Tech for Future: Was könnte Geoengineering in Zukunft leisten?

Mit der Fridays-for-Future Bewegung hat ein Umdenken in der breiten Bevölkerung in Bezug auf den Klimawandel begonnen. Doch der reine Wille, ihn zu stoppen, reicht natürlich nicht aus. Stattdessen muss nun die Wissenschaft nachziehen und dementsprechend läuft die Forschung in viele verschiedene Richtungen auf Hochtouren. Wie lässt sich CO₂ aus der Luft filtern? Wie können Emissionen minimiert werden? Welche Gegenmaßnahmen könnten den Klimawandel stoppen?

Diese und viele weitere Fragen dienen derzeit als Ansatz für die Entwicklung innovativer Technologien. Einige davon fallen in den Bereich des sogenannten „Geoengineering“. Allerdings sind sie nicht unumstritten. Es lohnt sich daher ein Blick auf die Frage, was hinter dem Geoengineering steckt, was es zu leisten vermag und inwiefern moderne Technologien allgemein beim Kampf gegen den Klimawandel helfen könnten.

Eine Definition des Begriffs „Geoengineering“

Viele Menschen haben noch nie etwas vom Geoengineering gehört. Schließlich handelt es sich um einen noch sehr jungen Zweig des Ingenieurwesens, welcher auch als „Climate Engineering“ bezeichnet wird. Es geht darum, technische Mittel zu entwickeln, durch welche die Menschen Eingriffe in die bio- oder geochemischen Kreisläufe der Erde vornehmen können. So sollen die Auswirkungen des Klimawandels effektiv bekämpft werden.

Dabei wird auf verschiedenen Ebenen angesetzt. Einerseits wird das CO₂ aus der Atmosphäre gefiltert und andererseits die Wasserqualität der Meere wieder verbessert – um nur zwei von vielen Beispielen zu nennen.

Geoengineering bringt also viele verschiedene Technologien hervor. Einige davon setzen sich durch, andere nicht. Derzeit wird viel experimentiert und geforscht, denn bei einigen der Erfindungen können ihre Folgen noch nicht ausreichend abgeschätzt werden. Verschiedene Maßnahmen sind nicht frei von Kritik. Ideen gibt es zwar viele, jedoch können bislang nur wenige von ihnen umgesetzt werden. Trotzdem wird im Climate Engineering die größte Hoffnung im Kampf gegen den Klimawandel gesehen.

Mit moderner Technologie gegen den Klimawandel

Dass im Kampf gegen die globale Erwärmung innovative Technologien zum Einsatz kommen, ist übrigens keine neue Entwicklung. Neben dem Geoengineering, welches in der Praxis noch auf sich warten lässt, werden nämlich schon jetzt zahlreiche Technologien aus anderen Bereichen genutzt, um den Umwelt- sowie Klimaschutz zu fördern. Gleichzeitig machen sie in der Regel das Leben für die Nutzer komfortabler.

Das beste Beispiel sind die sogenannten Smart Homes, welche sich derzeit steigender Beliebtheit erfreuen. Hier bieten sich vielfältige Potentiale um die Energieeffizienz in Gebäuden zu erhöhen. Die Bewohner profitieren von geringeren Stromkosten sowie weniger Aufwand für die Steuerung von Licht oder der Heizung. Gleichzeitig tun sie dem Klima einen großen Gefallen. Aber es gibt noch weitere Beispiele für intelligente Technologien, welche bereits jetzt im Kampf gegen den Klimawandel helfen:

PV-Anlagen auf Dächern, Balkonen, in Gärten, etc.
moderne Baustoffe wie Isolierglas oder PCM-Innenwände
Wärmepumpen sowie Wärmerückgewinnungsverfahren
wettergesteuerte Heizungen
E-Antriebe für Autos, Bikes, Scooter & Co

Dieser ist nur ein kleiner Auszug aus einer langen Liste an Technologien und Innovationen, welche bereits jetzt gerne eingesetzt werden und dabei auch dem Klima zugute kommen. Zugleich kann mit einem E-Scooter problemlos der Feierabendstau umfahren werden oder die Fenster des Smart Homes schließen sich automatisch, sobald genug gelüftet wurde. Für die Anwender wird der Alltag also komfortabler, ohne dabei ein schlechtes Gewissen gegenüber der Umwelt haben zu müssen. Tatsächlich leistet die „Tech for Future“, sprich moderne Technologien für den Klimaschutz, also schon jetzt einen großen Beitrag. Doch die innovativen Technologien aus dem Geoengineering sollen noch einen Schritt weiter gehen.

Worin liegt der Unterschied zum Geoengineering?

Viele der momentan eingesetzten Technologien helfen zwar beim Kampf gegen den Klimawandel – reichen aber nicht einmal annähernd aus, um diesen zu stoppen. Das gilt zumindest, solange diese nur vereinzelt und nicht flächendeckend eingesetzt werden. Denn die Veränderung des Klimas schreitet schneller voran als noch vor wenigen Jahren gedacht. Gemäß der neuesten Forschungserkenntnisse bleiben nur noch rund zehn Jahre, ansonsten werden Kettenreaktionen losgetreten, deren Folgen nicht abzusehen sind. Einige Experten sprechen sogar von der Möglichkeit eines Massensterbens etwa um das Jahr 2100. Im Vordergrund sollte aber nicht stehen, über mögliche Konsequenzen und Szenarien zu sinnieren, sondern schnell zu handeln, damit es gar nicht erst so weit kommt.

Beim Geoengineering geht es also nicht um den Komfort für die Nutzer oder kleine Verbesserungen für das Klima. Stattdessen soll es durchschlagende Innovationen hervorbringen, welche tatsächlich in der Lage sind, den Klimawandel rechtzeitig und vollständig zu stoppen. Ziel sind demnach Technologien, die sprichwörtlich die Welt verändern.

Das macht aber auch deutlich, weshalb nicht jede Idee kurzerhand umgesetzt werden kann. Einerseits bedarf es enormer Investitionen und andererseits müssen eventuelle Folgen überprüft werden – und zwar bevor sie eintreten. Denn das Geoengineering könnte sonst schlimmstenfalls ebenso verheerende Konsequenzen haben wie der Klimawandel selbst. Das jedenfalls befürchten Kritiker, wenn es um Ideen wie etwa die Verteilung von Schwefelpartikeln in der Atmosphäre geht. Das Geoengineering birgt also auch Gefahren und muss daher mit großer Vorsicht behandelt werden. Gleichzeitig scheint es aber auch die größte oder vielleicht sogar einzige Hoffnung auf ein Stoppen oder eine Umkehr des Klimawandels zu sein. Stimmt das?

Klimawandel könnte ohne Technologien gestoppt werden

Nein, sagen Forscher von der ETH Zürich. Sie sind sich sicher, dass auch auf natürlichem Weg der Kampf gegen den Klimawandel gewonnen werden könnte. Einerseits sei es dafür wichtig, dass die Menschen ihre Gewohnheiten ändern. Andererseits braucht es deutlich mehr Bäume auf der Welt. Eine internationale Aufforstung könnte demnach zwei Drittel der CO₂-Emissionen aufnehmen – und zwar ohne, dass Agrarflächen, Städte oder andere Nutzflächen weichen müssten. Sie rufen stattdessen dazu auf, sämtliche derzeit freistehenden Flächen aufzuforsten, welche zusammengefasst etwa der Größte der gesamten USA entsprechen. Besonders gut geeignet für eine solche Aufforstung seien Russland, die USA, Kanada, Australien, Brasilien und China. In der Theorie könnte der Klimawandel also auch ohne Geoengineering gestoppt werden.

In der Praxis lassen sich die Studienergebnisse aber kaum rechtzeitig umsetzen. Abgesehen von politischen Hürden, würden die Wälder vermutlich nicht mehr schnell genug reifen, um innerhalb von zehn Jahren den Klimawandel aufzuhalten. Bis sie leistungsfähig genug sind, könnte es also bereits zu spät sein.

Zudem bliebe immer noch rund ein Drittel an Emissionen übrig, welche durch Veränderungen in der Industrie oder im Verhalten der Verbraucher reduziert werden müssten. Auch hier stellt sich die Frage, ob dazu die Bereitschaft vorhanden ist – und zwar schnell genug. So handelt es sich zwar um einen vielversprechenden Ansatz. Ganz ohne Geoengineering wird er dennoch voraussichtlich nicht ausreichen.

Was Geoengineering schon jetzt leistet…

Der Vorteil an einem natürlichen Kampf gegen den Klimawandel liegt darin, dass dieser sofort begonnen werden könnte. Denn das Geoengineering ist zum jetzigen Stand noch nicht einsatzbereit und genau darin liegt sein größtes Problem. Die Uhr tickt, so viel ist klar. Klar ist zudem, dass innovative Technologien nicht leichtsinnig und ohne Untersuchung möglicher Folgen eingesetzt werden sollten. Doch lange darf die Entwicklung nicht mehr dauern, ansonsten verpufft die Hoffnung, welche derzeit noch im Geoengineering steckt.

…und was es in Zukunft noch leisten könnte

Das ist jedoch kein Grund, den Forschungsbereich nicht ernst zu nehmen. Denn genau das ist in den vergangenen Jahrzehnten passiert. Hätte es hingegen früher Investitionen und den Willen gegeben, die Technologien voranzutreiben, wären diese vielleicht schon jetzt einsatzbereit. Erste Ideen, welche in die Richtung des heutigen Geoengineerings gehen, gab es nämlich bereits vor Jahrhunderten. Schon lange versucht die Menschheit, das Wetter gezielt zu beeinflussen.

Lange Zeit fehlte dafür natürlich das Knowhow. Doch die erste nennenswerte Veröffentlichung zum Thema stammt aus dem Jahr 1965 und spätestens zu diesem Zeitpunkt hätte die Forschung gefördert werden können und sollen. Glücklicherweise ist es aber noch nicht zu spät und so bleiben die Hoffnungen, welche in das Climate Engineering gesteckt werden, vorerst auf einem hohen Niveau. Zwei Hauptgruppen liegen dabei besonders im Fokus:

Einerseits handelt es sich dabei um die CO₂-Reduktion der Atmosphäre. Genau genommen, ist das Geoengineering in diesem Bereich also eine Art Schadensbehebung, greift jedoch nicht bei den eigentlichen Ursachen. Ziel ist, das CO₂ aus der Atmosphäre zu leiten und stattdessen in sogenannten Kohlenstoffsenken zu sammeln. Dazu zählen beispielsweise Wälder, Böden und Ozeane, aber auch andere Binnengewässer wie Flüsse, Bäche oder Seen. Gleichzeitig wird natürlich im Bereich der Luftfilterung geforscht sowie an indirekten Methoden, um beispielsweise die Aufnahmekapazität solcher Kohlenstoffsenken zu erhöhen.

Andererseits stecken die Forscher große Hoffnung in das „Solar Radiation Management“. Es handelt sich dabei um Techniken, welche das einfallende kurzwellige Sonnenlicht reflektieren und somit einen (weiteren) Temperaturanstieg verhindern. Auch hierbei handelt es sich also in erster Linie um eine Bekämpfung der Konsequenzen, nicht aber der Ursachen des Klimawandels.

Das macht zugleich deutlich, dass das Geoengineering zwar als Überbrückungslösung taugt, um den Klimawandel rechtzeitig zu stoppen und schlimmere Folgen zu verhindern. Zumindest momentan ist aber nicht absehbar, dass es auch die Ursachen bekämpfen kann. Es darf also nicht alleine stehen, sondern muss durch weitere Maßnahmen wie eben zum Beispiel die Aufforstung oder die Reduktion von Emissionen einhergehen.

Aktuell kann nicht gesagt werden, ob die Erde „nur“ über natürliche oder „nur“ über technologische Wege gerettet werden kann. Schlussendlich werden stattdessen beide Hand in Hand gehen müssen. Ob das realistisch ist, lässt sich zum jetzigen Stand nur schwer einschätzen. Was Geoengineering also in Zukunft leisten könnte, ist eine Unterstützung des Kampfes gegen den Klimawandel. Als „Allheilmittel“ darf es aber nicht angesehen werden.

Geoengineering ist momentan nicht mehr als eine Idee

Auch, wenn der Begriff derzeit durch viele Medien schwirrt und große Hoffnungen in das Geoengineering gesteckt werden, muss also an dieser Stelle festgehalten werden, dass es momentan nicht mehr ist als eine Idee. Oder genauer gesagt: Eine ganze Menge an Ideen. SAI, SRM, GBAM – viele Abkürzungen stehen für viele Erfindungen, welche in Zukunft eine Rolle spielen könnten. Noch liegt deren Einsatz aber in weiter Ferne. Wie bereits erwähnt, liegt das vor allem an den schwer abschätzbaren Folgen, welche solche großtechnischen Eingriffe in das Klimasystem mit sich bringen könnten. Schlimmstenfalls würden daraus vergleichbare oder schlimmere Kettenreaktionen entstehen als durch den Klimawandel selbst.

Es ist also verständlich und auch gut, dass die Menschheit mit Angst – oder zumindest einem gesunden Respekt – an die Thematik herangeht. Sich von der tickenden Uhr in Hektik versetzen zu lassen und dadurch nicht ausreichend zu forschen, sondern quasi blind zu experimentieren, könnte nämlich verheerende Konsequenzen nach sich ziehen.

Das Geoengineering sei kein Ersatz für die Emissionsminderung, stellte deshalb vor einigen Jahren der Weltklimarat IPCC klar. Es gebe noch zu viele Einschränkungen bezüglich der Nachhaltigkeit und Machbarkeit der Ideen, lautete sein Fazit. Zudem seien die Wissenslücken groß und die Risiken substanziell. Dennoch hat der IPCC das Geoengineering im Jahr 2013 erstmals in seinen Sachstandsbericht aufgenommen. Es ist also keinesfalls so, als würde er im Geoengineering keine Zukunftschancen sehen.

Wie sehen konkrete Pläne für Technologien aus?

Ob das Geoengineering eines Tages die Welt retten wird oder nicht, bleibt also noch abzuwarten. Die Potenziale sind riesig, aber ebenso unabschätzbar die Risiken. An Ideen mangelt es jedenfalls nicht und dabei stechen vor allem folgende Ansätze heraus, die derzeit weiter verfolgt werden:

Aerosole: Wie erwähnt, denken einige Forscher darüber nach, sozusagen künstliche Vulkanausbrüche herbeizuführen, um feste Schwebstoffe in die Stratosphäre zu leiten. Dabei könnte es sich um Schwefel- oder Sulfatpartikel handeln, welche das einfallende Sonnenlicht reflektieren. Die Folgen wären aber nur schwer abzuschätzen und könnten zu weitreichenden klimatischen Veränderungen auf der Erde führen – nicht nur im positiven Sinne.

Direct Air Capture: Da natürliche Bäume zu lange brauchen, um zu wachsen, könnte vorerst mit künstlichen Bäumen gearbeitet werden. Als „Direct Air Capture“ wird die Technologie bezeichnet, welche das CO₂ direkt aus der Umgebungsluft filtert und unterirdisch speichert. Es könnte anschließend für die Produktion von Waren aus Kohlenfasern verwendet werden. Momentan wäre die Umweltverschmutzung durch den enormen Energieverbrauch der Technologie aber noch größer als ihr Nutzen. Denkbar wäre ihr Einsatz somit erst, wenn die künstlichen Bäume vollständig aus erneuerbaren Energien angetrieben werden könnten.

Künstlicher Auftrieb: Die nächste Idee aus dem Bereich Geoengineering betrifft das Meer. Hierfür sollen Pumpen im Meer angebracht werden, die einen Wasseraustausch zwischen der Tiefe und der Oberfläche bewirken. Dadurch gelangen mehr Nährstoffe für CO₂-bindende Algen nach oben. Ihr hoher Energiebedarf sowie die schwer abzuschätzenden Gefahren für die Meeresbewohner sind der Hauptgrund dafür, weshalb diese Technologie momentan noch nicht eingesetzt wird.

Weltrauminstallationen: Noch innovativer klingt die Idee, den Weltraum für den Kampf gegen den Klimawandel zu nutzen. Hier könnten spiegelnde Scheiben oder ähnliche Flächen angebracht werden, um die Sonneneinstrahlung zu reduzieren. Allerdings wären diese gemäß des aktuellen Stands der Technik nur schwer zu steuern und müssten eine riesige Fläche von etwa drei Millionen Quadratkilometern abdecken. Diese Dimensionen machen eventuelle Folgen für das Klima auf der Erde unvorhersehbar.

CO₂-Speicherung: Am weitesten fortgeschritten sind die Technologien derzeit im Bereich der CO₂-Speicherung. Ihr Einsatz ist somit von allen genannten Optionen am realistischsten – dennoch aber zurzeit nicht konkret geplant. Die Idee lautet, dass CO₂-Emissionen aus der Verbrennung von Erdgas oder Kohle von einer Anlage aufgenommen und gespeichert werden könnten. Auch der Einsatz schnell wachsender Pflanzen zur Bioenergiegewinnung wird in Erwägung gezogen. Allerdings wären die Technologien energieintensiv und die Pflanzen bräuchten außerdem eine Menge Wasser. Bislang ist die CO₂-Speicherung in Deutschland daher ein umstrittenes Thema.

Die Forschung läuft also auf Hochtouren, aber auch natürliche Möglichkeiten für den Kampf gegen den Klimawandel werden dabei nicht außer Acht gelassen.

Natürliche „Kampfmittel“ gegen den Klimawandel

Anstelle des Geoengineerings oder zusätzlich werden daher weitere Strategien in Erwägung gezogen – und wären schon deutlich früher umsetzbar als die noch in der Entwicklung befindlichen „Geotechnologien“:

Aufforstung: Auch, wenn die Studie der ETH in der Kritik steht und eine reine Aufforstung nicht ausreichen würde, ist sie dennoch wichtig und ein großer Schritt für die CO₂-Reduktion. Bis zum Jahr 2.100 könnten neu gepflanzte Wälder so weit gereift sein, dass sie etwa ein Viertel des in der Atmosphäre befindlichen Kohlenstoffdioxids aufnehmen, so die Berechnungen. Unklar ist allerdings, ob dafür tatsächlich ausreichend Flächen zur Verfügung stehen.

Gesteinspulver: Neben den Bäumen sind auch Gesteine eine natürliche sowie effiziente Möglichkeit zur Bindung von CO₂. Allerdings können diese das CO₂ erst binden, wenn sie zerfallen sind und dadurch ihre Mineralien freigesetzt werden. Auf natürlichem Weg dauert das viel zu lange. Denkbar wäre daher, diesen Prozess künstlich zu beschleunigen und anschließend das Gesteinspulver im Meer auszubringen. Dadurch könnten bis zu fünf Milliarden Tonnen CO₂ aus der Luft gefiltert werden. Allerdings ist der Energiebedarf für das Mahlen der Gesteine riesig und es könnten giftige Schwermetalle freigesetzt werden.

Ozeandüngung: Als realistischer gilt daher momentan die Idee, den Ozean gezielt zu düngen, damit dort wieder mehr Algen wachsen. Dafür bräuchte es lediglich Mikronährstoffe wie Eisen oder Phosphor. Bis zu 15 Prozent des CO₂-Ausstoßes könnten so aufgefangen werden. Allerdings ist eine dauerhafte Düngung notwendig, um die Algenbildung im gewünschten Ausmaß anzuregen und diese Veränderung würde sich auf das gesamte Ökosystem des Meeres auswirken.

Weiße Farbe: Simpel, aber effektiv, könnte auch die letzte Idee für einen natürlichen Kampf gegen den Klimawandel sein. Und zwar lautet diese, alle Dächer, Straßen sowie Gehwege in weißer Farbe zu streichen. Dadurch würde ihre Rückstrahlkraft (Albedo) erhöht werden, um den Strahlungsantrieb zu verringern. Allerdings wären die Effekte eher gering und die Flächen müssten regelmäßig mit viel Aufwand gereinigt werden.

Sowohl auf natürlichem Weg als auch beim Geoengineering fehlt es also derzeit an Lösungen, die den Klimawandel vollständig stoppen könnten und mehr Vor- als Nachteile mit sich brächten.

Fazit

Ob das Geoengineering eines Tages mehr sein wird als nur eine Idee – oder sogar tatsächlich die Welt vor dem Klimawandel rettet – bleibt somit abzuwarten. In diesem Bereich weiter zu forschen, ist auf jeden Fall wichtig. Doch auch natürliche Möglichkeiten zur Bekämpfung der Klimaveränderungen dürfen dabei nicht außer Acht gelassen werden. Da es zurzeit nicht die eine Lösung gibt, sind die Aufforstung sowie Reduktion der Emissionen, beispielsweise durch moderne Technologien wie das Smart Home, aber auch durch Verhaltensänderungen, nach wie vor die größte Hoffnung für eine lebenswerte Zukunft.