Globale Klimaanlage+

Einfach CO₂-Emissionen mit einem Sauger aus der Luft herausfiltern - Unternehmer und Forscher wollen so den Klimawandel aufhalten.

Kohlendioxid treibt den Klimawandel voran. Dennoch wurden 2022 weltweit rund 40 Gigatonnen davon produziert. Wäre es denn nicht einfach möglich, das CO₂ aus der Luft zu saugen? Diese Frage haben sich weltweit einige Forscher und Unternehmer gestellt – mit Erfolg.

Die Lösung steht in Island

„Orca“ zum Beispiel sieht aus wie eine überdimensionale Klimaanlage. Sie steht im Nirvana von Island, knapp 30 Autominuten östlich von Reykjavik. Dort befindet sich eine Lagerhalle, die von acht überdimensionierten Saugern umringt ist. Weit und breit nur Wiese, dahinter beginnt das Hochland. Diese Anlage, im Fachjargon Direct Air Capture (DAC) genannt, könnte das globale Klima retten.

Entwickelt wurde sie vom Schweizer Unternehmen Climeworks. Die beiden Gründer Christoph Gebald und Jan Wurzbacher lernten sich im Maschinenbau-Studium an der ETH Zürich kennen. Dort beschäftigten sie sich mit der Frage, wie sich Kohlendioxid chemisch und physikalisch aus der Luft entfernen lässt – das DAC-Verfahren war geboren. Dabei wird CO₂ aus der Umgebungsluft gefiltert und in Form von Gestein unter der Erdoberfläche eingelagert. 2020, elf Jahre nach der Unternehmensgründung, errichtete Climeworks seine bisher größte Anlage: Orca. Deren Hightech-Ventilatoren und -Filter scheiden jährlich 4.000 Tonnen CO₂ aus der Luft. Den gefilterten Kohlenstoff vermischt die Anlage mit Wasser. Climeworks isländischer Partner, die Firma Carbfix, pumpt das Gemisch anschließend in die Erde, woraus mit der Zeit Gestein wird. Dieses Verfahren nennt sich Carbon Capture and Storage (CCS) – und ist in Deutschland aktuell verboten. Noch 2023 will die Bundesregierung ein Gesetz auf den Weg bringen, das ein unterirdisches Kohlenstoff-Depot auch hierzulande erlaubt.

Einsatzmöglichkeiten gesucht

Doch CO₂-Sauger wie Orca können nur einen kleinen Teil dazu beitragen, Kohlendioxid einzufangen. Zudem sollte die Technologie Unternehmen auf keinen Fall dazu verleiten, dass sie in ihren Anstrengungen nachlassen, CO₂ Emissionen zu vermeiden. Deswegen forschen einige Wissenschaftler an Alternativen, so auch ein Team am Karlsruher Institut für Technologie (KIT): Dort wird nicht nur das Gas aus der Umgebungsluft gefiltert. Die Mitarbeitenden gehen noch einen Schritt weiter und bereiten den gefilterten Kohlenstoff in ihrer Forschungsanlage „NECOC“ auf. „Die Idee von NECOC ist, das aus der Luft abgetrennte, schädliche CO₂ in ein Wertprodukt umzuwandeln, das dann industriell in nachhaltiger Weise nutzbar ist“, sagt Benjamin Dietrich, Geschäftsführer des Instituts für Thermische Verfahrenstechnik beim KIT. Dazu muss man wissen: „Derzeit wird industriell genutzter Kohlenstoff meist aus fossilen Quellen gewonnen. NECOC bildet dazu eine Alternative“, erklärt Dietrich.

Für die Aufbereitung gibt das KIT-Team in einem speziellen Verfahren dem gefilterten Kohlendioxid Wasserstoff hinzu, sodass in einer chemischen Reaktion Methan entsteht. Daraus kann NECOC Kohlenstoff in Pulverform, sogenanntes Carbon Black, gewinnen. Diesen wiederum können verschiedene Industrien verwenden, zum Beispiel könnten Baumaterialien hergestellt werden. Und Autoreifen-Hersteller könnten das gefilterte Carbon Black als Recycling-Produkt einsetzen, anstatt neuen Kohlenstoff zu verwenden.

Das DAC-Verfahren, wie es bei den Climeworks-Saugern eingesetzt wird, ist als CO₂-Quelle für Dietrich nur dann sinnvoll, wenn der Strom aus regenerativen Quellen kommt. Kein Wunder, schließlich ist der Filterprozess sehr energieintensiv: Um eine Tonne Kohlendioxid aus der Luft zu filtern, sind Tausend Kilowattstunden Strom nötig. Deren Herstellung würden beim aktuellen Energiemix in Deutschland etwa 430 Kilogramm des Treibhausgases verursachen. Dietrich schlägt daher vor, die CO₂-Sauger direkt in der Nähe von PV-Feldern zu bauen, sodass im Idealfall 100 Prozent grüner Strom zur Verfügung steht.

Diesem Ziel folgt auch Climeworks und hat deshalb Island als Standort für seine erste große Anlage gewählt: Carbfix, das Partnerunternehmen, das für die Kohlenstoffspeicherung zuständig ist, nutzt ausschließlich grüne Energiequellen. So kann Orca komplett mit Strom aus einem geothermischen Kraftwerk aus der Nähe betrieben werden – ganz ohne Emissionen.

Derweil haben die Schweizer jedoch mit anderen Problemen zu kämpfen: Das arktische Klima sorgt regelmäßig dafür, dass Teile der Orca-Maschinerie über die Wintermonate einfrieren. Climeworks musste deshalb die Anlage schon nachjustieren. Das hält das Unternehmen nicht davon ab, einen noch größeren Sauger in Island zu bauen: „Mammoth“ soll ab 2024 laut Angaben des Schweizer Unternehmens jährlich 36.000 Tonnen CO₂ aufnehmen können.

Eine Auswahl an CO₂-Sauger-Varianten, die weltweit in der Planung beziehungsweise im Einsatz sind, zeigt die Te:nor-Bildergalerie: