Was ist Kohlenstoffbindung?

Was ist Kohlenstoffbindung?

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Im Kampf gegen den Klimawandel ist die Kohlenstoffbindung ein Schlüsselbegriff. Dieser Artikel erklärt, was dieser Ausdruck genau bedeutet und was die verschiedenen Arten der Kohlenstoffbindung sind.

Die Verbindung zwischen Kohlenstoffemissionen und der globalen Erwärmung ist längst etabliert, und wir wissen, dass wir unsere Emissionen reduzieren müssen, um die Ziele des Pariser Abkommens zu erreichen und den globalen Temperaturanstieg unter 1.5 °C zu halten. Das bedeutet in erster Linie, unsere Prozesse umzustellen, auf Ökostrom umzusteigen und unseren Energieverbrauch zu senken. Aber wir haben das Glück, auch Hilfe von einem Phänomen zu bekommen, das auf diesem Planeten bereits seit Jahrtausenden stattfindet: der Kohlenstoffbindung.

Definition der Kohlenstoffbindung

Das Enzyklopädie Britannica definiert Kohlenstoffbindung als „die langfristige Speicherung von Kohlenstoff in Pflanzen, Böden, geologischen Formationen und dem Ozean“. Kohlenstoffbindung ist ein natürliches Phänomen: Pflanzen zum Beispiel brauchen Kohlendioxid zum Leben. Sie nehmen es aus der Luft auf, um zu wachsen.

Menschen können dieses Phänomen sowohl im Guten als auch im Schlechten beeinflussen. Globale Entwaldung und intensive Landwirtschaft haben die Kohlenstoffaufnahme von Pflanzen und Böden verringert. Aber Menschen sind auch in der Lage, neue Strategien und Technologien zu erfinden, um mehr Kohlenstoff zu binden und so dazu beizutragen, unsere Welt auf Netto-Null-Emissionen zu bringen.

Arten der Kohlenstoffbindung

Wie oben erwähnt, erfolgt die Kohlenstoffbindung sowohl auf natürliche Weise als auch als Folge menschlicher Aktivitäten. Es kann aber auch in mehrere Kategorien eingeteilt werden, je nachdem wo und wie CO2 aufgenommen wird.

Biosequestrierung 

Wenn Kohlendioxid von natürlichen Ökosystemen absorbiert wird, wird dieser Prozess als Biosequestration bezeichnet. Es kann sowohl natürlich als auch mit ein wenig helfender Hand von Menschen stattfinden.

Natürliche Sequestrierung

Kohlenstoff wird ständig von der Natur aufgenommen. Moore, Wälder und Feuchtgebiete sind bekannt für ihre Aufnahmefähigkeit. Weltweit gibt es über 3 Millionen Quadratkilometer natürliche Moore, und sie binden 0.37 Gigatonnen CO2 ein Jahr. Ihre Böden enthalten mehr als 600 Gigatonnen Kohlenstoff (bis zu 44 % des gesamten Bodenkohlenstoffs): Das ist mehr Kohlenstoffspeicher als jede andere Art von Vegetation.

Andererseits können die produktivsten Wälder bis zu 11 Tonnen CO2 pro Hektar und Jahr binden. Wälder lagern weltweit etwa 400 Gigatonnen Kohlenstoff, mit tropischen Wäldern, die mehr beschlagnahmen als solche in kalten Klimazonen. 

Kohlenstoff-Landwirtschaft

Carbon Farming, regenerative Landwirtschaft oder auch Agroforstwirtschaft sind alles Begriffe, die sich auf die Umsetzung landwirtschaftlicher Praktiken beziehen, die das Potenzial zur Kohlenstoffbindung in der Lebensmittelproduktion erhöhen. 

Diese Praktiken umfassen das Pflanzen ohne Bodenbearbeitung und Rotationskulturen, Deckfrüchte und Viehzucht, um eine bessere Bodengesundheit zu fördern. Sie erfordern drastische Veränderungen gegenüber der konventionellen Landwirtschaft, die den Boden erschöpft und zu seiner Wüstenbildung führt.

Regenerative Landwirtschaft wird zunehmend als wichtiger Teil der Klimalösung angesehen, und Regierungen auf der ganzen Welt entwickeln sich jetzt weiter COXNUMX-Farming-Verordnung.

Kohlenstoffabscheidung und -speicherung

Abgesehen von den natürlichen Prozessen, die Kohlenstoff speichern, ist es auch möglich, CO2-Emissionen aus einer Quelle (typischerweise industrielle Produktion) aufzufangen und „manuell“ an verschiedenen Orten zu speichern. Es handelt sich im Allgemeinen um ein sogenanntes Carbon Capture and Storage (CCS)-Gerät.

Geologische Sequestrierung

Die Erde ist voller unterirdischer Löcher, die durch natürliche geologische Prozesse, Bergbau oder Öl- und Gasförderung entstanden sind. Jetzt nutzen Wissenschaftler diese Löcher, um Kohlenstoff nach dem Einfangen zu speichern. Das klingt einfach, ist aber ein komplizierter Prozess: CO2 muss auf etwa 100 bar komprimiert werden, um es in eine überkritische Flüssigkeit zu verwandeln. In dieser Form kann es über eine Pipeline zum Speicherort transportiert und tief in den Untergrund injiziert werden, typischerweise etwa 1 km, wo es über Jahrtausende stabil bleibt. Es wird geschätzt, dass bis zu 90% der Kohlenstoffemissionen aus der industriellen Nutzung fossiler Brennstoffe könnten durch CCS aufgefangen und teilweise so gespeichert werden.

Sequestrierung von Algen

Eine weitere Sequestrierungstechnik betrifft Algen, eine Wasserpflanze mit hoher Kohlenstoffabsorptionskapazität. Es wird geschätzt, dass die natürlich in den Ozeanen der Erde wachsenden Algen derzeit Sequestrierung betreiben 173 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr, mit einer Rate von 50 Tonnen oder mehr pro Hektar. Infolgedessen beginnen mehrere Unternehmen mit der Zucht von Seetang, aber es ist auch möglich, Seetang in CCS-Geräten wie z BioUrban, der „Baum der Zukunft“ kommerzialisiert von ClimateTrade. 

Chemische Sequestrierung (Baustoffe)

Schließlich haben Wissenschaftler auch eine andere Art der Kohlenstoffbindung durch einen chemischen Prozess entwickelt, der als COXNUMX bezeichnet wird mineralische Kohlensäure. Basierend auf der Reaktion von CO2 mit metalloxidhaltigen Materialien (typischerweise Calcium und Magnesium) zur Bildung von unlöslichen Carbonaten ermöglicht es die Bindung von Kohlenstoff in Industriematerialien, einschließlich Zement. Mehrere Start-ups produzieren jetzt Zement und Beton für den Bau und injizieren ihn mit abgeschiedenem CO2. Diese Technik ist vielversprechend Dekarbonisierung des Bausektors.

Kohlenstoffbindung vs. Kohlenstoffentfernung

COXNUMX-Entfernung ist ein weiteres Schlagwort für Nachhaltigkeit, und obwohl die beiden Konzepte ähnlich sind, sind sie nicht genau gleich. Kohlenstoffentfernung, auch Carbon Drawdown genannt, ist der Prozess der CO2-Abscheidung aus der Atmosphäre und Speicherung in Pflanzen, Böden, Ozeanen, Felsen, unterirdischen Löchern oder langlebigen Produkten wie Zement. Unter dieser Definition umfasst die Kohlenstoffentfernung die Biosequestrierung aus Wäldern, den Kohlenstoffanbau oder sogar den Anbau von Meeresalgen. Es beinhaltet jedoch nicht die Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS), wobei Kohlenstoff an der Quelle abgeschieden und gespeichert wird tritt nie in die Atmosphäre ein.

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