Ohne Kohlenstoff können wir nicht leben. Das Leben auf der Erde mit seiner ewigen Wiedergeburt ist nur möglich, weil es zwei Sorten von C-Wesen gibt: erstens Tiere (uns eingeschlossen), die Energie aus der Kohlenstoffverbrennung gewinnen und dabei CO₂ produzieren. Zweitens die Pflanzen, die aus dem trägen Verbrennungsprodukt wieder reaktionsfreudige Verbindungen schaffen. Jeder Gummibaum im Büro vollbringt dieses Kunststück mit nicht mehr als Wasser und Sonnenlicht: Das Wasser wird in Sauerstoff und Wasserstoff gespalten, Letzterer reißt mit seiner elektrischen Ladung das CO₂ aus der Lethargie und verbindet sich mit ihm zu energiereichen Kohlenhydraten – schon kann C wieder im Bindungsreigen mitspielen, während der Sauerstoff entschwebt und die Luft frischer macht.

Damit der Kohlenstoff ins Spiel zurückkehren kann, müssen im Inneren der Blätter hochkomplexe Reaktionen ablaufen. Viel Energie wird dafür gebraucht. Die Sonne liefert sie zwar umsonst, aber ihr Licht muss eingefangen und umgewandelt werden. Und dies ist die große Kunst der Fotosynthese. Das Grün der Blätter, das Chlorophyll, beherrscht sie, es jongliert virtuos mit Photonen und Elektronen. Einen solchen Stoff, der zusammenbringt, was von allein nicht zusammen geht, nennen die Chemiker Katalysator.

Weil der Mensch dieses Kunststück bislang nicht beherrscht, hat er für die CO₂-getriebene Erderwärmung auch keine elegante Lösung parat. "Energie sparen" lautet noch die klügste, allerdings nur unzureichend praktizierte. Aber nun mehren sich die Techniken, mit denen sich tatsächlich CO₂ umwandeln und das Kohlenstoffatom aus seinem Gasgefängnis befreien lässt.

Noch sind die bislang vom Menschen geschaffenen Synthesen praktisch bedeutungslos. Seit Jahrzehnten nutzen Chemiker CO₂ zwar als Rohstoff, um Harnstoff und Salicylsäure herzustellen (und aus Letzterer Acetylsalicylsäure für Kopfschmerztabletten) und um Lösungsmittel zu produzieren. Doch dies blieben Nischenanwendungen.

Liebe Kollegen, wenn wir lernen werden, es ihm [dem Blatt] gleichzutun, werden wir sicut Deus sein.

Sicut Deus, wie Gott – tatsächlich gilt eine effektive künstliche Fotosynthese als heiliger Gral der organischen Chemie. Im größeren Stil versuchte man bereits in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts einmal, das C aus Kohlendioxid für Kraftstoffe und Kunststoffe zu nutzen. Aus kohlenstoffhaltigen Gasmixturen mit geringem CO₂-Anteil wurde der Sprit Methanol hergestellt.

Gelänge das auch mit purem Kohlendioxid, könnte man dessen C-Atome wieder in Energieträger verwandeln. Und brächte man das träge CO₂ mit reaktionsfreudigen Molekülen zusammen, könnten diese es an sich reißen und mit ihm zu Kunststoffen verschmelzen. So ließe sich Erdöl einsparen. Das spekulierten Chemiker bereits in der Ölkrise der siebziger Jahre.

Allen technischen Visionen zum Trotz bedeutete CO₂-Nutzung bislang meist: Bäume pflanzen. Unter dem Eindruck von Klimawandel und schrumpfenden Erdölreserven jedoch arbeiten Chemiker nun ernsthaft an Stoffen, die Ähnliches leisten wie das natürliche Chlorophyll – und haben brauchbare Katalysatoren zuwege gebracht. Mit denen rüsten sie zu einem groß angelegten Befreiungskampf für das an zwei O-Atome gekettete C. Dutzende Projekte existieren allein in Deutschland, Chemiekonzerne beteiligen sich, und das Bundesforschungsministerium investiert hundert Millionen Euro (siehe Kasten links).

Eingefangen werden könnte das Kohlendioxid direkt dort, wo es entsteht, in Kraftwerken, in Zementfabriken und Stahlwerken, in Müllverbrennungs- und Biogasanlagen. Verschiedene Techniken wurden schon ausprobiert, ursprünglich mit dem Ziel, das CO₂ unter die Erde zu bringen: CCS – Carbon Capture and Storage – nennt sich das Verfahren. Zudem fällt CO₂ auch in reiner Form als Abfall in der chemischen Industrie an. Und eines Tages könnte es gar direkt mit "künstlichen Bäumen" aus der Luft gefischt werden. An denen wird bereits gearbeitet.