Solar Radiation Management – ein letztes Mittel im Kampf gegen den Klimawandel?

24. März 2022

Das Weltklima befindet sich in einer prekären Lage, denn trotz einer guten Datengrundlage und wachsendem Verständnis der komplexen Interaktionen, tut sich die Menschheit schwer damit, den Trend der Erwärmung durch anthropogene Treibhausgase zu stoppen. In allen Modellierungen des IPCC kommt es zu einer signifikanten Erwärmung der Erde und es bleibt teilweise noch sehr schwierig abzuschätzen, welche Effekte dies auf unsere Umwelt und die Menschen darin genau haben wird. In unserem letzten Blogeintrag haben wir Kipppunkte besprochen, welche das Leben auf dem Planeten sehr abrupt verändern könnten, jedoch in den Klimamodellen und damit verbundenen Szenarien nicht enthalten sind. Was für Optionen bleiben, wenn der Klimaschutz scheitert und immer fatalere Auswirkungen des Klimawandels spürbar werden?

Solar Radiation Management, kurz SRM, is ein Vorschlag, der schon seit längerem durch Forschung und Debatte geistert, aber meist eher als Science Fiction denn als ernst zunehmende Option gehandelt wird. SRM bezeichnet eine Art von Geoengineering, bei der die Sonneneinstrahlung auf unseren Planeten reduziert wird – und damit die Energiebalance des Planeten beeinflusst. Bevor wir die arbiträren Effekte dieser Technologien thematisieren, hier drei mögliche Formen von SRM:
  1. Die Erhöhung des Albedos der Erdoberfläche
    Der Albedo gibt an, wie viele Sonnenstrahlen von der Erdoberfläche reflektiert werden. Reflektierende Oberflächen führen dazu, dass Sonnenstrahlen nicht in Wärme umgewandelt werden, sondern als Licht abgestrahlt werden. Wenn genügend grosse Flächen auf der Erdoberfläche mit solchen reflektierenden Materialien bedeckt würden, hätte das einen bedeutenden Einfluss auf die Erwärmung der Erde. So könnten zum Beispiel Hausdächer mit reflektierenden Materialien gedeckt oder grosse Flächen mit reflektierenden Pflanzen bepflanzt werden. Die involvierten Skalen machen diese Methode jedoch sehr kostspielig und eher unrealistisch für signifikante, weltweite Temperaturveränderungen.
  2. Sonnenlicht im Weltall brechen oder reflektieren
    Theoretisch könnte mit Hilfe von Spiegeln oder Linsen ein Teil des Sonnenlichts bereits im Weltall abgefangen werden, wodurch sich die Erde weniger stark erwärmen würde. Auch wenn erste Berechnungen anscheinend die Machbarkeit beweisen sollen (1, 2), bleibt diese Art von SRM wohl eher ein Thema für Science-Fiction Bücher.
  3. Reflektion in der Atmosphäre
    Verschiedene Möglichkeiten für die Reflektion von Sonnenstrahlen in unterschiedlicher Höhe innerhalb der Atmosphäre werden bereits in kleinen Experimenten getestet. So zum Beispiel in Australien mit sogenanntem Cloud-Brightening (1, 2). Andere Forschung fokussiert sich auf die Injektion von Schwefeldioxid-Molekülen in die Stratosphäre (1), ähnlich wie bei grossen Vulkanausbrüchen, welche nachweisbar das Klima der Erde beeinflusst haben. Dazu werden Partikel in die Atmosphäre entsadt, sodass das Sonnenlicht gar nicht erst die Erdoberfläche erreicht.
Die Liste zeigt, dass SRM bereits erforscht und teilweise im kleinen Rahmen getestet wird. Wir sollten nun also drauf eingehen, was für oder gegen die Erforschung dieser Technologien und ihrer Auswirkungen spricht.

Argumente gegen die Erforschung und den Einsatz von SRM
Zahlreiche Vertreter:innen der weltweiten Forschungscommunity sprechen sich implizit oder explizit gegen die Erforschung von SRM aus. Es wurden bereits mehrere Versuche für ein Moratorium gestartet, doch grösstenteils wird dem Thema ganz einfach keine Aufmerksamkeit geschenkt (1, 2). Das bedeutet effektiv, dass es kaum Geld gibt für die öffentliche Erforschung von SRM Technologien oder deren Auswirkungen (1, 2). Es besteht grosse Angst davor, dass SRM Technologien als eine Alternative zur Dekarbonisierung und zu Mitigations- und Adaptionsstrategien gesehen werden könnten. Die Gegner von SRM Forschung argumentieren weiter, dass die Anwendung solcher Technologien ein zu grosses Risiko darstellt, in Form von unvorhergesehenen Veränderungen unseres Klimas (z.B. Beeinflussung von Niederschlagsmustern, regionale Ungleichheit der Temperaturveränderung und Nebenwirkungen, etc.). Zudem würde SRM nichts an den Treibhausgaskonzentrationen in der Atmosphäre ändern. Unter diesen Bedingungen könnte ein zeitlich begrenzter Einsatz von SRM zu abruptem Klimawandel bei Beendigung der Massnahmen führen. Sobald solche Technologien erforscht werden, so warnen Gegner, besteht die Gefahr der unkontrollierten und unkoordinierten Anwendung. Da die Anwendung von SRM Technologien durch ein Land oder eine Gruppierung kaum zu kontrollieren wäre und die ganze Welt beeinflussen würde, ist ein Moratorium in ihren Augen die einzige vernünftige Lösung.

Argumente für die Erforschung und das Thema der Governance
Eine kleine wissenschaftliche Community spricht sich für die Erforschung von SRM und deren Folgen aus. Sie argumentieren, dass ein Stopp der öffentlichen Forschung lediglich bedeutet, dass private und militärische Akteure, sowie autokratische Staaten die alleinige Kontrolle über solche Technologien gewinnen [1, 2]. Kipppunkte, sowohl natürlicher, als auch gesellschaftlicher Art sind eine unberechenbare Realität (siehe unseren letzten Blogbeitrag) und gekoppelt mit den starken geografischen Ungleichheiten der Effekte des Klimawandels besteht die Angst vor Alleingängen bei Technologien wie SRM. Wissen, so sagen die Befürworter, muss öffentlich verfügbar sein und wir müssen verstehen, wie sich SRM auswirken, damit internationale Vorstösse faktenbasiert diskutiert werden können – und wir auch im Falle eines Alleinganges reagieren können.

Mit diesen Argumenten kommen auch genauere Überlegungen zur Governance von SRM [1, 2]. Die Pro-Stimmen argumentieren, dass wir uns als Menschheit lieber früher als später Gedanken dazu machen sollten, wie wir mit diesen Technologien und den damit einhergehenden Risiken umgehen wollen. Während erste Forschungsprojekte dazu im Gange sind [1], sollten wir uns als Gesellschaft gewisse Fragen stellen. Wie sollte Forschung reguliert reguliert sein? Wie soll die Kommunikation in der Öffentlichkeit aussehen? Unter welchen Umständen könnte ein Einsatz von SRMs sinnvoll sein und wie sieht eine Risiko-Abwägung in einem solchen Fall aus?

Wenn ein Einsatz in Betracht gezogen wird, muss der Zweck dieses Einsatzes geklärt sein. Der einzige Zweck von SRMs, welcher zur Zeit von Expert:innen als sinnvoll erachtet wird, besteht darin, den «Peak» der Erwärmung abzuschwächen, während wir die Emissionen radikal reduzieren und den CO2-Gehalt in der Atmosphäre Negativemissionstechnologien weiter reduzieren [1]. Der langsamer Fortschritt bei der Dekarbonisierung bringt die Welt immer näher an eine Überschreitung der 2° Grenze, welche der IPCC als kritischer Punkt für verschiedene irreversible Schäden definiert. Ein temporärer, kontrollierter und koordinierter Einsatz von SRMs, um Adaption und Mitigation zu ergänzen und innerhalb der 2° Erwärmungsgrenze zu bleiben, wäre somit eine mögliche und im Zweifelsfall auch im Alleingang von einzelnen Staaten oder Gruppierungen umsetzbare Option, die zumindest diskutiert werden sollte.


Selbst bei einer so geplanten, temporären Nutzung von SRM, bestehen weitgehend unerforschte Risiken [1, 2]. Einerseits wissen wir noch zu wenig über die konkreten Nebenwirkungen von verschiedenen SRM Technologien. Andererseits besteht das Risiko, dass das Ende eines SRM Einsatzes adverse Folgen haben könnte. Wenn während einem längerfristigen Einsatz von SRMs der Einsatz plötzlich abgebrochen wird, könnte es zu gefährlich schnellen Temperatur- und Klimaveränderungen kommen. Aber selbst ein gradueller Ausstieg aus SRMs, während die atmosphärischen CO2-Konzentrationen dank anderer Massnahmen abnehmen, ist noch unerforscht und könnte Risiken mit sich bringen.

Bei allen Gedanken zu SRM sollten wir also stets im Kopf behalten, dass deren Effekt nicht genau gleich sind wie der Treibhauseffekt, den wir durch den Ausstoss von Treibhausgasen verstärken. Wir verfügen also über keine Erfahrungswerte, was beim potentiellen Einsatz von SRM genau auf uns zukommt. Alle unsere Annahmen beruhen rein auf Modellen und Hochrechnungen. Den tatsächlichen Effekt auf unser Klima (Einfluss auf Niederschlag, Regionalität, etc.) können wir nicht mit Sicherheit vorhersagen. Eine 1.5°-Welt durch Mitigation (reduzierte Treibhausgas-Konzentration) ist eine andere als eine 1.5°-Welt mit Hilfe von SRM.

 


Eine eindrückliche Erzählung über den SRM-Alleinganges eines Staates angesichts einer tödlichen Hitzewelle – und den Folgen des SRM-Einsatzes – findet sich übrigens im Climate-Fiction Monumentalwerk The Ministry of the Future von Kim Stanley Robinson aus dem Jahr 2020. Eine Rezension zum Buch findet sich auf klimafakten.de.