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Studie „Carbon Farming“: Biomasse-Plantagen in Wüstenregionen könnten Klimawandel mildern

31.07.2013
Machbarkeits-Studie von Universität Hohenheim und Atmosphere Protect GmbH: Jatropha-Anpflanzungen könnten jährlich bis zu 25 Tonnen Kohlendioxid aus der Atmosphäre binden

Umweltfreundlich, wirtschaftlich und technisch machbar: In einer heute veröffentlichten Studie bewerten Wissenschaftler der Universität die Idee, Klimawandel durch neu angelegte Biomasse-Plantagen in Wüstenregionen zu bremsen. Dabei beschränken sie sich auf karge Böden, die für die Nahrungsmittelproduktion ungeeignet sind.

Durch Bioenergie aus den Früchten und dem Rückschnitt der Plantage ließe sich ein Teil des Energiebedarfes für die Bewässerung gewinnen. Ihren Ansatz bezeichnen die Forscher als „Carbon Farming“. Veröffentlicht wird die Studie im Journal „Earth System Dynamics“, einer Fachzeitschrift der European Geosciences Union (EGU) unter www.earth-syst-dynam.net.

„Unsere Methode greift die Ursache des Klimawandels an der Wurzel:Die Erde erwärmt sich, weil der Mensch zu große Mengen des Treibhausgases Kohlendioxid in die Atmosphäre entlässt. Mit dem sogenannten „Carbon Farming“ ziehen wir nun wieder Kohlendioxid aus der Atmosphäre heraus“, erklärt Prof. Dr. Klaus Becker i.R., Erstautor der Studie und Agrarwissenschaftler der Universität Hohenheim.

„Dabei orientieren wir uns am Vorbild der Natur“ ergänzt sein Hohenheimer Co-Autor, Prof. Dr. Volker Wulfmeyer. „Denn natürliche Prozesse sind technischen Maßnahmen meist überlegen – vorausgesetzt, dass wir sie verstehen und nachhaltig einsetzen.“

Jeder Hektar bindet bis zu 25 Tonnen Kohlendioxid pro Jahr

Der Ansatz des Teams: Anpflanzungen von Jatropha curcas, einem widerstandsfähigen Strauch aus der Familie der Wolfsmilchgewächse. Jatropha wächst auch auf kargen, trockenen Böden, die für die Nahrungsmittelproduktion nicht genutzt werden können. Da auch diese Pflanze trotz hoher Dürretoleranz nicht völlig ohne Bewässerung auskommt, wären vor allem Küstenregionen, an denen sich Meerwasser entsalzen ließe, für den Anbau ideal.

Die aktuell veröffentlichte Studie in Earth System Dynamics zeigt: Pro Hektar Jatropha curcas könnten jährlich bis zu 25 Tonnen Kohlendioxid aus der Atmosphäre gebunden werden – und das über 20 Jahre lang. Berechnungen mit Hilfe von Computermodellen zeigen auch: Auf der arabischen Halbinsel ließe sich mit einer Fläche von 3 Prozent der Wüste der komplette Kohlendioxid-Ausstoß aller motorisierten Fahrzeuge in Deutschland binden.

„Eine Fläche von rund einer Milliarde Hektar weltweit eignet sich für „Carbon Farming““, so Prof. Becker. „Damit ließe sich eine signifikante Menge des globalen Kohlendioxid-Ausstoßes seit der industriellen Revolution binden.“

Wirtschaftlich konkurrenzfähig mit anderen Maßnahmen

Auch wirtschaftlich präsentiert sich das Verfahren als vielversprechend: Laut Studie liegen die Kosten bei 42 bis 63 Euro pro gebundener Tonne Kohlendioxid. Insofern, so Prof. Dr. Thomas Berger, Universität Hohenheim, „wäre die Methode damit konkurrenzfähig mit anderen Ansätzen, wie etwa die unterirdische Kohlendioxid-Speicherung“.

Ein weiterer Vorteil: Bereits nach wenigen Jahren produziert die Jatropha-Pflanze ölhaltige Früchte. Aus diesen ließe sich Bioenergie gewinnen, um die Energieerzeugung für Meerwasser-Entsalzung und Bewässerung zu unterstützen.

Interdisziplinäre Forschergruppe kombiniert vielfältige Expertise

Für ihre Studie haben die Forscher der Universität Hohenheim Kompetenzen aus den unterschiedlichsten Wissenschaftsgebieten gebündelt. „Unserer Kenntnis nach ist es das erste Mal, dass Experten für Bewässerung, Entsalzung, Pflanzen-, Wirtschafts- und Umweltwissenschaften ihre Expertise in einer Studie gebündelt haben, um die Machbarkeit von großflächig angelegten Anpflanzungen zur Kohlendioxid-Bindung allumfassend zu analysieren“, berichtet Prof. Dr. Wulfmeyer.

Ihre Berechnungen erstellten die Wissenschaftler, indem sie verschiedenste Computer-Modelle kombinierten. Dabei stützten sie sich auf Ergebnisse aus Pilotplantagen von Jatropha curcas unter Wüstenbedingungen in Ägypten sowie auf degradierten Böden in Indien und Madagaskar.

„Aufforstung als Geo-Engineering Maßnahme erscheint uns als der effizienteste und umweltfreundlichste Ansatz, um den Kohlendioxid-Gehalt der Atmosphäre zu verringern. Die Vegetation (Photosynthese) spielt seit Millionen von Jahren eine Hauptrolle im weltweiten Kohlenstoffzyklus – das unterscheidet sie von vielen anderen sehr technischen und meist sehr teuren Ansätzen“, urteilt Prof. Becker.

Fazit: Vielversprechend – doch vor praktischem Einsatz besteht noch Forschungsbedarf

Bis zum ersten Praxistest in größerem Maßstab gilt es jedoch noch einige Hindernisse zu überwinden. Die größten Herausforderungen seien fehlende finanzielle Mittel und die Notwendigkeit, den möglichen Einfluss der Wüstenbegrünung auf das regionale Klima genauer zu studieren, so die Autoren.

„Computer-Simulationen zeigen uns, dass Jatropha-Plantagen das regionale Klima positiv beeinflussen können“, erklärt Prof. Wulfmeyer. „Auch bei den bereits bestehenden Plantagen beobachten wir, dass sie zur Wolkenbildung beitragen und den Niederschlag vor Ort erhöhen können – so dass sich der Bewässerungsbedarf reduzieren würde.“

Erste Modellrechnungen seien in der Publikation veröffentlicht. „Für sichere Vorhersagen brauchen wir jedoch weitere in Forschungsplantagen wissenschaftlich erhobene Daten.“ Auch andere Aspekte, wie zum Beispiel die Gefahr der Versalzung wüstenähnlicher Böden, müssten erst noch sorgfältig untersucht werden.

Insgesamt seien die Ergebnisse jedoch so ermutigend, dass die Wissenschaftler die Finanzierung eines Pilotprojektes befürworten. „Wir können nur empfehlen, dieser Methode mehr Aufmerksamkeit zu widmen und ihre Vorteile im Vergleich zu anderen Ansätzen des Geo-Engineerings weiter zu erforschen“, schließt Prof. Wulfmeyer.

Vollständige Studie auf Anfrage

Die Veröffentlichung „Carbon farming in hot, dry coastal areas: an option for climate change mitigation“ ist für Medienvertreter ab sofort auf Anfrage erhältlich. Bitte wenden Sie sich dazu per E-Mail an Bárbara Ferreira (media@egu.eu).

Mit der heutigen Publikation ist die Publikation offen einsehbar unter: www.earth-syst-dynam.net/recent_papers.html

Das discussion paper (not peer-reviewed) und die Anmerkungen der Gutachter finden Sie unter www.earth-syst-dynam-discuss.net/3/1221/2012/esdd-3-1221-2012.html

Hintergrund: Atmosphere Protect GmbH
Die Atmosphere Protect GmbH ist als Unternehmensberatung im Bereich der CO2-Sequestrierung und der Wiederbegrünung von Wüsten tätig. Das Unternehmen wurde im Jahr 2008 als Ausgründung der Universität Hohenheim von Prof. Dr. Klaus Becker gegründet. Auch die nun veröffentlichte Studie geht auf Initiative der Atmosphere Protect GmbH zurück.

Text: Klebs / Lembens-Schiel

Kontakt für Medien:
Prof. Dr. Klaus Becker, Atmosphere Protect GmbH, Göttingen, Germany
Tel.: 0551-47051, mobil: 0151-1273-6368, Email: info@atmosphere-protect.com
Prof. Dr. Volker Wulfmeyer, Universität Hohenheim, Institut für Physik und Meteorologie,
z.Zt. am Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences in Boulder, Colorado, USA

Tel.: +1-303-4976560, Email: volker.wulfmeyer@uni-hohenheim.de

Prof. Dr. Thomas Berger, Universität Hohenheim, Institut für Agrarökonomie und Sozialwissenschafttren in den Tropen und Subtropen, Tel.: 0711-4592-4116, Email: i490d@uni-hohenheim.de

Bárbara Ferreira, EGU Media and Communications Manager, München
Tel: 089 2180 6703 Email: media@egu.eu

Florian Klebs | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-hohenheim.de

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