Gefährliche Eingriffe ins Klima
Gefährliche Eingriffe ins Klima Mehrere Methoden zur Reduktion der Erderwärmung hätten gravierende politische und ökologische Auswirkungen
von Joachim Laukenmann
Täglich steigen Flugzeuge auf und sprühen Schwefeldioxid in die Stratosphäre. Im Südpolarmeer schütten Ozeanriesen Eisensulfat ins Meer und lösen Algenblüten aus. Auf windigen Bergrücken filtern gigantische Anlagen das Treibhausgas Kohlendioxid aus der Atmosphäre – alles mit dem Ziel, die Temperatur der Erde auf ein erträgliches Mass zu senken. Doch es gibt ein Problem: Die Eingriffe ins Klima haben den Monsun in Indien intensiviert, verheerende Ãœberschwemmungen waren die Folge. Der Konflikt zwischen Indien und China, das die Manipulation des Klimas befürwortet, spitzt sich zu. Was wie die Storyline eines ÂScience-Fiction-Romans über das Jahr 2050 klingt, beschäftigt immer mehr die Wissenschaft: die technische Kühlung der Atmosphäre, auch Geoengineering genannt. «Besonders seit dem enttäuschenden Resultat des WeltÂklimagipfels in Kopenhagen wird Geoengineering immer breiter diskutiert», sagt Ulrike Lohmann vom Institut für Atmosphäre und Klima der ETH Zürich. «Denn mit jedem Tag ausbleibender Klimaschutzmassnahmen wird es schwieriger, die Erderwärmung wie gewünscht auf plus zwei Grad Celsius zu begrenzen.»
Bakterien bauten die Algenblüte sofort wieder ab
Selbst führende Wissenschaftsorganisationen kümmern sich um das einstige Tabuthema. So erklärte die britische Royal Society, dass «diese weltumspannenden Interventionen zweifellos riskant sein könnten; aber es könnte eine Zeit kommen, in der sie als weniger riskant erscheinen, als nichts zu tun». Schon 2006 hat der niederländische Chemie-Nobelpreisträger Paul Crutzen gefordert, das Geoengineering zu erforschen. Damit hat er die Zunft der Klimaforscher in Aufruhr versetzt. Die Massnahmen zur Kontrolle des Erdklimas lassen sich in zwei Kategorien einteilen: Einerseits kann man Kohlendioxid (CO2) aus der Atmosphäre entfernen und so den Treibhauseffekt reduzieren. Die bekannteste Methode dabei ist die Meeresdüngung mit Eisensulfat. Sie löst eine Algenblüte aus, was der Atmosphäre CO2 entzieht. Andererseits liesse sich das Klima justieren, indem man die Reflexion in der Atmosphäre, die sogenannte Albedo, erhöht. Zu dieser Kategorie gehört der «Pinatubo-Effekt». Bei seinem Ausbruch im Jahr 1991 schleuderte der philippinische Vulkan geschätzte 14 bis 20 Millionen Tonnen gasförmiges Schwefeldioxid in die Stratosphäre. Das Gas kondensiert zu Partikeln, die das Sonnenlicht zurückstreuen. Nach der Eruption sank die globale Bodentemperatur für rund zwei Jahre um etwa 0,5 Grad. Mit künstlich in die Stratosphäre eingebrachtem Schwefeldioxid liesse sich dieser Effekt auch erzielen.
Als Argument für den Einsatz dieser Methoden werden die vergleichsweise geringen Kosten angeführt. «Die Meeresdüngung ist im Idealfall schon für weniger als zehn Franken pro reduzierte Tonne CO2 zu haben», sagt Nicolas Gruber vom Institut für Biogeochemie und Schadstoffdynamik der ETH Zürich. Auf dem europäischen Handelsmarkt für CO2-Zertifikate liegt der Preis für eine Tonne CO2 schon heute bei circa 20 Franken und könnte in Zukunft weit darüber liegen. «Damit wäre man mit der Eisendüngung voll im Geschäft», sagt Gruber. Wie heikel Geoengineering sein könnte, deuten einige Forschungsresultate an. Das letztes Jahr vom Alfred-Wegener-Institut für Meeresforschung im Südatlantik durchgeführte Experiment «Lohafex» zur Meeresdüngung war ernüchternd. Zwar kam es wie gewünscht zur Algenblüte. Nur wurden die Organismen von Bakterien abgebaut, bevor sie auf den Meeresgrund sinken konnten. Die aus der Atmosphäre entfernte CO2-Menge war verschwindend klein. In manchen Meeresregionen kann die Methode sogar kontraproduktiv sein. «Beim Abbau des organischen Materials wird der Sauerstoffgehalt im Meer reduziert, was zur Bildung von Lachgas führen kann», sagt Gruber. Lachgas ist etwa 200-mal so klimawirksam wie CO2. In diesem Fall würde die Düngung sogar zur Erwärmung beitragen. «Selbst wenn die Meeresdüngung erfolgreich abläuft, hat das ökologische und wirtschaftliche Folgen», sagt Gruber. «Wir konnten zeigen, dass die Thonfischerei im äquatorialen Pazifik enorm leidet, wenn man im Südpolarmeer düngt.»
Zu viel Schwefel würde die Ozonschicht zerstören
Ähnlich zwiespältig ist die Bilanz bei der Albedo-Methode mit Schwefel. Thomas Peter vom Institut für Atmosphäre und Klima der ETH Zürich konnte zeigen, dass bei den ersten Berechnungen zu optimistische Annahmen getroffen wurden. «Man dachte, fünf Millionen Tonnen Schwefel pro Jahr würden reichen», sagt Peter. Dabei wurde vergessen, dass die winzigen Schwefelpartikel zu grösseren verklumpen, was den Reflexionseffekt senkt. «Tatsächlich müssten 70 bis 80 Millionen Tonnen Schwefel pro Jahr ausgebracht werden.» Das entspricht sieben bis acht Pinatubo-Ausbrüchen im Jahr. Eine erhebliche Versauerung des Regens wäre die Folge, die Ozonschicht würde komplett zerstört. Diese Probleme liessen sich entschärfen, wenn statt Schwefel Nanopartikel aus Aluminiumoxid in der Stratosphäre ausgebracht würden. Diese besitzen eine sehr hohe Reflexivität und würden nicht verklumpen. Nur würden sie sich nach dem Absinken möglicherweise in der Nahrungskette anreichern. «Das wäre moralisch und ethisch äusserst heikel», sagt Peter. Da bei der Albedo-Methode die CO2-Konzentration in der Atmosphäre weiter ansteigt, würde auch die vom CO2 verursachte Versauerung der Ozeane mit all den Folgen für die gesamte maritime Nahrungskette ungebremst voranschreiten. Ein weiteres Problem: Da CO2 rund 1000 Jahre in der Atmosphäre verweilt, müssten reflektierende Partikel ebenso lang in die Atmosphäre ausgebracht werden. «Wenn man das Geoengineering aus politischen oder wirtschaftÂlichen Gründen irgendwann einstellen würde, würde sich die Erde rasant erwärmen», sagt Lohmann. «Innerhalb eines Jahrzehnts würde man eine Temperatur erreichen, wie man sie ohne Geoengineering gehabt hätte.» Menschheit und Ökosysteme hätten keine Chance, sich anzupassen. Sanfter, aber auch deutlich kostspieliger wäre die Methode, das CO2 mit gewaltigen Anlagen aus der Atmosphäre zu entfernen. «Solange wir noch CO2 emittieren, macht es aber überhaupt keinen Sinn, es wieder aus der Luft herauszufiltern», sagt Marco Mazzotti vom Institut für Verfahrenstechnik der ETH Zürich. Da sei es viel effizienter, das CO2 direkt an der Quelle zu entfernen, also beim Kraftwerk. «Erst wenn wir die CO2-Emissionen auf null reduziert haben, aber noch zu viel CO2 in der Atmosphäre verweilt, wären solche Filter sinnvoll.» Der Einsatz von Geoengineering wirft auch politische und rechtliche Fragen auf: Diese Eingriffe ins Klima verschieben die Niederschlagszonen, wie kürzlich eine in «Nature Geoscience» veröffentlichte Studie gezeigt hat. «Daher gäbe es beim Geoengineering Gewinner und Verlierer», sagt David Reichwein, Jurist am Max-Planck-Institut für ausländisches öffentliches Recht und Völkerrecht. «Welcher Staat oder welche Institution darf darüber entscheiden, um wie viel Grad wir die Erde abkühlen, wer also zu den Gewinnern und wer zu den Verlierern gehört?»
Es ist unklar, auf welcher Rechtsgrundlage solche Entscheidungen getroffen werden könnten. Politische Spannungen scheinen programmiert. «Soweit wir das heute beurteilen können, überwiegen die Risiken des Geoengineering die Vorteile bei weitem», sagt Gruber von der ETH Zürich. Bezüglich der Albedo-Methode hofft auch ETH-Kollege Peter, dass man nie wird darauf zurückgreifen müssen. «Aber wenn wir mit dem Klimaschutz weitermachen wie bisher, könnte es aus reiner Verzweiflung dennoch dazukommen.»
Publiziert am 22.08.2010
