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Einfangen von Kohlenstoff mit Maschinen ist ein Misserfolg – Warum subventionieren wir es?

Published On: 8. Juni 2023 15:58

Menschliche Aktivitäten, hauptsächlich die Verbrennung fossiler Brennstoffe, haben den Kohlenstoffgehalt in der Atmosphäre der Erde um 50 Prozent erhöht, von 280 Teilen pro Million (ppm) auf 420 ppm. Seit Beginn der industriellen Revolution haben wir etwa 950 Milliarden metrische Tonnen Kohlenstoff in die Luft freigesetzt. Jedes Jahr emittieren Menschen mehr als 40 Milliarden metrische Tonnen Kohlenstoffdioxid (CO2) in die Atmosphäre, gemessen im Jahr 2021. Selbst wenn wir jetzt aufhören würden, fossile Brennstoffe zu verbrennen, würde die Menge an CO2, die bereits in der Atmosphäre ist, dazu führen, dass das Klima der Erde weiter erwärmt wird und Hitzewellen, Dürren, steigende Meeresspiegel und extreme Wetterbedingungen auslöst. Klimawissenschaftler warnen, dass eine erhebliche Menge an überschüssigem atmosphärischem CO2 erfasst und gespeichert werden muss, wenn wir eine Katastrophe vermeiden wollen. Der Prozess wird als Kohlenstoffdioxid-Entfernung (CDR) bezeichnet und erhält mehr Aufmerksamkeit, da Nationen, Staaten und Industrien bestrebt sind, ihre Klimaziele zu erreichen. Aber wie sollten wir das angehen? Es gibt zwei breite Strategien: biologisch und mechanisch.

Natürliche Prozesse in der Biosphäre, einschließlich Pflanzenwachstum, absorbieren und emittieren bereits etwa 100 Milliarden metrische Tonnen Kohlenstoffdioxid pro Jahr, eine Menge, die 2,5-mal höher ist als die jährliche Kohlenstoffemission der Menschheit. Daher ist nach Ansicht von Befürwortern der biologischen Kohlenstoffentfernung unser bester Ansatz einfach, dem Planeten dabei zu helfen, etwas mehr von dem zu tun, was er bereits tut, um Kohlenstoff aufzunehmen. Wir könnten dies durch Aufforstung, bodenbildende landwirtschaftliche Praktiken und die Förderung des Wachstums von Seetang in den Ozeanen erreichen. Befürworter der mechanischen Kohlenstoffentfernung weisen andererseits auf Technologien hin, die CO2 im Labor erfolgreich einfangen; wenn diese Maschinen hochskaliert würden, könnten wir eine enorme neue Branche mit vielen Arbeitsplätzen schaffen, während wir atmosphärischen Kohlenstoff entfernen und das Klimarisiko reduzieren. Wissenschaftler erforschen mehrere chemische Wege für die direkte Luftabscheidung (DAC) von Kohlenstoff und Möglichkeiten zur Speicherung von CO2 in porösen Gesteinsformationen. Einnahmeströme kommen aus staatlichen Subventionen oder aus der Verwendung von erfasstem CO2 bei der verbesserten Ölförderung (EOR).

Die Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), das Gremium der Vereinten Nationen, das regelmäßig den aktuellen Stand der Klimawissenschaft bewertet, weist in seinem sechsten Bewertungsbericht, der im März 2023 veröffentlicht wurde, darauf hin, dass „biologische CDR-Methoden wie Aufforstung, verbessertes Waldmanagement, Bodenkohlenstoffbindung, Wiederherstellung von Torfgebieten und Küsten-Blau-Kohlenstoff-Management die Biodiversität und Ökosystemfunktionen, Beschäftigung und lokale Lebensgrundlagen verbessern können.“ Andererseits stellt das IPCC fest, dass die Umsetzung von mechanischem DAC zusammen mit der unterirdischen Speicherung von CO2 „derzeit technologischen, wirtschaftlichen, institutionellen, ökologisch-umweltbezogenen und sozio-kulturellen Barrieren gegenübersteht.“ Darüber hinaus liegen die aktuellen globalen Raten der mechanischen Kohlenstoffabscheidung und -speicherung „weit unter denen in modellierten Pfaden, die die globale Erwärmung auf 1,5°C bis 2°C begrenzen.“

In einer im Februar 2023 in der Zeitschrift PLOS Climate veröffentlichten Studie analysierte ein Team amerikanischer Wissenschaftler die Vor- und Nachteile der beiden Wege im Detail. Sie verwendeten drei Kriterien: Effektivität („Erreicht der Prozess eine Nettoentfernung von CO2 aus der Atmosphäre, wenn alle Ein- und Ausgaben berücksichtigt werden?“), Effizienz („Wie viel Energie und Land werden bei einem klimarelevanten Maßstab von einer Milliarde metrischer Tonnen CO2 pro Jahr benötigt?“) und Auswirkungen („Welche signifikanten Nebenwirkungen oder nachteiligen Auswirkungen gibt es auf Natur und Gesellschaft?“). Das Team sammelte Daten und wertete sie aus. Die Hauptautorin, June Sekera, eine Kohlenstoffforscherin und Gastwissenschaftlerin an der New School for Social Research in New York, kam zu dem Schluss: „Biologische Sequestrierungsmethoden, einschließlich der Wiederherstellung von Wäldern, Grasland und Feuchtgebieten sowie der regenerativen Landwirtschaft, sind sowohl effektiver als auch ressourceneffizienter bei der Erreichung eines klimarelevanten Maßstabs der CO2-Entfernung als technomechanische Methoden, die Maschinen und Chemikalien zur CO2-Abscheidung verwenden. Darüber hinaus sind die Nebenwirkungen biologischer Methoden größtenteils positiv, während die von technischen/mechanischen Methoden negativ sind. Biologische Methoden sind auch weitaus weniger teuer.“

In dieser vergleichenden Studie waren die Ergebnisse für natürliche gegenüber mechanischen Kohlenstoffentfernungsverfahren nicht eng: Natürliche Methoden gewannen in jeder Kategorie – und mit erheblichem Abstand. Das Problem bei der maschinenbasierten Kohlenstoffentfernung besteht nicht nur darin, dass die derzeitigen Technologien unreif sind (mit der Hoffnung, durch weitere Forschung und Investitionen besser zu werden), sondern auch darin, dass die Verwendung von Maschinen inhärent ineffizient, teuer und riskant ist. Auf der anderen Seite ist die Entfernung von Kohlenstoff durch die Wiederherstellung der Natur kostengünstiger, effektiver bei der Reduzierung von atmosphärischem Kohlenstoff und bietet zahlreiche Nebenvorteile. Die amerikanische Studie stellte auch fest, dass ihre Ergebnisse „dass biologische Methoden eine überlegene Effektivität im Vergleich zu DAC aufweisen, mit den Daten übereinstimmen, die im IPCC-Bericht von 2022 berichtet wurden.“ Sie fügte in einfachen Worten hinzu: „Laut IPCC sind biologische CDR-Methoden nicht nur effektiver als DAC…, sondern ihre Effektivität wird im Laufe der Zeit voraussichtlich signifikant zunehmen.“ Wie um diese Schlussfolgerung zu unterstreichen, kam eine separate Studie, die im März 2023 in der Zeitschrift Nature Climate Change veröffentlicht wurde, zu dem Schluss, dass der Schutz und die Wiederansiedlung selbst einer kleinen gezielten Gruppe von Tierarten dazu beitragen würde, genügend Kohlenstoff zu binden und zu speichern, um die globale Temperatur unter die Kipppunkte von 1,5 Grad Celsius über dem vorindustriellen Niveau zu halten.

Man könnte daher erwarten, dass die politischen Entscheidungsträger derzeit ihre gesamte Unterstützung auf natürliche Kohlenstoffentfernungsverfahren lenken. Aber das ist falsch. Regierungspolitikunterstützung in Form von Subventionen wird hauptsächlich in die mechanische Kohlenstoffentfernung gesteckt. In den USA ist die Hauptsubvention für mechanische CDR die Bundessteuergutschrift 45Q, die 2008 eingeführt wurde und 10 bis 20 US-Dollar pro metrischer Tonne CO2 bietet, die erfasst und gespeichert wird. Es gibt jedoch auch Programme für Kohlenstoffausgleichsgutschriften (einschließlich des kalifornischen Low Carbon Fuel Standard), Subventionen für den Bau von CO2-Pipelines und Subvention

Original article Teaser

Capturing Carbon With Machines Is a Failure—So Why Are We Subsidizing It?

Human activity—mostly the burning of fossil fuels—has raised Earth’s atmospheric carbon content by 50 percent, from 280 parts per million (ppm) to 420 ppm. Since the start of the Industrial Revolution, we’ve released approximately 950 billion metric tons of carbon into the air. Every year, humans emit more than 40 billion metric tons of carbon dioxide (CO2) into the atmosphere, as of 2021 measurements. Even if we stop burning fossil fuels now, the amount of CO2 already in the atmosphere will cause Earth’s climate to continue warming for decades, triggering heat waves, droughts, rising sea levels, and extreme weather. Climate scientists warn that if we want to avert catastrophe, a significant amount of excess atmospheric CO2 must be captured and

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