Aus der Luft gegriffen

In der Schweiz ist die erste kommerzielle CO2-Filteranlage in Betrieb gegangen. Mit dem Kohlendioxid aus der Umgebungsluft lässt eine Gärtnerei ihr Treibhausgemüse schneller wachsen. Künftig soll das CO2 aber zur Produktion klimaneutraler Kraftstoffe und für CCS-Projekte verwendet werden.

Von Benjamin von Brackel

Die Frage haben sich wohl viele schon mal gestellt: Lässt sich das Kohlendioxid, dieser Haupttreiber des Klimawandels, nicht aus der Luft filtern? Technisch unmöglich, lautete bisher die Antwort. Doch zwei Schweizer haben nun den Durchbruch geschafft: Die erste kommerzielle CO2-Filteranlage ist im Kanton Zürich in Betrieb gegangen.

Bild"Wir können das beliebig vergrößern": Jan Wurzbacher (rechts) und Christoph Gebald vor ihrer CO2-Filteranlage. (Foto: Julia Dunlop/​Climeworks)

Die Anlage steht in der Gemeinde Hinwil am 1.115 Meter hohen Bachtel. Die Stahlkonstruktion ist zehn Meter hoch und besteht aus drei handelsüblichen Frachtcontainern, die mit insgesamt 18 CO2-Kollektoren ausgestattet sind. Ein weiterer Container beherbergt Steuerung und Prozesstechnik. An der Oberfläche des Filters sammelt sich das Kohlendioxid chemisch, bis eine Sättigung eintritt und das Klimagas bei etwa 100 Grad Celsius gelöst werden kann. Die nötige Wärme stammt aus einer Müllverbrennungsanlage, auf deren Gelände der CO2-Filter steht.

Pro Jahr soll die Anlage 900 Tonnen CO2 aus der Umgebungsluft holen. "Das genügt, um eine kleine Getränkefabrik oder ein Gewächshaus zu versorgen", sagt Jan Wurzbacher, einer der beiden Chefs der Schweizer Firma Climeworks, der die Idee an der ETH Zürich entwickelt hat. "Wir können das aber mit weiteren Modulen beliebig vergrößern."

Die ersten Tonnen CO2 strömen seit ein paar Tagen in ein angrenzendes Gewächshaus – und zwar immer, wenn die Sonne scheint. Das Klimagas soll das Wachstum von Tomaten und Gurken verbessern.

Mit "negativen Emissionen" das Zwei-Grad-Ziel erreichen 

Im nächsten Schritt plant das Unternehmen, das CO2 an Getränkehersteller zu verkaufen und in Zukunft auch klimaneutrale Kraftstoffe herzustellen – erste Forschungsprojekte dazu sind schon genehmigt. "Mit den energetischen und wirtschaftlichen Daten können wir nun auch andere, größere Projekte zuverlässig kalkulieren und dabei auf die Erfahrungswerte aus der Praxis zurückgreifen", erklärt Wurzbacher.

Seine langfristige Vision ist es aber, das aus der Luft geholte CO2 eines Tages unter die Erde zu bringen, und zwar mithilfe des sogenannten CCS-Verfahrens (Carbon Capture and Storage). "Hochskalierbare Negativemissionstechnologien sind zum Erreichen des Zwei-Grad-Ziels der Weltgemeinschaft unerlässlich", meint der zweite Unternehmenschef Christoph Gebald. Im Jahr 2025 will das Unternehmen ein Prozent der globalen CO2-Emissionen aus der Luft filtern. Dafür braucht es Gebald zufolge 250.000 Anlagen wie in Hinwil.

BildCO2-Filtermodul (Grafik vergrößern): Umgebungsluft wird eingesaugt und chemisch an den Filter gebunden – CO2-freie Luft strömt heraus. Ist der Filter mit CO2 gesättigt, wird er auf 100 Grad erwärmt – das CO2 wird frei und kann aufgefangen werden. (Grafik: Climeworks)

In Deutschland gilt das CCS-Verfahren als Risikotechnologie und ist weitgehend tabu, auch weltweit steckt CCS in einer Krise. Ausgenommen Nordamerika. In Kanada ging 2014 eine Anlage in Betrieb, die einen Großteil des Kohlendioxids aus einem Kohlekraftwerk in ein leeres Ölfeld pumpt. Auch in den USA entstehen neue Anlagen, die mit Kohlekraftwerken kombiniert sind.

Kritiker sehen darin ein Feigenblatt für die Kohleindustrie, die so ihre Kraftwerke trotz Klimavorgaben weiter betreiben kann. Außerdem sei die Technik teuer, die geologischen Speicher seien begrenzt und die Kombination mit Biomasse nehme große Flächen ein. Zumindest dieses Problem hat Wurzbacher nicht. "Wir nehmen keine landwirtschaftlichen Nutzflächen weg", sagt er.

Filter haben hohen Energiebedarf

Die Climeworks-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 CO2 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. Über Schläuche gelangt das Kohlendioxid aus der drei bis vier Millionen Euro teuren Industrieanlage in das Gewächshaus.

Noch ist es sehr teuer, das CO2 aus der Luft zu holen, das dort nur als Spurengas vorkommt. Derzeit kann Climeworks das Klimagas zu ein paar Hundert Euro pro Tonne anbieten – das lohnt sich nur für solche Nischen wie Getränkeindustrie und Gärtnereien, die dann 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", sagt Wurzbacher. "Die Unterschreitung dieser magischen Grenze ist unser Ziel."

Das Kalkül: Werden erst mal Hunderte oder Tausende Module produziert, sinken auch die Kosten. Der hohe Energiebedarf der Anlagen ist die Achillesferse der Technologie. Pro Tonne CO2 benötigt Climeworks bislang noch 1.800 bis 2.500 Kilowattstunden an Wärmeenergie.

BildRausfiltern und weitermachen: Die Anlage mit den vier CO2 fressenden Containern. (Grafik/Montage: Climeworks)

Wurzbachers Vision ist es aber, in Wüstengebieten viele seiner mobilen Anlagen aufzustellen. Dort ließe sich der Strom aus Solaranlagen gewinnen. Auch mit Anwohnerprotesten sei nicht zu rechnen.

Ein erstes Projekt, um CO2 kaltzustellen, ist allerdings an einem ganz anderen Ort geplant. In Island wird Kohlendioxid in Basaltgestein gepumpt und versteinert. Der Nachteil dieses Verfahrens: Es benötigt sehr viel Wasser.

[Erklärung]  
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