Negative Emissionen – auch als Greenhouse Gas Removal (GGR) bezeichnet – sind Ansätze zur Entnahme von Treibhausgasen aus der Atmosphäre. Sie sind ein elementarer Bestandteil des Konzepts einer Treibhausgasbilanz von Netto-Null, da dabei von menschlichen Aktivitäten ausgestoßene Resttreibhausgasemissionen durch von menschlichen Aktivitäten realisierte negative Emissionen Metrik-gewichtet vollständig ausgeglichen werden.IPCC, 2021: Annex VII: Glossary [Matthews, J. B. R., J. S. Fuglestvedt, V. Masson-Delmotte, V. Möller, C., Méndez, R. van Diemen, A. Reisinger, S. Semenov (ed.)]. In: Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S. L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M. I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T. K. Maycock, T. Waterfield, O., Yelekçi, R. Yu and B. Zhou (eds.)]. Cambridge University Press. In Press. https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/downloads/report/IPCC_AR6_WGI_Annex_VII.pdf
Negativemissionstechnologien oder Negative-Emissionen-Technologien (, , kurz NET oder NETs) umfassen natürliche und rein technische Ansätze, welche mittels biologischer, physikalischer und chemischer Prozesse die Treibhausgaskonzentration in der Atmosphäre reduzieren. Angesichts von Netto-Null Treibhausgasemissions-Zielen hat die CO2-Entnahme in der Klimapolitik hohe Bedeutung.
Das 2015 vereinbarte 1,5-Grad-Ziel lässt sich ohne negative Emissionen wahrscheinlich nicht mehr einhalten. Wichtig sind dabei die Annahmen unter welchen diese Aussagen getroffen werden. Beispielsweise weisen Studien darauf hin, dass Negative Emissionen unter der Voraussetzung des Wirtschaftswachstums notwendig sind. In Degrowth Szenarien spielen Negative Emissionen allerdings eine geringer Rolle. Klimawirksam sind negative Emissionen nur dann, wenn dabei gebundene Treibhausgase langfristig nicht zurück in die Atmosphäre gelangen, diese permanente Entnahme muss durch robuste Zertifizierungsinstrumente sichergestellt werden. Abscheidung und Speicherung von CO2 erfordert Endlager für ähnliche Mengen von Kohlenstoff, wie aus der Erde geholt werden, in beliebiger Modifikation oder chemischer Verbindung.
In einer ersten globalen CDR-Studie wurde 2023 der Umfang der aktuellen negativen CO2-Emissionen durch technische CO2-Entnahmeverfahren auf zwei Millionen Tonnen pro Jahr geschätzt. Das entspricht ca. 0,005 % der jährlichen CO2-Emissionen. Die negativen CO2-Emissionen durch Aufforstung, Wiederaufforstung und der nachhaltigen Bewirtschaftung bestehender Wälder liegen zwar gegenüber den technischen Verfahren um den Faktor 1000 höher, können jedoch nicht beliebig gesteigert werden. Wenn steigende Temperaturen und Trockenheit dem Wald weiter schaden, wird erwartet, dass geologische und andere technische Verfahren umso wichtiger werden."Wir könnten längst viel mehr CO₂ aus der Atmosphäre holen", Die Zeit, 19. Januar 2023The State of Carbon Dioxide Removal, u. a. von Oliver Geden (Stiftung Wissenschaft und Politik) und Jan Minx (Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change), Januar 2023
Würden die negativen Emissionen die Resttreibhausgasemissionen übersteigen, würde von netto-negativen Treibhausgasemissionen gesprochen. Negative CO2-Emissionen – auch als Carbon Dioxide Removal (CDR, Kohlendioxidentnahme) bezeichnet – ist eine Untergruppe von negativen Emissionen, welche eine Entnahme von CO2 aus der Atmosphäre bewirken.
Je nach Umfang und Auswirkung der vorgeschlagenen Prozesse für negative Emissionen werden sie zu den Technologien des Geoengineering gezählt.Boucher, O., Gruber, N., Blackstock, J.: Summary of the Synthesis Session. In: IPCC Expert Meeting Report on Geoengineering. [O. Edenhofer, C. Field, R. Pichs-Madruga, Y. Sokona, T. Stocker, V. Barros, Q. Dahe, J. Minx, K. Mach, G.-K. Plattner, S. Schlömer, G. Hansen, M. Mastrandrea (Hrsg.)] IPCC Working Group III Technical Support Unit, Potsdam Institute for Climate Impact Research, Potsdam, Germany, 2011, S. 7.
Hintergrund Klimawissenschaftler gehen von einem CO2-Budget aus,Vicki Duscha, Alexandra Denishchenkova, Jakob Wachsmuth: Achievability of the Paris Agreement targets in the EU: demand-side reduction potentials in a carbon budget perspective. In: Climate Policy. Band 19, Nr. 2, 2018. doi:10.1080/14693062.2018.1471385 bei dessen Überschreitung unvorhersehbare Folgen eintreten würden, etwa der Zustand des Treibhauses Erde, der zu für den Menschen lebensfeindlichen Bedingungen führen würde.Will Steffen, Johan Rockström, Katherine Richardson, Timothy M. Lenton, Carl Folke, Diana Liverman, Colin P. Summerhayes, Anthony D. Barnosky, Sarah E. Cornell, Michel Crucifix, Jonathan F. Donges, Ingo Fetzer, Steven J. Lade, Marten Scheffer, Ricarda Winkelmann, Hans Joachim Schellnhuber: Trajectories of the Earth System in the Anthropocene. In: Proceedings of the National Academy of Sciences. 6. August 2018, doi:10.1073/pnas.1810141115 Bei einem im Jahr 2017 durchschnittlichen Ausstoß von ca. 40 Gigatonnen CO2-Äquivalent (Gt CO2eq) pro Jahr verbleiben der Menschheit ab diesem Jahr im Falle einer ausbleibenden Veränderung des Ausstoßes je nach angenommenem CO2-Budget noch etwa 20 bis 30 Jahre, bis dieses Budget ausgeschöpft ist; danach dürften wegen der nur sehr langfristigen Absorbierung von Treibhausgasen durch das Erdsystem über Jahrtausende keinerlei Treibhausgase mehr ausgestoßen werden. Um auch langfristig das Klimasystem für die menschliche Spezies in einem angemessenen Rahmen zu halten, ist somit ein rascher Verzicht auf Treibhausgase vonnöten. Es ist im Rahmen der Klimakrise jedoch davon auszugehen, dass für die Stabilisierung der Erderwärmung auf 1,5 °C (1,5-Grad-Ziel), wie sie im Paris-Abkommen angestrebt wird, eine sehr schnelle Dekarbonisierung und Energieeinsparungen nicht ausreichend sind, sondern der Atmosphäre zudem mit negativen Emissionen Kohlenstoffdioxid entzogen werden muss. Hierbei geht es somit nicht um eine Vermeidung künftiger Emissionen, sondern eine „Rückgängigmachung“ vergangener Emissionen. Auch in den meisten Szenarien zur Einhaltung des Zwei-Grad-Ziels sind mittlerweile (2016) negative Emissionen und damit der großtechnische Einsatz von NET erforderlich.
Der Klimawissenschaftler Glen Peters monierte schon 2017, dass über die negativen Emissionen zu wenig geredet würde und sie erst langsam verstanden würden: „Es wimmelt in den Medien von Bildern, die Windkraftanlagen und Sonnenkollektoren zeigen. Das ist schön und gut, aber wenn wir die im Übereinkommen von Paris festgelegten Ziele erreichen wollen, sind sogenannte negative Emissionen erforderlich.“ Im Jahr 2022 schien das 1,5-Grad-Ziel laut dem Wissenschaftsmagazin Scientific American oder auch dem Emissions Gap Report der UNOEmissions Gap Report 2022, 27. Oktober 2022 kaum mehr realistisch. Die NZZ schrieb, der politische Wille für Massanahmen, die das Ziel noch erreichen könnten, sei nicht vorhanden.Verpassen wir das Pariser Klimaziel, ist das keine globale Katastrophe. Dringender sollten wir uns stärker an den Klimawandel anpassen, NZZ, 29. November 2022; „Der Kampf gegen jedes Zehntelgrad Erwärmung lohnt sich auch dann, wenn wir die 1,5-Grad-Ausfahrt verpassen.“
So war 2024 absehbar, dass das Maximalbudget des 1,5-Grad-Ziels überschritten würde und ein Überschuss an Emissionen angehäuft würde, der abgebaut werden muss. Die Kosten der 2024 verfügbaren Abscheidungsverfahren lagen laut Boston Consulting Group so hoch, dass es 1800 bis 3000 Dollar kostete, das auf einem Flug von Europa auf die Malediven pro Passagier anfallenden CO2 zu entfernen. Zwar könne sich der Preis noch reduzieren, aber auch dann würde ein Halbes bis ein Prozent der weltweiten Wirtschaftsleistung für negative Emissionen ausgeben werden müssen. Reto Knutti wies darauf hin, dass es so oder so viel Geld brauche; entweder für die Abscheidung, oder aber, falls man darauf verzichten wolle, für höhere Schäden bei Elementarschadensereignissen. Der WWF Schweiz schlug für diese nirgends kalkulierten Aufwendungen einen Klimafonds vor, der nach dem Verursacherprinzip von den jetzigen Verbrauchern befüllt werden müsste.5 bis 10 Milliarden Franken pro Jahr: Schweiz häuft Klima-Schuldenberg auf, Tages-Anzeiger, 5. August 2024, S. 5
Integrierte Bewertungsmodelle stellen das Rückgrat der Arbeitsgruppe 3 des Weltklimarats dar. Die Implementierung von Negativen Emissionen in diese Modelle hat entscheidend zum Agenda Setting in der Globalen Politik beigetragen. In anderen Worten, die Möglichen Szenarien stelle nicht alle möglichen Szenarien dar und sind geprägt von Macht Verhältnisse und den bestehenden Governance Strukturen. Aus diesem Gründen gibt es eine Vielzahl von Studien aus dem Feld der Science and Technology Studies, welche die Beforschung von Negativen Emissionen untersuchen. In diesem Kontext stellen Negative Emissionen ein Phänomen der Co-Produktion von Wissen dar. Laut Sheila Jasanoff bezeichnet Co-Produktion die gemeinsame Produktion von Wissen und Zukunftsideen. Damit macht sie deutlich, dass wissenschaftliche Ideen und die damit verbundenen technologischen Artefakte wie Modelle zusammen mit den Repräsentationen, Identitäten, Diskursen und Institutionen entwickeln, die den Ideen und Objekten praktische Wirkung und Bedeutung verleihen. In dieser Sichtweise bieten Expertenorganisationen keine neutrale, faktische Grundlage für die Politik, sondern vielmehr eine Reihe von performativen und sich wiederholenden Bewertungspraktiken, die die Politik, die sie zu bewerten versuchen, formen. Stellt sich aktuelle Forschung die Frage in wie Fern, Integrierte Bewertungsmodelle und Handlungsansätze, wie Negative Emissionen, auch ganz andere alternative Zukünfte Erfoschen können.
Techniken mini|Video: Klimafreundlich bauen mit Holz (Quelle: TerraX)
Es gibt Vorschläge zu biologischen, chemischen und physikalischen Verfahren, wie das CO2 aus der Atmosphäre entfernt werden könnte. Viele der bis 2013 vorgeschlagenen Verfahren waren laut einer damaligen Einschätzung langsam, oder bedurften eines großtechnischen Einsatzes von wahrscheinlich mehr als 100 Jahren, um atmosphärische CO2-Konzentrationen signifikant zu verringern:
Aufforstung und Wiederaufforstung Gewinnung von Bioenergie mit CO2-Abscheidung und -Speicherung (BECCS) unterirdische Einlagerung von Holz, 2008 vorgeschlagenF. Scholz, U. Hasse, Permanent wood sequestration: The Solution to the Global Carbon Dioxide Problem. ChemSusChem 2008, 1, S. 381–384, doi:10.1002/cssc.200800048 und 2010 abgewogen.Holzsequestrierung zur indirekten Vermeidung des Kohlendioxidausstoßes Vergleich mit der Kohlendioxidsequestrierung, Deutscher Bundestag, 12. Januar 2010 Herstellung von Biokohle Ozeandüngung z. B. mittels Eisen elektrochemische Prozesse, die CO2 aus dem Meerwasser ziehen Pyrogene CO2-Abscheidung und -Speicherung (PyCCS)Constanze Werner, Hans-Peter Schmidt, Dieter Gerten, Wolfgang Lucht, Claudia Kammann: Biogeochemical potential of biomass pyrolysis systems for limiting global warming to 1.5° C. In: Environmental Research Letters. Band 13, Nr. 4, 2018. Artikel 044036. doi:10.1088/1748-9326/aabb0e (auch in kleinen Maßstäben anwendbar) modifizierte Verwitterungsverfahren (Enhanced Weathering) Gewinnung von Kohlenstoff aus der Umgebungsluft, Abscheidung und Lagerung (DACCS) Nutzung von Holz und Karbonmaterialien statt Beton und Stahl bei der Errichtung von Neubauten CO2-Speicherung in Betongranulat für die Herstellung von Beton aus Sekundärrohstoffen