Schuld oder keine Schuld - Gedanken zum Klimawandel

Gedanken zum Klimawandel 

2022-01-15 – Jörg Kampmann (www.ibk-consult.de - leicht mod. und ergänzt: 2022-02-09).

Es geht immer um Schuld, vielleicht Verantwortung, auf jeden Fall um Schuld.

Es betrifft den Klimawandel. Ein Klimawandel, der vom Menschen weitgehend verursacht wurde. Die „Ursache Mensch“ kann man sehr eindeutig nachweisen …

Aber darum geht es im Moment nicht. Wer auch immer Schuld hat, wir – die Menschen, und nur wir Menschen – müssen den Klimawandel rückgängig machen. Eine Möglichkeit könnte sein Verzicht. Verzicht aufs Autofahren, Verzicht auf "Fleisch essen", und auf vieles mehr. Aber es sieht nicht so aus, als ob der Energiehunger der Menschen einzuschränken ist. Verzicht zu üben, ist ehrenhaft, aber ich fürchte, wir müssen auf diese Ehre auch verzichten. Wenigstens weitgehend. Ich will damit nicht sagen, dass wir nicht üben sollten, Energie zu sparen.

Es reicht aber nicht, Verzicht zu üben. Wir brauchen neue Technologien – Technologien, die frei von fossilen Energieträger sind: Photovoltaik zur Stromerzeugung, „Maschinen“, die „grünes“ Benzin erzeugen, Windenergie für den Stromhunger und vieles mehr. Wir brauchen aber auch ganz dringend Technologien, wie wir jetzt das CO2 aus der Luft entfernen können. Nichtsdestoweniger: wir müssen auch weniger CO2 und weniger andere Klimagase erzeugen. Wir können zwar „kompensieren“, also das ausgestoßene CO2 wieder „einfangen“. Aber so einfach ist das nicht!

Bäume pflanzen, trockene Moore zu renaturieren, alles das ist eine Methode des Kompensierens – im Moment stark favorisierte Methoden, aber was die Bäume betrifft, sie können brennen und damit haben wir wenig, also vielleicht gar nichts gewonnen. Die verheerenden Waldbrände weltweit und diesem Jahrhundert in den verschiedensten Teilen der Welt zeigen, dass es fast zu spät zu sein scheint. Ein gepflanzter Baum speichert CO2 aufgrund der Photosynthese. Eine Tonne Holz speichert (ungefähr) eine Tonne CO2. Aber nur solange, bis das Holz verbrannt wurde oder vermodert. Ein Nullsummenspiel auf lange Sicht. Und es gibt womöglich nicht genug Moore, um das Klima wesentlich beeinflussen zu können.

Wir müssen also schneller das CO2 aus der Luft herausholen, als es rein kommt. Und wir sollten das allerdings nur bis zu einer bestimmten Grenze machen. Denn wenn kein CO2 mehr in der Luft ist und auch keine anderen Treibhausgase, dann wird die Erde zu einem Eisklumpen, so wie es schon mehrmals in der Erdgeschichte geschah, als es eine sogenannte Snowball-Earth gab. Ganz abgesehen davon brauchen unsere Pflanzen das CO2 zum Wachstum! Die Grenze der CO2-Reduktion sollte bei ca. 280 ppm CO2 bzw. CO2e (das ist der eigentliche Klimagaswert, der die anderen Klimagase wie z.B. Methan, mit einbezieht, sog. CO2-Äquivalente) liegen.

Hier liegt auch ein grundsätzliches Problem: Sollte es dereinst eine biologisch wirksame Methode geben, das CO2 relativ schnell aus der Luft zu bekommen, etwa eine verbesserte Photosynthese, wie am Max-Planck-Institut in Marburg (CETCH-Zyklus) im Labormaßstab entdeckt, dann haben wir eine Chance. In einer internen Veröffentlichung sprach man von einer 20-fachen Effektivität bestimmter Zyklen gegenüber der natürlichen Photosynthese, dies im Zusammenhang mit einer Entdeckung von Umsetzzyklen in Alphaproteobakterien.

Wenn das gelingt, dann muss daran gearbeitet werden, dass zum einen der Prozess ziemlich zügig implementiert wird und zum anderen aber auch unter Beachtung der Tatsache, dass dieser Prozess streng kontrolliert werden kann, so dass ein Unterschreiten der 280 bis 300 ppm Grenze nicht stattfindet.

Die Autoren dieser Studie (u.a. Prof. Tobias Erb vom MPI für terrestrische Mikrobiologie) meinen auch, dass es auf diese Weise gelingen könnte, mehr Nahrungsmittel für eine wachsende Weltbevölkerung zu schaffen: Erb sagt, dass er und seine Kollegen hoffen, ihre Einrichtung weiter zu modifizieren, um andere organische Verbindungen herzustellen, die noch wertvoller als Glykolat sind, wie beispielsweise Arzneimittelmoleküle. Sie hoffen auch, eingefangenes CO2 effizienter in organische Verbindungen umzuwandeln, die Pflanzen zum Wachsen benötigen. Das würde die Tür öffnen, um die Gene für diesen neuartigen Photosyntheseweg in Nutzpflanzen zu manipulieren, um neue Sorten zu schaffen, die viel schneller wachsen als aktuelle Sorten – ein Segen für die Landwirtschaft in einer Welt mit einer boomenden Bevölkerung.

In einer im Jahre 2016 veröffentlichen Schrift (Current Opinion in Chemical Biology 2016, 34:72–79) wird allerdings auch darauf hingewiesen, dass es noch eine Menge von Herausforderungen gibt, bis es möglich ist, diese Art der Photosynthese in großer Breite anzuwenden (Hervorhebung durch den Autor):

Engineering synthetic CO 2 -fixation

The most ambitious approach to improve photosynthetic yield is to completely rewire CO 2 -fixation in plants, algae and cyanobacteria. This research is inspired by the discovery that during the course of evolution nature itself has invented five alternative CO2-fixation pathways to the Calvin cycle, which operate in different bacteria and archaea [49–54]. These ‘alternative’ microbial CO2-fixation pathways are not based on RubisCO [55] and several of them show advantages in respect to energy requirement and efficiency compared to the Calvin cycle [56]. The reconstitution of natural existing CO2-fixation pathways in model organisms, however, has not proven successful so far [57], probably due to the complex interplay and interference with the host’s native carbon and energy metabolism. 

Even more progressive are synthetic biology approaches that are based on the principle of metabolic retrosynthesis as currently pursued in several labs, including ours [63]. Here, completely novel CO 2 -fixation pathways of high efficiency are supposed to be designed through the free recombination of known enzyme reactions [55,58  ]. These efforts are further fueled by the discovery [59,60] and rational engineering [61  ] of highly efficient
carboxylases, and the general progress in computational enzyme design [62]. The degree of freedom in these synthetic pathways allows tailoring the conversion of CO 2 into virtually any desired product, and their synthetic nature could be advantageous for in vivo transplantations due to a limited interference with natural metabolism. The realization of such synthetic CO 2 -fixation pathways and their integration into living organisms still poses several challenges, but will be indispensable for freeing natural photosynthetic CO 2 -fixation from its inherent disadvantages, and transforming biology from a tinkering
science into a truly synthetic discipline. Compared to all other strategies discussed here, this approach holds the most promise to substantially improve photosynthetic productivity on a long-term perspective.

und zum weiteren: die Politik - weltweite Politik

Dies scheint die schwierigste Aufgabe zu sein, der Autor hat naturgemäß keine Lösung parat. Im Moment - obwohl ziemlich verpönt - scheint es nur einenAusweg zu geben: Die Angst ... der WBGU hat das offentsichtlich auch erkannt: es gibt ein neues Video über dieses Thema, indem die Gesundheit angesprochen wird (https://www.wbgu.de/de/veranstaltungen/veranstaltung/2022-02-02-ip-webinar). Ob das hilft, ich weiß es nicht, aber vielleicht ja, wenn es starke Argumente gibt.

Insgesamt kann man hier von einem Dreiklang an Maßnahmen sprechen: 

1. indivituelles Verhalten, z.B. Verzicht
2. neue Technologien
3. Politische Unternehmungen

Man wird sehen, ob das klappt. Die Zeit ist knapp!