Der Sammelbegriff Geoengineering (Geo-Engineering) oder Climate Engineering bezeichnet vorsätzliche und großräumige Eingriffe mit technischen Mitteln in geochemische oder biogeochemische Kreisläufe der Erde. Als Ziele derartiger Eingriffe werden hauptsächlich das Abbremsen der anthropogenen globalen Erwärmung, etwa durch den Abbau der CO2-Konzentration in der Atmosphäre, und die Verringerung der Versauerung der Meere genannt. Verschwörungstheoretiker bringen Geoengineering auch mit vermeintlichen Chemtrails in Verbindung.
Unterschieden werden Projekte zum Solar Radiation Management (SRM), die einfallende Sonnenstrahlung reduzieren sollen, und solche zum Carbon Dioxide Removal (CDR), die Treibhausgase wie Kohlenstoffdioxid (CO2) aus der Atmosphäre entfernen und möglichst dauerhaft speichern sollen. Maßnahmen zur CO2-Entnahme bekommen im Kontext von Netto-Null Treibhausgas-Emissionszielen zunehmend mehr Bedeutung in der Klimapolitik.
Viele vorgeschlagene Geoengineering-Technologien sind nicht im planetaren Maßstab verfügbar und ihre technische Machbarkeit, ihre ökologischen, finanziellen, gesellschaftlichen und politischen Kosten und Risiken sind unbekannt. In Klimamodellen werden daher auch die möglichen Beiträge von Geoengineering bewertet.
Geschichte mini|Video: Was ist Geoengineering?
Versuche zur regionalen Wettermodifikation gibt es seit Jahrhunderten. Gegenwärtig verfolgen etwa 50 Staaten solche Ansätze. Die erste Empfehlung zur Erforschung der Möglichkeiten und Auswirkungen einer Kompensation der globalen menschengemachten Erwärmung durch Erhöhung des Reflexionsvermögens (Albedo) der Erde stammt aus dem Jahr 1965. In jenem Forschungsbericht mit dem Namen Restoring the Quality of Our Environment, der für den Präsidenten der USA angefertigt worden war, wurde der Begriff Geoengineering allerdings noch nicht verwendet.
Der Begriff Geoengineering wurde in den 1970er Jahren vom italienischen Physiker Cesare Marchetti geprägt.Stephen H. Schneider: Geo-engineering:could we or should we make it work. In: Brian Launder: Geo-engineering climate change-environmental necessity or Pandora’s box? Cambridge University Press, Cambridge 2010, ISBN 978-0-521-19803-5: S. 5. Marchetti verband ihn mit seinem Vorschlag einer CO2-Abscheidung und -Speicherung (Carbon capture and storage (CCS)) bei Kohlekraftwerken und Erdölraffinerien. Um der Gefahr der weiteren Erderwärmung zu begegnen, sollte das beim Betrieb von Kohlekraftwerken und Erdölraffinerien entstehende CO2 abgeschieden und in dauerhafte Speicher geleitet werden. Er gab dabei dem Transport in die Tiefsee mittels Meeresströmungen den Vorzug vor erschöpften Erdgasfeldern mit begrenzten Kapazitäten.Originalartikel:
Anfangs nur in wissenschaftlichen Kreisen verwendet, wurde der Begriff durch die Veröffentlichung einer Studie der National Academy of Sciences über die möglichen Auswirkungen der Klimaerwärmung im Jahr 1992 einer breiteren Öffentlichkeit bekannt. Um das Jahr 2000 herum war die Forschung so weit fortgeschritten, dass eine erste Übersichtsarbeit erschien. Auch erste Veröffentlichungen zu Simulationsmodellen erschienen um die Jahrtausendwende.
Mit einer einflussreichen Veröffentlichung des Nobelpreisträgers Paul Crutzen im Jahr 2006 zur Injektion von Schwefel in die Stratosphäre rückte Geoengineering weiter in den Blickpunkt der Öffentlichkeit. Mehr Naturwissenschaftler begannen, Vorschläge des Geoengineering zu untersuchen. Gesellschaftliche, politische, ethische und rechtliche Implikationen rückten in den Blickpunkt von Sozialwissenschaftlern, Philosophen, Ökonomen, Politik- und Rechtsexperten.
Während bis Mitte der 2000er Jahre diese rein technischen Ansätze in politischen und wissenschaftlichen Kreisen wenig ernst genommen wurden, werden seitdem im Zuge der anhaltenden Diskussion über die Erderwärmung derartige Strategien nicht nur von Wissenschaftlern häufiger vorgeschlagen, sondern auch von einzelnen Regierungen ernsthaft in Erwägung gezogen. Erste Tests wurden durchgeführt (Experimente EisenEx und LOHAFEX) und weitere befinden sich in Planung bzw. wurden aufgrund des öffentlichen Drucks verschoben (SPICE-Experiment). Website des SPICE-Projektes unter spice.ac.uk.
Die Mitgliedstaaten der Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen einigten sich 1992 darauf, eine gefährliche Störung des Klimas zu vermeiden. Daran anknüpfend setzten sie sich 2015 im Übereinkommen von Paris das Ziel, die Erderwärmung auf deutlich unter 2 °C, möglichst auf unter 1,5 °C zu begrenzen und zu diesem Zweck nationale Beiträge zu den notwendigen Emissionsminderungen vorzulegen. Angesichts der Unvereinbarkeit der tatsächlichen und geplanten Emissionsminderungen mit den Klimazielen rückte die Frage in den Fokus, inwieweit zusätzlich Geoengineering-Maßnahmen, insbesondere negative Emissionen durch Carbon Dioxide Removal, einen Beitrag zu ihrer Einhaltung leisten können und müssen. Der Weltklimarat kam 2018 in seinem Sonderbericht 1,5 °C globale Erwärmung zu dem Schluss, dass in den meisten Zukunftspfaden, die mit den Zielen in Einklang stehen, in beträchtlichem Ausmaß Treibhausgase wieder aus der Erdatmosphäre entfernt werden müssen. Jedoch sind die vorgeschlagenen Technologien längst nicht in großem Maßstab einsetzbar, es fehlen rechtliche und politische Rahmenbedingungen und es gibt erhebliche Unsicherheit über negative Nebeneffekte. Zwar könnten einige der Vorschläge schließlich das Potential erlangen rein physikalisch die globale Erwärmung zu begrenzen, zur Einhaltung der Klimaziele können sie jedoch nicht verlässlich beitragen.
Bei der 6. UNO-Umweltversammlung (UNEA 6) Feb/Mär 2024 in Nairobi scheiterte die Schweiz bereits zum zweiten Mal mit einem Vorschlag, in einem internationalen Gremium eine Diskussion über Maßnahmen des „Solar Radiation Management“ (SRM) zu beginnen. Es wird weiterhin keine strukturierte globale Debatte zum möglichen Einsatz von Geoengineering-Techniken geben. Die Länder misstrauen sich untereinander und streiten um Umfang und Ziel einer Untersuchung. Derweil schaffen andere Akteure Fakten. Die USA, Saudi-Arabien und Japan sprachen sich gegen eine allgemein zugängliche Wissensbasis auf multilateraler Ebene aus. |Url://www.focus.de/earth/analyse/festgefahrene-standpunkte-bei-der-un-umweltversammlung-scheitert-schon-die-debatte-um-solares-geoengineering_id_259729905.html
Begrifflichkeit und Klassifizierung Definition Der Weltklimarat definiert in seinem fünften Sachstandsbericht Geoengineering als . Die Royal Society bezeichnet in ihrer ähnlichen Definition Geoengineering als den „vorsätzlichen großskaligen Eingriff in das Klimasystem der Erde, um die globale Erwärmung abzubremsen.“
Vorsätzlichkeit und Großskaligkeit werden in der Regel als wesentlich für die Definition angesehen. So entstehen bei der Verbrennung von Kohle und Öl in Kraftwerken und Motoren neben CO2 auch Sulfataerosole, die eine kühlende Wirkung auf das Klima haben. Weil die Klimawirkung jedoch unbeabsichtigt ist, zählt dies nicht zum Geoengineering. Das Ziel großräumiger und langfristiger Klimaänderungen unterscheidet das Geoengineering von der eher kleinräumigen, kurzlebigen Wettermodifikation.
Der Wortbestandteil Engineering kann den irreführenden Eindruck erwecken, dass es beim Geoengineering um die technische Kontrolle des gesamten Klimasystems geht. Bei großskaligen Eingriffen in Elemente des Strahlungshaushalts und des Kohlenstoffkreislaufs der Erde sind weit reichende Nebeneffekte schwer vorhersehbar und kaum vermeidbar. Andere Bezeichnungen wie climate repair (Klimareparatur) oder climate restoration (Klima-Wiederherstellung) erwecken den falschen Eindruck, den früheren Klimazustand wiederherstellen zu können. Gelegentlich wird auch die Bezeichnung Klimaintervention verwendet, in Anlehnung an medizinische Interventionen. Anders als die meisten medizinische Eingriffe hätten Geoengineering-Maßnahmen jedoch keinen präzisen und temporären Charakter.
Counter-Geoengineering ist eine Möglichkeit, wie Staaten bei Konflikten auf unilaterales Geoengineering reagieren könnten. Unter dem Begriff versteht man Geoengineering-Maßnahmen zur Erderwärmung, die abkühlenden Maßnahmen entgegenwirken sollen, zum Beispiel die zusätzliche Emission von sehr wirksamen Treibhausgasen wie Fluorchlorkohlenwasserstoffen.
Hauptgruppen Unter dem Begriff „Geoengineering“ werden sehr unterschiedliche Überlegungen zusammengefasst. Aufgrund ihres unterschiedlichen Lösungsansatzes werden diese Vorschläge in zwei Hauptgruppen unterteilt:
Beeinflussung der Sonneneinstrahlung (Strahlungsmanagement, engl. Solar Radiation Management, SRM) mini|Vorgeschlagene Techniken zur Reduktion der Sonneneinstrahlung (Solar Radiation Management (SRM)) Diese Techniken zielen darauf ab, die Reflexion des einfallenden kurzwelligen Sonnenlichts zu erhöhen. Damit wirken sie dem globalen Temperaturanstieg entgegen. Die eigentliche Ursache dieses drohenden Temperaturanstiegs, die Konzentration der Treibhausgase in der Atmosphäre und deren weitere Auswirkungen, wie die Versauerung der Meere, kann mit SRM nicht direkt beeinflusst werden; ein früherer Klimazustand lässt sich damit nicht wiederherstellen. Es wird vermutet, dass diese Methoden im Falle einer drohenden Klimakatastrophe relativ rasch einen kühlenden Effekt bringen würden. Insbesondere Aerosolausbringungsmethoden bergen aber große Risiken in Hinblick auf unerwünschte Nebeneffekte (wie beispielsweise eine Schädigung der Ozonschicht oder negative Auswirkungen auf die Gesundheit von Menschen, Tier- und Pflanzenwelt). Reduzierung der CO2-Konzentration in der Atmosphäre (engl. Carbon Dioxide Removal, CDR) Carbon Dioxide Removal zielt darauf, zusätzliches CO2 aus der Atmosphäre in Kohlenstoffsenken wie die Ozeane, die Biosphäre oder den Boden (Pedosphäre) gelangen zu lassen (negative Emissionen). Es umfasst direkte CO2-Beeinflussungsmethoden wie Luftfilterung, CO2-Abscheidung und -Speicherung (CCS), aber auch indirekte Methoden, die die Aufnahmefähigkeit von Kohlenstoffsenken erhöhen sollen, wie Düngung der Meere mit Eisen oder Phosphor. Da diese Methoden direkt an der Hauptursache der globalen Erwärmung, den steigenden CO2-Konzentrationen, ansetzen, werden ihre Unsicherheiten und Nebenwirkungen im Vergleich zum Strahlungsmanagement als geringer eingeschätzt. Es bestehen aber immer noch erhebliche Unsicherheiten, zum Beispiel wegen Rückkopplungen mit Kohlenstoffsenken und mit anderen biogeochemischen Kreisläufen wie dem Wasserkreislauf und der Oberflächenalbedo der Erde. CDR-Methoden brauchen viele Jahrzehnte, um signifikante Verringerungen von Treibhausgaskonzentrationen zu erreichen. Im Gegensatz zu SRM-Methoden sind sie also erst langfristig wirksam. Die Wirkung auf die Weltmeere ist noch deutlich träger. Wenn die CO2-Emissionen weiter steigen wie bisher, wird die resultierende Versauerung der Meere, durch die zahlreiche marine Spezies vom Aussterben bedroht sind, auch mit CDR noch über Jahrhunderte anhalten.
Daneben gibt es weitere Maßnahmen, die keiner der beiden Gruppen klar zuzuordnen sind. Hohe Zirruswolken haben eine erwärmende Wirkung auf das Klima. Das Einbringen bestimmter Eiskristalle als Wolken-Kondensationskeime durch Flugzeuge könnte ihre Eigenschaften derart ändern, dass durch sie mehr der langwelligen Wärmestrahlung die Atmosphäre verlässt. In dieser Hinsicht ähnelt die Maßnahme dem Carbon Dioxide Removal, denn bei einer Verringerung der CO2-Konzentrationen kann ebenfalls mehr langwellige Wärmestrahlung entweichen. Andererseits weist es Charakteristika des SRM auf, zum Beispiel droht bei dieser Maßnahme ebenfalls ein Terminationseffekt, d. h. eine abrupte Erwärmung, wenn sie unterbrochen wird.Originalarbeit: Um diesen wichtigen Vorschlag auch unter das Strahlungsmanagement zu gruppieren, spricht man manchmal von Radiation Management (RM) statt Solar Radiation Management (SRM).