Direkte Luftabscheidung: Wind- und Solarenergie sind die bessere Klimainvestition

Die direkte Luftabscheidung – eine Technologie, die Kohlendioxid unmittelbar aus der Atmosphäre entfernt – hat als mögliche Klimalösung enorme Aufmerksamkeit und beträchtliche Investitionen auf sich gezogen.

Eine neue Studie deutet jedoch darauf hin, dass das Geld im Vergleich zum Ausbau von Wind- und Solarenergie schlecht eingesetzt wäre.

In den meisten Regionen der Vereinigten Staaten und in fast allen bis 2050 modellierten Szenarien erzielen erneuerbare Energien pro ausgegebenem Dollar grössere Vorteile für Klima und Gesundheit.

Geleitet wurde die Studie von Yannai Kashtan, einem Luftqualitätswissenschaftler bei PSE Healthy Energy, gemeinsam mit Forschenden der Boston University School of Public Health und der Harvard T.H. Chan School of Public Health.

Eine anders gestellte Frage

Die meisten früheren Bewertungen der direkten Luftabscheidung, kurz DAC, gingen einer anderen Frage nach: Entfernt die Technologie mehr Kohlenstoff, als ihr Betrieb selbst ausstösst, oder sinken die Kosten pro Tonne abgeschiedenem CO₂ unter einen Referenzwert für den Wert von Kohlenstoff?

Beide Prüfungen messen DAC daran, gar nichts zu unternehmen. Die neue Studie stellt eine anspruchsvollere Frage.

Sie untersucht, was sich mit demselben Geldbetrag erreichen liesse, wenn er stattdessen in Windkraft oder Solarenergie investiert würde. Das ist ein strengerer Massstab – und nach Ansicht der Forschenden der entscheidende, wenn Regierungen und Investoren begrenzte Klimamittel verteilen.

„Unsere Studie unterstreicht, dass eine negative Kohlenstoffbilanz allein die direkte Luftabscheidung noch nicht zu einer guten Investition macht“, sagte Kashtan.

Ergebnisse der Modellierung

Das Team berechnete für 22 US-Stromnetzregionen den Zeitraum von 2020 bis 2050 und verglich die Klima- und Gesundheitsvorteile kostenäquivalenter Einsätze von DAC, Solarenergie im Versorgungsmassstab und Onshore-Windkraft. Getestet wurden vier DAC-Szenarien.

Das erste orientierte sich an der heutigen kommerziellen Leistung: rund 5.500 Kilowattstunden Energie und 1.000 Dollar pro abgeschiedener Tonne CO₂.

Das optimistischste, als „Durchbruch“-Szenario bezeichnete Modell ging von 800 Kilowattstunden und 100 Dollar pro Tonne aus – dem äussersten unteren Rand dessen, was veröffentlichte Prognosen für möglich halten.

Dazwischen lag ein Szenario mit „ambitioniertem Fortschritt“, in dem der Energieverbrauch von DAC um mehr als zwei Drittel und die Kosten um die Hälfte sinken.

Wind- und Solarenergie liegen durchgehend vorn

Selbst im Szenario des ambitionierten Fortschritts – einem drastischen Sprung, der weit über alles bislang tatsächlich Erreichte hinausgeht – erzielten erneuerbare Energien auf nationaler Ebene weiterhin einen mehrfach höheren Klima- und Gesundheitsnutzen je Dollar.

Nur unter den extremsten Annahmen des Durchbruch-Szenarios schnitt ans Stromnetz angeschlossene DAC landesweit besser ab.

Doch auch dann übertrafen Windkraft und Solarenergie die Technologie in grossen Teilen des Landes, darunter in weiten Bereichen des oberen Mittleren Westens.

Unter den heutigen realen Leistungsbedingungen fällt das Ergebnis noch ungünstiger aus. Bis 2050 verursachte netzgebundene DAC tatsächlich mehr Treibhausgase und Schäden durch Luftverschmutzung, als sie ausglich.

Lokale Gesundheitsfolgen einbezogen

Ein Unterschied dieser Analyse zur herkömmlichen Kohlenstoffbilanzierung besteht darin, dass sie neben CO₂ auch lokale Auswirkungen auf die Gesundheit berücksichtigt.

Bezieht DAC Strom aus einem Netz, das teilweise weiterhin mit fossilen Brennstoffen betrieben wird, erhöht sie die Nachfrage nach Elektrizität. Dadurch werden in der Nähe der Kraftwerke, die diesen Strom liefern, mehr Schwefeldioxid, Stickoxide und Feinstaub ausgestossen.

Diese Schadstoffe verschwinden nicht einfach, sondern konzentrieren sich in den Gemeinden nahe der Anlagen und beeinträchtigen dort die Gesundheit realer Menschen.

Der Ausbau erneuerbarer Energien wirkt in die entgegengesetzte Richtung: Er verdrängt die Erzeugung aus fossilen Brennstoffen und brachte in jeder vom Team modellierten Region sowie in jedem Szenario Gesundheitsvorteile.

„Es gibt eine rasch wachsende Vielfalt an Massnahmen zur Minderung von Treibhausgasen, die möglicherweise auch die öffentliche Gesundheit beeinflussen“, sagte der leitende Studienautor Dr Jonathan J. Buonocore.

„Unsere Forschung zeigt, wie wirkungsvoll Kosten-Nutzen-Analysen sein können, um sicherzustellen, dass in die Klimaminderung investiertes Kapital für das Klima den grösstmöglichen Nutzen erzielt und zugleich die geringsten Nebenwirkungen hat.“

Ein Realitätscheck für die direkte Luftabscheidung

Die Autoren betonen sorgfältig, dass dies kein Argument dafür ist, die direkte Luftabscheidung vollständig aufzugeben.

Die Technologie könnte später in diesem Jahrhundert durchaus eine nützliche Rolle spielen, wenn die laufenden Emissionen weitgehend gesenkt wurden und die verbleibende Aufgabe darin besteht, das bereits in der Atmosphäre angesammelte Alt-CO₂ zu entfernen. Dann sieht der Vergleich mit erneuerbaren Energien anders aus.

Derzeit sind wir von diesem Punkt jedoch weit entfernt. Hohe Ausgaben für DAC, solange günstigere und wirksamere Alternativen verfügbar sind, verursachen reale Opportunitätskosten.

Geld, das Emissionen senken und die öffentliche Gesundheit verbessern könnte, wird möglicherweise stattdessen in eine Technologie umgeleitet, die die Lage unter den aktuellen Bedingungen geringfügig verschlechtern könnte.

„Wenn Ihr Waschbecken überläuft, drehen Sie zuerst den Wasserhahn zu, bevor Sie anfangen, den Boden aufzuwischen“, schloss Kashtan.