgemein unterscheidet man zwischen Geo-Engineering-Ansätzen, die darauf abzielen würden, CO2 aus der Atmosphäre zu entfernen, und auf der anderen Seite Geo-Engineering Ansätzen, die darauf abzielen würden, einfallendes Sonnenlicht zu reflektieren. Und über diese beiden Kategorien, so die Vorstellung, könnte man dann das Klima gezielt beeinflussen." Stefan Schäfer, Sozialwissenschaftler mit dem Schwerpunkt Climate Engineering am Institute for Advanced Sustainability Studies in Potsdam.

"Ich hatte einen Traum, der keiner war. Die Sonne war erloschen, und die Sterne verdunkelt, schweiften weglos durch den Raum, kein Mond, die Erde schwang im Äther, blind und eisig sich verfinsternd." – 1816 schreibt Lord Byron sein Gedicht "Finsternis". Im Sommer diesen Jahres waren er, sein Leibarzt John Polidori, der Schriftsteller Peter Shelley und dessen spätere Ehefrau Mary an den Genfer See gereist.

Doch aus der geplanten Sommerfrische wurde nichts. Es war zu kalt. 1816 ging als das Jahr ohne Sommer in die Geschichte ein. Dunkle Wolken, sintflutartigen Regenfälle, Hagelstürme. Frost und Regen zerstörten die Ernten. Die illustre Reisegesellschaft fror und erzählte sich Gruselgeschichten.

Blick auf den Vulkan Tambora in Indonesien (picture alliance / dpa AP Photo/ Kompas Images / Iwan Setiyawan)Im Jahr 1815 brach der Vulkan Tambora aus: Wie gewaltig die Eruption war, ist noch heute aufgrund des riesigen Kraters zu erahnen. (picture alliance / dpa AP Photo/ Kompas Images / Iwan Setiyawan)

Im April 1815 war der indonesische Vulkan Tambora in einer gigantischen Eruption ausgebrochen. Maß der Vulkan vorher geschätzte 4300 Meter, waren es nachher nur noch 2850 Meter. Asche regnete noch 1300 Kilometer entfernt vom Himmel und verdunkelte im Umkreis von bis zu 600 Kilometern den Himmel, zwei Tage lang fast vollständig. Staubpartikel verringerten vor allem auf der Nordhalbkugel die Sonneneinstrahlung.

Oliver Geden: "Bei großen Vulkanausbrüchen sind das dann Schwefelaerosole, die sich dann aber irgendwann verflüchtigen. Das ist dann ein Effekt, der dann ein Jahr anhält, und es gibt Ingenieure, die glauben, das können man im Grunde ja auch ingenieurtechnisch nachbauen. Und es wird modelliert in der Klimaforschung."

Das Solar Radiation Management

"Solar Radiation Management bedeutet, dass man versucht, mit technischen Methoden die Sonneneinstrahlung auf die Erde zu beeinflussen, also gewissermaßen die Sonneneinstrahlung ein klein bisschen runterzudimmen. Den Effekt kennt man von großen Vulkanausbrüchen. Darum weiß man, dass das geht." Oliver Geden ist Spezialist für EU-Klimapolitik bei der Stiftung Wissenschaft und Politik in Berlin. 

Solar Radiation Management ist der radikalste Ansatz bei der Bekämpfung der Erderwärmung. Was sich wie der Plot eines James-Bond-Films liest – der omnipotente Schurke versucht per Sonnensegel oder Sonnenreflektor im All die Erde in ewige Dunkelheit zu versenken und so die Staatenwelt zu erpressen – wird vielleicht langsam Realität. Forscher träumen jedenfalls davon, Sonnensegel oder Sonnenreflektoren im All aufzuspannen oder Aerosole in der Atmosphäre zu verteilen.

"Es ist natürlich machbar. Aber welchen Anteil Sie damit an Erwärmung verhindern können, ist unklar", sagt Daniela Jacob, Meteorologin und Leiterin des Climate Service Center Germany GERICS in Hamburg. Das GERICS wurde 2009 von der Bundesregierung gegründet. Es berät Entscheidungsträger aus Politik, Wirtschaft und Gesellschaft.

"Aber viel entscheidender ist bei diesen Technologien, dass wir gar nicht wissen, welche Folgen sie haben. Wir wissen nicht, wie diese Eingriffe in das Erdsystem sich auf die globalen Strömungsverhältnisse auswirken kann: ob sich dann Niederschlagsgebiete verschieben, ob damit nicht vielleicht andere extreme Stürme entstehen, an Stellen, wo sie vielleicht heute noch nicht entstanden sind. Wir wissen nicht, was für klimatische Folgen mit diesen Eingriffen verbunden sind."

Die Klimaeffekte und die politischen Folgen sind unkalkulierbar

Nicht nur die Klimafolgen sind unkalkulierbar. "Politisch halte ich es für hoch problematisch", sagt Stefan Schäfer von IASS, und Oliver Geden von der Stiftung Wissenschaft und Politik entwirft ein Szenario: "Wenn man sich das vorstellt: Einige Länder machen das. China ist daran beteiligt, Indien nicht – und der Monsun in Indien fällt aus. Dann würde die Inder sagen: Ist ja alles nur passiert, weil die Chinesen sich sozusagen als Klimaklempner betätigen. Die Inder könnten das nicht beweisen, aber die Chinesen könnten auch nicht das Gegenteil beweisen. Also, das kann ein großer Konfliktfaktor werden."

Denn wer entscheidet am Ende darüber, ob man Solar Radiation Management betreibt? Einzelne Staaten? Wer legt die Regeln fest? Die Weltgemeinschaft? Dieselbe Weltgemeinschaft, die sich seit Jahrzehnten in einem dauernden Auf und Ab nur bruchstückhaft auf Klimaziele einigen kann? Denn verlangt eine solche Welt-Umweltbehörde, die im Idealfall über eine solche Maßnahme entscheiden würde, nicht ein Maß an Koordination und Kooperation, das gereicht hätte, das Klimaproblem vorher zu lösen? Ist das realistisch, dass so etwas entsteht?

Für Geden nicht. Und deshalb kann er sich durchaus Szenarien vorstellen, in denen Länder im globalen Süden so verzweifelt sind, dass sie sagen: Wir machen das einfach.

"Es gibt auch jetzt schon Befürworter von SRM, die argumentieren, man könne es später dem globalen Süden nicht verweigern. Wir denken oft reflexhaft: Die, die es später machen werden, sind die, die heute nicht ihre Emissionen reduzieren wollen und viele Fossile verkaufen: USA, Russland, Saudi-Arabien. Aber es könnte sein, dass der Druck später viel stärker aus den Ländern kommt, die viel stärker mit den Impacts zu tun haben." Etwa mit Dürren, Überschwemmungen und Landverlusten.

"Was werden Länder wie die Philippinen, die einen nicht besonders sympathischen, berechenbaren Präsidenten haben, möglicherweise in den 2030er-Jahren mal fordern? Da halte ich nicht für ausgeschlossen, dass die China bitten, das doch mal für sie zu machen."

Technikversprechen, die nicht eingehalten werden

"Natürlich gibt es Befürworter der jeweiligen Technologie, wie bei jeder neuen Technologie", sagt der Sozialwissenschaftler Stefan Schäfer. "Es gibt immer Versprechungen, die einhergehen mit dem Aufkommen solcher neuen Technologien, dass damit das Problem gelöst werden kann. Aber dass diese Versprechen in der Regel zumindest nicht so eingehalten werden, wie sie ursprünglich formuliert werden, wissen wir ja aus der Technikgeschichte."

Fluorkohlenwasserstoffe galten lange Zeit als völlig unproblematische Treibgase oder Kältemittel. Bis man dann im Laufe der 1970er- und 1980er-Jahre entdeckte, dass sie wesentlich für den Abbau der Ozonschicht in der Stratosphäre verantwortlich waren.

Aber der Diskurs verschiebt sich. In der internationalen Umweltpolitik spürt man, so Geden, dass selbst, wenn man Solar Radiation Management nicht will, man eine Art von Regulierung dafür braucht. Bislang habe die Klimaforschung das Thema eher vermieden, weil sie die Politik nicht auf falsche Ideen bringen wollte. Aber nun sehe man die Gefahr, dass einzelne Länder dazu in der Lage wären. Also müsse man die Konsequenzen besprechen.

"Diese pragmatische Haltung führt aber dazu, dass es auch wahrscheinlicher wird. Das ist ein Dilemma, wo noch keiner weiß, wie er damit umgeht."

David Keith, der in Harvard der führende Forscher in dem Bereich ist, sagt: "Man kann es nicht mehr wegerfinden. Selbst wenn wir jetzt zehn Jahre nicht mehr drüber reden würden, irgendwann käme jemand drauf und würde sagen. Guck mal, der Vulkanausbruch hat die und die Effekte."

"Der Raub der Proserpina" von William Turner (akg-images)"Der Raub der Proserpina" von William Turner: Schwefelpartikel sorgten damals dafür, dass die Luft "glühte". (akg-images) 
Auch diese: Mary Shelley schrieb den Frankenstein, John Polidori erfand den Untoten Dracula, William Turner und Caspar David Friedrich malten fantastischen flammenden Himmel – die Schwefelpartikel in der Atmosphäre sorgten dafür, dass die Luft schillernd und farbenfroh glühte. Die Menschen hungerten – und Lord Byron schrieb seine Untergangsvision:

"Still alles: Flüsse, Seen, Ozean in tiefem Schweigen, reglos, unbesetzt die Schiffe, sie verrotteten auf See, die Masten fielen, splitterten: ihr Fallen ein Schlafen überm Abgrund, keine Wogen – die Wellen tot, Gezeiten ausgestorben, des Mondes Herrschaft ausgehaucht; die Winde verwittert, stand die Luft doch, und die Wolken warn weg, warn nie gewesen, Finsternis bedurfte ihrer nicht, sie war – das All."

Mit Carbon Capture der Luft CO2 entziehen

Daniela Jacob: "Die ganzen Ideen, die CO2-Entnahme aus der Luft mit Nutzung direkt in Verbindung zu bringen, sind, glaube ich, Technologien, die man jetzt verfolgen muss. Man muss ausprobieren Was braucht wie viel Energie? Ist es energetisch sinnvoll, ist es machbar, ist es sehr dezentral oder sehr zentral machbar? Das sind technologische Forschungsbereiche, die wir auf jeden Fall analysieren müssen, und ich bin ganz sicher, dass es davon die ein oder andere Technologie auch dann so weit schaffen wird, dass sie eine substanzielle Menge CO2 dann aus der Atmosphäre herausziehen kann."

Es gibt jetzt viele Ideen, die Richtung Direct Air Capture gehen, also CO2 aus der Luft zu entziehen. Welche sich davon dann technologisch massenhaft einsetzen lassen, wird sich zeigen.

In Hinwil, einem kleinen Ort in der östlichen Peripherie von Zürich hat eine andere Zukunft bereits begonnen. Jedenfalls laut Louisa Charles: "Wo ist der Haken?" – "Es gibt keinen."

Die Zukunft steht auf dem Dach der Kezo, der Kehrichtverwertung Zürcher Oberland, sprich der Müllverbrennungsanlage der Region. Eine Müllverbrennungsanlage mit Aussicht. Bei klarem Wetter kann man über den Hinwiler Hausberg Bachtel hinweg bis zum etwa 40 Kilometer entfernten Säntis, dem höchsten Berg der Ostschweiz, schauen. Und man sieht auch etwas anderes.

"Hier können wir zwei 'Climeworks Direct Air Capture'-Anlagen sehen: eine, rechts, besteht aus zwölf CO2-Kollektoren, und da links: eine Anlage mit 18 CO2-Kollektoren."

Blick auf die CO2-Abscheideanlage der Kehrichtverwertung Zürcher Oberland  (picture alliance / dpa / Keystone / Gaetan Bally)Die CO2-Abscheideanlage der Kezo: Hier wird CO2 direkt aus der Luft abgegriffen. (picture alliance / dpa / Keystone / Gaetan Bally) 
Direct Air Capture bezeichnet die Technik, CO2 direkt aus der Luft abzugreifen. Weltweit gibt es momentan drei Unternehmen, die das machen. Mehr Firmen hingegen gibt es, die sich darauf spezialisiert haben, es dort abzufangen, wo es entsteht. In Kraftwerken, in denen fossile Energieträger verstromt werden.

All diese Techniken haben mehrere Gemeinsamkeiten: Zunächst Abkürzungen mit vielen Cs drin: CCU, CCS, BECCS oder auch BECCU.

CCU bedeutet Carbon Capture Use, CCS Carbon Capture Storage, BECCS dann Bio Energy Carbon Capture Storage und BECCU dementsprechend Bio Energy Carbon Capture Use. Es geht immer darum, CO2 aufzufangen und dann entweder zu nutzen oder endgültig zu lagern. Und all diese Techniken hängen miteinander zusammen.

"Hier sehen wir beide Seiten von den Kollektoren: Der schwarze Teil ist der Ventilator. Mit dem saugen wir dann die Luft rein, in den Kollektor. Da kommt die Luft rein, in die Klappen."

In jedem Kollektor haben wir ein spezielles Filtermaterial. Und die CO2-Moleküle, die bleiben dann hängen, an diesem Filtermaterial. Und sobald es gesättigt ist, also voller CO2, dann schließen wir den Kollektor. Es wird aufgeheizt, und die CO2 Moleküle lösen sich dann vom Filtermaterial."

Alles automatisiert. Das Kohlendioxid wird dann in große Gastanks geleitet, wo es dann auf seine weitere Verwendung wartet.

"Und jeder Zyklus braucht ungefähr drei, vier Stunden, und sobald die CO2-Moleküle sich gelöst haben vom Filtermaterial, dann beginnt der Zyklus von neuem."

Die CO2-Filter brauchen viel Energie

Ein Meter misst so ein Ventilator im Durchmesser, immer zwei stehen übereinander – wie kleine Container aufeinander gepackt. Auf dem Dach der Müllverbrennungsanlage – zwischen den kreuz und quer verlaufenden Rohren und den Lüftungsklappen – fallen die CO2-Kollektoren gar nicht auf.

"Und ein CO2-Kollektor filtert 50 Tonnen CO2 pro Jahr aus der Luft. Diese beispielsweise – hier links, aus 18 Kollektoren – filtert 900 Tonnen CO2 aus der Luft, jährlich."

Die andere Anlage besteht aus zwölf Kollektoren. Das macht 600 Tonnen. Insgesamt sind es so etwa 1500 Tonnen – pro Jahr. Damit könnte man den CO2-Jahresausstoß von etwa 143 Durchschnittsdeutschen aus der Luft filtern.

Dass die Climeworks-Anlage auf dem Dach der Müllverbrennungsanlage steht, hat einen besonderen Grund: "Weil wir die Abwärme, die Energie, benutzen können, um unsere Maschinen zu betreiben." Denn die CO2-Filter benötigen reichlich Energie.

"Ja, wir brauchen thermische Energie und elektrische. Für Anlagen ungefähr so groß wie diese, mit 18 Kollektoren, brauchen wir ungefähr 2500 bis 3000 Kilowattstunden pro Tonne CO2."  

Deshalb wird anderswo auch geforscht, wie das Direct Air Capture energieeffizienter gestaltet werden kann, zum Beispiel an der Arizona State University. Dort bauen Klaus Lackner und Allen Wright mit ihrem Team am Center for Negative Carbon Emissions eine Art künstlicher Bäume, die Luft nicht ansaugen, sondern nur von ihr durchweht werden und ihr dabei Kohlendioxid entziehen.

Kohlenstoffdioxid zu Kraftstoff umwandeln

In Karlsruhe entwickelt Roland Dittmeyer am Karlsruher Institut für Technologie eine Idee, wie man bereits bestehende Infrastruktur nutzen kann. 

"Womit wir uns schon seit vielen Jahren beschäftigen, ist im Grunde die Entwicklung von modularen Anlagen und Verfahren, um Kohlendioxid mit Energie, also erneuerbaren Strom oder auch Wärme oder in Zukunft auch Licht in Kraftstoffe umzuwandeln. Unter dem Blickwinkel, dass wir das auch dezentral machen wollen."

Mit Hilfe von Ökostrom wird aus Kohlenstoffdioxid und Wasser ein sogenanntes Synthesegas hergestellt, das dann zu flüssigem Kohlenwasserstoffen umgewandelt wird: zu Benzin, Diesel oder Kerosin. Das Problem dabei ist: Etwa 400 ppm, also parts per million, beträgt der Anteil des Kohlendioxids in der Luft. Was für das Klima wesentlich zu viel ist – in vorindustrieller Zeit lag der Wert bei 150 ppm –, ist natürlich dennoch eine sehr große Verdünnung: Nur 400 von einer Million Teilchen sind Kohlendioxid, 0,04 Prozent. Weshalb ja bei der Direct Air Capture sehr viel Luft umgeschlagen werden muss.

"Dann kam die Überlegung: Wenn man betrachtet, welche Luftmengen an einzelnen Anlagen, also größeren Anlagen, gehandhabt werden, und wieviel das in Summe ist, dann kommt man zu dem Schluss, dass das eine attraktive Quelle sein kann, gerade dann für eine dezentrale Umwandlung."

Denn damit kann man bestehende Infrastrukturen nutzen, und nur wenig mehr Energie fällt zusätzlich für die Abscheidung des CO2 und dessen Umwandlung in synthetischen Kraftstoff an. Laut Dittmeyer könnten allein mit den Lüftungsanlagen des Frankfurter Messeturms ungefähr 2000 bis 4000 Tonnen Kraftstoff im Jahr erzeugt werden. Mit den Lüftungsanlagen der Filialen der großen Supermarktketten in Deutschland wären es jährlich etwa drei Millionen Tonnen Treibstoff, immerhin ein knappes Drittel des gesamten deutschen Kerosinbedarfs. So könnte Mobilität zumindest klimaneutral organisiert werden.

"Ein Extremfall wäre so was wie Manhattan: Wenn man durchgängig dort die Lüftungsanlagen mit so etwas bestücken würde, dann kämen etliche Millionen Tonnen heraus."

Noch vor Ort würde das aus der Luft gefischte CO2 in einen synthetischen Kraftstoff verwandelt werden: "Heutzutage gibt es im Keller eine Ölheizung. Da ist ein Öltank. Da kommt ein LKW und füllt den auf. In Zukunft kommt ein LKW und holt das ab und bringt es zu einem in der Peripherie gelegenen Aufarbeitungskomplex, wo wir dann die Endprodukte daraus machen können. Mein erstes Ziel wäre, damit die aktuellen benutzen fossilen Kraftstoffe zu ersetzen."

Climeworks betreibt inzwischen 14 Anlagen in Europa, darunter eine in Italien, in der erneuerbarer Treibstoff hergestellt wird. Das CO2 aus den beiden Anlagen in Hinwil hat andere Abnehmer: 900 Tonnen gehen an ein nahe gelegenes Gewächshaus, das auch schon die Abwärme der Müllverbrennungsanlage nutzt, und werden dort zur Pflanzendüngung eingesetzt. 600 Tonnen nutzt Coca-Cola für Mineralwasser und Softdrinks."

Noch wird bei Climeworks jeder einzelne CO2-Kollektor in Zürich per Hand gefertigt, noch wird auch jede Anlage von Climeworks selbst betrieben. Das Erste soll sich bald, das Zweite kann sich irgendwann ändern.

Louisa Charles: "In der Planung ist momentan eine größere Anlage in Island. Und in den nächsten zwei Jahren möchten wir eine viel größere Anlage bauen, welche mehrere tausend Tonnen CO2 aus der Luft filtern kann."

Wohin mit dem herausgefilterten CO2?

Doch dann stellt sich eine Frage. Wohin mit dem ganzen CO2? Die Klimaforschung ist sich darüber einig, dass man auch sogenannte negative Emissionen braucht. Möglichkeiten, das aus der Atmosphäre zurückgewonnene CO2 dauerhaft zu binden, zu lagern oder sonst wie dem Kreislauf zu entziehen; also nicht als verbrannten Kraftstoff gleich wieder in die Atmosphäre zu pusten."

Wissenschaftler diskutieren verschiedene Optionen. Die meisten sind allerdings ziemlich fraglich. So weiß man, dass bestimmte Gesteinsarten CO2 binden, vor allem an ihrer Oberfläche. Um diese zu vergrößern, müsste man riesige Gesteinsmengen zertrümmern, was selbst viel zu viel Energie verbrauchen würde. Man könnte auch das Meer großflächig düngen oder umpumpen, um das Algenwachstum zu beschleunigen – die Algen würden dann CO2 speichern.

Beides erscheint nicht realistisch, denn bei beiden Varianten müsste man irgendwie die Algen hinterher verwerten – bei der letzteren bräuchte man auch wieder viel zusätzliche Energie. Daniela Jacob: "Alles, was in große Eingriffe von Meeresströmungen oder Luftströmungen mündet, hat mehr Nebenwirkungen und Folgen, die wir nicht abschätzen können, als wirklichen Gewinn. Ich halte das für nicht wirklich zielführend."

Aufforsten als einfachste Lösung

Die einfachste Lösung ist eigentlich gar keine technische: Sie heißt simpel Aufforstung.

"Wiederaufforstung ist ein großer Bereich, der natürlich CO2 aus der Atmosphäre entziehen kann. Es gibt ja Regionen auf der Welt, wo man gut aufforsten könnte. Und ich glaube, das ist ein ganz wichtiger Punkt, den wir auf jeden Fall, auch aus Biodiversitätsgründen und auch aus Naturgründen, gehen sollten."

Aber auch diese Möglichkeit stößt an ihre Grenzen. Oliver Geden von der Stiftung Wissenschaft und Politik:

"Bei Aufforstung hat man das Problem, dass die Fläche weg ist und nach 100 Jahren der Baum nicht mehr wächst und kein zusätzliches CO2 mehr aus der Atmosphäre zieht."

Und deshalb entwickelten findige Wissenschaftler das Konzept BECCS – Bio Energy Carbon Capture Storage – Bioenergie, CO2 auffangen und lagern. 

Das Verfahren Carbon Capture Storage 

"Dann würde man schnell wachsende Biomasse nehmen, würde die zum Beispiel in Kraftwerken verbrennen, das CO2 abscheiden und unter die Erde bringen, die Biomasse wächst dann ja neu und zieht bei Wachstum CO2 aus der Atmosphäre. Und das wäre ein Weg, während man Strom produziert oder auch Bio-Kraftstoffe produziert, CO2 aus der Atmosphäre zu ziehen." Negative Emission par excellence.

"Ist in den Modellen sehr stark, aber auch unter anderem deshalb, weil es sich leicht modellieren lässt – weil wir Bioenergie kennen, weil wir CCS kennen." Mit Bioenergiepflanzen – Raps und Mais – den Kohlendioxidhaushalt senken?

Was sich erst einmal sehr einfach und gelungen anhört, hat aber auch ein paar Nachteile. Stefan Schäfer vom Potsdamer IASS: "Zum einen sind da technische Fragen offen nach wie vor, zum anderen muss man aber auch fragen, was es heißen würde, wenn man Landflächen massiv nutzen würde, um da Energiepflanzen anzubauen anstelle von beispielsweise Nahrungsmitteln. Dazu kommen Fragen nach den Auswirkungen, welche große Monokulturen haben auf die biologische Vielfalt, dazu kommen Fragen wie, ob man dann das abgeschiedene CO2 langfristig sicher speichern kann. Wenn ja, ob man die Speicherorte halbwegs der Nähe haben kann, wo die Energie produziert wird, weil sonst hat man lange Transportwege."

Ebenfalls in Potsdam, aber zwei Kilometer südlich vom IASS, ist auf dem Telegrafenberg das Helmholtz-Zentrum Potsdam – Deutsches Geoforschungszentrum angesiedelt.

"Mein Name ist Cornelia Schmidt-Hattenberger, ich arbeite hier am Geoforschungszentrum in der Sektion Geoenergie und leite die Arbeitsgruppe geologische Speicherung." Und diese Arbeitsgruppe hat im brandenburgischen Ketzin untersucht, wie die unterirdische Speicherung von CO2 aussehen kann. Voraussetzung dafür ist eine geeignete geologische Struktur.

"Was wir in Ketzin untersucht haben, waren die sogenannten salinen Aquifere. Das sind also geologische Strukturen, die aufgewölbt sind, sodass also schon durch die Geometrie der Struktur das CO2 gut eingefangen bleibt. Dann sind es sehr tiefe Schichten – und sie müssen mit ausreichend dicken Abdeckschichten überlagert sein. Die eigentliche Struktur, wo Sie da CO2 hineinbringen wollen, muss porös sein. Wir zeigen das Besuchern auch immer gern in Form eines Schwamms. So sehen also die porösen Sandsteine auch aus. Und die darüber liegenden Schichten sind dann nicht so durchlässig, sondern eher Abdeckschichten."

Ein Mitarbeiter des Potsdamer Geoforschungszentrums läuft in Ketzin an einem Plakat zum Thema CO2-Speicherung vorbei.  (dpa / Ralf Hirschberger)13 Jahre lang wurde im brandenburgischen Ketzin Kohlendioxid in Sandstein gespeichert. Bisher sei kein Gas entwichen, heißt es. (dpa / Ralf Hirschberger)

Von 2008 bis 2013 wurde in Ketzin unterirdisch CO2 eingespeist, in 630 bis 650 Meter Tiefe, insgesamt knapp 68.000 Tonnen. 

"Wir haben das Projekt so abgeschlossen, dass Oberflächenbeobachtungen, biochemische Messungen, Gasmessgeräte, die Überwachung auch an der Grenze von Abdeckschicht zur Reservoirschicht, auch Analysen durchgeführt wurden, ob etwas ausgetreten ist. Und in den Bohrungen selbst, in der Injektionsbohrung, auch in den Monitoringbohrungen; und an keiner dieser Stellen waren Hinweise darauf, dass Gas entwichen ist, sodass wir also den Speicher, als wir das Projekt abgeschlossen haben, als sicher verwahrten CO2-Speicher übergeben haben."

So wäre die sichere Lagerung von CO2 für sie technisch zunächst kein Problem, auch Speicherraum wäre vorhanden:

"Hier muss ich mich auf Zahlen von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe beziehen. Die hatten das abgeschätzt. Das sind jetzt konservative Abschätzungen, einmal erhoben für die salinen Aquiferen, etwa neun bis zwölf Gigatonnen Speicherkapazität. Und dann auch noch diese ausgebeuteten Erdgasfelder. Das sind auch etwa 2,5 bis drei Gigatonnen, sodass man also schon eine zweistellige Zahl von Milliarden Tonnen Speichermöglichkeit hätte. Also man könnte sagen, man kann locker eine Dekade lang die Gesamtemissionen von Deutschland da einspeichern."

Ob das sinnvoll wäre, dazu sagt Cornelia Schmidt-Hattenberger nichts. Es gäbe ja auch noch konkurrierende Nutzungen für solche Gesteinsformationen. Vielleicht wolle man dort einmal Geothermie betreiben oder braucht sie für andere Endlagerzwecke. Außerdem gibt es in Deutschland keine politische Mehrheit für solche Speicherstätten. 

In Norwegen verpresst man abgeschiedenes CO2 schon seit 1996 in leergepumpte Gaslagerstätten. Und auf Island baut Climeworks das sogenannte Carb fix Projekt aus. Dort pumpt man mit Meerwasser gemischtes CO2 in den Untergrund, wo es sich innerhalb von knapp zwei Jahren an Basaltgestein andockt und mineralisiert. Vielleicht ein Weg, wenn die Kosten nicht so hoch wären. Denn die liegen momentan bei 600 Dollar pro Tonne CO2 – Vermeidung ist somit deutlich preiswerter. 

CO2 einfach aufessen?

"Wenn ich mich entscheiden müsste, würde ich sagen, wir sind eher ein Umweltunternehmen als eines, das Nahrungsmittel herstellt. Denn warum wir was und wie herstellen – das hat Umweltschutzgründe." – Aufessen das CO2. Das ist die finnische Idee, die Pasi Vainikka am Telefon erklärt.

Juha-Pekka Pitkänen von der Firma Solar Foods erklärt dem finnischen Europa-Minister Sampo Terho die Idee seines Start-ups. (picture alliance / dpa / Lehtikuva / Vesa Moilanen)Juha-Pekka Pitkänen von der Firma Solar Foods erklärt dem finnischen Europa-Minister Sampo Terho die Idee seines Start-ups. (picture alliance / dpa / Lehtikuva / Vesa Moilanen)

Er und sein Partner Juha-Peka Pitkänen sind Gründer vor Solar Foods, einer Firma in Lappeenranta, gute 200 Kilometer nordöstlich von Helsinki. Mit Hilfe von erneuerbarer Energie, Vitaminen und aus der Luft gewonnenem CO2 züchten sie bei Solar Foods einzellige Mikroben, die zu zwei Dritteln aus Proteinen bestehen – ursprünglich als Astronautennahrung gedacht. So entsteht eine Art Mehl oder Flocken, die wie Weizenmehl oder Sojaflocken aussehen.

Pasi ist fasziniert von der Möglichkeit, Nahrung losgelöst vom Landverbrauch zu erzeugen: "Selbst wenn wir Solarzellen nutzen, um die Energie zu erzeugen, brauchen wir höchstens ein Zehntel der Landfläche, um die gleiche Menge an Proteinen auf pflanzlicher Basis wie Soja zu erzeugen. Zweitens brauchen wir keine Agrarflächen. Wir können in Wüsten gehen, wir brauchen kein fruchtbares Land." 

Damit werden Fläche frei zur Aufforstung, für eine nachhaltigere Landwirtschaft. Solar Food bereitet gerade Genehmigungsverfahren mit europäischen und amerikanischen Nahrungsmittelbehörden vor und hat Investoren aus der Nahrungsmittelindustrie. 

"Unser Ziel ist es, unser Produkt 2021 in den Supermärkten zu sehen." Die Proteine können dann als Mehl oder Flocken verkauft werden, in Drinks und Snacks stecken, in Tiefkühlpizza oder anderen Fertiggerichten.

"Stellen Sie sich eine Lasagne vor: Unser Produkt kann in der Nudel sein, in der Soße, im Fleisch oder zumindest in zwei der drei Zutaten." Klingt interessant, wird aber wohl nicht die Lösung des CO2-Problems sein. Wir werden es wohl nur in kleinen Portionen verspeisen können. Gibt es denn die eine technische Lösung überhaupt?

Nein, meint Stefan Schäfer vom IASS. "Ich denke nicht, dass wir darauf verfallen sollten, anzunehmen, dass uns großmaßstäbige Technologien aus dem Schlamassel helfen werden."

Nein, meint auch Daniela Jacob vom GERICS: "Wir werden nicht in der Lage sein, Riesenmengen CO2 aus der Atmosphäre herauszuziehen." Das ist nicht machbar. Aber sie sieht es auch als Chance, umzusteuern in vielen Bereichen. Die Möglichkeit anders zu leben, nachhaltig, sie stehen im Raum.

"Diese Klimaveränderungen sind schon auf der einen Seite bedrohlich. Sie bergen aber auch die Chance, den nächsten Schritt in ein neues Zeitalter zu gehen; und es ist natürlich mit Umbrüchen verbunden, aber ich glaube langfristig mit positiven Umbrüchen."

Sprecher: Thomas Holländer, Jan Uplegger
Technik: Christiane Neumann
Regie: Klaus Michael Klingsporn
Redaktion: Martin Hartwig

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