U M W E L T Ab in den Untergrund

Während in Marrakesch über die Begrenzung der Kohlendioxidemissionen gestritten wird, erproben Forscher die Verklappung des Treibhausgases

D ie Western Flyer dümpelt im grünen Pazifikwasser vor der kalifornischen Küste in der Mittagssonne und der Meeresbiologe Jim Barry kaut auf der Kommandobrücke angespannt an seinem Bleistift. Sein Blick wandert zwischen vier Monitoren hin und her, die einen Blick in die Tiefsee eröffnen; sie zeigen Bilder vom Meeresboden, der 3600 Meter unter dem Kiel liegt.

Anfang Juni dieses Jahres hatte der Forscher vom Monterey Bay Aquarium Research Institute mit einem hilfreichen Roboter unter Wasser etliche Käfige installiert, in die er je 25 Liter flüssiges Kohlendioxid einlaufen ließ. Das Treibhausgas, das unterhalb der 3000-Meter-Marke schwerer als Seewasser ist, erstarrte in einer brüchigen Eishaut und begann langsam abzuschmelzen. Das sich mit dem CO2 vermengende Wasser umspülte seither gefangene Versuchstiere. Die an Raupen erinnernden Seegurken neben dem Mini-Eisberg, sieht Barry in der Übertragung, schaukeln inzwischen tot in der leichten Strömung; nur die weiter Entfernten wühlen zwischen Seeigeln durch den grauen Sand.

Während die internationale Klimapolitik derzeit in Marrakesch wieder einmal um Vertragsklauseln zur weltweiten Begrenzung des CO2-Ausstoßes feilscht, testet Jim Barry, ob wir vielleicht eines Tages Millionen Tonnen Kohlendioxid in ein kühles Tiefseegrab versenken können. "Ich hoffe, das wird nicht nötig sein", sagt Barry nachdenklich. "Aber wir brauchen Lösungen gegen die Erderwärmung." Das CO2 direkt auf den Ozeangrund zu schleusen erspart den Umweg über die geplagte Atmosphäre. Die trägt unterdessen schwer an der menschengemachten Last. Rund sieben Milliarden Tonnen Kohlendioxid bläst der Mensch alljährlich aus Kraftwerkschloten und Auspuffen in die Luft. Das Gas fördert den globalen Temperaturanstieg. Verfeuert der Mensch weiter Kohle und Öl, so schätzt das internationale Klimaforschergremium der Uno, verdoppelt sich der CO2-Gehalt der Luft bis zum Ende des Jahrhunderts; die Temperatur soll um bis zu sechs Grad ansteigen.

Barrys Kollege Peter Brewer, der vor drei Jahren selbst im Pazifik die ersten Experimente mit flüssigem Kohlendioxid in der Tiefsee durchführte, hält die CO2-Fixierung am Meeresboden deshalb für einen unserer wenigen möglichen Rettungsanker. "Selbst wenn wir heute Emissionen senken und alternative Energieträger einsetzen, steigt der Kohlendioxidgehalt weiter an. Die Meere könnten das womöglich mildern, ohne die CO2-Konzentration im Wasser wesentlich zu erhöhen." Schiffe und Pipelines würden das verflüssigte Gas in der Tiefsee verklappen. Möglich wäre auch, gefrorenes Kohlendioxid als Trockeneis von Schiffen aus direkt ins Meer zu kippen.

Doch die Technik steckt noch in den Kinderschuhen; was es kosten würde, Milliarden Tonnen CO2 ins Meer zu pumpen, ist nicht abzuschätzen. Auch über die Folgen für die Umwelt gewinnen die Forscher erst allmählich Klarheit. "Tiefseeorganismen reagieren auf den durch CO2 ansteigenden Säuregehalt weit sensibler als Fische der oberen Meeresregionen", stellt Barry mit Blick auf sein jüngstes Experiment fest. "In welchem Ausmaß jedoch, das müssen wir erst herausfinden."

Mikroalgen sollen CO2 einfangen

Die Deponie mag uns des Treibhauses entledigen; aber sie hält nicht ewig. Eines Tages befördern die sich umwälzenden Ozeane den Klimakiller aus dem nasskalten Gefängnis zurück ans Tageslicht. Fragt sich nur, wann. In der Tiefsee lasten die oberen Wasserschichten wie ein Deckel auf dem Treibhausgas. Neue Strömungsmodelle sagen voraus, dass der Ozean unterhalb von 3000 Metern nahezu alles Kohlendioxid speichert - zumindest für die nächsten Jahrhunderte.

Je weniger tief das flüssige Gas eingeleitet wird, desto eher heizt uns das CO2 wieder ein - dennoch erforschen die Wissenschaftler auch solche Szenarien. Auf Hawaii will Baldur Eliasson vom Schweizer ABB Forschungszentrum Dättwil mit Kollegen Anfang nächsten Jahres den bislang größten CO2-Pilotversuch starten. Von Schiffen aus sollen rund 30 Tonnen Kohlendioxid in eine Tiefe von knapp 1000 Metern in die See gepumpt werden. Aus dieser Tiefe, so ergeben jüngste Simulationen, perlt ein gutes Viertel des Gases wie aus einer Sprudelflasche bereits innerhalb eines Jahrhunderts zur Oberfläche auf. Das trifft jedoch nicht auf alle Flecken im Ozean zu, erklärt Eliasson: "Wir müssten das Gas nur in Strömungen ableiten, die in die Tiefsee abtauchen, bei Grönland etwa oder in der Antarktis."

Statt Milliarden Tonnen verflüssigten Kohlendioxids direkt in den Ozean zu kippen, setzen andere Meeresforscher darauf, das flüchtige Gas fast ganz natürlich einzufangen - mit Mikroalgen, die an der Oberfläche der Ozeane treiben. Die Planktonalgen holen sich tonnenweise Kohlendioxid zur Fotosynthese aus dem sie umgebenden Wasser, das ständig aus der Luft wieder aufgetankt wird. Wenn sie absterben, schweben die Algen mit dem organisch gebundenen Gas nach unten. Doch vielerorts sprießen keine Algen, da es an dem wichtigen Spurenelement Eisen mangelt: Ein Fünftel der Weltmeere gleicht einer eisenarmen Wasserwüste.

Der Bremerhavener Meeresbiologe Victor Smetacek hat an einer dieser Brachen, zwischen Südafrika und der Antarktis, Ende vergangenen Jahres 50 Kubikmeter Kraftbrühe gelösten Eisensulfats auf den Meeresacker versprüht. Wenige Tage später wuchs die Algenblüte auf 50, nach drei Wochen gar auf 500 Quadratkilometern an; selbst Satelliten machten das Planktonbeet aus. Was aber geschah, als der Nährstoff ausging, ist ungewiss. Es mag sein, dass Kleinkrebse und Einzeller die Algen verspeisten, ehe sie auf dem Meeresgrund landeten. Die Organismen verdauen Algen und geben das CO2 an die Umwelt ab. Smetacek kennt die Antwort selbst nicht. "Nur ein großes Experiment, auf 1000 bis 2000 Quadratkilometern", sagt er, "könnte darüber Gewissheit geben."

Thomas Stocker, Klimaforscher an der Universität Bern, warnt aber angesichts all dieser wissenschaftlichen Experimente davor, vorschnell an industrielle Nutzungen zu denken. "Wir wissen viel zu wenig über das Ökosystem der Tiefsee. Und wir dürfen nicht an den Schrauben drehen, solange wir den Apparat, der dahintersteht, nicht verstehen."

Sollten sich Tiefseelagerung und Meeresdüngung als Luftschlösser erweisen, bleibt noch die CO2-Deponierung im ewigen Stein - bis heute die einzige im großen Maßstab erprobte Technik. Der norwegische Energiekonzern Statoil bohrt seit mehreren Jahren 240 Kilometer vor der Küste Südnorwegens nach Erdgas. Das frei werdende Kohlendioxid wird abgefangen, verflüssigt und in eine 200 Meter dicke Sandsteinschicht beinahe einen Kilometer unter dem Meeresboden gepresst. Bereits vier Millionen Tonnen CO2 hat das Unternehmen so seit 1996 der Tiefe überantwortet. Ähnlich lässt sich mit Erdölfeldern verfahren. "Wo einst Gas oder Erdöl in porösem Gestein lagerten, lässt sich der abgebaute Stoff leicht mit CO2 ersetzen", erklärt Franklin Orr, Geologe an der kalifornischen Stanford University.

Den meisten Wissenschaftlern stellt sich indes noch eine Hürde in den Weg beim Versuch, den Kohlendioxidanstieg mit solchen CO2-Fallen abzubremsen: Der flüchtige Klimakiller muss erst eingefangen werden. Keine Kleinigkeit, denn die Fixierung des Gases schlägt mit drei Vierteln der Gesamtkosten zu Buche. Für Kraftwerke gibt es die Technik längst. In einer Versuchsanlage in Bellingham im US-Staat Massachusetts filtern Ingenieure täglich auf chemischem Wege 350 Tonnen CO2 aus der Abluft, bei Kosten von rund 30 Dollar pro Tonne. Bislang verwendet die Firma das Gaskonzentrat aber nur als Kohlensäure bei der Getränkeherstellung oder um Früchte oder Geflügel gefrierzutrocknen. Die Filterung verteuerte die Kilowattstunde Strom um drei bis sechs Pfennig.

Das jenseits der Industrieschlote in die Luft gepustete CO2 einzufangen bleibt dagegen eine herkulische Herausforderung. Doch auch hier sieht ein Forscher einen Silberstreif am Horizont. Der deutsche Physiker Klaus Lackner von der New Yorker Columbia University würde das Gas gern mit Windzäunen abfangen, die mit einer Kalziumlösung getränkt wären. "Die Mixtur verbindet sich mit dem CO2 zu einem unschädlichen Salz", erklärt der findige Forscher. "Das Gas lässt sich auswaschen und die Lösung wiederverwenden."

Da sich Kohlendioxid auf der Erde gleichmäßig verteilt, könnten solche Zaunfelder überall dort aufgestellt werden, wo die CO2-Filter niemanden stören und wo ausreichend Wind weht - am besten nahe den Senken, in denen das CO2 entsorgt werden soll. Auf einer Gesamtfläche von 280 000 Quadratkilometern, errechnet Lackner, ließe sich das Kohlendioxid, das wir alljährlich produzieren, aus der Luft fegen - und dann in versiegte Ölquellen oder aufgelassene Salzstöcke wegsperren.

Lackner favorisiert allerdings eine andere Variante, die er bereits vor Jahren ausgeheckt hat: Er würde das CO2 gern mit Magnesiumsilikat in ein harmloses Karbonat verwandeln, das dem Felsgestein Dolomit ähnelt. "Damit beschleunigen wir nur, was in der Natur über Jahrmillionen geschieht. Eines Tages würde das CO2 ohnehin mineralisch gebunden." Die Gesteinsmengen, die dabei anfielen, sind freilich gewaltig: Würden wir das vom Menschen freigesetzte Kohlendioxid in Stein verwandeln, so entstünde in 20 Jahren ein Gebirgszug etwa so groß wie die Rhön. Lackner sieht das gelassen. "Die Menge entspricht nur dem Loch, das wir gegraben haben, um all die Kohle und das Öl zu fördern, dem wir das CO2 in erster Linie verdanken."