Die Zukunft der Meere ? zu warm, zu hoch, zu sauer - WBGU

5.2
CO 2-Speicherung im Meer
Für die Kohlenstoffspeicherung im Ozean werden
grundsätzlich zwei Optionen diskutiert: Die physikalisch-chemische
Lösung im Meerwasser und die im
weitesten Sinn biologisch-technische Speicherung in
Meeresökosystemen, vor allem durch Eisendüngung.
Im Folgenden werden lediglich physikalisch-chemische
Techniken näher erörtert. Nicht vertieft wird die
Idee, in Meeresgebieten, in denen der Mikronährstoff
Eisen für die Primärproduktion der limitierende
Faktor ist (vor allem im Südlichem Ozean),
durch die permanente Zugabe von Eisen Algenblüten
auszulösen und somit das Senkenpotenzial des
Ozeans zu erhöhen. Zum einen ist die erwartete Größenordnung
der Mengeneffekte wohl eher gering
(wie auch ein Vergleich mit paläoklimatologischen
Daten vermuten lässt), und es gibt Zweifel an der
ausreichenden Langfristigkeit der Speicherung
(Kap. 5.1.2). Zum anderen sind die Risiken einer
großskaligen Eisendüngung im Hinblick auf die mittelbaren
Folgen für die Meeresökosysteme schwer
abzuschätzen. Der WBGU hat an anderer Stelle
bereits die Gründe für seine Ablehnung der Eisendüngung
von Ozeanen dargelegt (WBGU, 2003a).
5.2.1
Speicherung und Verweildauer von CO 2
Eine diskutierte Form der CO 2 -Speicherung stellt die
direkte Einleitung in das Meerwasser dar. Der CO 2 -
Gehalt der Meeresoberfläche steht in einem sich
relativ schnell einstellenden Gleichgewicht mit der
Atmosphäre, so dass ein künstlich überhöhter CO 2 -
Gehalt des Oberflächenwassers innerhalb kürzester
Zeit in die Atmosphäre ausgasen würde. Daher kann
allenfalls die Einleitung in die Tiefsee einen langen
Aufenthalt des Kohlenstoffs im Meer gewährleisten.
Das dort eingeleitete CO 2 kann für einige Jahrhunderte
von der Atmosphäre isoliert bleiben (IPCC,
2005), auf längeren Zeitskalen stellt sich aber ein
Gleichgewicht zwischen der atmosphärischen CO 2 -
Konzentration und derjenigen im Meer ein. Dann
werden je nach atmosphärischer CO 2 -Konzentration
zwischen 65% und 80% des anthropogenen CO 2 im
Meer gespeichert sein, unabhängig davon, ob das
CO 2 in die Atmosphäre emittiert oder in den Ozean
eingeleitet wurde (Caldeira et al., 2005). Die Einbringung
von CO 2 in das Meerwasser könnte daher
zwar einen Höchstwert in der atmosphärischen CO 2 -
Konzentration abschwächen; sie hat aber keinen Einfluss
auf das längerfristige Stabilisationsniveau des
CO 2 -Speicherung im Meer 5.2
atmosphärischen CO 2 . Sie stellt daher – unabhängig
von den Folgen für die Meeresökologie (Kap. 5.2.2) –
keine nachhaltige Lösung des Problems dar, da auf
diese Weise zukünftige Generationen durch irreversible
Folgen belastet würden.
Eine andere, technische Möglichkeit wäre die
Lagerung von CO 2 als Flüssigkeit oder Hydrat auf
dem Meeresboden, was aufgrund der dann höheren
Dichte von CO 2 nur in Wassertiefen ab 3.000 m möglich
ist. Ohne eine physikalische Barriere würde sich
jedoch das CO 2 auch aus solchen Reservoiren langsam
in der darüber liegenden Wassersäule lösen.
Auch diese Technologie führt also allenfalls zu einer
zeitlichen Verschiebung der Folgen des Klimawandels,
nicht aber zu ihrer Minderung. Keine der diskutierten
technischen Möglichkeiten der Sequestrierung
im Meerwasser wurde bisher in Feldstudien von
nennenswertem Umfang erprobt. Für keines der bisher
vorgeschlagenen Forschungsprojekte wurde die
Genehmigung erteilt, auch nur wenige Tonnen Kohlendioxid
in die Tiefsee einzuleiten.
5.2.2
Auswirkungen der CO 2-Speicherung auf
Tiefseeorganismen
Wie an der Meeresoberfläche ändert auch die
direkte Einleitung von CO 2 in die Tiefsee die chemischen
und physikalischen Eigenschaften des Meerwassers.
Dies betrifft zunächst die unmittelbare
Umgebung des Ortes der Einleitung, beispielsweise
den Endpunkt der Pipeline, durch die das flüssige
CO 2 in die Tiefsee strömt. Hier kann es, wie Simulationen
zeigen, lokal zu sehr starken Änderungen des
pH-Werts um bis zu mehrere Einheiten kommen.
Durch technische Ausgestaltungen, die zu einer
schnelleren Verdünnung führen (etwa eine von
einem Schiff geschleppte Pipeline), kann die maximale
lokale pH-Änderung abgesenkt werden. In der
etwas weiteren Umgebung (mehrere km) ist die
Geschwindigkeit der Verdünnung im Wesentlichen
durch die Ozeanströmungen bestimmt, so dass die
chemischen und physikalischen Auswirkungen mit
Ozean-Zirkulationsmodellen abgeschätzt werden
können. Bei einer Einleitung von 0,1 Gt C pro Jahr
(das sind weniger als 2% der industriellen Emissionen
und etwa 5% des heutigen, anthropogen verursachten
CO 2 -Eintrags über die Meeresoberfläche)
könnte sich beispielsweise über einen Zeitraum von
100 Jahren in bis zu 0,01% des Meeresvolumens der
pH-Wert um 0,3 Einheiten absenken (Caldeira et al.,
2005). Die CO 2 -Speicherung in der Tiefsee könnte
daher auch ernste Auswirkungen auf das Tiefseeökosystem
haben. Die Entwicklung der Tiefseeorganismen
verläuft sehr langsam, ihre Stoffwechselraten
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