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Geologische Kohlenstoffspeicherung
Unter geologischer Kohlenstoffspeicherung (auch CCS - von engl. Carbon Dioxide Capture and Storage) versteht man die Abscheidung des bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe entstehenden Kohlendioxids und seine Einlagerung in geologischen Lagerstätten (wie alten Erdgasfeldern), wo es von der Atmosphäre isoliert bleiben soll. Dahinter verbirgt sich die Hoffnung auf “saubere Kohlekraftwerke”: Kohle ist der einzige fossile Brennstoff, der nicht in absehbarer Zeit verbraucht ist, zudem hängt an ihm eine einflussreiche Industrie, die nicht am Klimawandel sterben will. Dabei verblassen die europäischen Kohleplanungen vor denen in China, Indien und Russland: China produziert 80 Prozent seines Stroms in Kohlekraftwerken, und will die Kraftwerkskapazität bis 2030 verdreifachen. Indien will die Kapazität seiner Kohlekraftwerke bis 2030 gar vervierfachen, und Russland setzt auf Kohle, um das Gas gewinnbringend exportieren zu können. Die IEA schätzt, das bis 2030 weltweit 3.000 neue Kohlekraftwerke zu den heute betriebenen 2.000 dazukommen. Ein modernes 1.000-Megawatt-Kohlekraftwerk setzt jährlich mindestens 6 Millionen Tonnen Kohlendioxid frei; die 3.000 neuen Kohlekraftwerke alleine würden laut IEA die weltweiten Kohlendioxid-Emissionen um 57 Prozent steigen lassen. Der US-Environmental Defense Fund hat gar ausgerechnet, dass die seit 2000 in Betrieb gehenden Kohlekraftwerke über ihre Lebenszeit von 50 Jahren 660 Milliarden Tonnen Kohlendioxid abgeben werden: Mehr, als alle Kohleverbrennung vom Beginn des Industriezeitalters bis zum Jahr 2000 (524 Milliarden Tonnen); und zwei Drittel des gesamten Kohlendioxid-Budget der Menschheit (>> hier). Damit dieses nicht in die Klimakatastrophe führt, setzt die Kohleindustrie auf CCS.
Vorreiter für diese Technologie ist die norwegische Statoil, die seit 1996 das im Sleipner-Erdgasfeld anfallende Kohlendioxid in den Meeresgrund zurückpumpt. Seit 2004 nutzen auch BP, Statoil und Sonatrach die Technik im algerischen In-Salah, und Statoil begann kürzlich ein drittes Projekt im Snøhvit-Gasfeld in der Barentsee. In der Erdölindustrie wird Kohlendioxid seit langem in Lagerstätten gepumpt, um die Ausbeute zu erhöhen. Aber in Kraftwerken muss das Kohlendioxid erst aus dem Abgas abgeschieden werden, dazu gibt es verschiedene Verfahren. Ihnen ist gemeinsam, dass sie aufwändig sind und selber etwa 25 bis 35 Prozent der im Kraftwerk erzeugten Energie verbrauchen - also teuer sind und die Energieeffizienz des Kraftwerks erheblich verschlechtern - zu den 3.000 bis zum Jahr 2030 von der IEA vorhergesagten Kohlekraftwerken müssten noch einmal mindestens 1.000 hinzukommen, nur um deren Kohlendioxidabscheidung zu versorgen! Das Kohlendioxid, das etwa bei den Kohletransporten und bei der Einlagerung anfällt, wird aber immer noch frei. Im Großmaßstab ist die Technik zudem noch gar nicht erprobt. Die erste deutsche Pilotanlage läuft in Schwarze Pumpe in der Lausitz; nach dem Bau einer weiteren, größeren Pilotanlage könnte das erste große 1000-Megawatt-Kraftwerk gebaut werden. Betreiber Vattenfall rechnet trotzdem damit, dass die Technik ab 2020 kommerziell einsetzbar sei. Auch RWE betreibt seit August 2009 eine Pilotanlage im Kraftwerk Niederaußem. Eine spannende Frage ist, ob der so erzeugte Kohlestrom im Jahr 2020 noch preiswerter wäre als erneuerbare Energien - das Wuppertal-Institut für Klima, Umwelt und Energie etwa bezweifelt dies (>> mehr). Für bestehende Kraftwerke ist die in der Lausitz erprobte Technik zudem keine Lösung, sie ist praktisch nicht nachrüstbar. Auch eine nachrüstbare Kohlendioxid-Abscheidung ist in der Entwicklung; dieses Verfahren (Rauchgaswäsche) ist aber noch am wenigsten erprobt und voraussichtlich am teuersten.
Umstritten ist auch die Idee, den Abfallstoff Kohlendioxid unterirdisch zu lagern. Manche Geologen sagen, zumindest in geologischen Formationen, die zuvor Erdgas enthielten, ist dies sicher möglich; andere sehen gerade die Bohrlöcher als potenzielles Problem und bevorzugen Salzwasser führende Sandsteinschichten. Wo immer bisher Projekte geplant sind, fürchten Anwohner trotzdem Kohlendioxid-Austritte, etwa durch Gesteinsrisse. Weitere Kritikpunkte sind die mögliche Erzeugung von Erdbeben und unabsehbare chemische Reaktionen des Kohlendioxids unter Druck, unter anderem könnte entstehende Kohlensäure die Injektionslöcher angreifen. Der Wissenschaftliche Beirat Globale Umweltveränderungen der Bundesregierung (WBGU) empfiehlt, die Nutzung dieser Technologie mengen- und zeitmäßig zu begrenzen, um das Risiko zu begrenzen. Auch wenn die Bilanz der Kohlenstoffverpressung in der Erdgas- und Erdölindustrie bislang gut ist, sollte Kohlendioxid für eine zukunftsfähige Lösung nicht unter Tage verbracht, sondern in erster Linie als Rohstoff genutzt werden. Die Erforschung der geologischen Kohlenstoffspeicherung ist aber auch aus einem anderen Grund umstritten: Gegner sehen darin eine Zementierung der bisherigen, auf Großkraftwerke konzentrierten Energiepolitik, die erhebliche Nachteile hat (>> hier). Die unterirdischen Lagerstätten sähen sie lieber als Druckluftspeicher für den Ausgleich von Schwankungen bei Wind und Sonne genutzt (>> hier), das Geld für die Förderung erneuerbarer Energiequellen (>> hier) ausgegeben.
Andererseits könnte die Technik dort sinnvoll sein, wo es keine technischen Alternativen gibt, etwa um das Kohlendioxid aus der Zementproduktion einzufangen und zu nutzen; ebenso könnte sie bei Biomassekraftwerken eingesetzt dazu dienen, den Kohlendioxid-Gehalt in der Atmosphäre zu senken - was nötig werden könnte, wenn die Menschheit die nötigen Maßnahmen zur Begrenzung der Emissionen nicht rechtzeitig einleitet und die Folgen der Erderwärmung unerträglich werden.
Mehr zum Thema: Der IPCC hat die geologische Kohlenstoffspeicherung im Jahr 2005 in einem Sonderbericht ausführlich untersucht, diesen finden Sie >> hier (englischsprachig).
Der Beitrag der Wälder
Neben der Verbrennung fossiler Brennstoffe ist die Rodung von Tropenwäldern die zweite wichtige Quelle von Kohlendioxid (>> hier). In vielen armen Entwicklungsländern, aber auch in großen Schwellenländern wie Brasilien, Indonesien und Malaysia ist diese (bei der auch die Treibhausgase Lachgas und Stickoxide freigesetzt werden) und die Umwandlung der Flächen in Acker- und Weideland, und in den letzten Jahren auch in Palmölplantagen (>> mehr), der größste Beitrag zum Klimawandel. Da die Entwaldung etwa für den Soja- und Ölpalmenanbau profitabel ist, werden gerade arme Länder darauf nur verzichten können, wenn sie für die entgangenen Einnahmen entschädigt werden. (Es ist dies einer der blinden Punkte einer Marktwirtschaft: Wälder werden nur nach dem Wert ihrer Rohstoffe bewertet, ihre ökologischen Fähigkeiten - nicht nur Kohlenstoffspeicherung, sondern auch Regulation des Wasserhaushalts und des regionalen Klimas, Erhalt der Artenvielfalt und Schutz der Böden - haben keinen finanziellen Wert; werden von “wirtschaftlich” handelnden Akteuren also auch nicht wahrgenommen.)
Außerdem müssen die Staaten in die Lage versetzt werden, den illegalen Holzeinschlag wirksam zu bekämpfen - in Südostasien werden etwa 70 Prozent der Bäume illegal gefällt. Um die Entwaldung zu reduzieren, müssen den armen Ländern also Anreize zum Schutz der Wälder und Mpglichkeiten für eine nachhaltige Forstpolitik gegeben werden - etwa durch ein Emissionshandelsystem (>> mehr). Solche Anreize zum Schutz der Tropenwälder sollen im “Kyoto-II”-Vertrag (>> mehr) geschaffen werden; mögliche Formen werden noch diskutiert: Viele Entwicklungsländer schlagen vor, dass die Emissionsziele in den reichen Ländern verschärft werden, und diese sich notwendige Emissionszertitifikate in solchen Ländern kaufen müssen, die ihre Wälder schützen. Brasilien dagegen hätte lieber einen Fonds, der für erreichte Emissionsminderungen zahlt.
Der WBGU rät in seinem Sondergutachten 2009 (>> hier) davon ab, Emissionen aus fossilen Brennstoffen mit denen aus Waldrodung miteinander zu verrechnen, da diese sich zu sehr unterscheiden (etwa was Umkehrbarkeit, Mess- und Kontrollierbarkeit angeht). Der WBGU schlägt eine unabhängige Regelung vor, um natürliche Kohlenstoffspeicher vor der Abholzung und Degradierung zu schützen. Die Finanzierung könnte aus dem Fonds stammen, mit denen die Industrieländer ihre historische Verantwortung abgelten (>> hier). Abgesehen von diesen Regelungen gibt es heute schon freiwillige Zahlungen für den Erhalt solcher “Kohlenstoffvorräte” in Tropenwäldern oder deren Wiederaufforstung, etwa als Ausgleich für andere Treibhausgasemissionen (“klimaneutrales Fliegen”). Entscheidend für die Wirksamkeit ist, dass diese Zahlungen an strenge Kriterien gebunden sind (etwa: “Gold Standard” der Gold Standard Foundation, >> mehr).
Ein weiterer Beitrag besteht in besserem Forstmanagement, beispielsweise besserem Schutz vor Waldbränden in subtropischen Wäldern, und nachhaltiger Forstwirtschaft. In einem Kubikmeter Holz sind 920 kg Kohlendioxid gebunden, insofern trägt auch die Nutzung von Holz in langlebigen Produkten zum Klimaschutz bei; dieser Effekt ist noch stärker, wenn Holz energieintensive Produkte (etwa Beton im Bau) ersetzt. (Tropische Regenwälder sind als die artenreichsten Lebensräume des Festlands auch entscheidend für den Schutz der Biodiversität, mehr zum Thema daher >> hier.) Einen Beitrag zum Klimaschutz können auch gezielte Aufforstungen, vor allem auf Kulturland, leisten. Dadurch wird Kohlendioxid aus der Atmosphäre in Böden, Bäumen und anderen Lebewesen gebunden; das Potenzial ist jedoch begrenzt, da in Zukunft weitere Flächen zur Ernährungssicherung gebraucht werden (>> mehr).
Gütesiegel für Holz
Das Forest Stewardship Council ist das verbreitetste Siegel für nachhaltige Forstwirtschaft. Betriebe müssen die jeweiligen Gesetze und die FSC-Prinzipien einhalten; so müssen etwa die Schutzfunktion des Waldes und seine Artenvielfalt erhalten bleiben und die Rechte einheimischer Völker beachtet werden. >> FSC Deutschland >> FSC International (englischsprachig)
Naturland umfasst die FSC-Regeln; Betriebe dürfen aber zusätzlich keine standortfremden Baumarten pflanzen (etwa Douglasien in Deutschland), erlaubt sind auch keine Kahlschläge (die auch beim FSC die Ausnahme, aber nicht grundsätzlich verboten sind). Wälder, die im öffentlichen Eigentum sind, müssen eine 10 Prozent große unbewirtschaftete Referenzfläche ausweisen, um die natürliche Entwicklung des Waldes nachvollziehen zu können. >> Naturland Wald und Holz
Ein weiteres Gütesiegel ist das PEFC-Siegel (Programme for the Endorsement of Forest Certification Schemes), das vor allem von der Forstwirtschaft selbst getragen wird. Die hier nicht einzelne Betriebe, sondern ganze Regionen begutachtet werden, gilt es Kritikern als weniger streng. Soziale Aspekte wie der Umgang mit einheimischen Völkern spielen zudem keine Rolle. >> PEFC
Der Beitrag der Böden
Die Böden der Erde erhalten mindestens soviel Kohlenstoff wie Bäume und andere Lebewesen und die Atmosphäre zusammengenommen (>> mehr), entsprechen kann die Landwirtschaft auf zwei Wegen einen wesentlichen Beitrag zur Bekämpfung des Klimawandels leisten: Zum einen, in dem sie weniger Treibhausgase, vor allem Lachgas und Methan, produziert; zum anderen durch die Erhöhung der Kohlenstoffspeicherung in den Böden und die Nutzung von landwirtschaftlichen Produkten und Reststoffen zur Herstellung von Bioenergie. Ähnlich wie beim Holz ist die stoffliche Nutzung von Biomasse in langlebigen Produkten, etwa in Form von Kunststoffen aus Biomasse, ein Weg, Kohlendioxid aus dem Kreislauf zu entfernen (am Ende ihrer Lebensdauer bietet sich eine “Kaskadennutzung” als Brennstoff an). Aus Gründen der Konkurrenz zum Nahrungsmittelanbau ist Biomassenutzung in einer nachhaltige Gesellschaft aber vor allem auf die Nutzung von Reststoffen beschränkt (ähnlich wie bei der Bioenergie, >> mehr). Die Produktion von Lachgas kann in der konventionellen Landwirtschaft durch an speziell an den Nährstoffbedarf angepasstes Düngeregime (“Präzisionslandwirtschaft”) vermindert werden; ebenso durch die Anwendung von Methoden der naturnahen Landwirtschaft.
Das größte Potenzial der Landwirtschaft liegt aber im Erhalt des Kohlenstoffgehalts der Böden und der Wiederherstellung degradierter Böden. Die Humusschicht der Böden (>> mehr) besteht zu einem großen Teil aus Kohlenstoff; entscheidend für ihren Gehalt ist der Umgang mit Pflanzenresten. Große Bedeutung haben hierbei neue Anbaumethoden, bei denen das Pflügen reduziert (conservation tillage) oder ganz eingestellt (no tillage) wird. Die Techniken eignen sich aber nicht für alle Ackerfrüchte; und in der konventionellen Landwirtschaft wird die mit dem Pflügen verbundene Eindämmung von Unkräutern oft durch erhöhten Pestizideinsatz ausgeglichen. Im biologischen Landbau können diese und andere Methoden zur Wiederanreicherung von Böden mit Kohlenstoff aber dazu führen, dass der Atmosphäre in Zukunft sogar Kohlendioxid entzogen werden kann. Zur Verbesserung der Kohlenstoffspeicherung in den Böden wird auch das Einbringen von Bioholzkohle in Böden erprobt (“black carbon sequestration”): Bei diesem schon von den Ureinwohnern im Amazonasgebiet praktizierten Verfahren (>> hier) wird aus Biomasse Holzkohle erzeugt und in den Boden eingebracht, wo sie Struktur und Fruchtbarkeit verbessert. Außerdem bleibt der Kohlenstoff aus der Holzkohle für Jahrhunderte bis Jahrtausende im Boden, und die bei der Holzkohleherstellung entstehenden flüchtigen Substanzen können als Biogas genutzt werden. Gemein ist diesen Maßnahmen, dass sie nicht nur den Klimawandel bekämpfen, sondern die Bodenfruchtbarkeit wiederherstellen und damit auch zu einer dauerhaften Landwirtschaft beitragen (siehe auch >> Gesunde Nahrung für alle).
Der Schutz der Böden betrifft aber nicht nur die Landwirtschaft, sondern auch den Schutz von Naturräumen mit besonders kohlenstoffreichen Böden. Dies sind zum einen Feuchtgebiete, aber auch tropische Savannen und Grasländer der gemäßigten Zonen. Allerdings werden Böden in internationalen Vereinbarungen bisher nicht als Kohlendioxid-Speicher berücksichtigt, da es keine international einheitliche und anerkannte Methode gibt, Kohlenstoffspeicherung in Böden zu messen. Inzwischen gibt es aber mehrere ausreichend zuverlässige Methoden, so dass dieses Hindernis überwunden werden könnte - zugleich würde die Anerkennung von Maßnahmen zur Bodenverbesserung gerade den armen Ländern am meisten helfen und wäre damit ein Beitrag zur Gerechtigkeit bei der Lastenverteilung.
Internationale Politik
25 Staaten sind weltweit für 83 Prozent der Treibhausgase verantwortlich - die alten Industriestaaten sowie einige aufstrebende Schwellenländer. Historisch haben die Industrieländer eine besondere Verantwortung (>> hier); sie sind für den heutigen Klimawandel verantwortlich - aber China hat inzwischen die USA als größte Quelle von Treibhausgasen abgelöst (wobei der Pro-Kopf-Anteil eines Amerikaners immer noch vier Mal so hoch wie der eines Chinesen ist). Keine Frage: Die Einbeziehung der Schwellenländer in das internationale Klimaschutzsystem entscheidet über die Zukunft des Weltklimas ebenso wie der entschiedene Klimaschutz in den bisherigen Industrieländern. Dabei wird über Umverteilung geredet werden müssen: In Indien haben die Hälfte der Einwohner noch nicht einmal einen Stromanschluss - bei wachsender Wirtschaftkraft wird ihnen diesen aber niemand verwehren können. Einen Vorschlag hierzu hat der Wissenschaftliche Beirat Globale Umweltveränderungen der Bundesregierung (WBGU) erarbeitet, siehe hier: >> Strategien gegen den Klimawandel, insbesondere >> Wer muss handeln?).
Der internationale Klimaschutz braucht Vorreiter, die mit gutem Beispiel vorangehen, um mit Erfolgen die Schwellen- und Entwicklungsländer zum Mitwirken zu bewegen. Dann werden hocheffiziente Technologien zur Energieerzeugung, -verteilung und -nutzung, zur Nutzung erneuerbarer Energiequellen zum Exportschlager; zukunftsfähige Konsummodelle werden nachgeahmt. Die Alternative wäre, dass diese Länder die historisch für die Umweltzerstörung verantwortliche rohstoff- und energieintensive Entwicklungsstrategie der Industrieländer nachvollziehen. Die Hoffnung, auf der 15. Vertragsstaatenkonferenz der Klimarahmenkonvention (“Klimagipfel”) weltweit verbindliche Emissionsziele bis zum Jahr 2050 festzulegen, ist jedoch gescheitert; verabschiedet wurde nur eine Vereinbarung (“Copenhagen Accord”), nach der die Industriestaaten ihre eigenen Verpflichtungen zur Emissionsreduktion bis zum Jahr 2020 in einen Anhang eintragen und deren Einhaltung international kontrollieren lassen; die Entwicklungs- und Schwellenlänger können ihre Maßnahmen in einem eigenen Anhang registrieren lassen und werden hierbei und bei der Anpassung an den Klimawandel finanziell unterstützt - diese Unterstützung soll 30 Milliarden US-$ für den Zeitraum 2010 bis 2012 betragen und bis 2020 auf 100 Milliarden US-$ pro Jahr ansteigen.
Noch ungeklärt ist, ob und wann es ein weltweites Emissionshandelssystem geben wird: Damit wäre es für private Investoren lohnend, in klimafreundliche Technologien zu investieren. Ein solches System könnte auf den Erfahrungen mit dem Europäischen Emissionshandel (siehe >> hier) aufbauen. Ein solches Handelssystem würde auch zu der oben dargestellten Unterstützung armer Länder beitragen: Diese könnten mit den Erlösen von verkauften Emissionsrechten ihre eigene Energieversorgung umweltfreundlich gestalten (diese Idee hatten schon Lutz Wicke und Koautoren in ihrem Kyoto-Plus-Konzept beschrieben: Kyoto Plus. So gelingt die Klimawende. C.H. Beck Verlag 2006). Die Einbeziehung von Waldschutz und Verbesserung von Böden in ein Emissionshandelssystem könnte zugleich helfen, die verbliebenen Regenwälder zu schützen und verarmte Böden vor allem in Afrika wieder zu regenerieren.
Websites zum Thema
Kyoto II: Ein vom Umweltbundesamt und der EU gefördertes Portal zum Vorgehen nach Ablauf des Kyoto-Protokolls im Jahr 2012 (englischsprachig).
Weiter mit: Zwei Konzepte zur Bekämpfung des Klimawandels werden hier vorgestellt: >> Keile gegen den Klimawandel - Die Ideen von Socolow und Pacala >> Das Klimaschutzkonzept des Umweltbundesamtes
>> Anpassung an den Klimawandel
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