Geo-Engineering: Doktor Frankenstein, Patient Erde

von Magdalena Klemun / 25.02.2015

Kilometerlange Schläuche, aus denen Schwefeldioxid in die Stratosphäre dringt, Sonnensegel im All, Kohlenstoffdioxid-Speicher tief unter der Erde – der Sammelbegriff Geo-Engineering bezeichnet technische Maßnahmen zur Manipulation des Klimas, bei deren Vorstellung selbst Zwangsoptimisten Zukunftsangst entwickeln könnten. Es gäbe gute Gründe: Mitte Februar hat die renommierte US-amerikanische National Academy of Sciences (NAS) in einem Bericht, verfasst von den prominentesten Klima- und Energieexperten des Landes, zwar ein pessimistisches Bild vom Wissenstand über Geo-Engineering gezeichnet – aber gleichzeitig zu mehr Forschung aufgerufen. Der Grund: Falls der Klimawandel den Einsatz dieser Gruppe von Technologien notwendig machen sollte, so wäre mehr Wissen und vor allem Daten über reale Experimente notwendig als heute verfügbar sind.

Es wäre vorschnell zu vermuten, dass deshalb schon morgen auf Teufel komm raus experimentiert wird. Die Botschaft ist subtiler. Wenn eine steigende Zahl namhafter Wissenschaftler und Wissenschaftspublizisten, darunter die mächtige Chefredakteurin der Fachzeitschrift Science, Marcia McNutt (siehe Zitat unten), der Technologie mehr Interesse schenken, dann ist sie dabei, ganz langsam die Kurve in Richtung Mainstream zu kratzen. Es entspräche der Evolution neuer Technologien, dass auf Prototypen, klein angelegte Tests und Fachpublikationen irgendwann breitere Anwendungen folgen. Der Teufel kommt also, aber wohl erst übermorgen.

Das Komitee ist zu dem Schluss gelangt, dass der Bedarf nach mehr Information zur Zeit wichtiger ist als die Notwendigkeit, das Thema Geo-Engineering unter den Teppich zu kehren.

Aber noch einmal von Anfang an. Es gibt zwei unterschiedliche Kategorien von Geo-Engineering, die sich mit drei Verben umschreiben lassen. Kühlen zum einen, fangen und speichern (von CO2) zum anderen. Bei der ersten Variante, dem Solar Radiation Management (SRM), wird etwa durch das Versprühen von Schwefeldioxid die Sonneneinstrahlung auf der Erde vermindert. Der Kühlungseffekt entsteht, weil Sulfat-Ärosole in der Stratosphäre die Reflexion von Sonnenstrahlen (siehe Bild unten) verstärken. Allerdings: Die Packungsbeilage für mögliche Nebenwirkungen könnte es locker mit einer Brockhaus-Enzyklopädie aufnehmen. Zum einen werden Sekundäreinflüsse auf Wolken und Regenbildung bis dato schlecht verstanden, zum anderen könnte die Ozonschicht Schaden davontragen. Zum Thema Sekundäreffekte haben Axel Kleidon und Maik Renner vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena erst 2014 aufschlussreiche Berechnungen veröffentlicht. Das Minus an Sonneneinstrahlung würde demnach nicht nur die Temperatur, sondern auch die Niederschlagsmengen auf der Erde reduzieren – mit unvorhersehbaren Effekten auf Wetter und Landwirtschaft (Artikel im Spektrum der Wissenschaften http://www.spektrum.de/news/die-tücken-der-klimakühlung/1220073).

Solar Radiation Management
Solar Radiation Management
Schematische Darstellung der Streuung von Sonnenlicht ohne und mit (rechts) Solar Radiation Management, aus dem Bericht der American National Academy of Sciences, Februar 2015

Kleidon und Renner weisen auf ein fundamentales Problem des Geo-Engineering hin: Eingriffe, die sich die Beinflussung eines so essenziellen Parameters wie Temperatur zum Ziel setzen, verändern auch gekoppelte Einflussgrößen wie Verdunstung und damit Niederschlag. Stellt man sich die Erdatmosphäre als Black Box vor, an deren Außenseite man Parameter per Regler bestimmen kann, so würde jener für Niederschlag wie automatisch mit jenem für Temperatur bewegt. Temperatur und Niederschlag gleichzeitig zu optimieren wäre ideal – davon ist die Wissenschaft aber so weit entfernt wie die Stratosphäre vom Erdboden. Kilometerweit.

Nun zur zweiten Geo-Engineering Kategorie, der CO2-Abscheidung und Speicherung. Dabei wird, etwa durch das Abscheiden von CO2-Emissionen bei Kohlekraftwerken oder direkt aus der Luft, die Konzentration von Kohlenstoffdioxid in der Atmosphäre reduziert. 2014 ging in Kanada das erste Großkraftwerk ans Netz, das Kohle verbrennt, aber deutlich weniger CO2 ausstößt als konventionelle Kohlekraftwerke. Nur: Das abgeschiedene Kohlendioxid muss sicher und dauerhaft gespeichert werden (siehe Bild unten), um nicht irgendwann doch in die Atmosphäre gelangen. Gerade haben die Geophysiker Yossi Cohen und Daniel Rothman vom Massachusetts Institute of Technology einen Artikel veröffentlicht (MIT-News Beitrag), in dem sie die langfristige Speicherbarkeit von CO2 ganz grundsätzlich anzweifeln. Cohen und Rothman beschreiben eine chemische Reaktion, bei der das (etwa tief unter der Erde in salzwasserführenden Gesteinsformationen) gespeicherte CO2 mit dem umgebenden Wasser, reagiert und die entstehenden Minerale eine trennende Membran bilden. Diese hält das verbleibende CO2 davon ab, weiter mit Salzwasser zu reagieren. Langfristig Speicherung funktioniert aber nur dann risikofrei, wenn das gesamte CO2 immobilisiert wird, nicht nur ein Teil.

CO2 Abscheidung und Speicherung
CO2 Abscheidung und Speicherung
Schematische Darstellung des CO2-Speichers der Firma Statoil vor Norwegens Küste. CO2 (aus CO2-reichem Erdgas) wird hier seit 1996 abgetrennt und bisher ohne nachgewiesene Austritte gespeichert. Trotzdem müsste jeder neue Speicherort genau auf seine geologische Tauglichkeit geprüft werden.

Soweit die technischen Details. Man sollte aber auch über abstraktere Argumente nachdenken, um sein Bild der Geo-Engineering-Debatte zu erweitern. Da wäre zum einen der pragmatisch-liberale „Don’t-Knock-It-Til-You-Try-It“-Standpunkt (Grob: Verdamme nicht, was du nicht versucht hast). Demnach gilt es, Geo-Engineering-Experimente fast jeder Art zu unterstützen, da sie den Wissensstand erhöhen. Mit intellektueller Weiterentwicklung zu argumentieren ist schlau, weil entwaffnend. Wer wollte gegen Wissenszuwachs sein, wenn keine Schäden entstehen? Auch wenn Letzteres zuträfe, das Argument ist unzureichend auf Geo-Engineering zugeschnitten. Wenn an Experimenten etwas vorbestimmt ist, dann ist es die Erlangung irgendeiner Erkenntnis – im Notfall jener, unter den gewählten Umständen nichts dazugelernt oder Schaden angerichtet zu haben. Diese Eigenschaft alleine allerdings macht Geo-Engineering-Experimente noch lange nicht vertretbar.

Natürlich würde mehr Wissen über die Folgen künftige Entscheidungen über Geo-Engineering erleichtern. Aus energie- und klimapolitischer Sicht aber besteht das Risiko, nötige Aufmerksamkeit von Maßnahmen zur Reduktion von Treibhausgas-Emissionen abzulenken, und diese dadurch zu verlangsamen. Wieso auf Treibhausgase achten, wenn Geo-Engineering im Kommen ist? Kurz: Der Patient Erde darf ruhig weiter erkranken, wir arbeiten am Medikament. Was dabei sonst noch entsteht, sehen wir uns später an. Mary Shelley, die in ihrem Roman Frankenstein den Schweizer Doktor Frankenstein ein Monster erschaffen lässt, hätte ihren Folgeroman – wäre da nicht die Stammzellenforschung – vielleicht über Geo-Engineering verfasst.

Wissenschaftler, die Geo-Engineering unterstützen, würden beim Thema schwächelnde Klimapolitik zum Gegenangriff ausholen: Wenn Geo-Engineering lediglich als Teil eines gesamten Waffenarsenals gegen den Klimawandel verstanden wird, und nicht als Pauschallösung, so ist das Risiko, die Reduktion von Emissionen zu verlangsamen, geringer. Dass Wissenschaftler dieses Argument vorbringen würden, ist jedoch gleichzeitig das Problem: Eine moderate Strategie (die durch den Einsatz erneuerbarer Energien Emissionen beschränkt, aber im Notfall auf Geo-Engineering zurückgreift) lässt sich wunderbar in einer Fachzeitschrift beschreiben, weil sie vernünftig ist – mit Realpolitik hat sie allerdings wenig zu tun. Die Vorstellung, dass sich Nationalstaaten auf langfristige, bindende Rahmenbedingungen zum Geo-Engineering einigen können, wo sie schon bei vergleichsweise harmloseren Eingriffen ins Emissionsbudget Jahrzehnte über Klimaabkommen debattieren, grenzt an Naivität. Ein 2012 geplantes Geo-Engineering-Experiment in England wurde 2012 – auch mangels rechtlicher Rahmenbedingungen – wieder abgesagt.

Womit wir bei der politischsten aller Fragen angelangt wären. Wem gehört eigentlich das Klima? Wer darf entscheiden, wie weit die Temperatur durch Geo-Engineering gesenkt werden soll? Und: Wer trägt die Verantwortung, wenn an einem Ort experimentiert wird, aber an einem anderen Schaden entsteht? Es hat gute Gründe, warum der Begriff Klima nur im Singular verwendet wird. Es gibt nur eines, mit dem sich experimentieren lässt. Während ähnliche Fragen der globalen Verantwortung beim Thema CO2-Emissionen gerade noch beantwortbar sind, weil sich Emissionen Industrien und Ländern zuweisen lassen, würde sich die Suche nach „Schuldigen” nach verpatztem Geo-Engineering schwierig gestalten.

Dabei wäre Geo-Engineering nicht der erste menschliche Eingriff in Naturkreisläufe. Ein solcher war und ist der Einsatz von Kunstdünger, der seit Beginn des 20. Jahrhunderts den Stickstoffkreislauf massiv verändert. Die Folgen der künstlichen Erhöhung von Ernteerträgen, auf der ein Gutteil der Ernährung der Weltbevölkerung basiert, sind schwer eingrenzbar. Flüsse transportieren Stickstoffverbindungen weit weg vom Ursprungsort. Das Ergebnis: hohe Erträge im US-amerikanischen „corn belt” in Illinois und Indiana (Hochburgen des Maisanbaus), Algenblüte im Golf von Mexiko. Es ist schwierig, die Vor- und Nachteile gegeneinander aufzurechnen, aber eines ist klar: Zumindest lässt sich die Wirkung von Stickstoff auf die Ernte schon im Kleinformat abschätzen. Geo-Engineering-Szenarien, die den Klimawandel wirksam einschränken könnten, sind kaum risikofrei durchzuführen.

Dennoch ist dem Bericht der Academy of Sciences einiges abzugewinnen. Klimamodelle sind kaum verlässlich genug, um die Ausmaße des Klimawandels auf planbare Weise abschätzen zu können. Diese Ungewissheit macht breit angelegte Forschung (sowohl die Weiterverfolgung von Geo-Engineering-Computersimulationen als auch die genaue Planung klein angelegter Tests) sinnvoll. Allerdings nur, wenn vorschnelle kommerzielle Interessen in Bann gehalten werden können (Bill Gates hat bereits mehrere Millionen Dollar gespendet, um Forschung zu finanzieren) und vorgeschlagene Experimente kritisch hinterfragt werden dürfen. Der Harvard-Wissenschaftler David Keith will einen Ballon in die Stratosphäre schicken, um dort Schwefeldioxid zu versprühen und dessen Verteilung zu messen. Die beabsichtigten Mengen werden als harmlos eingeschätzt, die Frage ist viel mehr: Wie repräsentativ wären die Ergebnisse eines Mini-Experiments für das Mega-Versuchsobjekt Erde? Relativ wenig, allerdings hätten sie einen Vorteil: Sie könnten „unknown unknowns” identifizieren – Effekte, die kein Computermodell berechnen kann, weil es die bestimmenden Parameter (oder ihre Kombination) noch gar nicht kennt.

Victor Frankenstein, der von Schuld gepeinigte Wissenschaftler in Mary Shelley’s Klassiker, jagt sein entflohenes Monster bis in die Arktis. Er bleibt ohne Erfolg, erkrankt und stirbt. Dramatisch, aber dennoch: Was ist es schon, dem einen Monster nachzujagen, im Vergleich zu jenem Kraftakt, der das Klima zähmen will?