Punktsieg für Kohlendioxid-Einsparungen: Emissionen vermeiden ist besser als CO2 nachträglich aus der Atmosphäre zu entnehmen
Um die Erderwärmung zu bremsen, sollen Treibhausgase zum Beispiel unterirdisch eingelagert werden. Das könnte weniger effektiv sein als bisher gedacht.
Das eine ist erwiesen: Kohlendioxid (CO2), das bei der Verbrennung von Kohle, Öl oder Gas freigesetzt wird, verstärkt den natürlichen Treibhauseffekt und erhöht die Durchschnittstemperatur auf der Erde. Das andere ist eine gängige Annahme: Die gleiche
Menge CO2 wieder einzufangen und zum Beispiel unterirdisch einzulagern, soll die Erwärmungswirkung ausgleichen.
Doch ein Forschungsteam um die Physikerin Kirsten Zickfeld von der Simon Fraser University in Kanada stellt diese Annahme in Frage. In der Fachzeitschrift „Nature Climate Change“ berichtet das Team, dass das Erdsystem unterschiedlich stark auf CO2-Emissionen und Entnahmen der gleichen Menge des Treibhausgases reagiert. „Bisher haben nur wenige Studien die Reaktion des Erdsystems auf negative Emissionen untersucht“, schreiben die Forscher:innen.
Dabei bauen die meisten Szenarien der Klimaforschung, in denen das Pariser Klimaziel der Vereinten Nationen erreicht und der Temperaturanstieg auf weniger als zwei Grad Celsius begrenzt werden, darauf, dass eine Tonne CO2 einzufangen so wirksam ist wie den Ausstoß einer Tonne CO2 zu vermeiden. In der zweiten Hälfte dieses Jahrhunderts soll der Atmosphäre CO2 entzogen werden, damit die bis dahin ausgestoßenen Treibhausgase die mittlere Temperatur der Erde nicht oder nur für kurze Zeit über diesen Grenzwert treiben.
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Die Emissionen eines ganzen Jahrzehnts
Das Team um Zickfeld hat die Wirkung positiver und negativer CO2-Emissionen in einem Erdsystemmodell getestet. Zunächst setzten sie in den Simulationen riesige Mengen CO2 auf einen Schlag frei oder entzogen sie der Atmosphäre. Die Impulse lagen zwischen 100 und 1.000 Gigatonnen Kohlenstoff. Schon 100 Gigatonnen Kohlenstoff entsprechen in etwa dem Zehnfachen der aktuellen jährlichen globalen Emissionen. Die Ergebnisse zeigten, dass CO2-Emissionen seine Konzentration in der Atmosphäre stärker erhöhen, als gleich große CO2-Entnahmen sie senken.
Dies hänge mit den nicht-linearen Prozessen im Erdsystem zusammen, erklärt Zickfeld in einem Gastbeitrag für das Magazin „Carbon Brief“. Das CO2 in der Luft hat eine düngende Wirkung auf Pflanzenwachstum. Bei einer höheren Konzentration in der Atmosphäre erreiche dieser Effekt aber eine Sättigung. Mehr CO2 führt dann nicht mehr zu mehr Bindung des Gases in der Biomasse der Pflanzen. Auch die Fähigkeit des Ozeans, CO2 aufzunehmen nimmt bei höheren atmosphärischen CO2-Konzentrationen ab.
Diese Asymmetrie werde erst bei großen CO2-Impulsen deutlich, schreiben die Studienautoren. Aber die Ergebnisse könnten bedeuten, dass der Ausgleich positiver CO2-Emissionen mit negativen Emissionen der gleichen Größenordnung zu einem anderen Klimaergebnis führen könnte als die Vermeidung der CO2-Emissionen.
Um der Atmosphäre CO2 zu entziehen, werden verschiedene Ansätze diskutiert: allen ist gemein, dass sie bislang im Vergleich zum Ausstoß des Gases wenig zur Kohlenstoffbilanz beitragen. Langfristig sollen Maßnahmen wie Aufforstung, die direkte CO2-Entnahme aus der Luft und die Kombination von Bioenergie mit Kohlenstoffabscheidung und -speicherung aber größere Beiträge liefern.
Unbedachte Effekte starker Impulse
„Negative Emissionen erlauben uns das Budget von mit dem Klimaziel noch zu vereinbarenden CO2-Emissionen zeitweilig zu überziehen“, sagt Jan Minx vom Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change. Dieser Kredit müsse aber mit CO2-Entnahmen zurückgezahlt werden. „Die Studie zeigt, dass dabei auch Zinsen anfallen“, sagt Minx. Daher sollte die Kreditaufnahme so gering wie möglich gehalten werden.
„In der aktuellen klimapolitischen Diskussion geht es darum, auf Netto-Null-Emissionen zu kommen“, sagt Oliver Geden von der Stiftung Wissenschaft und Politik. Auch dafür sind CO2-Entnahmen notwendig, um schwer zu vermeidende Emissionen auszugleichen. „Diese Strategie wird von der Studie aber gar nicht behandelt“, kritisiert Geden.
Die Simulationen hatten ein weiteres Ergebnis, auf das die Autoren nicht eingehen: Pro entnommener Tonne CO2 sinkt die globale Mitteltemperatur stärker, als sie pro ausgestoßener Tonne steigt. Dies zeigte sich aber nur in den Szenarien mit den größten CO2-Impulsen, die praktisch nicht erreicht werden.
Zur Analyse von Erdsystemmodellen sei es jedoch üblich, solche Impulsszenarien zu verwenden, sagt Wilfried Rickels, vom Institut für Weltwirtschaft an der Universität Kiel. „Durch die zeitliche Begrenzung der ‚Störung‘ des Modells, kann man die unterschiedlichen Reaktionen, die auf zeitlich unterschiedlichen Skalen ablaufen, besser verstehen“, sagte Rickels dem Science Media Center Deutschland.