Umwelt: Klimaschutz im Krisenmodus

Mit der Technik namens "Direct Air Capture" lässt sich CO₂ aus der Luft zurückholen. Welche Menge so zusammenkommen könnte, wenn Geld keine Rolle spielte, haben US-Forscher nun ausgerechnet.

Auf dem Dach der Müllverbrennungsanlage in Hinwil bei Zürich ist die Luft so arm an Kohlendioxid wie vor Beginn der Industrialisierung. Denn dort steht ein riesiger Filter: Ventilatoren leiten Luftströme durch ein Material, das mithilfe einer chemischen Reaktion rund die Hälfte des enthaltenen Treibhausgases herauslöst. Die von der Schweizer Firma Climeworks entwickelte Technologie könnte zu einem zentralen Instrument für den globalen Klimaschutz werden. Presst man nämlich das Kohlendioxid in poröse Gesteinsschichten, bleibt es dort dauerhaft gebunden. In großem Stil angewandt, lässt sich so der Anstieg an Treibhausgasemissionen verringern; womöglich ließe sich die CO₂-Konzentration in der Atmosphäre eines Tages sogar wieder reduzieren. Direct Air Capture, kurz DAC, heißt dieses Konzept.

Experten sprechen von negativen Emissionen, wenn CO₂ aus der Luft entfernt wird. Sie sind unverzichtbar, um die globalen Klimaziele zu erreichen. So basieren die Szenarien im Sonderbericht des Weltklimarats IPCC zum 1,5-Grad-Ziel darauf, dass der Atmosphäre bis zum Jahr 2100 insgesamt 730 Gigatonnen Kohlendioxid entnommen werden. Das entspricht etwa dem 20-Fachen der Menge an Kohlendioxid, die heute pro Jahr weltweit emittiert werden. Allerdings dürfe die Möglichkeit, CO₂ quasi zurückzuholen, nicht dazu führen, bei der Minderung des Treibhausgasausstoßes die Hände in den Schoß zu legen, sagt Daniela Jacob, Direktorin des Climate Service Center Germany und eine Leitautorin des IPCC-Sonderberichts. "Am wichtigsten ist es, den Energieverbrauch zu reduzieren", erklärt die Wissenschaftlerin. Der verbleibende Bedarf müsse dann aus erneuerbaren Quellen gedeckt werden. "DAC und andere Verfahren brauchen wir, um schließlich die absolut nicht vermeidbaren Emissionen aus der Atmosphäre zu entfernen."

Damit DAC tatsächlich einen nennenswerten Beitrag zum Klimaschutz leisten kann, sind allerdings gewaltige Investitionen nötig. Was damit möglich wäre, hat jetzt ein Forscherteam um Ryan Hanna von der University of California in San Diego in einer im Fachblatt Nature Communications erschienenen Arbeit untersucht. Dabei haben die Wissenschaftler angenommen, dass die Weltgemeinschaft zusätzlich zur Reduktion des Treibhausgasausstoßes mit einer Art Notprogramm massenhaft DAC-Anlagen installiert. Ihr Szenario vergleichen sie mit der Mobilisierung von Ressourcen in Krisenzeiten, etwa bei Kriegen. In solchen Phasen würden viele Hindernisse, die nötigen Maßnahmen normalerweise entgegenstehen, in den Hintergrund gedrängt.

Offen ist, wo die Energie für den Betrieb der Anlagen herkommen soll

Das Forscherteam kommt zu dem Ergebnis, dass sich mit jährlichen Investitionen zwischen 1,2 und 1,9 Prozent des weltweiten Bruttoinlandsprodukts - derzeit entspricht das etwa 870 Milliarden bis 1,38 Billionen Euro - bis 2100 zwischen 570 und 840 Gigatonnen CO₂ aus der Atmosphäre entfernen ließen. Der Höhepunkt der Erderwärmung wäre damit zwischen 2090 und 2095 erreicht, vorausgesetzt der CO₂-Ausstoß wird parallel drastisch reduziert. Zu Beginn des Programms wären die erzielten negativen Emissionen trotz der hohen Investitionen gering, weil DAC anfangs schlichtweg noch sehr teuer ist. Das sollte aber nicht abschrecken, meinen die Forscher, da nur mit dem massiven Einsatz der Technologie deren Kosten signifikant sinken werden.

"Die Studie ist ein interessantes Gedankenexperiment", sagt Oliver Geden von der Stiftung Wissenschaft und Politik, ebenfalls IPCC-Leitautor. "Sie zeigt, was theoretisch erreichbar wäre, wenn wir das Thema negative Emissionen wirklich ernsthaft angehen." Allerdings gebe es bei DAC noch viele Unsicherheiten, etwa was die Technologien, die Kosten und die nötigen Ressourcen betreffe - "ganz zu schweigen von der gesellschaftlichen Akzeptanz." Schließlich müssen gewaltige Mengen an CO₂ in den Boden gebracht werden, was im Umkreis der Endlager nicht gerade für Begeisterung sorgen dürfte.

Offen ist zudem die Frage, wo die Energie für den Betrieb der DAC-Anlagen herkommen soll. Sie brauchen viel Strom und auch Wärme. Die Autoren der Studie gehen davon aus, dass die Energie für eine gewisse Zeit noch mit fossilen Brennstoffen produziert wird. Das müsse in Kauf genommen werden, um schnell eine große Zahl von Anlagen installieren zu können und so die Kosten zu reduzieren. Daniela Jacob verweist darauf, dass auch beim Einsatz fossiler Energieträger CO₂ aus der Atmosphäre entfernt wird - allerdings reduziert, weil man ja auch das dabei erzeugte Kohlendioxid wieder entfernen muss. "Es wird sicherlich nicht einfach werden, der Gesellschaft zu vermitteln, dass man für das Entfernen von CO₂ aus der Atmosphäre an anderer Stelle CO₂ emittiert", erklärt die Wissenschaftlerin. Unter dem Strich erreiche man aber auch beim DAC-Verfahren mit fossilen Energien eine Minderung des CO₂-Gehalts in der Atmosphäre. Immerhin: An der Speicherung des Kohlendioxids würde ein massiver Einsatz der DAC-Technologie nicht scheitern, meint Geden. "Das geologische Potenzial dafür ist groß genug."