Negativemissionstechnologien

Damit die langfristigen Klimaziele erreicht werden können, muss zukünftig CO2 in grossem Umfang der Atmosphäre entnommen und dauerhaft gespeichert werden (sog. negative Emissionen). Heute sind verschiedene Negativemissionstechnologien bekannt, die auf biologischen Ansätzen (z.B. Holznutzung) oder technischen Ansätzen (z.B. direkte CO2-Luftfilter) beruhen. Die Ansätze sind jedoch entweder in der Praxis noch nicht erprobt oder nicht in einem klimawirksamen Umfang einsatzbereit. Dazu sollten förderliche Rahmenbedingungen für die Entwicklung von Negativemissionstechnologien geschaffen werden.

Wissenschaftliche Grundlagen

Mit dem Übereinkommen von Paris hat sich die Weltgemeinschaft Ende 2015 das Ziel gesetzt, die durchschnittliche globale Erwärmung im Vergleich zur vorindustriellen Zeit auf deutlich unter 2 Grad Celsius zu begrenzen. Angestrebt wird ein maximaler Temperaturanstieg von 1,5 Grad Celsius. Diese Klimaziele erfordern eine markante Änderung der Strategien zur Eindämmung des Klimawandels.

Die wissenschaftlichen Grundlagen des Übereinkommens von Paris, d.h. der fünfte Sachstandsbericht des Weltklimarats (2013/14) sowie der im Jahr 2018 nachgereichte Sonderbericht über eine Erderwärmung von 1,5 Grad Celsius zeigen unmissverständlich: Zur Erreichung der Klimaziele von Paris müssen die weltweiten CO2-Emissionen bis Mitte des Jahrhunderts auf Netto-Null reduziert werden. Der Bundesrat hat deshalb Ende August 2019 beschlossen, sein langfristiges Klimaziel zu verschärfen: Die Schweiz soll bis 2050 nicht mehr Treibhausgase ausstossen, als natürliche und technische Speicher aufnehmen können (Netto-Null). Nach heutigem Wissensstand ist ein solches Gleichgewicht ohne Negativemissionstechnologien – weltweit und in der Schweiz – nicht zu erreichen.

Was sind Negativemissionstechnologien?

Negativemissionstechnologien (NET, auch als Carbon Dioxide Removal bezeichnet) entziehen der Erdatmosphäre dauerhaft das Treibhausgas Kohlendioxid (CO2). Sie greifen in den Kohlenstoffkreislauf der Erde ein und richten sich direkt gegen die Grundursache des Klimawandels. Das solare Strahlungsmanagement (SRM) hingegen zielt darauf ab, die auf der Erdoberfläche eintreffende Sonneneinstrahlung zu verringern (s. Abbildung 1). Gezielte grossräumige Eingriffe in das Klimasystem mit NET und SRM wurden in der Vergangenheit unter Geoengineering, Climate Engineering oder ähnlichen Umschreibungen zusammengefasst. Derartige Oberbegriffe haben sich jedoch als missverständlich erwiesen, zu grundsätzlich verschieden sind beide Stossrichtungen.

Abbildung 1. Der Mensch kann entlang der Wirkungskette des Klimaproblems unterschiedlich reagieren.
Abbildung 1. Der Mensch kann entlang der Wirkungskette des Klimaproblems unterschiedlich reagieren. Quelle: BAFU-Darstellung gestützt auf Jan C. Minx et. al., 2018.

Die zentrale Rolle der NET in den aktuellen Berichten des Weltklimarats ist eine Folge der bisherigen Versäumnisse im weltweiten Klimaschutz. In (fast) allen Modellrechnungen gelingt es nur dann noch, die Klimaziele von Paris einzuhalten, wenn solche Technologien eingesetzt werden. Dennoch kann und muss das Netto-Null Ziel vorrangig durch die Abkehr von fossilen Energieträgern (insb. Öl, Gas, Benzin und Diesel) erreicht werden.

Der Bundesrat hat im September 2020 in Erfüllung des Postulats Thorens Goumaz (18.4211) einen Bericht über die Bedeutung von negativen CO2-Emissionen für die künftige Schweizer Klimapolitik gutgeheissen. Dieser liefert einen systematischen Überblick der heute bekannten NET-Ansätze. Er zeigt den aktuellen Wissensstand zum Potenzial dieser Verfahren für die Schweizer Klimapolitik auf und skizziert Handlungsoptionen in Hinblick auf das Ziel einer klimaneutralen Schweiz bis 2050.

Es sind verschiedene NET bekannt, die mit biologischen oder technischen Ansätzen CO2 aus der Atmosphäre entfernen und mehr oder weniger dauerhaft speichern können. Das CO2 kann grundsätzlich mit Biomasse (Photosynthese) oder chemisch (via Luftfilter oder durch Bindung in Mineralien) eingefangen werden. Anschliessend wird das CO2, oder je nach Verfahren nur der Kohlenstoff (C), in Biomasse auf der Erdoberfläche (z. B. Holz), im Erdboden, im geologischen Untergrund, in Mineralien oder im Meeresboden gespeichert (s. Abbildung 2). Damit die Verfahren klimawirksam negative Emissionen erzeugen, muss das CO2 dauerhaft über mehrere Jahrzehnte – besser über Jahrhunderte – gespeichert werden. CO2, das in der Waldbiomasse oder im Humus im Erdboden gespeichert ist, kann zum Beispiel durch aussergewöhnliche Ereignisse (wie Waldbrand) oder durch intensive Bodenbearbeitung eher wieder in die Luft gelangen als CO2, das im tiefen Untergrund oder in Mineralien gespeichert wird.

Abbildung 2. Verschiedene Ansätze können der Atmosphäre CO2 entziehen.
Abbildung 2. Verschiedene Ansätze können der Atmosphäre CO2 entziehen. Quelle: BAFU-Darstellung gestützt auf Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change (MCC).

Welche Rolle für Negativemissionstechnologien?

Die Auseinandersetzung mit NET bewegt sich in einem Spannungsfeld. Einerseits wächst die Anerkennung ihrer Notwendigkeit, andererseits besteht die Gefahr, dass ihnen zu viel Potenzial zugeschrieben wird und deswegen dringend notwendige emissionsmindernde Massnahmen aufgeschoben oder gar unterlassen werden. Letzteres wäre höchst riskant. Denn ausnahmslos alle vorgeschlagenen Verfahren sind entweder in der Praxis noch nicht erprobt oder nicht einsatzbereit in dem Umfang, der benötigt wird, um klimawirksam zu sein.

Zudem sind viele grundlegende Fragen wie Kosten oder Zielkonflikte und damit die Umsetzungschancen im konkreten Fall nicht ausreichend geklärt. NET stellen aus diesen Gründen keine Alternative zu umgehenden massiven Emissionsminderungen dar. Realistisch betrachtet können sie allenfalls als unterstützender Teil eines grösseren Massnahmenpakets zielführend und wirksam sein. Dies setzt jedoch voraus, dass ihre Erforschung und Entwicklung zur Marktreife rasch vorangetrieben und gefördert wird.

Ein entscheidendes Kriterium für die Schaffung von negativen Emissionen ist der dauerhafte Entzug des CO2 aus der Atmosphäre (mindestens mehrere Jahrzehnte, besser Jahrhunderte). Allen natürlichen Senken ist gemein, dass sie umkehrbar sind und das CO2 schnell wieder freisetzen können. Dies muss bei der regulatorischen Ausgestaltung von Massnahmen berücksichtigt werden, wenn in der Gesamtbetrachtung eine positive Klimawirkung sichergestellt werden soll.

Wird das aus der Atmosphäre entnommene CO2 z.B. zur Herstellung von synthetischen Treibstoffen genutzt, werden temporäre Speicher erzeugt. In diesem Fall spricht man nicht von negativen Emissionen, da das Treibhausgas der Atmosphäre nur einen kurzen Zeitraum über entzogen bleibt. Dieses Vorgehen kann jedoch zum Aufbau einer klimaschonenden Kreislaufwirtschaft beitragen.

Wie positioniert sich die Schweiz?

Auch wenn die eingangs erwähnte öffentliche Debatte noch kaum stattfindet, die Erkenntnis, dass die Klimaziele von Paris und das Klimaziel 2050 der Schweiz allein durch Emissionsminderungen nicht mehr zu erreichen sind, setzt sich zunehmend durch. Wie der Bundesrat in seinem Bericht in Erfüllung des Postulats 18.4211 Thorens Goumaz festhält, ergibt sich aufgrund der Klimaziele der Handlungsbedarf, die Rahmenbedingungen für die Erforschung und den Ausbau von NET heute zu setzen.

Das Wissen um die Gefahren eines ungebremsten Klimawandels und die bislang ungenügende Ablösung fossiler Energieträger erfordern es, die Negativemissionstechnologien in die Langfristklimastrategie der Schweiz aufzunehmen. Ihre Kernaufgabe wird sein, «unvermeidbare» Emissionen auszugleichen und auf diese Weise das übergeordnete Ziel Netto-Null für alle Treibhausgase bis 2050 zu ermöglichen.

Welche Emissionen in Zukunft als unvermeidbar gelten, wird Gegenstand der gesellschaftlichen Auseinandersetzung sein. Die Aufnahme in die Strategie stellt keine Garantie dar, dass die benötigten Potenziale für negative Emissionen in der Schweiz vorhanden sind. Diese Potenziale zu bestätigen und schrittweise aufzubauen ist Gegenstand weiterer Forschung und Entwicklungstätigkeit.

Im Gegensatz zu den NET verfolgt die Schweiz die diversen Ansätze zur Beeinflussung der Sonneneinstrahlung (SRM) im Rahmen ihrer Klimapolitik nicht aktiv. Gleichwohl spielt sie hier auf internationaler Ebene eine wichtige Rolle. Denn eine der dringendsten Aufgaben ist der zielstrebige Aufbau eines internationalen Rahmens, unter welchem die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten von grossmassstäbigen Eingriffen in das Klimasystem geregelt und überwacht werden können (Gouvernanz).

Die Schweiz hat zusammen mit anderen Ländern im März 2019 der vierten Vollversammlung des Umweltprogramms der Vereinten Nationen (UNEP) einen Resolutionsentwurf vorgelegt, der einen ersten Schritt in diese Richtung bedeutet hätte. Der Antrag erwies sich allerdings nicht als konsensfähig und wurde abgelehnt. Die Herausforderung der Gouvernanz bleibt bestehen.

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Letzte Änderung 02.09.2020

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