Wege aus der Klimakrise: So lässt sich CO₂ vermeiden
Auf einer Webkonferenz diskutierten Wissenschaftler aus Physik, Ökonomie und Pflanzenzucht über Wege, wie sich die CO₂-Konzentration in der Atmosphäre reduzieren lässt.
Mit hochgesteckten Zielen, Förderprogrammen für erneuerbaren Energien oder einem CO₂-Preis auf fossile Brennstoffe treten die Politiker dem immer sichtbarer werdenden Klimawandel entgegen. Dabei hätte das Gegensteuern schon viel früher geschehen können. „Wir wissen seit den 1940er Jahren, dass CO₂ zu einer globalen Erwärmung führt. Seit 80 Jahren gibt es keinen Zweifel an den physikalischen Grundlagen“, sagte Prof. Michael Schmitt vom Institut für Physikalische Chemie an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf auf der Tagung „Wege aus der Klimakrise: CO2 bepreisen oder speichern – was ist wirklich sinnvoll?“. Auf der Online-Veranstaltung des Zentrums für Pflanzenforschung (CEPLAS) stellten Wissenschaftler aktuelle Erkenntnisse zum Klimawandel und zu möglichen Gegenmaßnahmen vor. Hier die wichtigsten Aussagen:
Die Gehalte von CO₂, Methan und Lachgas (N₂O) steigen aktuell so stark an wie in den letzten 600.000 Jahren nicht. Das zeigen Messungen an Eisbohrkernen.
Seit 1958 ist der CO2-Gehalt in der Atmosphäre von 300 ppm bis heute auf 417 ppm gestiegen.
Anhand von C-Isotopen, also verschiedenen Atomsorten des Elements Kohlenstoffs (C) lässt sich nachweisen, dass die CO₂-Konzentration in der Atmosphäre eindeutig auf die Verbrennung von Kohle und Öl zurückzuführen ist. „Der Anteil der einzelnen Isotope kann sehr genau nachgewiesen werden. Die Zunahme des Isotops C12 im CO₂ in der Atmosphäre spricht für den anthropogenen Ursprung von CO₂ und nicht für eine Freisetzung z.B. aus vulkanischer Aktivität“, erklärte Schmitt.
Seit der Amtsübernahme von Donald Trump im Jahr 2016 sind die CO₂-Emissionen in den USA stark angestiegen.
Schmitt verwies auf die Emissionen in Deutschland: 38 % stammen aus der Energiewirtschaft, 21 % aus der Industrie, 18 % aus dem Verkehr, 10 % aus den Haushalten und 8 % aus der Landwirtschaft. „Bei der Landwirtschaft könnten wir am leichtesten und am schnellsten Abhilfe schaffen“, ist er überzeugt.
CO₂-Preis als wirksames Instrument
Prof. Christoph Schmidt vom Leibniz-Institut für Wirtschaftsforschung (RWI) in Essen plädierte für einen globalen Preis auf CO₂-Emissionen in allen Sektoren. Dieser hätte eine Lenkungswirkung und würde Anreize für Investitionen in den Klimaschutz setzen. „Der sparsame Umgang mit fossilen Energien wird belohnt“, betonte er. Die Lenkungswirkung durch Preis nehme viel Infoarbeit ab: „Man macht automatisch das richtige, ohne die ganze Zeit an das Klima zu denken.“
Kommt CCS wieder in den Fokus?
Dr. Peter Viebahn vom Wuppertal Institut für Klima, Umwelt und Energie, machte deutlich, dass es einige Produktionsbereiche wie die Zementproduktion, aber auch die Landwirtschaft gäbe, bei denen Treibhausgasemissionen unumgänglich sind. Bei diesen wäre es sinnvoll, das CO₂ abzutrennen und unter der Erde zu lagern (Carbon, Capture and Storage, CCS). Dieses Verfahren ist aktuell in Deutschland verboten. „Viele Klimaschutzszenarien, die weltweit erstellt werden, kommen ohne CCS nicht aus“, erläuterte er. Allerdings klaffen Anforderung und Realität bei dem Verfahren weit auseinander: Strom- und Wasserverbrauch ist sehr hoch, eine Anlage hat die Größe eines Kraftwerks und die Abscheideraten sind mit 60 bis 95 % nicht per se sehr gut. Ab einem CO₂-Preis von etwa 120 €/t lohnt es sich, in CCS-Technologien zu investieren. „Das Problem ist: Wir können nicht so lange warten, bis wir diesen Preis haben, die Anlagen müssten jetzt gebaut werden“, sagte er mit Blick auf neue Studien auch des Wuppertalinstituts, nach denen Deutschland schon 2035 kllimaneutral sein müsste. Auch der Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft wäre zu langwierig.
Pflanzen reduzierenCO₂-Gehalt in der Atmosphäre
Prof. Andreas Weber vom Institut für Biochemie der Pflanzen der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf und Sprecher von CEPLAS, wies auf den enormen Einfluss der Pflanzen auf den CO₂-Gehalt in der Atmosphäre hin. Wie Aufnahmen der Raumfahrtbehörde NASA zeigen, steigt der CO2-Gehalt über der Nordhalbkugel im Winter stark an und geht im Sommer wieder deutlich zurück. „Das ist auf die Photosynthese der Pflanzen zurückzuführen“, sagte Weber.
Gleichzeitig verwies er auf Studien, die zeigen, wie langsam der CO2-Gehalt sinkt, selbst wenn wir ab heute keine fossilen Brennstoffe mehr verfeuern würden. „Es kann bis zu 1000 Jahre dauern, bis der CO₂-Gehalt auf natürlichem Weg wieder gesunken ist.“
Um den CO2-Gehalt aus der Atmosphäre schneller sinken zu lassen, sei der Anbau von speziellen Pflanzen hilfreich, die z.B. ein tiefreichendes Wurzelsystem besitzen und so den Kohlenstoff in den Boden verlagern. Ebenso denkbar wären Photobioreaktoren, in den Algenbiomasse gezüchtet werden könnte. Auch sie erzeugen via Photosynthese aus CO₂ Biomasse. Diese könnte in der Nahrungs- und Futtermittelindustrie eingesetzt werden.
Diskussion um Landwirtschaft und Tierhaltung
In der abschließenden Podiumsdiskussion verwies Prof. Schmitt auf Ansätze, das CO₂ zu nutzen, anstatt es in den Boden zu verpressen. „Es gibt vielversprechende Ansätze wie die Erzeugung von Methanol“, sagte er. Er sprach sich auch dafür aus, die Tierhaltung zur Fleischerzeugung komplett einzustellen, da damit ein erheblicher Klimaschutzeffekt erreicht werde und der Fleischkonsum ohnehin nicht gesundheitsfördernd sei. Prof. Weber widersprach dem: „Die Tierhaltung ist für die Landwirtschaft wichtig, um Nährstoffkreisläufe im Ackerbau zu schließen. Wir brauchen eine gewisse Anzahl an Großvieheinheiten pro Hektar.“
Mit hochgesteckten Zielen, Förderprogrammen für erneuerbaren Energien oder einem CO₂-Preis auf fossile Brennstoffe treten die Politiker dem immer sichtbarer werdenden Klimawandel entgegen. Dabei hätte das Gegensteuern schon viel früher geschehen können. „Wir wissen seit den 1940er Jahren, dass CO₂ zu einer globalen Erwärmung führt. Seit 80 Jahren gibt es keinen Zweifel an den physikalischen Grundlagen“, sagte Prof. Michael Schmitt vom Institut für Physikalische Chemie an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf auf der Tagung „Wege aus der Klimakrise: CO2 bepreisen oder speichern – was ist wirklich sinnvoll?“. Auf der Online-Veranstaltung des Zentrums für Pflanzenforschung (CEPLAS) stellten Wissenschaftler aktuelle Erkenntnisse zum Klimawandel und zu möglichen Gegenmaßnahmen vor. Hier die wichtigsten Aussagen:
Die Gehalte von CO₂, Methan und Lachgas (N₂O) steigen aktuell so stark an wie in den letzten 600.000 Jahren nicht. Das zeigen Messungen an Eisbohrkernen.
Seit 1958 ist der CO2-Gehalt in der Atmosphäre von 300 ppm bis heute auf 417 ppm gestiegen.
Anhand von C-Isotopen, also verschiedenen Atomsorten des Elements Kohlenstoffs (C) lässt sich nachweisen, dass die CO₂-Konzentration in der Atmosphäre eindeutig auf die Verbrennung von Kohle und Öl zurückzuführen ist. „Der Anteil der einzelnen Isotope kann sehr genau nachgewiesen werden. Die Zunahme des Isotops C12 im CO₂ in der Atmosphäre spricht für den anthropogenen Ursprung von CO₂ und nicht für eine Freisetzung z.B. aus vulkanischer Aktivität“, erklärte Schmitt.
Seit der Amtsübernahme von Donald Trump im Jahr 2016 sind die CO₂-Emissionen in den USA stark angestiegen.
Schmitt verwies auf die Emissionen in Deutschland: 38 % stammen aus der Energiewirtschaft, 21 % aus der Industrie, 18 % aus dem Verkehr, 10 % aus den Haushalten und 8 % aus der Landwirtschaft. „Bei der Landwirtschaft könnten wir am leichtesten und am schnellsten Abhilfe schaffen“, ist er überzeugt.
CO₂-Preis als wirksames Instrument
Prof. Christoph Schmidt vom Leibniz-Institut für Wirtschaftsforschung (RWI) in Essen plädierte für einen globalen Preis auf CO₂-Emissionen in allen Sektoren. Dieser hätte eine Lenkungswirkung und würde Anreize für Investitionen in den Klimaschutz setzen. „Der sparsame Umgang mit fossilen Energien wird belohnt“, betonte er. Die Lenkungswirkung durch Preis nehme viel Infoarbeit ab: „Man macht automatisch das richtige, ohne die ganze Zeit an das Klima zu denken.“
Kommt CCS wieder in den Fokus?
Dr. Peter Viebahn vom Wuppertal Institut für Klima, Umwelt und Energie, machte deutlich, dass es einige Produktionsbereiche wie die Zementproduktion, aber auch die Landwirtschaft gäbe, bei denen Treibhausgasemissionen unumgänglich sind. Bei diesen wäre es sinnvoll, das CO₂ abzutrennen und unter der Erde zu lagern (Carbon, Capture and Storage, CCS). Dieses Verfahren ist aktuell in Deutschland verboten. „Viele Klimaschutzszenarien, die weltweit erstellt werden, kommen ohne CCS nicht aus“, erläuterte er. Allerdings klaffen Anforderung und Realität bei dem Verfahren weit auseinander: Strom- und Wasserverbrauch ist sehr hoch, eine Anlage hat die Größe eines Kraftwerks und die Abscheideraten sind mit 60 bis 95 % nicht per se sehr gut. Ab einem CO₂-Preis von etwa 120 €/t lohnt es sich, in CCS-Technologien zu investieren. „Das Problem ist: Wir können nicht so lange warten, bis wir diesen Preis haben, die Anlagen müssten jetzt gebaut werden“, sagte er mit Blick auf neue Studien auch des Wuppertalinstituts, nach denen Deutschland schon 2035 kllimaneutral sein müsste. Auch der Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft wäre zu langwierig.
Pflanzen reduzierenCO₂-Gehalt in der Atmosphäre
Prof. Andreas Weber vom Institut für Biochemie der Pflanzen der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf und Sprecher von CEPLAS, wies auf den enormen Einfluss der Pflanzen auf den CO₂-Gehalt in der Atmosphäre hin. Wie Aufnahmen der Raumfahrtbehörde NASA zeigen, steigt der CO2-Gehalt über der Nordhalbkugel im Winter stark an und geht im Sommer wieder deutlich zurück. „Das ist auf die Photosynthese der Pflanzen zurückzuführen“, sagte Weber.
Gleichzeitig verwies er auf Studien, die zeigen, wie langsam der CO2-Gehalt sinkt, selbst wenn wir ab heute keine fossilen Brennstoffe mehr verfeuern würden. „Es kann bis zu 1000 Jahre dauern, bis der CO₂-Gehalt auf natürlichem Weg wieder gesunken ist.“
Um den CO2-Gehalt aus der Atmosphäre schneller sinken zu lassen, sei der Anbau von speziellen Pflanzen hilfreich, die z.B. ein tiefreichendes Wurzelsystem besitzen und so den Kohlenstoff in den Boden verlagern. Ebenso denkbar wären Photobioreaktoren, in den Algenbiomasse gezüchtet werden könnte. Auch sie erzeugen via Photosynthese aus CO₂ Biomasse. Diese könnte in der Nahrungs- und Futtermittelindustrie eingesetzt werden.
Diskussion um Landwirtschaft und Tierhaltung
In der abschließenden Podiumsdiskussion verwies Prof. Schmitt auf Ansätze, das CO₂ zu nutzen, anstatt es in den Boden zu verpressen. „Es gibt vielversprechende Ansätze wie die Erzeugung von Methanol“, sagte er. Er sprach sich auch dafür aus, die Tierhaltung zur Fleischerzeugung komplett einzustellen, da damit ein erheblicher Klimaschutzeffekt erreicht werde und der Fleischkonsum ohnehin nicht gesundheitsfördernd sei. Prof. Weber widersprach dem: „Die Tierhaltung ist für die Landwirtschaft wichtig, um Nährstoffkreisläufe im Ackerbau zu schließen. Wir brauchen eine gewisse Anzahl an Großvieheinheiten pro Hektar.“
