Aus einer Industrieanlage steigen Abgaswolken (Symbol- und Archivbild)
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In Zukunft muss CO₂ aus der Luft entnommen werden, um das Klimaziel von 1,5 Grad zu erreichen (Symbol- und Archivbild)

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CO2-Entnahme aus der Luft - welche Möglichkeiten es gibt

Um das 1,5-Grad-Ziel zu erreichen, reicht es nicht, die Treibhausgasemissionen zu verringern. Künftig muss CO₂ aus der Luft entnommen werden. Wissenschaftler haben in einer Langfriststrategie entworfen, wie dies auf den Weg gebracht werden könnte.

Über dieses Thema berichtet: BR24 im BR Fernsehen am .

Das Treibhausgas Kohlendioxid (CO₂) ist einer der Hauptverursacher des Klimawandels. Weltweit werden pro Jahr fast 37 Gigatonnen CO₂ in die Atmosphäre geblasen. Um das Klimaziel von 1,5 Grad zu erreichen, müssen diese Emissionen auf null sinken. Oberstes Ziel ist daher, weniger CO₂ zu produzieren.

Aber das reicht bei weitem nicht aus. Denn das in den vergangenen Jahrzehnten produzierte CO₂ verweilt lange in der Atmosphäre. Deshalb muss es in Zukunft auch mit verschiedenen CO₂-Entnahme-Methoden – konventionellen und neuartigen - aus der Atmosphäre entnommen und dauerhaft für Jahrzehnte bis Jahrtausende an Land, im Ozean und in geologischen Formationen gespeichert werden.

Bisher hauptsächlich CO₂-Entnahme durch Bäume

Aktuell werden 2,2 Gigatonnen CO₂ pro Jahr aus der Atmosphäre entnommen. Das gelingt fast ausschließlich durch konventionelle CO₂-Entnahme-Methoden. Einen Anteil von 99,9 Prozent daran hat die Forstwirtschaft: das Wiederaufforsten von alten und das Aufforsten von neuen Wäldern. Denn Bäume sind natürliche CO₂-Speicher. Sie entziehen der Atmosphäre CO₂, wandeln es durch Photosynthese in organisches Material und speichern es im Holz und in den Blättern.

Aber: Die Ergebnisse der konventionellen Methoden werden zwar bis zur Mitte des Jahrhunderts leicht ansteigen, dann jedoch sinken. Extremwetterereignisse oder Brände werden die konventionellen CO₂-Entnahmen schrumpfen lassen.

Bis zum Jahr 2050 müssten die entnommenen CO₂-Mengen auf sieben bis neun Gigatonnen pro Jahr weltweit gesteigert werden. Das ist nur erreichbar, wenn neuartige CO₂-Entnahme-Methoden weiter erforscht und im industriellen Maßstab ausgebaut werden. Dazu gehört zum Beispiel die direkte CO₂-Abscheidung aus der Luft mit anschließender Speicherung. Diese neuartigen Methoden existieren bisher aber eher im Labor oder mit Pilotanlagen in einzelnen Ländern. Im Moment machen sie erst 0,1 Prozent der aktuellen CO₂-Entnahme aus.

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Durch Forstwirtschaft wird CO₂ aus der Luft entnommen (Symbol- und Archivbild)

Nationale Langfriststrategie soll Planungssicherheit bringen

Im Klimaschutzgesetz ist festgelegt, dass in Deutschland bis zum Jahr 2045 die Treibhausgasneutralität - kurz das Netto-Null-Ziel - erreicht werden muss. Damit ist gemeint, dass man zwar Restemissionen zum Beispiel aus der Zementproduktion oder aus Produktionsverfahren der chemischen Industrie nicht vermeiden können wird, sie dann aber aus der Atmosphäre komplett entfernen muss.

Im Koalitionsvertrag ist dazu festgelegt, dass es eine "Langfriststrategie Negativemissionen" geben muss. "Dazu müssen wir uns in Deutschland darüber klar werden, welche Restemissionen wir uns leisten wollen", sagt Julia Pongratz, Professorin für Physische Geographie und Landnutzungssysteme an der Ludwig-Maximilians-Universität München. "Derzeit geht man davon aus, dass die CO₂-Entnahme im Jahr 2045 in der Größenordnung von 60 bis 130 Millionen Tonnen liegen wird."

Pongratz ist die Sprecherin vom Forschungsprogramm "CDRterra", in dem circa 100 Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen zusammenarbeiten. Sie haben u.a. die Machbarkeit und Risiken vielversprechender CO₂-Entnahme-Methoden an Land untersucht und einen Bewertungsrahmen aufgestellt. Daraus haben sie Handlungsempfehlungen für die Ausgestaltung der nationalen Langfriststrategie erarbeitet. Sie soll skizzieren, welche der verschiedenen Methoden auf den Weg gebracht und wie sie finanziert werden sollen.

Auch die Risiken der CO₂-Entnahme-Methoden müssen bewertet und abgewogen werden. "Wenn es Deutschland gelingt, ein sinnvolles Portfolio an CO₂-Entnahme-Maßnahmen in der richtigen Größenordnung zu etablieren, dann wären wir damit in der Tat auch unter den Vorreitern in der EU", so Pongratz.

Neuartige CO₂-Entnahme-Methoden werden immer wichtiger

Zu den neuartigen CO₂-Entnahme-Methoden zählt zum Beispiel die beschleunigte Gesteinsverwitterung "Enhanced Weathering" (EW), bei der Silikat- und Karbonatgesteine, die CO₂ aufnehmen können, als Gesteinspulver in Boden oder Meere eingebracht wird.

Oder die direkte CO₂-Entnahme durch riesige CO₂-Sauger aus der Umgebungsluft: Die Luft strömt über Filter, die das CO₂ binden. Aus ihnen kann man es herauswaschen und in unterirdischen Lagerstätten speichern. Das "Direct Air Carbon Capture and Storage"(DACCS) hat allerdings Nachteile: Es ist sehr kostspielig und die DACCS-Anlagen brauchen sehr viel Energie. Die müsste man dann klimaneutral erzeugen.

Nur mit vielen Entnahme-Methoden ist 1,5-Grad-Ziel erreichbar

Aber keine der CO₂-Entnahme-Methoden allein kann nur ansatzweise die Menge an CO₂ herausziehen, die insgesamt in Zukunft Jahr für Jahr nötig wäre. Schon deshalb ist es erforderlich, möglichst viele verschiedene, Erfolg versprechende Methoden zu einem Portfolio auszubauen. "Und so wird sich dieses Portfolio sicherlich über die Zeit dynamisch verändern, hin zu einem breiteren Mix, als wir ihn derzeit haben", so Pongratz. "Wie genau, das muss eben jetzt ausgestaltet werden." Deshalb sei die 'Langfriststrategie Negativemissionen' so wichtig ist.

Fazit: Es gibt keine technische Wunderwaffe, mit der man CO₂ aus der Luft auf einen Schlag entnehmen könnte. Die "Langfriststrategie Negativemissionen" für CO₂-Entnahme-Verfahren an Land ist ein erster wichtiger Baustein. Als Nächstes bräuchte es eine Langfriststrategie für maritime Lösungsansätze.

Denn das Kabinett hat das CO₂-Speichergesetz gebilligt. Damit hat Robert Habeck, Bundesminister für Wirtschaft und Klimaschutz, den Weg frei gemacht, um industriell verursachtes CO₂ unterirdisch zu speichern. Diese spezielle CO₂-Entnahme-Methode zieht CO₂ nicht aus der Luft. Sondern industriell verursachtes CO₂ wird direkt im Produktionsprozess abgeschieden. Dann soll es in Pipelines transportiert und in tiefen Gesteinsschichten in der Nordsee gespeichert werden.

Dort soll auch CO₂ aus anderen Entnahme-Methoden landen. Die Langfriststrategie für maritime Lösungsansätze muss Handlungsempfehlungen geben, wie dies mit dem geringsten Risiko für Umwelt und Menschen geregelt werden kann.

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