Die schrecklichen Geheimnisse des globalen Plans zur Verhinderung einer Klimakatastrophe

Im Jahr 2014 war Henrik Carlson, ein schwedischer Unternehmer, dessen Startup zu dieser Zeit ernsthafte Schwierigkeiten hatte, besorgt über die Insolvenzanzeige, die er erhielt, als er einen Anruf von der BBC erhielt. Der Journalist hatte eine Sensation: Am Vorabend des großen Berichts beschloss eine Expertengruppe für den Klimawandel bei den Vereinten Nationen offenbar, unerprobte Technologie als Schlüsselmechanismus zu bewerben, um die Temperatur des Planeten auf einem sicheren Niveau zu halten. Die Technologie wurde als hässliche Abkürzung BECCS bezeichnet, und Carlson war der einzige Experte auf diesem Gebiet, den der Journalist gefunden hat.

Carlson war erstaunt. Die Insolvenzanzeige betraf sein Startup, dessen Aktivitäten mit BECCS zu tun hatten, das er vor sieben Jahren gegründet hatte, nachdem er die Idee hatte, zu Hause in Göteborg fernzusehen. Das Programm sprach über die Vorteile der Abscheidung von Kohlendioxid, bevor es aus Kraftwerken entweicht. Es war die Technologie hinter der vielbeachteten "sauberen Kohle", um Treibhausgasemissionen zu reduzieren und den Klimawandel zu verlangsamen.

Carlson war damals ein 27-jähriger Student, der Operntenor studierte, und er war weder Klimaforscher noch Ingenieur. Aber die Übertragung ließ ihn nachdenken: Während der Photosynthese nehmen Pflanzen auf natürliche Weise Kohlendioxid aus der Luft und speichern es in ihren Blättern, Zweigen, Samen, Wurzeln und Stämmen. Was ist, wenn Sie Getreide anbauen und dann verbrennen, Strom produzieren und dabei das gesamte freigesetzte Kohlendioxid auffangen? Dieses gefährliche Gas kann dann in unterirdischen Lagern gelagert werden. Ein solches Kraftwerk würde nicht nur weniger Treibhausgasemissionen in die Atmosphäre verursachen, sondern auch CO ₂ aus der Luft entnehmen. Carlson wurde von dieser Idee gefangen genommen. Er beschloss, eine globale Katastrophe zu verhindern.

Am nächsten Morgen lief er in die Bibliothek, wo er eine wissenschaftliche Arbeit des österreichischen Entwicklers Michael Obersteiner aus dem Jahr 2001 las, in der er dieselbe Idee diskutierte, die später als „Bioenergie mit Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (BECCS)“ bezeichnet wurde. Carlson entschied sich. Er startete das BECCS-Startup 2007 auf der Welle des Optimismus, die durch Al Gores ersten Film zum Klimawandel ausgelöst wurde. Carlsons Unternehmen wurde sogar Finalist bei der Virgin Earth Challenge von Richard Branson und bot 25 Millionen US-Dollar für eine skalierbare Lösung für die Herausforderung der Treibhausgasentfernung an. Bis 2014 schlug Carlsons Startup jedoch fehl. Und er nahm den Anruf der Luftwaffe als Zeichen, dass Sie nicht aufgeben sollten.

Der Bericht des Zwischenstaatlichen Gremiums für Klimawandel (eine andere Abkürzung - IPCC, Intergovernmental Panel on Climate Change) präsentierte die Ergebnisse von Hunderten von computer-simulierten Szenarien, in denen die Temperatur des Planeten um weniger als 2 ° C (oder 3,6 ° F) steigt. über dem vorindustriellen Niveau - diese Einschränkung wurde durch das Pariser Klimaabkommen festgelegt .

Ein Ziel von 2 ° C war die theoretische Grenze dessen, was die wärmende Menschheit akzeptieren kann. Aus Sicht des führenden Klimatologen James Hansen ist selbst eine solche Einschränkung unsicher. Und ohne die Emissionen zu reduzieren, sollten die globalen Temperaturen bis zum Ende des Jahrhunderts um 4 ° C steigen. Viele Wissenschaftler zögern, Vorhersagen zu treffen, aber die apokalyptische Liste der Ursachen der Erwärmung bei 4 ° C umfasst weit verbreitete Dürren, Hungersnöte, Millionen von Klimaflüchtlingen, Kriege, die die Zivilisation bedrohen, steigende Meeresspiegel, die den größten Teil von New York überfluten werden. Miami, Mumbai, Shanghai und andere Küstenstädte.

Aber das ist seltsam. Der UN-Bericht beschreibt 116 Szenarien, in denen verhindert wird, dass die globalen Temperaturen um mehr als 2 ° C steigen. Bei 101 von ihnen wird dieses Ziel erreicht, indem eine große Menge Kohlendioxid aus der Atmosphäre abgesaugt wird - dieses Konzept wird als "negative Emissionen" bezeichnet - hauptsächlich durch BECCS. Und um eine planetare Katastrophe zu verhindern, sollte dies bis zur Mitte des Jahrhunderts oder sogar bis 2020 geschehen. Ein Hinweis, wie ein Leitfaden für Medikamente, warnte: "Die Methoden können Nebenwirkungen und Langzeiteffekte auf globaler Ebene zeigen."

Wenn Sie den Annahmen dieser Szenarien folgen, erfordert nur der Getreideanbau, der für den Antrieb dieser BECCS-Kraftwerke erforderlich ist, eine Fläche, die mit einem oder zwei Indiens vergleichbar ist, wie die Klimaforscher Kevin Anderson und Glen Peters schreiben. Und die Ausgangsenergie, die BECCS liefern sollte, ist vergleichbar mit der Leistung aller Kohlekraftwerke der Welt zusammen. Mit anderen Worten, diese Modelle fordern eine Energiewende - die irgendwie im Leben der Millennials stattfinden muss .

Und heute ist ein riesiger Sektor der zukünftigen Wirtschaft das einzige Arbeitsprojekt der Welt: die Verarbeitung von Mais zur Ethanolstation in Decatur, pc. Illinois Was wirft die Frage auf: Hat sich die Welt wirklich entschieden, sich auf fiktive Technologie zu verlassen, die sie retten sollte?

Am 12. Dezember 2015 verabschiedeten 195 Nationen - einschließlich der Vereinigten Staaten - das Pariser Klimaabkommen, das versprach, den globalen Temperaturanstieg von 2 ° C über dem vorindustriellen Niveau dieses Jahrhunderts endgültig zu halten, mit dem längerfristigen Ziel, den Anstieg auf 1,5 ° C aufrechtzuerhalten . Christian Figuuera, ein UN-Diplomat, der aus der Krise nach Kopenhagen heraus Verhandlungen über das globale Klima führte, erinnert sich: "5.000 Menschen sprangen von ihren Sitzen auf, schluchzten, klatschten, schrien, erlebten Euphorie und konnten immer noch nicht glauben, was passiert war."

Aber hinter dieser Euphorie versteckte sich die grausame Wahrheit. Der Realismus der Ziele des Pariser Abkommens beruhte auf dem, was im Bericht im Kleingedruckten beschrieben wurde: enorme negative Emissionen, die hauptsächlich auf BECCS beruhen - gelinde gesagt, ein unbewiesenes Konzept. Wie kam BECCS zum Modell?

Alles begann mit dem Ziel bei 2 ° C, einem formellen internationalen Ziel, das seit 2010 bestand (und einem informellen seit den 1990er Jahren). Viele Jahre vor Paris warnten Klimaforscher, dass ein Grenzwert von 2 ° C außer Kontrolle geraten oder bereits außerhalb der Reichweite liegt.

Und hier ist der Grund: Da Klimatologen den Temperaturanstieg eindeutig (und unermüdlich) mit steigenden CO ₂ -Konzentrationen in der Atmosphäre in Verbindung gebracht haben, können sie anhand der maximal zulässigen Temperatur die maximale Menge an CO ₂ berechnen, die wir wegwerfen können - unser „Kohlenstoffbudget“. Und mit einer Wahrscheinlichkeit von über 66% sollte unsere CO ₂ -Konzentration 450 ppm nicht überschreiten [450 x 10 ^-6 ], um innerhalb von 2 ° C zu bleiben.

Als 2010 auf einer großen Konferenz in Cancún in Mexiko das Ziel von 2 ° C verabschiedet wurde, war das Budget von 450 * 10 ^-6 oder 2 ° C bereits äußerst angespannt: Nur ein Drittel oder 1000 Gigatonnen Kohlendioxid blieben übrig. Da die Menschen 40 Gigatonnen pro Jahr emittieren, kann dieses Budget bereits vor der Mitte des Jahrhunderts problemlos ausgegeben werden. Mehrere spezialisierte Modellierungsgruppen begannen 2004, sich mit diesem Problem der globalen Rechnungslegung zu befassen, als IPCC sie aufforderte, Szenarien unter Verwendung eines 2 ° C-Ziels zu entwickeln. Wie viel müssen wir also reduzieren, um die von fossilen Brennstoffen abhängige Wirtschaft nicht vollständig zu verlangsamen?

Um dieses Problem anzugehen, verwendeten die Gruppen ein Tool namens „umfassende Bewertungsmodelle“ - Algorithmen, die Daten zu Klima, Wirtschaft, Politik und Technologie verwenden, um effektive Lösungen bereitzustellen.

Ungefähr zu der Zeit, als sich die späte Fernsehsendung im schwedischen Fernsehen für immer veränderte, stieß Detlef van Vuyuren, der Leiter der Gruppe niederländischer Modellwissenschaftler IMAGE, auf die Idee von BECC in der Literatur und sah die Arbeit von Obersteiner im Jahr 2001 und die Arbeit von Christian Azar und Jose Moreira. Er interessierte sich für sie. Theoretisch könnte BECC durch die Erzeugung von Energie und das Absaugen von CO ₂ aus der Atmosphäre zu einem Weg führen, der die Wirtschaft auf einen Anstieg von 2 ° C bringt.

Der Schlüssel dazu war, dass BECC zu negativen Emissionen führt, was für den Kohlenstoffhaushalt einen negativen Beitrag darstellt. Dies ähnelt einer Klimakreditkarte: Durch negative Emissionen konnten Modellierer kurzfristig über das Emissionsbudget hinausgehen, Treibhausgase wachsen lassen (wie dies in der Realität der Fall ist) und dann Schulden abbezahlen, um später CO ₂ aus der Atmosphäre zu verbrauchen.

„Die Idee negativer Emissionen ist zutiefst logisch geworden“, sagt van Vuyuren.

Die Gründe für negative Emissionen hingen stark von der Arbeit des Physikers Klaus Lakner ab, der um die Jahrtausendwende CO ₂ -Entfernungsschemata auf Trainingsbrettern für seine Studenten an der Columbia University entworfen hatte. Lackner, der an der Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (die damals in Kohlekraftwerken eingesetzt werden sollte) arbeitete, schlug als erster die Idee der direkten Luftabscheidung vor - CO ₂ direkt aus der Atmosphäre zu ziehen. Zu dieser Zeit war Luckners Idee, ähnlich wie bei BECCS, rein theoretisch.

Aber van Vuyuren sagt, dass man für Baumodelle die Existenz von BECCS annehmen könnte, zumindest seiner Bestandteile. IPCC veröffentlichte einen Bericht über die Abscheidung und Speicherung von Kohlenstoff - und Bioenergie bedeutete einfach das Verbrennen großer Mengen Getreide. Einige Modelle verwendeten direkte Luftabscheidung, andere Technologien für negative Emissionen und Aufforstung (Pflanzung von Baumhaufen, die auf natürliche Weise CO ₂ als Ergebnis der Photosynthese absorbieren und speichern). Aber BECCS war billiger, weil es Strom lieferte.

2007 veröffentlichte IMAGE eine einflussreiche Arbeit, die auf BECCS basiert, in der Zeitschrift Climatic Change und erregte beim IPCC-Expertentreffen große Aufmerksamkeit. Andere Gruppen begannen ebenfalls, BECCS in ihre Modelle aufzunehmen, und daher setzte sich diese Technik in den im fünften IPCC-Bericht enthaltenen Modellen durch (aufgrund dessen Carlson einen Anruf von der Luftwaffe erhielt).

Die Modelle verwendeten eine groß angelegte Implementierung von BECCS. Laut einer Analyse, die der britische Klimatologe Jason Lowe mit Carbon Brief geteilt hat, schlugen Modelle mit BECCS im Median vor, 630 Gigatonnen CO _{2 zu} entfernen, was etwa zwei Dritteln des Kohlendioxids entspricht, das der Mensch von vorindustriellen Zeiten bis 2011 emittiert. War das richtig?

Nicht für James Hansen, der schrieb, dass sich die Abhängigkeit von negativen Emissionen in allen Szenarien leise „wie Krebs ausbreitet“, zusammen mit der Annahme, dass junge Menschen irgendwie herausfinden werden, wie sie CO ₂ zu einem Preis extrahieren können, den er auf 140-570 Billionen US-Dollar schätzte .

Anderson (nach indischen Berechnungen) machte darauf aufmerksam, dass mehrere Szenarien, die bei 2 ° C passen und kein BECCS verwenden, darauf hindeuten, dass der Höhepunkt der CO ₂ -Emissionen im Jahr 2010 eintreten würde - was, wie er trocken feststellte, "offensichtlich nicht eingetreten ist". In einem stechenden Brief aus dem Jahr 2015 beschuldigte Anderson Wissenschaftler, negative Emissionen zu verwenden, um seine Forschung auf die Anforderungen der Aufsichtsbehörden zuzuschneiden, und nannte sie ein „Klavier im Gebüsch“ [deux ex machina]. Kritiker, die ihn unterstützten, argumentierten, dass umfassende Bewertungsmodelle zu einem politischen Instrument wurden, das das 2 ° C-Ziel realer machte als es tatsächlich war.

Oliver Geden, Leiter der Europäischen Union am Deutschen Institut für Sicherheit und Internationale Beziehungen, hat in der Fachpresse Alarm geschlagen. Auf der Journalismus-Seite der New York Times während der Konferenz nannte er negative Emissionen „magisches Denken“ - ein Konzept, das erforderlich ist, um das Leben in einem „Märchen“ von 2 ° C aufrechtzuerhalten.

Van Vuyuren und andere von uns befragte Modellierer glauben, dass diese Kritik nicht angesprochen wird. Sie argumentieren, dass komplexe Bewertungsmodelle sich nicht mit Vorhersagen befassen sollten, da niemand zukünftige Technologien oder politische Entscheidungen vorhersagen kann. Sie sind auch kein Leitfaden zum Handeln. Laut Van Vuyuren handelt es sich bei diesen Modellen um „Intelligenz“, die zeigen soll, welche politischen Entscheidungen und Investitionen getroffen werden müssen, um ein Ziel von 2 ° C zu erreichen. Vor diesem Hintergrund stellt van Vuyuren eine „gefährliche Lücke“ zwischen der Abhängigkeit von Szenarien von BECCS und der Anzahl der Forschungsprogramme und -projekte in der realen Welt fest.

Ob IPCC-Szenarien eine politische Deckung oder ein Leitfaden für die Regulierungsforschung sind, hängt vom Standpunkt ab. Diese Lücke kann jedoch auf keinen Fall geleugnet werden. Ein Teil davon kann durch die Tatsache erklärt werden, dass BECCS ein konzeptionelles Werkzeug ist und keine echte Technologie, die irgendjemand in der Ingenieurwelt schützt (mit Ausnahme einiger Laien wie Carlson). Bei einem kürzlich in Berlin abgehaltenen Treffen nannte ein Klimatologe BECCS „einen teuflischen Laich“, der zum Lachen führte. Bioenergie und Kohlenstoffbindung stießen auf recht aktive Kritik. Bioenergie - für die missbräuchliche Verwendung von Pflanzen, die zur Ernährung der Menschen benötigt werden, und für die Kohlenstoffabscheidung, um unter anderem die Notwendigkeit einer starken Emissionsreduzierung zu beseitigen.

Aus diesem Grund nannten Anderson und Peters im letztjährigen Wissenschaftsartikel die Hoffnung auf negative Emissionen "ein unvernünftiges Glücksspiel mit hohen Einsätzen" und ein "Moral Hazard", das es den Regulierungsbehörden ermöglicht, die Einführung drastischer Emissionsgrenzwerte zu vermeiden. In einem Antwortschreiben warnte Klaus Lakner, ein Pionier der Kohlenstoffabscheidung, dass ihre Behauptungen zur Schließung eines ganzen Forschungsbereichs führen könnten. "Wenn wir dieses Gespräch 1980 hätten", schreibt er, wäre alles anders. Aber jetzt, da das Kohlenstoffbudget den Schornstein erreicht hat, kann das Potenzial für Technologien mit negativen Emissionen „Leben retten“.

Und hier ist die grausamste Wahrheit: Selbst wenn negative Emissionen in manuell abgestimmten und unpraktischen Computermodellen auftraten, müssen wir jetzt in der realen Welt negative Emissionen erzielen, um die Planetentemperatur auf einem sicheren Niveau zu halten.

Die Temperaturen sind bereits um 1,2-1,3 ° C gestiegen. Die aktuellen Kohlendioxidkonzentrationen liegen bei 406 * 10 ^-6 . Laut Sabine Fass und Jan Minks vom Climate Change Research Institute. Mercatura, unser Budget von 1,5 ° C ist fast ein Misserfolg - und viele Experten stimmen ihnen zu. Wenn Sie eine melancholische Stimmung haben, können Sie sich auf der Website des Instituts den Timer ansehen, der das Kohlenstoffbudget herunterzählt. Sie glauben, dass ohne wesentliche Maßnahmen der Weltgemeinschaft zur Emissionsbegrenzung das Zwei-Grad-Budget bis 2030 erschöpft sein wird [nach dem Zeitgeber des Instituts wird das Budget um 18 Jahre (2035) mit Durchschnittswerten und im schlimmsten Fall nur 8 Jahre (2025) erschöpft sein. Jahr) / ca. übersetzt.].

Die Frage ist, ob die Technologie für negative Emissionen in der realen Welt auf globaler Ebene funktionieren kann. Um dieses Problem zu untersuchen, besuchten wir ein Arbeitsprojekt in Decatur, pc. Illinois, von Modellierern als Beweis für die tatsächliche Existenz von BECCS zitiert.


Arbeiter an einer Station der Archer Daniels Midland Corporation in Decatur, Illinois, injizieren sauberes Kohlendioxid in unterirdische Speicher. Theoretisch kann es dort für immer gespeichert werden.

Vielleicht haben Sie sich die Zukunft nicht so vorgestellt, wie Sie sie sehen können, wenn Sie von Chicago nach Süden fahren, den Schildern nach Memphis folgen und rechts ein paar hunderttausend Hektar Maisfelder rechts nehmen, vorbei an selbstgemachten Schildern, die den freien Verkauf von Waffen befürworten, und Zeichen zur Förderung von Biokraftstoffen (dies sind keine Ölfelder im Nahen Osten, dies sind Sojabohnen-Biodieselfelder). Vor 10 Jahren, vor dem Zusammenbruch des Biokraftstoffmarktes, konnten die Menschen hier ihren Reichtum - Sojabohnen- und Maisfelder - bewundern, der sich bis zum Horizont erstreckte. Von Decatur aus müssen Sie von weitem zum Bahnhof Archer Daniel Midland mit seinen quadratischen weißen Türmen und einer mysteriösen Kuppel fahren, die wie eine Smaragdstadt ohne Gläser mit grünem Glas aussieht.

Wenn Sie sich dem Tor mit Sicherheit nähern, verwandelt sich die Station in zufällig verstreute Umspannwerke, große Tanks und Pipelines, die von einem unangenehmen Geruch umgeben sind, der an Katzenfutter erinnert. Züge und Lastwagen liefern hier Tonnen von Sojabohnen und Mais, um sie zu Chemikalien für Lebensmittel und Ethanol als Kraftstoff zu verarbeiten. Und irgendwo im Darm dieses landwirtschaftlichen Riesen im Mittleren Westen befindet sich das Illinois Industrial Carbon Capture Project, auch bekannt als das weltweit einzige BECCS-Projekt.

"Ich habe gewarnt, dass es nicht viel zu sehen gibt", sagt Sally Greenberg, Geologin und erste stellvertretende Direktorin für Energieforschung und -entwicklung beim Illinois State Bureau of Geology, einem ADM-Partner, und öffnet den weißen Trailer, der als Hauptsitz des Projekts dient. Und doch sagt sie, dass das Projekt von mehr als 900 Menschen aus 30 Ländern besucht wurde: „Es ist erstklassig.“

Die Station ist ein idealer Ort, um Kohlenstoff zu binden und zu begraben, weshalb das US-Energieministerium vor fast 15 Jahren beschlossen hat, hier ein Pilotprojekt durchzuführen. In den Tiefen der Station wird aus Maiskörnern gewonnener Zucker zu Ethanol fermentiert, wobei CO _{2 freigesetzt wird} , das besonders leicht einzufangen ist: Sie müssen es nur von Ethanol trennen und Wasser entfernen. Dann wird dieses CO ₂ komprimiert, in ein Rohr eingespeist und in ein tiefes Reservoir mit Salzwasser und Sandsteinwänden eingeleitet, das sich zwei Kilometer unter der Station befindet.

Um uns den neuen Gasentwässerungsbrunnen anzusehen, der im vergangenen Mai in Betrieb genommen wurde, fuhren wir vom Bahnhof zurück und folgten den Schildern nach Progress City, einem landwirtschaftlichen Ausstellungskomplex von ADM, wo die Einheimischen das ungewöhnlich warme Oktoberwetter am Family Safety Day genossen. Eineinhalb Kilometer von der Station entfernt bremsten wir am eingezäunten Injektor - einem rostigen Rohr mit mehreren Biegungen und Messinstrumenten, das im Zementblock im Boden verschwand. Wir standen da und Kohlendioxid strömte leise und unmerklich in den Boden. Jetzt werden 1,4 Millionen Tonnen CO _{2 unter} der Erde gespeichert , was sonst die Atmosphäre des Planeten verschmutzen würde.

Theoretisch inspiriert es; Tatsächlich standen wir auf kahlen Maisfeldern und schauten auf ein Rohr, das für ein so fortgeschrittenes Projekt verdächtig rostig aussah. Ehrlich gesagt war die beeindruckendste der gesamten Installation unter der Erde versteckt.



Haben wir die Arbeit unserer Lieblingstechnologie von Modedesignern gesehen, die die Welt retten? ADM ist nicht die Art von BECCS, die Wissenschaftler vertreten haben - das heißt, kein Kraftwerk, das durch Verbrennung von Getreide Strom erzeugt. Greenberg hat den Begriff BECCS im Allgemeinen erst vor wenigen Jahren kennengelernt, obwohl er 2005 mit der Arbeit an dem Projekt begonnen hat. Bisher hat sie kein Spezialist für komplexe Bewertungsmodelle angerufen.

Glücklicherweise wurde Decatur die erste BECCS-Station der Welt. Der Prozess der Umwandlung von Mais in Ethanol kann technisch als Bioenergie bezeichnet werden, und dieser Prozess erzeugt zumindest nach groben Schätzungen negative Emissionen. Grob gesagt werden zwei Drittel des Kohlenstoffs aus Mais in Ethanol umgewandelt und nach der Verbrennung in Automotoren in die Atmosphäre freigesetzt. Das verbleibende Drittel des Kohlenstoffs wird unterirdisch gepumpt. Laut Greenberg muss das Team noch den gesamten Aufwand einschließlich des Transports von Mais berücksichtigen, aber BECCS war nicht das ursprüngliche Ziel dieses Projekts.

Ein Argument dieses Projekts zugunsten von BECCS ist, dass wir für immer eine große Menge Kohlendioxid unter der Erde speichern könnten. Einmal in einem Salztank, CO ₂reagiert mit Salzlake und Stein, der es bindet, und ist oben auf dem Pool mit einer Schicht versiegelten Steins bedeckt, um sicherzustellen, dass keine Lecks auftreten. Bei der Verfolgung der Position von CO _{2 im} Untergrund hat das Team noch keine Anzeichen von Bewegung oder Undichtigkeiten festgestellt. "Es kann dort für immer aufbewahrt werden", sagt Greenberg. Allein dieser Tank kann laut Studien etwa 100 Milliarden Tonnen Kohlendioxid speichern, was die Aussicht auf Einsparung von 600 Milliarden Tonnen - die in den Modellen beschriebene Menge - vernünftig macht.

Andererseits beleuchtet das Projekt den Umfang der BECCS-Implementierungsaufgabe. In Zukunft soll mit der Decatur-Anlage in den nächsten Jahren weitere 5 Millionen Tonnen Kohlendioxid eingespart werden - und 2016 betrug die durchschnittliche Emissionsmenge in den USA 14 Millionen Tonnen Kohlendioxid pro Tag. Wie viele Stationen benötigen wir für BECCS?

Wenn Sie sorgfältig über diese Frage nachdenken, wird klar, wie schwierig es ist, sie zu beantworten. In einer kürzlich erschienenen ArbeitDie Ingenieure Mathilde Fajardy und Niall Mac Dowell vom Imperial College London haben die besten und schlechtesten BECCS-Entwicklungsoptionen sorgfältig untersucht. Im schlimmsten Fall (zum Beispiel beim Verbrennen von Weiden, die auf europäischen Weiden wachsen) ist es möglich, dass negative Emissionen überhaupt nicht erreicht werden können. Sie werden zu viel Kohlenstoff für den Transport von Pflanzen ausgeben [ einige Weiden- und Pappelsorten werden als Energiepflanzen verwendet / ca. transl.], Bodenvorbereitung und Bau der Station. Und selbst in den besten Fällen (mit schnell wachsendem Elefantengras auf dem Ackerland in Brasilien nicht ausgelastet) erforderlichLandfläche vergleichbar mit Indien und Wassermenge vergleichbar mit der von der gesamten Landwirtschaft der Welt verbrauchten. "Wenn Sie die Menge der Ernte auf das erforderliche Maß hochrechnen, ist dies eine Katastrophe", sagte Luckner.

Es gibt immer noch ein Problem mit dem Geld. BECCS-Stationen verdienen kein Geld - das Verbrennen von Anlagen ist nur halb so effizient wie das Verbrennen von Kohle. In den USA kann BECCS gefördert werden, indem Unternehmen für Kohlendioxidemissionen belastet werden. Der von mehreren Republikanern in den USA geförderte Kohlendioxidsteuerplan passt jedoch nicht zur neuen Klimazone der Trump-Regierung. Grundsätzlich erhalten einige US-Unternehmen Steuergutschriften für die Speicherung von CO _{2 im} Untergrund. Mit Ausnahme von ADM tun sie dies jedoch, um die Ölförderung durch Injektion von CO ₂ zu verbessernin fast trockenen Brunnen, um an schwer zugängliches Öl zu gelangen. Obwohl ein Teil des CO ₂ im Untergrund verbleibt, werden durch diesen Prozess noch mehr fossile Brennstoffe für die Verbrennung freigesetzt.

Als wir Decatur verließen, war es trotz der Realisierbarkeit des Projekts sehr schwer vorstellbar, BECCS in dem für diese Szenarien erforderlichen Umfang einzusetzen.

Wir teilten unsere Begeisterung mit Noah Deich, der sich selbst als Berater für das Rückgewinnungsmanagement bezeichnet, und dem Gründer der weltweit ersten und einzigen Organisation für negative Emissionen, dem Center for Carbon Removal. Deich schlug vor, die Technologie der negativen Emissionen anders zu betrachten - nicht als universelle Lösung, sondern als „Portfolio“. Dieses Portfolio umfasst natürliche Ansätze zur Kohlenstoffbindung, z. B. die Entwicklung von Kohlenstoffsenken (Land, das mehr Kohlenstoff absorbiert als emittiert), Aufforstung, Biokohle (ein Additiv für Kohleböden , die CO ₂ dauerhaft binden ) sowie Technologien wie BECCS und direkter Lufteinlass.

Bisher gibt es eine direkte Lufterfassung aus diesem Portfolio nur in der Größenordnung von Labortischen. An der Arizona University experimentiert Luckner mit kleinen, tragbaren Boxen, die Kohlendioxid aus der Luft entfernen. Es gibt jedoch nur sehr wenige Unternehmen mit einem profitablen Geschäftsplan. Einer von ihnen gehört einem charismatischen Harvard-Klimatologen, David Keith.

In der Stadt Squamish, eine Autostunde von Vancouver entfernt, scheint es nicht nötig zu sein, die Welt zu retten. Die Stadt liegt auf einer schmalen Halbinsel zwischen dem dunkelblauen Binnenkanal und den Küstenbergen mit schneebedeckten Gipfeln in British Columbia, die Kletterer lieben, die sich in Starbucks-Kaffeehäusern drängen. Gerüchten zufolge plant Microsoft, hier einen Campus zu errichten. Eine der Niederlassungen der Halbinsel an der Stelle der Station, an der früher Chemikalien für die Papierindustrie hergestellt wurden, ist ein Startup, das 2009 von Keith gegründet und von Bill Gates, einem der wenigen Direct-Capture-Unternehmen der Welt, finanziert wurde. Im Hauptquartier trinken hart gestrickte Ingenieure in grob gestrickten Pullovern Kaffee an einem gemeinsamen Tisch, und auf der Liste der Arbeiter stehen drei Hunde, die ebenfalls in den Büros herumlaufen.

Erst diese Woche hat das Team sein langjähriges Ziel erreicht: Es hat synthetischen Kraftstoff (den Sie mit einem Auto tanken können) nur aus Kohlendioxid aus der Luft und Wasserstoff aus dem Wasser hergestellt. Warum tanken? Es kann schwierig sein, nicht nur die direkte Erfassung von Luft in großem Maßstab zu demonstrieren, sondern auch zu zeigen, wie Sie mit frei verfügbarem CO ₂ Geld verdienen können - und dieser Aspekt negativer Emissionen kann, wie BECCS zeigt, schwierig zu erreichen sein.

Auf einem Rundgang durch die Pilotstation lehnt Geoff Holmes, ein ehemaliger Student Chinas und sein Manager für Geschäftsentwicklung, die Bewunderung für das Projekt ab und erklärt, dass Kohlendioxid mit chemischen Geräten der Schulklasse aufgefangen werden kann.

In dem Carbon Engineering-Experiment, das auf einer Baustelle und in einem Hangar stattfindet, arbeiten vier Strukturen, die durch verschiedene Rohre verbunden sind, und all dies erinnert an ein geniales Brettspiel Mouse Trap von gigantischer Größe. In der ersten Stufe wird in Lösung säurebildendes Kohlendioxid von Kaliumhydroxid (Base) absorbiert. In einer siloähnlichen Brikettiermaschine wird Kohlendioxid durch eine andere Reaktion aus dem Chemieunterricht der High School in Briketts aus Calciumcarbonat (Kreide) umgewandelt. Wenn Sie sie in der Hand halten, ähneln sie kleinen weißen Kugeln. Theoretisch ist in solchen Briketts CO ₂kann für immer gespeichert werden. Die Briketts werden dann in einem Kalzinator erhitzt, um Kohlendioxid freizusetzen, und um den Prozess zu schließen, wird das verbleibende Kalzium für den nächsten Schritt verarbeitet. Das Verfahren absorbiert nur Luft, Wasser und Strom, die in Britisch-Kolumbien fast vollständig von Wasserkraftwerken mit erneuerbarer Energie bereitgestellt werden. Der Ausgang ist ein sauberer Kohlendioxidstrom.

Der nächste Schritt: etwas aus Kohlendioxid verkaufen. In diesem Jahr begann ein Schweizer Direct-Capture-Startup, Climeworks, Kohlendioxid an ein nahe gelegenes Gewächshaus zu verkaufen. Carbon Engineering entschied sich für die Herstellung von benzinähnlichem Kraftstoff nach dem Fischer-Tropsch-Verfahren. Diese Technologie stammt aus den 1920er Jahren und verwendet normalerweise Kohle und Wasserstoff daraus. Während des Zweiten Weltkriegs verwendeten die Deutschen diese Technologie wegen Ölmangels. Aber Carbon Engineering produziert Wasserstoff aus Wasser. Mit diesen Materialien kann die Pilotstation mehrere Barrel sauberen synthetischen Kraftstoffs pro Tag produzieren, was bei einem Ölpreis von 60 USD pro Barrel die vielen Gehälter des Unternehmens, das 32 Mitarbeiter beschäftigt, nicht bezahlt.

„Die Entwicklung einer solchen Technologie kostet viel Zeit und Geld“, sagt Regisseur Adrian Corles. Für vier Jahre, sagte er, plant das Unternehmen, auf eine Demonstrationsstation zu skalieren, die Tausende von Barrel Kraftstoff pro Tag produzieren kann. Potenzielle Märkte sind Staaten wie Kalifornien oder British Columbia, die Unternehmen dazu ermutigen, effizientere Kraftstoffe zu verwenden. Diese Regeln können solche Kraftstoffe wettbewerbsfähiger machen.

Wird der vom Unternehmen erhaltene Kraftstoff als negativ eingestuft? Nein - im besten Fall handelt es sich um einen klimaneutralen Prozess, da alle eingefangenen Atome beim Verbrennen des Kraftstoffs in die Atmosphäre zurückkehren. Theoretisch kann ein Unternehmen diese Station jedoch mit dem Ziel fahren, negative Emissionen zu erzeugen, anstatt Kraftstoff zu produzieren und CO ₂ einzuspritzenUntergrund - wenn der Markt bereit ist, für eine solche Dienstleistung zu bezahlen.

Keith, bekannt für seine Pionierarbeit im Bereich Solar Geoengineering , teilte uns in seinem Büro in Cambridge auf Skype mit, dass er Carbon Engineering gegründet habe, da ihn die direkte Lufterfassung beeindruckte: „Eine Technologie, die schön wäre, wenn wir wüssten, wie viel sie kostet ". Später stellte er klar: "Der beste Weg, die Kosten herauszufinden, besteht darin, die Ärmel hochzukrempeln und in den Konstruktionsprozess einzutauchen."

Bei der Erörterung globaler Auswirkungen hat Kit diese Technologie jedoch nicht als Zauberstab beschrieben - und der Rest des Teams ist der gleichen Meinung. Er sagte, dass kostengünstige Direktluftabscheidungstechnologie "große Umweltvorteile" haben würde. Keith mag keine Beinamen wie "innovativ" und "wegweisend" oder sogar "interessant", weshalb wir anfangen zu glauben, dass eine Art revolutionäre Technologie auftauchen wird, die die Welt retten kann. Er erinnert daran, dass einige der wichtigsten technologischen Entwicklungen zur Eindämmung des Klimawandels nicht wie plötzliche Durchbrüche waren, sondern schmerzlich konsistente Erfolgsgeschichten des technischen Erfolgs - wie zum Beispiel ein allmählicher Preisverfall bei Solarmodulen, der im Prinzip seit 1970 existiert s.Um die Mitarbeiter darauf aufmerksam zu machen, hat er in den frühen Tagen des Bestehens des Unternehmens sogar ein Schild mit der Aufschrift „no science“ im Büro aufgehängt.

Keith glaubt, dass wir koordinierte Forschung zu allen Arten von Technologien für negative Emissionen benötigen, da die Kohlenstoffkonzentration bereits zu hoch gestiegen ist. "Die Begrenzung der Emissionen wird das Klimaproblem nicht lösen", sagt Keith. "Es wird einfach die Entwicklung von Ereignissen von schlecht zu schlechter stoppen."

Beim Besuch von Carbon Engineering wird deutlich, dass diese Studien nicht nur konzeptionelle Lösungen oder eine Überarbeitung der Parameter von Computermodellen erfordern, sondern auch, wie Keith sagt, mehrere Jahre lang täglich „diese Aufgabe zu bewältigen“ - nur um die Technologie zu verbessern deren Komponenten seit Jahrzehnten in Laboratorien existieren, in eine sinnvolle Realität. Und es ist auch klar, wie kompliziert eine solche angewandte Forschung sein kann, selbst für ein visionäres Genie, das von zwei Milliardären finanziert wird und einen optimistischen Geschäftsansatz hat, den Sie von einem Team kanadischer Ingenieure erwarten.

Ein paar Stunden, nachdem das Team den so genannten „ersten Kraftstoff“ entwickelt hatte, erklärt Holmes telefonisch freudig, dass Carbon Engineering nicht das erste Unternehmen ist, das aus Kohlendioxid gewonnene Kraftstoffe aus der Luft herstellt. Er betont jedoch, dass sie dies als erste an Geräten tun, die im industriellen Maßstab skaliert werden können. Zunächst im Sinne der Demonstration des möglichen Nutzens von Technologie.


In der Fabrik von Carbon Engineering in Squamish, British Columbia, Kanada, produzieren Ingenieure Autokraftstoff aus mit Luft mischbaren Chemikalien, die mit Wasser gemischt sind.



Wenn man über den Klimawandel in den USA spricht, muss man darüber sprechen, wie Trump aus dem Pariser Klimaabkommen herausgekommen ist - und nicht darüber, was im Kleingedruckten geschrieben steht.

Wenn die Wahl schief ging, könnten negative Emissionen Teil unserer Diskussion sein. Einige Tage nach den Wahlen 2016 bei einem Treffen in Marrakesch veröffentlichte der damalige Außenminister John Kerry einen ehrgeizigen Bericht, in dem er beschrieb, wie die Vereinigten Staaten bis 2050 die Treibhausgasemissionen um 80% oder mehr senken könnten. In dem Bericht sind die Hauptakteure negative Emissionen und BECCS sowie zwei Szenarien - eines weist BECCS eine begrenzte Rolle zu und das andere schließt es insgesamt aus. Emily McGlynn, die diesen Teil des Berichts verfasst hat, sagt, dass dieses Ziel ohne negative Emissionstechnologien erreicht werden kann - es wird nur teurer.

Auf die Frage, wie man mit den Ergebnissen widersprüchlicher integrierter Bewertungsmodelle umgeht, seufzt McGlynn. "Die wichtigsten Vorhersagen des IPCC sind, dass wir abgedeckt werden sollten, wenn wir nicht herausfinden, wie CO ₂ aus der Atmosphäre extrahiert werden kann, weil wir nicht so schnell wie möglich gehandelt haben", sagt sie. "Ich denke, das ist das Wichtigste."

Negative Emissionen werden jedoch weder im Pariser Abkommen noch in formellen internationalen Klimaverhandlungen erwähnt. Wie vor kurzem darauf hingewiesen ,Peters und Geden, kein einziges Land, erwähnten BECCS in ihren offiziellen Emissionsminderungsplänen, um ein 2 ° C-Ziel zu erreichen, und nur ein Dutzend von ihnen erwähnte die Kohlenstoffgewinnung und -speicherung. Politiker entwickeln keine speziellen Pläne zur Implementierung von BECCS, wobei sich die Lieferketten über Kontinente erstrecken und der seit Jahrzehnten bestehende Kohlenstoff berücksichtigt wird. Selbst wenn sich negative Emissionen jeglicher Art als technisch und wirtschaftlich rentabel erweisen, ist es schwierig zu verstehen, wie sie in der knappen Zeit, die wir noch haben, global umgesetzt werden können - von 13 bis nur 3 Jahren, wie einige Szenarien vorhersagen.

Wenn wir BECCS und direkte Lufterfassung rein akademisch untersuchen, ist es besonders klar, dass die Geschwindigkeit ihrer Implementierung sehr begrenzt ist und dass Modellierer, Ingenieure, Politiker und alle anderen möglicherweise negative Emissionen einführen müssen.

In Großbritannien und Europa erforschen zumindest die Menschen negative Emissionen, wenn auch nicht so schnell, wie es der BECCS-Unternehmer Henrik Carlson gerne hätte. Sein Unternehmen hat einen Mitarbeiter. Die Finanzierung ist "Null", sagt er. Trotzdem ist Carlson optimistisch über das Projekt, das zusammen mit der schwedischen Ölraffinerie durchgeführt werden soll.

In der Zwischenzeit startete Großbritannien das erste staatliche Programm zur Untersuchung negativer Emissionen - allerdings mit bescheidenen 11,5 USD, aber dies ist nur der Anfang. Verhandlungen und BECCS werden wahrscheinlich im nächsten Herbst in internationalen Verhandlungen im IPCC-Sonderbericht darüber, wie die Welt ihr 1,5 ° C-Ziel erreichen kann, weithin bekannt gemacht. Dies berichtet der Berichtsredakteur Joery Rogeli, der im Oktober mit uns über Skype sprach, als New York eine Temperatur von 32 ° C hatte - nicht lange bevor der Leiter der EPA, Scott Prewitt, den Clean Power Plan beendete.

In Trump America verbrennen wir das Kohlenstoffbudget, als ob morgen nie kommt. Der in Marrakesch vorgelegte Bericht zur Mitte des Jahrhunderts wird nicht verwendet - und die Klimadaten wurden kürzlich von der EPA-Website gelöscht und nur archiviert. Von dort können sie aber bei Bedarf in Zukunft heruntergeladen werden.

Und wir werden es tun.

Autoren: Journalistin und Literaturlehrerin Abby Rabinovich, die für Zeitungen wie die New York Times, den Guardian, die New Republic, Buzzfeed und Vice schrieb; Die Dozentin für Chemieingenieurwesen Amanda Simson am Cooper Union College, wo sie sich auch auf die Forschung im Bereich erneuerbare Energien konzentriert.