„Beschleunigte Verwitterung“ – Versionsunterschied

RCP-Szenarien beschreiben Repräsentative Konzentrationspfade die als Szenarien für den Verlauf von den absoluten Treibhausgaskonzentrationen in der Atmosphäre verwendet werden.

 

 

=== Geologischer Hintergrund ===

Zusammenfassend ist zu sehen, dass sich die Entwicklung von EW-Methoden seit ihren Anfängen vom Ausgleichen der Emissionen der fossilen Brennstoffe, auf die Sequestrierung von mehreren Gt CO₂ pro Jahr erweitert hat, um die Emissionen der Vergangenheit mit auszugleichen.

 

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Die Verwitterung verläuft je nach Korngröße unterschiedlich ab, wobei kleinere Körner aufgrund ihrer größeren Angriffsfläche vor den größeren Körnern aufgelöst werden. Kleinere Körner verwittern somit schneller. EW kann durch verschiedene geochemische Mechanismen erfolgen, die hauptsächlich von der Art der beteiligten Minerale abhängen. Dazu gehören Lösungs-, Hydratations-, Hydrolyse- und Oxidationsverwitterung. Die Karbonatverwitterung ist eine besondere Form der Lösungsverwitterung.

* Gewinnung von Kohlenstoff aus der Umgebungsluft, Abscheidung und Lagerung ([[Direct air capture#DACCS|DACCS]]): CO₂-haltige Oberflächenwasser werden in geeignete Speicher in den Untergrund befördert. In diesem Speicher befindet sich silikatischer Staub, der mit dem Wasser reagiert und das CO2 speichert.<ref>{{Literatur |Autor=Peter B. Kelemen, Noah McQueen, Jennifer Wilcox, Phil Renforth, Greg Dipple, Amelia Paukert Vankeuren |Titel=Engineered carbon mineralization in ultramafic rocks for CO2 removal from air: Review and new insights |Sammelwerk=Chemical Geology |Band=550 |Datum=2020-09-20 |ISSN=0009-2541 |DOI=10.1016/j.chemgeo.2020.119628 |Seiten=119628}}</ref>

 

 

Die jährliche CDR-Rate für eine bestimmte Landfläche ist die Menge an CO₂, die aus der Atmosphäre durch EW entfernt werden kann. Sie bestimmt das regionale CDR-Potenzial und hängt von drei Faktoren ab:<ref name=":8">{{Literatur |Autor=Jessica Strefler, Thorben Amann, Nico Bauer, Elmar Kriegler, Jens Hartmann |Titel=Potential and costs of carbon dioxide removal by enhanced weathering of rocks |Sammelwerk=Environmental Research Letters |Band=13 |Nummer=3 |Datum=2018-03-01 |ISSN=1748-9326 |DOI=10.1088/1748-9326/aaa9c4 |Seiten=034010}}</ref>

 

Die Länder mit dem größten Potential sind auch die größten Kohlenstoff-Emittenten durch fossile Energie: China, Indien und die USA. Brasilien und Indien weisen aufgrund des Klimas und der vielen Ackerflächen, auch ein sehr hohes Potenzial auf. In Europa, in Ländern wie zum Beispiel Deutschland, Spanien und Polen, wäre es möglich durch EW 30% der Emissionen von 2019 auszugleichen. Bei der globalen Aufrechterhaltung von EW über fünf Jahrzehnte könnten 25-100 Gt CO₂ aus der Atmosphäre entfernt bzw. gespeichert werden.<ref name=":6" />

 

Die Einsatzgebiete von EW müssen zwei wichtige Anforderungen erfüllen. Erstens muss eine allgemeine Verfügbarkeit von Wasser für die chemische Verwitterung ganzjährig gegeben sein. Zweitens ist die Verwitterung temperaturabhängig und bei erhöhten Temperaturen deutlich schneller. In Anbetracht der beiden wichtigen Basisparameter, sind alle Ackerflächen und Wälder in warmen und feuchten Regionen geeignete Einsatzgebiete, um schnelle Verwitterungsraten zu gewährleisten. Die gesamte Fläche, die für Enhanced Weathering als geeignet identifiziert wurde, macht etwa 50 % der globalen Ackerfläche aus.<ref name=":8" />

 

Auch gemäßigte Zonen weisen ein Potenzial auf, jedoch im Vergleich dazu nur ein geringes, da dort Verwitterungsprozesse viel langsamer ablaufen. In Europa könnten Deutschland, Polen und Spanien 30% der derzeitigen Emissionen der europäischen Länder ausgleichen.<ref name=":6" />

 

Die Kostenabschätzung für EW beträgt zwischen 75 und 250 US-Dollar pro Tonne CO₂ weltweit. Die durchschnittlichen Kosten in den USA, Kanada und Europa (160-190 US-Dollar pro Tonne gespeicherten CO₂) liegen fast 50% höher als in Brasilien, China, Indien, Indonesien und Mexiko (55-120 US-Dollar pro Tonne gespeicherten CO₂). Dieser Unterschied entsteht durch die Kosten für Arbeit, Diesel und Strom. In Brasilien, China, Indien und Indonesien könnte es zukünftig eine wirtschaftlich attraktive Option werden, da die Länder Förderkosten in Höhe von 75-100 US-Dollar pro Tonne gespeicherten CO₂ bekommen.<ref name=":6" />

 

Die geschätzten Kosten für EW sind vergleichbar mit den aktuellen Schätzungen für die intensiven CDR-Technologien [[Bioenergie mit CO2-Abscheidung und -Speicherung|BECCS]] und [[Direct air capture#DACCS|DACCS]] (100-300 US-Dollar pro t CO₂). Die Schätzungen für die Herstellung und Anwendung von [[Pflanzenkohle|Biokohle]] betragen 30-120 US-Dollar pro t CO₂. Lediglich die zwei Methoden [[Aufforstung]] / Wiederaufforstung (<100 US-Dollar pro t CO₂) und [[Kohlenstoffbindung im Boden|Organische Kohlenstoffbindung]] im Boden (0-10 US-Dollar pro t CO₂) sind wesentlich günstiger.<ref name=":6" />

 

Enhanced Weathering wird nur dann als relevante CDR-Option in Betracht gezogen werden können, wenn diese im klimapolitischen Rahmen wirtschaftlich wettbewerbsfähig, nicht umweltschädlich und in der Lage ist erhebliche Mengen an Kohlenstoff aus der Atmosphäre zu entfernen. Wenn neben Ackerflächen auch weitere Bereiche, wie z.B. Wälder berücksichtigt werden, würden diese das globale CDR-Potenzial verbessern. Dadurch könnten aber aufgrund von verringerter Zugänglichkeit die Kosten um einen Faktor von 2–4 erhöht werden.<ref name=":8" />

 

Damit 190 Mt (Megatonnen) Basalt zu Gesteinsmehl mit Korngrößen von <10 μm und <100 μm verarbeitet werden kann, werden 32, 904 GWh (Gigawattstunden) und 3595 GWh an Energie gebraucht.

 

Durch den Transport per Bahn werden viel weniger CO₂-Emissionen freigesetzt als mit einem LKW per Straße. Laut Studien wird bei einer Aufbringungsrate von 50 t ha-1 von gebrochenem Basalt, ein CDR-Potenzial von 1,3 und 8,5 Tonnen an CO₂ ha-1 nach 15 Jahren Verwitterung erreicht.<ref>{{Literatur |Autor=Amy L. Lewis, Binoy Sarkar, Peter Wade, Simon J. Kemp, Mark E. Hodson, Lyla L. Taylor, Kok Loong Yeong, Kalu Davies, Paul N. Nelson, Michael I. Bird, Ilsa B. Kantola, Michael D. Masters, Evan DeLucia, Jonathan R. Leake, Steven A. Banwart, David J. Beerling |Titel=Effects of mineralogy, chemistry and physical properties of basalts on carbon capture potential and plant-nutrient element release via enhanced weathering |Sammelwerk=Applied Geochemistry |Band=132 |Datum=2021-09-01 |ISSN=0883-2927 |DOI=10.1016/j.apgeochem.2021.105023 |Seiten=105023}}</ref>

 

'''Ethische Aspekte'''