Auf der Suche nach neuen Waffen im Kampf gegen die Klimaerwärmung schielen Wissenschaftler auf Island im Norden Europas. Dort filtert eine spezielle Anlage, die an eine übergroße Klimaanlage erinnert, Kohlendioxid (CO2) aus der Luft. Das Treibhausgas wird gelöst in Wasser 700 Meter tief in den Boden gepresst - und damit dauerhaft der Atmosphäre entzogen. Das klingt nach einer sauberen Lösung, wird aber bislang nur in winzigem Maßstab betrieben.
Auf dem Projekt und einer Handvoll anderer Test-Anlagen ruhen große Hoffnungen. Denn negative Emissionen - also das Entziehen von CO2 aus der Atmosphäre - müssen in wenigen Jahren eine große Rolle spielen. Kaum ein Modellszenario zum 1,5-Grad- oder 2-Grad-Ziel kommt ohne sie aus. „Es ist unrealistisch, die Klimaerwärmung zu stoppen, ohne der Atmosphäre zumindest etwas CO2 zu entnehmen“, sagt Sabine Fuss vom Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change (MCC).
Das Potenzial ist in der Theorie enorm. Doch in der Praxis wird der Atmosphäre bislang nur in homöopathischen Dosen CO2 entnommen. So entzieht die isländische Prototyp-Anlage, die zu den sogenannten DACCS-Verfahren gehört, der Umgebungsluft geschätzte 50 Tonnen CO2 im Jahr. Sie ist Teil des CarbFix2-Projekts und steht auf dem Gelände des Geothermie-Kraftwerks Hellisheidi. In den nächsten anderthalb Jahren soll laut Hersteller Climeworks eine größere Anlage entstehen, die mehrere Tausend Tonnen CO2 pro Jahr filtern kann. Die kanadische Firma Carbon Engineering will bis zum Jahr 2023 eine Anlage mit einer Leistung von einer Million Tonnen CO2 im Jahr bauen.
Doch die Menschheit emittiert mehr als 40 Milliarden Tonnen (Gigatonnen) CO2 im Jahr - ohne erkennbaren Rückgang. Ginge es weiter wie bisher, läge der Temperaturanstieg laut UN-Umweltprogramm Unep Ende des Jahrhunderts bei 3,4 bis 3,9 Grad. Soll die Erderhitzung hingegen auf 1,5 Grad begrenzt werden, müssen laut Weltklimarat die Netto-Emissionen kontinuierlich sinken, auf Null im Jahr 2050.
Der Ausstoß von Treibhausgasen wird sich Experten zufolge nicht ganz vermeiden lassen. „Gewisse Restemissionen werden wohl bleiben“, sagt Gunnar Luderer vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK). Als Beispiele nennt er den Flugverkehr und die Zementproduktion, die sich nur schwer vollständig dekarbonisieren lassen. Damit die Rechnung trotzdem aufgeht, sind negative Emissionen nötig.
Neben technischen Lösungen könnten riesige Wälder theoretisch gigantische CO2-Mengen aufnehmen. Zudem könnte eine nachhaltigere Landwirtschaft viel CO2 im Boden speichern. Doch Fuss vom MCC gibt zu bedenken, dass Land- und Forstwirtschaft derzeit der Atmosphäre noch Treibhausgase hinzufügen, statt welche zu entfernen.
Rund 20 Prozent des derzeitigen CO2-Ausstoßes müssten in 30 Jahren durch negative Emissionen ausgeglichen werden, schätzt Andreas Oschlies vom Geomar Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung in Kiel. Das wären rund acht Gigatonnen im Jahr. „Das ist hochambitioniert und sehr optimistisch, aber machbar“, sagt Oschlies.
Bislang sind die Erfolge bei negativen Emissionen durch technische Ansätze extrem überschaubar - auch weil sie oft teuer sind. Es gibt nur wenige Testanlagen. Deutschland spielt dabei laut Fuss vom MCC keine Rolle: „Deutschland als Technologie-Nation hat sich nicht darum gekümmert.“
Eine der bislang effektivsten Anlagen ist Teil einer Fabrik im kleinen Städtchen Decatur im US-Bundesstaat Illinois. Hier wird Mais zu Ethanol vergärt. Dabei entsteht CO2, das anschließend in ein unterirdisches Lager gepresst wird. Kohlendioxid, das der Mais beim Wachsen aus der Luft gebunden hat, wird also dauerhaft der Atmosphäre entzogen. Im Jahr 2018 wurden mit dem sogenannten BECCS-Prinzip nach Betreiberangaben etwas über eine halbe Million Tonnen CO2 gespeichert. Doch auch BECCS hat einen Haken: Für die Methode sind riesige Agrarflächen nötig, auf denen dann keine Nahrung produziert wird.
Andere Ansätze wie beispielsweise die künstliche Verwitterung sind bislang nur im Labormaßstab erforscht. Dabei soll bestimmtes Gestein fein gemahlen und auf Äcker oder auch ins Meer gestreut werden, wie Helmholtz-Forscher Oschlies erklärt, der selbst an der Technik forscht. Die Partikel reagieren dann chemisch mit dem CO2 aus der Luft beziehungsweise dem Oberflächenwasser des Meeres und entziehen damit der Atmosphäre CO2. Um eine Tonne CO2 aus der Luft zu binden, bräuchte es laut Oschlies etwa eine Tonne Gestein.
Luderer vom PIK bezweifelt, dass ohne aktive politische Steuerung eines der technischen Verfahren für sich gesehen in den kommenden 30 Jahren einen nennenswerten Beitrag zum Klimaschutz leisten kann. Das erfordere „extrem hohe Wachstumsraten über einen langen Zeitraum“ bei der CO2-Entfernung, die bislang in kaum einem anderen Industriezweig vergleichbarer Komplexität beobachtet wurden. Der PIK-Forscher hält bis 2050 global einige Hundert Millionen Tonnen durch DACCS und BECCS für möglich. „Ein bis zwei Gigatonnen sind theoretisch auch erreichbar“, sagt er. „Aber nur, wenn man es ernst meint und jetzt in die kommerzielle CO2-Entnahme einsteigt.“
Was muss geschehen, damit Technologien zur CO2-Entnahme in die Gänge kommen? Fuss fordert mehr Forschungsförderung, damit negative Emissionen billiger werden. Außerdem sei ein hoher CO2-Preis notwendig, der auf Firmen Druck macht, selbst CO2 zu entfernen oder negative Emissionen bei anderen Firmen einzukaufen. In jedem Fall sei es notwendig, auf nationaler Ebene konkrete Pläne für Technologien und Maßnahmen zu entwickeln, wie etwa in Schweden.
Oschlies plädiert für Zertifikate auf negative Emissionen, damit Unternehmen die Entfernung von CO2 als Dienstleistung verkaufen können. Verursacher von Treibhausgasen könnten dann negative Emissionen mit ihrem Ausstoß verrechnen und unterm Strich auf null CO2-Emissionen kommen. Der Helmholtz-Forscher setzt auch auf die Macht der Verbraucher: „Wenn die Stimmung kippt, wird das werbewirksame Thema Emissions-Neutralität neue Hebel für die CO2-Entnahme schaffen.“
Ob negative Emissionen tatsächlich irgendwann den Kinderschuhen entwachsen, steht in den Sternen. „Das Beste ist, CO2 gar nicht erst zu emittieren“, sagt Fuss vom MCC. „Besser man macht erst gar keinen Dreck, dann muss man hinterher nicht aufräumen.“
