#Fallanalyse | Geo-Engineering mit SRM

Ein Unterrichtsentwurf von Sven Yang, der in den Fächern Geographie, Ethik, Physik und Geographie sowie im Politikunterricht eingesetzt werden kann in Mittel- und Oberstufe.

Das künstliche Erzeugen von Schleiern aus Sulfat-Aerosolen

Geo-Engineering beschreibt bewusste und globale Veränderungen des ⁠Klimasystems durch Technologien des Menschen. Das Ziel von Geo-Engineering ist die Milderung der anthropogenen Klimaerwärmung. Die Methoden des Geo-Engineerings unterteilen sich in zwei Hauptkategorien, der Entnahme von Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre (Carbon Dioxid Removal, CDR) und der Beeinflussung des Strahlungshaushalts (Solar Radiation Management, SRM). Letztere umfasst verschiedene Ansätze, wobei die wohl am meisten diskutierte Methode der Einsatz von Sulfat-Aerosolen in der Stratosphäre ist, welche einen Schleier bilden, der einen Teil der einfallenden Sonnenstrahlen zurück ins All streut. Im Fachberichten wird hier auch oft von Reflexion gesprochen, wobei aus physikalischer Sicht der Begriff Streuung (Mie-Streuung[1]) präziser ist. Einer der Pioniere war der Klimaforscher Paul Crutzen (2006), der sich von Vulkanausbrüchen inspirieren ließ, bei welchen große Mengen Schwefeldioxid frei wurden, welche wiederum zu einem messbaren Kühlungseffekt und in manchen Gebieten sogar zu „Jahren ohne Sommer“ geführt haben sollen.

Sulfat-Aerosole entstehen, indem Schwefeldioxid über verschiedene Reaktionsschritte mit Wasser und Sauerstoff zu Schwefelsäure reagiert, welches dann wiederum zu einem Sulfat-Ion reagiert. Anzumerken hierbei ist also, dass für SRM sowohl Schwefeldioxid als auch, wie manche Quellen berichten, direkt Schwefelsäure verwendet werden könnte. In beiden Fällen bestehen Vorschläge, die nötige Menge an Schwefeldioxid bzw. -säure mithilfe von Ballons oder Flugzeugen in die Stratosphäre zu befördern, wo sie anschließend den Stoff versprühen. Die Schwierigkeit besteht darin, dass herkömmliche Passagierflugzeuge für die geringe Luftdichte in diesen Höhen nicht entworfen wurden und somit eine große Menge Spezialflugzeuge oder Wetterballons nötig wären. Das Sulfat ist für Lebewesen in geringen Menge zunächst unbedenklich. Schwefeldioxid und Schwefelsäure hingegen sind giftig und wirken reizend auf Schleimhäute und Atemwege. Die effektivste Methode der Sulfatinjektion besteht angeblich darin, das Sulfat nicht täglich, sondern monatlich in großen Mengen in die Stratosphäre zu injizieren, damit das Schwefeldioxid (bzw. die -säure) möglichst vollständig reagiert. Ansonsten könnte es sein, dass die Stratosphäre einen sättigungsähnlichen Zustand erreicht und die Partikel verklumpen und somit deutlich schneller wieder zu Boden sinken. Durch den Schleier aus Sulfat-Aerosolen könnte aktuellen Forschungen zufolge selbst beim schlimmsten Klimawandel-Szenario, dem „business as usual“-Szenario[2], die Temperaturen auf dem Niveau vom Jahr 2020 gehalten werden. Mögliche Risiken und Nebenwirkungen dabei sind jedoch:

• milchiger Himmel, kein strahlendes blau mehr
• die Reduzierung von Niederschlägen
• die Beeinflussung von globalen Luftströmungen
• Abschwächung vom Temperaturgefälle zwischen den Tropen und den Polen
• saurer Regen
• Verlangsamung der Heilung des Ozonlochs (oder sogar eine erneute Vergrößerung)

Diese Risiken könnten kaskadenartig zu weiteren irreversiblen Naturkatastrophen führen und damit einhergehende geopolitische Konflikte auslösen, wobei die Ursachenklärung und Verantwortungsfrage von Staaten und anderen Akteuren bis dahin mindestens genauso verschleiert sein könnte, wie eine milchige Stratosphäre. Ethisch relevant ist also die Frage: „Sollte SRM mit Sulfat verwendet werden, um dem Klimawandel entgegenzuwirken?“ Die wichtigsten ethischen Begründungsansätze hierzu, welche auch im Unterrichtsentwurf eingesetzt werden, werden kurz vorgestellt. Die folgende Reihenfolge orientiert sich an der Reihenfolge der Rollenkarten und der darin enthaltenen Reihenfolge der Argumente.

• Efficiency-Argument und Easiness-Argument (pro): SRM ist möglich, den Modellen nach effektiv und finanziell umsetzbar. Daher schlägt es andere Methoden, die deutlich kostspieliger und weniger erfolgsversprechend sind.
• „Lesser-Evil“-Argument (pro): Die Nebenwirkungen von SRM sind im Vergleich zu den gravierenden Folgen des Klimawandels, welche bereits heute absehbar sind, das kleinere Übel. (Hier wäre eine Argumentation als „SRM als Notlösung“ geeignet.)
• „Arming-the-Future“-Argument (pro): Die Erforschung und auch Feldversuche von SRM zu Forschungszwecken sind wichtig, um die Zukunft darüber aufzuklären, ob diese Methode zur Bekämpfung des Klimawandels geeignet ist.
• „Ultima-Ratio“-Argument (pro): Der Klimawandel ist bereits so fortgeschritten, dass man schon jetzt zu SRM als „Ultima Ratio“, also letztes geeignetes Mittel greifen sollte / könnte.
• „Free-Driver“-Effekt (pro): Die Frage ist nicht ob, sondern wann der erste Akteur SRM mit Sulfat großflächig einsetzt. Insofern sollte der Einsatz von SRM möglichst zügig erforscht und in Erwägung gezogen werden, damit rechtzeitig geeignete internationale Regulierungen aufgestellt werden können.
• „Loss of Intangible“-Argument (contra): Nachfolgende Generationen würden nie die strahlend blaue Farbe des Himmels als immaterielles Gut erleben können.
• Unvorhersagbarkeit-Argument (Heuristik der Furcht) (contra): Die hohe Unvorhersagbarkeit der Nebenwirkungen und irreversiblen Spätfolgen von SRM sind Grund genug dafür, diese Maßnahme nicht weiter zu verfolgen. Das Argument folgt der Heuristik der Furcht von Hans Jonas, nach der die Abwägung des Handelns bei technologischen Fragen sich an den potentiell schlimmsten Folgen orientieren sollte, um zukünftige Schäden zu vermeiden.
• „Termination-Shock“-Argument und „Risk-Transfer“-Argument (contra): Da SRM das Problem nicht an der Wurzel (der CO2-Emission) packt, werden nur die Symptome behandelt. Sobald man die Anwendung mit Sulfat abbricht, käme es zu einem sprunghaften Anstieg der Erderwärmung mit gravierenden Folgen für das gesamte Ökosystem. SRM müsste also über viele Jahrzehnte hinweg aufrechterhalten werden. Das damit einhergehende „Risk-Transfer“-Argument meint, dass dadurch die Risiken ungerechterweise auf die nachfolgenden Generationen übertragen werden, welche keine Verantwortung tragen.
• „Moral-Hazard“-Argument (contra): Die Verwendung von SRM könnte dazu führen, dass Akteure sich nicht mehr dazu bewegt fühlen, CO2-Emissionen zu vermeiden.
• Konflikt-Argument (pro und contra möglich): Der Einsatz von Geo-Engineering könnte zu eskalierenden Konflikten zwischen Staaten und anderen Akteuren führen, welche insgesamt das Leid auf der Welt vergrößert. Ebenso könnte aber auch der Nicht-Einsatz diese Konflikte verursachen.
• „Retter der Welt“-Argument (contra): Die Erforschung und der allmähliche Einsatz von SRM könnte dazu führen, dass ein radikalisierter und finanzstarker Akteur mit den damit einhergehenden Informationen und Infrastrukturen sich als „Retter der Welt“ versteht und mit einem irrationalen massiven Einsatz von SRM die Welt für immer aus dem Gleichgewicht bringt.
• „Dual-Use“-Argument (contra): Geo-Engineering könnte, abweichend von seinem ursprünglichen Zweck des Klimaschutzes, als militärische Klimawaffe eingesetzt werden. Eine Verwendung und Erforschung zum Klimaschutz würden insb. in Hinsicht auf den freien Zugang von Informationen und Patenten, die Tür für militärische Verwendungen durch Staaten, aber auch durch nicht-staatliche radikale Kräfte, öffnen.

Ethische Fallanalyse

Eine ethische Fallanalyse stellt streng genommen keine eigenständige Unterrichtsmethode dar (siehe 4.2). Sie folgt einem bestimmten Ablaufschema, welches im Folgenden in Ansätzen dargestellt wird.

• Phase 1: Vorstellung des Falls: Der Fall wird ansprechend in mit den nötigsten Aspekten dargestellt.
• Phase 2: Spontanurteil: Die Beteiligten geben ein spontanes schriftliches Urteil ab, um sich zu positionieren und später eine Reflexion zu ermöglichen.
• Phase 3: Sachanalyse (bestehend aus Situations- und Interessensanalyse): Die Situation wird tiefergehend analysiert und die Interessen der Akteure des Falls identifiziert. Eventuell auftretende Fragen werden gemeinsam geklärt. Eine Sachanalyse muss nicht als vollständig abgeschlossen betrachtet werden. Im Ethikunterricht geht es vielmehr um eine geeignete, ausreichende Grundlage, um ethische Argumente plausibel erfahrbar zu machen. Manche Rückfragen können gezielt helfen, den Urteilsprozess zu schärfen oder in einem zweiten Durchlauf sogar zu revidieren. Andererseits können zu tiefgehende Detailfragen den Blick auf das Wesentliche verlieren. Insofern sollte hier geeignet moderiert werden.
• Phase 4: Ethische Analyse: In der ethischen Analyse sollen Wertvorstellungen geprüft und ethische Argumentation verstanden und nachvollziehbar erklärt werden. Dabei ist auch ein Perspektivwechsel nötig, bei dem sich die Beteiligten in die Position der Akteure des Falls hineinversetzen, selbst wenn sie aus einem anderen Meinungslager stammen.
• Phase 5: Abschließendes Urteil: Mit einem abschließenden Urteil soll die Fallanalyse abgerundet werden. In Rückbezug auf das Spontanurteil kann hier als Teil einer Reflexion untersucht werden, inwiefern die ethische Fallanalyse neue Rückschlüsse auf bereits vorhandenes Vorwissen ermöglicht hat und möglicherweise sogar das Spontanurteil verändert hat.

Fallanalysen unterliegen somit einer doppelten Komplexität. Einerseits müssen die Beteiligten in Phase 1 und 2 die sachliche Ebene des spezifischen Falles in ihren natur- und gesellschaftswissenschaftlichen Umrissen begreifen. Andererseits müssen sie ethische Argumentationsstrukturen erkennen, welche generalisierbar und somit auf weitere Fälle übertragbar sind.

Unterrichtsverlauf und Unterrichtsmaterial

Didaktische Überlegungen

Der Einstieg soll die Schüler*innen an ihre Alltagswelt anknüpfen und sie aktivieren. Zur didaktischen Reduktion wird der Sulfat-Schleier mit einer Jalousie im Klassenraum verglichen, die vor Sonne schützt. Dabei wird bewusst vereinfacht: Sulfat blockiert das Licht nicht vollständig, sondern wirkt eher wie ein milchiger Schleier, der Licht streut. Dies sollen die Schüler*innen anhand der weiteren Erklärungen und Abbildungen schnell erkennen. Fehlvorstellungen gelten als unwahrscheinlich. Einige Schüler*innen könnten Vorwissen zu Chemtrails oder Wolkenimpfungen haben. Darauf sollte kurz und sachlich reagiert werden. Chemtrails gelten als Verschwörungstheorie ohne wissenschaftliche Belege. Beim Unterrichtsthema geht es hingegen um reale wissenschaftliche Überlegungen, die bisher nicht großflächig umgesetzt wurden. Die Wolkenimpfung mit Silbernitrat, etwa bei den Olympischen Spielen 2008 in China, war ein lokales und zeitlich begrenztes Verfahren. Ziel ist es, Beiträge wertzuschätzen, ohne diese Themen weiter zu vertiefen. Alternativ kann die Diskussion vertagt werden.

Der Falltext ist stark vereinfacht und stellt verschiedene Akteure vor. Es wurden bewusst sechs Akteure gewählt, um unterschiedliche Interessen zu zeigen. Zwei davon („Länder im Süden“ und „Technologieunternehmen und Start-ups“) werden in der Rollendiskussion nicht behandelt, um Überforderung zu vermeiden.

Die Leitfrage „Sollte SRM mit Sulfat verwendet werden, um dem Klimawandel entgegenzuwirken?“ macht durch das Wort „Sollte“ den ethischen Charakter deutlich. Die Abkürzung SRM sollte bekannt sein. Alternative Fragestellungen, etwa zur Nutzung als Notlösung oder zur weiteren Forschung, wären möglich, würden aber vom Ziel der Stunde ablenken. Während der Diskussion kann es dennoch passieren, dass SuS die Fragestellung verändern. In diesem Fall sollte die Lehrkraft steuernd eingreifen.

Die Rollenkarten basieren auf realen Aussagen der Akteure, wurden jedoch vereinfacht und zusammengefasst. Jede Karte enthält drei klar getrennte Argumente. Um die Diskussion übersichtlich zu halten, wurden doppelte Argumente gestrichen, was zu einer gewissen Zuspitzung führt. Daher muss betont werden, dass die Karten nur einen Ausschnitt der tatsächlichen Positionen zeigen und kaum ein Akteur eindeutig dafür oder dagegen ist. Alle Beteiligten kennen die Risiken von SRM und sehen es nicht als Lösung an der Wurzel des Problems. In der Rollendiskussion soll die Lehrkraft vor allem moderieren. Die Schüler*innen stellen jeweils ihr stärkstes Argument vor und notieren stichpunktartig die Argumente der anderen. So wird Aufmerksamkeit gefördert. Die Methode ermöglicht aktives Zuhören, Perspektivwechsel und Präsentation. Da jede Person eine feste Rolle hat, sind alle beteiligt. Leistungsstärkere Gruppen können zusätzlich ein zweites Argument diskutieren, während schwächere Gruppen unterstützt werden.

In der abschließenden Reflexion sollen die SuS ihr Urteil überdenken. Statt nach der persönlichen Meinung zu fragen, lautet die Aufgabe: „Welches Argument war für dich am überzeugendsten?“ So werden die Inhalte nochmals reflektiert, ohne persönlichen Druck zu erzeugen.

Text & Unterrichtsmaterial: Sven Yang (2025)

Bild: OpenAI (2026)

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[1] Mie-Streuung scheint das geeignetste Modell zur Beschreibung der Streuung von Sonnenstrahlen an Sulfat-Aerosolen zu sein, da ihr Durchmesser im Bereich der Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen der Sonne liegt. Dies erklärt auch den optisch milchigen Effekt von Sulfat-Aerosolen im Himmel, da Mie-Streuung deutlich weniger wellenlängenabhängig ist, als Rayleigh-Streuung. Letztere eignet sich hingegen besser, um die Streuung von Teilchen, deren Durchmesser im Vergleich zu  klein ist, zu beschreiben. Dazu gehören die gasförmige Molekülen  und  unserer Atmosphäre, was das Himmelblau und Abendrot erklärt.

[2] Annahme, dass keine zusätzlichen Anstrengungen zur Emissionsreduzierung unternommen werden.

Literaturangaben (Materialien und Hilfen)

Ott, Konrad in Fallstudien zur Ethik in Wissenschaft, Wirtschaft, Technik und Gesellschaft, M. Maring (Hrsg.), Karlsruher Institut für Technologie (KIT), 2011 https://publikationen.bibliothek.kit.edu/1000021177

Ethische Fallanalyse | Geothermie auf Island

https://earth.gsfc.nasa.gov/climate/data/deep-blue/aerosols

https://de.wikipedia.org/wiki/Rayleigh-Streuung

https://de.wikipedia.org/wiki/Mie-Streuung

https://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/Sulfataerosole

https://www.zoll.de/DE/Fachthemen/Aussenwirtschaft-Bargeldverkehr/Warenausfuhr/Waren/Dual-Use-Gueter/dual-use-gueter_node.html

https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/internationale-klimapolitik/geoengineering

https://www.umweltbundesamt.de/presse/pressemitteilungen/unberechenbare-risiken-solares-geoengineering-keine

https://www.mpg.de/16569676/geoengineering

Geomax 18: Climate Engineering

https://www.klimareporter.de/technik/solares-geoengineering-koennte-vielleicht-viel-gutes-tun