Enhanced Weathering: Gesteinsmehl bindet CO₂

Anfang April appellierte der Weltklimarat (IPCC): Ohne schnelle und drastische Schritte erwarte den Planeten eine verheerende Erwärmung. Die Durchschnittstemperatur werde weiter steigen, solange der Anteil von CO₂ in der Atmosphäre steigt. Um die Entwicklung aufzuhalten, muss nicht nur der Ausstoß von Treibhausgasen gestoppt, sondern auch bereits vorhandenes Kohlenstoffdioxid aus der Luft und aus dem Meer herausgefiltert werden. Es gibt bereits verschiedene Verfahren, um negative Emissionen zu erzeugen. Eine davon ist „Enhanced Weathering“, auf Deutsch „beschleunigte Verwitterung“. Auf dieses Verfahren setzt das Klimaschutzprojekt „Project Carbdown“ der Carbon-Drawdown-Initiative. Im Verbund von Wissenschaft und Wirtschaft wird erforscht, wie sich CO₂ aus der Luft mithilfe von Gesteinsmehl auf Ackerflächen binden lässt.

Basalt, ein etablierter Düngestoff, reagiert bei der Verwitterung mit CO₂ aus der Luft. Jede Tonne bindet dabei etwa 0,3 Tonnen CO₂. Es entstehen harmlose Carbonate, die das CO₂ für sehr lange Zeit binden und damit der Atmosphäre stabil entziehen. Dieser Prozess läuft seit Milliarden Jahren überall auf der Erde. Dieser natürliche Vorgang lässt sich beschleunigen, indem das Gestein für eine Vergrößerung der Oberfläche fein gemahlen wird und auf biologisch aktiven, landwirtschaftlichen Flächen ausgebracht wird. Dies könnte bis 2050 einen substanziellen Beitrag zur Klimaneutralität Deutschlands leisten. Noch fehlen konkrete Messungen der Zeitabläufe des Abbauprozesses auf Ackerflächen. Im Labor gelingt die Messung der CO₂-Aufnahme bereits. Auf den Testfeldern sucht das Projektteam nun nach einem einfacheren Messverfahren für die CO₂-Sammlungsrate, die ohne aufwendige Labortechnik auskommt. Zu diesem Zweck wurden mehrere 100 wissenschaftliche Instrumente vergraben, mit denen regelmäßig Wasserproben für das Labor entnommen und verschiedene Messwerte elektronisch ermittelt werden.

Das Thüringer Internet-of-Things-Unternehmen (IoT) Alpha-Omega Technology GmbH & Co. KG stellt Teile der technischen Infrastruktur für die Messungen bereit und steht dem Projektteam unentgeltlich beratend zur Seite. Eingesetzt werden Sensoren der Hersteller Dragino und Milesight, um Feuchte, Temperatur, Leitfähigkeit und den pH-Wert der Böden zu bestimmen und weitere Umweltparameter zu erfassen. Der Empfang der LoRaWAN-Pakete erfolgt über Gateways der Herstellers Kerlink. Die Sonden der Sensoren werden eingegraben und das mit einem robusten Kabel verbundene Funkmodul versendet die Daten oberirdisch. Die Sensoren zeichnet ein stabiles Outdoor-Gehäuse, eine lange Batterielaufzeit und Zuverlässigkeit bei einem günstigen Preis von unter 100 Euro aus. Zusätzlich erfassen Sensoren des Herstellers Barani Design engmaschig Regenmenge und Temperatur. Die Messdaten werden mithilfe des offenen Funkstandards Long Range Wide Area Network, kurz LoRaWAN, übertragen. Der Markt bietet heute eine große Auswahl an LoRaWAN-Sensoren, was zu moderaten Preisen führt. Im Vergleich zu den nur wöchentlich oder monatlich erhobenen Labormesswerten geben die ständigen elektronischen Messungen zusätzlich Auskunft darüber, wie sich z.B. pH-Wert und Leitfähigkeit kurz nach Wetterereignissen verändern.

Am Ende der Entwicklung soll die Menge des pro Hektar und Jahr aus der Atmosphäre entfernten Kohlenstoffdioxids dokumentiert und zertifiziert werden. So könnten beispielsweise Landwirte zukünftig belegen, wie viel Kohlenstoffdioxid sie pro Feld einfangen, was ihnen durch den Handel mit Zertifikaten eine Einnahmequelle eröffnen würde.

Bildquelle: Project Carbdown