Potenziale und Risiken der landbasierten CO₂-Entnahme in Deutschland: was wir jetzt wissen – und was zu tun ist

Die wichtigsten Erkenntnisse aus der ersten Phase des Forschungsprogramms CDRterra Potenziale und Risiken der landbasierten CO₂-Entnahme in Deutschland: was wir jetzt wissen – und was zu tun ist SYNTHESE 2025 CDRterra Phase 1 2 Künstliche Photosynthese ahmt den natürlichen Prozess der CO2-Umwandlung nach, nutzt aber technische Systeme (etwa elektrochemische Zellen), um CO2 mithilfe von Solarenergie in speicherbare oder nutzbare Kohlenstoffprodukte umzuwandeln. Im Fokus für die CO2-Entnahme stehen energiearme und kohlenstoffreiche Verbindungen wie Oxalat oder Graphit. 1 DEUTSCHLANDS HOHE RESTEMISSIONEN – ANTWORTEN AUF ZENTRALE FRAGEN Das deutsche Klimaschutzgesetz hat eine klare Botschaft: Bis zum Jahr 2045 will die Bundesrepublik treibhausgasneutral sein. Allerdings ist heute schon absehbar, dass einige Sektoren des Landes auch 2045 noch Treibhausgase freisetzen werden, deren Entstehung sich nur mit sehr viel Aufwand oder gar nicht verhindern lässt. Will Deutschland sein Klimaziel erreichen, müssen wir diese Restemissionen durch eine gezielte Entnahme von Kohlendioxid (CO2) aus der Atmosphäre ausgleichen. Angesichts dieser Klimaschutzaufgabe stehen Politik, Wirtschaft und Zivilgesellschaft vor vielen offenen Fragen. Mit welchen Verfahren könnte Deutschland der Atmosphäre CO2 im erforderlichen Umfang entnehmen? Welche Folgen würde ein Einsatz dieser Verfahren für Menschen, Wirtschaft und Natur nach sich ziehen? Und welche regulatorischen Hürden müssten aus dem Weg geräumt werden, um vielversprechende CO2Entnahmeverfahren großflächig in Deutschland einzusetzen? CDRterra ist diesen Fragen in Hinblick auf CO2-Entnahmemethoden an Land nachgegangen. Die Forschenden haben verschiedene Verfahren und gesellschaftliche Belange aus unterschiedlichen Blickwinkeln untersucht, Handlungswissen aus den Ergebnissen abgeleitet und auf Deutschland zugeschnittene Zukunftsvisionen zur CO2-Entnahme entwickelt. „Ohne ehrgeizige Emissionsminderungen und CO2Entnahme verfehlen wir unsere Klimaziele. Für den Hochlauf von CDR braucht es klare Regeln, den gleichzeitigen Ausbau neuer Methoden und den Schutz natürlicher Senken – sowie den Dialog mit allen Teilen der Öffentlichkeit.“ Prof. Dr. Julia Pongratz, CDRterra-Sprecherin, Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München NEUE TECHNOLOGIEN FÜR EINE GEZIELTE CO2-ENTNAHME AN LAND – INNOVATIVE KONZEPTE AUS CDRTERRA Viele der aktuell diskutierten CO2-Entnahmemethoden basieren auf etablierten, naturbasierten Verfahren wie etwa der Aufforstung von Wäldern oder dem bodenschonenden Ackerbau. CDRterra-Forschende haben darüber hinaus gezielt auch (geo-) chemische Ansätze untersucht. Diese wurden bislang kaum erforscht, könnten das Methodenportfolio langfristig jedoch sinnvoll ergänzen, da sie das entnommene CO2 dauerhaft in Gesteinsformationen speichern. Im Fokus der Wissenschaft standen unter anderem folgende innovative Technologiekonzepte und erste Grundlagen für ihre mögliche Anwendung. EIN DÜNGERERSATZ AUS PFLANZENKOHLE UND GESTEINSMEHL Im Verbundprojekt PyMiCCS untersuchten Wissenschaftler:innen zunächst die CO2-Entnahmepotenziale der Anwendung von Pflanzenkohle (englisch: Pyrogenic Carbon Capture and Storage, PyCCS) und der beschleunigten Verwitterung von Gesteinsmehl. Anschließend gingen sie einen Schritt weiter und entwickelten Verfahren, mit denen man Pflanzenkohle und Gesteinsmehl zu neuen Mischmaterialien verarbeiten kann. Diese vereinen nicht nur die bodenund klimatechnischen Vorteile ihrer beiden Ausgangsstoffe, sondern entfalten darüber hinaus zusätzliche positive Effekte. Die Mischmaterialien verbessern die Verfügbarkeit von Nährstoffen im Boden und können, ebenso wie die gemeinsame oder alleinige Anwendung von Pflanzenkohle, den Ertrag von Kulturpflanzen erhöhen. Ihre Gesteinsanteile verwittern schneller als pures Gesteinsmehl. Das ist wichtig für eine zeitnahe Klimawirkung. Sie erhöhen außerdem die Kohlenstoffbindung im Boden und können mit herkömmlichen landwirtschaftlichen Nutzfahrzeugen auf den Feldern ausgebracht werden. Diese Eigenschaft vereinfacht den Einsatz der neuen Materialien im größeren Maßstab und erspart interessierten Landwirt:innen hohe Anfangsinvestitionen. Direkte CO2-Abscheidung aus der Luft mit Speicherung (englisch: Direct Air Carbon Capture and Storage, DACCS) ist ein chemisches Verfahren, das CO2 direkt aus der Luft filtert – entweder durch Bindung an Feststoffe oder durch Lösung in Flüssigkeiten. Das abgeschiedene CO2 wird anschließend dauerhaft gespeichert, meist in tiefen geologischen Formationen. Auf diese Weise wird CO2 aktiv und dauerhaft aus der Atmosphäre entfernt. Bei CDRterra untersuchten mehr als 100 Wissenschaftler:innen in den zurückliegenden vier Jahren, in welchem Umfang CO2Entnahmemethoden (Carbon Dioxide Removal, CDR) an Land dazu beitragen können, dass Deutschland seine Klimaziele erreicht. Zehn interdisziplinäre Konsortien erforschten hierzu Potenziale, Herausforderungen und gesellschaftliche Auswirkungen bekannter und neuer CO2-Entnahmeverfahren und erarbeiteten Vorschläge für politische Strategien zur Umsetzung. Dieses Factsheet fasst die zentralen Ergebnisse der ersten Programmphase zusammen. NEUE BAUSTOFFE AUS STEIN MIT CO2-SPEICHERUNG CO2-SPEICHERUNG Auf die Kombination mehrerer CO2-Entnahmemethoden setzten auch die Expert:innen im Verbundprojekt DACCUSS-pre. Sie entwickelten ein neues Verfahren zur Herstellung von Hauswänden, die netto CO2 speichern. Das heißt, bei der Produktion dieser Fertigmodule für den Bausektor kann mehr CO2 gebunden und gespeichert werden, als dabei freigesetzt wird. Die Hauswände von DACCUSS-pre bestehen aus zwei Platten aus dem Gestein Gabbro, die durch Kohlenstofffasern aus Algenöl oder Lignin verstärkt werden und eine Schicht aus Pflanzenkohle einschließen. Dadurch binden und speichern die Wände CO2 auf zweierlei Weise: Sie speichern zum einen den Kohlenstoff, der sowohl in der Pflanzenkohle als auch in den Kohlenstofffasern gebunden ist. Zum anderen entsteht beim Sägen der Gesteinsplatten ein Gabbrofeinstaub. Im Zuge der Forschungsarbeiten stellte sich heraus, dass dieser sich als Ausgangsstoff für Verfahren zur beschleunigten Gesteinsverwitterung (englisch: Enhanced Rock Weathering, ERW) eignet. Der Gabbrofeinstaub verwittert sehr schnell und bindet pro Kilogramm Gestein bis zu 450 Gramm CO2. In der Summe entzieht und speichert ein Wandmodul von DACCUSS-pre über die Dauer seiner Herstellung und Nutzung der Atmosphäre 59 Kilogramm CO2 pro Quadratmeter Wandfläche. Zum Vergleich: Herkömmliche Stahlbetonwände setzen 98 Kilogramm CO2 pro Quadratmeter Wand frei. Bauen werden wir Menschen auch in Zukunft. Umso wichtiger ist die Wahl der richtigen Materialien: Baustoffe mit guten Eigenschaften und negativer CO2-Bilanz können die Klimawirkung des Sektors deutlich verbessern – und sind in diesem Fall sogar etwas günstiger herzustellen als konventioneller Stahlbeton mit äußerer Isolation. Dazu gehört auch, CO2-negative Baumaterialien gezielt zu zertifizieren, den Einsatz von Naturstein wie Gabbro im Bauwesen weiterzuentwickeln und ERW-Verfahren mit Basalt und Gabbro flächendeckend einzuführen. DIREKTE CO2-ABSCHEIDUNG – BESONDERS EFFIZIENT BEI HOHER LUFTFEUCHTIGKEIT Wie effizient Direct-Air-Capture-Anlagen (DAC) im Rahmen von DACCS – also der direkten CO2-Abscheidung aus der Luft mit anschließender Speicherung (englisch: Direct Air Carbon Capture and Storage) – arbeiten, hängt stark vom Wetter ab. Basierend auf diesem Wissen sind Forschende im CDRterra-Verbundprojekt DAC-TALES der Frage nachgegangen, wie Verfahrenskenngrößen durch die Temperatur und Feuchtigkeit der Luft beeinflusst werden. Sie untersuchten die CO2-Abscheidung unter verschiedenen Wetterbedingungen experimentell. Ihre Ergebnisse zeigen: DAC-Anlagen, die mit einem CO2-bindenden Feststoff arbeiten (Adsorptionsverfahren), entnehmen bei niedriger Lufttemperatur und hoher relativer Luftfeuchtigkeit am meisten CO2. DAC-Anlagen haben jedoch einen hohen Energiebedarf. Deshalb können sie nur in jenen Regionen der Welt sinnvoll eingesetzt werden, in denen zusätzlich zu passenden Klimabedingungen auch viel überschüssige Energie aus erneuerbaren Quellen zur Verfügung steht. Diese Voraussetzungen sind beispielsweise in Island erfüllt, in Deutschland jedoch nicht. Um eine maximale CO2-Abscheidung durch DACCS zu erreichen, benötigt es vor allem weitere Fortschritte in der Materialentwicklung. Deswegen haben DAC-TALES-Fachleute auch an neuen Abscheidemembranen geforscht. Sie entwickelten eine Hohlfasermembran mit einer neuartigen Beschichtung, die durch Enzyme die CO2-Abscheidungsrate erhöht. 3 CDRterra Phase 1 SYNTHESE Pflanzenkohle entsteht, wenn Pflanzenreste ohne Sauerstoff stark erhitzt werden. Ihre Anwendung (englisch: Pyrogenic Carbon Capture and Storage, PyCCS) kann Kohlenstoff langfristig im Boden speichern und gleichzeitig die Bodenstruktur und Wasserspeicherfähigkeit verbessern. Beschleunigte Gesteinsverwitterung (englisch: Enhanced Rock Weathering, ERW) bedeutet, dass fein gemahlenes Gestein auf Felder oder Böden gestreut wird. Dort reagiert es mit Regenwasser und bindet dabei CO2 aus der Luft. Mischmaterial aus Pflanzenkohle und Gesteinsmehl kombiniert die Vorteile beider Stoffe. Es kann Kohlenstoff langfristig binden und die Nährstoffversorgung im Boden verbessern, während es sich mit herkömmlicher Technik ausbringen lässt. Baumodule aus Gabbro, Pflanzenkohle und Kohlenstofffasern aus Algenöl oder Lignin speichern Kohlenstoff dauerhaft. Zusätzlich bindet der bei der Produktion entstehende Gabbrofeinstaub beim Verwitterungsprozess große Mengen CO2 aus der Atmosphäre. Ausführliche Informationen zur CO2-Entnahme und -speicherung durch beschleunigte Gesteinsverwitterung und die Herstellung von Pflanzenkohle finden Sie im CDRterraFactsheet „CO2-Entnahmemethoden an Land – Überblick I”. 4 Die jährliche CO2-Entnahmemenge einer beispielhaften DACCS-Anlage variiert je nach Umgebungsklima und Stromquelle deutlich: a) Niedrige Temperaturen und hohe relative Luftfeuchtigkeit begünstigen die CO2-Aufnahme. Gezeigt sind hier die Entnahmemengen unter der Annahme von emissionsfreiem Strom (0 Gramm CO2 pro Kilowattstunde) – dann ist die Nettoentnahme am höchsten. b) Beim Einsatz von lokalem Netzstrom kann dessen CO2-Fußabdruck die Entnahmeleistung erheblich verringern. Blau markierte Regionen ermöglichen einen effizienten DACCS-Betrieb, braune Regionen sind weniger geeignet. Ausgegraute Bereiche zeigen fehlende Daten. Die direkte CO2-Abscheidung aus der Luft ist energieintensiv – wirtschaftlich sinnvoll ist sie nur dort, wo dauerhaft überschüssiger grüner Strom verfügbar ist. Dafür braucht es einen globalen Ausbau von erneuerbaren Energien und Stromnetzen. Grafiken: frauwolter.de, adaptiert nach Rezo, D. et al., 2024, DOI: 10.1007/s43979-024-00100-z. Eine der ersten Kohleflocken, die NETPEC-Wissenschaftler:innen mithilfe einer neu entwickelten elektrochemischen Zelle aus atmosphärischem CO2 hergestellt haben. Foto: Daniel Lörch, NETPEC, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Universität Tübingen. 3,6 < 3,4 3,8 4,0 4,2 a) 0,5< -0,5 1,5 2,5 3,5 b) Jährliche CO2-Entfernung in Kilotonnen CO2 pro Jahr Jährliche CO2-Entfernung in Kilotonnen CO2 pro Jahr CO2-ENTNAHMEPOTENZIAL VON DACCS – ABHÄNGIG VON DER STROMQUELLE KÜNSTLICHE PHOTOSYNTHESE – EFFIZIENTER ALS PFLANZEN Wenig erforscht waren bislang Methoden zur künstlichen Photosynthese. Als solche werden Technologien bezeichnet, die CO2 mithilfe von Solarenergie und chemischer Prozesse in flüssige oder feste Kohlenstoffprodukte umwandeln, die sich im Anschluss leicht speichern lassen. Große Fortschritte hat hier das CDRterra-Verbundprojekt NETPEC mit einem elektrochemischen Ansatz erzielt. Die Forschenden entwickelten eine elektrochemische Zelle, die in Kombination mit einem Flüssigmetallkatalysator aus CO2 Kohleflocken herstellen kann. Noch funktioniert dieser Prozess nur im Labor. Um die künstliche Photosynthese eines Tages im großen Maßstab anwenden zu können, müssen die Katalysatoren verbessert und Prototypen einer entsprechenden Anlage entwickelt und getestet werden. Erste Messungen zeigen jedoch, dass das neue Verfahren schon jetzt wirksamer bei der Umwandlung von Kohlenstoff ist als die natürliche Photosynthese. NETPEC-Modellergebnisse zeigen außerdem: Es ließen sich viele Landflächen und große Mengen Wasser einsparen, wenn für die gezielte CO2-Entnahme Verfahren zur künstlichen Photosynthese eingesetzt würden, anstatt Energiepflanzen wie Mais auf großen Flächen anzubauen. 5 CDRterra Phase 1 SYNTHESE HÜRDEN FÜR DIE UMSETZUNG LANDUND FORSTBASIERTER CO2-ENTNAHMEMETHODEN Während sich die meisten (geo-)chemischen CO2-Entnahmeverfahren noch in der Entwicklungsphase befinden, setzen viele Staaten in ihrer Klimaschutzstrategie auf etablierte biologische Entnahmemethoden – vor allem auf landund forstwirtschaftliche Ansätze. Die CDRterra-Forschung zeigt jedoch: Zwischen Theorie und Praxis klaffen oft Lücken. Auch bei etablierten Methoden bleiben viele Fragen zur Umsetzung offen – etwa zur Wahl der Baumarten, zu rechtlichen Rahmenbedingungen, Nutzungskonflikten und ökonomischen Risiken. In mehreren Projekten haben CDRterra-Fachleute diese Herausforderungen untersucht, Dialoge mit Landnutzenden und Stakeholdern geführt und erste Lösungsansätze entwickelt. „Die Umstellung vom Ackerbau zur Agroforstwirtschaft wagen bisher nur wenige. Für viele Betriebe sind Aufwand und Risiko für die Ertragssicherheit zu hoch – zudem fehlt die Akzeptanz bei anderen Landwirt:innen." Dr. Juliane El Zohbi, CDRSynTra, GERICS/Hereon LANDWIRT:INNEN FEHLEN WISSEN, ERFAHRUNG UND RESSOURCEN Wer Wälder neu anpflanzt, erhöht durch das Wachstum der Bäume die CO2-Aufnahme und -Speicherung der Landvegetation. Solche Aufforstungen zu Klimaschutzzwecken sind heutzutage in erster Linie auf ehemaligen Ackerund Wiesenflächen möglich. Deren Eigner:innen oder Landwirt:innen haben in der Regel jedoch kaum Erfahrung im Waldbau, zeigen Ergebnisse des CDRterra-Konsortiums STEPSEC sowie des CDRterra-Syntheseund Transferprojekts CDRSynTra. Viele Landwirt:innen wissen nicht, welche Baumarten sich für einen klimaangepassten Waldbau eignen, wie sie diese pflegen müssen, welche Folgen neue Anpflanzungen für Böden und Wasserhaushalt haben – und welche Erträge sie erwarten AUF EINEN BLICK – NEUE TECHNOLOGIEN PyMiCCS hat Pflanzenkohle und Gesteinsmehl zu neuen CO2-bindenden Mischmaterialien kombiniert. Die neuen Substrate verbessern die Nährstoffverfügbarkeit, beschleunigen Verwitterung und sind einfach anwendbar. DACCUSS-pre hat Hauswandmodule entwickelt, die CO2 durch Pflanzenkohle, biobasierte Kohlenstofffasern und Gesteinsmehl binden. DAC-TALES verdeutlicht relevante Faktoren bei der Standortwahl von adsorptionsbasierten DAC-Anlagen: Gemäßigte, feuchte Gebiete sind gut geeignet – wenn der Strom aus erneuerbaren Energien stammt. NETPEC erzeugt Kohleflocken aus CO2 im Labor – die dafür entwickelte künstliche Photosynthese ist deutlich wirksamer als ihr natürliches Vorbild. CO2-Entnahme braucht ein breites Methodenportfolio Generell brauchen wir einen vielfältigen Methodenmix bestehend aus bekannten und neuen CO2-Entnahmeverfahren, um der Atmosphäre CO2 im erforderlichen Maßstab zu entnehmen und Risiken zu streuen. Die CDRterra-Forschungsergebnisse zeigen, dass innovative Ansätze zur CO2Entnahme das künftige Methodenportfolio sinnvoll erweitern können – auch wenn aktuell noch einige technischen Herausforderungen überwunden werden müssen. Direkte CO2-Abscheidung aus der Atmosphäre mit langfristiger Speicherung (DACCS) (Wieder-)Aufforstung bezeichnet das gezielte Pflanzen von Bäumen auf Flächen, die vorher (länger) nicht bewaldet waren – etwa ehemalige Ackerflächen. Ziel ist unter anderem die Bindung von CO2 durch das Wachstum der Bäume. Agroforstwirtschaft kombiniert landwirtschaftliche Nutzung mit Gehölzanbau (etwa Baumreihen auf Feldern). Sie kann CO2 binden und gleichzeitig Biodiversität, Bodenschutz und Wasserhaushalt fördern. Trockengelegte Moore wiederzuvernässen stoppt den Abbau des organischen Materials und ermöglicht es, dass sie allmählich wieder CO2 binden. Durch Paludikultur – also „nasse Landwirtschaft“ wie der Anbau von Schilf oder Torfmoosen – kann die Fläche weiterhin bewirtschaftet werden. Ausführliche Informationen zu klimafreundlichen Baustoffen, DACCS sowie zur künstlichen Photosynthese finden Sie im CDRterra-Factsheet „CO2-Entnahmemethoden an Land – Überblick II”. FAZIT 2 6 können. Zusätzlich mangelt es oft an forstlichem Fachpersonal und an ausreichend Setzlingen. CDRterra-Ergebnisse aus dem Oberrheingebiet zeigen zudem, dass Hemmnisse nicht nur technischer oder ökonomischer Natur sind, sondern auch tief in institutionellen Strukturen, Interessenkonflikten und Leitbildern moderner Landwirtschaft verankert sind. RECHTLICHE UND PLANERISCHE UNSICHERHEITEN Neben fehlenden Ressourcen und ökonomischen Anreizen bremsen auch rechtliche Vorgaben die Umsetzung von CDRMethoden. Ein Beispiel: Grünland darf in Deutschland nicht ohne Weiteres in Wald umgewandelt werden. In vielen Debatten wird jedoch mit großen Aufforstungspotenzialen gerechnet, ohne solche Einschränkungen zu berücksichtigen. CDRterra-Expert:innen verweisen darauf, dass Planungsunterlagen wie Flächennutzungspläne oder Planhinweiskarten verbindlich festlegen, welche Umwandlungen zulässig sind. Bezieht man diese Vorgaben ein, reduzieren sich die theoretischen Potenziale flächenintensiver Methoden wie Aufforstung deutlich. NUTZUNGSKONFLIKTE UND AKZEPTANZPROBLEME Die Umsetzung von landund forstbasierten CO2-Entnahmemethoden nimmt unter Umständen viel Fläche in Anspruch. Ihr Einsatz birgt somit die Gefahr, den Wettbewerb um jene Flächen zu verschärfen, die bislang für die Produktion von Nahrungsmitteln und Energie sowie für den Naturund Artenschutz gebraucht werden (Infos zu möglichen Synergien siehe Kapitel 4). Die Forschenden fanden zudem klare Hinweise darauf, dass die deutsche Bevölkerung großflächigen Landschaftsveränderungen eher skeptisch gegenübersteht. Zu solchen Veränderungen kommt es zum Beispiel, wenn Wiesen und Koppeln in Wald umgewandelt werden oder Landwirt:innen Baumreihen auf ihre Felder pflanzen, um zusätzlich CO2 durch agroforstwirtschaftliche Verfahren zu entnehmen. Weitere Hürden stellen unterschiedliche Besitzstrukturen und Berufsverständnisse dar. Über die Umwandlung gepachteter Ackerflächen können Landwirt:innen oftmals gar nicht frei entscheiden – und wenn doch, stellt sich die Frage, ob sie anstelle des gelernten Ackerbaus tatsächlich Agroforstwirtschaft oder Waldbau betreiben wollen. Antworten darauf gibt es bisher kaum. Denn die betroffenen Akteur:innen wurden bisher nur in unzureichendem Maße an den politischen Debatten und Prozessen beteiligt, berichten die Forschenden. BESONDERE HERAUSFORDERUNGEN FÜR BECCS UND BIOMASSENUTZUNG Zusätzliche Herausforderungen stellen sich im Fall der Energiegewinnung aus Biomasse mit anschließender CO2-Abscheidung und Speicherung – kurz BECCS (englisch: Bioenergy with Carbon Capture and Storage). Wie Forschende im Konsortium BioNET zeigten, müssen sich an diesem Verfahren interessierte Akteur:innen mit gesellschaftlichen Vorbehalten gegenüber der geologischen CO2-Speicherung (englisch: Carbon Capture and Storage, CCS) auseinandersetzen. Doch es ist möglich, durch kluge Konzepte Synergien zu schaffen, etwa bei der Nutzung von Paludikulturen für BECCS. BECCS ist technisch machbar, doch seine Umsetzung scheitert bislang an fehlenden Rahmenbedingungen für Abscheidung, Transport und Speicherung von CO2. Hinzu kommt, dass nachhaltig bereitgestellte Biomasse nur begrenzt verfügbar ist und daher mit anderen Nutzungsmöglichkeiten konkurriert, etwa mit der Nahrungsund Futtermittelproduktion. Außerdem braucht es klare Kriterien und Nachweise, damit CO2 wirklich auch aus der Atmosphäre entfernt und nicht nur verlagert wird. Bei neuen Geschäftsmodellen, zum Beispiel zur Nutzung von Paludikultur (nasse Bewirtschaftung wiedervernässter Moore, etwa mit Schilf oder Torfmoosen) erschweren unklare Rahmenbedingungen den Hochlauf. Auch der Einsatz biobasierter Materialien im Bausektor begegnet Hindernissen wie regional unterschiedlichen Bauvorschriften und einer immanenten Trägheit, die lange Investitionszyklen bedingt. AUF EINEN BLICK – UMSETZUNGSHÜRDEN FÜR DIE BIOLOGISCHE CO2-ENTNAHME noch wenig Wissen und Erfahrung mit neuen Verfahren in der landwirtschaftlichen Praxis unklare rechtliche Rahmenbedingungen für die Flächennutzung geringe wirtschaftliche Anreize und Investitionsunsicherheit Nutzungskonflikte mit Landwirtschaft, Naturschutz und Energieproduktion Skepsis gegenüber landschaftlichen Veränderungen eingeschränkte Entscheidungsfreiheit bei gepachteten Flächen mangelhafte Beteiligung betroffener Akteur:innen an politischen Prozessen Weiterführende Informationen finden Sie im CDRterraFactsheet „CO2-Entnahmemethoden an Land – Überblick III”. Bioenergie mit CO2-Abscheidung und -Speicherung (englisch: Bioenergy with Carbon Capture and Storage, BECCS) nutzt Pflanzenmaterial zur Energiegewinnung. Das entstehende CO2 wird abgeschieden und dauerhaft gespeichert, statt in die Atmosphäre zu gelangen – so wird Kohlendioxid aktiv aus der Luft entfernt. Voraussetzung sind nachhaltig angebaute Biomasse und passende Technik zum Abscheiden und Speichern des CO2. 7 CDRterra Phase 1 SYNTHESE Hürden identifiziert, Lösungen aufgezeigt Die Forschung von CDRterra macht deutlich: Selbst bereits seit Langem praktizierte landund forstbasierte CO2-Entnahmeverfahren lassen sich nicht ohne Weiteres umsetzen und hochskalieren. Fehlende Praxiserfahrungen, rechtliche Unsicherheiten und Nutzungskonflikte stellen Landnutzende, Politik und Gesellschaft vor Herausforderungen. Auch für BECCS braucht es klare rechtliche Grundlagen, mehr Wissen über Lieferketten, passende Rahmenbedingungen für Transport und Speicherung von CO2 sowie eine stärkere öffentliche Auseinandersetzung. CDRterra hat diese Hürden sichtbar gemacht – und erste Lösungsansätze erarbeitet: Frühzeitige Beteiligung, transparente Kommunikation und neue, zielorientierte Rahmenbedingungen sind wichtige Bausteine, um Vertrauen bei Landeigentümer:innen und -nutzenden zu schaffen und den Weg für eine nachhaltige Umsetzung zu ebnen. WEGE FÜR DEN HOCHLAUF – VORAUSSETZUNGEN FÜR EINE BREITE ANWENDUNG VON CO2-ENTNAHMEVERFAHREN Aktuell entnimmt die Menschheit der Atmosphäre etwa 2,2 Milliarden Tonnen CO2 pro Jahr – vornehmlich über die (Wieder-)Aufforstung und langlebige Holzprodukte. Diese Entnahmemenge reicht bei Weitem nicht aus, um unsere erwarteten Restemissionen auszugleichen – für eine Begrenzung der globalen Erwärmung auf 1,5 Grad wäre eine Verdopplung bis Verdreifachung bis 2050 nötig, zeigte der „State of CDR”-Report, an dem auch CDRSynTra-Forschende beteiligt waren. Ein solch massiver Hochlauf wiederum erfordert gezielte politische Gestaltung und Steuerung, wirtschaftliche Anreize, Vertrauen und funktionierende Infrastrukturen. CDRterra hat untersucht, welche politischen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen, Förderstrukturen sowie Kontrollund Berichtsstandards (englisch: Monitoring, Reporting, and Verification, MRV) nötig sind, um zeitnah eine CO2-Entnahmeindustrie in jener Größe aufzubauen, die wir für wirksamen Klimaschutz benötigen. KLARE REGELN UND VERLÄSSLICHE FÖRDERUNG FÜR CO2-ENTNAHME SCHAFFEN Soll eine gezielte CO2-Entnahme im erforderlichen Maßstab gelingen, braucht es verlässliche politische Signale, klare Zuständigkeiten und langfristige Förderstrukturen. Dazu gehört, bestehende politische Steuerungsinstrumente zur Stärkung natürlicher Ökosysteme zu ergänzen oder zu reformieren, wie Forschende aus den CDRterra-Konsortien ABCDR und GONASIP betonen. Der Fokus richtet sich hier insbesondere auf die gemeinsame Agrarpolitik der Europäischen Union (GAP) sowie in Deutschland auf das Aktionsprogramm Natürlicher Klimaschutz (ANK). Die Forschenden weisen auf die niedrigen Subventionen der GAP für die Flächen hin, auf denen Bäume oder Hecken wachsen: Da Bäume wirtschaftliche Erträge eher langfristig liefern und im Vergleich zu Feldfrüchten generell einen geringeren wirtschaftlichen Wert haben, reichen die Subventionen selten aus, um die wirtschaftlichen Vorteile für die Landwirt:innen durch Ackerbau und die allgemeinen Direktzahlungen der GAP zu überwiegen. Landwirt:innen sind oft wenig motiviert, solche Verfahren einzuführen. Ein Grund: Für die Agroforstwirtschaft angepflanzte Hecken stehen sofort unter Schutz und können dann nicht mehr für die Biomasseproduktion genutzt werden. „Die bisherigen Förderungen für Agroforstwirtschaft wurden kaum genutzt. Nötig ist eine Unterstützung, die sich an realen Kosten und Nutzen orientiert und Vorauszahlungen sowie Beratung umfasst. Agroforstwirtschaft bindet langfristig mehr Kohlenstoff und generiert mehr Ökosystemleistungen als etwa Blühstreifen.“ Sebastian Mayr, CDR-PoEt, Universität Freiburg Um die Investitionsrisiken für Landwirt:innen zu mindern, sind glaubwürdige langfristige Einnahmequellen erforderlich. Zu diesem Zweck könnten künftige Einnahmen aus politischen Maßnahmen vorgezogen oder direkte Investitionshilfen gewährt werden. Zu den Herausforderungen zählt die beschränkte Dauer der Kohlenstoffspeicherung durch die Landvegetation. Sie könnte in Zukunft finanzielle Risiken für Landwirt:innen mit sich bringen. Ungewiss ist auch, wie sich der CO2-Preis künftig entwickeln wird. Direkte Maßnahmen öffentlicher und institutioneller Landbesitzer können eine entscheidende Rolle spielen. Staatliche und kirchliche Akteure, die zusammen für rund 11 Prozent der landwirtschaftlichen Fläche verantwortlich sind, könnten als wichtige Triebkräfte für die Umstellung landwirtschaftlicher Praktiken auf zum Beispiel Agroforstwirtschaft fungieren. Darüber hinaus könnten Wasserversorger ein Interesse daran haben, die Agroforstwirtschaft bei ihren Pächter:innen und Vertragspartner:innen zu fördern, um den Grundwasserschutz zu verbessern. CO2-ENTNAHMEMETHODEN GEZIELT VORANBRINGEN – PASSGENAU STATT PAUSCHAL Kein CO2-Entnahmeverfahren ist wie das andere. Jede Methode hat ihre eigenen Anforderungen, auch bezüglich politischer Förderung und ökonomischer Anreize. Entsprechend braucht es Strategien und Instrumente, um ihr Potenzial am richtigen Ort und im passenden Maßstab zu erschließen. Dabei unterscheidet sich deutlich, wann welche Methode wirksam wird. An geeigneten Standorten bindet (Wieder-)Aufforstung bereits innerhalb weniger Jahrzehnte viel CO2, zeigt eine Modellvergleichsstudie der STEPSEC-Forschenden. Damit eignet sie sich für kurzfristige und mittelfristige Klimaziele. Allerdings hängt die Dauerhaftigkeit der CO2-Speicherung von den künftigen Klimaschutzbemühungen ab. Denn unter fortschreitendem Klimawandel machen auch Dürren, Waldbrände und Schädlingsbefall den Wäldern zunehmend zu schaffen. Weiterführende Informationen finden Sie im CDRterraFactsheet „CO2-Entnahmemethoden an Land – Überblick III”. FAZIT 3 8 Im Gegensatz dazu hängt der Erfolg von BECCS stark vom Ausbau der Infrastruktur für Transport und Speicherung ab. Damit BECCS wirkt, muss der entnommene Kohlenstoff dauerhaft gespeichert werden. Derzeit gibt es jedoch noch keine großflächige Transportund Speicherinfrastruktur – in Deutschland wie weltweit. Lediglich in Norwegen beginnt nun zögerlich der Aufbau. Daher ist es unwahrscheinlich, dass BECCS in nennenswertem Umfang zu kurzfristigen Klimazielen beiträgt. Laut Analysen aus BioNET entscheidet auch die ökonomische Seite: Ob abgeschiedenes CO2 dauerhaft gespeichert oder für synthetische Treibstoffe und Industrieprozesse genutzt wird, hängt von den jeweiligen finanziellen Anreizen ab. Diese entstehen zum Beispiel durch Zertifikate, mit denen man Geld für gespeicherte CO2-Mengen verdienen kann, oder durch höhere Preise für die Nutzung des CO2 in der Industrie. Verfahren wie BECCS erfordern viel Energie und Infrastrukturen. Ohne zusätzliche wirtschaftliche Anreize wie die Option, CO2-Entnahmezertifikate zu erhalten und zu handeln, wird kaum jemand in diese kostenintensiven Methoden investieren. Größere Investitionen blieben aber auch aus, weil das Vertrauen in die politischen Institutionen aktuell zu gering sei, so die Forschenden. Sinnvoll erscheint daher ein Mix an Methoden mit unterschiedlichen zeitlichen Wirkungen, deren jeweilige Hürden gezielt adressiert werden müssen. Die Politik ist gefragt, hemmende Regulierungen zu novellieren und bislang ungeordnete Bereiche durch neue Gesetze zur CO2-Entnahme zu regulieren. Fortschritte verspricht unter anderem die Novelle des deutschen Kohlendioxid-Speicherungsgesetzes. Sie wird die geologische Speicherung von CO2 unter der deutschen Nordsee erlauben – begrenzt auf den Festlandsockel und die Ausschließliche Wirtschaftszone – und den Bau von Pipelines regeln. Das schafft Planungssicherheit, insbesondere für Akteur:innen im BECCS-Bereich. Denn die fehlende Transportund Speicherinfrastruktur zählt bislang zu den größten Hürden für einen großskaligen Einsatz. Die Wissenschaftler:innen folgern: Damit Landwirtschaft und Industrie in BECCS investieren, müssen politische Ziele und Rahmenbedingungen klarer werden. Bestehendes Recht begrenzt zudem andere Methoden wie Aufforstung. Insbesondere die Umwandlung von Grünland in Wald ist aufgrund von Naturschutzbestimmungen oft verboten. CDRterra-Expert:innen betonen deshalb, dass die rechtliche Machbarkeit, die Wirtschaftlichkeit und die Klimawirkung jeder Methode jeweils gesondert bewertet und politisch unterstützt werden müssen. Doch nicht nur (Wieder-)Aufforstung und BECCS sollten spezifisch gefördert werden: So unterschiedlich der technische Stand einzelner Entnahmemethoden ist, so unterschiedlich sind auch ihre jeweiligen Förderbedarfe, wie Forschende aus CDR-PoEt herausgefunden haben. Denn die Eignung von Politikinstrumenten hängt unter anderem von den Skalierungsphasen ab, in denen sich eine CDR-Technologie befindet: Im frühen Stadium können Direktsubventionen oder Mittel für Forschung und Entwicklung neuartige Technologien voranbringen. Für die Steigerung der Effizienz bereits etablierter Methoden sind hingegen marktbasierte Anreize essenziell. Andere Faktoren, wie regionale Besonderheiten, spielen ebenso eine wichtige Rolle bei der Wahl geeigneter Instrumente. Bei CDR-PoEt wurde deshalb ein Bewertungsrahmen speziell für Politikinstrumente rund um CDR entwickelt, der Entscheidungstragende dabei unterstützt, einzelne Instrumente anhand zentraler Kriterien – je nach Kontext und Zielsetzung – zu analysieren. Wie auch bei den Entnahmemethoden selbst zeigt sich: Es reicht nicht aus, sich auf ein Instrument zu verlassen – ein Portfolioansatz mit unterschiedlichen Politikinstrumenten kann die Stärken der einzelnen Ansätze miteinander kombinieren und die Schwächen abmildern. Dabei sollten verschiedene Klassen von Instrumenten (etwa Regulierung, Kohlenstoffmärkte oder Informationsinstrumente) zum Einsatz kommen. „Damit BECCS einen wirksamen Beitrag zum Erreichen der Klimaziele leisten kann, braucht es den rechtzeitigen Ausbau von Transportund Speicherinfrastrukturen für abgeschiedenes CO2.” Prof. Dr.-Ing. Daniela Thrän, BioNET, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH – UFZ VERTRAUEN SICHERN – DURCH MESSBARKEIT UND BETEILIGUNG Der Ausbau von CO2-Entnahme setzt das Vertrauen aller beteiligten Akteursgruppen voraus. Vertrauen wiederum entsteht, wenn für vielversprechende CO2-Entnahmemethoden verlässliche Kontrollund Berichtssysteme (MRV) existieren und klar kommuniziert wird, wie die erzielte CO2-Entnahme gemessen, berichtet, verifiziert und am Ende auch entlohnt wird. Private und staatliche Akteur:innen haben für diesen Zweck bereits viele Protokolle entwickelt – sowohl im freiwilligen Kohlenstoffmarkt als auch zunehmend in Compliance-Märkten. Die „Carbon Removals and Carbon Farming Regulation (CRCF)” beispielsweise dient als freiwilliger Rahmen zur Zertifizierung von Entnahmen auf EU-Ebene. Die Entwicklung der Methodologien wird dabei durch die Unterstützung einer Expert:innengruppe vorangetrieben. Trotzdem gibt es eine Reihe von Schwierigkeiten und Unwägbarkeiten: Die MRV-Politik ist von Land zu Land unterschiedlich. Darüber hinaus werden in der wissenschaftlichen Betrachtung von MRV verschiedene Terminologien und Definitionen verwendet. Das erschwert die Vergleichbarkeit der Ansätze. Bestehende MRV-Protokolle konzentrieren sich vorwiegend auf konventionelle CDR-Methoden wie Aufforstung und Wiederaufforstung. MRV-Protokolle für neue (geo-)chemische CDR-Methoden sind dagegen erst ab dem Jahr 2022 dokumentiert. Alle technischen CO2-Abscheidemethoden wie BECCS und DACCS verwenden proprietäre Abscheidungsprozesse. Hierdurch ergibt sich häufig eine schlechte Datengrundlage für einen differenzierten Vergleich der verschiedenen Technologieoptionen. Die MRV-Landschaft ist zudem von einer Vielzahl teils überlappender Protokolle, Definitionen und Begriffe geprägt. Das erschwert den Vergleich und die Kontrolle von CDR für Investor:innen, Regierungen und die Wissenschaft. Den meisten Protokollen liegt jedoch ein gemeinsamer Rahmen zugrunde. Darin liegen Risiken wie Chancen: Fehler oder Schwächen dieses Rahmens würden sich auf das gesamte System übertragen, zugleich könnte er die Grundlage für umfassende Reformen bilden. 9 CDRterra Phase 1 SYNTHESE Um das Vertrauen in CDR zu stärken sowie Innovationen und die Politikentwicklung zum Thema MRV zu beschleunigen, wird es in naher Zukunft wichtig sein, „Best-Practice”-Verfahren zu entwickeln und die verschiedenen MRV-Erkenntnisse aus Wirtschaft und Wissenschaft miteinander zu verknüpfen. Projekte müssen wissenschaftlich begleitet und Protokolle regelmäßig angepasst werden, da CDR-Methoden sehr unterschiedliche Herausforderungen und Entwicklungsgeschwindigkeiten mit sich bringen. Zielkonflikte können im Vorfeld einer Maßnahme vermieden oder gelöst werden, wenn Akteursgruppen wie Landund Forstwirt:innen früh in entsprechende Planungen eingebunden werden. Die Fachleute aus CDRterra empfehlen zudem, vielversprechende Methoden zunächst in Pilotprojekten zu testen sowie an der Umsetzung beteiligte Akteur:innen eng zu beraten. So könnten in enger Zusammenarbeit mit den Forschenden neue Ansätze der CO2-Entnahme erprobt und lokal verankert werden. AUF EINEN BLICK – STATUS UND HÜRDEN BEIM AUFBAU VON CDR Die aktuell realisierte CO2-Entnahme reicht weder global noch in Deutschland aus, um die Klimaziele zu erreichen. Für einen Hochlauf braucht es gezielte politische Steuerung, verlässliche Förderstrukturen und klare Zuständigkeiten. Wirtschaftliche Anreize und eine verlässliche Infrastruktur sind entscheidend, damit Investitionen in CDR gelingen. Methoden unterscheiden sich stark in Geschwindigkeit und Wirkung – ein Portfolio ist daher unverzichtbar. Jede Methode erfordert angepasste Rahmenbedingungen – pauschale Anreize oder Bewertungen greifen zu kurz. Vertrauen entsteht durch nachvollziehbare Messund Berichtssysteme. Deren Entwicklung ist angelaufen, steht aber aktuell noch vor vielen Herausforderungen. Startschuss durch politische Entscheidungen nötig Eine gezielte CO2-Entnahme kann ein starker Hebel für den Klimaschutz sein – wenn sie politisch gewollt und praktisch ermöglicht wird. Dafür müssen unterschiedliche Methoden gezielt unterstützt, rechtliche Hürden abgebaut und klare wirtschaftliche Anreize geschaffen werden. Entscheidend für alle Verfahren sind verlässliche Kontrollund Berichtssysteme, langfristige Planungssicherheit und klare politische Rahmenbedingungen. Nur so entsteht das nötige Vertrauen für den Hochlauf einer CO2-Entnahmeindustrie. CDRterra hat hierzu wichtige Grundlagen erarbeitet – unter anderem durch Analysen bestehender und fehlender politischer Instrumente, die Entwicklung von Kontrollund Berichtskriterien sowie die Diskussion möglicher Reformoptionen. HANDLUNGSEMPFEHLUNGEN FÜR EINEN ERFOLGREICHEN HOCHLAUF VON CDR den rechtlichen Rahmen anpassen: die Aufforstung von Grünund Ackerland rechtlich ermöglichen, CO2-Speicherung regeln. leistungsspezifisch fördern: CO2-Entnahmeverfahren mit hohen CO2-Entnahmeeffizienzen und großem Mehrfachnutzen besonders unterstützen. Infrastrukturen errichten: CO2-Transportund Speicheranlagen für BECCS und DACCS bauen. Akteur:innen stärken: Landwirt:innen unterstützen, Regeln vereinfachen, Bürokratie abbauen. Vertrauen sichern: verlässliche Daten erheben, Kontrolle sicherstellen, Beteiligung schaffen. SYNERGIEN UND KONFLIKTE – CO2-ENTNAHME IM KONTEXT DER NACHHALTIGKEITSZIELE Maßnahmen zur gezielten CO2-Entnahme wirken nicht isoliert. Sie greifen in bestehende Landnutzungen, ökologische Systeme und gesellschaftliche Strukturen ein. Um unerwünschte Nebenwirkungen zu vermeiden, müssen mögliche Konflikte frühzeitig erkannt werden. Gleichzeitig lassen sich positive Wechselwirkungen aktiv fördern – etwa mit Blick auf die Biodiversität, die Wasserqualität oder ländliche Entwicklung. CDRterra hat gezielt untersucht, wie sich Wechselwirkungen zwischen CDR-Methoden und Umweltprozessen nutzen lassen, um Synergien und positive Effekte zu erzeugen. CO2-ENTNAHME IM ZUSAMMENSPIEL MIT UMWELT UND GESELLSCHAFT Eine CO2-Entnahme im erforderlichen Umfang beeinflusst Ökosysteme, Landnutzung und soziale Strukturen – im Guten wie im Schlechten. Maßnahmen wie Wiederaufforstung oder Fruchtwechsel können die Biodiversität fördern, Böden stabilisieren, den Wasserhaushalt verbessern und das lokale Klima positiv beeinflussen. Agroforstwirtschaft hat sich oft als widerstandsfähiger gegen Extremwetterereignisse und die globale Erwärmung gezeigt, weil die Hecken den Wind brechen und die Bäume den Ackerpflanzen Schatten spenden. Gleichzeitig kann ein Einsatz dieser Verfahren verschiedene Zielkonflikte hervorrufen. Auf wiedervernässten Moorflächen beispielsweise kann kein Getreide mehr angebaut werden. Betroffene Landwirt:innen müssen ihre Landnutzung umstellen – 4 FAZIT Wofür steht MRV? Ausführliche Informationen finden Sie im CDRterra Policy Brief „Was heißt eigentlich MRV? CO2-Entnahmen messen, berichten und verifizieren". 16 Ohne klare Kommunikation besteht jedoch das Risiko, dass CO2-Entnahme als Ersatz für Emissionsminderungen missbraucht wird. Deshalb betonen CDRterra-Forschende: Klimastrategien und politische Kommunikation müssen dem vorbeugen und CDR klar als Ergänzung zur Emissionsvermeidung positionieren. FORSCHUNG ALS VERMITTELNDE INSTANZ Die Wissenschaft nimmt dabei eine zentrale Rolle ein: Die öffentliche Diskussion über CO2-Entnahmeverfahren stellt eine Herausforderung dar. Viele Methoden bleiben für die meisten Menschen abstrakt und sind ohne Fachkenntnisse schwer nachzuvollziehen. Hier braucht es klare, verständliche Informationen sowie geeignete Formate und Kanäle. CDRterra hat dafür Materialien für Bildung, Politik und Öffentlichkeit entwickelt. Sie sollen das Verständnis für CO2-Entnahme fördern und Menschen so die Möglichkeit eröffnen, sich an den entsprechenden Debatten zu beteiligen. Wissenschaft kommt dabei die Rolle einer Wissensvermittlerin zu, die Informationen zur Verfügung stellt, einordnet und so die Grundlage für eine informierte Auseinandersetzung schafft. Wer transparent und faktenbasiert kommuniziert, kann Vertrauen aufbauen und Missverständnissen und falschen Erwartungen besser begegnen. VON DER FORSCHUNG IN DIE ÖFFENTLICHE DEBATTE Um eine gesellschaftliche Debatte über die Rolle einer gezielten CO2-Entnahme im Klimaschutz anzustoßen, kommuniziert CDRterra seine wissenschaftlichen Erkenntnisse transparent und zielgruppengerecht in Politik, Wirtschaft und die breite Öffentlichkeit. Die Forschungsergebnisse der zehn CDRterra-Verbundprojekte fließen in politische Prozesse wie die Entwicklung der deutschen Langfriststrategie für Negativemissionen (LNe) ein. Faktenwissen für die dringend benötigte Debatte: In verschiedenen Factsheets und Policy Briefs für Entscheidungstragende hat CDRterra die vielen Themenaspekte einer erfolgreichen CO2-Entnahme mit landbasierten Methoden allgemeinverständlich aufbereitet. Alle Materialien stehen unter cdrterra. de/publikationen/ kostenlos zur Verfügung. „Um eine gezielte CO2-Entnahme in einem relevanten Umfang umzusetzen, wären großflächige Änderungen der Landnutzung notwendig. Dazu zählt beispielsweise das Aufforsten von Wiesen und Ackerflächen.” Dr. Yiannis Moustakis, CDRSynTra, Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München Jetzt die Weichen stellen für verantwortungsvolles Handeln Die Forschung zeigt: Kein einzelner Ansatz zur CO2Entnahme reicht aus, um unsere Klimaziele zu erreichen. Und jeder bringt eigene Zielkonflikte und Risiken mit sich. Biologische Verfahren wie Aufforstung, BECCS, Agroforstwirtschaft oder die Herstellung von Baustoffen aus Biomasse können einen Beitrag leisten. Sie stoßen aber an ökologische, ökonomische und gesellschaftliche Grenzen. Nicht zu handeln birgt ebenfalls Risiken. Einige davon sind sogar unkalkulierbar. CDRterra liefert die wissenschaftlichen Grundlagen, um diese Fragen offen zu diskutieren und politisch zu entscheiden: Welche Risiken sind wir bereit einzugehen – und welche Wege wollen wir gemeinsam gehen? Jetzt ist der Moment, Verantwortung zu übernehmen und CO2-Entnahme als Teil einer nachhaltigen Klimapolitik zu gestalten. TRANSFORMATION BESCHLEUNIGEN – DIALOG, BETEILIGUNG UND WISSENSTRANSFER FÜR CDR Der schnelle und strategisch sinnvolle Ausbau von CO2-Entnahme erfordert mehr als neuartige Lösungen – er beginnt mit gesellschaftlicher Verständigung. Bevor entschieden werden kann, wie Deutschland dabei vorgeht, stehen große Debatten bevor: Wir müssen klären, welche Verfahren wir in welchem Umfang einsetzen wollen – und welche nicht. Sozialwissenschaftler:innen aus CDRterra haben vor diesem Hintergrund untersucht, wie Beteiligungsverfahren, Wissenstransfer und Kommunikation gestaltet werden können, um Unsicherheiten zu verringern, Risiken wie eine Verzögerung von Emissionsreduktionen zu adressieren und künftige Akteur:innen frühzeitig einzubinden. Dafür wurden erstmals Konzepte für strukturierte Dialogformate und praxisnahe Kommunikationsansätze entwickelt und erprobt. TEMPO FÜR KLIMASCHUTZ – CO2-ENTNAHME ERFORDERT STRATEGISCHE AUFMERKSAMKEIT Die gezielte CO2-Entnahme ist ein dynamisches Forschungsund Geschäftsfeld. Neue Methoden entstehen, bestehende Verfahren werden weiterentwickelt, und das Wissen über Potenziale, Risiken und Wechselwirkungen wächst stetig. 6 FAZIT 17 CDRterra Phase 1 SYNTHESE und Grenzen sie haben. Junge Menschen, die den Klimawandel künftig stärker spüren werden, sollen frühzeitig in die Lage versetzt werden, komplexe Zusammenhänge zu durchdringen und verantwortungsbewusste Entscheidungen mitzugestalten. CDRterra unterstützt dieses Anliegen mit speziell entwickelten Unterrichtsmaterialien für Schulen sowie anschaulich aufbereiteten Factsheets, Policy Briefs und Informationsangeboten. LEITFADEN FÜR DEN DIALOG ENTWICKELT Verständnis allein reicht jedoch nicht. Für eine erfolgreiche Umsetzung müssen Maßnahmen vor Ort verankert werden – das heißt, lokale und regionale Akteur:innen müssen frühzeitig in Diskussionen und Entscheidungen einbezogen werden. Nur im direkten Austausch lassen sich regionale Besonderheiten, Eigentumsverhältnisse und konkrete Herausforderungen erkennen und berücksichtigen. Dialogformate helfen, zusätzliche Vorteile mancher CO2Entnahmeverfahren sichtbar zu machen – etwa für Biodiversität, Bodengesundheit oder Wasserhaushalt. Solche doppelten Vorteile sind für viele Menschen ebenso wichtig wie der Klimanutzen. CDRterra-Fachleute empfehlen, gezielt auch Flächeneigentümer:innen anzusprechen – darunter Kommunen, Unternehmen, Kirchen – je nach Region. Side Events auf der Weltklimakonferenz über parlamentarische Frühstücke im Bundestag bis zu Ausstellungen und dem CDR-Dialog im Deutschen Museum in München – CDRterra-Wissenschaftler:innen machen CO2-Entnahme zum Thema in Politik, Wirtschaft und Gesellschaft. Fotos oben: CDR-Dialog 2023, Domagoj Photography; CDR-Ausstellung im Deutschen Museum 2025, Julia Pongratz; Fotos unten: CDRterra-Side-Event 27. Weltklimakonferenz 2022, CDRterra; Parlamentarisches Frühstück 2025, Michael Sswat, CDRmare. Parallel dazu entwickeln die Forschenden einen umfassenden und einheitlichen Bewertungsrahmen, der technische, ökologische, ökonomische und gesellschaftlich-politische Aspekte integriert. Er soll künftig dabei helfen, den Einsatz verschiedener CDR-Verfahren differenziert zu bewerten, etwa hinsichtlich Förderfaktoren und Hemmnissen, Wirksamkeit, Einflüssen auf Mensch und Natur sowie Fragen der Gerechtigkeit. So trägt die Forschung direkt dazu bei, Rahmenbedingungen für CDR-Strategien zu schaffen. Mit Formaten wie dem CDR-Dialog fördert CDRterra den Austausch zwischen Wissenschaft, Politik, Behörden, Wirtschaft, Zivilgesellschaft und Bildung. Dazu gehören auch interaktive Ausstellungen zum Thema CO2-Entnahme im Deutschen Museum in München, die komplexe Inhalte anschaulich vermitteln und einer breiten Öffentlichkeit zugänglich machen. Solche Angebote schaffen Zugänge, fördern Verständnis und sichern die Qualität des gesellschaftlichen Austauschs. VERSTEHEN, UM MITZUGESTALTEN – CDR-WISSEN FÜR DIE NÄCHSTE GENERATION Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Bildungsarbeit. Wer heute über die Zukunft von CO2-Entnahmemethoden entscheidet, muss verstehen, wie sie funktionieren und welche Chancen 18 FAZIT Literatur Kapitel 1 Adam, M., Kleinen, T., May, M. M., & Rehfeld, K. (2025). Land conversions not climate effects are the dominant consequence of sun-driven CO2 capture, conversion, and sequestration. Environmental Research Letters, 20, 034011. https://doi. org/10.1088/1748-9326/ada971 Amann, T., & Hartmann, J. (2019). Ideas and perspectives: Synergies from co-deployment of negative emission technologies. Biogeosciences, Unterrichtsmaterialien von CDRterra zum Thema CO2-Entnahme finden Lehrkräfte unter https://cdrterra.de/fuer-die-schule/. Frühzeitige, kontinuierlich begleitete Dialogprozesse schaffen Vertrauen, Transparenz und Handlungsspielräume – vorausgesetzt, sie sind ausgewogen gestaltet und ausreichend finanziert. Auch kreative, verbrauchernahe Kommunikationsansätze können dazu beitragen, die Akzeptanz von CO2-Entnahmeverfahren zu fördern und neue Märkte zu erschließen. Denkbar wäre zum Beispiel, Produkte aus CO2-Entnahmeverfahren als solche zu kennzeichnen. AUF EINEN BLICK – BETEILIGUNG UND WISSENSTRANSFER FÜR ERFOLGREICHES CDR Frühzeitige gesellschaftliche Debatten und lokale Beteiligung steigern Akzeptanz und Umsetzungschancen. Erprobte Dialogformate und Kommunikationsansätze fördern Verständnis und verringern Unsicherheiten. CDRterra stellt verständliche Informationsund Bildungsmaterialien zur Verfügung – von Factsheets bis zu Unterrichtsmaterialien. CDRterra-Forschungsergebnisse fließen in politische Prozesse wie die deutsche Langfriststrategie für Negativemissionen ein. Erfolg von CO2-Entnahme hängt vom gesellschaftlichen Rückhalt ab CDRterra hat konkrete Methoden zur gesellschaftlichen Beteiligung bei CO2-Entnahme entwickelt, erprobt und wissenschaftlich evaluiert. Die Erfahrungen zeigen: Nur wenn Maßnahmen wie BECCS, PyCCS oder DACCS in der Gesellschaft verstanden und mitgetragen werden, können sie umfangreich und langfristig etabliert werden. Mit zielgerichteter Wissensvermittlung, innovativen Bildungsangeboten und praxisnahen Dialogformaten bringt CDRterra wissenschaftliche Erkenntnisse in Gesellschaft, Politik und Praxis – für einen informierten, verantwortungsvollen Umgang mit der gezielten CO2-Entnahme in Deutschland. 16, 2949 – 2960. https://doi.org/10.5194/bg-162949-2019 Hartmann, J., West, A. J., Renforth, P., Köhler, P., De La Rocha, C. L., Wolf-Gladrow, D. A., et al. (2013). Enhanced chemical weathering as a geoengineering strategy to reduce atmospheric carbon dioxide, supply nutrients, and mitigate ocean acidification. Reviews of Geophysics, 51, 113 – 149. https://doi.org/10.1002/rog.20004 Lörch, D., Mohammed, A., Euchner, H., Timm, J., Hiller, J., Bogdanoff, P., & May, M. M. (2024). From CO2 to solid carbon: Reaction mechanism, active species, and conditioning the Ce-alloyed GaInSn catalyst. Journal of Physical Chemistry C, 128(49). https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.4c05482 Mohammed, A., Lörch, D., Euchner, H., May, M. M., & Bogdanoff, P. (2025). CO2 reduction on liquid GaInSn-metal: Dynamics of the electrode-electrolyte interface. ChemCatChem, e202401740. https:// doi.org/10.1002/cctc.202401740 Deutschland und Europa brauchen eine langfristige CO2-Entnahmestrategie. Die geplanten Maßnahmen müssen technisch, finanziell und rechtlich umsetzbar sein, mit den zur Verfügung stehenden Ressourcen eine möglichst große Klimawirkung erzielen – und zugleich gesellschaftlich akzeptiert werden. Die Akzeptanz steigt, wenn Projekte nicht nur Treibhausgase binden, sondern auch zusätzliche Vorteile für Mensch und Natur schaffen. Die erste Phase von CDRterra trug dazu bei, das Spektrum an möglichen Verfahren zu erweitern. Forschende zeigten Hürden aus der Praxis bei der Implementierung vor Ort und bei der Hochskalierung auf nationaler Ebene auf – und skizzierten zugleich Wege, wie sie überwunden werden können. Sie benannten mögliche positive Nebeneffekte als zusätzliche Anreize und entwickelten Szenarien zur Landund Biomassenutzung, die sowohl Konflikte als auch ungenutzte Potenziale sichtbar machen. Die zweite Förderphase von CDRterra richtet den Blick nun darauf, wie CO2-Entnahme wirksam und dauerhaft gelingen kann. Im Fokus stehen die Kombination verschiedener Verfahren, ihre Wechselwirkungen – und die Frage, welche politischen Anreize und Steuerungsmechanismen notwendig sind, um sie im erforderlichen Umfang einsetzen zu können. Der in der ersten Phase etablierte Dialog zwischen Wissenschaft, Gesellschaft und Politik wird konsequent weitergeführt. Denn nur, wenn alle Beteiligten an einem Strang ziehen, kann CO2-Entnahme zu einem wirksamen Pfeiler des Klimaschutzes werden. AUSBLICK – AUF DEM WEG ZU EINER TRAGFÄHIGEN CDR-STRATEGIE FÜR DEUTSCHLAND 19 CDRterra Phase 1 SYNTHESE 1 – 16. https://doi.org/10.1080/14693062.2025. 2459315 Pongratz, J., Smith, S. M., Schwingshackl, C., Dayathilake, L., Gasser, T., Grassi, G., & Pilli, R. (2024). Chapter 7: Current levels of CDR. In S. M. Smith, et al. (Hrsg.), The State of Carbon Dioxide Removal 2024 – 2nd Edition. https://www.stateofcdr.org Schenuit, F., Gidden, M. J., Böttcher, M., Brutschin, E., Fyson, C., Gasser, T., Geden, O., Lamb, W. F., Mace, M. J., Minx, J., & Riahi, K. (2023). Secure robust carbon dioxide removal policy through credible certification. Communications Earth & Environment, 4, 349. https://doi.org/10.1038/ s43247-023-01014-x Schenuit, F., Buck, H., Geden, O., Hofbauer, V., Odeh, N., Schell, K., Sugiyama, M., & Zheng, Q. (2024). Chapter 5: Policy and governance. In S. M. Smith, et al. (Hrsg.), The State of Carbon Dioxide Removal 2024 – 2nd Edition. https://www. stateofcdr.org Schulte, I., Burke, J., Arcusa, S., Mercer, L., & Hondeborg, D. (2024). Chapter 10: Monitoring, reporting and verification. In S. M. Smith, et al. (Hrsg.), The State of Carbon Dioxide Removal 2024 – 2nd Edition. https://www.stateofcdr.org Schulte, I., Lück, S., Stephan, L., Hamann, C., Wolny, T., Ackery, E., & Fuss, S. (2025). A systematic map of monitoring, reporting, and verification (MRV) of carbon dioxide removal. Manuscript in preparation. Winkler, M., Oh, S., Holland-Cunz, A., Honegger, M., Poralla, M., Vollmer, A., & Michaelowa, A. (2025). Exploring key dimensions of policy instruments for carbon dioxide removal. Climate Policy, 1 – 15. https://doi.org/10.1080/14693062.2025. 2521118 Kapitel 4 Mayr, S., Pokorny, B., Montero-de-Oliveira, F.-E., & Reinecke, S. (2025). Scaling agroforestry through payments for ecosystem services: A scoping review. Climate Policy. https://doi.org/10.1080/14 693062.2025.2490205 Kapitel 5 Gulde, F., Witting, M., Neuber, F., Baatz, C. & M. Garschagen (2025). Frameworks to assess climate change responses – a systematic analysis to enhance frameworks for carbon dioxide removal. Environmental Research Letters. https://doi. org/10.1088/1748-9326/adcad3 Gulde, F., Witting, M., Winkler, K., Langer, M., Neuber, F., Pongratz, J., Rounsevell, M. & M. Garschagen (under review). A co-creation approach to develop thematic national extensions of shared socioeconomic pathways – the case of land-use change scenarios for Germany. Regional Environmental Change. Merfort, A., Stevanović, M., & Strefler, J. (2023). Energiewende auf Netto-Null: Passen Angebot und Nachfrage nach CO2-Entnahme aus der Atmosphäre zusammen? Kopernikus-Projekt Ariadne, Potsdam. https://ariadneprojekt.de/media/2023/01/ Ariadne-Analyse_CO2-Entnahme_Januar2023.pdf Moustakis, Y., Nützel, T., Wey, H., Bao, W., Oschlies, A., & Pongratz, J. (2025). No compromise in efficiency from the co-application of a marine and a terrestrial CDR method. Nature Communications. https://doi.org/10.1038/s41467-025-59982-x Moustakis, Y., Nützel, T., Wey, H., Bao, W., & Pongratz, J. (2024). Temperature overshoot responses to ambitious forestation in an Earth system model. Nature Communications. https://doi.org/10.1038/ s41467-024-52508-x Otto, D., & Matzner, N. (2024). Let us get regional: Exploring prospects for biomass-based carbon dioxide removal on the ground. C, 10(1), 1 – 16. https://doi.org/10.3390/c10010025 Tank, L., Voget-Kleschin, L., Garschagen, M., Boettcher, M., Mengis, N., Holland-Cunz, A., Rehder, G. & C. Baatz (2025). Distinguish between feasibility and desirability when assessing climate response options. Climate Action. https://doi. org/10.1038/s44168-025-00237-2 Thrän, D., Borchers, M., Jordan, M., Lenz, V., Markus, T., Matzner, N., Oehmichen, K., Otto, D., Radtke, K. S., Reshef, N., Sadr, M., Siedschlag, D., & Wollnik, R. (2024). BECCS – ein nachhaltiger Beitrag zur dauerhaften CO2-Entnahme in Deutschland? Diskussionspapier, UFZ Report 2/2024, Helmholtz Centre for Environmental Research – UFZ, Leipzig, 22 S. https://doi.org/10.57699/ edk7-mc18 Wollnik, R., Borchers, M., Seibert, R., et al. (2024). Dynamics of bio-based carbon dioxide removal in Germany. Scientific Reports, 14, 20395. https://doi. org/10.1038/s41598-024-71017-x Kapitel 6 Eberenz, S., Solenthaler, N., De Min, N., Apergi, M., Hellmich, M., Winkler, M., Honegger, M., & Montero, E. (2024). CDR-PoEt Policy Brief: Engaging stakeholders in the CDR science-policy challenge (Version 1.0.0). CDR-PoEt. https://doi. org/10.5281/zenodo.14168784 Hellmich, M., & Apergi, M. (2024). CDR-PoEt Policy Brief: CDR policymaking – Insights from stakeholder engagement on DACCS. Zenodo. https://doi. org/10.5281/zenodo.14283340 Rezo, D., Postweiler, P., Engelpracht, M., et al. (2024). A method for siting adsorption-based direct air carbon capture and storage plants for maximum CO2 removal. Carbon Neutrality, 3, 26. https://doi.org/10.1007/s43979-024-00100-z Kapitel 2 El Zohbi, J., et al. (2024). Engaging stakeholders in your carbon dioxide removal research: Reflection paper with learnings & recommendations from the CDRterra research programme. Zenodo. https:// doi.org/10.5281/zenodo.10848489 El Zohbi, J., Griesing, L., Torma, G., & Rechid, D. (2025). What regional agricultural actors want to know about carbon dioxide removal in Northern Germany. Frontiers in Climate, 7, 1627432. https:// doi.org/10.3389/fclim.2025.1627432 El Zohbi, J., Haas, T., Hoppe, I., Matzner, N., Montero de Oliveira, F. E., & Witting, M. (2025). CDRterra Policy Brief: Erfolgsentscheidend – Eine gesellschaftliche Debatte über das Ob und Wie einer CO2-Entnahme im großen Maßstab. Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.15124588 Montero-de-Oliveira, F., Reinecke, S., Mayr, S., & de Jong, W. (2025). Agroforestry as land-based carbon dioxide removal in Central Europe: Tensions between institutions, interests, and ideas hindering scaling up. Climate Policy. https://doi.org/10.1080 /14693062.2025.2478286 Witting, M., Otto, D., Matzner, N., Gulde, F., El Zohbi, J., & Fehr, L. (under review). Don’t expect too much from the trees – A critical comment on forest-based CDR. Frontiers in Climate. Kapitel 3 Boettcher, M., Schenuit, F., & Geden, O. (2023). The formative phase of German carbon dioxide removal policy: Positioning between precaution, pragmatism and innovation. Energy Research & Social Science, 98, 103018. https://doi. org/10.1016/j.erss.2023.103018 Egerer, S., Falk, S., Mayer, D., Nützel, T., Obermeier, W. A., & Pongratz, J. (2024). How to measure the efficiency of bioenergy crops compared to forestation. Biogeosciences, 21, 5005 – 5025. https://doi. org/10.5194/bg-21-5005-2024 Fuss, S., Johnstone, I., Höglund, R., & Walsh, N. (2024). Chapter 4: The voluntary carbon market. In S. M. Smith, et al. (Hrsg.), The State of Carbon Dioxide Removal 2024 – 2nd Edition. https://www. stateofcdr.org Holland-Cunz, A., & Baatz, C. (2025). How to govern carbon dioxide removal: An assessment framework for policy instruments. Climate Policy, 20 IMPRESSUM Prof. Dr. Julia Pongratz, julia.pongr[email protected] Ludwig-Maximilians-Universität München Geschwister-Scholl-Platz 1, 80539 München Verantwortlich für den Inhalt: Dr. Benjamin Bodirsky, Prof. Dr. Erik Gawel, Prof. Dr. Jens Hartmann, Dr. Felix Havermann, Kolja Kuse, Dr. Matthias May, Esteban Montero, Prof. Dr. Julia Pongratz, Prof. Dr. Kira Rehfeld, Prof. Dr. Daniela Thrän, Prof. Dr. Niklas von der Aßen Redaktion: Karin Adolph Texte: Sina Löschke, schneehohl.net Design und Grafiken: Björn Maier und frauwolter.de // Dezember 2025 CC BY 4.0 / Cite as: Bodirsky, B. L., Gawel, E., Hartmann, J., Havermann, F., Kuse, K., May, M., Montero de Oliveira, F. E., Pongratz, J., Rehfeld, K., Thrän, D., & von der Assen, N. (2025). Potenziale und Risiken der landbasierten CO2-Entnahme in Deutschland: was wir jetzt wissen – und was zu tun ist. Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.17277505 @cdrterra.bsky.social https://www.linkedin.com/company/cdrterrahttps://cdrterra.de/de Diese Publikation entstand mit besonderer Unterstützung aller CDRterra-Verbundprojekte. In Phase 1 des Forschungsprogramms CDRterra untersuchten über 100 Forschende in zehn Verbundprojekten, wie und in welchem Umfang landbasierte CO2-Entnahmemethoden zur Begrenzung des Klimawandels beitragen können. Das Begleitund Synthesevorhaben CDRSynTra führt die Ergebnisse des Forschungsprogramms zusammen, unter anderem durch die gemeinsame Entwicklung eines umfassenden Bewertungsrahmens für CDR-Methoden, und entwickelt Lösungen für den Wissenstransfer in Politik, Öffentlichkeit und Wissenschaft. Es bildet auch die zentrale Schnittstelle zur Forschungsmission CDRmare, die marine CDR-Methoden untersucht. CDRterra startete im Oktober 2021 und wird von der LudwigMaximilians-Universität (LMU) München koordiniert. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanzierte das Programm mit insgesamt 21 Millionen Euro von 2021 bis 2025. Für eine zweite Phase des Forschungsvorhabens stellt das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) zusätzliche Fördermittel bereit. Beteiligt an Phase 1 sind folgende Einrichtungen: Adelphi Research AHP Solutions Albert-Ludwigs-Universität Freiburg (ALUF) Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) Climate Analytics Deutsches Biomasseforschungszentrum (DBFZ) Deutsches Institut für Textilund Faserforschung (DITF) Deutsches Museum (DM) Deutsches Zentrum für Luftund Raumfahrt (DLR) Eberhard Karls Universität Tübingen Forschungsinstitut für Nachhaltigkeit (RIFS) GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel GERICS – Climate Service Center Germany Greifswald Moor Centrum Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) Helmholtz-Zentrum hereon Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) Hochschule Geisenheim Hochschule Zittau/Görlitz Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Labor für Stahlund Leichtmetallbau (LSL) Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) Leibniz-Zentrum für Europäische Wirtschaftsforschung (ZEW) Perspectives Climate Research Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (RWTH) Aachen Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung (SGN) Stiftung Risiko-Dialog Stiftung Wissenschaft und Politik (SWP) TechnoCarbon Technologies Technische Universität Darmstadt Technische Universität München (TUM) Thünen-Institut Universität Bonn Universität Greifswald Universität Hamburg (UH) Universität Stuttgart Universität Ulm. CDRterra – WEGE IN EINE TREIBHAUSGASNEUTRALE ZUKUNFT ERFORSCHEN Weitere Infos zu CDRterra und seinen Verbundprojekten unter https://cdrterra.de/.