Das Rennen um CO entfernen2 aus unserer Atmosphäre ist an. In dem Bemühen, Kohlenstoff in einem sinnvollen Ausmaß abzubauen, schauen die Menschen auf den Boden. Der oberste Meter des Erdbodens der Erde enthält mehr als dreimal so viel Kohlenstoff wie derzeit in unserer Atmosphäre – und wenn wir unser Land besser behandeln, könnte er sogar noch mehr aufnehmen.
Das sind gute Nachrichten für die Landwirte. Unternehmen und Einzelpersonen, die ihre Emissionen unbedingt durch den Kauf von Emissionsgutschriften ausgleichen möchten, sind bereit, Landwirte dafür zu bezahlen, dass sie nachhaltige landwirtschaftliche Praktiken anwenden und Kohlenstoff auf ihren Feldern binden. Das Problem? Der Nachweis, ob ein Feld zusätzlichen Kohlenstoff aufgenommen hat, ist nicht einfach: Überall auf dem Land müssen regelmäßig physische Proben gesammelt und zur Verarbeitung an ein Labor geschickt werden.
Eintreten Staude, ein Startup mit Sitz in Boulder, Colorado, das sagt, es hat die Antwort. Während seines Studiums an der Brown University traf Chief Innovation Officer David Schurman CEO Jack Roswell und Präsident Oleksiy „Alex“ Zhuk, leidenschaftliche Ingenieure von Familienbetrieben in Michigan bzw. der Ukraine. Als sie bei Brown ankamen, stellten sie überrascht fest, dass „die Landwirtschaft als Ganzes von den Technologen im Wesentlichen vergessen wurde“, sagt Zhuk. Heute besteht ihr Ehrgeiz darin, „die Infrastruktur zu schaffen, die die gesamte Vertikale des Bodenkohlenstoffmarktes untermauert“, sagt Roswell. „Keine Technologie löst ein Problem, es sei denn, sie löst das Problem in großem Maßstab und auf kostengünstige Weise“, sagt Roswell. „Wir überwachen aktiv jeden Bereich auf Kohlenstoffabbau und Nettoemissionen, in den USA und darüber hinaus.“
Jim Kellner, Professor an der Brown University und Chefwissenschaftler von Perennial, erklärt, dass die Technologie des Unternehmens auf multispektralen Satellitenbildern beruht. Dies bedeutet, das von der Erde reflektierte Licht in schmalen Bändern über einen breiten Bereich des elektromagnetischen Spektrums zu messen und Informationen zu erfassen, die für das menschliche Auge unsichtbar sind. Kellner sagt, dass die Analyse des Spektrums des reflektierten Lichts eine genaue Identifizierung von Kohlenstoff im Boden ermöglicht, selbst unter Verwendung von Satellitenbildern mit einer räumlichen Auflösung von nur 10 Metern. Durch den Vergleich der Lichtmenge, die bei verschiedenen Wellenlängen reflektiert wird, „kann man lernen, Materialien zu identifizieren, auch ohne das Bild“, sagt er.
Satellitenbilder werden zusammen mit Umweltdaten über das betreffende Feld – wie Höhe und Klima – in einen maschinellen Lernalgorithmus eingespeist, um eine Messung des Kohlenstoffgehalts des Bodens zu erhalten. Um den Algorithmus genau zu trainieren, sammelte das Team Tausende von Bodenproben und grub Löcher in Feldern in den gesamten USA, um ihre Modelle für verschiedene Klimabedingungen und Pflanzenarten zu kalibrieren. Indem das Team sein Modell mit diesen repräsentativen physikalischen Messungen trainierte, ermöglichte es dem Algorithmus, Kohlenstoff im Boden aus der Ferne zu quantifizieren. Das Unternehmen sieht dies als einen entscheidenden Schritt zur Erschließung des Bodenkohlenstoffmarktes. „Wenn Sie das Problem der Quantifizierung von Kohlenstoff lösen, aber davon abhängig sind, jemanden mit einem Pfahl oder einer Schaufel ins Feld zu schicken, werden Sie keinen globalen Maßstab erreichen“, sagt Zhuk.
Das ist alles sehr schön, aber sind die Landwirte wirklich bereit, auf nachhaltige landwirtschaftliche Praktiken umzusteigen und die Art und Weise, wie sie Lebensmittel anbauen, zu ändern? Zhuk denkt, dass die Antwort ja ist. Angesichts der starken Bodenerosion weltweit und der steigenden Chemikalienpreise für landwirtschaftliche Betriebe hofft er, dass Perennial den Landwirten den finanziellen Auftrieb geben wird, den sie benötigen, um von umweltschädlichen Praktiken abzurücken und ihr Land wiederherzustellen. „Unser Ansatz führt zu einer Standardmessung überall auf der Welt – ein Bauer in Äthiopien, der eine Tonne Kohlenstoff in den Boden bringt, wird anerkannt und genauso bezahlt wie einer in Iowa, über Grenzen hinweg und inkonsistente Verifizierungsstandards“, sagt er.
Derzeit arbeitet das Unternehmen daran, seine Algorithmen in neuen Ländern und Kontinenten zu trainieren und neben Ackerflächen auch neue Landtypen wie Weiden und Weiden in Angriff zu nehmen. Zhuks Ziel? „Die Landwirtschaft von einer Branche, die uns ernährt, zu einer Branche zu machen, die einen wesentlichen Beitrag zum Ausgleich unserer Emissionen und zur Umkehrung des Klimawandels leistet.“