Das Klima ist das Ergebnis eines Energiesystems, das den Erhaltungssätzen der Physik folgt. Energie gelangt von der Sonne zur Erde, wird verteilt und gespeichert und muss als Wärmestrahlung wieder ins All abgegeben werden. Solange Zufluss und Abfluss im Gleichgewicht sind, bleibt das Klima stabil.
Die Photosynthese ist der mengenmässig mit Abstand grösste CO₂-Entnahmeprozess der Erde. Sie tauscht in wenigen Jahren das CO₂ der Luft in stetem Kreislauf aus. Die jährlichen Austauschmengen sind wesentlich grösser als der anthropogene Eintrag.
Der Prozess funktioniert nur in einem schmalen Temperaturband. Steigende Temperaturen jenseits des Optimums verlangsamen die Photosynthese und können sie bei extremer Hitze ganz zum Erliegen bringen. Das verbindet die beiden Hauptrollen des CO₂ in der Klimaökologie: Wenn CO₂ die Temperaturregulierung stört, stört es dadurch auch die Photosynthese, die es eigentlich abbauen könnte.
Für die Restaurations-Logik folgt daraus der Hebel des CO₂-Farmings: Biomasse so bewirtschaften und weiterverarbeiten, dass der im Kreislauf stets wieder freigesetzte Kohlenstoff in langlebigen Formen gebunden bleibt (Pflanzenkohle, Holzbau, Humus).
Der Multiplikatoreffekt erklärt, warum kleine stoffliche Änderungen so grosse energetische Folgen haben. Der Zusammenhang wird in drei Schritten deutlich.
Erstens, die direkte menschliche Energieproduktion. Der Primärenergieverbrauch liegt weltweit bei rund 19 Terawatt, im Jahr 2023 gemessen. Nahezu die gesamte dieser Leistung wird früher oder später als Abwärme an die Umgebung abgegeben.
Zweitens, das Erd-Energieungleichgewicht. Der Earth Energy Imbalance liegt bei rund 0,9 ± 0,15 W/m². Multipliziert mit der Erdoberfläche von 5,1 × 10¹⁴ m² ergibt dies eine zusätzliche im System verbleibende Leistung von rund 460 Terawatt. Das ist rund 25-fach des direkten menschlichen Energieverbrauchs.
Drittens, die Ursache des Ungleichgewichts. Diese Überschussenergie entsteht nicht durch Abwärme unserer Kraftwerke, sondern durch die veränderten Filtereigenschaften der Atmosphäre. Die zusätzlichen CO₂-Moleküle halten Infrarotstrahlung länger im System fest, die sonst ins All entwichen wäre. Unser Tun hebelt also fremde Energie, die Sonnenenergie, in das System hinein, anstatt selbst Energie zuzuführen.
Die Botschaft ist somit: Wir haben weniger ein Energieproblem im absoluten Sinn, sofern es saubere Energieformen sind. Wir haben ein Filterfunktionsproblem durch Überlastung der Atmosphäre mit überschüssigen Treibhausgasen. Selbst wenn der Primärenergieverbrauch verdoppelt würde, aber die Filtereigenschaften der Atmosphäre unverändert bliebe, wäre die zusätzliche Belastung deutlich geringer als durch die aktuelle CO₂-Anreicherung. Etwa 90 Prozent der Überschussenergie werden von den Ozeanen aufgenommen, wie ein ständig befüllter Boiler ohne Abfluss.