Geo-Engineering: Kein Allheilmittel fürs Klima

Wie lässt sich der Klimawandel aufhalten? (thinkstock)

Am klassischen Klimaschutz führt kein Weg vorbei, wenn wir gravierende Folgen für Ozeane, Natur und Mensch abwenden wollen. Zu diesem Schluss kommen gleich zwei Studien internationaler Forschergruppen. Demnach wird es nicht gelingen, die steigenden Treibhausgas-Emissionen allein und rechtzeitig durch großtechnische Maßnahmen des Geo-Engineering auszugleichen. Denn diese sind technisch noch lange nicht ausgereift. Bis sie greifen, haben daher bereits schwerwiegende und langanhaltende Veränderungen im Ozean stattgefunden. Andererseits kommen wir ohne diese Maßnahmen wohl nicht aus, wenn wir das Zwei-Grad-Ziel erreichen wollen, so die Forscher.

Klimaforscher sind sich einig, dass die anthropogenen Treibhausgas-Emissionen schnell und drastisch reduziert werden müssen, um schwerwiegende Folgen für Natur und Gesellschaften abzuwenden. Doch bisher tut sich beim Klimaschutz nur wenig. Daher wird seit einiger Zeit ein "Plan B" diskutiert: das Climate- oder Geo-Engineering. Dabei geht es unter anderem um Maßnahmen, durch die CO2 nachträglich wieder aus der Atmosphäre entfernt wird, beispielsweise durch Eisendüngung des Ozeans oder technische Filter. Ebenfalls dazu gehört die Abscheidung des CO2 aus den Abgasen von Kraftwerken und Industrieanlagen, um dieses dann im Untergrund zu speichern und damit aus dem Verkehr zu ziehen. "Solche Geo-Engineering-Maßnahmen werden zurzeit als eine Art letztes Mittel debattiert, um einen gefährlichen Klimawandel zu vermeiden", sagt Sabine Mathesius vom Potsdam Institut für Klimafolgenforschung in Potsdam (PIK). Bisher allerdings ist die Technologie für die meisten dieser Maßnahmen noch unausgereift oder nicht vorhanden, für andere existieren nur einige kleinere Pilotprojekte. Auch wie effektiv das Climate-Engineering wäre und was die langfristigen Folgen für das System Erde wären, ist umstritten.

CO2-Speicherung allein reicht nicht

Mit diesen Fragen haben sich nun zwei verschiedene Forschergruppen befasst. Thomas Gasser vom französischen Institut Pierre-Simon Laplace (IPSL) und seine Kollegen haben untersucht, ob und wie viel Geo-Engineering nötig wäre, um das Zwei-Grad-Ziel trotz weiter steigender CO2-Emissionen zu halten. Dafür ermittelten sie, wie stark die CO2-Emissionen für das IPCC-Szenario RCP2.6 insgesamt gedrosselt werden müssten und wie viel von dieser Senkung durch sogenannte "negative Emissionen" erreicht werden können. Gemeint sind dabei geotechnische Maßnahmen wie das Abscheiden und Speichern von CO2 direkt beim Ausstoß, das Herausfiltern von CO2 aus der Atmosphäre oder aber eine Optimierung natürlicher CO2-Senken. Dabei räumen die Forscher aber selbst ein: "Wir diskutieren hier Technologien, die zurzeit noch nicht in großem Maßstab existieren."

Ihre Schlussfolgerung: Selbst bei funktionierendem Klimaschutz wird es nicht ohne Climate-Engineering gehen. Im besten Fall müssten pro Jahr 0,5 bis 3 Gigatonnen Kohlenstoff aus den Abgasen oder der Atmosphäre entfernt werden. Dafür bräuchte man bis zum Ende dieses Jahrhunderts allerdings Speichermöglichkeiten für 25 bis 100 Gigatonnen Kohlenstoff in Form von CO2, wie die Forscher berichten. Im schlimmsten Fall – ohne nennenswerten Klimaschutz – müsste man sogar 7 bis 11 Gigatonnen Kohlenstoff entfernen und bräuchte bis zu 1.600 Gigatonnen Speicherkapazität bis 2100. Das jedoch ist absolut nicht machbar: "In allen außer den optimistischsten Szenarien finden wir Anforderungen an das Geo-Engineering, die nicht erreichbar sind", so Gasser und seine Kollegen. Ihre Ansicht nach zeigt dies sehr klar, dass es ohne den konventionellen Klimaschutz nicht geht – aber ohne ein gewisses Maß an Geo-Engineering wohl auch nicht.

Ozeane: Jahrhunderte Verzögerung

In der zweiten Studie haben Sabine Mathesius vom PIK und ihre Kollegen untersucht, wie die Ozeane auf ein nachträgliches Entfernen von CO2 aus der Atmosphäre durch Geo-Engineering reagieren. Ozeane gelten als bedeutende Puffer im Klimasystem, sie schlucken schon jetzt etwa ein Viertel der anthropogenen CO2-Emissionen. Andererseits aber sind die Meere ein sehr träges System, vor allem die tiefen Wasserschichten reagieren teilweise nur mit großer Verzögerung auf Veränderungen an der Oberfläche. Die Forscher simulierten Szenarien, in denen die CO2-Gehalte der Atmosphäre zunächst ungebremst ansteigen, dann aber ab 2050, 2150 oder 2250 durch Geo-Engineering-Maßnahmen wieder stark reduziert werden. Dabei nutzten sie zwei verschiedene Raten der CO2-Extraktion aus der Atmosphäre: eine vielleicht zukünftig noch halbwegs technisch machbare Rate von fünf Gigatonnen Kohlenstoff in Form von CO2 pro Jahr und eine unrealistisch hohe von 25 Gigatonnen Kohlenstoff pro Jahr.

Auch hier zeigte sich, dass das Geo-Engineering klare Grenzen hat: "Nach business-as-usual Emissionen bis 2150 hilft auch das Entfernen von gewaltigen Mengen CO2 aus der Atmosphären den Ozeanen nicht mehr viel", sagt Koautor Ken Caldeira von der Carnegie Institution for Science in Stanford. Denn wenn das durch den Klimawandel warme, saure Oberflächenwasser einmal in die Tiefe des Ozeans gelangt ist, dann bleibt es dort erst einmal für lange Zeit unverändert -  egal was an der Oberfläche passiert. Die Meere blieben dadurch versauert, selbst wenn die Luft schon lange wieder dem präindustriellen CO2-Niveau entspräche. "Selbst bei den extremsten Interventionen dauert es mehrere Jahrhunderte, bis der Ozean die pH-Werte des Best-Case-Klimaszenarios annimmt", berichten die Forscher.

Und noch etwas kommt hinzu: Lässt man es einmal so weit kommen, dass große Teile der Ozeane stark versauern und sich erwärmen, dann würde schon dies allein viele Meeresbewohner überfordern. Wenn aber innerhalb weniger Jahrhunderte alles wieder rückgängig gemacht wird, dann könnte dies die Artenvielfalt des Ozeans noch einmal dezimieren. Denn viele Arten, die sich bis dahin an das wärmere und saurere Wasser angepasst haben, könnten dann die Rückkehr zu früheren Bedingungen nicht mehr schnell genug mitmachen. Nach Ansicht der Forscher bringt daher ein Geo-Engineering, das erst mit Verzögerung einsetzt, zumindest für die Ozeane nicht viel und könnte mehr schaden als nützen. Sinnvoll ist ihrer Meinung nach nur ein schneller und strikter Klimaschutz, durch den gar nicht erst so viel CO2 in die Atmosphäre gelangt. "Wenn wir Emissions-Reduktionen nicht so rechtzeitig implementieren, dass wir das Zwei-Gad-Ziel erreichen, dann werden wir das Leben in den Ozeanen, wie wir es heute kennen, nicht erhalten können", sagt Hans Joachim Schellnhuber vom PIK.

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