Kann CO₂-Speicherung das Klima retten?

Bäume können Kohlenstoff nur während ihrer Lebenszeit binden.

Bäume können Kohlenstoff nur während ihrer Lebenszeit binden.

Am besten für das Erreichen der Klimaziele wäre es, wenn Kohlendioxid gar nicht erst entsteht. Gleichzeitig werden aber auch Methoden erprobt, um CO₂ zu speichern: in unterirdischen Reservoiren, in den Ozeanen oder in Wäldern und Mooren. Wie vielversprechend sind diese Ansätze und welche Nachteile haben sie?

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Aufforstung für den Klimaschutz

Bäume wandeln CO₂ bei der Photosynthese in Kohlenstoff (C) und Sauerstoff (O₂) um, der Kohlenstoff wird dabei im Holz gespeichert. Bäume können Kohlenstoff aber nur während ihrer Lebenszeit binden. Sobald sie sterben und verrotten, wird CO₂ wieder in die Atmosphäre freigesetzt und muss durch nachwachsende Bäume neu gebunden werden. Bei der Vernichtung von Wäldern gehen Bäume als CO₂-Speicher verloren. Auf der Weltklima­konferenz COP26 im vergangenen Herbst haben daher 100 Staaten erklärt, bis zum Jahr 2030 die Abholzung von Wäldern stoppen und deren Wiederaufforstung fördern zu wollen.

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Bei der Aufforstung gilt es jedoch einiges zu beachten, damit sie dem Klima zugute kommt und gleichzeitig keinen Schaden anrichtet. So kann die massive künstliche Aufforstung Ökosysteme durcheinanderbringen. Und das Anlegen von Baumplantagen ist viel weniger effektiv als das Wiederaufforsten natürlicher Wälder.

Die Kapazität der Bäume, CO₂ zu speichern, wird zudem möglicherweise überschätzt: Das hat eine Studie ergeben, die 2019 im Wissenschaftsmagazin PNAS veröffentlicht wurde. Forschende hatten Langzeitdaten aus 695 Wäldern ausgewertet. Dabei stellten sie fest, dass die Dauer, mit der Bäume Kohlenstoff binden können, in den vergangenen Jahrzehnten abgenommen hat. Die Bäume starben eher ab als zuvor und setzten dabei CO₂ wieder frei. Als Grund dafür vermuteten die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen den Klimawandel: So führen Hitze- und Dürreperioden zu einer höheren Baumsterblichkeit. Gleichzeitig sorgt der höhere CO₂-Gehalt in der Atmosphäre dafür, dass sich der Lebenszyklus der Bäume beschleunigt, sie also schneller wachsen, aber auch schneller sterben als noch vor einigen Jahren.

CCS mit unterirdischer Speicherung

Carbon Capture and Storage (CSS) nennt sich ein Verfahren, bei dem CO₂ aus Industrieabgasen abgetrennt und unterirdisch eingelagert wird. Als CO₂-Speicher sollen dabei ehemalige Öl- oder Gasfelder und tiefe, salzwasserführende Gesteinsschichten dienen. In Europa investiert vor allem Norwegen in großem Stil in die Technologie: Ab 2024 soll dort verflüssigtes CO₂ aus Industrieabgasen durch Pipelines in ein riesiges Reservoir unter dem Meeresboden gepumpt werden. Geplant ist die Lagerung von bis zu 1,5 Millionen Tonnen jährlich. In Deutschland gibt es bisher keine unterirdische CO₂-Speicherung, auch weil das Verfahren umstritten ist. Zwar ließen sich damit tatsächlich große Mengen CO₂ binden. Gleichzeitig wird für die CSS aber auch viel Energie verbraucht.

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Umweltverbände haben noch aus weiteren Gründen Bedenken. Sie fürchten, dass die Industrie auf CSS ausweicht, anstatt Emissionen zu senken, weil das für sie bequemer und günstiger sein könnte. Die Endlagerung von CO₂ unter der Erde bedeute „für zukünftige Generationen ökologische und wirtschaftliche Altlasten“, heißt es in einer Erklärung von Greenpeace, CSS sei ein „gefährlicher Irrweg, der keinerlei Beitrag zum Klimaschutz leisten kann“. So bestehe etwa die Gefahr, dass CO₂ aus den unterirdischen Lagern entweicht. Weil das Gas schwerer ist als Luft, könne es sich dann in Bodensenken sammeln, wobei Lebensgefahr bestehe: CO₂ sei zwar nicht giftig, führe aber in hohen Dosen zum Erstickungstod. Zudem verdränge das verpresste Kohlendioxid im Boden Salzwasser, das dadurch ins Grundwasser gelangen könnte.

Das Umweltbundesamt sieht noch eine weitere Problematik und spricht von möglichen „Nutzungskonflikten“: Wenn große Teile des Untergrundes für eine dauerhafte Speicherung von CO₂ genutzt würden, stünden solche Bereich nicht mehr für Methoden zur klimafreundliche Energiegewinnung wie der Geothermie zur Verfügung oder für die Speicherung von Erdgas oder regenerativ erzeugtem Methan.

Wiedervernässung von Mooren

Moore können eine wichtige Rolle als CO₂-Speicher übernehmen – es kommt jedoch auf ihren Zustand an. Insgesamt ist mehr Kohlenstoff in Mooren gebunden als in allen Wäldern der Welt zusammen. Der Atmosphäre CO₂ entziehen können aber nur naturbelassene Moore mit hohem Wasserstand. In solchen Ökosystemen wird schneller neues Pflanzenmaterial produziert, als die Reste abgestorbener Pflanzen abgebaut werden, es wird also unter dem Strich Kohlendioxid eingelagert. Werden Moore hingegen trockengelegt und als Anbaufläche für die Landwirtschaft genutzt, verlieren sie ihre Funktion als Klimaschützer. Sie setzen viel mehr Klimagase wie CO₂, Methan und Lachgas frei.

Nach Angaben des Bundes sind solche trockengelegten Moorflächen für etwa 53 Millionen Tonnen der freigesetzten Treibhausgase verantwortlich, damit für etwa 6,7 Prozent der gesamten deutschen Emissionen. Um den Prozess wieder umzukehren und CO₂ in den Mooren zu speichern, kann man Moorflächen neu bewässern.

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Die Meere als CO₂-Speicher?

Auch die Ozeane werden als Speicherort für größere Mengen von Kohlendioxid in Betracht gezogen. Eines der möglichen Verfahren dazu wird derzeit in einem Forschungsprojekt unter Leitung des Geomar Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel erprobt. Forschende mischen dem Meerwasser in Experimenten Mineralien bei, die seine Fähigkeit, CO₂ zu binden verstärken – es wird gewissermaßen gedüngt. Je Kilogramm gelöster Gesteinsmineralien kann laut Geomar etwa ein halbes Kilogramm CO₂ zusätzlich im Meerwasser gebunden werden.

Eine Beimischung von Mineralien ins Meerwasser könnte dem Institut zufolge auch der Versauerung der Ozeane durch CO₂ entgegenwirken. So löst sich bereits etwa ein Viertel des jährlich durch Menschen freigesetzten CO₂ im Meer und reagiert mit dem Wasser zu Kohlensäure. Würde ein Teil dieses CO₂ an Mineralien gebunden, würde das Meer dadurch „entsäuert“.

Die Folgen, die eine Düngung mit Mineralien auf das Meer als Biosystem hätte, sind aber noch völlig unerforscht. Ziel der Experimente sei es daher auch „die möglichen Risiken und Nebenwirkungen“ für die Lebensgemeinschaften im Meer zu untersuchen, heißt es in einer Mitteilung des Geomar Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung.

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