Negative Emissionen (Carbon Dioxide Removal)

Die aktive Entnahme von CO₂ aus der Atmosphäre wird in der Fachwelt als Carbon Dioxide Removal (CDR) bezeichnet. Oft spricht man auch von "negativen Emissionen". CO₂-Entfernung ist ein wichtiges Instrument zur Erreichung von Netto-Null bis 2050. Es ermöglicht Unternehmen, den verbleibenden CO₂-Fussabdruck zu neutralisieren, sobald alle Emissionsreduktionsmassnahmen ausgeschöpft sind. Somit ist CDR (negative Emissionen) von zentraler Bedeutung für die Wirtschaft und die Welt zur Erreichung der ehrgeizigen Ziele des Pariser Abkommens.

Carbon Dioxide Removal (CDR), negative Emissionen und Netto-Null-Ziel

Die schnelle und starke Reduzierung der eigenen Emissionen ist und bleibt das wirksamste Ziel zur Erreichung von Netto-Null. Dekarbonisierung alleine wird nicht ausreichen, um Netto-Null zu erreichen. Es werden immer schwer oder nicht zu reduzierende CO₂-Emissionen verbleiben. Für diesen Restverbleib an CO₂-Emissionen wird Carbon Dioxide Removal (CDR) bzw. negative Emissionen eine entscheidende Rolle spielen. Schätzungen des Berichts "The State of Carbon Dioxide Removal" der Smith School of Enterprise and the Environment zeigen beispielsweise, dass bis 2050 eine jährliche CDR-Kapazität von sechs bis zehn Gigatonnen CO₂ notwendig wäre, um den Netto-Null-Pfad einzuhalten. Einige Schätzungen erfordern bis 2030 zusätzlich 0,8 bis 2,9 metrische Gigatonnen CO₂ pro Jahr an Entfernungskapazität (negative Emissionen) – das ist drei bis zehn Mal mehr als die derzeit geschätzten Mengen. Gemäss dem Corporate Net-Zero Standard der Science Based Targets Initiative (SBTi) müssen Unternehmen, nachdem sie alle Dekarbonisierungsmassnahmen ausgeschöpft haben, verbleibende Emissionen neutralisieren. CDR (negative Emissionen) kann insbesondere für Sektoren relevant sein, die "schwer zu reduzierende" Emissionen haben – also solche Emissionen, deren Reduktion technologisch oder wirtschaftlich schwer oder zur Zeit unmöglich umzusetzen sind.

Naturbasierte und technologiebasierte CDR-Lösungen

Das Spektrum der Methoden und Technologien zur Speicherung von CO₂ (negative Emissionen) beinhaltet naturbasierte sowie technologiebasierte Lösungen. Hier sind einige Beispiele mit Vor- und Nachteilen der wichtigsten Carbon Dioxide Removal Projekttypen (negative Emissionen).

Wiederherstellung von Feuchtgebieten und Mooren

Wiederherstellung von terrestrischen Feuchtgebieten und Torfmooren, um mehr CO₂ aufzunehmen und zu speichern.

Dauerhaftigkeit: <100 Jahre

Vorteile: Erhöhung der Biodiversität; Verbesserung der Wasserqualität; Verringerung von Hochwasserrisiken.

Herausforderungen: Freisetzung einiger Treibhausgase durch die Wiederherstellung; unsicheres Beständigkeitsniveau; langfristige Überwachung und Verwaltung.

Ackerland, Grasland und Agroforstwirtschaft

Verbesserung der Bewirtschaftungspraktiken für Ackerland und Grasland, um die CO₂-Aufnahme aus dem Boden zu erhöhen, und Agroforstwirtschaft, um CO₂ aus der Atmosphäre zu entfernen.

Dauerhaftigkeit: <100 Jahre

Vorteile: Erhöhung der Biodiversität; Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit und Wasserspeicherung; Steigerung der landwirtschaftlichen Produktivität.

Herausforderungen: Quantifizierung und Überwachung der CO₂-Bindung

Wiederaufforstung

Wiederaufforstung und Aufforstung.

Dauerhaftigkeit: <100 Jahre

Vorteile: Erhöhung der Biodiversität und Widerstandsfähigkeit von Ökosystemen.

Herausforderungen: Erhöhter Landbedarf; Risiken der Monokultur.

Blue Carbon

Verbesserung und Erhöhung der Kohlenstoffaufnahme und Speicherung von CO₂ in Ozean- und Küstenökosystemen (z.B. Wiederherstellung von Mangroven, Seegraswiesen und Gezeitensümpfen; Kultivierung von Mikro- und Makroalgen).

Dauerhaftigkeit: <100 Jahre

Vorteile: Verbesserung der Meeresökosysteme; Stärkung der Küstenresilienz.

Herausforderungen: Überwachung, Berichterstattung und Verifizierung (MRV) für Küsten- und Ozeanökosysteme; regulatorische Unsicherheit in internationalen Gewässern.

Biochar und Bio-Öl

Aus Biomasse hergestellt, wird Biokohle zur Verbesserung der Bodenqualität ausgebracht und Bio-Öl wird unterirdisch injiziert.

Dauerhaftigkeit: <1.000 Jahre

Vorteile: Verbesserte Bodenfruchtbarkeit und Wasserspeicherung; Nutzung von Biomasseresten aus landwirtschaftlichen Prozessen.

Herausforderungen: Erhöhter Bedarf an Biomasse-Rohstoffen und Land; unsicherer Grad der Dauerhaftigkeit im Boden.

Erhöhung der Alkalität der Ozeane

Die Zugabe von alkalischen Substanzen zum Ozean verbessert dessen Fähigkeit, CO₂ aus der Atmosphäre aufzunehmen, und beschleunigt den natürlichen Prozess.

Dauerhaftigkeit: >1.000 Jahre

Vorteile: Gegensteuerung der Ozeanversauerung.

Herausforderungen: Auswirkungen auf marine Ökosysteme durch Alkalinität; Überwachung, Berichterstattung und Verifizierung (MRV) für Ozeanökosysteme; regulatorische Unsicherheit in internationalen Gewässern.

Beschleunigte Verwitterung

Gesteine und Mineralien werden zerkleinert, um die Oberfläche zu vergrössern und die Prozesse zu beschleunigen, die es ihnen ermöglichen, Kohlenstoff (CO₂) aus der Atmosphäre zu speichern.

Dauerhaftigkeit: >1.000 Jahre

Vorteile: Verbesserung der landwirtschaftlichen Produktivität.

Herausforderungen: Umwelt- und soziale Auswirkungen; Auswirkungen von Spurenmetallen im lokalen Ökosystem.

Bioenergie mit Kohlenstoffabscheidung und -speicherung

Nachhaltig beschaffte Biomasse wird zur Herstellung von Biokraftstoffen, Strom, Wärme und Zellstoff verwendet; die CO₂-Emissionen aus diesen Prozessen werden erfasst und gespeichert.

Dauerhaftigkeit: >1.000 Jahre

Vorteile: Zusätzliche Einnahmequellen durch die Erzeugung von Nebenprodukten (z.B. Elektrizität); Umrüstung von Kraftwerken.

Herausforderungen: Erhöhter Bedarf an Biomasse-Rohstoffen und Land, Kosten von USD 80 bis 1.000 pro Tonne CO₂.

Natürliche CO₂-Filterung aus Meerwasser (Direct Ocean Capture)

Säure, die aus der Ozeanelektrodialyse gewonnen wird, wird verwendet, um CO₂ chemisch aus dem Oberflächenwasser zu extrahieren; das CO₂ wird dann in Langzeitspeichern gelagert.

Dauerhaftigkeit: >1.000 Jahre

Vorteile: Gegensteuerung der Ozeanversauerung; Verwendung in Nebenprodukten (z.B. nachhaltige Flugkraftstoffe).

Herausforderungen: Überwachung, Berichterstattung und Verifizierung (MRV) für offene Ozeanökosysteme; hoher Energieverbrauch.

Direkte Luftabscheidung und -speicherung (Direct Air Capture)

Luft durchläuft einen festen oder flüssigen chemischen Filter, der sich an CO₂ bindet und es aus der Luft entfernt; das konzentrierte CO₂ aus dem Filter wird in unterirdischen geologischen Formationen gespeichert

Dauer: 1000 Jahre

Vorteile: Verwendung in Nebenprodukten (z.B. nachhaltige Flugkraftstoffe); Einsatz in verschiedenen geografischen Gebieten.

Herausforderungen: Hoher Wasser- und Energieverbrauch, ab USD 1000 pro Tonne CO₂ mit hohen Kosten verbunden.