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s/carbon dioxid removal/Carbon Dioxide Removal/gi

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Carbonate chemistry from laboratory incubation experiments using water samples from the Elbe conducted in 2023

This dataset comprises key carbonate chemistry parameters measured and calculated in incubation experiments under different experimental conditions. pH, water temperature, and salinity were measured with a WTW multimeter (MultiLine® Multi 3630 IDS). Total alkalinity was determined by open-cell titration with an 888 Titrando (Metrohm). Saturation state of calcite and aragonite were calculated using phreeqpython, a Python wrapper of the PhreeqC engine (Vitens 2021) with pH, water temperature, total alkalinity, and major ions as major input, and phreeqc.dat as database for the thermodynamic data (Parkhurst and Appelo 2013). As the original Elbe water was supersaturated with carbon dioxide (CO2) with respect to the atmosphere, its partial pressure of CO2 (pCO2) level decreased during the incubation period with open flasks, which caused an adjustment of calcite saturation state (ΩC) for ambient air conditions. To adapt for the impact of pCO2 variations during the experiment, saturation state of calcite and aragonite was calculated assuming an equilibrium with an atmospheric pCO2 of 415 ppm (normalized ΩC and normalized aragonite sautration state ΩA). Since ion concentrations were measured for only a small number of samples, the ion concentrations of the remaining samples were reconstructed using stoichiometry based on the initial solution composition and total alkalinity. The concentrations of conservative ions (Na+, K+, Cl-, SO42-) were assumed remain constant, while ions related to carbonate precipitation (Ca2+, Mg2+) were calculated based on changes in measured alkalinity (see Figure 5 of the associated paper). Detailed analysis and calculation procedures are described in the Method section of the associated paper.

Wie die EU ihre Klimaschutzarchitektur stärken kann

<p> <p>Das Umweltbundesamt (UBA) hat seine wissenschaftliche Stellungnahme zur künftigen Klimaschutzarchitektur der EU veröffentlicht – darin wird dargelegt, was erforderlich ist, um die EU-Klimaziele zu erreichen und Europas Weg zur Klimaneutralität glaubwürdig, kohärent und sozial gerecht zu gestalten.</p> </p><p>Das Umweltbundesamt (UBA) hat seine wissenschaftliche Stellungnahme zur künftigen Klimaschutzarchitektur der EU veröffentlicht – darin wird dargelegt, was erforderlich ist, um die EU-Klimaziele zu erreichen und Europas Weg zur Klimaneutralität glaubwürdig, kohärent und sozial gerecht zu gestalten.</p><p> <p>Die EU hat sich im März 2026 verpflichtet, ihre Netto-Treibhausgasemissionen bis 2040 um 90 % gegenüber dem Stand von 1990 zu senken und bis 2050 vollständige Klimaneutralität zu erreichen. Die Maßnahmen, mit denen die EU die Ziele erreichen will, sind ebenso wichtig wie die Ziele selbst. Das <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a> empfiehlt, das 2040-Klimaziel noch ambitionierter zu gestalten und die aktuellen klimapolitischen Maßnahmen sorgfältig anzupassen.</p> <p>Die wichtigsten Empfehlungen in Kürze:</p> <p><strong>Anhebung des Ziels der Treibhausgasreduktion für 2040 in künftigen Überprüfungsprozessen auf 95 %</strong>. Das Klimaziel der EU für 2040, die Treibhausgasemissionen um 90 % zu senken, lässt zu, dass bis zu 5 % durch internationale Emissionsgutschriften (nach Artikel 6 des Übereinkommens von Paris) gedeckt werden, wodurch die tatsächliche Reduzierung innerhalb der EU unter voller Ausschöpfung dieses maximalen Rahmens bei nur 85 % liegt. Dies würde eine enorme Lücke bedeuten, da die Nettoemissionen der EU im Jahr 2040 somit bis zu 50 % höher ausfallen könnten, als sie es ohne solche Gutschriften wären – Restemissionen in der EU liegen 2040 bei 15 %, statt bei 10 % der Basisemissionen von 1990. Ein zu schwaches Ziel würde dazu führen, dass in den 2030er-Jahren weniger in grüne Technologien in der EU investiert wird und entsprechende Investitionen im fossilen Energiesektor entstehen (Lock-in-Effekte). Gleichzeitig würde dies die EU zwingen, in den verbleibenden Jahren bis zur Klimaneutralität (zwischen 2040 und 2050) unrealistisch steile Emissionsreduktionen zu erbringen. Darüber hinaus würde ein ehrgeizigeres Ziel für das Jahr 2040 der historischen klimapolitischen Verantwortung Europas besser gerecht werden und seine Rolle als Vorreiter im weltweiten Kampf gegen den <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klimawandel">Klimawandel</a> stärken. Daher empfiehlt das UBA weiterhin ein echtes Netto-Reduktionsziel von 95 % bis 2040.</p> <p><strong>Die EU sollte sich zur Erreichung ihrer Klimaziele nicht auf internationale CO</strong><strong>₂</strong><strong>-Gutschriften verlassen</strong>. Internationale Zertifikate können dazu beitragen, Klimaschutzmaßnahmen im Ausland zu unterstützen, sind jedoch kein verlässlicher Ersatz für heimische Anstrengungen. Das UBA warnt vor den Risiken dieser Entscheidung: Hochwertige Gutschriften werden wahrscheinlich knapp und teuer sein; frühere Erfahrungen mit ähnlichen Systemen – wie dem Clean Development Mechanism des Kyoto-Protokolls – haben gravierende Probleme mit einem Überangebot und schlechter Qualität aufgezeigt. Zudem würde die Akzeptanz von Zertifikaten geringerer Qualität sowohl die Glaubwürdigkeit der EU als auch die Klimaziele der Länder, die diese verkaufen, untergraben.&nbsp;</p> <p><strong>Zuerst Emissionen senken – nicht auf Kohlenstoffentnahmen setzen</strong>. Kohlenstoffentnahmetechnologien, wie Bioenergie mit Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (BECCS) sowie direkte Luftabscheidung und -speicherung (DACCS), spielen in den Plänen der EU zur Erreichung der EU-Klimaziele eine zentrale Rolle, sind aktuell jedoch kaum verfügbar: BECCS beispielsweise soll bis 2030 voraussichtlich nur 4 Millionen Tonnen CO₂ entfernen – ein Bruchteil dessen, was die EU-Pläne erfordern. Zudem sind sie mit erheblichen Risiken verbunden, wie beispielsweise einem hohen Energie- und Biomasseverbrauch. Daher warnt das UBA davor, auf eine vielfache Skalierung dieser Technologien bis 2040 zu setzen, und unterstreicht die Bedeutung einer Priorisierung der Emissionsminderung mit getrennten Zielen für Bruttoemissionsminderungen und -entnahmen, wobei hier natürliche CDR (Carbon Dioxide Removals – idealerweise als naturbasierte Lösungen) Vorrang haben sollten. Ohne diese Priorisierung könnten Industriezweige ihre Dekarbonisierung hinauszögern, wenn sie davon ausgehen, dass zukünftige CO₂-Entfernungstechnologien ihre mangelnde CO2-Reduktion ausgleichen werden.</p> <p><strong>Stärkung des Europäischen Emissionshandels (EU-ETS) – und keine weitere Verzögerung des EU-ETS 2</strong>. Ein glaubwürdiger und robuster CO₂-Preis ist das Rückgrat der europäischen Dekarbonisierungsstrategie. Um dies abzusichern, ist es wichtig, bis 2040:&nbsp;</p> <ul> <li>eine ehrgeizige und stabile Obergrenze (Cap) festzulegen, die das übergeordnete Klimaziel widerspiegelt, </li> <li>Verzögerungen beim Ausstieg aus der kostenlosen Zuteilung zu vermeiden und </li> <li>jede weitere Verzögerung bei der Einführung des Europäischen Emissionshandels für Brennstoffe (EU-ETS 2) zu verhindern.&nbsp;</li> </ul> <p>Dies gewährleistet eine robuste und kosteneffiziente Zielerreichung und schafft ein starkes CO2-Preissignal, das erforderlich ist, um die notwendigen Emissionsminderungen in den erfassten Sektoren wirksam zu erreichen. Darüber hinaus ist es unerlässlich sicherzustellen, dass der EU-Kohlenstoffgrenzausgleichsmechanismus (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/cbam">CBAM</a>) die Industrie vor Carbon Leakage schützt und die am Emissionshandel teilnehmenden Sektoren mit den Aktionserlösen bei ihrer Transformation wirksam unterstützt werden. Gleichzeitig sollte eine umfassende, gesamtwirtschaftliche Dekarbonisierung gefördert und ein sozial gerechter Übergang gewährleistet werden.</p> <p><strong>Die Verordnung über die Lastenteilung zwischen den Mitgliedstaaten muss überarbeitet werden – sie greift bereits jetzt zu kurz</strong>. Die Verordnung über die Lastenteilung (Effort Sharing Regulation – ESR) legt gegenwärtig verbindliche nationale Emissionsminderungsziele für Gebäude, Verkehr, Landwirtschaft und Abfall fest – Sektoren, die aktuell 60 % der EU-Emissionen ausmachen. Aktuelle Prognosen zeigen jedoch, dass die EU bis 2030 nur eine Reduzierung um 31 % erreichen wird, statt der erforderlichen 40 %. Allein für Deutschland wird für den Zeitraum 2021–2030 ein Defizit von rund 200 Millionen Tonnen CO₂-Äquivalent erwartet. Das UBA fordert automatische Mechanismen zur Schließung dieser Lücke sowie ein harmonisiertes EU-weites Überwachungssystem. Nach den derzeitigen Regeln erfolgen die Überprüfungen erst in den Jahren 2028 und 2033 – viel zu spät, um Korrekturmaßnahmen umzusetzen.</p> <p><strong>Erneuerbare Energien, grünen Wasserstoff und Energieeffizienz schnell ausbauen</strong>. Vor dem russischen Einmarsch in die Ukraine importierte die EU 56–60 % ihrer Energie, wobei etwa 45 % der Erdgasimporte allein aus Russland stammten. Letzterer Anteil wurde durch REPowerEU auf rund 15 % gesenkt – doch die strukturelle Anfälligkeit von fossilen Energieimporten bleibt zunächst weiter bestehen. Das UBA fordert verbindliche Energieeffizienzziele für 2040 (die Ziele für 2030 laufen aus und es wurden keine neuen Ziele vorgeschlagen), einen massiven Ausbau erneuerbarer Energien und eine schnellere Elektrifizierung in allen Sektoren.</p> <p><strong>Der Übergang muss sozial gerecht gestaltet werden – ansonsten droht der Verlust der öffentlichen Unterstützung</strong>. Höhere CO2-Preise treffen Haushalte mit niedrigem und mittlerem Einkommen am härtesten, sofern sie nicht entsprechend kompensiert werden. Insbesondere in Ost- und Südosteuropa sind diese Haushalte beim Heizen und in der Mobilität stärker auf fossile Brennstoffe angewiesen. Das UBA fordert gezielte Förderprogramme, einen stärkeren und erweiterten Klimasozialfonds sowie die Rückverteilung der Einnahmen aus dem Emissionshandel an die Bürger, beispielsweise durch Einkommensunterstützung und subventionierten Zugang zu Wärmepumpen, energetischen Gebäudesanierungen und E-Mobilität, ähnlich dem französischen „Social Leasing“-Programm für Elektrofahrzeuge.</p> <p><strong>Über die Grenzen Europas hinausdenken</strong>. Selbst in den ehrgeizigsten Szenarien wird der Emissionspfad der EU den fairen europäischen Anteil am globalen Kohlenstoffbudget überschreiten. Daher ist die Ausweitung der EU-Unterstützung für internationale Klimaschutzmaßnahmen von entscheidender Bedeutung und muss in Zukunft verstärkt werden. Die EU sollte Handels-, Finanz- und Entwicklungspolitik konsequent nutzen, um Emissionsminderungen weltweit zu unterstützen. Gleichzeitig sollte die EU eine führende Rolle übernehmen, insbesondere nachdem sich die USA aus dem Pariser Abkommen zurückgezogen haben, ein Moment, den die UBA-Stellungnahme sowohl als Herausforderung als auch als Chance beschreibt. Darüber hinaus muss die EU sicherstellen, dass Emissionsminderungen im Inland nicht durch höhere Emissionen im Ausland (Carbon Leakage) ausgeglichen werden. Zu diesem Zweck sollte die Kommission diese Risiken identifizieren und wirksame Maßnahmen zu ihrer Verhinderung umsetzen. Die Mechanismen nach Artikel 6 des Übereinkommens von Paris bieten ein zusätzliches Instrument zur Unterstützung globaler Klimaschutzbemühungen.</p> <p>Die Botschaft des UBA ist klar: Der rechtliche Rahmen für das Gesamtziel für 2040 ist gesetzt, aber die Maßnahmen, die die EU zur Erreichung dieser Ziele umsetzen muss, sind genauso wichtig wie die Ziele selbst. Alle relevanten Umsetzungsregeln werden in den kommenden Monaten ausgehandelt – die EU braucht klarere und ambitioniertere Ziele, eine strengere Durchsetzung und verstärkte Klimapolitiken, die kohärent, koordiniert und sozial gerecht sind. Die Ziele für 2030 bilden die Brücke zu den Jahren 2040 und 2050 – doch diese Brücke weist bereits Risse auf. Es ist höchste Zeit, diese zu beheben.</p> </p><p>Informationen für...</p>

Dissolved organic carbon measurements during 24-days of incubations in mesocosm experiments with brown algae

Six mesocosm experiments with specimens of Fucales or Laminariales were conducted across six georegions (3 mesocosms with brown algae, 3 mesocosms without brown algae). Incubations lasted 24 days, followed by a year-long monitoring of incubation water. During the first 12 days, brown algae were maintained in mesocosms adjacent to control mesocosms, with 1 L of water sampled every second day. Half of the mesocosm water was replaced with fresh seawater after each sampling. Environmental conditions and primary productivity of specimens was recorded during the incubation. After 12 days, specimens were removed and incubation continued for another 12 days, maintaing the same sampling routine. At the end of the 24 day- incubation period, long-term monitoring was set-up with 6-10L of incubation water in two different conditions: one exposed to a controlled light cycle at 20°C, the second set in darkness at 4°C with added nutrients (40 µM NO3- and 3µM PO43-). Additional water samples were collected along transects extending from near-shore brown algae poplulations. Water samples were filtered over pre-combusted GFF filters (450°C, 4.5h), and both the filtrate and filters were analysed for dissolved organic carbon (DOC), particulate organic carbon (POC). Fucoidan was quantified in dissolved (>1kDa) fraction and surface active fraction (SAF) (> 1kDa and negative charged fraction purified with anion exchange chromatography) fractions through monosaccharide quantification after acid-hydrolysis (100°C, 24h) using HPAEC-PAD, according to Engel and Händel, 2011. Intact polysaccharides were detected using structure-sensitive monoclonal antibodies (Torode et al., 2015; Vidal-Melgosa et al., 2021). Microbial cells were quantified using DAPI-cell staining and counting. Semi-quantitative measurements of particulate fucoidan were performed via acid hydrolysis of GFF filter pieces, followed by monosaccharide analysis via HPAEC-PAD. Sedimented particles to bottom of mesocosms were scooped out on day 24 for monosaccharide analysis and BAM1 antibody binding specific to fucoidan.

KOSMOS 2023 Helgoland mesocosm study on ocean alkalinity enhancement: sediment trap particle flux data and water column biogeochemistry

The data presented herein originates from a mesocosm study conducted as part of the BMBF CDRmare, Retake project (grant agreement no. 03F0895A), aimed at investigating the ecological ramifications of ocean alkalinity enhancement (OAE). Twelve mesocosms were deployed in Helgoland South Harbor, Germany, and systematically sampled using integrated water samplers over the period spanning from March 12th to April 20th, 2023. Six alkalinity levels under two dilution scenarios were established to differentiate between localized and uniform OAE additions. Alkalinity was increased stepwise to ΔTAmax = 1250 μmol kg-1 (250 μmol TA kg-1 increments) using sodium hydroxide (NaOH) with calcium chloride (CaCl2) to simulate cation release during calcium-based mineral dissolution, causing strong carbonate chemistry perturbations (e.g., pHT > 9.25). The dataset encompasses a spectrum of sediment trap particle flux data, water column biogeochemistry including pigment variables, inorganic nutrients, carbonate chemistry parameters. The study and data set offer insights into impacts of alkalinity enhancement on marine ecosystems and their associated biogeochemistry.

Total carbohydrates quantified in sediment cores from coastal vegetated ecosystems

50-cm deep sediment cores were taken in saltmarsh, seagrass, mangroves and unvegetated areas around the German Bight, Malaysia and Columbia in 2022 and 2023. Up to 3 points per ecosystem were sampled along a transect, in total 93 cores were analysed. Carbohydrates were sequentially extracted using MilliQ-water and 0.3 M EDTA for later analyses. The total carbohydrate content was assessed using the phenol-sulfuric acid assay (Dubois et al., 1956). Briefly, 100 µL of resuspended samples or extracts were mixed with 100 µL of 5% phenol solution, followed by the addition of 500 µL of concentrated sulfuric acid. The reaction mixture was incubated at room temperature for 10 minutes, then further incubated at 30°C for 20 minutes. Absorbance at 490 nm was measured using a Spectramax Id3 plate reader (Molecular Devices) and quantified against a glucose standard curve.

Polysaccharides quantified in sediment cores from coastal vegetated ecosystems

50-cm deep sediment cores were taken in saltmarsh, seagrass, mangroves and unvegetated areas around the German Bight, Malaysia and Columbia in 2022 and 2023. Up to 3 points per ecosystem were sampled along a transect, in total 93 cores were analysed. Carbohydrates were sequentially extracted using MilliQ-water and 0.3 M EDTA for later analyses. Polysaccharides were screened using microarray analysis following the method described by Vidal-Melgosa et al. (2022). Briefly, sediment extracts from MilliQ-water and EDTA were combined in equal volumes, and 30 µL of the mixture was transferred into wells of 384-microwell plates. Two consecutive two-fold dilutions were performed using a printing buffer (55.2% glycerol, 44% water, 0.8% Triton X-100). The plates were then centrifuged at 3,500 × g for 10 minutes at 15 °C. Each microarray was individually probed with a monoclonal antibody (mAb), and binding was detected using a secondary antibody conjugated to alkaline phosphatase. In the presence of its substrate, this reaction produced a colorimetric signal. Developed arrays were scanned at 2400 dots per inch, and binding signal intensity was quantified using Array-Pro Analyzer 6.3 software (Media Cybernetics).

Monosaccharides quantified in sediment cores from coastal vegetated ecosystems

50-cm deep sediment cores were taken in saltmarsh, seagrass, mangroves and unvegetated areas around the German Bight, Malaysia and Columbia in 2022 and 2023. Up to 3 points per ecosystem were sampled along a transect, in total 93 cores were analysed. Carbohydrates were sequentially extracted using MilliQ-water and 0.3 M EDTA for later analyses. Extracts were acid hydrolysed (1 M HCl, 24 h, 100°C) and monosaccharides were analysed using anion exchange chromatography with pulsed amperometric detection (HPAEC-PAD), according to Engel et al., 2011. Briefly, sample analysis was performed using a Dionex ICS-5000+ system with a CarboPac PA10 analytical column (2 × 250 mm) and a CarboPac PA10 guard column (2 × 50 mm). Neutral and amino sugars were separated under isocratic conditions with 18 mM NaOH, while acidic monosaccharides were separated using a gradient up to 200 mM NaCH₃COO.

Polysaccharide fucoidan BAM1 and arabinogalactan-protein glycan JIM13 antibody binding in sediment cores from coastal vegetated ecosystems

50-cm deep sediment cores were taken in saltmarsh, seagrass, mangroves and unvegetated areas around the German Bight, Malaysia and Columbia in 2022 and 2023. Up to 3 points per ecosystem were sampled along a transect, in total 93 cores were analysed. Carbohydrates were sequentially extracted using MilliQ-water and 0.3 M EDTA for later analyses. For more specific analysis enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) was used for detection of fucoidan and arabinogalactan-protein glycan as described in the following studies (Vidal-Melgosa et al., 2021 and Cornuault et al., 2014). In short, 100 µL of sediment extracts were added to a pre-coated 96-well plate and incubated overnight at 4°C. The signal was developed using primary antibodies, BAM1 (fucoidan) and JIM13 (arabinogalactan-protein glycan), diluted 1:10 in skim milk PBS solution, followed by anti-rat antibody at a 1:1000 dilution in the same solution. Absorbance was measured at 450 nm using a Spectramax Id3 plate reader (Molecular Devices).

Element concentrations from two benthic chambers and the ambient bottom water during an in-situ incubation experiment in July 2025

The dataset contains major and trace element concentrations measured by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) from water samples collected during a 16-day in-situ incubation experiment in the Baltic Sea (2025-07-12 to 2025-07-29). Samples were collected using an automated glass-syringe sampler deployed within two benthic chambers of a Biogeochemical Observatory (BIGO, Sommer et al., 2009) at 54° 34.432' N, 10° 10.776' E, at 22 m water depth. In one chamber, 29 g of fine calcite powder were added to the bottom water to assess the potential of enhanced benthic calcite weathering as an ocean alkalinity enhancement (OAE) strategy. Seven samples per chamber and from the ambient bottom water were analyzed to trace elemental changes associated with calcite dissolution.

Nutrient concentrations from two benthic chambers and the ambient bottom water during an in-situ incubation experiment in July 2025

The dataset contains dissolved nutrient concentrations from water samples collected during a 16-day in-situ incubation experiment in the Baltic Sea (2025-07-12 to 2025-07-29). Samples were collected using an automated glass-syringe sampler deployed within two benthic chambers of a Biogeochemical Observatory (BIGO, Sommer et al., 2009) at 54° 34.432' N, 10° 10.776' E, at 22 m water depth. In one chamber, 29 g of fine calcite powder were added to the bottom water as part of an enhanced benthic calcite weathering experiment. Seven samples per chamber and from the ambient bottom water were analyzed to assess potential nutrient fluxes associated with the calcite addition and benthic biogeochemical processes.

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