Studie: Vorübergehende Kohlenstoffspeicherung kann Methanemissionen kompensieren

Der Markt für CO₂-Kompensation leidet unter einem Glaubwürdigkeitsproblem. Unternehmen und Regierungen erwerben Zertifikate, die für Kohlenstoff stehen, der in Wäldern, Böden oder Biomasse gebunden ist.

Dieser Kohlenstoff könnte jedoch in einigen Jahrzehnten wieder freigesetzt werden, falls ein Wald brennt oder das Projekt scheitert.

Kritiker weisen zu Recht darauf hin, dass es physikalisch nicht schlüssig ist, vorübergehende Kohlenstoffspeicherung einzusetzen, um CO₂-Emissionen „auszugleichen“.

Untersuchung der vorübergehenden Kohlenstoffspeicherung

CO₂ verbleibt über Jahrhunderte in der Atmosphäre. Ein Baum, der Kohlenstoff 50 Jahre lang speichert und danach abstirbt, macht die Emissionen, die er ausgleichen sollte, nicht rückgängig.

Eine neue Studie stimmt dieser Kritik zu, geht anschließend jedoch einen Schritt weiter als die meisten Kritiker.

Die Forschenden stellten folgende Frage: Wenn vorübergehende Kohlenstoffspeicherung CO₂-Emissionen nicht rechtmäßig kompensieren kann, welche Emissionen kann sie dann rechtmäßig ausgleichen? Die Antwort ist, wie sich zeigt, hilfreicher als erwartet.

Geleitet wurde die Untersuchung vom Internationalen Institut für Angewandte Systemanalyse (IIASA) gemeinsam mit mehreren internationalen Mitwirkenden.

Das Methanproblem

Bei Emissionen, die sich mit verfügbarer Technik vollständig vermeiden lassen, ist das Erreichen von Netto-Null grundsätzlich unkompliziert.

Deutlich schwieriger ist es in Bereichen, in denen Emissionen ein unvermeidbares Nebenprodukt der jeweiligen Tätigkeit sind.

Die Landwirtschaft ist dafür das deutlichste Beispiel. Nutztiere und Reisfelder setzen Methan frei. Diese Systeme lassen sich effizienter gestalten, doch eine Kuh kann nicht vollständig daran gehindert werden, Methan zu produzieren.

Für Länder mit großen Landwirtschaftssektoren – Neuseeland, Brasilien, Australien und weite Teile Subsahara-Afrikas – entsteht daraus ein dauerhaftes Problem, das sich allein durch Emissionsminderungen nicht vollständig lösen lässt.

Methan ist ein starkes Treibhausgas, verhält sich in der Atmosphäre aber grundlegend anders als CO₂.

Während sich CO₂ ansammelt und über Jahrhunderte bis Jahrtausende bestehen bleibt, wird Methan vergleichsweise rasch abgebaut – innerhalb von Jahrzehnten.

Die zentrale Erkenntnis der neuen Studie lautet, dass dieser Unterschied für die Bewertung von Kompensation von enormer Bedeutung ist.

Methanemissionen und Kohlenstoffspeicherung

„Nicht alle Treibhausgase verhalten sich gleich, und nicht jede Kohlenstoffspeicherung muss dauerhaft sein, um wirklich nützlich zu sein“, sagte der Mitautor Thomas Gasser, leitender Forschungswissenschaftler am IIASA.

„Die vorübergehende CO₂-Entnahme [CDR] besitzt einen echten Klimanutzen, jedoch nur dann, wenn sie dem passenden Emissionstyp zugeordnet wird.“

Da Methan und vorübergehende Kohlenstoffspeicherung das Klima über ähnliche Zeiträume beeinflussen, können sie auf eine Weise einander gegenübergestellt werden, die bei CO₂ und zeitlich begrenzter Speicherung nicht möglich ist.

Unter den richtigen Bedingungen können sich die Klimawirkung von Methanemissionen und der Klimanutzen einer vorübergehenden CO₂-Entnahme tatsächlich gegenseitig aufheben.

Die Zahlen im Detail

Die Forschenden entwickelten ein Konzept, das auf den bereits vom IPCC und der Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen verwendeten Klimakennzahlen beruht und dieses Prinzip in konkrete Werte übersetzt.

Um die Klimawirkung von einem Kilogramm Methan zu neutralisieren, müssten nach Schätzung der Forschenden etwa 498 Kilogramm CO₂ für 20 Jahre entfernt und beispielsweise in Biokunststoffen gespeichert werden.

Alternativ könnte eine Speicherung von rund 101 Kilogramm über 100 Jahre – etwa in langlebigem Bauholz – einen vergleichbaren Klimanutzen erbringen.

Diese Verhältniszahlen bleiben über verschiedene Zeithorizonte hinweg relativ stabil, wodurch sich das Konzept praktisch anwenden lässt.

„Unsere Studie sollte folgende Frage beantworten: Wenn vorübergehende CDR CO₂ nicht kompensieren kann, was kann sie dann rechtmäßig ausgleichen?“, sagte Yue He von der Peking-Universität, Erstautor der Studie.

„Wir entwickelten ein physikbasiertes Konzept, um zu bestimmen, wo vorübergehende CDR in der Klimabilanzierung eine gültige und quantifizierbare Funktion hat.“

Ein neuer Ansatz für die Klimabilanzierung

Eine praktische Umsetzung würde eine weitreichende Veränderung der Klimabilanzierung erfordern.

Derzeit behandeln die meisten Systeme Treibhausgase weitgehend als austauschbar. Die neue Studie argumentiert, dass dieser Ansatz einen grundlegenden physikalischen Unterschied verdeckt: Einige Gase verbleiben Jahrhunderte lang, andere zerfallen innerhalb von Jahrzehnten.

Die Forschenden schlagen ein Konzept vor, das sie „Zwei-Körbe“-Modell nennen. Danach würden kurzlebige Klimatreiber wie Methan getrennt von langlebigen Gasen wie CO₂ erfasst.

Für beide Kategorien kämen anschließend unterschiedliche Kompensationsregeln zur Anwendung, die sich an ihrem tatsächlichen Verhalten in der Atmosphäre orientieren.

Dabei gibt es einen wichtigen Vorbehalt. Da Methanemissionen aus der Landwirtschaft kontinuierlich und nicht einmalig anfallen, müsste auch die vorübergehende CO₂-Entnahme kontinuierlich erfolgen, um ihren Klimanutzen aufrechtzuerhalten.

Es handelt sich nicht um eine dauerhafte Lösung. Vielmehr ist es eine fortlaufende Managementstrategie, die wissenschaftlich vertretbar und für Sektoren mit weiterhin unerreichbarer vollständiger Dekarbonisierung praktisch wertvoll ist.

Grenzen der Studie

Die Kompensation von Methan durch vorübergehende Kohlenstoffspeicherung ist unter bestimmten Umständen ein legitimes Instrument. Sie ist jedoch keine Erlaubnis, Emissionssenkungen dort aufzuschieben, wo sie erreichbar sind.

„Statt vorübergehende CDR in ein für dauerhafte Lösungen entwickeltes Konzept zu zwängen und dadurch die Bilanzierung zu verzerren sowie Klimaziele zu untergraben, zeigen wir, dass sie eine legitime und quantifizierbare Funktion hat, insbesondere in schwer vermeidbaren Sektoren“, sagte der IIASA-Mitautor Keywan Riahi.

Für Länder, die mit landwirtschaftlichen Emissionen ringen, die tatsächlich nicht beseitigt werden können, ist das ein bedeutsamer Beitrag.

Er könnte helfen, eine wissenschaftliche Grundlage für einen Ansatz zu schaffen, der bislang pauschal verworfen wurde und nun zu etwas weiterentwickelt wird, das sich verteidigen und quantifizieren lässt.

Der Markt für CO₂-Kompensation hat sich seinen schlechten Ruf zu großen Teilen verdient. Diese Studie rehabilitiert ihn nicht pauschal.

Sie benennt einen eng begrenzten Fall, in dem die zugrunde liegende Idee – vorübergehende Speicherung als Form der Kompensation – tatsächlich tragfähig ist. In einer klimapolitischen Landschaft voller Scheinlösungen ist diese Unterscheidung wichtig.