Auf der Welt werden am Tag etwa 100 Millionen Fässer Erdöl verbrannt. Das muss sich sehr bald ändern, denn der Kohlenstoff, der dabei freigesetzt wird, bleibt für viele tausend Jahre in der Luft und richtet massive Schäden an. Mit dem Verbrennen von Öl, Kohle und Gas aufzuhören wird aber alleine nicht reichen, um katastrophale Folgen des Klimawandels zu stoppen. Dafür werden wir zumindest einen Teil des Kohlenstoffs wieder aus der Luft holen, also quasi den klimatischen Rückwärtsgang einlegen müssen. Wie kann das gehen?

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Wenn Wissenschafter in die Klima-Glaskugel schauen, dann lassen sie ihre teuren Computer Szenarien durchrechnen. Sie sollen zeigen, unter welchen Bedingungen sich die Erde beispielsweise unter zwei Grad erwärmt und so katastrophale Klimawandel-Folgen mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit vermieden werden. Die meisten Szenarien, mit denen das gelingt, schaffen das nur, wenn wir CO2 aus der Luft entnehmen. Das liegt daran, dass etwa Kühe und Zementfabriken gar nicht und Schiffe und Flieger nur langsam klimaneutral werden.

CO2 aus der Atmosphäre zu entnehmen ist keine Hexerei. Sie müssen dafür nur eine kleine Zimmerpflanze auf Ihr Fenster stellen, denn Pflanzen brauchen CO2, um zu wachsen. Das ist auch der Grund, warum es en vogue geworden ist, fürs Klima Bäume zu pflanzen. Das hat aber enge Grenzen. Denn es ist fraglich, wie lange Kohlenstoff so gespeichert wird: Schlägt der Blitz ein, stirbt der Baum oder erntet jemand Brennholz, kommt CO2 wieder in die Luft.

Die Wiederaufforstung in Europa hat fürs Erste aber einmal Kohlenstoff gespeichert. Seit 1990 wurden in der EU im Schnitt 0,32 Gigatonnen pro Jahr durch Bäume entnommen. Das entspricht gut fünf Prozent der EU-Emissionen im Jahr 1990. Jedenfalls Priorität für Klima- und Umweltpolitik ist, Wälder zu erhalten. Das Roden von Regenwäldern für Soja in Brasilien oder Palmöl in Indonesien führt etwa zur Freisetzung von massiven Mengen Kohlenstoff.

Zu gut, um wahr zu sein

Weil ungewiss ist, wie gut und lange Aufforstung Kohlenstoff speichert, wurde lange eine andere Methode ins Rennen geführt: Biomasse, wie Raps oder eben auch Holz, wird extra angepflanzt und dann aber nicht stehen gelassen, sondern in einem Kraftwerk verbrannt oder vergoren und daraus Strom, Biodiesel oder Fernwärme gemacht. Wenn man das einfach so macht, kommt der Kohlenstoff wieder in die Luft. Darum ist die Idee, Kraftwerke mit Filtern auszustatten, die CO2 abscheiden und dann kilometertief unter der Erde speichern.

Wenn das klappt, schlägt man zwei Fliegen mit einer Klappe: Einerseits werden Wohnungen geheizt und Strom produziert, andererseits entnimmt man der Atmosphäre CO2, das nun tief im Boden hoffentlich ewig verstaut bleibt. Das Ganze hat aber ein großes Problem: Es klingt zu gut, um wahr zu sein, und ist es auch. In den notwendigen Mengen ist das alles nur theoretischer Natur. Wenn die globalen Emissionen bis 2050 um 80 Prozent sinken – was optimistisch ist –, bräuchte man, um unter zwei Grad zu bleiben, bis zu ein Drittel der weltweiten Agrarfläche, um Biomasse anzubauen.

Im notwendigen Maßstab würde das auch nur mit riesigen Monokulturen gehen, die aber wiederum das Artensterben vorantrieben. Es könnte außerdem die Lebensmittelpreise in die Höhe treiben. Die einzige Anlage der Welt, die das in großem Maßstab praktiziert, ist eine des Agrarkonzerns ADM im Mittleren Westen der USA. Dort wird Mais zu Biosprit verarbeitet, das CO2 abgetrennt und zwei Kilometer unter der Erde in Sandstein gespeichert. Nach der Einschätzung vieler Forscher wird die Nutzung von Biomasse inklusive CO2-Speicherung ein Puzzleteil für die Lösung des Klimaproblems sein. Viel wichtiger dürfte aber die direkte Luftfilterung werden, weil sie weniger Platz braucht.

In Hellisheidi in Island steht die bisher größte Maschine der Welt, die CO2 aus der Luft entnimmt. Sie ist in etwa so groß wie ein Schulgebäude, wird mit Erdwärme betrieben und besteht aus acht riesigen Kollektoren, die Luft ansaugen und das CO2 herausfiltern. 4.000 Tonnen CO2 pro Jahr sollen der Atmosphäre so entzogen werden. Das ist in etwa das, was 600 Menschen in Island im Jahr ausstoßen, also nicht viel und noch dazu sündhaft teuer. Climeworks, die Schweizer Firma dahinter, kommt auf etwa 1.000 Euro pro Tonne CO2.

Der Vorteil: Um zehn Milliarden Tonnen CO2 aus der Atmosphäre zu entnehmen, bräuchte man für die ganze Welt weniger als die Fläche Kärntens, auf der die Filter stehen. Der Nachteil: Es braucht viel erneuerbare Energie, die auch für viele andere Sachen gebraucht wird. Forscher gehen davon aus, dass die Kosten für diese Maschinen in dreißig Jahren inklusive Speicherung unter dem Boden bei etwa 100 bis 300 Dollar pro Tonne CO2 liegen könnten. Bleibt man bei den zehn Milliarden Tonnen CO2, wären das also ein bis drei Billionen Dollar, ein paar Prozent der jetzigen Weltwirtschaftsleistung. Das ist viel Geld, aber nicht unleistbar.

Umstrittene CO2-Speicherung

Hat man das CO2 aus der Luft entnommen, muss es noch im Boden verstaut werden. Bei der Luftfilteranlage in Island macht das das Unternehmen Carbfix. Und zwar pumpt die Firma ein Gemisch aus Wasser und CO2 in den Boden, das kennen wir alle sonst als Mineralwasser. Island eignet sich dafür ausgezeichnet, weil das dortige Vulkangestein im Boden durchlässig ist. Das aus der Luft gewonnene CO2 fließt hinein, reagiert mit Kalzium und versteinert.

Viele dieser Speicherprojekte sind in den vergangenen 15 Jahren gescheitert, weil sie sich wirtschaftlich nicht rechneten, schreibt der Forscher Stuart Haszeldine von der Universität Edinburgh. In Norwegen sind pro Tonne CO2 etwa 80 Euro fällig. Darum pumpen Firmen das CO2, das bei der Aufbereitung von Erdgas entsteht, wieder zurück unter die Nordsee und sparen sich so die Ausgaben für den CO2-Preis. Das Ganze wird wissenschaftlich begleitet, Forscher gehen davon aus, dass das CO2 lange im Boden bleibt und der Prozess sicher ist.

Im europäischen Handel mit CO2-Zertifikaten geht das derzeit noch nicht. Wer jetzt mit Erdgas Strom produziert und das CO2 auffangen und speichern würde, müsste trotzdem ein Zertifikat kaufen, das derzeit pro Tonne etwa 60 Euro kostet. Darum macht das keiner. Bei vielen NGOs ist die Entnahme und Speicherung von CO2 umstritten. Das liegt daran, dass der im Moment einzig profitable Anwendungsfall die Gewinnung von Erdölresten aus Bohrlöchern ist.

CO2 als Rohstoff

Das kanadische Unternehmen Carbon Engineering filtert für einen Ölkonzern CO2 aus der Luft, das dann in Erdölfelder gepumpt wird. So kriegt man mehr Öl aus dem Boden. Das CO2 bleibt gespeichert. Der Forscher Haszeldine schlägt vor, dass man Firmen dazu verpflichtet, dafür zu sorgen, dass insgesamt mehr CO2 gespeichert als durch das geförderte Öl emittiert wird. Es mag absurd klingen, mit einer Technologie, die mehr Erdöl aus dem Boden bringt, dem Klima helfen zu wollen. Aber ohne Entnahme von CO2 wird das Pariser Klimaziel nicht erreicht, und die Technik muss dafür kommerzialisiert werden.

Dass Ölkonzerne CO2 brauchen, um Öl zu fördern, ist also ein erster Markt für CO2-Entnahme aus der Luft. Das ist wichtig, weil dann mehr Maschinen gebaut werden und sie deshalb auch billiger werden, was andere ins Boot holt. Auch Airlines könnten indirekt Abnehmer werden. Sie müssen ja von fossilem Kerosin wegkommen. Um die saubere Alternative, synthetisches Kerosin, herzustellen, ist ebenfalls CO2 als Rohstoff notwendig. Die EU-Kommission schreibt Airlines vor, einen gewissen Prozentsatz dieses neuen Kerosins zu verwenden.

Auch für Kunststoff notwendig

Mit der Zeit soll das mehr und mehr werden, und irgendwann sollen Flieger dann nur mehr damit fliegen und klimaneutral sein. So kommt das CO2 wieder in die Luft, das zuerst gefiltert wurde. Auch für die Herstellung von Kunststoff wird es CO2 in der Zukunft brauchen, wenn er nicht mehr aus Erdöl gewonnen wird. Das sind alles wirtschaftliche Anwendungsfälle, die wohl dafür sorgen, dass erst in der zweiten Hälfte des 21. Jahrhunderts Spielraum da ist, die CO2-Filter dazu zu verwenden, Emissionen von früher wieder aus der Atmosphäre zu holen.

Als ersten Schritt könnte die Politik einzelne Wirtschaftssektoren wie Zementwerke oder Müllverbrennungsanlagen dazu verpflichten, ihre Treibhausgase aufzufangen. CO2 ist ein chemisches Nebenprodukt bei der Herstellung von Zement und kann nicht vermieden werden. Es dort in großer Konzentration abzufangen ist deutlich billiger, als es aus der Luft zu filtern, wo man es in Millionsteln messen muss. Heidelberg Cement, der zweitgrößte Produzent von Zement der Welt, realisiert das in Norwegen. Ihre Emissionen auffangen werden künftig auch Müllverbrennungsanlagen müssen, die klimaschädliche Treibhausgase ausstoßen.

Ölkonzerne als Umweltschützer

Das Speichern von CO2 ist nicht nur umstritten, weil es großteils für die Erdölgewinnung eingesetzt wird. Viele fossile Konzerne nutzen es auch, um davon abzulenken, dass wir von unserer Abhängigkeit von Öl, Kohle und Gas wegkommen müssen. Das Argument geht circa so: Wir können einfach weiter fossile Energie verbrennen, filtern das CO2 und pumpen es in die Erde. So werden Ölkonzerne plötzlich "grün". Wissenschafter sind sich aber einig, dass es keine Alternative zur raschen Abkehr von Kohle, Öl und Gas gibt und die Entnahme und Speicherung nur für Rest- und Negativemissionen geeignet ist.

So ist beispielsweise der Ölkonzern Exxon Mobil nach eigenen Angaben das Unternehmen, das am meisten CO2 auf der Welt unterirdisch gespeichert hat. Gleichzeitig ist bekannt, dass es Klimapolitik seit langem behindert. Auch politisch könnte es dazu führen, dass sich manche Länder aus der Verantwortung stehlen. Brasilien, Russland oder Indien könnten etwa sagen: Warum sollen wir Klimapolitik machen, wenn ihr selbst eh CO2 aus der Luft entnehmen könnt.

Politisch heikel

Auch in der EU könnten Länder wie Polen, das stark an der Kohlekraft hängt, mit dem Finger auf andere zeigen. Oliver Geden von der Stiftung Wissenschaft und Politik, einer Denkfabrik, schlägt daher einen politischen Rahmen vor, der wie folgt aussieht: Wenn ein Land im Rahmen seiner Paris-Verpflichtungen 100 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr reduzieren muss, könnte man eine Obergrenze für die CO2-Entnahme einführen. Er hält fünf bis 20 Prozent für sinnvoll, die maximal durch CO2-Entnahme und -Speicherung erzielt werden können.

So könnte man verhindern, dass irgendein Staat auf die Idee kommt, der Abschied von fossiler Energie sei vielleicht doch nicht notwendig. Die EU könnte außerdem Netto-negativ-Ziele beschließen, so Geden, und ankündigen, ihre Emissionen bis 2060 um 110 Prozent zu senken. Das wäre dann logischerweise nur mit CO2-Entnahme, entweder durch Bäume, Biomasse mit CO2-Speicherung, Luftfilter oder Ähnliches, möglich. So würde CO2-Entnahme nicht vom Problem ablenken, sondern für ambitioniertere Klimapolitik sorgen.

Das klingt alles nach einer Welt, die viele Jahrzehnte entfernt ist. Tatsache ist aber, dass die Politik jetzt schon Pflöcke einschlagen muss. So war Photovoltaik als Energiequelle lange viel zu teuer, bis sie gefördert und massenhaft eingesetzt wurde. Je mehr Module produziert werden, desto billiger geht das. Noch sind Luftfilteranlagen extrem teuer, weil es erst ein paar wenige davon gibt. Je mehr gebaut werden, desto billiger wird auch diese Technologie.

Wo könnten sie künftig stehen? Standorte wie Island und Grönland bieten sich an, um CO2 zu speichern. Wo viel Sonne scheint und Wind geht, könnte man sie günstiger betreiben. Auch kleine Anwendungen seien denkbar, sagt Karl Dittmeyer vom Karlsruher Institut für Technologie. So könnte man auch in Klimaanlagen CO2-Filter einbauen, das würde keine zusätzliche Fläche brauchen. "Das sind Visionen, wir müssen die Praxistauglichkeit zeigen."

20 Jahre Vorlauf

Auch bei der Speicherung von CO2 braucht es 20 Jahre Vorlauf, schreibt Stuart Haszeldine von der Universität Edinburgh. Ein Land, das seinen Untergrund gut kenne, brauche diese Zeit, um Lagerstätten zu finden und Logistik, Pipelines und nötige Regulierung aufzubauen. Um die CO2-Speicherung in die Gänge zu bringen, könnte der Staat die Importeure fossiler Energie verpflichten, nach und nach mehr des CO2 zu speichern. Die EU-Kommission könnte im Rahmen des Handels mit Emissionszertifikaten erlauben, Speicherung anzurechnen.

Um die Pariser Klimaziele zu erreichen, müssen die Emissionen nicht nur auf null gesenkt, sondern in der zweiten Hälfte des 21. Jahrhunderts negativ werden. Die türkis-grüne Regierung will 2040 klimaneutral sein, aber wenn es dann noch wie jetzt zwei Millionen Rinder gibt, wird es dafür CO2-Entnahme brauchen. Wer dafür zahlt, ob Landwirte oder die Allgemeinheit, muss ausdiskutiert werden. Die Technologien dafür sind da, aber erst am Anfang. Um sie künftig im großen Stil nutzen zu können, darf keine Zeit verschwendet werden.

Im nächsten Beitrag dieser Serie geht es darum, wie Wälder bei der Lösung der beiden Zwillingskrisen Klimawandel und Artensterben helfen können. Melden Sie sich für den Gratis-Newsletter an, um ihn nicht zu verpassen. (Andreas Sator, 7.11.2021)