BECCS und Aufforstung im Vergleich

Welche Methode kann CO₂ effizienter aus der Atmosphäre entfernen – BECCS oder Aufforstung? Dieser Frage ging unser STEPSEC-Team in einer neuen Studie auf den Grund.

Um die Klimaziele des Pariser Abkommens zur Begrenzung der Erderwärmung auf deutlich unter 2 °C zu erreichen, müssen sowohl CO₂-Emissionen gesenkt als auch CO₂ aus der Atmosphäre entnommen werden. In fast allen Zukunftsszenarien, die mit den Pariser Klimazielen vereinbar sind, spielen dabei sowohl Aufforstung als auch Bioenergiepflanzen mit Kohlenstoffspeicherung (Bioenergy with Carbon Capture and Storage, BECCS) eine wichtige Rolle.

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Ein Team um die Forscherinnen Sabine Egerer und Julia Pongratz aus unserem STEPSEC-Projekt untersuchte in einer neu veröffentlichten Studie, welche dieser beiden Methoden Kohlenstoff effizienter speichern und damit aus der Atmosphäre entnehmen kann. Die Studie wurde vom Co-Editor des Journals Biogeosciences als „Highlight-Paper“ von besonderer Bedeutung gewürdigt.

Dabei betrachteten sie innerhalb eines nachhaltigen Zukunftsszenarios verschiedene Gesichtspunkte beider Methoden: den Flächenverbrauch, die zeitliche Entwicklung, in wie weit Bioenergie zur Minderung fossiler Energie führt, sowie den Anteil an Biomasse, der dauerhaft in geologischen Reservoiren gespeichert wird.

Um die Auswirkungen der Klima- und Landnutzungsbedingungen auf die Kohlenstoffspeicherung zu simulieren, nutzten die Autor:innen das Landoberflächenmodell des Max-Planck-Instituts für Meteorologie in Hamburg, JSBACH. Sie analysierten die globale großflächige Aufforstung sowie den Anbau von Bioenergiepflanzen in denselben Gebieten. Insbesondere berücksichtigen sie dabei Miscanthus, welche als Bioenergiepflanze der zweiten Generation bekannt ist, und somit Kohlenstoff effizienter speichern kann als zum Beispiel Mais oder Raps.

Leitautorin des Artikels: CDRterra Forschende Dr. Sabine Egerer

Die Forschenden kamen zu folgenden zentralen Ergebnissen:

BECCS hat über längere Zeiträume ein höheres Entnahmepotenzial als Aufforstung, da bei Aufforstung mit der Zeit eine Sättigung der Kohlenstoffspeicherung erreicht wird, während Bioenergiepflanzen für BECCS jedes Jahr neu gepflanzt und geerntet werden. BECCS wird aber nicht wesentlich zur Erreichung kurzfristiger Klimaschutzziele beitragen. Zum einen, da Aufforstung über kürzere Zeiträume effizienter ist und zum anderen, weil die CCS-Technologie (Carbon Capture and Storage, Kohlenstoffabscheidung und -speicherung) nicht so schnell hochskaliert werden kann.
Dabei gibt es deutliche regionale Unterschiede aufgrund von unterschiedlichen regionalen Boden- und Klimabedingungen: Während Aufforstung beispielsweise in China effizienter ist, wird durch die Anwendung von BECCS auf dem Gebiet der Südamerikanischen Graslandschaft sowie des südöstlichen Afrikas mehr Kohlenstoff gespeichert.
Die Effizienz von BECCS im Vergleich zu „naturbasierten Lösungen“ wie Aufforstung wird entscheidend davon abhängen, ob CCS-Anlagen ausgebaut werden, ob fossile Brennstoffe in Zukunft durch Bioenergie ersetzt werden und ob Bioenergiepflanzen an geeigneten Standorten angebaut werden, die der biologischen Vielfalt nicht schaden, die Wasserrückhaltung nicht beeinträchtigen und die Ernährungssicherheit nicht gefährden.

„Die Studie zeigt, dass für die Bewertung des Potenzials zur terrestrischen CO_2-Speicherung eine umfassende Betrachtung der lokalen, zeitlichen sowie sozioökonomischen Rahmenbedingungen notwendig ist. Damit schafft sie die Voraussetzungen für politische Entscheidungstragende, um Strategien zu entwickeln, die mit den Pariser Klimazielen vereinbar sind”, resümiert Leitautorin Sabine Egerer.

Publikation:

Sabine Egerer, Stefanie Falk, Dorothea Mayer, Tobias Nützel, Wolfgang A. Obermeier, and Julia Pongratz: How to measure the efficiency of bioenergy crops compared to forestation. Biogeosciences 2024. https://doi.org/10.5194/bg-21-5005-2024.

Sabine Egerer, Tobias Nützel, Julia Pongratz und Wolfgang Obermeier sind Teil des CDRterra-Konsortiums STEPSEC.

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