Global Tipping Points Report: Fünf Kippsysteme im Erdsystem schon jetzt gefährdet – doch es gibt auch positive gesellschaftliche Kippunkte
Potsdam Institut für Klimafolgenforschung

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Lesedauer 3 Minuten.

Kipppunkte stellen einige der größten Risiken für die lebenserhaltenden Systeme der Erde und die Stabilität unserer Gesellschaft dar. In einem bislang einmaligen Vorhaben hat ein großes internationales Forschungsteam auf der COP28 einen umfassenden Bericht über Kipppunkte im Erdsystem und ihre potenziellen Auswirkungen sowie Möglichkeiten für gesellschaftliche Veränderungen veröffentlicht. Mehr als 200 Forschende aus aller Welt haben an dem „Global Tipping Points Report“ mitgewirkt. Der über 500 Seiten umfassende Bericht ist ein maßgeblicher Leitfaden zum aktuellen Wissensstand über Kipppunkte. Er beschreibt Möglichkeiten zur Beschleunigung dringend benötigter Veränderungen und skizziert Optionen, wie die Politik die Risiken und Chancen von Kipppunkten besser steuern kann.

„Dieser Bericht ist der bisher umfassendste Überblick über Kipppunkte im Erdsystem“, erklärt Sina Loriani vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK), einer der Hauptautoren des Berichts. „Das Überschreiten von Kippunkten kann grundlegende und mitunter abrupte Veränderungen auslösen, die das Schicksal wesentlicher Teile unseres Erdsystems für die nächsten Hunderte oder Tausende von Jahren unumkehrbar bestimmen könnten. Diese Kipppunkt-Risiken sind potenziell verheerend und sollten mit Blick auf heutige und künftige Generationen sehr ernst genommen werden, trotz der verbleibenden wissenschaftlichen Unsicherheiten.“

5 Kippsysteme derzeit gefährdet, 3 weitere in Gefahr bei Überschreitung von 1.5°C

Fünf große Kippsysteme laufen bereits Gefahr, bei der derzeitigen globalen Erwärmung ihren jeweiligen Kipppunkt zu überschreiten, so die Forschenden in ihrem Bericht: Der grönländische und der westantarktische Eisschild, die subpolare Wirbelzirkulation im Nordatlantik, Warmwasserkorallenriffe und einige Permafrost-Gebiete. Wenn die globale Erwärmung auf 1,5°C ansteigt, könnten mit borealen Wäldern, Mangroven und Seegraswiesen drei weitere Systeme in den 2030er Jahren vom Kippen bedroht sein.

In dem Bericht fassen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Informationen über Kippsysteme und die damit verbundenen Temperaturschwellen aus Studien über Klimaveränderungen in der Erdgeschichte, heutigen Erdbeobachtungen und Computersimulationen zusammen. Die Autoren weisen darauf hin, dass systematischere Untersuchungen, wie das vom PIK geleitete Tipping Point Modelling Intercomparison Project (TIPMIP), erforderlich sind, um in Zukunft genauere Erkenntnisse über Kipppunkte und die damit verbundenen wissenschaftlichen Unsicherheiten zu gewinnen.

„Unsere Analyse zeigt übereinstimmende Kernaussagen in der bisher veröffentlichten Forschung zu Kipppunkten im Erdsystem auf. Sie verdeutlicht, dass der gegenwärtige Klimawandel und der Verlust der Natur grundlegende Veränderungen in Schlüsselelementen des Erdsystems verursachen könnten, mit weitreichenden Folgen für Milliarden von Menschen auf der ganzen Welt“, sagt Jonathan Donges vom PIK, einer der Hauptautoren des Berichts. „Zu diesen Auswirkungen gehören ein beschleunigter Anstieg des Meeresspiegels, veränderte Wettermuster und geringere landwirtschaftliche Erträge – diese haben das Potenzial, negative soziale Kipppunkte auszulösen, die zu gewaltsamen Konflikten oder dem Zusammenbruch politischer Institutionen führen könnten. Kipppunkte sind auch nicht unabhängig voneinander, sondern stehen in enger Wechselwirkung: Die Überschreitung eines Kipppunkts im Erdsystem oder in der Gesellschaft könnte wiederum ein anderes Kippsystem destabilisieren, wodurch Kippkaskaden möglich werden.“

Positive Kippunkte im Gesellschaftssystem

Unter der Leitung der Universität Exeter haben mehr als 200 Forschende aus verschiedenen wissenschaftlichen Institutionen die verfügbaren Belege für die Veränderungen des Erdsystems für den Global Tipping Points Bericht zusammengetragen und geprüft. Das Forschungsteam unterstreicht, dass positive Kipppunkte für den notwendigen transformativen Wandel hin zum raschen Ausstieg aus fossilen Brennstoffen und der Verringerung der Emissionen aus der Landnutzung entscheidend sein können, um den Planeten zu stabilisieren und negative Auswirkungen von Erdysstem-Kipppunkten auf Gesellschaften zu vermeiden. Wenn man die Erkenntnisse über Kippdynamiken auf Gesellschaftssysteme anwendet, zeigt sich, dass solche wünschenswerten Veränderungen unter den richtigen Bedingungen selbstverstärkend wirken können. Ein Großteil des Berichts hebt daher die Potenziale für abrupte soziale und technologische Veränderungen hervor und verdeutlicht, dass solche nichtlinearen Veränderungen bereits heute auf den Märkten für erneuerbare Energien und Elektrofahrzeuge zu beobachten sind. Der Bericht hebt mehrere Optionen zur Beschleunigung der Transformation hervor, wie etwa koordinierte Anstrengungen, um positive gesellschaftliche Kipppunkte in den Sektoren Energie, Verkehr und Ernährung auszulösen, und das Vertiefen von Wissen über Kipppunkte in einem IPCC-Sonderbericht.

„Die Welt befindet sich nicht mehr in einem Zustand des schrittweisen und linearen Wandels“, fasst PIK-Direktor Johan Rockström zusammen. „Das bedeutet, wir müssen einen rasanten und tiefgreifenden Wandel über mehrere Sektoren und Regionen hinweg auslösen, indem wir aus den fossilen Brennstoffen aussteigen und gleichzeitig positive soziale und wirtschaftliche Kipppunkte nutzen. Die Anreize und Hebel für eine Transformation müssen sich so grundlegend ändern, dass wir als Gesellschaft einen neuen, nachhaltigen Kurs einschlagen. Der Global Tipping Points Bericht bietet den ersten umfassenden Leitfaden, um uns über die bevorstehenden Gefahren und Chancen aufzuklären.“


Report: 
T.M. Lenton, D.I. Armstrong McKay, S. Loriani, J.F. Abrams, S.J. Lade, J.F. Donges, M. Milkoreit, T. Powell, S.R. Smith, C. Zimm, J.E. Buxton, L. Laybourn, A. Ghadiali, J. Dyke (eds) (2023): The Global Tipping Points Report 2023. University of Exeter, Exeter, UK. 

Webseite zum Reporthttps://global-tipping-points.org/

Titelbild: KI



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Die Klimakosten des Kriegs in Gaza und Israel
von Martin Auer

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In einer Kurzstudie haben Benjamin Neimark von der Queen Mary University of London und vier Kolleg:innen die klimatechnischen Auswirkungen der ersten 60 Tage des Kriegs zwischen Israel und Hamas errechnet. Die CO2-Emissionen in diesem Zeitraum waren so hoch wie die der 20 durch die Klimaerhitzung verwundbarsten Länder. Über 99 % dieser 281.000 Tonnen CO2 (entspricht etwa dem Verbrennen von 150.000 Tonnen Kohle) wurden durch die Bombardierung des Gaza-Streifens und die Bodenoffensive der israelischen Armee verursacht. Einbezogen wurden Emissionen vom Treibstoff für Flugzeuge, Panzer und andere Fahrzeuge, und die Emissionen durch die Herstellung und das Explodieren von Bomben, Artilleriegeschossen und Raketen. Andere Treibhausgase wie zum Beispiel Methan wurden in die Studie nicht einbezogen. Fast die Hälfte der CO2-Emissionen wurde durch die US-amerikanischen Flugzeuge verursacht, die militärischen Nachschub nach Israel brachten.

Die Raketen, die von der Hamas auf Israel abgefeuert wurden, verursachten ungefähr 713 Tonnen CO2 (entspricht 300 Tonnen verbrannter Kohle).

36 bis 45 % aller Gebäude in Gaza sind zerstört worden. Der Wiederaufbau dieser 100.000 Gebäude in Gaza wird mindestens 30 Millionen Tonnen CO2 verursachen. Das entspricht den jährlichen Emissionen von Neuseeland.

Generell verursachen die Militärs der Welt 5,5 % der globalen Emissionen, mehr als die zivile Luftfahrt und die Schifffahrt zusammengenommen. Beim Klimagipfel COP28 in Dubai standen die Zusammenhänge zwischen Krieg, Sicherheit und der Klimakatastrophe zwar auf der Agenda, doch das führte nicht zu irgendwelchen wirksamen Schritten, um die Militärs in die Verantwortung zu nehmen und mehr Transparenz zu erreichen.



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COP28 – Erstmals: „…weg von fossilen Energiesystemen“
von Renate Christ

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COP28 ist zu Ende und es ist Zeit Bilanz zu ziehen.

Die COP begann eher unerwartet mit einem positiven Schritt. Der Fonds für Verluste und Schäden, um den jahrelang – zuletzt in Scharm El-Scheich – gerungen wurde, wurde formell eingesetzt und mit finanziellen Zusagen gefüllt. Auch wenn die Summe von 700 Millionen US$ (zum Zeitpunkt des Schreibens dieses Artikels) nur ein Tropfen auf den heißen Stein sein kann, war es eine wichtige vertrauensbildende Maßnahme.

Global Stocktake

Haupttagesordnungspunkt dieser COP war die erste globale Bestandsaufnahme „Global Stocktake“ zur Frage: sind wir kollektiv auf dem Weg, die Ziele von Paris zu erreichen? Sie dient als Basis für die Entwicklung der nächsten nationalen Beiträge für den Zeitraum 2025 bis 2030. Das heißt man blickt zurück auf das, was seit Paris erreicht wurde und nach vorne, was notwendig ist, um die Ziele einzuhalten. Ein wesentlicher Punkt, war die Forderung nach einem Ausstieg aus fossilen Brennstoffen. Dies ist insofern bedeutsam, als in 30 Jahren internationaler Klimapolitik zwar viel über Emissionen und Konzentrationen geredet wurde, die eigentliche Ursache, nämlich die fossilen Brennstoffe aber nie direkt beim Namen genannt wurde. Entsprechend kontroversiell waren die Debatten und der letztendlich erzielte Kompromiss hat Stärken und Schwächen.

1,5°C Ziel ausdrücklich verankert

Klar ist, ohne Pariser Abkommen (PA) würde die Erwärmung noch stärker voranschreiten, nämlich auf nahezu 4°C. Wenn alle in den unter dem Pariser Abkommen vorgelegten nationalen Beiträge (NDC) vollinhaltlich umgesetzt werden ist ein Temperaturanstieg von 2,1°C bis 2,8°C zu erwarten. Dass sie wirklich voll umgesetzt werden, ist allerdings nicht immer anzunehmen. Auch Österreich hinkt den selbst gestellten Zielen hinterher. Das heißt, es passiert etwas, aber viel zu langsam und viel zu wenig. Die Wissenschaft sagt klar, die Auswirkungen von Klimaänderungen sind wesentlich geringer bei 1,5°C Erwärmung als bei 2°C. Daher kämpfen vor allem vulnerable Länder für die Einhaltung der 1,5°C Grenze. Allerdings sind dazu drastische Emissionsreduktionen in diesem Jahrzehnt – d.h. bis 2030, dem Zeitrahmen für die nächsten NDCs – nötig.

Wenn auch nicht formell bindend, sind das 1,5°C Ziel und die damit verbundenen Erfordernisse in der COP28 Entscheidung fest verankert, nämlich 43% Reduktion der Treibhausgase bis zum Jahr 2030, 60% Reduktion bis 2035 und Netto Null in 2050. Für alle weiteren Entscheidungen gibt das die Richtung an, sozusagen als „Polarstern“.

Umstieg weg von fossilen Energiesystemen

Der zentrale und hart umkämpfte Paragraph spricht erstmals von einem Umstieg weg von fossilen Energiesystemen in diesem kritischen Jahrzehnt (d.h. bis 2030), um Netto-Null in 2050 zu erreichen. Dieser Passus hat in einer früheren Version des von der Präsidentschaft vorgelegten Textes völlig gefehlt und auch alle anderen Maßnahmen wurden nur unter „könnte“ aufgezählt. Intensive Verhandlungen am letzten Tag haben endlich zu einem Kompromiss geführt, der ein klares Signal an die Wirtschaft sendet, dass das fossile Zeitalter zu Ende geht. Als weitere konkrete Maßnahmen werden eine Verdreifachung von erneuerbaren Energiequellen und eine Verdopplung der Energieeffizienz bis 2030 genannt, eine Verminderung von Methanemissionen und der Schutz von natürlichen Senken.

Schlupflöcher und der Einfluss der Öl-, Gas- und Kohlelobby

Problematisch sind allerdings einige Schlupflöcher, die den Einfluss der mächtigen Öl-, Gas- und Kohlelobby und einen wachsenden Einfluss der Atomlobby zeigen. Aber auch eine Reihe von Schwellenländern, vor allem solche die in den letzten Jahren stark in Kohlekraftwerke investiert haben oder Öl- und Gasvorkommen haben, haben Problem mit einer raschen Transformation und wollen flexiblere nationale Ausstiegspläne. So wird im Text die Rolle von Gas für die Energiesicherheit während des Umstiegs betont. Die Beendigung von Förderungen für fossile Brennstoffe wird auf „ineffiziente“ beschränkt und im Verkehrssektor wird nur von einer Reduktion der Emissionen gesprochen. Im Energiesektor wird die Nutzung von Kernenergie, CO2 Speicherung (Carbon Dioxide Capture Utilisation and Storage – CCUS) und sogenannte „low carbon“ Wasserstoffproduktion ausdrücklich erwähnt und statt Kohleausstieg findet man eine vage Formulierung zur Reduktion von „unabated“ Kohlekraftwerken, d.h. ohne CCUS. Die Erwähnung von CCUS ist insofern problematisch, als diese Technologie zwar seit Jahren bekannt ist, sich aber nie wirklich zur Marktreife entwickelt hat und ein Vertrauen darauf die Nutzung von fossilen Brennstoffen prolongieren könnte, ohne das angestrebte netto-null Ziel zu erreichen.

Abgesehen von den mit Technologien wie Kernkraft oder CCUS verbundenen Risiken und Kosten ist der Zeitraum für die Umsetzung in großem Umfang einfach zu lang, um innerhalb der 1,5°C Grenze zu bleiben. Wichtig wäre auch, und das fehlt im Schlussdokument, dass in keine neuen Kohleminen, Öl- und Gasbohrungen und andere fossile Infrastruktur investiert wird. So haben Investitionen in Flüssiggasterminals und Gasinfrastruktur in vielen Industriestaaten, auch in Österreich, zu einem gewissen Vertrauensverlust geführt. Es geht jetzt darum, wie konsequent Länder den Ausstieg aus fossiler Energie angehen, ohne Kompromisse und sogenannte Übergangstechnologien. Zu bemerken ist die immer stärker werdende Rolle der Zivilgesellschaft in der Klimapolitik, die in Dubai auf eine klare Entscheidung gepocht hat, damit ambitionierten Ländern den Rücken gestärkt hat und die hoffentlich auch konsequentes Handeln einfordern wird.

Klimawandelanpassung

Ein weiterer Fortschritt dieser Konferenz ist die Einigung auf Rahmenbedingungen für ein globales Ziel für Klimawandelanpassung. Dies ist wichtig, um gezielte Maßnahmen zur Verminderung von klimabedingten Risiken zu identifizieren, zu planen und umzusetzen und dadurch Verluste und Schäden zumindest verringern zu können.

Klimafinanzierung

Wie bisher waren auch Fragen der Finanzierung zentral, wobei das Thema sehr komplex ist, beginnend mit der Frage: was ist eigentlich Klimafinanzierung? Obwohl eine Reihe von neuen Finanzierungszusagen gemacht wurde, reichen die Summen bei weitem nicht aus, um Entwicklungsländer bei der Transformation weg von fossilen Brennstoffen und den notwendigen Anpassungsmaßnahmen entsprechend zu unterstützen, ohne die Schuldenlast zu erhöhen. Finanzierung ist daher einer der wichtigsten Tagungsordnungspunkte für COP29, die im November 2024 in Baku, Aserbaidschan stattfinden wird. Wichtig wird COP30, die in Belem in Brasilien stattfinden wird, denn bis dahin müssen die neuen und verschärften nationalen Beiträge vorgelegt werden. Es ist viel zu tun in den nächsten zwei Jahren.

Renate Christ ist selbstständige Beraterin für Klimawandel und Umweltservices. Sie leitete mehr als zehn Jahre lang das Sekretariat des IPCC.

Titelfoto: CNCD-11.11.11, CC BY-NC-SA



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Die Kolonisierung der Zukunft beenden – Interview mit Prof. Dr. Christoph Görg
von Martin Auer

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Lesedauer 13 Minuten.
Christoph Görg

Universitätsprofessor Dr. Christoph Görg arbeitet am Institut für soziale Ökologie an der Universität für Bodenkultur in Wien. Er gehört zu den Herausgeber:innen und Leitautor:innen des APCC Special Report Strukturen für ein klimafreundliches Leben, und ist Autor des Buchs: Gesellschaftliche Naturverhältnisse. Mit ihm spricht Martin Auer von °CELSIUS.

Eine der Kernaussagen des Kapitels „Soziale und politische Ökologie“, für das Professor Görg Leitautor ist, besagt, dass „bisherige Innovationsgebote (wie grünes Wachstum, E-Mobilität, Kreislaufwirtschaft, energetische Nutzung von Biomasse)“ nicht ausreichen, um ein klimafreundliches Leben zu ermöglichen. „Der globale Kapitalismus beruht auf dem industriellen Metabolismus, der auf fossile und damit endliche Ressourcen angewiesen ist und damit keine nachhaltige Produktions- und Lebensweise darstellt. Eine gesellschaftliche Selbstbegrenzung der Ressourcennutzung ist notwendig.“

Zu hören ist das Interview auf AlpenGLÜHEN.

„Die Kolonisierung der Zukunft beenden – Interview mit Prof. Dr. Christoph Görg
von Martin Auer
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Interview mit Prof. Tobias Pröll Teil 2: Negative Emissions

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Lesedauer 7 Minuten.

von Marco Sulzgruber

Immer wieder werden in der öffentlichen Debatte um die Klimakatastrophe Technologien angepriesen, die zumindest auf den ersten Blick helfen können, den globalen Kohlendioxid (CO2)-Ausstoß deutlich zu verringern. Zuletzt sorgte die Kernfusion für Schlagzeilen, im letzten Jahr war aber auch die Abscheidung und Lagerung von CO2 ein Thema in den Medien.

Bei diesen Entwicklungen ist grundsätzlich Skepsis angebracht: Übertriebenes Vertrauen in neue, noch nicht ausgereifte Technologien kann den Kampf gegen den Klimawandel bremsen. Genauso gefährlich wäre es aber, wissenschaftliche Errungenschaften außer Acht zu lassen, wenn sie tatsächlich einen Beitrag zur Eindämmung der Klimakatastrophe leisten können.

Im ersten Teil unseres Interviews mit Professor Tobias Pröll von der Universität für Bodenkultur Wien haben wir mit ihm darüber gesprochen, wie klassische Carbon Capture Systeme funktionieren. Im zweiten Teil geht es um das Potential solcher Systeme, zur Bekämpfung der Klimakatastrophe beizutragen, um Negative Emission Technologies, und um die Frage, ob es sinnvoll ist, CO2 direkt aus der Luft zu filtern, laut IPCC eine der möglichen solchen Technologien.

Celsius: Von Seiten vieler Klimaforscher:innen und -aktivist:innen kommt oft die Kritik, dass Carbon Capture and Storage (CCS) und Negative Emission-Technologies viel versprechen, aber nicht genug liefern. Warum wurde Ihrer Meinung nach bis jetzt nicht mehr davon umgesetzt?

Tobias Pröll: Das Problem bei der Umsetzung von CCS ist, dass es wirksame Regelungen braucht, damit CCS für die Betreiber wirtschaftlich darstellbar ist. Grundsätzlich bin ich der Meinung, dass wir stets technologieoffen steuern sollten. Das wären wirksame CO2-Preise auf alle Emissionen. Meiner Ansicht wäre bei CO2-Preisen von etwas mehr als 100 Euro/Tonne CO2, die tatsächlich gutgeschrieben werden, wenn das CO2 eben nicht emittiert, sondern permanent gespeichert wird, bereits mit der „freiwilligen“ Implementierung von CCS zu rechnen. Wo genau die Wirtschaftlichkeit beginnt, hängt erstens vom Emittenten ab, weil der Großteil der Kosten ist mit der Abscheidung des CO2 aus Gasgemischen verbunden. Das beginnt mit Bioethanolproduktion, wo fast reines CO2 vorliegt, über die Chemieindustrie, wo teilweise auch sehr konzentrierte CO2-Ströme auftreten, bis hin zu Verbrennungsanlagen, wo für die Abscheidung aus dem Abgas etwa 1 MWh Wärme bei 120°C pro Tonne CO2 aufgewendet werden muss. Zweitens vom Standort: je näher an der Speicherstätte, desto kostengünstiger.

Celsius: Aber welchen Beitrag zum Klimaschutz können solche Technologien realistisch wirklich leisten?

Tobias Pröll: Zum Potenzial habe ich keine Zahlen parat. Ich würde CCS für Emissionen aus Technologien reservieren wollen, die wir auch in Zukunft schwer vermeiden können werden: Zementwerke, thermische Abfallbehandlungsanlagen, Stahlindustrie, Papier- und Zellstoff, und so weiter. Das sind riesige Mengen an CO2, Großteils fossil, teilweise biogen. Wir müssen mittelfristig jede Emission vermeiden, darum werden wir CCS brauchen. Zusammen mit CCS werden wir auch Bioenergy mit CCS (BECCS) machen, das ist der Schritt hin zu negativen Emissionen, das geht fließend: im Hausmüll, der in Wien verbrannt wird, sind z.B. 60% des Kohlenstoffs biogen, also nicht fossil.

Die Abscheidung aus der Umgebungsluft sehe ich wegen des theoretisch mindestens dreimal, in der Praxis aber 6-10 mal höheren Energiebedarfs im Vergleich zur Abscheidung aus Abgasen in absehbarer Zukunft nicht. Das ist in energielimitierten Settings nicht sinnvoll.

Der Energiebedarf für verschiedene CO2-Abscheidungsprozesse im Überblick: Bei Case 1 wird CO2 aus der Umgebungsluft abgeschieden, bei Case 2 und 3 aus den Abgasströmen eines Gasturbinenkraftwerks bzw. eines Feststoffverbrennungskraftwerks. Quelle: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.iecr.9b06177?fig=fig9&ref=pdf

Celsius: Kommen wir noch zur zweiten Kategorie von Prozessen, den Negative Emission Technologies beziehungsweise zum Filtern von CO2 aus der Luft. Wie funktioniert das und wie sinnvoll sind diese Technologien generell?

Tobias Pröll: Der Kohlenstoffkreislauf funktioniert ja so, dass Biomasse wächst und CO2 aus der Atmosphäre aufnimmt. Wenn die Biomasse dann verrottet oder verbrannt wird, geht das CO2 wieder zurück in die Atmosphäre. Im natürlichen Kreislauf ist das CO2-neutral. Was wir Menschen jetzt machen ist, wir holen fossile Rohstoffe aus der Geosphäre, setzen dieses CO2 zusätzlich frei und der CO2-Anteil in der Atmosphäre steigt. Wir haben verschiedene Möglichkeiten, diesen von uns veränderten Kohlenstoffkreislauf sozusagen wieder zu reparieren. Wir können zum Beispiel die Pflanzen daran hindern, das CO2 wieder freizusetzen. Da gibt es wirklich die unterschiedlichsten Untersuchungen, zum Beispiel wurde die Idee untersucht, Baumstämme in der Tiefsee zu versenken oder in Gruben einzubuddeln, um dort einfach den Kohlenstoff zu speichern. Das wäre relativ kostengünstig.

Aber de facto müssen wir unsere Lösungsvorschläge vor dem Hintergrund durchdenken, dass wir auf einem Planeten mit 8 bis 9 Milliarden Menschen leben. Zum Leben brauchen wir Menschen Energie, die wir heute global zu 80% aus Kohle, Öl und Erdgas beziehen. Dieser Anteil von 80% hat sich übrigens über die letzten 30 Jahre nicht verändert. Also müssen wir alle Lösungsansätze auch vor diesem Hintergrund sehen. Dieser Aspekt zieht sich durch die gesamte Diskussion und kommt meines Erachtens auch im IPCC nicht zur Geltung: Mir erscheint manchmal, dass hier scheinbar in einer Welt gelebt wird, in der wir schon dekarbonisiert sind. Ich kann Energie aufwenden, um beispielsweise Holzstämme einzugraben. Ich könnte aber auch aus den Holzstämmen Energie gewinnen und damit Öl oder Kohle substituieren. Dann muss ich lebenszyklus-analytisch betrachten, was gescheiter ist. Jetzt könnte ich aber die Energie aus den Holzstämmen nutzen und zusätzlich das CO2 aus dem Abgas abtrennen und das CO2 wieder verpressen. Das wäre natürlich in unserer Welt, wo wir Homo sapiens leben, keine so blöde Idee. Wo wir doch die Energie so dringend brauchen, dass wir uns so zukunftsfeindlich verhalten (und die fossilen Energieträger nutzen, Anm.), kann ich keinen Vorschlag machen, wo ich einen nicht fossilen Energieträger einbuddle. Das ist irgendwie widersinnig.

Genauso die Idee, CO2 aus der Umgebungsluft abzuscheiden, wo die Konzentration nur 400 parts per million ist. Das Problem ist, dafür brauche ich irrsinnige Mengen an Energie. Den Vorschlag kann man in einer Welt machen, in der erneuerbare Energie im Überschuss verfügbar ist. Und das „verfügbar“ ist das Keyword hier. Dann würde ich sagen: „ja, bevor wir die Windräder jetzt abdrehen und uns sonst nichts mehr einfällt, holen wir noch CO2 aus der Atmosphäre.“ Das ist zwar extrem ineffizient auf Tonnen CO2 pro Megawattstunde Energie gerechnet, aber bevor ich nichts mit dem Strom mache, wäre das eine Idee. Noch besser wäre es wahrscheinlich, die Energie für den Winter zu speichern, falls man da keinen Überschuss hat.

Celsius: Derzeit sinnvoll wäre Ihrer Meinung nach also nur das Abscheiden von CO2 bei der Verbrennung von Biomasse?

Tobias Pröll: Den Ansatz finde ich schon überlegenswert – und ich finde, dass Schweden zum Beispiel hier auf dem richtigen Weg ist: Da gibt es eine ähnliche Forstwirtschaft wie in Österreich, wo die Wälder eben nicht verwüsten wie in anderen Weltregionen. Dort ist es sehr gängig, dass große Städte zum Beispiel mit Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen auf Holzhackschnitzelbasis mit Wärme versorgt werden. Dort das CO2 aus dem Abgas zu holen und in Norwegen in die Lagerstätten zu verpressen, halte ich für eine sehr spannende Denkrichtung.

Kategorisch wären Negative Emission-Technologies nicht auszuschließen, es müssen nur vernünftige sein. Wir sollten auf den Energiebedarf achten. Wenn der globale Mix 80% fossil ist, ist wahrscheinlich etwas, was zusätzlich viel Energie braucht, keine gute Lösung. Es gibt immer Alternativen: Vielleicht ist in Island ein realer Überschuss an erneuerbarer Energie da, dann könnte man lokal so ein Projekt machen. Man könnte aber auch mit der erneuerbaren Energie noch mehr Aluminium produzieren und dafür woanders substituieren, wo die Energie aus fossilen Rohstoffen kommt. Das hätte wesentlich mehr Klimawirkung.

Celsius: Ein anderer Ansatz für Biomasse-basierte Negative Emission Technologies wäre, Biokohle aus landwirtschaftlichen Substraten herzustellen.

Tobias Pröll: Da kann man ungefähr 50% der Energie nutzen – für Trocknungsanlagen im landwirtschaftlichen Bereich zum Beispiel – und in der Biokohle, die entsteht, sind die Nährstoffe aus dem Substrat für Pflanzen verfügbar, der Kohlenstoff ist aber nicht abbaubar. Das heißt, wenn man das auf einem Feld appliziert, kann man einen Ertragsgewinn für die Landwirtschaft haben und braucht weniger fossilen Phosphatdünger. Man nutzt zwar nur einen Teil der Energie, hat aber ein nachhaltigeres Bodenproduktionssystem.

Wir haben das für Baumwollstängel durchgerechnet: Da könnte man ungefähr ein Drittel des CO2, das jährlich durch die Baumwollpflanzen aus der Luft geholt wird, langfristig im Boden speichern.

Celsius: Das heißt, es ist sozusagen eine Kohlenstoffdeponie – es bleibt aber ein Boden, den man für Landwirtschaft nutzen kann?

Tobias Pröll: Ja genau, der Kohlenstoff wird einfach im Boden angereichert und verbessert potenziell die Bodenfruchtbarkeit. Von Jahr zu Jahr immer mehr. Das ist gerade im warmen Klima sinnvoll, wo wir sandige Böden vorfinden, also für Europa wäre das im Mittelmeerraum. Dort gibt es ja keine nennenswerten Mengen Waldbiomasse, aber landwirtschaftliche Nebenprodukte: Stroh, Pinienkernschalen, Oliventrester und ähnliches – super angereichert mit Nährstoffen. Wenn man diese Nebenprodukte zu Biokohle umwandelt, kann man die Nährstoffe dort, wo die Pflanzen angepflanzt werden, wieder anwenden – und es wächst dadurch mehr Biomasse. Zusätzlich kann man– abhängig vom Wassergehalt – ungefähr 50% des Heizwertes der Einsatzstoffe in Form von Hochtemperaturwärme nutzen (durch Verbrennen der Pyrolysegase, Anm.).

Celsius: Das ist auch ein Forschungsgebiet von Ihnen?

Tobias Pröll: Ja, die systemische Betrachtung von Negative Emission Technologies speziell die Biomasse-basierten Negative Emission Technologies. Es gibt da auch andere, die ich jetzt nicht erwähnt habe.

Celsius: Weil die in der Welt mit 80% fossilem Energiemix eigentlich nicht vernünftig sind?

Tobias Pröll: Das ist meine Meinung, es gibt viele andere, die anderer Meinung sind, vor allem auch im IPCC. Und ich finde es bedenklich, dass die Regierenden sich so auf das verlassen, weil es gibt, glaube ich, sehr einfache Argumente, wie man das ins rechte Licht rücken kann. Aber ich vermute, dass im IPCC viele Leute schon gedanklich in dieser dekarbonisierten Welt leben und aus der heraus argumentieren. Das ist aber ein Trugschluss, denn die Welt ist leider zu 80% fossil.

Bei den Baumwollstängeln sieht man, das wären Negative Emissions. Aber damit bekommt man keine Forschungsförderung. Da wird gesagt, „das ist ja low-tech, das ist well-known Technology, da brauchen wir nicht mehr forschen“. So etwas geht auch in Zusammenhang mit Kraft-Wärmekopplungsanlagen, wie ich vorhin gesagt habe, in Schweden. Man kann relativ schnell sehen, wo die Potentiale liegen würden, und man sieht auch, was es dem Klima netto bringt. Da muss man halt ehrlich sein. Das ist ganz wichtig

Celsius: Wäre das auch Ihr Schlussplädoyer für dieses Interview?

Tobias Pröll: Ich möchte dazu ermutigen, immer die Frage zu stellen, wo die Energie herkommt. Weil: Die Klimakrise ist eine Energiekrise – würden wir die Energie nicht brauchen, für unseren Wohlstand, hätten wir keine Klimakrise. Der Schlüssel ist die Energie. Etwas vorzuschlagen, was die Energiekrise nicht löst, wird auch die Klimakrise nicht lösen. Darum plädiere ich sehr stark für den Ausbau der direkten erneuerbaren Energie – Wind, Photovoltaik, für Österreich zumindest. In anderen Weltregionen gibt es vielleicht noch Wasserkraftpotentiale, bei uns sehe ich die nicht mehr.

Der Mensch braucht Energie für den Wohlstand, man kann punktuell effizienter werden, das wird typischer weise aufgefressen vom Rebound Effekt (Steigerung der Effizienz führt dabei nicht zu verringerten Emissionen, sondern durch niedrigere Preise zu höherer Nachfrage, Anm.). Die Menschen werden sich den Wohlstand nicht nehmen lassen wollen, und wir müssen Maßnahmen schaffen, wie wir dekarbonisieren können, ohne die Volkswirtschaft in einer Weise zu beeinflussen, dass die Menschen das demokratisch nicht mittragen. Wir brauchen clevere Policies, bei denen die Menschen mitgehen. Freiwillig. Und wo zumindest 50% der Menschen uns wählen. Und ein Ansatz wäre, es müssen Policies sein, wo die vielen, die wenig emittieren, die selten fliegen, die selten Skiurlaub machen, netto profitieren. Und die, die viel verschmutzen, einen Nachteil haben. Aber die sind bei der Abstimmung, bei der Wahl dann nicht die Mehrheit.

Prof. Tobias Pröll ist Professor für Energietechnik und Energiemanagement an der Universität für Bodenkultur Wien und forscht unter anderem am Thema Negative Emission Technologies. Er ist Fachgutachter in zahlreichen wissenschaftlichen Zeitschriften, Mitglied des Scientific Committees der International Conference on Negative Emissions und Gründungsmitglied der Österreichischen Gesellschaft für innovative Computerwissenschaften, sowie des IEAGHG Networks on High Temperature Solid Looping Cycles.



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Interview mit Prof. Tobias Pröll Teil 1: Carbon Capture

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Lesedauer 7 Minuten.

von Marco Sulzgruber

Immer wieder werden in der öffentlichen Debatte um die Klimakatastrophe Technologien angepriesen, die zumindest auf den ersten Blick helfen können, den globalen Kohlendioxid (CO2)-Ausstoß deutlich zu verringern. Zuletzt sorgte die Kernfusion für Schlagzeilen, im letzten Jahr war aber auch die Abscheidung und Lagerung von CO2 ein Thema in den Medien.

Bei diesen Entwicklungen ist grundsätzlich Skepsis angebracht: Übertriebenes Vertrauen in neue, noch nicht ausgereifte Technologien kann den Kampf gegen den Klimawandel bremsen. Genauso gefährlich wäre es aber, wissenschaftliche Errungenschaften außer Acht zu lassen, wenn sie tatsächlich einen Beitrag zur Eindämmung der Klimakatastrophe leisten können.

Wir haben uns mit Professor Tobias Pröll von der Universität für Bodenkultur Wien getroffen, um mit ihm über Carbon Capture (ein Verfahren zur Reduzierung von CO2-Emissionen) und Negative Emission Technologies (Ansätze zum Entnehmen von Treibhausgasen aus der Atmosphäre) zu reden. Im ersten Teil des Interviews erklärt er, wie klassische und neuere Prozesse helfen können, industrielle CO2-Emissionen direkt beim Erzeuger zu verringern, wo das Sinn macht, welche Irrwege es gibt und was Politik und Wirtschaft in seinen Augen tun müssten, um den Anschluss an andere Länder nicht zu verpassen.

Celsius: Was ist Ihrer Meinung nach das wichtigste Anliegen bei dem Thema Carbon Capture und vergleichbare Technologien?

Tobias Pröll: Wichtig ist mir bei diesen Sachen immer, dass man den Zeithorizont betrachtet und dass man Dinge nicht vermischt. Ich leide darunter, dass in der öffentlichen Diskussion Dinge grob fahrlässig vermischt werden, zum Beispiel, wenn wir über Kohlendioxid-Abscheidung und Speicherung sprechen: Es ist ein Unterschied, ob man Kohlendioxid aus einem Industrieprozess, oder einem Kraftwerk abscheidet, oder aus der Umgebungsluft; wenn man das vermischt, dann tut man der ganzen Sache eventuell nichts Gutes.

Auch die Energie muss man immer mitdenken. Energie kann man nicht sehen, aber es ist natürlich nicht egal, ob ein Prozess sehr viel erneuerbare Energie, zum Beispiel Überschussstrom oder grünen Wasserstoff verbraucht oder nicht. In der Diskussion wird oft davon ausgegangen, grüner Wasserstoff wäre verfügbar, so als würden wir jetzt an Lösungen für 2050 arbeiten. Aber wir sind jetzt in einer fossilen Realität, wo wir uns global zu 80 % durch Kohle, Öl und Erdgas mit Energie versorgen. Und in dieser Realität muss man anders argumentieren als in einer Realität, wo wir vielleicht in 30 Jahren sein werden, wo man dann tatsächlich technisch verfügbare Überschüsse an erneuerbarer Energie zur Verfügung haben wird.

Celsius: Eine Sache, die wohl auch oft vermischt wird, bei Carbon Capture: Das hört sich so an, als würde man Kohlendioxid aus der Umgebungsluft herausfiltern, aber das ist nicht so. Also, was ist denn Carbon Capture eigentlich?

Tobias Pröll: Das klassische Carbon Capture and Storage (CCS) setzt so, wie es auch thermodynamisch vernünftig ist, dort an, wo bereits Kohlendioxid konzentriert vorliegt, also überall dort, wo wir klassischerweise die fossilen Energieträger Kohle, Öl und Gas verwenden. Das passiert zu über 90 % zur Energiebereitstellung, auch in der Industrie. Dort entsteht CO2 im Abgas, wo die Konzentration um einen Faktor 100 bis 500 höher ist, als in der Umgebungsluft. Technisch ist es so: Je geringer die Konzentration in der Quelle ist, desto energieaufwendiger ist es, das herauszuholen.

Celsius: Genauso wie man sich vorstellen kann, bei der Gewinnung von Rohstoffen im Bergbau wird man auch da anfangen, wo eine besonders reiche Ader von diesem Rohstoff vorhanden ist.

Tobias Pröll: Richtig, und darum ist eben vor 20 Jahren begonnen worden davon zu sprechen bei Kraftwerken, aber auch bei Industrieprozessen, CO2 abzuscheiden. Auch vom IPCC gab es einen „Special Report On Carbon Capture and Storage“ im Jahr 2005[1]. Was die Abscheide-Technologie, den Transport des CO2 und die Lagerstätten betrifft, hat sich seit damals Vieles in der Substanz nicht verändert.

Celsius: Wie kann man sich diesen Prozess technisch vorstellen?

Tobias Pröll: Das Energieaufwändigste ist das Aufkonzentrieren von CO2 aus dem Abgasstrom. Der Transport hat dann hohe Anforderungen an die Reinheit dieses Kohlendioxids, da sollten keine korrosiven Stoffe dabei sein, zum Beispiel auch kein Wasser. 75% der Kosten vom CCS sind beim Capture, das ist natürlich nur wirtschaftlich bei großen Punktquellen wie Industriekombinaten oder Kohlekraftwerken, wobei letztere sich sehr einfach substituieren lassen. Die sollten wir gar nicht mehr betreiben.

Zur Frage nach den Technologien: Da gibt es verschiedene Ansätze. Die große Gruppe, die auch am weitesten fortgeschritten sind, sind die sogenannten Post-Combustion Capture Verfahren. Da wird aus dem Abgas CO2 selektiv herausgeholt und das passiert klassisch mit flüssigen Waschverfahren. CO2 reagiert sauer und wird von basischen Lösungsmitteln selektiv zurückgehalten – auf der anderen Seite wird mit Wasserdampf ausgekocht und dort erhält man dann ein Wasserdampf-CO2-Gemisch. Nach Kondensation des Wasserdampfs hat man reines CO2. Man sieht schon, man braucht für diesen Prozess zusätzliche Energie. Um in einem Kraftwerk zum Beispiel die gleiche Menge elektrische Energie zu produzieren, braucht man ungefähr 20 bis 25 % mehr Brennstoff.

Celsius: Und das heißt, es kommt auch am Ende 25% mehr CO2 heraus, das zwar jetzt nicht in die Atmosphäre abgegeben, sondern aufgefangen wird und dann muss man irgendetwas damit machen.

Tobias Pröll: Richtig. Und das ist auch ein wesentliches Argument, der Kritiker:innen der Technologie, dass das eigentlich in die falsche Richtung geht: Ich brauche dann noch mehr von dem fossilen Brennstoff um die gleiche Menge Nutzen zu erzielen. Es gibt da ein Kohlekraftwerk in Kanada, da ist eine große Anlage in Betrieb und man sieht das auch am Foto, wie riesig diese Waschanlagen sind, wo man schon erahnen kann, wie teuer das ist.

Celsius: Wie sieht es mit den anderen Verfahren aus?

Tobias Pröll: Es gibt noch andere Verfahren, die alle ihre Vor- und Nachteile haben und es ist nicht eindeutig, welche „besser“ sind. Es gibt Pre-Combustion Capture, da dekarbonisiert man den Brennstoff. Zum Beispiel kann aus Erdgas CO2 und Wasserstoff erzeugt und der Wasserstoff dann als Energieträger genutzt werden.

Ein dritter Ansatz wäre, Luft in Sauerstoff und Stickstoff aufzutrennen und dann mit reinem Sauerstoff zu verbrennen, da spricht man von Oxifuel Combustion. Dann muss man aber mit Sauerstoffüberschuss arbeiten und bekommt nie zu 100% reines CO2 heraus. Aber auch diese Oxifuel Technologien haben sich letztendlich bis heute nicht im kommerziellen Maßstab durchgesetzt.

Dann gibt es noch Emerging Technologies, an denen ich auch die letzten 15 Jahre mitforschen durfte. Das Ziel ist, den Energieaufwand deutlich zu verringern: Bei den bisher genannten Technologien muss man immer Gase von Gasen trennen, ob das jetzt CO2 aus dem Abgas ist, oder Sauerstoff aus der Luft. Das ist einfach viel Arbeit und wirkt sich auf den Energieverbrauch aus. Da gibt es interessante Technologien, wie Chemical Looping Combustion, wo man von Anfang an die Vermischung von Brennstoff und Luft vermeidet, und daher auch nicht entmischen muss. Dabei wird zum Beispiel ein Metall in einem Luftreaktor verbrannt, nimmt also Sauerstoff auf, gibt diesen im Brennstoffreaktor wieder ab und ermöglicht so, dass der Brennstoff zu CO2 und Wasserdampf oxidiert. In der Theorie ist das sehr schön, man hat keine sogenannte Energy-Penalty (keine zusätzliche Energie, die aufgebracht werden muss, um die gleiche Leistung zu erzielen, Anm.). An dem Prozess haben wir viel geforscht, es ist nicht so leicht, den Brennstoff vollständig zu oxidieren, wie wenn man das direkt mit Luft macht; sehr gut funktioniert dieser Luftreaktor, also das Rückoxidieren vom Metalloxid, dort wird auch die Wärme frei. Das wäre eine Emerging Technology, an der große Hoffnungen hängen.

Celsius: Jetzt haben all diese Prozesse gemeinsam, dass man dann am Ende reines oder fast reines CO2 hat, das irgendwie gelagert werden muss. Wie macht man das und wie stellt man sicher, dass dieses CO2 auch langfristig nicht entweicht?

Tobias Pröll: Es ist natürlich keine Option, das CO2 in großen Tanks zu lagern, sondern man müsste es in geologische Formationen verbringen, um es wirklich vom kurzfristigen Kohlenstoffkreislauf wegzusperren. Die muss man sich so vorstellen, wie die Öl- und Gaslagerstätten, wo das Erdgas auch herkommt. Weil das CO2 sauer ist, würde es mit dem Gestein, das sehr häufig basische Mineralien enthält, reagieren und wäre dann dort gebunden. Für solche Lagerstätten haben wir weltweit riesige Potentiale, allein unter dem Nordseegrund ungefähr in 1000 m Tiefe gibt es poröse Formationen, wo seit Ende der 1990er Jahre CO2 testweise eingebracht wird. Die Formation ist sehr gut untersucht, sie könnte für mehrere Jahrzehnte den gesamten europäischen CO2-Ausstoß aufnehmen, das ist off-shore, da gibt es keine Anrainer, die Bedenken haben müssten, dass dort das Grundwasser versauert wird oder dergleichen.

Celsius: Wie würde der Transport zu diesen Lagerstätten funktionieren?

Tobias Pröll: Das wäre auch in dem Bericht aus 2005 sehr schön drinnen: Es gibt sehr viel Erfahrung mit dem Transport von CO2 aus den USA, wo das CO2 zum Beispiel mit Pipelines über tausende Kilometer aus Texas nach Wyoming gebracht und dort für tertiäre Ölförderung verwendet wird. Das bräuchten wir nicht mehr entwickeln, es ist einfacher, CO2 zu transportieren, als Erdgas.

Auch das Pressen in die Lagerstätten ist übrigens für die Öl- und Gasindustrie Standard. Wir hatten schon in den 1980er Jahren ein Erdgasfeld in Österreich, wo das Erdgas bereits CO2 enthalten hat. Da hat man das CO2 abgetrennt und wieder in die gleiche Lagerstätte hineingebracht, um den Druck aufrecht zu erhalten. Irgendwann hat sich dann der CO2-Gehalt an dem Bohrloch so sehr erhöht, dass das Ganze nicht mehr wirtschaftlich war und dann hat man das verschlossen.

Celsius: Wie sehen Sie die Lage in Österreich, was die Verbreitung dieser Technologien angeht?

Tobias Pröll: Wenn Sie mich nach CCS fragen, dann ist Österreich nach wie vor im Dornröschenschlaf. Es wurde 2011 die Lagerung von CO2 verboten, aufgrund von Sicherheitsbedenken der Bevölkerung, was als politische Entscheidung nachvollziehbar ist. In Österreich wird stark das Thema Kohlendioxidabscheidung und Weiterverwendung gepusht, also Carbon Capture and Utilization (CCU). Da muss man aber immer überlegen, ob sich der hohe Aufwand für die Abscheidung lohnt. Wenn man diesen Aufwand betreibt und das CO2 weiterverwendet, indem man es in ein kurzlebiges Produkt umwandelt, zum Beispiel in Harnstoffdünger, der auf dem Feld eine Halbwertszeit von wenigen Tagen hat, dann ist das CO2 erst recht wieder in der Atmosphäre. Wenn das der Effekt ist, man aber das Zertifikat gutgeschrieben bekäme, für so eine Maßnahme, dann wäre das Greenwashing.

CCU ist aus meiner Sicht sehr mit Vorsicht zu genießen. Es ist auch ein Versuch, die gesamte Forschung in dem Bereich und das Interesse der Industrie nicht abzuwürgen, aber gleichzeitig das politische Problem der Lagerung zu umschiffen. Die Hoffnung ist, dass trotzdem technologische Entwicklungen möglich sind, die dann auch für wahrscheinlich klimarelevantere CCS von Nutzen sind. Das heißt politisch ist es in Österreich derzeit so: CCS wird herumgereicht, wie eine heiße Kartoffel; CCU wird derzeit breit ausgerollt.

Celsius: Was müsste oder könnte Ihrer Meinung nach die Politik tun, damit es ein Umdenken in Bezug auf das CCS gibt?

Tobias Pröll: Ich hielte es für dringend angeraten, Möglichkeiten zu untersuchen und Infrastruktur aufzubauen, um CO2 von Standorten in Österreich zu europäischen CO2-Entsorgungszentren zu bekommen. Die entstehen gerade in Hamburg, in niederländischen Häfen oder entlang der norwegischen Küste und so weiter. Wenn die EU uns dazu zwingt, zu dekarbonisieren, dann wäre es für die österreichische Industrie wahrscheinlich gut, wenn es Infrastruktur gäbe, das CO2 auch wirklich loszuwerden. Sonst können sie natürlich auch zusperren und wir machen Stahl und Zement nur noch an der Küste, wo wir mit den Schiffen zu den Lagerstätten kommen. Ich denke, auch unsere Industrie wäre gut beraten, in diese Richtung zumindest Konzepte auszuarbeiten. Was passiert, wenn die EU hier die Schrauben anzieht, und wenn es wirklich einmal für dekarbonisierte Produkte einen Marktvorteil gibt? Dann haben die Nordseeanrainer einen Standortvorteil – und das wird zum Nachteil für die anderen. Das wird aber notwendig sein, wenn wir uns irgendwie in Richtung Klimaneutralität hinbewegen wollen.

Aufgrund der Länge erscheint dieses Interview in zwei Teilen. Im zweiten Teil wird es um das Potential von Carbon Capture and Storage-Systemen, zur Bekämpfung der Klimakatastrophe beizutragen gehen, um Negative Emission Technologies, und um die Frage, ob es sinnvoll ist, CO2 direkt aus der Luft zu filtern, laut IPCC eine der möglichen solchen Technologien.

Prof. Tobias Pröll ist Professor für Energietechnik und Energiemanagement an der Universität für Bodenkultur Wien und forscht unter anderem am Thema Negative Emission Technologies. Er ist Fachgutachter in zahlreichen wissenschaftlichen Zeitschriften, Mitglied des Scientific Committees der International Conference on Negative Emissions und Gründungsmitglied der Österreichischen Gesellschaft für innovative Computerwissenschaften, sowie des IEAGHG Networks on High Temperature Solid Looping Cycles.


[1] https://www.researchgate.net/publication/239877190_IPCC_Special_Report_on_Carbon_dioxide_Capture_and_Storage



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ÖSTERREICHISCHE UNIVERSITÄTEN SOLIDARISIEREN SICH MIT KLIMABEWEGUNG

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OTS, 05.04.2023

Als Pionierinnen einer nachhaltigen Entwicklung stellen sich die österreichischen Universitäten angesichts der geringen Ambition der österreichischen Regierung bei der Umsetzung der Klimaziele bzw. Ignoranz wissenschaftlicher Evidenz solidarisch hinter die große Gruppe führender Wissenschaftler:innen, die disziplinen- und universitätsübergreifend nicht müde wird, auf die dramatischen Folgen der Klima- und Biodiversitätskrise hinzuweisen. Die österreichische Universitätenkonferenz (uniko) richtet daher erneut einen dringen Appell an die Bundesregierung, die Warnungen der Wissenschaft und auch die Anliegen friedlicher Formen des zivilen Protests ernst zu nehmen und sofortige Maßnahmen zu ergreifen.

Angesichts der Dramatik des Klimawandels und der verheerenden Auswirkungen, die uns allen drohen, braucht es ein radikales und sofortiges Umdenken“, so uniko-Präsidentin Sabine Seidler. „Die Faktenlage ist erdrückend. Konkrete Vorschläge und Lösungsansätze liegen am Tisch. Es müssen nun endlich Taten folgen.“

Die Universitäten leisten nicht nur einen essentiellen Beitrag zur Erforschung der ökologischen und gesellschaftlichen Folgen der Klimakrise, sondern tragen durch innovative Technologien maßgeblich zu Lösungsstrategien bei. Diese allein werden jedoch nicht ausreichen. Als Ort des Diskurses und der kritischen Auseinandersetzung sind die Universitäten auch Impulsgeber für eine nachhaltige gesellschaftliche Transformation, die es neben entschlossenem politischen Handeln braucht.



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Windräder und Wärmepumpen statt Rüstungsproduktion: der Lucas-Plan
von Martin Auer

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Vor bald 50 Jahren erstellten Beschäftigte des britischen Großkonzerns „Lucas Aerospace“ einen detaillierten Plan für die Umstellung von militärischer Produktion auf klima-, umwelt- und menschenfreundliche freundliche Produkte. Sie forderten das Recht auf „gesellschaftlich nützliche Arbeit“. Das Beispiel zeigt, dass die Klimabewegung mit Erfolg auf die Beschäftigten in nicht so klimafreundlichen Industrien zugehen kann.

„Windräder und Wärmepumpen statt Rüstungsproduktion: der Lucas-Plan
von Martin Auer
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100% Renewables

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von Marco Sulzgruber

Kommen wir nur mit Energie aus erneuerbaren Quellen aus?

Um die globale Erwärmung einzuschränken wird es notwendig sein, die Energiegewinnung aus fossilen Brennstoffen drastisch zu reduzieren oder ganz zu beenden. Aber kann der globale Energiebedarf überhaupt nur mit erneuerbaren Quellen gedeckt werden? Um diese Frage zu beantworten, muss man sich zuerst die Frage stellen, wie viel Energie die Menschheit eigentlich braucht und in Zukunft brauchen wird. Dazu gibt es unterschiedliche Modelle und Szenarien, in manchen bleibt der Energiebedarf in etwa gleich, in manchen wird er ansteigen und in anderen sinken. Laut einer Prognose von Statista wird bis 2050 global jährlich fast anderthalbmal so viel Energie verbraucht werden, wie noch 2020.

„Die Forschung meines Teams folgt dem Prinzip eines stetigen Anstiegs der Energiedienstleistungen“ gibt auch Christian Breyer Scientists4Future gegenüber Auskunft. Der Professor für Solarwirtschaft an der finnischen LUT Universität ist einer der Autor:innen eines kürzlich erschienenen Papers[1], das die bisherige Forschung über Energiesysteme zusammenfasst, die zu 100% aus erneuerbarer Energie bestehen. Die zentrale These: Bis 2050 wäre es durchaus möglich, den globalen Energiebedarf kostengünstig mit erneuerbaren Quellen zu decken. Wichtige Elemente dabei sind neben der Gewinnung von nutzbarer Energie auch die Fähigkeit, sie zu speichern und die Art und Weise, wie sie verbraucht wird. Professor Breyer geht etwa von einer verstärkten Elektrifizierung aus: „teilweise reduziert das den finalen Energiebedarf (man denke an Fahrzeuge mit Elektrobatterien gegen Verbrennungsfahrzeuge) und es reduziert auch massiv den Bedarf an primärer Energie, durch das Auslaufenlassen von ineffizienten Verbrennungsprozessen“. Auch beim Heizen und Kühlen wären moderne Wärmepumpen effizienter, als heute übliche Prozesse und diese gesteigerte Effizienz sei wichtig, denn dass ein Großteil der Menschen ihren Lebenswandel ändern und zum Beispiel weniger oft ins Flugzeug steigen wird, glaubt Breyer nicht.

Die Energiequellen der Zukunft: Wind, Sonne & Wasser

Bei der Energiegewinnung selbst werden laut Paper vorwiegend Photovoltaik und Windräder zum Einsatz kommen. Auf regionaler oder nationaler Ebene soll aber auch Wasserkraft eine Rolle spielen. Bereits jetzt gewinnen einige (vor allem kleinere) Länder wie Albanien, Costa Rica, Norwegen oder Island ihren Strom fast ausschließlich aus Wasserkraftwerken. Die Länder Paraguay und Bhutan produzieren sogar so viel Strom aus Wasserkraft, dass ein großer Teil davon exportiert werden kann. In einigen größeren Ländern fußt außerdem regional fast die gesamte Stromerzeugung auf Wasserkraft, etwa auf Tasmanien, in Teilen des amerikanischen Bundesstaates Washington und in mehreren Provinzen Kanadas. Wieder andere Länder, etwa Äthiopien und die Demokratische Republik Kongo haben zwar Wasserkraftwerke, die einen Großteil des verfügbaren Stroms produzieren, allerdings hat hier bei weitem nicht die gesamte Bevölkerung Zugang zu Stromverbrauch. Dies könnte sich in Zukunft noch verschärfen, denn der Klimawandel stellt für diese Art von Energiegewinnung ein Problem dar.

„Trockenperioden sind eine große Herausforderung für Länder, die auf Wasserkraft setzen, gar keine Zweifel“ so Breyer. Allerdings: „In unseren Studien haben wir bemerkt, dass die Kombination mit solarer PV und Windkraft eine große Hilfe sind, das Risiko auszubalancieren. Vielleicht wird in solchen Ländern eine strategische Reserve für Dürre-Jahre gebraucht“. Auch andere Probleme mit Wasserkraft werden im Paper beschrieben, denn durch den Bau von Staudämmen müssen teilweise indigene Bevölkerungsgruppen umgesiedelt werden. Überhaupt sind Stauseen ein großer Eingriff in die Natur und können eine große Belastung für die Biodiversität sein (Hinweis: Scientists4Future veranstaltete zum Thema Naturschutz/Landschaftsschutz vs. Klimaschutz am 29.09.2022 einen Talk for Future, der bald auch hier nachgesehen werden kann). Aus diesem Grund hat sich Professor Breyer etwa gegen den Bau der Grand-Inga-Dämme in der Demokratischen Republik Kongo ausgesprochen, die eine Gefährdung für hunderte endemische Spezies bedeuten würde.

Auch Bioenergie aus Energiepflanzen oder Biokraftstoffen erteilt Breyer eine Absage. Diese stünden „in einem massiven Konflikt mit Biodiversität und Nahrungssicherheit“ und hätten eine extrem niedrige Energieeffizienz. In seinen Modellen verwendet Breyer nur Bioenergie aus Abfällen und Nebenprodukten, weist aber darauf hin, dass andere Wissenschaftler hier unterschiedliche Ansätze verwenden würden.

Verfügbarkeit und Effizienz der Energiegewinnung sind heutzutage keine Argumente mehr gegen erneuerbare Energien

Neben potentiellen Schäden an der Biodiversität werden auch andere Kritikpunkte an der Idee, Energie nur aus erneuerbaren Quellen zu gewinnen, in dem neuen Paper diskutiert. Kein unlösbares Problem ist laut den Autor:innen beispielsweise die von Kritiker:innen oft angeführte Tatsache, dass Solar- und Windkraftwerke nicht durchgehend ihre Höchstleistungen liefern können. Hier gäbe es nämlich eine Reihe von Maßnahmen, die zur Stabilisierung der Energieverfügbarkeit beitragen können. Ein Beispiel ist die Erzeugung von Wasserstoff zu Zeiten, wo mehr Strom erzeugt wird, als verbraucht werden kann. Dieser Wasserstoff kann dann wieder in Energie umgewandelt werden, wenn der Stromverbrauch die -erzeugung übersteigt. Auch die Kritiken, dass Strom aus Photovoltaik und Wasserkraft zu teuer, oder der energetische Return on Investment zu gering wäre, sind laut den Autor:innen veraltet und würden durch neue Technologien immer mehr an Bedeutung verlieren.

Die größten Problempunkte: Rohstoffgewinnung und -Entsorgung

Gewichtiger sei die Frage nach der Rohstoffgewinnung für den Bau von Anlagen. Doch auch hier könnte durch neue Strategien und Technologien Abhilfe geschafft werden. Ein Beispiel ist Lithium, das etwa in Batterien verwendet wird. Hier wird ein mögliches Recyclingsystem für Lithium angeführt, außerdem wäre es möglich, dass die Kosten für die Extraktion von Lithium aus Meerwasser in Zukunft deutlich sinken werden, oder dass der Bedarf sinkt, weil etwa Batterien, die stattdessen auf Natrium-Ionen basieren, praktikabler werden. Auch andere Materialien, wie Kobalt, Silber oder Magnete aus Neodym und Dysprosium, die beim Bau von Windturbinen und Elektrofahrzeugen verwendet werden, könnten bei Knappheit durch leichter verfügbare Ressourcen ersetzt werden.

Ein zusätzliches Problem ist die Entsorgung von Bauteilen, da diese oft giftige Schwermetalle enthalten. Dies verstärkt sich dadurch, dass etwa Photovoltaikanlagen oft schon vorzeitig entsorgt werden, weil neue Generationen der Anlagen mit besserer Leistung auf den Markt kommen. Auch bei der Erzeugung von Solarpanelen ist die Belastung durch toxische Komponenten ein Problem. Hier muss auch der Aspekt der sozialen Gerechtigkeit genannt werden, denn während vor allem wohlhabende Bevölkerungsschichten die Möglichkeit haben, auf eigenen Dächern Photovoltaikanlagen zu installieren und so vom erzeugten Strom zu profitieren, trifft die gesundheitliche Belastung vor allem die Arbeiter:innen, die an der Herstellung, Installation und später der Entsorgung der Anlagen beteiligt sind.

Dennoch: Erneuerbare Energien sind insgesamt deutlich weniger schädlich als fossile Brennstoffe

Allen Kritikpunkten kann laut Breyer und seinen Koautor:innen jedenfalls eines entgegengestellt werden: „Erneuerbare Energie ist immer noch in fast jeder Hinsicht weniger schädlich, als fossile Brennstoffe“ und während Probleme bei Letzteren möglicherweise inhärent und unlösbar sind, könnten sie bei erneuerbarer Energie verhindert, oder zumindest minimiert werden. Dass beispielsweise Ressourcen auf der Welt ungleich verteilt sind, trifft etwa auch auf Erdöl-Vorkommen zu und auch hier sind Länder mit besonders hohen Fördermengen nicht immer Musterschüler, wenn es um soziale Gerechtigkeit oder Einhalten der Menschenrechte geht. Und während einige seltene Elemente sich grundsätzlich aus alten Solarpanelen oder Batterien zurückgewinnen lassen, ist das bei fossilen Brennstoffen, wenn sie einmal verbrannt sind, nicht mehr möglich.


[1] Breyer, Christian et al (2022).: On the History and Future of 100% Renewable Energy Systems Research- In: IEEE Access 10. Online: https://ieeexplore.ieee.org/document/9837910



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