Steinstaub absorbiert CO2 aus der Luft

Fein gemahlene Steine sollen künftig den Klimawandel bekämpfen. Dazu sollen Landwirte Steinstaub grossflächig auf ihre Felder ausbringen, so werde ein guter Teil des Klimagases gebunden, wie Wissenschaftler vorschlagen.

Die Grundlage dieses Konzepts ist recht einfach: Steine altern. Dabei zerfallen sie in kleinste Stücke und binden dabei Kohlendioxid. Pro Jahr wird so weltweit etwa eine Gigatonne CO₂ gebunden. Schneller geht es mit fein gemahlenen Steinen. Die Steinstücke haben dann eine grössere Oberfläche und die chemische Reaktion beschleunigt sich.

Die Rohstoffe wären vorhanden

Basaltgestein, das gut geeignet ist, um CO₂ einzufangen, ist zudem das häufigste Gestein auf der Erde. Basalt fällt im Bergbau und bei der Zementproduktion als Abfall an. Den Feldern täte «Enhanced Rock Weathering» (ERW) – zu Deutsch: beschleunigte Steinverwitterung – meist gut.

Basalt enthält viel Magnesium, Kalzium und andere Nährstoffe, von denen Pflanzen profitieren. Das aus Kohlendioxid entstehende Karbonat kann zudem die Übersäuerung intensiv genutzter Flächen reduzieren. Am Ende werde es ausgewaschen und gelange ins Meer, wo es als Kalkstein absinke, skizziert eine Studie, die 2020 im Fachmagazin «Nature» erschien.

Es gab schon fantastischere Ideen

Bisher gab es mehrere CO₂-Abscheidungstechnologien, die abwegiger klangen, aber schon erprobt werden: Absaugen von CO₂ aus der Luft oder das Versenken des Klimagases unter dem Meeresboden beispielsweise (Infosperber berichtete). Nach Meinung fast aller Klimaforschenden sollte jede Idee untersucht werden, die den CO₂-Gehalt der Atmosphäre zu senken verspricht. Allein durch Reduktion der Emissionen ist die Einhaltung der Klimaziele kaum zu schaffen.

Mit Gesteinsmehl könnten bei grossflächiger Anwendung in China, Indien, den USA und Brasilien 0,5 bis 2 Gigatonnen (Milliarden Tonnen) CO₂ im Jahr entfernt werden, rechneten die Forschenden der Universität Sheffield aus. Zum Vergleich: die gesamte EU emittierten 2019 etwa 2,9 Milliarden Tonnen CO₂, die Schweiz allein 36,85 Millionen Tonnen.

Bis zu 5 Gigatonnen CO₂ weltweit

Das Potsdam Institut für Klimafolgenforschung kam 2018 sogar auf 5 Gigatonnen CO₂ weltweit, die sich durch Basaltstaub aufsaugen liessen. Die beschleunigte Gesteinsverwitterung eigne sich am besten für warme, feuchte Klimazonen, schränkte die Autorin Jessica Strefler ein, weil dort die chemische Reaktion schneller laufe. In Brasilien, China, Indien und Südostasien liegen auch die grössten Gebiete mit ausgeprägter – und klimawirksamer – Landwirtschaft. Für ERW geeignet ist laut Strefler etwa die Hälfte der weltweiten Ackerflächen.

Positiv an «Enhanced Rock Weathering» sei, dass für die Bekämpfung des Klimawandels durch ERW keine neuen Flächen geschaffen werden müssten, sagten neben Strefler auch die Wissenschaftler Johannes Lehmann und Angela Possinger, ebenfalls in «Nature». Landwirtschaftliche Flächen lassen sich ausserdem gut kontrollieren. Lehmann und Possinger verdeutlichen aber auch die Dimensionen: es geht um enorme Flächen und riesige Mengen Basaltstaub.

Fragen nach der praktischen Umsetzung

Wie sich eine Steinstaub-Ausbringung bei hunderten Millionen Bauern weltweit umsetzen liesse, sei offen. Kostenlos sei das Steinmehl zudem nicht. Eine Tonne Steinstaub koste je nach Herkunftsland zwischen 80 und 160 Dollar, haben die Forschenden in Sheffield ermittelt. Ohne umfassende Unterstützung aus der Landwirtschaft schlage ein solches Vorhaben fehl, stellen die Wissenschaftler fest. Falls die Kosten nicht durch Ertragszuwachs oder den Verkauf von CO₂-Zertifikaten gedeckt seien, würde kein Landwirt zustimmen.

Viele Daten fehlen noch

Viele Details seien noch nicht erforscht und nicht bedacht. Welchen Effekt genau die massenhafte Verteilung von Basaltstaub auf die Umwelt habe, müsse noch studiert werden. Zudem müsse sichergestellt werden, dass das ausgebrachte Gestein keine problematischen Stoffe wie Metalle oder Chemikalien enthalte. Wo so viel Basaltmehl hergestellt werden könnte und mit welcher Klimabilanz, ist ebenfalls offen.

Seitdem haben weitere Forschende ihre Ergebnisse publiziert. Ein im Juli in «Nature Geoscience» veröffentlichter Artikel der Universität Augsburg und des Internationalen Instituts für Angewandte Systemanalyse (IIASA) untersuchte die Ausbringung von Basaltstaub über Naturgebieten mit dem Flugzeug. Die Hälfte der Einsparungen sei auf vermehrtes Pflanzenwachstum zurückzuführen, stellen die Autorinnen und Autoren fest. Sie halten ERW für eine wichtige Option bei der Bekämpfung des Klimawandels, räumen aber ebenfalls ein, dass zur Folgenabschätzung noch Untersuchungen und Daten fehlen.

Unter ungünstigen Umständen schrumpft der Klimaeffekt

Forschende der Universität Salzburg behandelten 2021 Versuchsfelder mit Sorghum (Hirse) in Österreich mit Basaltstaub. Bei optimaler Korngrösse und grossflächiger Anwendung könnte ERW zwei Prozent der Kohlendioxidemissionen in Österreich aufsaugen, rechneten sie aus.

Aus der Arbeit werden aber auch Einschränkungen deutlich. So gingen die Wissenschaftler davon aus, dass das Steinmehl über etwa 300 Kilometer transportiert werden muss und dass das mit der Bahn geschieht. In vielen Ländern dürften diese Voraussetzungen nicht gegeben sein, wodurch sich die Klimabilanz verschlechtert. Die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen in Sheffield hatten bei einem Test mit derselben Pflanze eine Ertragssteigerung von 20 Prozent festgestellt.

Zu wenig Daten für ein Monsterprojekt

Für ein globales Riesenprojekt sind diese Versuche zu wenig. Es fehlen weitere Daten. Ein einziges Versuchsfeld gebe für ein Projekt mit globalen Dimensionen allerhöchstens Anhaltspunkte, kritisiert beispielsweise der Landwirtschaftsredaktor Karl Bockholt in «Agrar Heute». Auch er bezweifelt die Machbarkeit der ERW-Methode. Allein in Deutschland, überschlägt er, müssten 480 Millionen Tonnen Basalt einer bestimmten Korngrösse auf den Feldern verteilt werden. Woher diese kommen sollten und wie das finanzierbar sein soll, sei unklar.