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28.11.2022 Kohlenstoffdioxid CO2 - Fragen und Antworten

Quelle: Apple Stock, Eigenlizenz

Was richtet das CO2 oder andere Treibhausgase in der Atmosphäre an?

Das CO2 und die anderen Treibhausgase wie Methan beispielsweise, führen - wie der Name schon sagt - zu einem Treibhauseffekt oder anders herum, sie führen dazu, dass die Wärme nicht in den Weltraum abstrahlen kann. Dies wiederum führt zu globalen Einflüssen in den Schichten der Atmosphäre und in der Folge in den Ozeanen. Da alles miteinander zusammenhängt, zeigen sich Veränderungen als Wetterkapriolen in allen Ecken der Erde, wie wir bereits in den letzten Jahren erfahren mussten. Seit 1850 stieg der CO2-Anteil in der Luft von 0,029 auf 0,041 Prozent. Wie wir sehen, ist der Zuwachs zwar sehr gering, doch hat er bereits sehr viel Schäden angerichtet und Menschenleben gekostet.

Von wieviel CO2 sprechen wir?

Beim Verbrennen von Kohle, Öl und Gas entsteht CO2, zudem durch Brandrodungen und industrialisierte Landwirtschaft. In den letzten 50 Jahren wurden so weltweit über 1200 Milliarden Tonnen CO2 in die Atmosphäre abgegeben, 2018 waren es allein 36,6 Milliarden Tonnen. Eine Reduzierung der CO2-Abgabe würde die Verschlimmerung der Klimafolgen verlangsamen, nicht stoppen!

Was passiert, wenn wir den CO2-Ausstoß von heute auf morgen auf NULL senken?

Da sich das CO2 nicht auflöst oder abbaut, bleibt es in der Atmosphäre. Wenn wir wollen, dass die CO2-Konzentration geringer wird, müssen wir es im großen Stil binden oder umwandeln. Eine Nullemission würde in allen Bereichen des täglichen Lebens Stillstand bedeuten. Vergleichbar wäre dies mit dem in den letzten Wochen von den Medien hinterfragten Szenarien eines Blackouts. Wir verzichten hier bewusst auf die erneuten, angstmachenden Darstellungen dieser Szenarien.

Doch wie kriegen wir das CO2 aus der Atmosphäre?

Das in die Atmosphäre abgegebene CO2 müssen wir binden oder umwandeln. Doch die geringe Konzentration macht es schwer und mit einer technischen Lösung teuer. An welchen Lösungen die Wissenschaft arbeitet haben wir mal zusammengestellt:

CO2-Entfernung mit Aufforstung

Eine Maßnahme zur Bindung von CO2 ist die planmäßige Aufforstung von Wäldern. Während der Wachstumsphase könnte laut Studien 3,6 Milliarden Tonnen CO2 pro Jahr gebunden werden, rund 10 Prozent der derzeitigen CO2-Emissionen. Dafür würden sehr große Flächen gebraucht wie beispielsweise die Fläche der gesamten USA, betonen Forscher. Diese Lösung allein ist demzufolge nicht tragfähig.

Mit mehr Humus im Boden CO2 binden

In Humus ist viel Kohlenstoff. Durch die Industrialisierung der Landwirtschaft ging jedoch viel Humus im Boden verloren und aus dem Kohlenstoff wurde CO2. Mit Zwischenfruchtanbau, tiefwurzelnden Pflanzen, Einarbeiten von Ernteresten und Verzicht von tiefem Umpflügen lässt sich der Humusgehalt im Boden wieder deutlich steigern. Laut einer aktuellen Studie zur gezielten CO2-Entnahme als Ansatz der EU-Klimapolitik, könnte mit einem weltweiten Humusaufbau zwischen zwei und fünf Milliarden Tonnen CO2 pro Jahr gebunden werden. Das wird zumindest in Europa bereits gelebt. Aber das reicht nicht.

Pflanzenkohle bindet zusätzlich CO2

Als vielversprechende Technik der CO2-Bindung sehen einige Wissenschaftler Pflanzenkohle. Organisches Material wird mit Hilfe von Hitze, Druck und Ausschluss von Sauerstoff verkohlt. In pulverisierter Form wird die Biokohle anschließend auf Ackerböden gestreut. Dort wirkt sie als Dünger und erhöht ebenfalls den Kohlenstoffgehalt im Boden. Laut einer Studie könnten bei einer globalen Anwendung mit dieser Technik pro Jahr zwischen 0,5 und zwei Milliarden Tonnen CO2 gebunden werden. Diese Lösung reicht auch nicht allein.

CO2 aus der Luft filtern und in der Tiefe lagern

Das Speichern von CO2 tief in der Erde ist bekannt und wird zum Beispiel in Norwegens Ölfeldern praktiziert. Das Verfahren ist aber auch umstritten, weil das CO2 im Untergrund zu Erdbeben führen und langfristig entweichen kann. Eine andere Methode wird derzeit in Island praktiziert. CO2 wird dort mit Basalt gebunden und zu Stein umgewandelt. Die Verbindung ist stabil. Bei beiden Verfahren gibt es noch Forschungsbedarf. Das CO2 für den Untergrund kann aus der Umgebungsluft mittels chemischer Prozesse gewonnen werden. Einige Anlagen gibt es bereits in Europa. Das Potential dieser Anlagen ist groß, eine Mengenbegrenzung gibt es nicht. Der Nachteil sind aktuell die Kosten von rund 550 Euro je Tonne CO2. Einige Wissenschaftler glauben, dass mit einer Massenfertigung der Anlagen die Preise bis 2050 auf 50 Euro pro Tonne sinken könnten.

CO2 über Biomasse zum Strom

Eine andere Möglichkeit der CO2 Gewinnung aus der Luft geht über den Weg der Biomasse. Pflanzen werden angebaut und im Kraftwerk verfeuert, um Strom zu produzieren. Aus dem Abgas des Kraftwerks wird dann CO2 entzogen und tief in der Erde eingelagert. Das große Problem dieser Technik  ist der immense Flächenbedarf. Aus diesem Grund sehen viele Experten diese Technik kritisch. Unter den CO2-Entfernungstechnologien wird sie nur eine kleine Rolle einnehmen.

Mineralien im Gestein können CO2 binden

Bei diesem Verfahren werden Karbonat- und Silikatgesteine abgebaut, gemahlen und auf landwirtschaftlich genutzten Flächen oder im Oberflächenwasser der Ozeane ausgebracht. Im Laufe der Jahre bindet sich daran CO2. Das CO2-Bindungspotential aus der Atmosphäre liegt laut Forschern bei zwei bis vier Milliarden Tonnen pro Jahr zur Jahrhundertmitte. Die große Herausforderung sind vor allem die Mengen von gemahlenem Stein und die dafür notwendige Infrastruktur. Konkrete Verfahren sind bisher nicht erforscht.

Turbo-Enzym bindet viermal mehr CO2 als Pflanzen

Marburger Forscher haben vor drei Jahren entschlüsselt, wieso ein bakterielles Enzym CO2 aus der Atmosphäre fixieren kann, viermal besser als jede Pflanze. Das Pflanzen-Enzym kann im Vergleich zu dem entdeckten Enzymen des Bakteriums Kitasatospora setae nur 25 % des CO2 binden. Vier Aminosäuren verankern das CO2 von zwei Seiten und schützen es zudem gegen Wasser, was die Reaktion hemmen würde. Es wurde damit eine wichtige Grundlage geschaffen, um CO2 industriell aus der Atmosphäre zu binden. Es gibt allerdings keine Aussage zu dem Erfolg der Maßnahme im Großen, weder zu der Reduzierung des CO2 noch zur Wirtschaftlichkeit.

 

Sicherlich gibt es noch mehr Forschungsansätze, doch zeigen bereits diese, dass wir die Erde nicht mehr werden retten können. Wir können durch unser eigenes Handeln unseren Beitrag leisten, wenn auch nur in einem nicht messbaren Maße und zur Beruhigung des eigenen Gewissens. 
 

Quellen: amp.dw.com zu Klimaschutz; Nachrichten aus biooekonomie.de