Eduard Kirschmann

Als Direktkandidat einer noch sehr kleinen Partei habe ich schwerlich Chancen tatsächlich in den Bundestag einzuziehen. Deswegen stelle ich meine Kandidatur in den Dienst meines zentralen politischen Anliegens und bitte die Wähler in meinem Wahlbezirk dieses Anliegen mit ihrer Erststimme zu unterstützen um ein Zeichen in Richtung der größeren Parteien zu senden, die im nächsten Bundestag die politische Verantwortung tragen werden:

Es ist an der Zeit für ein Umdenken in der Klimapolitik. Wir brauchen einen Plan B, der geeignet ist die Klimakrise auf globaler Ebene in den Griff zu bekommen. Plan B bedeutet für mich ganz konkret, dass wir gezielt in das Erdklima eingreifen müssen. Entsprechende Maßnahmen werden längst von Wissenschaftlern und Erfindern unter den Oberbegriffen Geoengineering oder Climate Engineering diskutiert. Im Grunde geht es darum eine Heilkunde für den Planeten zu entwickeln den wir mit unseren Emissionen krank gemacht haben.

Ich fordere den sofortigen Einstieg Deutschlands in die ingenieurmäßige Forschung und Entwicklung von Geoengineering Maßnahmen zur Bekämpfung des Klimawandels. Und ich bitte die Wähler meines Wahlkreises 42, Hannover Stadt II, dieser Forderung bei der Bundestagswahl mit ihrer Erststimme Nachdruck zu verleihen.

Machen sie den verantwortlichen Politikern bitte klar, dass man bei Gefahr im Verzug auch dadurch versagen kann, dass man nichts tut.

Im Folgenden werde ich meine Forderungen am Beispiel der Geoengineering Maßnahme, die ich persönlich als Erfinder befürworte erläutern.

In der Arktis wird unser Klima gemacht

Ein Wissenschaftler Team um den Astrophysiker Steven Desch hat 201/ in der Fachzeitschrift Earth’s Future vorgeschlagen das arktische Packeis dadurch wieder her zu stellen, dass man im Winter Wasser auf die Eisoberfläche pumpt und dieses Konzept mit der Bezeichnung „Arctic Ice Management“ (AIM) versehen. AIM wurde als vielversprechende Methode zur Beeinflussung des Klimas präsentiert – die allerdings 500 Mrd. U$ im Verlauf von 10 Jahren kosten würde. Diese Kostenschätzung hat in der Presse für ein größeres Echo gesorgt, als das Konzept an sich – zu Unrecht.

Was hat das mit mir zu tun? Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung drehten sich meine Gedanken bereits seit ca. 7 Jahren um dieses Konzept. Ich war vertraut mit den Vorbehalten gegen derartige Wundermittel, die geeignet erschienen die Bemühungen um eine Energiewende mit dem Versprechen einer billigeren Lösung der Klimakrise zu untergraben. Gleichzeitig war ich längst überzeugt, dass die globale Dekarbonisierung nicht in der Zeit bewältigt werden kann, die erforderlich wäre um katastrophale Veränderungen des Klimas zu verhindern. Wir würden AIM eines Tages brauchen, die Frage war nur, wann der beste Zeitpunkt war die Sache anzupacken. Erst am 11.10.2016 reichte ich meine Erfindung beim Deutschen Patent- und Markenamt ein und sicherte damit meine Priorität – wie es sich herausstellte gerade noch rechtzeitig. Wenige Monate später wurde das Paper von Desch und seinen 14 Coautoren von der Fachzeitschrift Earths Future angenommen. Meine Anmeldung wurde inzwischen offengelegt: DE 10 2016 012 177 A1

Da ich im Zusammenhang mit dieser Anmeldung weder wirtschaftliche Perspektiven sehe noch deren Verwertung anstrebe, habe ich das Patent nicht weiter verfolgt. Die Anmeldung dient mir lediglich zum Ausweis als Pionier auf diesem Gebiet. Zur Orientierung folgen Bezeichnung und Zusammenfassung aus meiner Patentanmeldung:

Bezeichnung: Radiation Management Verfahren zur Bekämpfung der Erderwärmung in polaren Regionen.

Zusammenfassung: Das Verfahren lässt sich mit zunehmender Präzision folgendermaßen klassifizieren: Geoengineering Verfahren, Climate Engineering Verfahren, Radiation Management Verfahren, Albedo Management Verfahren, Manipulation der Packeisbildung. Unter Verwendung von Tauchrobotern soll im Winterhalbjahr die Bildung von Packeis gefördert werden, indem Wasser auf die Eisoberfläche gepumpt wird. Das dickere Eis wird gezielt genutzt um große Packeisflächen vor dem Schmelzen zu bewahren. Die hohe Albedo dieser Flächen bewirkt den gewünschten, kühlenden Einfluss auf das Klima. Mit dem Verfahren soll insbesondere dem Abschmelzen polarer Eisschilde (Anstieg des Meeresspiegels) und dem Auftauen von Dauerfrostböden (Freisetzung von Methan) entgegengewirkt werden.

Es ist also das gleiche Verfahren, wie bei Desch et al. – aber eine völlig andere technische Umsetzung. Die Verwendung von Windrädern habe ich sehr schnell als Option verworfen. Man erkennt auch, dass ein inzwischen sehr wichtiges Thema damals noch keine Rolle gespielt hat - die Abschwächung des Jetstreams und die damit in Verbindung stehenden Katastrophen.

AIM sieht den Einsatz von 10 000 000 stationären Windpumpen vor um das Wasser auf die Eisoberfläche zu befördern. Außerdem haben die Weltraumtheoretiker aus der Wüste Nevadas vorgesehen das Wasser erst einmal 6m hoch in einen Speicher zu pumpen, von dem aus es dann auf der Eis Oberfläche verteilt werden soll. Diese beiden technischen Weichenstellungen – Nutzung stationärer Anlagen und eines hoch gelegenen Wasserspeichers – führen zu den astronomisch hohen Kosten der Maßnahme, die von Desch et al. kalkuliert wurden. Dass es auch ganz anders geht zeigen Praktiker in Kanada bei der alljährlichen Errichtung von Ice Roads, wie in einem Dokumentarfilm zu sehen („Eisdiamanten – frostige Schatzsuche in Kanadas Norden“ wurde mehrmals auf verschiedenen Kanälen des ARD ausgestrahlt und ist auch auf YouTube zu finden. Die betreffende Stelle folgt nach ca. 7 min.): Ein Kleinlaster ist mit einer Bohrvorrichtung ausgestattet worden. Er fährt vor und bohrt in regelmäßigen Abständen Löcher ins Eis. Ihm folgen mehrere Mitarbeiter mit jeweils einer Pumpe, die eigens für diesen Zweck konstruiert worden ist. Jeder Mitarbeiter setzt die Umgebung eines Eislochs unter Wasser, verschließt das Loch mit dem herumliegenden Auswurf der Bohrung (damit das Wasser nicht zurückfließt) und begibt sich dann gleich zum nächsten freien Eisloch. Er braucht dabei definitiv keinen hoch gelegenen Wasserspeicher und auch keinerlei Rohre, um das Wasser zu verteilen. Die Förderhöhe beträgt weniger als 1m und sieht immer noch nach Energievergeudung aus, weil das Wasser aus ca. 70cm Höhe sinnlos auf die Eis Oberfläche herunterfällt, um sich dann in der Umgebung zu verteilen. Die Förderhöhe und damit der Pumpenergiebedarf ist hier mindestens 6-mal geringer als bei AIM vorgesehen und der Spielraum für weitere Senkungen ist offensichtlich.

Indem die Arbeiter Wasserlachen erzeugen, um dann gleich weiterzugehen nutzen sie das flüssige Wasser als potenten Wärmespeicher um Kostensenkungen zu generieren. Eine 1cm tiefe Lache enthält 10 Liter Wasser pro Quadratmeter und gibt beim Gefrieren rund 0,9 kWh an latenter Wärme frei. Diese Wärme an die Atmosphäre abzuführen dauert unter arktischen Bedingungen ca. 2 Stunden. Eine mehrere cm tiefe Wasserlache benötigt entsprechend mehr Zeit. Das Gefrieren ist also ein langwieriger Prozess und es macht keinen Sinn das Pumpequipment vor Ort zu belassen, bis das Wasser damit fertig ist. Die Fläche stellt keinen Kostenfaktor dar – das Equipment schon.

Die 500 Mrd. U$, die die Weltraumforscher in der Wüste Nevadas für das AIM kalkuliert haben um das arktische Packeis im Verlauf von 10 Jahren wiederherzustellen sind echte Mondpreise. Mit der in Kanada bewährten Strategie, einer noch geringeren Förderhöhe und für den Einsatz auf dem Ozean optimiertem Equipment würde die Maßnahme weniger als 1 Mrd. € jährlich kosten. Dies ist nur ein Beispiel dafür, was Ingenieure im Rahmen professioneller Forschung und Entwicklung im Bereich des Geoengineering leisten könnten, wenn die Politik sie damit beauftragen würde.

Für deutsche Wissenschaftler und Politiker spielt diese Option in aller Regel keine Rolle weil man sich längst auf einige Vorurteile in Bezug auf Geoengineering festgelegt hat. Hier ein historisch richtungweisendes Beispiel aus einer Studie, bei der ingenieurmäßige Forschung von vorn herein kategorisch ausgeschlossen wurde - Climate Engineering ohne Engineering, es klingt wie ein schlechter Witz, ist aber deutsche Politik:  „Rickels, W.; Klepper, G.; Dovern, J.; Betz, G.; Brachatzek, N.; Cacean, S.; Güssow, K.; Heintzenberg J.; Hiller, S.; Hoose, C.; Leisner, T.; Oschlies, A.; Platt, U.; Proelß, A.; Renn, O.; Schäfer, S.; Zürn M. (2011): Gezielte Eingriffe in das Klima? Eine Bestandsaufnahme der Debatte zu Climate Engineering. Sondierungsstudie für das Bundesministerium für Bildung und Forschung.“:

Der Einsatz von RM-Technologien stellt grundsätzlich einen Eingriff in die Strahlungsbilanz dar, bei der die treibhausgasinduzierte Verminderung der langwelligen Abstrahlung durch eine entsprechende Verminderung der kurzwelligen Einstrahlung ausgeglichen werden soll. Wie das hoch rückgekoppelte Erdsystem auf diese unvollkommene Kompensation reagiert und welche grundsätzlichen Nebeneffekte hierdurch im Klimasystem, in anderen Stoffkreisläufen und in der Biosphäre entstehen können, ist bisher kaum erforscht. Grundsätzlich haben damit alle RM-Technologien ein größeres Potenzial als CDR-Technologien, unvorhersehbare Nebeneffekte hervorzurufen.

Wie passt diese Beurteilung zu AIM? AIM ist eine RM-Technologie (RM steht für radiation management, also deutsch Strahlungsmanagement), es geht aber nicht darum eine Verminderung der langwelligen Abstrahlung durch eine entsprechende Verminderung der kurzwelligen Einstrahlung auszugleichen. Es ist das hoch rückgekoppelte Erdsystem, das in arktischen Gewässern über die Eis-Albedo-Rückkopplung für eine Erhöhung der kurzwelligen Einstrahlung sorgt und genau diese Erhöhung der kurzwelligen Einstrahlung soll im Rahmen einer nahezu vollkommenen Kompensation durch die Wiederherstellung des Eises rückgängig gemacht werden. Entsprechend gering ist die Wahrscheinlichkeit unvorhergesehener Nebeneffekte. AIM zeigt hier exemplarisch, dass eine pauschale Beurteilung von Climate Engineering Verfahren, wie sie von der deutschen Politik vorgenommen worden ist, nicht praktikabel ist.

Mit derartigen grundsätzlichen Aussagen haben Wissenschaftler sich deutlich übernommen und der Diskussion und dem politischen Entscheidungsprozeß durch Produktion von Vorurteilen mehr geschadet als genutzt. Derartige pauschale Vorverurteilungen haben dazu geführt, dass RM Technologien und damit auch AIM bestenfalls als gefährliche Notlösung im Falle einer dramatisch eskalierenden Klimakrise in Betracht gezogen werden. Man hat sich vorschnell und ohne eingehende Prüfung der einzelnen Optionen auf eine grobe Reihenfolge festgelegt, mit welchen Maßnahmen auf den Klimawandel reagiert werden soll. An erster Stelle steht Mitigation, die Reduktion des von Menschen verursachten Ausstoßes von Treibhausgasen. An zweiter Stelle kommt Adaptation, die Anpassung an den statt findenden Klimawandel erst danach kommen Climate Engineering Verfahren in Betracht, wobei CDR Verfahren, bei denen es darum geht Kohlendioxid wieder aus der Umwelt zu entfernen („negative Emissionen“) Vorzug vor RM-Technologien haben sollen, weil erstere die Ursache des Klimawandels bekämpfen, letztere aber angeblich lediglich deren Symptome.

Nach dieser „Logik“ sollte man AIM als RM-Technologie auf die lange Bank schieben. Und die Erfahrung zeigt leider, dass Politiker und sogar Wissenschaftler dieses Denken inzwischen verinnerlicht haben. Ein Problem dabei ist, dass AIM ebenso wie viele andere RM Technologien in der Realität in keine der so vorschnell gezimmerten Schubladen passt. Das fängt bei der recht naiven Unterscheidung zwischen Ursachen und Symptomen an. Sobald eine Rückkopplung im Spiel ist lassen sich Ursache und Symptom nicht mehr so einfach auseinanderdividieren. Regelungstechnisch bedeutet Rückkopplung, dass das Ausgangssignal (Symptom) an den Eingang der Regelstrecke zurückgeführt wird, wodurch es seinerseits zur Ursache mutiert. Der Schwund des Packeises ist eine Folge der Erderwärmung, gleichzeitig aber auch Ursache dafür, dass diese in der Arktis so dynamisch voranschreitet. Von tauenden Dauerfrostböden freigesetztes Methan und neuerdings auch dramatische Waldbrände in Sibirien sind einerseits Symptome des menschengemachten Klimawandels, andererseits sind es Quellen für letztlich vom Menschen verursachte Treibhausgasemissionen. Durch eine Abkühlung der Arktis könnte AIM diese Emissionen reduzieren und infolge dessen genauso gut in die Schublade „Mitigation“ gesteckt werden und damit in die Reihe der Maßnahmen, die nach obiger Logik möglichst schnell ergriffen werden sollten. Als Maßnahme, die der Schmelze arktischer Eisschilde und damit dem Anstieg des Meeresspiegels entgegenwirken soll steht AIM darüber hinaus in Konkurrenz zu typischen Adaptationsmaßnahmen, wie der Erhöhung der Deiche oder dem Bau schwimmender Häuser.

Damit nicht genug kann AIM auch als reine Umweltschutzmaßnahme aufgefasst werden, die dazu dient das arktische Ökosystem zu erhalten, das durch den dramatischen Schwund des Packeises zum Untergang verurteilt scheint. Auch aus dieser Perspektive scheint bei der Umsetzung der Maßnahme Eile geboten. Dafür benötigt man jedoch ingenieurmäßige Forschung und Entwicklung, also genau das was beim deutschen Sonderforschungsprogramm zum Climate Engineering von vorn herein kategorisch ausgeschlossen worden ist. Die deutsche Politik ist dem (vermutlich unter Ausschluss von Ingenieuren entstandenen) wissenschaftlichen Rat gefolgt Climate Engineering unter ausdrücklichem Ausschluss ingenieurmäßiger Forschung zu erforschen. Damit hat sich ausgerechnet das mit hervorragend ausgebildeten Ingenieuren gesegnete Deutschland dazu entschlossen diese Schlüsselressource bewusst nicht einzusetzen und andernorts stattfindende Entwicklungen im Bereich des Climate Engineering passiv als mahnender Bedenkenträger zu beobachten. Mal wieder steht Deutschland richtungsweisenden Technologieentwicklungen ablehnend gegenüber.

Das Eisschild Projekt

Das Eisschild-Projekt ist mein Gegenentwurf zum AIM.

 Das Eisschild-Projekt sah von vorn herein eine zur Arbeitsweise kanadischer Straßenbauer analoge Strategie unter Einsatz mobiler Pumpen vor. Allerdings habe ich für den Einsatz auf dem Nordpolarmeer nicht an Fahrzeuge und Arbeiter gedacht, die sich über das Eis bewegen, sondern an autonome Tauchroboter. Dies bedeutet deutlich höhere Entwicklungskosten, die sich aber auszahlen würden, wenn es darum geht Eis großflächig zu verdicken. Man könnte aber auch näher am kanadischen Vorbild bleiben und ein Spezialfahrzeug für den Einsatz auf dem Eis entwickeln.

Kosten: Das arktische Packeis ist einem dramatischen Schwund unterworfen. Eine durchschnittliche Verdickung des Eises um 1m auf einer Oberfläche von einer Million Quadratkilometern sollte auch bei ungeschicktem Vorgehen genügen um innerhalb weniger Jahre im Sommer eine Eisbedeckung wiederherzustellen, wie sie vor dem Klimawandel die Regel war (dies entspricht auch in etwa den Kalkulationen von Desch et al.). Der Treibstoffbedarf dieser Maßnahme läge bei einer durchschnittlichen Förderhöhe von 30 cm unter 300000t/Jahr, die Kosten unter 1 Mrd. €/Jahr. Das ist sehr wenig im Vergleich zu den Kosten eines steigenden Meeresspiegels und nur ein Bruchteil der Kosten, die allein die diesjährigen Flutkatastrophen in Deutschland verursacht haben – von den Menschenleben ganz zu schweigen. Dies zeigt, dass die Manipulation der Meereisbildung ein äußerst leistungsfähiges und kostengünstiges Geoengineering Verfahren zur Beeinflussung des Klimas ist. Es steht zu erwarten, dass im Fall einer auf Klimasimulationen beruhenden, intelligenten Steuerung des Eisschild-Projekts Aufwand und Kosten noch deutlich niedriger ausfallen würden. Auch das bewährte kanadische Verfahren die Eisbildung durch Schneeräumen zu forcieren sollte auf seine Wirtschaftlichkeit hin untersucht werden. Die Verwendung regenerativer Energieträger würde zu etwas höheren Kosten führen, eine ausgeglichene CO2 Bilanz könnte aber auch durch Kompensationsmaßnahmen unter günstigeren Umweltbedingungen erfolgen.
Lorenzo Zampieri und Helge Goessling vom Alfred Wegener Institut in Bremerhaven haben Ende 2019 die Ergebnisse einiger Simulationen zum Einfluss von AIM  Maßnahmen auf das Klima veröffentlicht. Sie benutzten dabei ein grobes Raster an Operationsparametern – weit entfernt von einem elaborierten, optimierten Einsatz der Maßnahme. Dennoch waren ihre Ergebnisse aus meiner Sicht ermutigend. Jenseits des Polarkreises kann die Erderwärmung ohne weiteres für Jahrzehnte verhindert bzw. zurückgeführt werden – wertvolle Zeit für die Bewältigung der globalen Energiewende, denn die Polarregion ist die Klimaküche unseres Planeten.

Die forcierte Packeisbildung im Winter könnte in der Arktis von Maßnahmen flankiert werden, die die Schmelze im Sommer verlangsamen. Die Wärmezufuhr über die Atmosphäre ist in der Arktis inzwischen so ausgeprägt, dass der Schnee auf der Eisoberfläche im Sommer komplett wegschmilzt und Schmelztümpel auf der Eisoberfläche bildet. Diese verringern wiederum die Albedo des Packeises und erhöhen damit auch jenseits der Schmelzfront die Menge der aufgenommenen Sonnenenergie. Hier bietet sich als minimalinvasive Albedo-Management Maßnahme an, das Eis unter den Schmelztümpeln an den tiefsten Stellen zu durchbohren und das Wasser einfach ohne weiteren Energieaufwand abfließen zu lassen. Auch hierfür könnten autonome Roboter entwickelt und eingesetzt werden. Eine weitere Maßnahme könnte – unter geeigneten Witterungsbedingungen - darin bestehen blankes Eis an der Oberfläche zu zerkratzen um die Albedo zu erhöhen. Dies könnte von Robotern erledigt werden, die kaum komplexer wären als Rasenmähroboter. Die Energieversorgung für beide Maßnahmen könnte im polaren Sommer mit Photovoltaik erfolgen. Die Vielzahl der zur Wahl stehenden Optionen erlaubt eine Auswahl bzw. Kombination nach ökonomischen und ökologischen Kriterien.

Die Ereignisse diesen Sommers unterstreichen wie wichtig das Eisschild Projekt sein könnte um die schlimmsten Folgen des Klimawandels gerade in unseren Breiten bereits heute abzumildern. Zunahme von Extremwetterlagen wie Starkregenfällen und Hitzewellen die wiederum Flutkatastrophen und Waldbrände nach sich ziehen werden von Klimaforschern auf einen sich abschwächenden Jetstream zurückgeführt. Ursache für den schwächeren Jetstream ist wiederum, dass die Polarregion sich 3 mal stärker erwärmt hat als die Erde im Durchschnitt. Und das ist wiederum in erster Linie auf die bereits mehrfach erwähnte Eis-Albedo-Rückkopplung zurückzuführen. Wir befinden uns längst in einer Situation in der man durch Wiederherstellung polaren Packeises Menschenleben retten und Sachschäden in vielfacher Milliardenhöhe (allein in Deutschland) vermeiden könnte.

Das Eisschild Projekt ist konservativ. Es wirkt gezielt dem wohl folgenreichsten Phänomen des Klimawandels entgegen, dem Schwund des Packeises. Es wirkt lokal und restaurativ. Es kann auf kleinstem Raum praktisch risikofrei erprobt werden und verspricht ein herausragend günstiges Kosten-Nutzen-Verhältnis. Die künstliche Verdickung des Eises wird in Kanada schon seit vielen Jahren aus wirtschaftlichen Gründen praktiziert – wenn man jedoch in Deutschland vorschlägt auf weit kleineren Flächen Experimente zum Eisschild-Projekt durchzuführen begegnet man sofort einem erhobenen Zeigefinger, weil absichtliche, gezielte Eingriffe ins Klimasystem tabu sind und niemand eine Chance wittern soll sich auf billige Weise um eine schnelle Dekarbonisierung zu drücken. Diese politische Grundhaltung muss sich ändern.

Manchmal genügt gesunder Menschenverstand um Positionen zu erschüttern, die vermeintlich wissenschaftlich fundiert sind. Ich habe eingangs erwähnt, dass es sich beim Geoengineering um so etwas wie Heilkunde für unseren Planeten handelt. Ich möchte Sie nun einladen Richtungsentscheidungen der deutschen Politik anhand dieser Analogie zu hinterfragen.

Wer Kinder hat, erinnert sich vielleicht daran, wie leicht Kleinkinder bei einer Infektion hohes Fieber entwickeln. Dabei handelt es sich um ein Problem mit ausgeprägten Parallelen zur Erderwärmung. Bei dem Kind kann man sogar tatsächlich sauber nach Ursache und Symptom unterscheiden, wie es unserer Regierung beim Klima vorschwebt. Die Infektion ist Ursache der Erkrankung, das Fieber lediglich ein Symptom. Und ähnlich wie beim Erdklima, gibt es auch beim Kind einen sehr dramatischen Kipppunkt – bei 42 °C denaturieren lebenswichtige Eiweiße, das Kind durchläuft eine Veränderung, die nicht mehr korrigiert werden kann, es stirbt. Was würden Sie zu einem Arzt sagen, der Ihnen bei einer Körpertemperatur von 41 °C erklärt nichts gegen das Fieber unternehmen zu wollen, da es sich dabei lediglich um ein Symptom handelt?

Das Pariser Abkommen hat eine Erderwärmung von maximal 1,5 °C zum Ziel gesetzt, weil Klimaforscher in diesem Bereich das Überschreiten von Kipppunkten im Klimasystem befürchten. Wir stehen bereits bei 1,2 °C Erderwärmung, was den 41 °C beim Kind entspricht. Meinen sie nicht, dass es allmählich Zeit wird der Erde ein Paar kalte Umschläge zu gönnen?

Natürlich wird kein Arzt so argumentieren, wie im oberen Gedankenexperiment beschrieben. Aber Ärzte sind auch echte Fachleute, wenn es um Heilkunde bei Menschen geht. Was uns fehlt sind entsprechende Fachleute auf dem Gebiet des Geoengineering. Diese müssen wir im Rahmen entsprechender Forschungs- und Entwicklungsvorhaben heranbilden. Und dafür ist längst höchste Zeit.

ES IST ZEIT FÜR PLAN B