Sequestrierung von atmosphärischem CO2 in globalen Kohlenstoffpools

Die Sequestrierung von atmosphärischem CO2 ist aufgrund seiner gegenwärtigen Konzentration von 385 ppm und dem Anstieg um 2 ppm y−1 erforderlich. Der Anstieg der atmosphärischen CO2-Emissionen, verbunden mit der globalen Erwärmung und der Umweltzerstörung, wird durch die globale Energienachfrage vorangetrieben. Im Vergleich zu den Emissionen von 300 Pg C zwischen 1850 und 2000 wird die Gesamtmenge an Emissionen im 21. Jahrhundert auf 950 bis 2195 Pg geschätzt, mit einer jährlichen Emissionsrate von 20 bis 35 Pg C y−1. Die Reduzierung der atmosphärischen CO2-Belastung kann durch biologische, chemische und technologische Optionen erreicht werden, indem entweder Emissionen reduziert oder sequestriert werden. Dieser Artikel beschreibt technologische Optionen zur Sequestrierung von atmosphärischem CO2 in andere globale Pools. Geologische Sequestrierung umfasst die unterirdische Speicherung von industriell emittiertem CO2 in der Geosphäre für eine langfristige und sichere Lagerung. Verflüssigtes CO2 wird etwa 1000 m unter der Erdoberfläche in stabilen porösen Gesteinen, in Ölquellen, Kohlelagerstätten oder salinen Aquiferen injiziert. Auch die Mit-Injektion von CO2 zusammen mit H2S und SO2 ist möglich. Im Laufe der Zeit reagiert das gefangene CO2 mit Mineralien zur Bildung von Carbonaten, verbessert die Ölgewinnung oder verdrängt Methan aus Kohlelagerstätten. Die tiefe Injektion von CO2 unter dem Ozean schafft einen CO2-See, der schließlich in die Sedimente eindringt. Eisen-Düngung ist eine weitere Technik zur Verbesserung des C-Pools in marinen Biota, insbesondere Phytoplankton. Das sogenannte „biologische Pumpen“ basiert auf der „Eisenhypothese“ zur Übertragung von C auf den Ozeanboden. Die terrestrische C-Sequestrierung basiert auf dem natürlichen Prozess der Photosynthese. Der Transfer von CO2 in den biotischen Pool und den Bodenkohlepool über Humifizierung und Bildung sekundärer Carbonate hat zahlreiche Nebeneffekte durch die Verbesserung der Ökosystemleistungen. Die Bodenkohlenstoff-Sequestrierung ist entscheidend für die Verbesserung der Bodenqualität, die Erhöhung der Nutzungseffizienz agronomischer Inputs und die Förderung der globalen Ernährungssicherheit. Sie ist auch notwendig, um die Wasserqualität durch Filtration und Denaturierung von Schadstoffen zu verbessern und die Biodiversität zu erhöhen, indem Flächen für Naturschutz gespart werden. Die Bodenkohlenstoff-Sequestrierung ist eine niedere Frucht und eine Brücke in die Zukunft, bis CO2-arme oder CO2-freie Energiequellen in Kraft treten.