Noch stammen nahezu alle entnommenen CO₂-Mengen aus konventionellen Methoden wie Aufforstung. Nur der kleinste Teil, 0,1 Prozent, komme aus neuartigen Technologien, sagt Oliver Geden, Leiter des Forschungsclusters Klimapolitik, Stiftung Wissenschaft und Politik (SWP) und Mitautor der Studie. Prof. Jan Christoph Minx vom Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change in Berlin geht davon aus, dass die Staatengemeinschaft in kurzer Zeit das Drei- bis Vierfache an CO₂-Mengen aus der Atmosphäre holen muss. Doch wie?

Die Zeit drängt. Bis Mitte des Jahrhunderts will die EU klimaneutral sein. Das bedeutet: Alle Emissionen, die dann noch entstehen, müssen durch eine CO₂-Entnahme ausgeglichen werden. Die Möglichkeiten dafür liegen auf dem Tisch: Neben der Aufforstung von Wäldern gibt es Technologien, die schon jetzt einsatzbereit sind. Das Abscheiden und Speichern von CO₂ an Land oder im Meeresuntergrund etwa. Das direkte Herausfiltern von CO₂ aus der Luft. Oder Biokohle als Speicher.

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Das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) weist darauf hin, dass die bislang erprobten Maßnahmen allein nicht ausreichen, um die großen Mengen an Kohlendioxid, die in Deutschland ausgestoßen werden, zu entfernen. Man gehe davon aus, dass sie ungefähr fünf bis 15 Prozent der heutigen Emissionen ausgleichen könnten, so die Forscher. Welche sind die vielversprechendsten Technologien, wenn das Großreinemachen der Atmosphäre gelingen soll? Welche Vor- oder Nachteile haben sie? Und welches Potenzial? Ein Überblick über die wichtigsten Verfahren.

Aufforstung von Wäldern: Viel Potenzial, aber ein langer Prozess

Bäume und Pflanzen nehmen beim Wachstum CO₂ aus der Luft auf. Werden große Flächen aufgeforstet, ließe sich viel CO₂ aus der Atmosphäre binden. Studien schätzen, dass bis 2050 pro Jahr bis zu 3,6 Milliarden Tonnen CO₂ entnommen werden könnten. Sinnvoll sei diese Maßnahme vor allem in den tropischen Regionen, wo eine Fläche von 500 Millionen Hektar zu Verfügung stünde.

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Der Nachteil: Aufforstung dauert lange, auch stellt es eine riesige Herausforderung dar, den Wald als Speicher über viele Jahre zu erhalten: Niederschlagsänderungen, Waldbrände oder die Ausbreitung des Borkenkäfers sind schwer kalkulierbare Risiken. Der Effekt als CO_2-Speicher kann zudem je nach Baumart nach 20 bis 60 Jahren abrupt enden und auf null sinken, wenn der Wald steht und das Wachstum endet.

Biokohle als Speicher und Dünger: Nicht unbegrenzt verfügbar

Die Idee ist seit Jahrhunderten bekannt: Die Biomasse aus Bäumen und Pflanzen kann unter hohen Temperaturen in Biokohle umgewandelt werden. Der Kohlenstoff kann dauerhaft gespeichert, als Dünger oder auch als Baustoff verwendet werden. Wie viel CO₂ dadurch tatsächlich entnommen werden kann, ist laut Experten noch nicht ausreichend in Feldversuchen nachgewiesen worden. Angenommen wird ein Potenzial von jährlich einer Milliarde Tonne CO₂. Biomasse ist jedoch nicht unbegrenzt verfügbar.

CO₂ direkt aus der Luft filtern (DACCS): Eine der teuersten Technologien

Bei diesem Verfahren bläst eine Anlage Luft über eine Flüssigkeit oder einen Feststoff, dabei wird das CO₂ gebunden. Das entnommene CO₂ wird anschließend wieder gelöst, komprimiert und transportfähig gemacht. In einem Endlager kann es dann gespeichert werden. DACCS-Anlagen können quasi überall betrieben werden. Das Gute dabei: Sie kommen ohne Pipelines aus.

Experten sehen ein Potenzial von bis zu fünf Milliarden Tonnen CO₂, die pro Jahr aus der Luft geholt werden könnten. Laut Experten haben weltweit fünf Unternehmen die Technik bis zu Pilotanlagen entwickelt. Am weitesten sei dabei die Schweizer Firma Climeworks, die vor wenigen Wochen auf Island die Luftreinigungsanlage „Mammoth“ eröffnete. Laut Unternehmensangaben kann die Anlage jährlich bis zu 36.000 Tonnen CO₂ aus der Luft auffangen, das dann in Vulkansteinschichten eingelagert wird. Climeworks will so bis 2030 eine Million Tonnen CO₂ und bis 2050 eine Milliarde Tonnen einfangen.

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Ein wesentlicher Nachteil von DACCS aber ist: Die Technik zählt derzeit zu den teuersten Varianten, um CO₂ aus der Luft einzufangen. Der Grund: Das Abscheiden ist aufwendig und verbraucht viel Energie. Als entscheidend gilt daher, mit welchem Energieträger die Anlagen betrieben werden. Ein Einsatz fossiler Brennstoffe verringere die Effizienz massiv.

Carbon-Capture-and-Storage (CCS): In großem Maßstab erprobt, aber umstritten

Gemeint ist die Abscheidung und unterirdische Speicherung von klimaschädlichem CO₂ aus Industrieanlagen oder aus der Verbrennung von Öl, Gas oder Kohle. Mit energieintensiven Verfahren wird das Treibhausgas an seiner Quelle eingefangen, verflüssigt und dann nach dem Transport unterirdisch etwa in den Meeresgrund gepresst oder in ausgedienten Kohleflözen eingelagert. So soll verhindert werden, dass das CO₂ in die Atmosphäre gelangt und die Erderwärmung beschleunigt.

Während Norwegen die Technologie seit zwei Jahrzehnten im industriellen Maßstab erfolgreich praktiziert, ist die Abspaltung und die Speicherung von CO₂ in Deutschland, abgesehen von Versuchsanlagen, bislang verboten. Umweltverbände sehen vor allem Risiken in der unterirdischen Speicherung. Nun aber hat die Bundesregierung grünes Licht für die Speicherung im Meeresboden der Nordsee gegeben. Auch Pipelines an Land sollen erlaubt werden. Eine Speicherung an Land, zum Beispiel in ehemaligen Gas- und Erdöllagerstätten, soll vorerst ausgeschlossen bleiben.

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CDRmare, eine Forschungsmission der Deutschen Allianz Meeresforschung, schätzt, dass im Untergrund der Nordsee auf deutschem Gebiet 3,6 bis 10,4 Milliarden Tonnen CO₂ eingelagert werden können. Die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe hat eine Speicherkapazität in der deutschen Nordsee von zwei bis acht Milliarden Tonnen errechnet. Berechnungen zufolge wird Deutschland in der Zukunft Rest-Emissionen in Höhe von 60 bis 130 Millionen Tonnen CO₂ pro Jahr produzieren. Müssten diese Emissionen allein durch CCS vermieden werden, reichten die Lager rechnerisch für 30 bis 60 Jahre.

Bio-Energie mit CCS (BECCS): Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion

Die Idee: Nachwachsende Rohstoffe werden zur Stromerzeugung verfeuert, aus dem Abgas der Kraftwerke wird das CO₂ herausgefiltert und im Untergrund gespeichert. Ein Nachteil: Werden Pflanzen speziell für Bioenergie angebaut, fällt die Fläche für die Nahrungsmittelproduktion aus. Andere, nicht verwertete Pflanzenreste gelten als zu energiearm, ihr Nutzen für die CO₂-Entnahme ist nach Auffassung von Forscher gering.

Im Prinzip gilt BECCS als bereit für einen großflächigen Einsatz. Biomasse-Kraftwerke gibt es in Deutschland bereits viele. „Was fehlt, sind politische Pläne“, sagt Klimaexperte Oliver Geden.

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