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Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag

Informationen zur Untersuchung

Technische Optionen zum Management des CO2-Kreislaufs

Gegenstand und Ziel der Untersuchung

Die globale CO2-Konzentration in der Atmosphäre ist seit 1750 infolge des Verbrauchs fossiler Energieträger und von Landnutzungsänderungen um mehr als 40 % angestiegen. Diese Entwicklung ist – zusammen mit der Emission weiterer Treibhausgase wie Methan und Lachgas – die Hauptursache für den Klimawandel. Im Zentrum der internationalen Klimapolitik stehen bisher Strategien der Emissionsvermeidung, deren Umsetzung allerdings nur schleppend vorankommt. Zunehmend werden daher auch Maßnahmen zur Entfernung des CO2 aus der Atmosphäre diskutiert. Prinzipiell stehen dafür technische Verfahren zur Verfügung, es gibt jedoch auch vielfältige Handlungsmöglichkeiten im Bereich der Land- und Forstwirtschaft, die zu einer verstärkten Fixierung von CO2 in der Biosphäre beitragen könnten.

Aufgabe des Projekts war es, die Technologien und Verfahren naturwissenschaftlich-technisch zu beschreiben, eine Einschätzung der möglichen Potenziale im Rahmen des CO2-Managements vorzunehmen sowie mögliche (Umwelt-)Risiken und weiteren Forschungsbedarf zu identifizieren.

Zentrale Aussagen

Folgende technische Verfahren zur Reduktion des atmosphärischen CO2-Gehalts wurden vertieft behandelt:

  • Düngung der Ozeane mit Nährstoffen
  • biotechnologische Mikroalgenproduktion
  • Umwandlung von Biomasse in Biokohle
  • CO2-Abscheidung aus der Luft
  • künstliche Beschleunigung natürlicher Verwitterungsprozesse

In zusammenfassender Betrachtung zeigt sich, dass aktuell keines dieser Verfahren – aufgrund technischer oder ökonomischer Limitierungen – dazu in der Lage wäre, eine substanzielle Reduktion des atmosphärischen CO2-Gehalts zu bewirken. Großflächige Maßnahmen zur Ozeandüngung oder zur Beschleunigung natürlicher Verwitterungsprozesse würden zudem sehr deutliche und nachhaltige Eingriffe in das sensible Gefüge der betroffenen Ökosysteme darstellen, sodass mit weitreichenden Umweltfolgen zu rechnen wäre. Die verschiedenen Verfahren befinden sich allesamt noch in einem sehr frühen Entwicklungsstadium. Ob sie perspektivisch als effektive Klimaschutzmaßnahme einsetzbar wären, kann gegenwärtig nicht beurteilt werden, vielmehr besteht noch erheblicher naturwissenschaftlicher und technischer Forschungsbedarf.

Im Bereich der Landnutzung bietet die Vielfalt an land- und forstwirtschaftlichen Praktiken zahlreiche Handlungsansätze, wie die Einbindung an Kohlenstoff in die Biosphäre gesteigert werden könnte. Aus Sicht des Klimaschutzes sind die entsprechenden Praktiken allerdings hinsichtlich ihrer gesamten Treibhausgasbilanz zu bewerten, da sich dieser Bereich durch eine starke Wechselwirkung zwischen den klimawirksamen Gasen CO2, Methan und Lachgas auszeichnet. Auch dürfen die infrage stehenden Praktiken angesichts der vielfältigen Herausforderungen an die Land- und Forstwirtschaft (Ernährungssicherung, steigende Nachfrage an Biomasse etc.) nicht zu einer substanziellen Minderung der Produktivität führen. Zu den Maßnahmen, die unter dieser Maßgabe zu einer deutlichen Treibhausgasreduktion in Deutschland beitragen könnten, gehören die Renaturierung von Moorgebieten, der Schutz von Dauergrünland, ein verbessertes Düngemanagement sowie ein angepasstes Forstmanagement.

Im Vergleich zu anderen Sektoren spielt die Land- und Forstwirtschaft bislang nur eine untergeordnete Rolle in den nationalen und internationalen Klimaschutzanstrengungen. Einem stärkeren Einbezug von geeigneten Maßnahmen stehen große Unsicherheiten bezüglich ihres Treibhausgasreduktionspotenzials in Abhängigkeit der lokalen Standortbedingungen, methodische Schwierigkeiten bei der Messung der in der Praxis tatsächlich erzielten Treibhausgasbilanz sowie sehr unterschiedliche Ansprüche an die Landnutzung entgegen. Weitere Forschungsanstrengungen im Bereich der Treibhausgasbilanzierung sowie hinsichtlich integrierter Landnutzungskonzepte, die Nutzungskonflikte bestmöglich vermeiden und mögliche Synergieeffekte nutzen, bilden eine Voraussetzung dafür, die sich bietenden Reduktionsmöglichkeiten zu erschließen.

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