Klimawandel Mit dem CO₂-Staubsauger gegen den Klimawandel

CCS-Pilotanlage in Brandenburg

(Foto: picture alliance / dpa)

Wissenschaftler wollen Kohlendioxid aus der Atmosphäre entfernen und damit das Klima retten. Doch das "Carbon Capture and Storage"-Verfahren ist hoch umstritten.

Von Benjamin von Brackel

In der Schweizer Gemeinde Hinwil am 1115 Meter hohen Bachtel entsteht derzeit eine Art Wundermaschine. Glaubt man den Entwicklern, könnte sie eines Tages helfen, das Problem des Klimawandels zu lösen. Schon in wenigen Monaten soll die zehn Meter hohe Anlage CO₂ aus der Luft saugen.

Zwölf von 18 Kästen für die weltweit erste kommerzielle Industrieanlage dieser Art sind schon produziert. "Pro Woche spuckt die Fertigung ein Modul aus", sagt Jan Wurzbacher, einer der beiden Chefs der Schweizer Firma Climeworks, der die Idee an der ETH Zürich entwickelt hat. Die Module werden auf einem handelsüblichen Frachtcontainer gestapelt, in dem sich Steuerung und Prozesstechnik befinden. Pro Jahr soll die Anlage 900 Tonnen CO₂ aus der Luft holen. "Das genügt, um eine kleine Getränkefabrik oder ein Gewächshaus zu versorgen", sagt Wurzbacher. "Wir können das aber mit weiteren Modulen beliebig vergrößern."

Und das ist auch nötig für seine Vision, das aus der Luft gefischte CO₂ eines Tages zu nutzen, um massenhaft synthetische Kraftstoffe zu produzieren. Oder es unter die Erde zu bringen. Da das CCS (Carbon Capture and Storage) genannte Verfahren kein Wasser benötigt, böte es sich etwa für Wüstengebiete an, sagt Wurzbacher. Dort lasse sich der nötige Strom aus Solaranlagen gewinnen, und auch mit Anwohnerprotesten sei nicht zu rechnen.

"Rettungsring auf dem Ozeandampfer"

In diesem Jahr wird die weltweite CO₂-Konzentration in der Atmosphäre erstmals über der Marke von 400 ppm liegen, wie eine Studie in der Fachzeitschrift Nature gerade gezeigt hat. Das heißt, von einer Million Teile Luft werden 400 Teile Kohlendioxid sein. Damit nähert sich die Welt der Marke von 450 ppm, welche Klimaforscher als Grenze angeben, ab der sich die Erwärmung der Welt nicht mehr aufhalten lässt. Schon heute ist das 1,5-Grad-Ziel Klimaanalytikern zufolge gar nicht mehr zu schaffen.

"Wir können uns nur für die Kohle entscheiden"

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Zumindest nicht, indem die Menschen lediglich ihren Treibhausgas-Ausstoß von 36 Milliarden Tonnen CO₂ pro Jahr bis zur Mitte des Jahrhunderts auf null senken. Es wäre zusätzlich erforderlich, Kohlendioxid wieder aus der Atmosphäre herauszuholen. Durch Aufforstung, neue Moore - oder die Kombination von Biomasse-Verbrennung und der unterirdischen Speicherung von CO₂. Für Harald Bradke vom Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI ist CCS allerdings nur der letzte "Rettungsring auf dem Ozeandampfer".

In Deutschland gilt das Verfahren als Risikotechnologie und ist tabu, auch weltweit steckt CCS in einer Krise. Lange sahen Kritiker darin ein Feigenblatt für die Kohleindustrie, die so ihre Kraftwerke trotz Klimavorgaben weiter betreiben kann. Außerdem sei die Technik teuer, die geologischen Speicher begrenzt und die Kombination mit Biomasse nehme große Flächen ein.

Das Gas soll in ein Gewächshaus strömen, damit Tomaten, Gurken und Peperoni besser wachsen

Zumindest dieses Problem hat Wurzbacher nicht. "Wir nehmen keine landwirtschaftlichen Nutzflächen weg", sagt er. Seine CO₂-Filter funktionieren wie umgedrehte Ventilatoren: Ein Gebläse saugt die Umgebungsluft an und presst sie durch einen Filter aus Zellulose. Wurzbacher vergleicht ihn wegen seiner großen Oberfläche mit einem Schwamm. Der ist beschichtet mit einer aminhaltigen Flüssigkeit, die das Kohlendioxid in Form von Salzen bindet. Sensoren zeigen an, wenn der Filter voll ist. Durch Erwärmung auf 100 Grad löst sich das CO₂ vom Filter und lässt sich absaugen.

Das CO₂ aus der drei bis vier Millionen Euro teuren Industrieanlage soll über Schläuche in ein Gewächshaus strömen. Dessen Betreiber zahlt für das Gas, damit die Tomaten, Gurken und Peperoni dort besser wachsen. Die Abwärme liefert eine Müllverbrennungsanlage. Noch ist es allerdings sehr teuer, CO₂ aus der Luft zu holen, da es dort nur als Spurengas vorkommt. Derzeit kann Climeworks das Klimagas zu ein paar Hundert Euro pro Tonne anbieten - das lohnt sich nur für Nischen wie die Getränkeindustrie und Gärtnereien, welche mit CO₂-neutraler Produktion werben können. "Um CO₂ dauerhaft und in großem Maßstab aus der Atmosphäre zu entfernen, darf die Tonne Kohlendioxid maximal 100 Euro kosten", erklärt Wurzbacher. "Die Unterschreitung dieser magischen Grenze ist unser Ziel."

Das Kalkül: Werden erst mal Hunderte oder Tausende Module produziert und der Energiebedarf weiter gedrückt, sänken auch die Kosten. Der hohe Energiebedarf ist die Achillesferse der Technologie. Pro Tonne CO₂ benötigt Climeworks bislang noch 1800 bis 2500 Kilowattstunden an Wärmeenergie. Wissenschaftler tüfteln schon an Alternativen zum Amin-Verfahren. An der ETH Zürich hat der Verfahrenstechniker Marco Mazzotti eine Waschflüssigkeit erprobt, die auf gekühltem Ammoniak basiert, mit der die CO₂-Abscheidung effizienter ablaufen soll.

"Dieses Projekt hat industrielles Potenzial"

Einen ganz anderen Weg geht Bruno Kolb: Der Chemiker hat mit drei Mitarbeitern vom Schülerforschungszentrum Überlingen einen Gaschromatografen umgebaut. Der wird allerdings nicht mit Luft bespült, sondern mit Abgasen aus seinem VW Lupo, in denen das CO₂ 15 Prozent ausmacht - und deshalb deutlich einfacher herauszulösen ist. Das Gerät im Keller des Schulgebäudes nutzt die unterschiedlichen Wandergeschwindigkeiten der Gase: Wenn das Kohlendioxid das Ende des Rohres erreicht hat, haben Stickstoff und andere Nebenprodukte das Rohr schon verlassen.

Das CO₂ wird dann mit Wasserstoff zurückgespült. Alles bei Raumtemperatur. Die Gruppe gewann den Jugend-forscht-Wettbewerb, einen US-Forschungspreis und einen mit 100 000 Dollar dotierten Preis der Vereinigten Arabischen Emirate. "Dieses Projekt hat industrielles Potenzial", sagt Kolb, der früher für das US-Technologie-Unternehmen Perkin Elmer gearbeitet hat. "Weil es aber unter der Bezeichnung Schülerprojekt läuft, wird es hierzulande nicht ernst genommen."

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