Forschung 26.10.2007, 19:31 Uhr

Mit Technik gegen den Klimawandel  

gigantische Sonnenschirme im All, Eisberge in der Karibik, Spiegel in der Wüste oder Eisendünger in den Meeren, damit Algen Treibhausgase vertilgen können.

Pünktlich zum Winterende beginnt an vielen Alpengletschern ein unwirkliches Treiben. Wie kleine Ameisen kraxeln Dutzende Menschen auf den gigantischen Eispanzern herum und rollen Planen aus. Die Folie soll das gefrorene Nass vor Sonne und warmem Regen schützen und somit die Schmelze bremsen.

Wirklich stoppen lässt sich das Abtauen der Gletscher damit aber nicht. An der Zugspitze leisten 20 Helfer zwei Wochen Schwerstarbeit, um mit 130 kg schweren, 5 m x 30 m großen Planen zumindest 9000 m2 abzudecken. Auch Kollegen in Tirol und in der Schweiz rollen Planen aus. Doch es bleibt ein Tropfen auf das alte Eis. Die Alpen messen eine Gesamtfläche von rund 1200 km x 200 km.

So stellt sich die Frage, ob die Folgen des Klimawandels anders abgemildert werden können. Kann der Mensch aufhalten, was er ins Rollen gebracht hat?

Geoingenieure sind davon überzeugt. Ihre nicht unumstrittene Disziplin erlebt im Angesicht von Tropenstürmen, Überschwemmungen und Hitzewellen derzeit eine Renaissance. Erst recht, seit der niederländische Nobelpreisträger Paul Crutzen großtechnische Klimaeingriffe anregte. Der Atmosphärenchemiker, der 1995 für seine Forschungen zum Ozonloch den Nobelpreis empfing, schlägt vor, in großem Stil Schwefelaerosole in die Stratosphäre einzuleiten. Der Klimawandel werde in seiner Dimension bisher völlig unterschätzt und berge sicher noch böse Überraschungen. Dagegen müsse sich die Menschheit frühzeitig wappnen, begründet er seinen Vorstoß.

Große Mengen Schwefelaerosole in der Atmosphäre können die Temperatur auf der Erde schlagartig senken, da die Partikel die Sonnenstrahlung reflektieren. Crutzen räumt ein, dass seine Idee vorab ausführlicher Forschung bedarf. So ist unklar, wie der Schwefel in den Himmel kommen und bleiben soll. Der Nobelpreisträger räsoniert über Raketen, die ihn über Verbrennungsprozesse in die Stratosphäre einbringen könnten.

Alles das hat aber einen großen Haken: Schwefel in der Atmosphäre sorgt für sauren Regen und Waldsterben. Crutzen hält es für wahrscheinlich, dass die Ökosysteme das verkraften, streut aber selbst andere Zweifel: so drohe – verursacht durch eine chemische Reaktion – ein schnellerer Ozonabbau in der Stratosphäre und eine verstärkte Bildung von Zirruswolken, die den Klimawandel begünstigen.

Doch ist die Reflexion der Sonnenstrahlen ins All nur mit Schwefel zu machen? „Es gibt viele Vorschläge mit weniger Nebenwirkungen“, stellt Dr. Stefan Brosig klar. Der physikalische Chemiker leitet die Patentabteilung der Baufirma Züblin, und hat sich intensiv mit Forschungen zur großtechnischen Temperatursenkung auf der Erde befasst. Gerade US-Forscher würden die Vision verfolgen, den Klimawandel im All zu bekämpfen. Etwa mit großen Spiegeln in der Erdumlaufbahn, über die sich die Sonneneinstrahlung auf unseren Planeten regeln ließe. „Ein Vorschlag aus dem Jahr 2006 sieht vor, das auf die Erde einfallende Sonnenlicht um 1,8 % zu senken, indem am inneren Lagrange-Punkt zwischen Sonne und Erde gut 16 Billionen Scheibchen eines lichtablenkenden Materials platziert werden“, berichtet er. Ein Lagrange-Punkt ist ein Punkt im Raum, in dem sich ein kleiner Körper im Gravitationsfeld von zwei großen Körpern in relativer Ruhe zu den beiden Körpern befindet. Das Problem dieser Idee: Die Bauarbeiten in 1,5 Mio. km Entfernung von der Erde würden mindestens 1 $ pro Scheibchen kosten und könnten frühestens in 25 Jahren beginnen.

Es gibt auch irdischere Vorschläge. Um die Rückstrahlung ins All zu steigern, sollen schwimmende, lichtreflektierende Plastikscheiben in Ozeanen ausgestreut werden. Überlegt wird auch, mit weißen Planen großflächig die Wüsten abzudecken. „All diese Vorschläge haben zwei zentrale Denkfehler“, kritisiert Brosig. „Sie sind nur mit großem Aufwand rückgängig zu machen, wenn ungeahnte Folgen auftreten. Und sie lassen ein physikalisches Grundprinzip außer acht: Gute Absorber sind gute Emitter und umgekehrt.“ Wenn der Wüstenboden weiß verhüllt werde, reflektiere er zwar tagsüber die Sonne, nachts verhindere die Plane aber, dass der Boden Wärme emittiere.

Brosig hat selbst ein Patent, das diesen Widerspruch löst. Er will Wüsten in Äquatornähe großflächig verspiegeln, wobei die Spiegel nachts senkrecht gestellt werden sollen. Der Effekt: Während sich die Wüste tagsüber nicht aufheizt, kann sie nachts ungehindert auskühlen. „Um die Temperatur im Schnitt um 2 % zu senken, müssten ungefähr 2,5 % der Oberfläche vollkommen verspiegelt und nachts gänzlich entspiegelt sein“, erklärt der Erfinder.

Brosig schätzt die Kosten auf 10 Billionen €. Zur Finanzierung schlägt er vor, die Spiegel teils zur Stromerzeugung in Solarthermie Kraftwerken zu nutzen. Doch wie reagieren Flora und Fauna auf die plötzliche Abkühlung? „Das muss natürlich erforscht werden“, räumt er ein.

Bloß wie reagiert das Erdklima darauf? Und bilden sich um die Kältenester inmitten heißer Landstriche womöglich gefährliche Stürme? „Solche Unklarheiten sprechen natürlich gegen das Geoengineering“, sagt er. „Aber kennen wir die Folgen und Kosten des Business as usual?“

Dass er das Klima langfristig beeinflussen kann, hat der Mensch eindrucksvoll bewiesen. Aber kann er es sich kurzfristig untertan machen?

Wissenschaftler, die es mit der Wucht klimatischer Extreme zu tun haben, haben da ihre Zweifel. So reagiert Dr. Hugh Willoughby, einer der renommiertesten Hurrikan-Forscher der USA, skeptisch auf Vorschläge, Eisberge aus der Arktis in die Karibik zu schleppen, um die Bildung der verheerenden Wirbelstürme zu verhindern. „Sicher ziehen Hurrikans ihre Energie aus warmem Meerwasser und so gesehen würde es nützen, das Wasser einfach abzukühlen“, schreibt er. Doch praktikabel sei es angesichts der großen Entstehungszone der Stürme nicht. Diese messe in der Keimphase fast 5000 km2 und würde sich in der Wachstumsphase auf fast 20 000 km2 ausdehnen. „In der Summe braucht es schon eine Menge Eisberge, um einem einzigen Hurrikan das Leben dauerhaft schwer zu machen“, resümiert der Forscher.

Auch wenn reger Eisbergverkehr in Zukunft ausbleiben dürfte, könnten sich Ozeane noch als wichtige Ressource im Kampf gegen den Klimawandel erweisen. Während Flächenfraß an Land Wälder (CO2-Senken) vernichtet, bieten Meere reichlich Platz für feuchte Aufforstung. Auch Algen binden Kohlendioxid. Damit sie sich in Massen bilden, wollen Wissenschaftler Meere mit Eisen düngen. Das Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung treibt derartige Projekte im Südozean voran, um die Folgen der Düngung auf die Ökosysteme zu erforschen. Klar ist bislang, dass mit dem Ausbringen von Eisensulfat das Algenwachstum und damit die CO2-Aufnahme aus der Luft zunimmt. Fraglich ist, ob das Klimagas auch im Wasser bleibt.

Eine Forschergruppe der privaten Jacobs Universität in Bremen setzt ebenfalls auf Algen als Kohlendioxid-Killer. Sie züchtet die Wasserbewohner zunächst in Bioreaktoren heran. Durch diese Anlagen wird dann CO2-haltige Abluft von Kraftwerken geleitet. Die Algen ziehen das Treibhausgas heraus und bilden dabei gleichzeitig Biomasse. Diese wiederum kann zur Gewinnung von Bioethanol genutzt werden. Projektleiter Prof. Laurenz Thomsen rechnet vor: „Ein Quadratkilometer Algenkulturen verringert den CO2-Ausstoß eines Kraftwerks um 20 000 t bis 30 000 t jährlich. Mit dieser Menge CO2 wachsen 10 000 t bis 15 000 t Algenbiomasse. Daraus können an die 5000 t hochwertiger Biodiesel gewonnen werden.“

Sicher sind diese Forschungen kein des Geoengineerings im engeren Sinn. Aber vielleicht sind es ja doch eher die überschaubaren Projekte, die Erfolg versprechen.

Diese Erfahrung musste der Mensch bisher auch bei sämtlichen Versuchen machen, das Wetter zu steuern. Zwar lässt sich punktuell Niederschlag auslösen, wenn Silberjodid aus Flugzeugen in Regenwolken geblasen wird. Auf diese Weise möchte das Weather Modification Office des meteorologischen Amtes in Peking eine sonnige Eröffnungsfeier der olympischen Spiele garantieren. Doch die Erfolgsaussichten sind allenfalls fifty-fifty. Eine Studie aus dem Raum Krems, Langenlois in Österreich, wo seit 1977 regelmäßig Hagelflieger mit Silberjodid aufsteigen, um die Weinernte vor Hagel zu schützen, setzt die Erfolgsquote nach 20 Jahren bei 40 % an. Echte Wettergötter werden lachen. PETER TRECHOW/sta

Ein Beitrag von:

  • Peter Trechow

    Peter Trechow ist Journalist für Umwelt- und Technikthemen. Er schreibt für überregionale Medien unter anderem über neue Entwicklungen in Forschung und Lehre und Unternehmen in der Technikbranche.

  • Stefan Asche

    Stefan Asche

    Redakteur VDI nachrichten
    Fachthemen: 3-D-Druck/Additive Fertigung, Konstruktion/Engineering, Logistik, Werkzeugmaschinen, Laser

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