Solar Geoengineering: Chancen, Risiken und was Forschung heute braucht

Steigende globale Durchschnittstemperaturen verändern bereits heute Wetterextreme, Ernteerträge und Küstenrisiken. Maßnahmen, die die Ursache – also der Ausstoß von Treibhausgasen – bekämpfen, bleiben entscheidend. Zugleich wächst das Interesse daran, ob kurzfristige Ergänzungen möglich sind, um Zeit zu gewinnen oder akute Risiken zu dämpfen. Solar Geoengineering ist ein solcher Ansatz: Er zielt darauf, weniger Sonnenenergie dort zu lassen, wo sie erwärmend wirkt, oder mehr infrarote Strahlung in den Weltraum zu leiten. Dabei handelt es sich nicht um ein einheitliches Verfahren, sondern um mehrere technische Konzepte mit sehr unterschiedlichen Wirkmechanismen, Nebenwirkungen und Forschungsmethoden.

Der folgende Text erklärt sachlich und nachvollziehbar, welche Methoden diskutiert werden, welche Erkenntnisse aus Modellrechnungen und Analogbeobachtungen existieren und welche Governance‑, Forschungs‑ und Kommunikationsfragen offen sind. Wo Studien älter als zwei Jahre sind, ist das vermerkt und der Grund genannt, warum diese Quellen dennoch relevant bleiben.

Der Begriff bezeichnet Techniken, die die einfallende Sonnenstrahlung reduzieren oder die Abstrahlung der Erde verändern, um die Erwärmung abzumildern. Typische Beispiele sind Stratospheric Aerosol Injection (SAI), bei der reflektierende Partikel in die Stratosphäre eingebracht werden, und Marine Cloud Brightening (MCB), das Meereswolken gezielt aufhellt. Ein verwandtes Konzept ist Cirrus Cloud Thinning (CCT), das die langwellige Abstrahlung erhöhen soll. Keines dieser Verfahren entfernt CO2 aus der Atmosphäre; deshalb bleibt Ozeanversauerung bestehen.

Solar Geoengineering kann Temperaturen relativ schnell beeinflussen, ersetzt aber nicht das Ziel, Treibhausgasemissionen deutlich zu senken.

Die wissenschaftliche Grundlage basiert vor allem auf Klimamodellen, ergänzt durch natürliche Analogien wie Vulkaneruptionen (die globale Abkühlung durch hohe Aerosolmengen zeigen) und lokale Beobachtungen (etwa “ship tracks”, also Aufhellungen hinter Schiffen). Modelle liefern Einsichten zu globalen Mittelwerten, sind aber limitiert bei regionalen Effekten, Wolken‑Aerosol‑Wechselwirkungen und chemischen Nebenwirkungen wie Ozonveränderungen.

Eine kurze Übersichtstabelle fasst zentrale Merkmale zusammen.

Zu beachten: Viele Kernbefunde der großen Synthesen stammen aus Arbeiten von 2021–2023; die Berichte geben ein robustes Bild zu globalen Effekten, während regionale Vorhersagen weiterhin mit hohen Unsicherheiten behaftet sind. Diese älteren Studien bleiben relevant, weil sie die heute beste konsolidierte Evidenz liefern.

Praktische Umsetzungsvorschläge unterscheiden sich stark je nach Methode. Für SAI werden in Szenarien Flugzeuge oder Ballons vorgeschlagen, die Schwefel‑ oder andere Partikel in rund 20 km Höhe verteilen. Für MCB ist die Idee, in küstennahen Regionen gezielt Luftfeuchte und Partikel zu nutzen, um Wolken zu verdichten und aufzuhellen. Diese Konzepte sind technisch denkbar, aber ihre Realisierung stellt logistische, finanzielle und rechtliche Anforderungen.

Ein zentrales technisches Problem ist die Gratwanderung zwischen ausreichender Wirkung und kontrollierbarer Nebenwirkung: Die Atmosphäre reagiert nicht linear. SAI‑Mengen, die global merkliche Temperaturänderungen bewirken, wären relativ gering gegenüber industriellen Emissionen, aber groß genug, um Stratosphärenchemie und regionale Niederschlagsmuster zu beeinflussen. Zudem ist die Wirkung temporär: Wird die Zuführung gestoppt, steigt die Temperatur schnell an (das sogenannte Termination‑Risk).

Feldexperimente sind daher ein kontroverses Thema. Führungsgremien wie die National Academies (NASEM, Bericht 2021) empfehlen sehr begrenzte Freisetzungen, initial viele Größenordnungen unter dem Niveau, das globale Temperaturmessungen beeinflussen würde. Diese Empfehlung stammt aus 2021 und ist damit älter als zwei Jahre; sie bleibt relevant, weil sie Prinzipien und Sicherheitsgrenzen formuliert, die bis heute als Referenz dienen.

Kostenabschätzungen für erste Forschungsprogramme und begrenzte Feldtests sind grob. Schätzungen in öffentlichen Analysen bewegen sich in Bandbreiten von einigen zehn bis hunderten Millionen US‑Dollar über mehrere Jahre für koordiniertes, international ausgerichtetes Forschungs‑ und Beobachtungsprogramm; operative Deployment‑Kosten könnten darüber hinaus deutlich höher liegen.

Chancen: Modellstudien zeigen, dass eine ausreichend intensive Solar‑Kühlung globale Mitteltemperaturen innerhalb weniger Jahre senken kann. Das kann extreme Hitzeepisoden abschwächen, Ernteverluste reduzieren und Zeit für Anpassung und Emissionsreduktion schaffen. In dieser Hinsicht hat Solar Geoengineering einen klaren Nutzen als potenzielle Ergänzung, nicht als Ersatz.

Risiken und offene Fragen: Die größte wissenschaftliche Unsicherheit liegt in regionalen Auswirkungen. Niederschlag, Monsunsysteme und atmosphärische Zirkulationen reagieren unterschiedlich auf die Eingriffe. Einige Modelle zeigen Verschiebungen von Niederschlägen, was in bestimmten Regionen zu Ernterisiken führen kann. Weiterhin bestehen chemische Risiken, etwa Veränderungen der Ozonschicht bei SAI. Ein abruptes Ende einer SRM‑Anwendung könnte sehr schnelle Erwärmungsschübe verursachen, mit weitreichenden ökologischen und sozialen Folgen.

Gesellschaftliche Risiken umfassen Fragen nach Gerechtigkeit, internationaler Zustimmung und möglichen Interessenkonflikten: Wer entscheidet über Tests, wer trägt Schäden, und wie werden vulnerable Gruppen einbezogen? Die Forschungsliteratur betont, dass technisches Wissen allein nicht ausreicht; Governance, Transparenz und Beteiligungsprozesse sind mindestens ebenso wichtig.

Evidenzlage: Für globale Mittelwerte ist die Evidenz vergleichsweise robust; für viele regionale Effekte, sozioökonomische Folgen und langfristige Nebeneffekte ist die Evidenz mittel bis gering. Deshalb fordern interdisziplinäre Gutachten koordinierte, transparente Forschung, die naturwissenschaftliche, ökonomische und sozialen Dimensionen gleichzeitig adressiert.

Drei Handlungsfelder stehen im Vordergrund: bessere Modelle und Beobachtungen, streng geregelte Feldforschung sowie internationale Governance. Modelle müssen Prozessdarstellungen verbessern, etwa Wolken‑Aerosol‑Interaktionen, und Multi‑Model‑Ensembles brauchen mehr standardisierte Experimente. Beobachtungsnetze aus Satelliten, Flugmessungen und bodengebundenen Messstationen sind nötig, um Hypothesen zu testen und Effekte zu erkennen.

Für Feldversuche empfehlen mehrere Übersichtsberichte strikte Regeln: Experimente sollten nur dann erlaubt sein, wenn sie Prozessfragen beantworten, die nicht anders gelöst werden können, wenn Mengen und Standort limitiert und öffentlich transparent sind. Ein öffentliches Forschungsregister sowie ein Genehmigungs‑ und Reviewmechanismus werden als Mindestanforderungen genannt. Einige Gutachten schlagen ein kleines, gezieltes Forschungsbudget vor (als Beispiel: NASEM 2021 nannte eine Orientierungsgröße von rund 100–200 Mio. USD über fünf Jahre für ein Anfangsprogramm; diese Zahl stammt aus 2021 und wird hier als Richtwert diskutiert).

Governance muss inklusiv und international gedacht sein. Nationale Alleingänge wären problematisch, weil Atmosphären‑ und Klimawirkungen grenzüberschreitend sind. Konkrete Schritte könnten sein: multilaterale Einrichtung für Forschungstransparenz, verbindliche Offenlegung von Feldtests, Einrichtung von Regionalkapazitäten und Mechanismen für Schadenersatz‑Bewertung. Wichtig ist auch, Forschung nicht als politisches Signal für Deployment zu missverstehen: Klare Regeln und Kommunikationsstrategien sind erforderlich, damit Forschung nicht ungewollt Erwartungen an ein schnelles Ausrollen weckt.

Solar Geoengineering ist eine technisch denkbare Ergänzung zur Klimapolitik mit der Fähigkeit, globale Temperaturen vergleichsweise schnell zu beeinflussen. Zugleich bestehen substanzielle Unsicherheiten bei regionalen Effekten, chemischen Nebenwirkungen und sozialen Folgen. Daher ist der verbleibende Konsens in der Fachwelt: Emissionsreduktion bleibt vorrangig; Forschung zu Solar Geoengineering kann sinnvoll sein, muss aber international koordiniert, transparent und streng reguliert erfolgen. Nur so lässt sich verhindern, dass eine schlecht verstandene Intervention neue Risiken schafft, während die eigentliche Ursache – die Treibhausgasanreicherung – weiterhin besteht.