Climate Engineering im Kontext von Emissionsminderungsstrategien: Illusion, Komplement, oder Substitut?
Mineralogie, Petrologie und Geochemie
Paläontologie
Physik und Chemie der Atmosphäre
Praktische Philosophie
Wirtschaftstheorie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
CEMICS hatte eine Beurteilung von climate engineering (CE) im Modus einer Gesamtschau aller Klimapolitikoptionen zum Ziel. CEMICS1 lieferte eine prototypische Analyse von CE im Kontext von Vermeidung. Folgende CE-Optionen wurden im Hinblick auf Klimawirksamkeit, Kosten und Nebenwirkungen untersucht: (Wieder-)Aufforstung (AF), beschleunigte Verwitterung (EW), direkter Entzug aus der Atmosphäre (DAC) und stratosphärische Aerosol- Injektion (SAI). CEMICS2 arbeitete die Synergien und Zielkonflikte zwischen diversen Kohlenstoff-Management (CDR)-Optionen heraus. Es analysierte ferner CE im Kontext von Optionen und Zielen, ethischen Ansätzen und Argumenten, sowie gesellschaftlichen Entwicklungen und Zielen. CEMICS widmete sich ferner den Auswirkungen einer parallelen Anwendung von CDR-Optionen wie EW und Biokohle mit AF- und Bioenergieanlagen zur nachhaltigen CO2-Speicherung in Biomasse. Unter bestimmten Bedingungen kann die kombinierte Anwendung von CDR-Optionen zu vorteilhaften Effekten wie einer höheren Lebensmittelproduktion, verbesserten Bodeneigenschaften und gesünderen Wäldern führen und gleichzeitig Ozeanversauerung entgegenwirken. Zukünftige Szenarien eines großflächigen Einsatzes biomassebasierter CDR-Technologien, die den erhöhten Nährstoffbedarf nicht berücksichtigen, überschätzen das CO2-Sequestrationspotential. Der gleichzeitige Einsatz von EW könnte den Nährstoffbedarf teilweise ausgleichen. Die Untersuchung der (Wieder-)Aufforstung in großem Maßstab deutet negative Auswirkungen auf die Lebensmittelpreise an, die durch die Beschränkung der Aufforstung auf die Tropen gemindert werden könnten. Die CDR-Technologien AF, EW und DACCS wurden in REMIND-MAgPIE integriert, um den Wert der einzelnen CDR-Optionen für den Klimaschutz sowie die damit verbundenen Auswirkungen und Risiken zu bewerten. Das Erreichen des 1,5°C-Ziels erfordert beträchtliche Mengen an CDR, während 2°C auch ohne CDR machbar wäre, allerdings nur, wenn die Emissionen in jedem Jahrzehnt halbiert werden. Überraschenderweise ist der CDR-Bedarf fast unabhängig von der sozioökonomischen Entwicklung (SSP). Die regionale CDR Nutzung hängt von der verfügbaren Option ab. Daher sollten verschiedene CDR-Optionen entwickelt werden, damit alle Regionen entsprechend ihrer regionalen Potenziale einen Beitrag leisten können. Zusätzlich zu CDR wurde die erste klimazielbasierte integrierte Analyse von SAI und Vermeidung umgesetzt, die ethisch konsistent ‘Regionalklima-Diskrepanzen’ und ‘Ozonzerstörung’ einbezog. Jede dieser beiden Nebenwirkungs-Kategorien führte zu einer qualitativen Verringerung des Einsatzes von SAI. Überraschenderweise gab das mit Unsicherheit konsistente Entscheidungskriterium SAI um eine Größenordnung mehr Raum als deterministische. Das Ergebnis der ethischen Analyse erwies sich als in vielen Aspekten vom normativen Rahmen abhängig, insbesondere von den zu berücksichtigenden Werten und deren Abwägung im Falle von Wertekonflikten. Es wurden Risikoprofile für verschiedene Technologien sowie normativ informierte Leitplanken erstellt, die einen Vergleich und die Beantwortung von Fragen der moralischen Zulässigkeit verschiedener Optionen ermöglichten. Es wurde ein normativer Rahmen für die Bewertung von CE-Optionen entwickelt, der auf möglichen Konsequenzen, der Verteilung der damit verbundenen Risiken, Machbarkeitsbeschränkungen und Nachhaltigkeitskriterien basiert. Schließlich wurde dieser Rahmen mit den SDGs sowie den RCPs und SSPs verknüpft. Im Hinblick auf Publikumsmedien sind sieben Radio- und vier TV-Interviews sowie Beiträge zu 17 Zeitungsartikeln zu nennen. Es wurden drei Stakeholderberatungen durchgeführt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- 2014. Land-use protection for climate change mitigation Nature Clim. Change 41095–8
Popp A, Humpenöder F, Weindl I, Bodirsky B L, Bonsch M, Lotze-Campen H, Müller C, Biewald A, Rolinski S, Stevanovic M and Dietrich J P
(Siehe online unter https://doi.org/10.1038/nclimate2444) - 2016. Afforestation to mitigate climate change: impacts on food prices under consideration of albedo effects. Environ. Res. Lett. 11, 085001
Kreidenweis, U., Humpenöder, F., Stevanović, M., Bodirsky, B.L., Kriegler, E., Lotze-Campen, H., Popp, A.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1088/1748-9326/11/8/085001) - 2017. Towards a comprehensive climate impacts assessment of solar geoengineering. Earths Future 5, 93–106
Irvine, P.J., Kravitz, B., Lawrence, M.G., Gerten, D., Caminade, C., Gosling, S.N., Hendy, E.J., Kassie, B.T., Kissling, W.D., Muri, H., Oschlies, A., Smith, S.J.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1002/2016EF000389) - 2018. Potential and costs of carbon dioxide removal by enhanced weathering of rocks. Environ. Res. Lett. 13, 034010
Strefler, J., Amann, T., Bauer, N., Kriegler, E., Hartmann, J.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1088/1748-9326/aaa9c4) - 2019. Cost-Risk Trade-Off of Mitigation and Solar Geoengineering: Considering Regional Disparities Under Probabilistic Climate Sensitivity. Environ. Resour. Econ. 72, 263–279
Roshan, E., M. Khabbazan, M., Held, H.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1007/s10640-018-0261-9) - 2019. Ideas and perspectives: Synergies from co-deployment of negative emission technologies. Biogeosciences 16, 2949–2960
Amann, T., Hartmann, J.
(Siehe online unter https://doi.org/10.5194/bg-16-2949-2019) - 2020. Impacts of enhanced weathering on biomass production for negative emission technologies and soil hydrology. Biogeosciences 17, 2107–2133
de Oliveira Garcia, W., Amann, T., Hartmann, J., Karstens, K., Popp, A., Boysen, L.R., Smith, P., Goll, D.
(Siehe online unter https://doi.org/10.5194/bg-17-2107-2020) - 2020. Responsible Innovation and Climate Engineering. A Step Back to Technology Assessment. Philos. Manag. 19, 19:297–316
Stelzer, H.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1007/s40926-020-00127-z) - 2021. Alternative carbon price trajectories can avoid excessive carbon removal. Nature Communications 12, 2264
Strefler, J., Kriegler, E., Bauer, N., Luderer, G., Pietzcker, R.C., Gianniusakis, A., Edenhofer, O.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1038/s41467-021-22211-2)
