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Die Temperatur auf der Erde steigt in Folge des Klimawandels - die Wissenschaft sucht nach Lösungen.
Die Temperatur auf der Erde steigt in Folge des Klimawandels - die Wissenschaft sucht nach Lösungen.(Foto: imago/photothek)
Montag, 03. Dezember 2018

Klempnern am Klima: Lässt sich die Erde künstlich kühlen?

Trockenheit, Waldbrände, Megastürme: Angesichts zunehmender Wetterextreme wächst die Sorge, dass der Klimawandel kaum noch aufzuhalten ist. Möglicherweise müssen nun drastische Schritte wie das sogenannte Climate Engineering her. Aber bringt das auch was?

Ein heißes, verqualmtes Jahr geht zu Ende, wenn sich Anfang Dezember Regierungsvertreter aus 190 Ländern zur UN-Klimakonferenz im polnischen Katowice treffen. Sie wollen konkrete Maßnahmen und einheitliche Regeln beschließen, mit denen das Ziel der Pariser Klimakonferenz von 2015 erreicht werden kann. Es sieht vor, die globale Erwärmung auf deutlich unter zwei Grad Celsius zu begrenzen.

Das scheint angesichts der diesjährigen Wetterextreme dringender denn je. Hitze und Trockenheit wüteten fast überall - selbst in Japan starben Menschen infolge zu großer Wärme. Am arktischen Polarkreis, wo es bislang selten brannte, standen von Grönland bis Alaska Wälder in Flammen. Und in Deutschland und vielen anderen Ländern Nord- und Mitteleuropas führte die monatelange Trockenheit zu Ernteausfällen mit Schäden im dreistelligen Millionenbereich.

"Wir haben bereits eine globale Erderwärmung von einem Grad Celsius. Mit ungebremsten Emissionen werden wir bis zum Ende dieses Jahrhunderts einen Temperaturanstieg um vier Grad Celsius und mehr erleben", sagt Hans-Otto Pörtner. Der Klimaforscher am Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), ist Co-Vorsitzender der Arbeitsgruppe II des Weltklimarates IPCC und gilt als eines der prominentesten Mitglieder des Expertengremiums. Die bislang von den Unterzeichnern des Pariser Klimaabkommens versprochenen Emissionseinsparungen sind seiner Auffassung nach unzureichend: "Mit ihnen werden wir die Erwärmung nur auf drei Grad Celsius begrenzen können", sagt Pörtner.

Zwei Methoden kommen in Betracht

Klimaforscher untersuchen deshalb eine viel weitreichendere Idee: Lässt sich die Erde künstlich abkühlen? Selbst einen Fachbegriff gibt es für solche Gedankenspiele bereits: Großtechnische Eingriffe in das Klima werden als Climate Engineering bezeichnet. Die dabei angedachten Methoden lassen sich in zwei Ansätze gliedern: Entweder zielen sie darauf ab, dass ein Großteil des Sonnenlichts ins Weltall zurückgestrahlt wird, bevor er die Erdoberfläche erreicht - diese Methoden werden als Solar Radiation Management bezeichnet. Oder aber sie setzen darauf, das Treibhausgas Kohlendioxid (CO2) dauerhaft aus der Atmosphäre zu entfernen. Diese Methoden werden unter dem Begriff "Carbon Dioxide Removal" (CDR) zusammengefasst. Der Weltklimarat bezeichnet sie auch als "Negative Emission Technologies".

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Beide Ansätze unterscheidet ein wesentlicher Punkt: "Wenn wir Kohlendioxid aus der Atmosphäre entfernen, reduzieren wir die Konzentration dieses Treibhausgases, das die Ursache für die Erderwärmung ist", sagt Wilfried Rickels vom Institut für Weltwirtschaft in Kiel: "Beim Radiation Management hingegen begrenzen wir primär das Ausmaß der Erwärmung und beeinflussen die CO2-Konzentration nur indirekt."

Rickels ist einer der führenden Forscher im DFG-Schwerpunktprogramm "Climate Engineering", dem weltweit größten interdisziplinären Forschungsprojekt zu diesem Thema, welches vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel koordiniert wird. Seit dem Jahr 2003 untersuchen Natur-, Sozial-, Wirtschafts- und Rechtswissenschaftler darin, welche Chancen und Risiken verschiedene Climate-Engineering-Methoden mit sich bringen und wie sie sich auf die Gesellschaft auswirken. Eines ihrer Kernergebnisse lautet: "Je genauer wir die Verfahren untersuchen, desto weiter schrumpft das Potenzial und desto mehr Risiken offenbaren sich - und das auch bei vermeintlich grünen Methoden wie der Aufforstung oder dem Anbau von Bioenergiepflanzen", so Wilfried Rickels.

Fläche von der Größe Brasiliens aufforsten

Für beide Methoden wird nämlich vor allem eines gebraucht: Land. Um bis zum Jahr 2100 etwa ein Viertel des CO2 zu binden, das in der Atmosphäre enthalten ist, müsste man eine Fläche von der Größe Brasiliens aufforsten. Auf diesem Land könnte dann kein Getreide mehr angebaut, keine Nutztiere mehr geweidet werden. Es gäbe weniger Lebensmittel - ein problematisches Szenario angesichts der wachsenden Weltbevölkerung.

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Ließe sich das Kohlendioxid vielleicht im Meer speichern? Rund 20 bis 25 Prozent des vom Menschen freigesetzten Kohlendioxids wird von den Meeren aufgenommen. Im Wasser verändert sich das CO2 chemisch. Es reagiert dann zum Beispiel mit Bestandteilen gelöster Minerale, die vom Land ins Meer geschwemmt wurden, und wird dauerhaft im Wasser gebunden. Denkbar wäre es deshalb, große Mengen Gesteinspulver im Meer zu verteilen, um diese Reaktion künstlich hervorzurufen.

"Zahlreiche Untersuchungen zeigen das Potenzial dieser Methode. Die Details einer Anwendung aber müssen - wie bei den vielen anderen Methoden auch - erst noch in Feldstudien untersucht werden", sagt Jens Hartmann, Geologe mit dem Schwerpunkt Hydrochemie an der Universität Hamburg. Der größtmögliche Effekt ließe sich vermutlich auch nur mit speziell gefertigten Gesteinsprodukten erzielen, etwa mit Substanzen aus Kalkstein oder Basalt. Um davon eine ausreichende Menge herzustellen, wäre Bergbau in der Dimension des heutigen Kohleabbaus notwendig.

Ascheteilchen reflektieren Sonnenlicht

Hauke Schmidt erforscht eine andere Methode, um die Erderwärmung aufzuhalten. Der Klimamodellierer vom Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg analysiert Vulkanausbrüche. Bei solchen Eruptionen werden Millionen Tonnen der Schwefelverbindung Sulfat bis in die Stratosphäre geschleudert. Die Ascheteilchen reflektieren dann das einfallende Sonnenlicht wie winzige Spiegel und verhindern, dass es die Erde erwärmt. "Auf Basis dieser natürlichen Experimente wissen wir, dass man durch das Ausbringen reflektierender Partikel die Erde abkühlen könnte", sagt Schmidt. "Unklar ist allerdings, welche Menge man bräuchte, um einen bestimmten Effekt zu erzielen. Dazu enthalten unsere Modelle noch zu große Unsicherheiten, weil wir die Mikrophysik der Partikel und auch ihre Wechselwirkungen mit atmosphärischer Zirkulation noch nicht gut genug verstehen."

Hans-Otto Pörtner sieht Potenzial im sogenannten Direct-Air-Capture-Verfahren. Bei dieser Methode wird Luft über spezielle Bindemittel geleitet, um das enthaltene Kohlendioxid herauszufiltern und anschließend einzulagern oder industriell weiterzuverarbeiten. Testanlagen gibt es bereits und die Kosten für die Extraktion von einer Tonne CO2 sind aufgrund technischer Fortschritte inzwischen von 600 US-Dollar auf 100 bis 230 US-Dollar gefallen. "Deutschland wäre mit seiner chemischen Industrie prädestiniert, die direkte Extraktion aus der Luft weiterzuentwickeln und das CO2 in Verbindung mit der Nutzung von Wind- oder Sonnenenergie in Form von synthetischen Kraftstoffen zu recyceln. Das würde beispielsweise helfen, den Schiffs- und Luftverkehr unabhängiger von fossilen Kraftstoffen zu machen und auch diese beiden Problemkinder des Klimaschutzes einzubinden", sagt Hans-Otto Pörtner.

Weiter lesen: Dieser Artikel erschien zuerst im Magazin "Helmholtz Perspektiven" und auf helmholtz.de

Quelle: n-tv.de