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s/dec-verfahren/DAC-Verfahren/gi

Über Kohlenstoff-Entnahme aus der Atmosphäre bis hin zum Erreichen des Ziels des Pariser Klimakommens: Temperature Stabilisation

Die anthropogenen Kohlendioxidemissionen (CO2) sind für den größten Teil der jüngsten globalen Oberflächenerwärmung der Erde um etwa 1°C gegenüber dem vorindustriellen Niveau verantwortlich. Das Land und die Ozeane nehmen derzeit etwa die Hälfte unserer Emissionen durch komplexe Prozesse des Kohlenstoffkreislaufs auf. Der Klimaantrieb durch anthropogene CO2-Emissionen hört erst auf, wenn ein Gleichgewicht zwischen CO2-Quellen und -Senken erreicht ist. Da es nicht realisierbar ist, alle CO2-Emissionen bis Mitte des 21. Jahrhunderts zu eliminieren, bestehen alle plausiblen zukünftigen Emissionsszenarien, die auf eine mit dem Pariser Abkommen übereinstimmende Temperaturstabilisierung anstreben, aus einem Portfolio menschlicher Aktivitäten, die Emissionssenkungen mit Maßnahmen zur so genannten Kohlendioxidentnahme (CDR) kombinieren, die die verbleibenden positiven Emissionen kompensieren sollen.Allerdings werden CDR-Maßnahmen wie die meisten anderen menschlichen Aktivitäten durch Emissionen von andere Treibhausgase als CO2 (z.B. Methan oder Distickstoffoxid), Aerosolen oder durch Landnutzungsänderungen zusätzliche Klimaveränderungen verursachen. Gegenwärtig machen diese weiteren Treibhausgase mehr als 40% der globalen Oberflächenerwärmung aus, während Aerosole einen Teil der Erwärmung ausgleichen. Darüber hinaus beeinflussen diese zusätzlichen Klimaeinflüsse den Kohlenstoffkreislauf, der wiederum Einfluss auf die atmosphärische CO2-Konzentration und damit auf die Oberflächentemperatur nimmt (Abb. 1). Diese Wechselwirkung beeinflusst die Menge der CO2-Entnahme, die durch CDR-Maßnahmen erforderlich ist, um eine Temperaturstabilisierung zu erreichen.Es ist daher wichtig, die vollständige Reaktion des Klimas auf spezifische menschliche Aktivitäten, einschließlich CDR-Maßnahmen, zu erfassen, um gut informiert Maßnahmen zur Temperaturstabilisierung ein zu leiten. Insbesondere die Untersuchung der Reaktion des Erdsystems auf realistische Portfolios künftiger anthropogener Aktivitäten erfordert die Einbeziehung aller damit verbundenen Klimafaktoren - CO2, andere Treibhausgase als CO2, Aerosole und Landnutzungsänderungen - um bestmögliche Einschätzungen der möglichen Wege zur Temperaturstabilisierung zu erhalten.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1689: Climate Engineering: Risiken, Herausforderungen, Möglichkeiten?, Climate Engineering durch Modifikation der Arktischen Zirren im Winter: Risiken und Durchführbarkeit (AWiCiT)

Das sogenannte 'Climate Engineering' beschreibt ein gezieltes Eingreifen ins Klimasystem mit dem Ziel, der globalen Erwärmung entgegen zu wirken. Zusätzlich zu dem Entfernen von Kohlendioxid und der Beeinflussung von Solarstrahlung (solar radiation management), wurde eine Methode vorgeschlagen, die zu mehr Emission von langwelliger Strahlung in den Weltall führen soll. Hierbei soll der wärmende Effekt der Zirruswolken reduziert werden. Wir wollen diese Methode in unserem Forschungsantrag genauer untersuchen. Wir planen uns auf die mittleren und hohen Breiten der Nordhemisphäre im Winter zu konzentrieren, um die Strahlungseffekte von Zirren auf die Solarstrahlung zu minimieren. Insbesondere möchten wir folgender Frage nachgehen: Ist das Ausdünnen von arktischen Zirren im Winter (AWiCiT) durchführbar und was ist die maximale Abkühlung, die hiermit erreicht werden kann? Die hiermit verbundenen Risiken und Nebenwirkungen des AWiCiT wollen wir auf der regionalen Skala hinsichtlich möglicher Änderungen der arktischen Stratosphäre insbesondere Auswirkungen auf die Ozonschicht sowie mögliche Veränderungen in tiefer liegenden Wolken mit dem gekoppelten Wettervorhersage/Chemiemodell ICON-ART studieren. Mögliche Auswirkungen auf die globale Zirkulation, Meeresströmungen sowie die Meereisbedeckung werden mit Hilfe des globalen gekoppelten Aerosol-Atmosphären-Ozean Klimamodells MPI-ESM-HAM untersucht. Um die oben genannten Fragen zu beantworten, müssen wir die gegenwärtigen globalen Zirkulationsmodelle validieren insbesondere hinsichtlich ihrer Fähigkeit die beobachtete Ausbreitung und Höhe der Zirruswolken im arktischen Winter zu reproduzieren. Des Weiteren werden wir die Transportwege der natürlichen Eiskeime und der Impf-Eiskeime unten den dynamischen Bedingungen im arktischen Winter analysieren um die Lebensdauer der Impf-Eiskeime in der Impfregion abzuschätzen. Sind die Höhen und Flugrouten der kommerziellen Langstreckenflüge geeignet um einen Großteil des Arktischen Zirrus zu impfen oder sollte die Impfgegend in mittlere Breiten ausgedehnt werden? Ist Bismut(III)-iodid (BiI3), das als Impf-Eiskeim hierfür vorgeschlagen wird, unter diesen Umständen der am besten geeignete Impfstoff? Das Ausdünnen der Zirren ist nur dann effektiv, wenn der natürlich Zirrus hauptsächlich durch homogenes Gefrieren von Lösungströpfchen entsteht. Wenn er primär durch heterogene Nukleation gebildet werden würde, würde Impfen zu einer Erwärmung statt Abkühlung führen können. Deshalb müssen die Eigenschaften der Zirren noch besser verstanden werden, insbesondere der Anteil der Zirren, der im heutigen Klima durch heterogene Nukleation gebildet wird.

CO2-Entnahme durch Alkalinitätserhöhung - Potenzial, Nutzen und Risiken, Leitantrag;' Vorhaben: Benthische Prozessstudien und globale Modellierung von Alkalinisierung'

Permafrostforschung auf dem Weg zur integrierten Beobachtung und Modellierung des Methanhaushalts von Ökosystemen; Leitantrag, Vorhaben: Zukünftiger Methanhaushalt

Carbonsate pilotiert eine neuartige Form der CO2 Speicherung im Boden auf Basis nachwachsender Rohstoffe als Beitrag zum Kampf gegen den Klimawandel

Emissionen der Landnutzung, -änderung und Forstwirtschaft

<p>Emissionen der Landnutzung, -änderung und Forstwirtschaft</p><p>Wälder, Böden und ihre Vegetation speichern Kohlenstoff. Bei intensiver Nutzung wird Kohlendioxid freigesetzt. Maßnahmen, die die Freisetzung verhindern sollen, richten sich vor allem auf eine nachhaltige Bewirtschaftung der Wälder, den Erhalt von Dauergrünland, bodenschonende Bearbeitungsmethoden im Ackerbau, eine Reduzierung der Entwässerung und Wiedervernässung von Moorböden.</p><p>Bedeutung von Landnutzung und Forstwirtschaft</p><p>Der Kohlenstoffzyklus stellt im<a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/klimawandel/klima-treibhauseffekt">komplexen Klimasystem</a>unserer Erde ein regulierendes Element dar. Durch die Vegetation wird Kohlendioxid (CO2) aus der Luft mittels ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Photosynthese#alphabar">Photosynthese</a>⁠ gebunden und durch natürlichen mikrobiellen Abbau freigesetzt. Zu den größten globalen Kohlenstoffspeichern gehören Meere, Böden und Waldökosysteme. Wälder bedecken weltweit ca. 31 % der Landoberfläche (siehe<a href="https://www.fao.org/documents/card/en/c/ca8642en">FAO Report 2020</a>). Bedingt durch einen höheren Biomassezuwachs wirken insbesondere ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=boreale#alphabar">boreale</a>⁠ Wälder in der nördlichen Hemisphäre als Kohlendioxid-Senken. Nach § 1.8 des<a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/internationale-eu-klimapolitik/klimarahmenkonvention-der-vereinten-nationen-unfccc">Klimarahmenabkommens der Vereinten Nationen</a>werden Senken als Prozesse, Aktivitäten oder Mechanismen definiert, die Treibhausgase (THG), ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Aerosole#alphabar">Aerosole</a>⁠ oder Vorläufersubstanzen von Treibhausgasen aus der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Atmosphre#alphabar">Atmosphäre</a>⁠ entfernen. Im Boden wird Kohlenstoff langfristig durch sog. Humifizierungsprozesse eingebaut. Global ist etwa fünfmal mehr Kohlenstoff im Boden gespeichert als in der Vegetation (siehe<a href="https://www.ipcc.ch/report/land-use-land-use-change-and-forestry/">IPCC Special Report on Land Use, Land Use Change and Forestry</a>). Boden kann daher als wichtigster Kohlenstoffspeicher betrachtet werden. Natürliche Mineralisierungsprozesse führen im Boden zum Abbau der organischen Bodensubstanz und zur Freisetzung der Treibhausgase CO2, Methan und Lachgas. Der Aufbau und Abbau organischer Substanz steht in einem dynamischen Gleichgewicht.</p><p>Die voran genannten Prozesse werden in der Treibhausgasberichterstattung unter der Kategorie/Sektor „Landnutzung, ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=Landnutzungsnderung#alphabar">Landnutzungsänderung</a>⁠ und Forstwirtschaft“ (kurz ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=LULUCF#alphabar">LULUCF</a>⁠) bilanziert.</p><p>Modellierung von Treibhausgas-Emissionen aus Landnutzungsänderung</p><p>Jährliche Veränderungen des nationalen Kohlenstoffhaushalts, die durch Änderungen der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=Landnutzung#alphabar">Landnutzung</a>⁠ entstehen, werden über ein Gleichgewichtsmodell berechnet, welches für Deutschland auf einem Stichprobensystem mit rund 36 Millionen Stichprobenpunkten basiert. Für die Kartenerstellung der Landnutzung und -bedeckung werden zunehmend satellitengestützte Daten eingesetzt, um so die realen Gegebenheiten genauer abbilden zu können. Die nationalen Flächen werden in die Kategorien Wald, Acker- sowie Grünland, Feuchtgebiete, Siedlungen und Flächen anderer Nutzung unterteilt (siehe auch<a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/flaeche-boden-land-oekosysteme/flaeche/struktur-der-flaechennutzung">Struktur der Flächennutzung</a>). Die Bilanzierung (Netto) erfolgt über die Summe der jeweiligen Zu- bzw. Abnahmen der Kohlenstoffpools (ober- und unterirdische ⁠Biomasse⁠, ⁠Totholz⁠, Streu, organische und mineralische Böden und Holzprodukte) in den verschiedenen Landnutzungskategorien.</p><p>Allgemeine Emissionsentwicklung</p><p>Der Verlauf der Nettoemissionen von 1990 bis 2023 zeigt, dass der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=LULUCF#alphabar">LULUCF</a>⁠-Sektor in den meisten Jahren als Nettoquelle für Treibhausgase fungierte. Hauptquellen sind die Emissionen aus den landwirtschaftlich genutzten Flächen der Landnutzungskategorien Acker- und Grünland. Diese beiden Kategorien weisen über die Jahre anhaltend hohe Emissionen aus entwässerten organischen Böden auf, sowie netto, zu einem geringeren Teil, aus den Mineralböden. Die Landnutzungskategorie Feuchtgebiete trägt hauptsächlich durch den industriellen Torfabbau und die Methanemissionen aus künstlichen Gewässern nicht unerheblich zur Gesamtsumme der THG-Emissionen bei. Die C-Pools des Waldes spielen eine ambivalente Rolle im Zeitverlauf. Mit ihren meist deutlich negativen Emissionen wirken die Pools tote organische Substanz (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=Totholz#alphabar">Totholz</a>⁠ und Streu), genau wie die Holzprodukte, durch Zunahme dieser Kohlenstoffspeicher der Quellfunktion des Pools ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=Biomasse#alphabar">Biomasse</a>⁠ entgegen. Nichtsdestotrotz wird der qualitative Verlauf der LULUCF-Emissionskurve im Wesentlichen durch den Pool Biomasse, insbesondere der Landnutzungskategorie Wald, geprägt. Gegenüber dem Basisjahr haben die Netto-Emissionen aus dem LULUCF-Sektor in 2023 um 90,6% zugenommen (Netto THG-Emissionen in 1990: rund +36 Mio. t CO2Äquivalente und in 2023: + 69 Mio. t CO2Äquivalente).</p><p>Im Rahmen des novellierten<a href="https://www.bmuv.de/gesetz/bundes-klimaschutzgesetz">Klimaschutzgesetzes (KSG)</a>wird eine Schätzung für das Vorjahr 2024 vorgelegt. Diese liefert für LULUCF nur Gesamtemissionen, deren Werte als unsicher einzustufen sind. Die Werte liegen bei 51,3 Mio. t CO2Äquivalenten. Aus diesem Grunde werden in den folgenden Abschnitten nur die Daten der Berichterstattung 2025 für das Jahr 2023 betrachtet.</p><p>Veränderung des Waldbestands</p><p>Die Emissionen sowie die Speicherung von Kohlenstoff bzw. CO2für die Kategorie Wald werden auf Grundlage von<a href="https://www.bundeswaldinventur.de/">Bundeswaldinventuren</a>berechnet. Bei der Einbindung von Kohlenstoff spielt insbesondere der Wald eine entscheidende Rolle als potentielle Netto-Kohlenstoffsenke. In gesunden, sich im Aufwuchs befindlichen Waldbeständen können jährlich große Mengen an CO2aus der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Atmosphre#alphabar">Atmosphäre</a>⁠ eingebunden werden. Im Zeitraum 1991 bis 2017 waren es im Durchschnitt rund 54 Mio. t Netto-CO2-Einbindung jährlich. In den Jahren 1990 und 2007 trafen auf Deutschland Orkane (2007 war es der Sturm Kyrill), die zu erheblichem Holzbruch mit einem daraus resultierenden hohen Sturmholzaufkommen in den Folgejahren führten. Die dramatische Abnahme der Forstbiomasse im Jahr 2018 und den Folgejahren ist auf die Waldschäden infolge der großen Trockenheit in diesem und den folgenden Berichtsjahren zurückzuführen. Diese erheblichen Änderungen in der Waldbiomasse wurden während der jüngsten<a href="https://www.bundeswaldinventur.de/fileadmin/Projekte/2024/bundeswaldinventur/Downloads/BWI-2022_Broschuere_bf-neu_01.pdf">Bundeswaldinventur (2022)</a>erfasst und durch die quantifizierte Auswertung der Erhebung verifiziert (siehe dazu<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/berichterstattung-unter-der-klimarahmenkonvention-9">NID</a>). Bis in das Jahr 2017 waren in der Waldkategorie die Pools ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=Biomasse#alphabar">Biomasse</a>⁠, mineralische Böden und ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=Totholz#alphabar">Totholz</a>⁠ ausschlaggebende Kohlenstoffsenken. Zu den Emissionsquellen im Wald zählten Streu, Drainage organischer Böden, Mineralisierung und Waldbrände. Ab 2018 wurde auch der Pool Biomasse durch die absterbenden Bäume zur deutlichen CO2-Quelle.</p><p>In 1990 wurden rund 25,4 Mio. t CO2-Äquivalente im Wald an CO2-Emissionen gespeichert. Im Jahr 2023 wurden dagegen 20,9 Mio. t CO2-Äquivalente freigesetzt (siehe Tab. „Emissionen und Senken im Bereich ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=Landnutzung#alphabar">Landnutzung</a>⁠, ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=Landnutzungsnderung#alphabar">Landnutzungsänderung</a>⁠ und Forstwirtschaft“).</p><p>Treibhausgas-Emissionen aus Waldbränden</p><p>Bei Waldbränden werden neben CO2auch sonstige Treibhausgase bzw. Vorläufersubstanzen (CO, CH4, N2O, NOx und ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/n?tag=NMVOC#alphabar">NMVOC</a>⁠) freigesetzt. Aufgrund der klimatischen Lage Deutschlands und der Maßnahmen zur Vorbeugung von Waldbränden sind Waldbrände ein eher seltenes Ereignis, was durch die in der<a href="https://www.ble.de/DE/BZL/Daten-Berichte/Wald/wald.html">Waldbrandstatistik</a>erfassten Waldbrandflächen bestätigt wird. Allerdings war das Jahr 2023 bezüglich der betroffenen Waldfläche mit 1.240 Hektar, ein deutlich überdurchschnittliches Jahr. Das langjährige Mittel der Jahre 1993 bis 2022 liegt bei 710 Hektar betroffener Waldfläche. Auch die durchschnittliche Waldbrandfläche von 1,2 Hektar je Waldbrand war in 2023 überdurchschnittlich und stellt den fünfthöchsten Wert seit Beginn der Waldbrandstatistik dar (siehe mehr zu<a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/land-forstwirtschaft/waldbraende">Waldbränden</a>). Durch die Brände wurden ca. 0,11 Mio. t CO2-Äquivalente an Treibhausgasen freigesetzt. Werden nur die CO2-Emissionen aus Waldbrand (0,95 Mio. t CO2-Äquivalente) betrachtet, machen diese im Verhältnis zu den CO2-Emissionen des deutschen Gesamtinventars nur einen verschwindend kleinen Bruchteil aus.</p><p>Veränderungen bei Ackerland und Grünland</p><p>Mit den Kategorien Ackerland und Grünland werden die Emissionen sowie die Einbindung von CO2aus mineralischen und organischen Böden, der ober- und unterirdischen ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=Biomasse#alphabar">Biomasse</a>⁠ sowie direkte und indirekte Lachgasemissionen durch Humusverluste aus Mineralböden nach ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=Landnutzungsnderung#alphabar">Landnutzungsänderung</a>⁠ sowie Methanemissionen aus organischen Böden und Entwässerungsgräben berücksichtigt. Direkte Lachgas-Emissionen aus organischen Böden werden im Bereich<a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/land-forstwirtschaft/beitrag-der-landwirtschaft-zu-den-treibhausgas#klimagase-aus-landwirtschaftlich-genutzten-boden">Landwirtschaft unter landwirtschaftliche Böden</a>berichtet.</p><p>Für die Landnutzungskategorie Ackerland betrugen im Jahr 2023 die THG-Gesamtemissionen 20,1&nbsp;Mio. t CO2Äquivalente und fielen damit um 0,8 Mio. t CO2Äquivalente ≙ 4 % geringer im Vergleich zum Basisjahr 1990 aus (siehe Tab. „Emissionen und Senken im Bereich ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=Landnutzung#alphabar">Landnutzung</a>⁠, Landnutzungsänderung und Forstwirtschaft“). Hauptquellen sind die ackerbaulich genutzten organische Böden (47 %) und die Mineralböden (45 %), letztere hauptsächlich infolge des Grünlandumbruchs. Die ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=anthropogen#alphabar">anthropogen</a>⁠ bedingte Netto-Freisetzung von CO2aus der Biomasse (7 %) ist im Ackerlandsektor gering. Dominierendes ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=Treibhausgas#alphabar">Treibhausgas</a>⁠ in der Kategorie Ackerland ist CO2(2023: 19,2 Mio. t CO2Äquivalente, rund 96 %).</p><p>Die Landnutzungskategorie Grünland wird in Grünland im engeren Sinne, in Gehölze und weiter in Hecken unterteilt. Die Unterkategorien unterscheiden sich bezüglich ihrer Emissionen sowohl qualitativ als auch quantitativ deutlich voneinander. Die Unterkategorie Grünland im engeren Sinne (dazu gehören z.B. Wiesen, Weiden, Mähweiden etc.) ist eine CO2-Quelle, welche durch die Emissionen aus organischen Böden dominiert wird. Für die Landnutzungskategorie Grünland wurden 2023 Netto-THG-Emissionen insgesamt in Höhe von 23,7 Mio. t CO2Äquivalenten errechnet. Diese fallen um rund 8,6 Mio. t CO2Äquivalente ≙ 27% niedriger als im Basisjahr 1990 aus. Dieser abnehmende Trend wird durch die Pools Biomasse und Mineralböden beeinflusst. Mineralböden stellen eine anhaltende Kohlenstoffsenke dar. Die Senkenleistung der Mineralböden der Unterkategorie Grünland im engeren Sinne beträgt in 2023 -4,9 Mio. t CO2.</p><p>Moore (organische Böden)</p><p>Drainierte Moorböden (d.h. entwässerte organische Böden) gehören zu den Hotspots für Treibhausgase und kommen in den meisten Landnutzungskategorien vor. Im Torf von Moorböden ist besonders viel Kohlenstoff gespeichert, welches als Kohlenstoffdioxid freigesetzt wird, wenn diese Torfschichten austrocken. Bei höheren Wasserständen werden mehr Methan-Emissionen freigesetzt. Zusätzlich entstehen Lachgas-Emissionen. Im Jahr 2023 wurden aus Moorböden um die 50,8 Mio. t CO2Äquivalente an THG-Emissionen (CO2-Emissionen: 44,5 Mio. t CO2Äquivalente, Methan-Emissionen: 2,6 Mio. t CO2Äquivalente, Lachgas-Emissionen: 0,4 Mio. t CO2Äquivalente) freigesetzt. Das entspricht in etwa 7&nbsp;% der gesamten Treibhausgasemissionen in Deutschland im Jahr 2023. (siehe Abb. „Treibhausgas-Emissionen aus Mooren“). Die Menge an freigesetzten CO2-Emissionen aus Mooren ist somit höher als die gesamten CO2-Emissionen des<a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/klima/treibhausgas-emissionen-in-deutschland#emissionsentwicklung">Industriesektors</a>(47,2 Mio. t CO2).</p><p>Landwirtschaftlich genutzte Moorböden</p><p>Drainierte Moorböden werden überwiegend landwirtschaftlich genutzt. Die dabei entstehenden Emissionen aus organischen Böden werden deshalb in den Landnutzungskategorien Ackerland und Grünland im engeren Sinne (d.h. Wiesen, Weiden, Mähweiden) erfasst. Hinzu kommen die Lachgasemissionen aus den organischen Böden (Histosole) des Sektors Landwirtschaft. Insgesamt wurde für diese Bereiche eine Emissionsmenge von rund 42,1 Mio. t CO2-Äquivalente in 2023 (folgende Angaben in Mio. t CO2-Äquivalente: CO2: 42,1, Methan: 2,2 und Lachgas: 3,3) freigesetzt, was insgesamt einem Anteil von 82,9 % an den THG-Emissionen aus Mooren entspricht.</p><p>Feuchtgebiete</p><p>Unter der Landnutzungskategorie „Feuchtgebiete“ werden in Deutschland verschiedene Flächen zusammengefasst: Zum einen werden Moorgebiete erfasst, die vom Menschen kaum genutzt werden. Dazu gehören die wenigen, naturnahen Moorstandorte in Deutschland, aber auch mehr oder weniger stark entwässerte Moorböden (sogenannte terrestrische Feuchtgebiete). Zum anderen werden unter Feuchtgebiete auch Emissionen aus Torfabbau (on-site: ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/e?tag=Emission#alphabar">Emission</a>⁠ aus Torfabbauflächen; off-site: Emissionen aus produziertem und zu Gartenbauzwecken ausgebrachtem Torf) erfasst. Allein die daraus entstehenden CO2-Emissionen liegen bei rund 1,8 Mio. t CO2-Äquivalenten. Im Inventar in Submission 2024 neu aufgenommen sind die Emissionen aus natürlichen und künstlichen Gewässern. Zu letzteren gehören Fischzuchtteiche und Stauseen ebenso wie Kanäle der Wasserwirtschaft. Durch diese Neuerung fließen nun Methanemissionen in das Treibhausgasinventar ein, die bislang nicht berücksichtigt wurden. Dadurch liegen nun die Netto-Gesamtemissionen der Feuchtgebiete bei 8,8 Mio. t CO2-Äquivalenten im Jahr 2023 und haben im Trend gegenüber dem Basisjahr 1990 um 0,4 % abgenommen. Diese Abnahme im Trend lässt sich auf eine zwischenzeitlich verstärkte Umwidmung von Grünland-, Wald- und Siedlungsflächen zurückführen.</p><p>Nachhaltige Landnutzung und Forstwirtschaft sowie weitere Maßnahmen</p><p>Im novellierten<a href="https://www.bmuv.de/gesetz/bundes-klimaschutzgesetz">Bundes-Klimaschutzgesetz</a>sind in § 3a Klimaziele für den ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=LULUCF#alphabar">LULUCF</a>⁠-Sektor 2021 festgeschrieben worden. Im Jahr 2030 soll der Sektor eine Emissionsbilanz von minus 25 Mio. t ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/c?tag=CO2#alphabar">CO2</a>⁠-Äquivalenten erreichen. Dieses Ziel könnte unter Berücksichtigung der aktuellen Zahlen deutlich verfehlt werden. Um dieses Ziel zu erreichen, sind ambitionierte Maßnahmen zur Emissionsminderung, dem Erhalt bestehender Kohlenstoffpools und der Ausbau von Kohlenstoffsenken notwendig. Im Koalitionsvertrag adressieren die Regierungsparteien diese Herausforderungen. Das ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=BMUV#alphabar">BMUV</a>⁠ hat bereits den Entwurf eines „Aktionsprogramm natürlicher Klimaschutz“ vorgelegt, das nach einer Öffentlichkeitsbeteiligung im letzten Jahr innerhalb der Regierung abgestimmt wird. Auf die Notwendigkeit für ambitionierte Klimaschutzmaßnahmen und die Bedeutung von<a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/studie-zu-naturbasierten-loesungen-im-globalen">naturbasierten Lösungen für den Klimaschutz</a>hat das Umweltbundesamt in verschiedenen Studien (siehe hierzu<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/treibhausgasminderung-um-70-prozent-bis-2030">Treibhausgasminderung um 70 Prozent bis 2030: So kann es gehen!</a>) hingewiesen</p><p>Seit dem Jahr 2015 wird die Grünlanderhaltung im Rahmen der EU-Agrarpolitik über das sogenannte Greening geregelt<a href="http://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/PDF/?uri=CELEX:32013R1307&amp;qid=1464776213857&amp;from=DE">(Verordnung 1307/2013/EU)</a>. Das bedeutet, dass zum ein über Pflug- und Umwandlungsverbot Grünland erhalten und zum anderen aber auch durch staatliche Förderung die Grünlandextensivierung vorangetrieben werden soll. Die Förderung findet auf Bundesländerebene statt. In der Forstwirtschaft sollen Waldflächen erhalten oder sogar mit Pflanzungen heimischer Baumarten ausgeweitet und die verstärkte Holznutzung aus nachhaltiger Holzwirtschaft (siehe<a href="https://www.charta-fuer-holz.de/">Charta für Holz 2.0</a>) gefördert werden. Weitere Erstaufforstungen sind bereits bewährte Maßnahmen, um die Senkenwirkung des Waldes zu erhöhen. Des Weiteren werden durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=BMEL#alphabar">BMEL</a>⁠) internationale Projekte zur nachhaltigen Waldwirtschaft, die auch dem deutschen Wald zu Gute kommen, zunehmend gefördert. Eine detailliertere Betrachtung dazu findet sich unter<a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/landwirtschaft/landwirtschaft-umweltfreundlich-gestalten/klimaschutz-in-der-landwirtschaft">Klimaschutz in der Landwirtschaft</a>.</p><p>Die ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=Treibhausgas#alphabar">Treibhausgas</a>⁠-Emissionen aus drainierten Moorflächen lassen sich verringern, indem man den Wasserstand gezielt geregelt erhöht, was zu geringeren CO2-Emissionen führt. Weitere Möglichkeiten liegen vor allem bei Grünland und Ackerland in der landwirtschaftlichen Nutzung nasser Moorböden, der sogenannten Paludikultur (Landwirtschaft auf nassen Böden, die den Torfkörper erhält oder zu dessen Aufbau beiträgt). Eine weitere Klimagasrelevante Maßnahme ist die Reduzierung des Torfabbaus und der Torfanwendung (siehe<a href="https://www.dehst.de/DE/Themen/Klimaschutzprojekte/Natuerlicher-Klimaschutz/Moore/moore_artikel.html?nn=284150#doc284160bodyText3">Moorklimaschutz</a>).</p>

Weltklimarat in China: die Themen stehen, der Zeitrahmen nicht

<p>Weltklimarat in China: die Themen stehen, der Zeitrahmen nicht</p><p>Ende Februar haben sich die wichtigsten Köpfe der internationalen Klimawissenschaft und die Mitgliedsstaaten des IPCC („Weltklimarat“) in China getroffen, um den 2023 begonnenen siebten Berichtszyklus zum Sachstand des Klimawandels zu diskutieren. UBA-Mitarbeitende waren Teil der deutschen Delegation. Ein besonders brisanter Diskussionspunkt in China: der Zeitrahmen des siebten Sachstandsberichts.</p><p><p>Vom 23. Februar bis 1. März hat der Weltklimarat (Intergovernmental Panel on Climate Change - ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/i?tag=IPCC#alphabar">IPCC</a>⁠) zum 62. Mal getagt, diesmal in Hangzhou, China. Zum IPCC gehören 195 Mitgliedsstaaten. In China kamen etwa 400 Delegierte aus 130 Ländern zusammen, um die dringendsten Fragen zum weiteren Ablauf des siebten Berichtszyklus zu klären. Zum Zeitrahmen konnte während der langwierigen und kontroversen Verhandlungen jedoch auch nach einer Verlängerung um 30 Stunden erneut keine Einigung gefunden werden.</p></p><p>Vom 23. Februar bis 1. März hat der Weltklimarat (Intergovernmental Panel on Climate Change - ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/i?tag=IPCC#alphabar">IPCC</a>⁠) zum 62. Mal getagt, diesmal in Hangzhou, China. Zum IPCC gehören 195 Mitgliedsstaaten. In China kamen etwa 400 Delegierte aus 130 Ländern zusammen, um die dringendsten Fragen zum weiteren Ablauf des siebten Berichtszyklus zu klären. Zum Zeitrahmen konnte während der langwierigen und kontroversen Verhandlungen jedoch auch nach einer Verlängerung um 30 Stunden erneut keine Einigung gefunden werden.</p><p>Die deutsche Delegation bestand aus Vertretern des Auswärtigen Amtes, des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=BMBF#alphabar">BMBF</a>⁠), der deutschen<a href="https://www.de-ipcc.de/">IPCC-Koordinierungsstelle</a>und des Umweltbundesamtes (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>⁠).</p><p><strong>Zeitrahmen für siebten Sachstandsbericht weiterhin unklar</strong></p><p>Besonders umstritten ist noch immer der Zeitrahmen des siebten Sachstandsberichts (Seventh Assessment Report, AR7). Nach dem Plan der führenden IPCC-Wissenschaftler*innen und sehr vielen Ländern, darunter auch Deutschland, sollte der Bericht spätestens bis<a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/internationale-eu-klimapolitik/uebereinkommen-von-paris/begleitung-der-ersten-globalen-bestandsaufnahme">zur „Zweiten Globalen Bestandsaufnahme“</a>(Second Global Stocktake - GST2) im Jahr 2028 fertig gestellt werden. Die GST bewertet alle fünf Jahre den kollektiven Fortschritt bei der Umsetzung der Ziele des<a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/internationale-eu-klimapolitik/uebereinkommen-von-paris">Übereinkommens von Paris</a>(ÜvP). Die Informationen aus dem AR7 sollten als Grundlage für die Zweite Globale Bestandsaufnahme und für ambitioniertere Beschlüsse zum globalen ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimaschutz#alphabar">Klimaschutz</a>⁠ beitragen. Dies betrifft in erster Linie die Ausgestaltung der nationalen Beiträge zum Klimaschutz (Nationally Determined Contributions – NDC) unter dem ÜvP, aber auch die künftigen Verhandlungen unter der<a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/internationale-eu-klimapolitik/klimarahmenkonvention-der-vereinten-nationen-unfccc">Klimarahmenkonvention (UNFCCC)</a>. Dass der Klimaschutz international an Fahrt aufnimmt wird immer dringender, weil sich das Zeitfenster für die Einhaltung des 1,5-Grad-Ziels von Paris sehr bald zu schließen droht.</p><p>Einige Entwicklungs- und Schwellenländer, wie unter anderem Indien und Saudi-Arabien, bewerten den Zeitrahmen für die Fertigstellung des AR7 bis 2028 allerdings als zu ambitioniert. Sie argumentieren, dass sie nicht die nötige Zeit bekommen würden, um sich in die Erstellung des Berichts gleichberechtigt einzubringen. Generell nutzen aber gerade die OPEC-Staaten jedes denkbare Argument, um im Interesse ihrer Geschäftsmodelle wirksame globale Klimaschutzanstrengungen möglichst lange hinauszuzögern.</p><p>Andere Entwicklungsländer, wie unter anderem kleine Inselstaaten, lateinamerikanische Staaten sowie auch viele besonders arme afrikanische Länder, fordern gerade wegen ihrer starken Betroffenheit durch den ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimawandel#alphabar">Klimawandel</a>⁠ eine möglichst schnelle Fertigstellung des AR7, damit die GST2 und die dritte Runde der NDCs endlich zu einer wirksamen Begrenzung der Klimaschäden beitragen.</p><p>Aufgrund der erheblichen Interessenkonflikte konnte bei der Sitzung in China keine Entscheidung zum Zeitplan für die Fertigstellung des AR7 getroffen werden. Der aktuell auf 2028 hinauslaufende Zeitplan wurde aber für die nächsten Arbeitsschritte zunächst beibehalten, sodass die Fertigstellung zur Zweiten Globalen Bestandsaufnahme theoretisch weiterhin möglich bleibt.</p><p><strong>Berichte im siebten Zyklus zum Sachstand des Klimawandels</strong></p><p>Wie in jedem Zyklus werden im AR7 die neuesten Erkenntnisse zu den Schwerpunktthemen der drei Arbeitsgruppen des Weltklimarats zusammengetragen: Naturwissenschaftliche Grundlagen (Arbeitsgruppe I), Folgen, Anpassung und ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/v?tag=Verwundbarkeit#alphabar">Verwundbarkeit</a>⁠ (Arbeitsgruppe II) und Minderung des Klimawandels (Arbeitsgruppe III).</p><p>Neben dem zusammenfassenden Sachstandsbericht sind in diesem siebten Zyklus ein Methodikbericht zur Inventarisierung von kurzlebigen klimawirksamen Substanzen (SLCF), ein Sonderbericht zu Klimawandel und Städten sowie ein Methodikbericht zur Inventarisierung von ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/c?tag=CO2#alphabar">CO2</a>⁠-Entnahme sowie CO2-Abscheidung, -Nutzung und -Speicherung geplant. Die Veröffentlichung der drei Berichte ist bisher für 2027 vorgesehen.</p><p><strong>Wichtige Diskussionen und Entscheidungen in China</strong></p><p>Wichtige Beschlüsse konnten in China zu Struktur und Inhalten des siebten Sachstandsberichts getroffen werden. Die Delegierten einigten sich auf Kapitelthemen sowie die Gliederung der Kapitel. Neben den üblichen Themen wird es im AR7 beispielsweise auch ein eigenes Kapitel zu Kipppunkten geben.</p><p>Sehr kontrovers gestaltete sich die Diskussion um die Inhalte des Methodikberichts zur Inventarisierung von CO2-Entnahme, der als Ergänzung der 2006 bis 2019 veröffentlichten IPCC-Richtlinien zu nationalen Treibhausgasinventaren dienen soll. Der Bericht soll verschiedene Sektoren abdecken, darunter Energie, industrielle Prozesse und ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=Landnutzung#alphabar">Landnutzung</a>⁠. Direkte CO2-Entnahme aus Ozeanen wurde besonders kontrovers diskutiert, da viele Länder, wie auch Deutschland, große Wissenslücken und Risiken gegenüber geringem bis gar keinem Minderungspotenzial bei diesen völlig neuen Technologien sehen. Wenige Länder, vor allem Saudi-Arabien und andere OPEC-Mitglieder, sehen mehr Potenzial und wünschten sich einen eigenständigen Band (<em>Volume</em>) zu dem Thema. Die Diskussionen dazu müssen nun auf der nächsten IPCC-Plenarsitzung fortgesetzt werden.</p><p><strong>USA nicht mit in China dabei</strong></p><p>Erstmalig war keine Delegation aus den USA zur IPCC-Sitzung angereist. Auch die Co-Vorsitzende der Arbeitsgruppe III, Katherine Calvin von der NASA, konnte nicht persönlich an der Plenarsitzung teilnehmen. Zudem wurde den US-Mitarbeitenden der Technical Support Unit (TSU) durch die US-Regierung gekündigt, welche die Co-Vorsitzende in ihrer Arbeit unterstützt. Dadurch wurde die organisatorische Arbeit der Arbeitsgruppe III kurzfristig massiv erschwert. Mit Unterstützung der sieben stellvertretenden Vorsitzenden konnte jedoch durch die zweite Co-Vorsitzende Joy Pereira aus Malaysia und den Vize-Vorsitzenden Jan Fuglestvedt (Norwegen) die Arbeitsfähigkeit der Arbeitsgruppe III während der Plenarsitzung gesichert werden. Derzeit wird auf mehreren Ebenen versucht, einen möglichen dauerhaften Ausfall der USA zu kompensieren.</p><p>Im vierten Quartal 2025 tagt der Weltklimarat voraussichtlich in Peru, dann zum 63. Mal.</p><p></p><p></p><p></p>

Surface active fucoidan concentrations quantified in water samples from different depths and stations in the field

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.

Mesocosms of brown algae of Laminariales and Fucales to quantify fucoidan secretion, persistence and aggregation

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.

CDR: Politik und Ethik der CO2-Entnahme, Teilprojekt 5: Bewertungskriterien für CDR-Politiken

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