Geoengineering: Irrsinn oder Klima-Rettung?
Morgendämmerung über dem Südchinesischen Meer: rosige Wolken, in der Ferne das Festland. Die Idylle wird jäh unterbrochen, als am Horizont Dutzende dunkle Punkte auftauchen. Rasch werden sie größer, verwandeln sich in fliegende schwarze Ungetüme mit großem Rumpf und langen Flügeln. Es handelt sich weder um fliegende Untertassen noch um moderne Kampfjets. Die dunklen Schatten, die da so zahlreich nach oben Richtung Stratosphäre schweben, sind Klima-Drohnen. Im Auftrag der chinesischen Regierung sollen sie chemische Substanzen in die Atmosphäre sprühen, um eine Art Sonnenschirm über die Erde zu legen und so den Planeten abkühlen.
In seinem Thriller „Celsius“ entwirft der österreichische Bestsellerautor Marc Elsberg ein dystopisches Szenario. Weil die Erderhitzung voranschreitet und niemand sich an Klimaziele hält, entwickelt China auf eigene Faust ein Geoengineering-Programm. Das Klima wird zur Waffe, und wer es kontrolliert, der hat das Sagen.
Was nach Science-Fiction klingt, ist – zumindest in der Forschung und in den Köpfen von manchen Politikern – bereits ziemlich weit fortgeschritten. Nachdem die Staatengemeinschaft in ihren recht unentschlossenen Bestrebungen, die Treibhausgase zu reduzieren, nicht weiterkommt, gewinnen Ideen an Bedeutung, mittels Geoengineering in den Klimakreislauf eingreifen zu wollen. Es sind hochriskante Szenarien, deren Auswirkungen noch völlig unklar sind. Das alarmiert nun die Politik. „Wir stellen fest, dass Geoengineering in verschiedenen Teilen der Welt diskutiert und erforscht wird und dass es von einigen als eine mögliche zukünftige Antwort auf den Klimawandel angesehen wird“, sagte der Vizepräsident der EU-Kommission Frans Timmermans kürzlich. Es handle sich um ein Thema mit globaler Bedeutung und beträchtlichen Risiken, warnte er.
Doch was genau ist Geoengineering? Wie kann man damit das Klima manipulieren? Wie weit fortgeschritten sind die Forschungen? Und welche Staaten sind hier federführend?
Forschung zu Geoengineering gibt es in etlichen Ländern. China unterhält seit Jahren ein Programm an der Universität in Peking. In Europa sind es vor allem Deutschland, Frankreich, Norwegen, die Schweiz und das Vereinigte Königreich, in denen aktiv geforscht wird. Auch die EU fördert Projekte zum Thema Geoengineering. Untersucht werden sollen die ökologischen, technischen, sozialen, rechtlichen, ethischen und politischen Dimensionen.
Frans Timmermans, Vizepräsident der EU-Kommission
„Geoengineering ist ein Thema von globaler Bedeutung und mit beträchtlichen Risiken."
Die Pläne der USA
Ende Juni veröffentlichte das Weiße Haus in Washington einen Bericht über die sogenannte Solar Radiation Modification (SRM). Unter diesem Begriff werden Methoden zusammengefasst, mit denen Sonnenlicht ins All reflektiert wird, um die Erde zu kühlen. Die Ideen reichen von Sonnenschirmen im Weltraum bis zum Ausbringen von Partikeln in der Stratosphäre. „Ein Programm zur Erforschung der wissenschaftlichen und gesellschaftlichen Auswirkungen von SRM würde es ermöglichen, fundiertere Entscheidungen über die potenziellen Risiken und Vorteile als Bestandteil der Klimapolitik zu treffen, neben den grundlegenden Elementen der Eindämmung der Treibhausgasemissionen und der Anpassung“, heißt es in dem Bericht.
Die US-Regierung habe keine Pläne, ein umfassendes Forschungsprogramm zur Veränderung der Sonneneinstrahlung zu starten, ließ ein hochrangiger Regierungsbeamter umgehend wissen. Doch dafür sind die Überlegungen erstaunlich konkret. So werden in dem Report beispielsweise jene Flugzeugtypen angeführt, die in der Lage wären, die nötige Höhe für solche Experimente zu erreichen. Auch Versuche in freier Natur werden angedacht. Immerhin planen die Amerikaner internationale Kooperationen. Wie diese aussehen sollen, bleibt aber offen. Sie könnten von einem simplen Austausch von Expertinnen und Experten bis zu einem „kompletten internationalen Konsortium“ reichen, so der Plan des Weißen Hauses.
Ähnliches dürfte Timmermans vorgeschwebt sein, als er jüngst internationale Gespräche über die „inakzeptablen Risiken“ im Zusammenhang mit Geoengineering forderte.
Überraschend: Hinter verschlossenen Türen werde international bereits seit Jahren verhandelt, sagt der Geophysiker David Keith im profil-Interview. Dabei geht es vor allem um das umstrittene solare Geoengineering. Weil sich die Folgen des Klimawandels immer deutlicher zeigen, steigt das Interesse vieler Staaten daran. Die Verdunkelung der Sonne könnte, so der Tenor, im Notfall eingesetzt werden – zusätzlich zur Reduktion von CO2.
Doch wer entscheidet am Ende, ob es wirklich zu diesen drastischen Maßnahmen kommen soll? Oder anders formuliert: Wie kann Geoengineering politisch reguliert werden?
Antworten auf diese Fragen sucht etwa die „Carnegie Climate Governance Initiative“ (C2G) mit Sitz in New York. János Pásztor, der Geschäftsführer der stiftungsfinanzierten Organisation, reist deshalb seit Jahren um die Welt. „Unabhängig davon, ob man an der Erforschung von Solar Radiation Modification interessiert ist, es ablehnt, verbieten möchte oder unsicher ist, braucht es ein umfassendes, verbindliches und robustes internationales Regelwerk“, lässt
Pásztor auf profil-Anfrage wissen. Die Organisation des ehemaligen Klimaberaters von UN-Generalsekretär Ban Ki-moon führte bereits Gespräche mit mehr als 60 Staats- und Regierungschefs, mit Vertretern der Vereinten Nationen (UN) und NGOs. Bei der politischen Regulierung von Geoengineering, so Pásztor, „könnten verschiedene Akteure innerhalb der UN eine Rolle spielen“. Ihm zufolge könnte bei der nächsten UN-Generalversammlung im September der Startschuss für offizielle Verhandlungen erfolgen.
All das zeigt: Geoengineering ist längst nicht mehr auf das Genre Science-Fiction beschränkt. Das Thema beschäftigt die internationale Politik auf höchster Ebene. Doch worum geht es genau?
Aerosole in der Atmosphäre
Unter dem Begriff Solar Radiation Modification versteht man eine ganze Reihe von Methoden, welche die Sonnenstrahlung von der Erde abhalten und so dafür sorgen sollen, dass es kühler wird.
Bei der aktuell erfolgversprechendsten soll mithilfe von Flugzeugen Schwefeldioxid in einer Höhe von 20 Kilometern in die Stratosphäre geblasen werden. Das Gas würde Aerosole bilden, die wie winzige Spiegel wirken und einen Teil der Sonnenstrahlung zurück in den Weltraum reflektieren. Im Prinzip wird hier ein Vulkanausbruch imitiert: Als etwa der Pinatubo im Jahr 1991 auf den Philippinen eruptierte, sorgten die in die Luft geschleuderten Schwefelpartikel dafür, dass die Durchschnittstemperatur auf der Erde über Monate um ein halbes Grad sank.
Klimaforscher befürchten , dass sich Partikel in der Atmosphäre auf den Monsun in Asien auswirken könnten. Bliebe er aus, würden Hunderte Millionen Menschen in den Hunger getrieben – ganz zu schweigen von internationalen Konflikten, sollten Staaten auf eigene Faust Projekte starten. Blaž Gasparini von der Uni Wien: „Aus heutiger Sicht würde ich einen großflächigen Einsatz definitiv nicht empfehlen.“
Der Geophysiker David Keith indes plante zusammen mit der Harvard University im Sommer 2021 in Schweden ein Experiment unter realen Bedingungen. Doch der Testflug wurde abgesagt – wegen öffentlichen Widerstands. Bislang gebe es „keinen Konsens, inwieweit ein solcher Versuch angemessen ist“, hieß es anschließend in der Pressemitteilung der staatlichen schwedischen Raumfahrtgesellschaft.
Weit weniger Hemmungen hatte das US-amerikanische Start-up „Make Sunsets“. Laut eigenen Angaben ließ es im Frühjahr 2022 zwei Wetterballons steigen, gefüllt mit wenigen Gramm Schwefeldioxid. Die Ballons sollten in der Stratosphäre platzen. Ob das tatsächlich geschehen ist, ist unklar. Es gab keinerlei Messgeräte an Bord. „Das war kein wissenschaftliches Experiment, sondern eine Provokation“, sagt Gasparini, „so etwas bringt die Forschung in Verruf.“
Blaž Gasparini, Klimaphysiker, Universität Wien
„Aus heutiger Sicht würde ich einen großflächigen Einsatz von solarem Geoengineering definitiv nicht empfehlen.“
Sonnenschilde im Weltraum
Am Lagrange-Punkt L1 ist die Anziehungskraft von Erde und Sonne gleich groß. Er liegt rund 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt, das ist vier Mal so weit wie bis zum Mond. Für Weltraumingenieurinnen ist das ein Punkt der Hoffnung: Dort könnte man kleine Schilde platzieren, die sich zu einem großen Sonnensegel zusammenfügen, um die Erde zu beschatten. Zwei Prozent der Sonnenstrahlen aufzuhalten, würde reichen, haben Wissenschafter berechnet.
Der deutsche Satellitenkonzern OHB beschäftigt sich intensiv mit dieser Idee und hat acht Forschungseinrichtungen mit ins Boot geholt, darunter die FH Wiener Neustadt. Dort überlegen sich Studierende, wie man die Sonnenschilde im All fertigen könnte, indem man Material von Asteroiden oder vom Mond verarbeitet.
Klingt utopisch, und das ist es auch. Ob ein Sonnenschirm dieser Art rechtzeitig fertig würde, um das Erdklima zu retten, steht in den Sternen.
Forscherinnen und Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) wiederum tüfteln an „space bubbles“: Bläschen aus geschmolzenem Silikon sollen sich im All aufblasen und so einen Sonnenschirm am Lagrange-Punkt bilden. Sie müssten eine Fläche von der Größe Brasiliens bedecken, um Schatten zu spenden. „Wir glauben, das Projekt ließe sich bis zum Ende dieses Jahrhunderts umsetzen, wenn die Auswirkungen der globalen Erwärmung nach gegenwärtigen Berechnungen am schlimmsten werden“, heißt es in einer Pressemitteilung des MIT. Ebenfalls diskutiert wird die Idee der University of Utah, die Erde mit Mondstaub zu kühlen. Konkret schlugen die Forscher vor, Gerätschaften auf dem Mond zu platzieren, die Staub vom Trabanten schleudern und damit die Erde beschatten.
All diese Ideen hätten wohl weniger Nebenwirkungen, als mit der Atmosphäre der Erde zu experimentieren. Aber sie würden allesamt astronomische Summen kosten und Jahrzehnte zur Entwicklung brauchen. „Sehr realistisch ist das alles nicht“, sagt Gasparini.
Erstes Experiment: Wolken aufhellen
Sehr wohl in der Realität angekommen ist das sogenannte „Marine Cloud Brightening“. Ein Team von Forschern des Sydney Institute of Marine Science und der Southern Cross University testete 2020 diese Technologie zum allerersten Mal, um das Great Barrier Reef zu schützen, das größte zusammenhängende Korallenriff der Welt. Sie hellten die Wolken über dem Riff künstlich auf, indem sie sie mit Salzkristallen impften – und so die Sonnenstrahlen ins All reflektierten. Das Salz gewannen die Wissenschafter aus dem Meer: Mit einer Art Schneekanone schossen sie Milliarden feiner Salzwassertropfen in die Luft.
Eine ganze Armada an Schiffen wäre nötig, um die Wolken über den Tropen aufzuhellen. Dort wäre die Wirkung am größten. Doch auch diese Methode ist nicht ungefährlich: Sie könnte die Verteilung der Niederschläge auf der Erde verändern – mit unabsehbaren Folgen.
Carbon Capture: Der Tropfen auf den heißen Stein
Dass die weltweit größte Anlage für Carbon Capture and Storage, kurz CCS, in Island steht, ist kein Zufall. Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu filtern, mit Wasser zu versetzen und in Gesteinsschichten in 1000 Meter Tiefe zu pumpen, kostet enorm viel Energie. In Hellisheiði im Südwesten der Vulkaninsel ist das kein Problem; ein benachbartes Geothermiekraftwerk liefert Strom im Überfluss. 4000 Tonnen CO2 landen so pro Jahr in der Tiefe – viel ist das freilich nicht.
„Das ist ein Mini-Demonstrator, der weniger CO2 einlagert als die Besucherinnen und Besucher verbrauchen, wenn sie zur Besichtigung einfliegen“, sagt Michael Harasek vom Institut für Verfahrenstechnik an der Technischen Universität Wien. Auch wenn die Anlage wie geplant ausgebaut wird und das Zehnfache leistet, ist ihr Effekt für das Klima vernachlässigbar. Zudem ist nicht fix, ob sich das Kohlendioxid nicht doch irgendwann wieder seinen Weg an die Oberfläche bahnt.
CO2-Sauger in Island
Die weltweit größte Anlage ihrer Art saugt jährlich rund 4000 Tonnen CO2 aus der Luft.
In Österreich ist das Speichern von Kohlendioxid in ehemaligen Gas- oder Öllagerstätten verboten, so wie in den meisten anderen Ländern Europas. Noch: Denn im Europäischen Green Deal von 2019 wird Carbon Capture als „bahnbrechende Technologie“ im Kampf gegen den Klimawandel bezeichnet.
In Norwegen wird es schon konkreter. Ab 2024 soll Kohlendioxid direkt aus den Schloten von Zementwerken und Müllverbrennungsanlagen gefiltert, verflüssigt und in den Meeresboden vor der Küste gepumpt werden. Aus ganz Europa könnte CO2 künftig per Lkw oder Pipelines nach Norwegen gekarrt werden, so die Vision.
Das Klima werden wir mit Carbon Capture allein nicht retten. Dafür müssen wir den CO2-Ausstoß endlich reduzieren.
Chemiker, TU Wien
An der TU Wien arbeiten Michael Harasek, seine Kolleginnen und Kollegen indes an anderen Verwendungsmöglichkeiten für Kohlendioxid. „Man kann Methanol herstellen, Essigsäure, synthetisches Methan oder Alkohole. Wir experimentieren auch mit biologisch abbaubaren Kunststoffen“, sagt der Chemieingenieur. Noch sind diese Verfahren für die Industrie zu teuer. Steigen jedoch die CO2-Steuern, könnte CCU, Carbon Capture and Utilization, interessant werden. „Aber das Klima werden wir damit allein nicht retten. Dafür müssen wir den CO2-Ausstoß endlich reduzieren“, sagt Harasek. Darüber sind sich alle Wissenschafter einig, auch der umstrittene Geophysiker David Keith. Keine der Methoden kann in den nächsten Jahren umgesetzt werden.
In Marc Elsbergs Thriller „Celsius“ führt Chinas Solar-Geoengineering-Projekt dazu, dass die Gewinne fossiler Unternehmen in lichte Höhen steigen und alles, was mit erneuerbaren Energien zu tun hat, abstürzt. Wieso sollte der Ausstieg aus Öl und Gas noch vorangetrieben werden, wenn die Technologie das Problem der Erderhitzung scheinbar gelöst hat?
Die Welt als Schwefel-Junkie
Über diesen „Moral Hazard“, also das moralische Risiko, das Geoengineering wohl mit sich bringen würde, herrscht in der Wissenschaft Einigkeit. Der Anreiz,CO2 einzusparen, würde verloren gehen. Im Gegenteil: Die Emissionen könnten sogar noch weiter ansteigen. Hinzu kommt, dass der Entzug von Geoengineering-Projekten fatal wäre. „Würden wir mit dem Solar Radiation Management wieder aufhören, käme es zu einer spontanen Erderhitzung“, sagt der deutsche Klimaforscher Mojib Latif von der Universität Kiel. „Weil das CO2Jahrhunderte in der Atmosphäre verbleibt, müssten wir die Maßnahmen über diesen langen Zeitraum aufrechterhalten.“ Die Welt würde, wenn man so will, zum Schwefel-Junkie. Latif ist überzeugt: „Es ist die fossile Industrie, die uns glauben machen will, dass man mit solchen Methoden arbeiten kann.“
Im Roman „Celsius“ gelingt es tatsächlich, die Erde mittels Partikeln abzukühlen. China hat ganze Heerscharen von Klima-Drohnen gebaut, die ständig in die Luft steigen, um Partikel in die Stratosphäre zu blasen. Doch dann findet das Projekt „Großer Sonnenschirm“ sein jähes Ende: „Die Bilder auf der Monitorwand im Situation Room des Weißen Hauses sahen aus wie aus einem Katastrophenfilm, in dem ein Meteorschauer die Erde zerstörte“, schreibt Elsberg in seinem Bestseller. Es regnete Drohnen vom Himmel, Dutzende Flugobjekte schlugen auf dem Flughafen in China ein.
Elsberg lässt das Projekt Chinas an einem Terroranschlag scheitern. Wer dafür verantwortlich ist, ist zunächst unklar, und am Ende spielt es auch keine Rolle. Der Schaden ist enorm, denn nun fehlt die nötige Technik zum Erhalt der gewünschten Temperaturen.
Elsbergs Szenario zeigt, welch enormen Schaden das Schrauben am Klima anrichten kann. „Deswegen bin ich strikt dagegen“, sagt Klimaforscher Latif. Immerhin gebe es die Möglichkeit, das Problem auf nachhaltige Weise zu lösen: „Indem wir kein CO2 mehr ausstoßen.“
