Subscale-Bereitstellung
Wie könnte eine Subscale-Bereitstellung erreicht werden? Die meisten stratosphärischen wissenschaftlichen Studien zur Aerosolinjektion gehen davon aus, dass das wirksame Material Schwefeldioxid (SO) ist2) Gas, das zu 50 Massen-% aus Schwefel besteht. Eine weitere plausible Option ist Schwefelwasserstoff (H2S), was den Massenbedarf fast halbiert, obwohl es für Boden- und Flugpersonal gefährlicher ist als SO2 und könnten daher aus der Betrachtung ausgeschlossen werden. Schwefelkohlenstoff (CS2)-Gas reduziert den Massenbedarf um 40 % und ist im Allgemeinen weniger gefährlich als SO2. Es ist auch möglich, elementaren Schwefel zu verwenden, der am sichersten und am einfachsten zu handhaben ist. Dies würde jedoch eine Methode zur Verbrennung an Bord vor der Entlüftung oder den Einsatz von Nachbrennern erfordern. Bisher hat noch niemand die erforderlichen technischen Studien durchgeführt, um festzustellen, welche dieser Schwefelverbindungen die beste Wahl wäre.
Basierend auf von Gulfstream bestätigten Annahmen schätzen wir, dass jedes seiner G500/600-Flugzeuge etwa 10 Kilotonnen Material pro Jahr auf 15,5 Kilometer befördern könnte. Wenn hochmasseneffizientes CS2 eingesetzt, könnte eine Flotte von maximal 15 Flugzeugen jährlich 100 Kilotonnen Schwefel befördern. Betagte, aber betriebsbereite gebrauchte G650 kosten etwa 25 Millionen US-Dollar. Rechnet man die Kosten für Modifikation, Wartung, Ersatzteile, Gehälter, Treibstoff, Materialien und Versicherung hinzu, gehen wir davon aus, dass die durchschnittlichen Gesamtkosten einer jahrzehntelangen Subscale-Einführung etwa 500 Millionen US-Dollar pro Jahr betragen würden. Eine groß angelegte Bereitstellung würde mindestens das Zehnfache kosten.
Wie viel sind 100 Kilotonnen Schwefel pro Jahr? Es handelt sich lediglich um 0,3 % der derzeitigen weltweiten jährlichen Schwefelemissionen in die Atmosphäre. Sein Beitrag zu den gesundheitlichen Auswirkungen der Feinstaubverschmutzung in der Luft wäre wesentlich geringer als ein Zehntel dessen, was der Fall wäre, wenn die gleiche Menge an der Oberfläche emittiert würde. Was seine Auswirkungen auf das Klima betrifft, so würde es etwa 1 % des Schwefels ausmachen, der durch den Ausbruch des Mount Pinatubo auf den Philippinen im Jahr 1992 in die Stratosphäre injiziert wurde. Dieses gut untersuchte Ereignis stützt die Behauptung, dass keine unbekannten Auswirkungen mit großer Tragweite auftreten würden.
Gleichzeitig sind 100 Kilotonnen Schwefel pro Jahr nicht unerheblich: Ohne ungewöhnliche vulkanische Aktivität wäre dies mehr als das Doppelte des natürlichen Hintergrundflusses von Schwefel aus der Troposphäre in die Stratosphäre. Der Abkühlungseffekt würde ausreichen, um den globalen Temperaturanstieg um etwa ein Drittel eines Jahres zu verzögern, ein Ausgleich, der so lange anhalten würde, wie der subskalige Einsatz aufrechterhalten wird. Und da solares Geoengineering dem Anstieg extremer Niederschläge wirksamer entgegenwirken kann als dem Temperaturanstieg, würde der Einsatz die zunehmende Intensität tropischer Wirbelstürme um mehr als ein halbes Jahr verzögern. Diese Vorteile sind für diejenigen, die am meisten durch die Auswirkungen des Klimas gefährdet sind, nicht zu vernachlässigen (obwohl aufgrund der natürlichen Variabilität des Klimasystems keiner dieser Vorteile unbedingt erkennbar wäre).
Wir sollten erwähnen, dass unser Szenario von 100 Kilotonnen pro Jahr willkürlich ist. Wir definieren einen subskaligen Einsatz als einen Einsatz, der groß genug ist, um die Aerosolmenge in der Stratosphäre deutlich zu erhöhen, aber gleichzeitig deutlich unter dem Niveau liegt, das erforderlich ist, um die Erwärmung um ein Jahrzehnt zu verzögern. Mit dieser Definition könnte eine solche Bereitstellung um ein Vielfaches größer oder kleiner sein als unser Beispielszenario.
Natürlich kann kein noch so großes solares Geoengineering die Notwendigkeit beseitigen, die Konzentration von Treibhausgasen in der Atmosphäre zu reduzieren. Bestenfalls ist Solares Geoengineering eine Ergänzung zur Emissionsreduzierung. Aber selbst das hier betrachtete Subscale-Einsatzszenario wäre eine bedeutende Ergänzung: Über ein Jahrzehnt hinweg hätte es etwa die Hälfte der Abkühlungswirkung wie die Eliminierung aller Emissionen aus der Europäischen Union.
Die Politik des Subscale-Einsatzes
Der hier beschriebene subskalige Einsatz könnte mehreren plausiblen wissenschaftlichen und technologischen Zielen dienen. Es würde die Speicher-, Lofting- und Verteilungstechnologien für den Einsatz in größerem Maßstab demonstrieren. In Kombination mit einem Beobachtungsprogramm könnten damit auch die Überwachungsfähigkeiten bewertet werden. Es würde direkt klären, wie Sulfat in der Stratosphäre transportiert wird und wie Sulfataerosole mit der Ozonschicht interagieren. Nach einigen Jahren eines solchen Einsatzes in kleinem Maßstab hätten wir ein weitaus besseres Verständnis für die wissenschaftlichen und technologischen Hindernisse, die einem groß angelegten Einsatz im Wege stehen.
Gleichzeitig würde ein Einsatz in kleinerem Maßstab Risiken für den Betreiber mit sich bringen. Es könnte politische Instabilität auslösen und Vergeltungsmaßnahmen seitens anderer Länder und internationaler Gremien hervorrufen, die ohne globale Koordination und Aufsicht nicht gut auf Entitäten reagieren würden, die am Thermostat des Planeten herumspielen. Der Widerstand könnte aus einer tief verwurzelten Abneigung gegen Umweltveränderungen oder aus pragmatischeren Bedenken resultieren, dass ein groß angelegter Einsatz für einige Regionen schädlich wäre.
Die Motivation für die Bereitstellung kann aus einer Vielzahl von Überlegungen bestehen. Am offensichtlichsten wäre es, wenn ein Staat oder eine Koalition von Staaten zu dem Schluss kommt, dass solares Geoengineering sein Klimarisiko erheblich verringern könnte und dass ein solcher Einsatz in kleinem Maßstab ein wirksames Gleichgewicht zwischen den Zielen, die Welt zu einem groß angelegten Einsatz zu bewegen, und der Minimierung des politischen Risikos herstellen würde Rückschlag.