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Labor eines deutschen Chemiekonzerns: Verfahren der künstlichen Fotosynthese könnten den weltweiten CO2-Ausstoß drastisch senken. | © imago images / Rupert Oberhäuser Foto: imago images / Rupert Oberhäuser

CO2-Recycling

Klimakiller wird zum nachhaltigen Rohstoff

Den Kohlendioxidausstoß auf null zu senken ist von zentraler Bedeutung, wenn dem Klimawandel Einhalt geboten werden soll. Doch um dieses Ziel zu erreichen, muss deutlich mehr Kohlendioxid (CO2) aus der Atmosphäre gebunden und gespeichert werden als bisher. Das bereits in der Atmosphäre vorhandene CO2 wirtschaftlich zu nutzen, könnte dabei von entscheidender Bedeutung sein.

Emissionsverringerung durch natürliche Prozesse

Derzeit werden weltweit knapp 41 Gigatonnen (Gt) CO2 in die Atmosphäre freigesetzt. Viele Regierungen handeln inzwischen – doch das Energiesystem steht erst am Anfang eines Wandels. Dennoch: Die Initiativen zur Emissionsreduktion reichen bei Weitem nicht aus.

Vor allem Prozesse wie Fotosynthese können zur Verringerung von Emissionen beitragen. Weitere Möglichkeiten wären beispielsweise die Umwandlung von Treibhausgasen in Chemikalien, Brennstoffe oder Gestein. Die Speicherung von CO2 ist dabei ein vorrangiges Ziel. So lassen sich Biokraftstoffe herstellen und gleichzeitig neue Mengen an Emissionen aus fossilen Brennstoffen verringern.

Insgesamt gibt es zehn Verfahren, mit denen CO2 der Atmosphäre entzogen werden kann. Manche dieser Verfahren sind sofort wirtschaftlich rentabel – und werden sogar schon in der Praxis eingesetzt. Andere dürften zunächst auf Subventionen angewiesen sein.

Der Weg zur wirtschaftlichen Nutzung von CO2

Die Möglichkeiten, CO2 nutzbar zu machen, lassen sich in drei Kategorien einteilen. Unterschieden wird zwischen zyklischen, geschlossenen und offenen Prozessen (siehe Grafik):

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Bei einem zyklischen Prozess wird CO2 aus der Atmosphäre gebunden und anschließend in Treibstoff umgewandelt. Bei geschlossenen Prozessen wird das Gas dagegen aus der Atmosphäre gefiltert und dient dabei der Aushärtung von Beton – dadurch ist eine dauerhafte Bindung von CO2 möglich. Offene Prozesse wiederum basieren auf biologischen Systemen, in denen CO2 auf natürliche Weise von Pflanzen oder Algen aufgenommen und in Biomasse und Boden umgewandelt wird. Das auf diese Weise gebundene CO2 kann durch natürliche Mechanismen jedoch wieder freigesetzt werden und mehr oder weniger schnell zurück in die Atmosphäre gelangen.

Rund 440 Gigatonnen CO2 werden jedes Jahr von Pflanzen aufgenommen und wieder abgegeben. Daneben erscheinen die 41 Gt, die der Mensch in die Atmosphäre pumpt, beinahe vernachlässigbar. Doch nur 2 bis 3 Prozent des von den Pflanzen produzierten Kohlenstoffs bleiben auch tatsächlich im Boden. Wenn es jedoch gelingen würde, die Aufnahmefähigkeit des Bodens für Kohlenstoff um lediglich 0,4 Prozent zu steigern und ihn dort langfristig zu binden, wäre die Klimaneutralität bereits erreicht.

Eine mögliche Lösung zur Erreichung dieses Zieles besteht darin, das Wachstum artenreicher Wälder zu fördern. Eine weitere Option wäre das Züchten von Mikroalgen, mit denen sich Biokraftstoffe, Futtermittel oder auch Biokunststoffe herstellen lassen: Mikroalgen können zwei- bis zehnmal so viel CO2 speichern wie Pflanzen.

Viele Verfahren sind derzeit noch unrentabel

Manche der Verfahren sind bereits heute wirtschaftlich sinnvoll – oder scheinen es zumindest auf den ersten Blick zu sein. Forstwirtschaftliche Maßnahmen, Bodenmanagement, Biokohle, die Produktion von Chemikalien und die Ölgewinnung sind aktuell rentable Möglichkeiten, um COaus der Atmosphäre zu binden.

In anderen Fällen, etwa bei der Umwandlung von CO2 in Brennstoffe oder der Zucht von Mikroalgen, sind zunächst noch erhebliche staatliche Subventionen nötig, damit sich die Verfahren rentieren. Manche dieser Verfahren werden große Infrastruktur-Investitionen erfordern.

Eines ist jedoch entscheidend: Die wirtschaftliche Nutzung von CO2 kann ein wirksames Mittel im Kampf gegen den Klimawandel sein.

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