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TechnikCO2-Fänger gegen den Klimawandel?

Geo-Engi­nee­ring soll Klima­er­wär­mung bremsen

Lesezeit ca.: 4 Minuten
Monique Opetz

Monique Opetz

Freie Journalistin

Ventilatoren, die mit einem Filter schädliches CO2 aus der Umgebungs­luft saugen, könnten zu einem wichtigen Baustein gegen die Klimaerwär­mung werden. Erste kommerzi­elle Anlagen sind in Betrieb. Doch lohnt sich die CO2-Abscheidung für die Industrie?

09. April 2019

Die Erderwär­mung auf zwei Grad zu begrenzen, ist offizielles Klimaschutz­ziel seit dem Klimaabkommen von Paris. Um diesem näherzukommen, müssen wir nicht nur dringend die CO2-Produktion drosseln, sondern auch das vorhandene Kohlenstoff­di­oxid aus der Atmosphäre filtern. Firmen wie Climeworks aus der Schweiz, Carbon Engineering aus Kanada oder Global Thermostat aus New York setzen auf die Direct-Air-Capture-Technologie (DAC) und wollen das Treibhausgas als Rohstoff für industri­elle Zwecke verwenden. Die Schweizer sind mit der ersten kommerzi­ellen Filteran­lage Vorreiter, was die Industria­li­sie­rung der DAC-Technologie angeht.

„Unsere Anlage in Hinwil, Zürich, filtert pro Jahr 900 Tonnen CO2 aus der Umgebungs­luft, das direkt an ein Gewächshaus geliefert wird“, berichtet Louise Charles, Sprecherin der Climeworks AG. „Es ist somit das erste atmosphä­ri­sche CO2-Gas, das an Kunden verkauft wird“. Zum Vergleich: 900 Tonnen CO2 entsprechen den Emissionen von rund 200 Pkw pro Jahr. 

DAC-Technologie nutzt Energie aus Abwärme

Um das CO2 per DAC aus der Luft einzufangen, saugen Ventilatoren außerhalb einer Anlage die Umgebungs­luft an. Im Inneren findet dann der Adsoptions-Desorptions-Prozess mithilfe chemischer Bindemittel statt. Während die gereinigte Luft wieder nach draußen geblasen wird, startet der Desorptions-Prozess: Das gesättigte Filterma­te­rial wird auf 100 Grad erhitzt und Kohlendi­oxid kann als reines Gas abgeleitet werden.

Der Nachteil bisher: Aufgrund der geringen Konzentra­tion des CO2 in der Luft müssen sehr große Luftmengen gefiltert werden. Das kostet Energie. Die Schweizer lösten das Problem, indem sie auf Abwärme setzen. Die 18 Kollektoren der Anlage in Hinwil befinden sich deshalb auf dem Dach einer Müllverwer­tungs­an­lage. Laut Climeworks könne so eine Netto-Effizienz von 90 Prozent erreicht werden. „Von 100 Tonnen CO2, die aus der Umgebungs­luft gefiltert werden, entweichen zehn Tonnen wieder in die Atmosphäre“, erklärt Charles. Die restlichen 90 Tonnen könnten entweder als Rohstoff verwendet oder unterirdisch gespeichert werden.

CO2 wird zum klimaneu­tralen Kraftstoff

Die kanadische Firma Carbon Engineering nutzt den Rohstoff beispiels­weise, um klimaneu­tralen Treibstoff herzustellen. Die mit Wasserkraft betriebene Pilotanlage in Squamish in British Columbia fängt aktuell etwa eine Tonne CO2 pro Tag ein und wandelt sie in rund 200 Liter Kraftstoff um. Wer den Sprit der Kanadier zukünftig tankt, bläst beim Fahren zwar wieder CO2 in die Luft – allerdings kein neu produziertes. Weitere Nutzungs­mög­lich­keiten bestehen darin, das abgeschie­dene Kohlendi­oxid als Pflanzen­dünger in der Landwirt­schaft einzusetzen. Steht eine Anlage beispiels­weise in der Nähe von Gewächshäu­sern, müssten diese nicht mehr von industri­ellen, fossilen Quellen per Lkw beliefert werden. In der Getränke­mit­tel­in­dus­trie kann CO2 verwendet werden, um Kohlensäure zu erzeugen.

Wird das Treibhausgas nicht als Rohstoff verkauft, kann es langfristig eingelagert werden. Vorausset­zung dafür: Vulkange­stein und erneuerbare Energiequellen. Die geologischen Bedingungen für eine sichere und dauerhafte Einlagerung finden sich etwa in Island, den USA, dem Nahen Osten und Afrika. „Die Speicher­ka­pa­zität dieser Basalte reicht – theoretisch gesehen – aus, um die gesamten CO2-Emissionen aufzunehmen, die durch das Verbrennen aller fossiler Brennstoffe auf der Erde entstehen“, sagt die Geologin Dr. Sandra Snaebjorns­dottir.

CO2-Einlagerung 700 Meter unter der Erde

Der langfris­tigen Einlagerung haben sich der isländische Energiever­sorger Reykjavik Energy und Climeworks als CarbFix-Konsortium verschrieben. 25 Kilometer von Reykjavik entfernt entstand eine Pilotanlage, die CO2-Filterung mit unterirdi­scher Minerali­sie­rung kombiniert. Das einjährige Pilotpro­jekt CarbFix2, gefördert durch das Forschungs- und Innovati­ons­pro­gramm Horizon 2020 der Europäischen Union, konnte im Herbst 2018 erfolgreich abgeschlossen werden. Das in der Pilotanlage gewonnene CO2 wird mit Wasser gemischt und in tiefe Basaltge­steins­schichten gepumpt. Dort, rund 700 Meter unter der Erdoberfläche, reagiert die CO2-Lösung mit dem Gestein. Was am Ende bleibt: weißer, kalkhaltiger und unschädli­cher Calcit – ein Mineral, das die Poren des Basalts ausfüllt. Zwei Jahre dauert es, bis das Kohlendi­oxid dauerhaft eingelagert ist.

CO2-Fänger lohnen sich finanziell noch nicht

Das Interesse der Industrie an den CO2-Fängern sei groß, laut Louise Charles von der Climeworks AG, „besonders nach der Veröffent­li­chung des Spezialbe­richts vom Intergovern­mental Panel for Climate Change, dem Weltklimarat, im Oktober 2018“. Bis potenzielle Kunden aus der Lebensmittel-, Getränke- oder Landwirt­schafts­branche tatsächlich von den Filteran­lagen profitieren, wird es wohl noch dauern, denn wirtschaft­lich sind DAC-Anlagen bislang noch nicht. In Hinwil liegen die Herstellungs­kosten einer Tonne CO2 bei etwa 600 US-Dollar. Bis 2030 sollen die Kosten durch Optimierungen im Betrieb auf unter 100 Dollar pro Tonne sinken. In einigen Ländern würden sich DAC-Anlagen indes heute schon rechnen, ist Louise Charles überzeugt. Nämlich dort, wo CO2 als Rohstoff in abgelegenen Regionen benötigt und die Tonne aufgrund hoher Transport­kosten bis zu 1.000 Dollar kosten würde.