Wie lässt sich die Entfernung von Kohlendioxid aus der Atmosphäre gerecht verteilen?

„Nachdem das Thema negative Emissionen bisher vor allem auf globaler Ebene und unter dem Gesichtspunkt der Generationengerechtigkeit diskutiert wurde, thematisiert die vorgelegte Studie zum ersten Mal die Verteilungsaspekte zwischen Ländern. Basierend auf den drei wesentlichen und relevanten normativen Kriterien zeigen die Autoren, dass vor allem für Aufforstung und BECCS (BioEnergy with Carbon Capture and Storage; Gewinnung von Bioenergie bei gleichzeitiger Abscheidung und Lagerung des entstehenden CO₂; Anm. d. Red.) die Landnutzungseffekte der Entfernung des Kohlendioxids sich regional stark unterscheiden können. Die größten Unterschiede bestehen dabei zwischen der EU und China/Indien: aus historischer oder ökonomischer Verantwortung sollte die EU einen sehr hohen Anteil des CDR (Carbon Dioxde Removal; Anm. d. Red.) implementieren – in einer Größenordnung von etwa 300 Gigatonnen CO₂.“

„Während bereits einige Anlagen in Betrieb sind, so ist der Durchbruch für eine umfangreiche Anwendung von BECCS/DACCS (Direct Air Carbon Capture and Storage; direkte Gewinnung des CO2 aus der Luft; Anm. d. Red.) noch Jahre – wenn nicht Jahrzehnte – entfernt. Zumal, wenn die angepeilten 300 bis 1.200 Gigatonnen CO₂ erreicht werden sollen. Nicht umsonst sind in den meisten Szenarien, die auch dieser Studie zugrunde liegen, umfangreiches CCS nicht vor 2030 oder 2050 – je nach Szenario und Modell – prognostiziert. Neben technologischen Herausforderungen und (noch) hohen Kosten ist der niedrige – und sehr unsichere zukünftige – CO₂-Preis dafür ein Grund, dass sich umfangreiche Investitionen in diese Technologien (noch) nicht lohnen. Dafür wären höhere und stabile CO₂-Preise ab 100 bis 200 Euro pro Tonne CO₂ notwendig.“

„Konzeptionell sind die verschiedenen Technologien zur Entfernung von CO₂ realistisch, und von daher ist deren Beitrag zur Lösung des Klimaproblems zu betrachten. Jedoch bestehen noch hohe Unsicherheiten bezüglich technologischer Aspekte, der Lagerung, und den effektiven Kosten. In den Modellen, die der Analyse der verschiedenen Technologien auch für den IPCC zugrunde liegen, werden diesbezüglich Annahmen aus heutiger Sicht genommen. Im konkreten Fall von CDR heißt das auch: Wir vergleichen zukünftige und unsichere Kosten des CDR mit Kosten von heute verfügbaren Technologien, wie zum Beispiel der Windenergie, zur Reduktion von Emissionen. Von daher spielt auch die Diskontrate eine große Rolle, inwieweit zukünftige Kosten mit heutigen Kosten ‚verglichen‘ werden. In der Tat führt eine niedrigere Diskontrate dazu, dass deutlich weniger CDR implementiert wird [1].“

„Unsicherheit ist ein weiterer Punkt, der für die Anwendung reiferer Technologien sprechen würde. Daher ist CDR aus ökonomischer Sicht vor allem eine Möglichkeit, die Ziele des Pariser Abkommens zu erreichen, ohne hohe kurzfristige Kosten zu vermeiden auf Kosten von zukünftigen – ebenfalls möglicherweise sehr hohen und zudem mit großen Unsicherheiten behafteten – Kosten von CDR. Als letzten Ausweg, und mit der Möglichkeit auf neue Technologien wie zum Beispiel beschleunigter Verwitterung, meeresbasiertes CDR oder Solar Radiation Management (Methode des Climate Engeneering, Reduzierung der Sonneneinstrahlung etwa durch Reflektoren im All oder Ausbringung von Aerolsoen in die Atmosphäre; Anm. d. Red.) – besteht selbstverständlich immer die Möglichkeit, eine praktikable Lösung aus weiteren Alternativen zu finden.“

„Die Studie bestätigt, dass bislang noch relativ unklar ist, wer – Länder und private Akteure – in welchem Umfang CDR (Carbon Dioxde Removal; Anm. d. Red.) einsetzen wird beziehungsweise muss, um ambitionierte Klimaziele zu erreichen. Die Verteilung der CDR-Anteile in der Studie ist aber wenig aufschlussreich. Diese Verteilungsprinzipien sind bereits hinreichend bei der Verteilung der Emissions-Vermeidungen diskutiert worden, ignorieren aber die politische Realität. Das heißt, hier werden bestehende, kaum praxisnahe Verteilungsprinzipien jetzt auf die Verteilung eines neuen Kuchens angewandt, der diesmal CDR heißt.“

„Aus ökonomischer Sicht ist es grundsätzlich nicht effizient, zwischen Vermeidungs- und CDR-Zielen zu unterscheiden. Ziele für CDR sind höchstens temporär sinnvoll, um die damit verbundenen Technologien zu entwickeln. Sinnvoll sind Ziele für Nettoemissionen.“

„Grundsätzlich kann man argumentieren, dass gerade europäische Länder mit einem hohen Anteil an den kumulativen Emissionen (Summe aller Emissionen seit Beginn des industriellen Zeitalters; Anm. d. Red.) eigentlich kein positives verbleibendes Emissionsbudget mehr haben, sondern ein negatives Budget. Das lässt sich anhand einer aktuellen Graphik aus dem Global Carbon Budget [3, Folie 87] sehr deutlich sehen. Die EU28 übersteigt kumulativ immer noch den gemeinsamen Beitrag von China und Indien.“

„Ebenfalls in einer Grafik des Global Carbon Budget [3, Folie 82] sieht man deutlich, dass Überlegungen zu inländischer Emissionsvermeidung und CDR zu kurz greifen, weil die CO₂-Emissionen in einem komplexen Netz aus Lieferketten entstehen. Entsprechend steht einer Nachfrage nach negativen Emissionen – zum Beispiel aus Europa – einem Angebot an negativen Emissionen zum Beispiel aus Australien, Brasilien, den USA oder auch gerade Afrika gegenüber. Letzteres ist insbesondere spannend, wenn man CDR im Kontext einer CO₂-Kreislaufwirtschaft denkt, bei der Kohlenstoff in Kombination mit Wasserstoff genutzt wird, um Energie in Form von synthetischen Kraftstoffen zu transportieren.“

„Die Nachfrage nach negativen Emissionen auszuweiten, ist für die EU eine wichtige Möglichkeit, um einen globalen Beitrag zur Begrenzung der Erderwärmung zu leisten. Ein ausschließlicher Fokus auf die innereuropäischen Emissionen und CDR-Anstrengungen greift zu kurz.“

„Eine Schwäche der Studie ist, dass nur ein Teil der möglichen CDR-Methoden diskutiert wird. Dabei handelt es sich um eine systematische Schwäche der modellgestützten Untersuchung von CDR, weil die Modelle – insbesondere BECCS (BioEnergy with Carbon Capture and Storage; Gewinnung von Bioenergie bei gleichzeitiger Abscheidung und Lagerung des entstehenden CO₂; Anm. d. Red.) – vergleichsweise prominent abbilden. Gleichzeitig gehen Experten davon aus, dass es gerade bei dieser Maßnahme die größten Hindernisse geben könnte. [4]“

„Zwar ist es noch sehr schwierig, den Beitrag von CDR-Methoden an den Küsten, im Küstenmeer und im offenen Ozean abzuschätzen, gleichzeitig ist es fragwürdig, warum diese Methoden in der Studie nicht erwähnt werden. Auch wird gerade in Bezug auf Residualemissionen aus der Schwerindustrie – die einen Teil ihrer Emissionen durch die Alkalinisierung neutralisieren könnten – nicht der aktuelle Stand der Forschung abgebildet.“

„Allerdings haben BECCS und DACCS (Direct Air Carbon Capture and Storage; direkte Gewinnung des CO2 aus der Luft; Anm. d. Red.) den Vorteil, dass die Entnahme von CO₂ vergleichsweise einfach verifizierbar ist und diese Methoden in Emissionshandelssysteme eingebunden werden können. Sowohl bei BECCS und DACCS gibt es bereits Testanlagen.“

„BECCS hat den Vorteil, dass dabei Strom erzeugt wird. Das bedeutet aber auch, dass diese Anlagen in der Nähe von Netzen beziehungsweise der Stromnachfrage gebaut werden müssen. Das wiederum erfordert, dass die Biomasse über weitere Strecken transportiert werden muss und reduziert die Effizienz.“

„DACCS hingegen kann in der Nähe geeigneter Lagerstätten und dem Vorkommen regenerativer Energien, die anderweitig nur schwer ins Netz gebracht werden können, genutzt werden. Bei DACCS stellt sich die Frage, inwieweit die Kosten durch Skalierbarkeit gesenkt werden können. Hier ergeben sich insbesondere durch die hohen Kapitalkosten bislang nur geringe Anreize für Unternehmen, da die Zeiträume auf denen sich solche Investitionen für private Unternehmen amortisieren müssen noch nicht mit der Rentabilität von CO₂-Entnahme übereinstimmen.“

„Das heißt, man muss grundsätzlich zwischen physikalischen und ökonomischen Knappheiten unterscheiden. Die physikalischen Knappheiten werden nach meiner Einschätzung in dem Artikel nicht richtig dargestellt beziehungsweise übertrieben. Die tatsächliche Knappheit ergibt sich dadurch, dass viele der CDR-Methoden – im Moment – schlicht noch zu teuer sind.“

„Tatsächlich ist die öffentliche Debatte über negative Emissionen teilweise wenig zielführend, wenn nicht sogar irrational.“

„Sagen wir es so: Wenn sich die verschiedenen CDR-Maßnahmen nicht in dem gewünschten Umfang realisieren lassen, lassen sich die Pariser Klimaziele nicht erreichen, es sei denn man möchte auf solares Geoengineering zurückgreifen.“

„Bei der Diskussion über separate Ziele sowohl für Emissionsvermeidung als auch für CDR, damit nicht ‚zu viel‘ CDR anstatt von Emissionsvermeidung gemacht wird, vergessen viele einen wichtigen Punkt: Beide Maßnahmen dienen dazu, den anthropogenen Klimawandel einzugrenzen. Wenn CDR kostengünstiger darstellbar ist als angenommen, kommt es zwar zu einer teilweisen Verdrängung der Emissionsvermeidung, gleichzeitig wird dann aber auch der Klimawandel stärker eingegrenzt. Alle Budgetrechnungen für das 1,5- und 2-Grad-Ziel unterstellen gewisse Wahrscheinlichkeiten, mit denen diese Ziele erreicht werden sollen. Daraus werden die Emissionsbudgets abgeleitet. Wenn jetzt CDR im größeren Umfang hinzukommt, ist es möglich, bestehende Ziele mit einer höheren Wahrscheinlichkeit zu erreichen und langfristig die Erwärmung möglicherweise auf Werte unter 1,5 Grad zu begrenzen.“

„Die Studie wendet die gängigen Konzepte, die genutzt wurden, um die noch mit dem Zwei-Grad-Ziel vereinbaren Emissionsrechte von CO₂ gerecht auf einzelne Länder aufzuteilen, nun nicht auf den Ausstoß, sondern auf die Entnahme von CO₂ aus der Atmosphäre an. Dabei wird deutlich, dass Regionen wie die EU diese moralische Verpflichtung zur Entnahme von CO₂ aus der Atmosphäre nur schwer erfüllen können, jedenfalls mit den in der Studie betrachteten Optionen. Die Schlussfolgerung der Autoren ist wichtig: Die Entnahme von CO₂ aus der Atmosphäre muss schnell angegangen werden und braucht internationale Kooperation.“

„BECCS, DACCS, und die unterirdische Lagerung von CO₂ werden bereits in kleinerem Maßstab erprobt und eingesetzt. Um auch in großem Maßstab angewendet zu werden, bedarf es vor allem eines finanziellen Konzepts, das die Entnahme von CO₂ aus der Atmosphäre beziehungsweise die Speicherung von CO₂ vergütet. Außerdem muss die Nachhaltigkeit und die gesellschaftliche Akzeptanz der Maßnahmen sichergestellt sein.“

„Die Möglichkeiten zur Entnahme von CO₂ aus der Atmosphäre sind begrenzt. Wir befinden uns mittlerweile in einer Lage, in der sich die Wahl zwischen schnellen Emissionsminderungen, großskaligem Einsatz von CDR (Carbon Dioxde Removal; Anm. d. Red.) und zunehmenden Klimafolgen immer weiter verschärft. Jedes Jahr, in dem die globalen Emissionen weiter steigen und in dem Länder keine stringenten Klimaschutzpläne umsetzen, erhöht sich die Abhängigkeit von CDR.“

„Es gibt bereits ähnliche Studien zu möglichen Verteilungsschlüsseln des verbleibenden CO₂-Emissionsbudgets. Die in der aktuellen Publikation behandelte CO₂-Entnahme ist bisher aber aus politischen Gründen weitgehend ignoriert worden und taucht auch in den bisherigen Absichtserklärungen der meisten Staaten zum Erreichen der Klimaziele nicht auf. Die neue Studie zeigt konkret, wie die notwendige CO₂-Entnahme auf einzelne Akteure der internationalen Klimapolitik heruntergebrochen werden kann und macht deutlich, welche enormen Anstrengungen auf die einzelnen Länder zukommen werden. Sie konkretisiert damit ein bisher bewusst oder unbewusst ausgeblendetes notwendiges Übel der versprochenen Klimaziele.“

„Die angenommenen Verteilungsschlüssel wirken zum Teil etwas willkürlich. Die historische Emissionsschuld eines Landes wird zum Beispiel nicht aus den Gesamtemissionen des Landes, sondern aus seinen Pro-Kopf-Emissionen berechnet. Haben zwei Länder dieselben Klimaschäden verursacht, wird in dem Falldie Schuld des bevölkerungsärmeren Landes höher gewichtet. Ich kann mir nicht vorstellen, dass ein Verteilungsschlüssel, der einer so berechneten Emissionsschuld zugrunde läge, international Bestand haben könnte, da ja massiv die inneren Angelegenheiten – nämlich die Bevölkerungszahl – eines Landes bewertet werden würde.“

„Wenn man die notwendige globale CO₂-Entnahme gleichmäßig auf die Weltbevölkerung herunterbricht und sowohl historische Schuld als auch wirtschaftliche Potenz außer Acht lässt, bedeutet das für Deutschland zusätzlich zu massiver Emissionsreduktion eine notwendige Entnahme und sicherer Speicherung von mindestens fünf Milliarden Tonnen CO₂ bis zum Ende des Jahrhunderts – mehr als die sechsfache CO₂-Menge, die Deutschland in 2019 emittiert hat. Wenn die historische Emissionsverantwortung beim internationalen Verteilungsschlüssel berücksichtigt werden sollte, würden sich notwendige CO₂-Entnahme und Speicherung vervielfachen.“

„Die CO₂-Mengen, die der Atmosphäre entnommen und gespeichert werden müssen, sind gewaltig und es gibt bisher keine funktionierende Methode und auch keinen Plan, mit der man das erreichen könnte. Eine verantwortungsvolle Klimapolitik muss daher so schnell wie möglich mit der Untersuchung potenzieller CO₂-Entnahme- und Speicheroptionen beginnen und diese auch in der Gesellschaft diskutieren, um über geeignete Entscheidungsprozesse zu einer verantwortungsvollen Regulierung des Einsatzes solcher Optionen gelangen zu können.“

„Die Studie zeigt, dass viele Länder ihren Beitrag zur CO₂-Entnahme alleine mit den bisher betrachteten landbasierten Methoden (BECCS, Aufforstung, DACCS) nicht erreichen können. Ozeanbasierte CO₂-Entnahmemethoden fehlen in der Betrachtung, könnten aber einen Ausweg bieten. Schon wegen seiner Größe besitzt der Ozean eine viel größereSpeicherkapazität für CO₂. Nutzungskonflikte spielen möglicherweise eine geringere Rolle als an Land – wie beispielswiese bei der Nahrungsmittelproduktion. Potenziale und Nebenwirkungen der meisten angedachten Methoden sind bisher kaum bekannt, sehen in stark idealisierten Simulationen mit Klimamodellen für einige Verfahren aber vielversprechend aus.“

„Eine Entwicklung von Roadmaps zum Erreichen der CO₂-Entnahmeziele und damit hoffentlich auch der Klimaziele ist sowohl auf internationaler als auch nationaler Ebene dringend erforderlich. Dabei besteht akuter Forschungsbedarf, um rechtzeitig das erforderliche Handlungswissen für verantwortungsvolle gesellschaftliche Entscheidungen über CO₂-Entnahmemethoden entwickeln zu können.“

„Die aktuelle Studie zeigt, dass der Verteilungsschlüssel und die mögliche Berücksichtigung historischer Emissionen oder wirtschaftlicher Leistungsfähigkeit einen enormen Einfluss auf die jeweiligen Landesquoten haben können. Die Arbeit ist auch ein Appell an die internationale Gemeinschaft, endlich die lang verschlafene Debatte um die Verteilung der erforderlichen CO₂-Entnahme zu beginnen und die in den vereinbarten Klimazielen enthaltene, aber ungeliebte CO₂-Entnahme nicht länger auszublenden.“

„Die Autoren wenden Kriterien für die Zuweisung von Quoten für Kohlenstoffentfernung an, die zuvor im Zusammenhang mit konventionellen Klimaschutzmaßnahmen verwendet wurden [5]. In einem zweiten Schritt werden diese Kriterien auf EU-Länder angewendet, und anschließend wird geschätzt, ob die daraus resultierenden Quoten erreicht werden könnten, wenn EU-Länder diese alleine oder gemeinsam erfüllen müssen. An der Methodik ist somit nichts auszusetzen, aber wie die Autoren selber anmerken, obliegt es der Gesellschaft, ultimativ zu entscheiden, was fair ist und was nicht. Die Kriterien, die in der Arbeit genutzt werden, sind also richtungsweisend, aber sicherlich bilden sie diesen Diskurs nicht erschöpfend ab. Im Anhang bieten die Autoren daher noch eine Multikriterien-Analyse mit verschiedenen Gewichtungen der Faktoren an. Allerdings könnte man auch andere Kriterien an Bord nehmen, wie zum Beispiel Verteilungseffekte der aus der Allokation resultierenden Änderungen in Energie- oder Landpreisen.“

„Die Resultate widersprechen den bisherigen Erkenntnissen nicht. In Deutschland zum Beispiel liefert Bioenergie bereits den größten Anteil der Energie aus erneuerbaren Quellen – ein Ausbau würde aber zu erhöhten Biomasseimporten führen, da die heimischen Bioenergie-Potenziale begrenzt sind. Auch der fehlende Zugang zur Speicherkapazität würde kurz- bis mittelfristig zur Kooperation mit anderen europäischen Ländern wie zum Beispiel Norwegen führen müssen. Da der Einsatz von DACCS durch den noch immer hohen Energieaufwand in der Studie begrenzt ist, lassen sich die Ergebnisse mit früheren Einsichten, die sich allein auf landbasierte CDR-Methoden stützen, durchaus vergleichen. Neu ist, dass man sich über den konventionellen Klimaschutz hinaus nun auch mit der Allokation der Quoten für CO₂-Entfernung beschäftigt. Das ist wichtig für einen Diskurs, den wir meines Erachtens noch nicht zur Genüge führen im Moment, den wir aber brauchen, wenn wir als EU 2050 bei Netto-Null-Emissionen sein wollen.“

„Es gibt bereits viel Erfahrung sowohl mit Bioenergie als auch mit Kohlenstoffabscheidung und Speicherung (CCS). Bisher gibt es allerdings nur wenige Installationen, die beides vereinen. CCS im kommerziellen Maßstab ist bisher auch eher in der Öl-fördernden Industrie zu verorten – zum Beispiel als Druck- und Injektionsgas zur Erhöhung der Ausbeute in Erdölfeldern. Beispiele wie Sleipner in Norwegen (Gasfelder in der Nordsee, 260 Kilometer westlich der norwegischen Küste; Anm. d. Red.) , wo CO₂ bei der Erdgasgewinnung nicht in die Atmosphäre entlassen wird, sondern seit mehr als 20 Jahren abgeschieden und verpresst wird, sind Einzelfälle, die auf die frühe Besteuerung von CO₂ zurückzuführen sind. Auch DACCS ist von fehlenden wirtschaftlichen Anreizen betroffen. Erste kommerzielle Anwendungen verließen sich daher auf die Nutzung des abgeschiedenen CO₂ – zum Beispiel in Treibhäusern – und nicht auf die Verpressung. Teilweise werden auch sogenannte Offsets zum Kauf angeboten, um andere Emissionen auszugleichen. Zu den wirtschaftlichen Barrieren kommt hinzu, dass viele europäische Länder nicht in der Position sein werden, in nur wenigen Jahren eine heimische Speicherinfrastruktur zu etablieren. Widerstand aus Politik und Gesellschaft und die bisher fehlende Exploration sicherer Speicher sind nur zwei Beispiele für Hemmnisse in dieser Richtung.“