CO2-Abscheidung sei nötig, um die Klimaziele zu erreichen schrieb das Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung in einer Presseerklärung zu einer wissenschaftlichen Studie und löste damit eine engagierte Debatte auf unserer Facebook-Seite und auch unter den Aktiven des Klimaschutz-Netzes aus. CO2-Abscheidung muss aber gar nicht großtechnisch erfolgen. Die einfachste Form heißt Bäume pflanzen, denn Bäume scheiden CO2 aus der Atmosphäre ab. Die internationale Studie hatte ermittelt, dass ein Einhalten oder Unterschreiten von 450 ppm oder 550 ppm CO2eq-Atmosphärenanteil, der Treibhausgase, am günstigsten unter Verwendung von CCS erreichbar wäre. Es steht aber möglicherweise noch viel schlimmer um das Klima, ohne CCS werde man diese Grenzen vielleicht überhaupt nicht einhalten können.  CCS heißt aber nichts anderes als Abtrennung und Speicherung von Kohlenstoff (Carbon Capture and Storage). Wie man das ohne CO2-Verpressung und vor allem unter Verwendung von Biomasse machen könnte lesen Sie im ganzen Artikel.

Wald ist auch CCS
Bäume sind auch CCS-Speicher (Foto: Udo Schuldt)

Um künftige Risiken und Kosten des Klimawandels zu mindern und Klimaziele zu erreichen könnten Technologien nötig sein, die heute noch umstritten sind, schreibt das PIK (Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung). Die Kombination von Energiegewinnung aus fossilen Brennstoffen und Biomasse mit der Abtrennung und Speicherung des emittierten Kohlendioxids (CCS) könnte eine Schlüsseltechnologie sein, etwa für das Zwei-Grad-Ziel. Dies zeige die bislang umfassendste Studie zu möglichen Technologiestrategien zur Bekämpfung des Klimawandels, die in einer Sonderausgabe des Fachjournals Climatic Change veröffentlicht wurde. Dazu wurden Simulationen aus 18 Computermodellen von einem internationalen Forscherteam unter dem Dach des Stanford Energy Modeling Forum untersucht (Projekt EMF 27).

Die Wissenschaftler untersuchten mit welchen Technologien man den CO2-Anteil der Atmosphäre unter einem Gehalt von 450 ppm CO2eq und 550 ppm CO2eq halten kann (eq steht für CO2 Equivalente, d.h. in dieser Zahl sind auch die anderen Treibhausgase - ohne Wasserdampf - berücksichtigt). Gegenwärtig hat die Erdatmosphäre aber schon eine Konzentration von 400 ppm CO2 erreicht. Aus meiner Sicht ist damit die "450 ppm CO2eq"-Grenze  bereits überschritten, wenn der Anteil der übrigen Treibhausgase 20% des Treibhauseffektes ausmacht, wie oft gesagt wird. Wir haben dann nämlich bereits 480 ppm CO2eq in der Atmosphäre, also jetzt, aktuell, heute. Mag sein, dass ich da einen Gedankenfehler mache. Aber mit Sicherheit sind wir ganz nahe an der 450er Grenze dran.

Dass die Oberflächentemperatur noch nicht abgeht wie verrückt hat vor allem zwei Ursachen:

1) Die Meere nehmen den größten Teil der Wärme auf. Diese werden sie zum Teil später wieder an die Atmosphäre abgeben.
2) Die Schwefelaerosole, besonders aus den wenig entschwefelten Kohlekraftwerken Asiens und dort vor allem Chinas, maskieren den Treibhausefffekt. Das wird so auch in der Stanford EMF27 Studie beschrieben: "The study finds aerosol emissions mask significant baseline warming."

Wenn China anfängt seine Kohlekraftwerke zu entschwefeln wird die Temperatur abgehen wie die Lutzi und enorme Sprünge machen. Das wissen wir, weil in den siebziger Jahren die europäischen Emissionen von Schwefelaerosolen einen ähnlichen Effekt hatten. Das ist dann zwar gut für die Gesundheit der Menschen in China aber katastrophal für den Temperaturanstieg. Da dies so ist, gibt es kaum noch Möglichkeiten den Temperaturanstieg über 2 Grad zu verhindern, weil wir möglicherweise die "2 Grad Grenze" bereits überschritten haben (genau weiß man das nicht, da man nicht genau weiß wo sie liegt). Die Temperatur wird also unaufhaltsam - wenn 2 Grad 450 ppm CO2eq bedeuten - die 2 Grad überschreiten, auch wenn wir nun die Emissionen schlagartig auf Null senken würden, von Heute auf Morgen.

Da dies so ist, müssen wir uns dringend über negative Emissionen Gedanken machen, darüber wie wir CO2 wieder aus der Atmosphäre entfernen, also wie wir Kohlenstoff abscheiden und speichern können. Eine Methode hat die Natur entwickelt, indem Pflanzen CO2 aufnehmen und Carbon abscheiden, chemisch eingebaut in ihrem Holz. Da zukünftig eher weniger Waldflächen zur Verfügung stehen, muss man meiner Meinung nach das Holz nach einiger Zeit entnehmen und irgendwo lagern - um wieder neue Bäume anpflanzen zu können, damit diese wieder CO2 aufnehmen können. Das Lagern kann in Möbeln, Holzhäusern oder Papier erfolgen. Dies alleine wird aber nicht ausreichen. Darum denken viele daran Holz zu Holzkohle und diese wiederum zu Schwarzerde zu verarbeiten, die man zur effektiven Bodenverbesserung verwenden kann, wie die Inkas bereits vorgemacht haben. Im Artikel zu der Studie findet sich dazu auch ein Satz: "The land use sector holds the potential for a net increase of the terrestrial carbon sink due to forest and soil carbon enhancement." Holzkohleerzeugung ist mittels der Holzpyrolyse, möglich, was aber einfach nur eine andere Form von CCS ist. Das Pyrolysegas des Holzes könnte dann chemisch oder energetisch genutzt werden.


Kohlenstoffspeicherung im Boden (Foto: Hispalois; Lizenz: CC-BY-SA-3.0)

Also, CCS in Form von heranwachsenden Bäumen und Sträuchern, wird man brauchen. Kohlenstoffspeicherung kann aber auch in der beschriebenen Holzkohle-Form erfolgen. Es geht nun darum diese Technik zu entwickeln - ebenso wie die Speicherung in Holzhäusern, Möbeln usw. - und offene Fragen zu klären, gerade damit keine flüssige CO2-Verpressung erfolgen muss. Zumindest die Verwendung von Biomasse sehen die Autoren der Studie offenbar ähnlich: „Um Kosten zu begrenzen, scheinen vielseitig einsetzbare Technologien am wichtigsten zu sein“, sagt Leitautor Elmar Kriegler vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung. Sowohl Bioenergie als auch CCS  können dazu beitragen, Emissionen aus der Nutzung nicht-elektrischer Energie zu reduzieren, die sonst nur schwer zu dekarbonisieren wären. „Gräser und Bäume, die zur Energiegewinnung aus Biomasse genutzt werden, binden beim Wachsen CO2 - kombiniert mit CCS kann so der Atmosphäre wieder Kohlendioxid entzogen werden, um Emissionen auszugleichen, die in einigen Sektoren weiter entstehen und sich erst längerfristig oder nur teilweise vermeiden lassen“, erklärt Kriegler.

Es gibt möglicherweise industrielle Emissionsquellen von CO2 die sich nicht durch erneuerbare Energien ersetzen lassen. So entsteht bei der Erzeugung von Eisen auch CO2 im Hochofen, da dem Eisenerz der Sauerstoff mit Hilfe von Kohlenstoff entzogen wird. Theoretisch ließe sich für diesen Vorgang auch Holzkohle verwenden. CO2 würde jedoch in jedem Fall entstehen.
Eine weitere Quelle für CO2 ist die konvenionelle Zementproduktion. Auch bei dieser entsteht CO2 in großen Mengen. Man kann jedoch auch Zement herstellen der CO2 speichert statt ihn zu erzeugen. Eine Firma die so eine Methode entwickelte war die Firma Calera. Deren Calera-Zement speichert CO2. Es gibt noch einige andere Firmen die ähnliche Verfahren entwickelten. Möglicherweise könnte man somit das CO2 aus der Stahlerzeugung in diesen neuartigen Zementen binden.

In den letzten Jahren gab es eine Reihe von Berichten über neue Methoden der Zementherstellung, wobei teilweise weniger CO2 frei wird oder sogar CO2 beim Prozess, im entstandenen Zement, gebunden werden soll. Folgende Zemente sind uns auf diese Weise bekannt geworden.

 

1. Zeobond Zement, siehe: http://zeobond.com/

2. Celitement Zement, siehe: http://www.celitement.de/

3. Calera Zement, siehe: http://calera.com/

 


 

 

 

 


Viele Simulationen im Rahmen der oben genannten Studie konnten die für das Zwei-Grad-Ziel notwendigen Emissionsminderungen ohne den Einsatz von Bioenergie in Kombination mit CCS überhaupt nicht erreichen. In anderen Simulationen haben sich die Kosten für den Klimaschutz in Szenarien ohne CCS mitunter im Schnitt mehr als verdoppelt. „Bedenken zu Bioenergie und CCS sind höchst relevant, dennoch zeigt die potenzielle Wichtigkeit dieser Technologien, wie dringend es nötig ist, Chancen und Risiken noch genauer zu untersuchen“, meint Studienautor Kriegler.

Energie aus Biomasse kann durch die nötigen Landflächen in Konkurrenz zur Lebensmittelproduktion stehen, daher sollte meiner Meinung nach das Holz aus bestehenden Forsten und aus landwirtschaftlichen und städtischen Bio-Abfällen kommen. Den Umsatz der Forste könnte man mit schnell wachsenden Hölzern erhöhen. Gleichzeitig sollte aber die Artenvielfalt nicht unter Monokulturen, etwa von Pappeln, leiden. Hier sind Forstwissenschaftler gefragt, die richtige Mischung zu finden.

Die Studie konnte eine beschleunigte Elektrifizierung der Energienutzung durch Verbraucher als einen robusten Faktor der Umstellung zu einem nachhaltigen Technologie-System ausmachen – etwa durch mehr Elektroautos auf den Straßen oder elektrische Hochöfen in der Stahlindustrie. Zusätzlich könnte eine Erhöhung der Energieeffizienz als weitere wichtige Strategie zur Unterstützung von Klimapolitik die Kosten für den Klimaschutz halbieren. Ohne starke Maßnahmen zur Dekarbonisierung der Energieproduktion würde jedoch eine Verbesserung der Energieeffizienz allein nicht ausreichen, um das Zwei-Grad-Ziel zu erreichen. „Unsere Studie gibt Grund zu der Annahme, dass uns Technologiestrategien zur  Erreichung ambitionierte klimapolitische Ziele zur Verfügung stehen“, sagt John Weyant, Leiter des Stanford Energy Modeling Forum. „Diese Strategien können jedoch nur zum Tragen kommen, wenn effektive klimapolitische Maßnahmen sehr, sehr bald umgesetzt werden“.

Die Entscheidung darüber welche Technologien man verwendet ist eine politische und gesellschaftliche Aufgabe. Möglichkeiten CCS in natürlicher Form - mit Hilfe von Wäldern - zu betreiben gibt es. Es gibt die Erneuerbaren Energien und alternative Transportmöglichkeiten. Man kann Zement herstellen der CO2 bindet statt welches zu erzeugen und Häuser bauen die mehr Energie erzeugen wie sie verbrauchen. All die Techniken müssen nun nur entwickelt und durchgesetzt werden.