Wie entzieht Direct Air Capture Kohlendioxid aus der Luft?
Um die Erderwärmung auf möglichst 1,5 Grad Celsius gegenüber der vorindustriellen Zeit zu begrenzen, müssen laut Weltklimarat IPCC der Atmosphäre bis Ende des 21. Jahrhunderts rund 1.000 Gigatonnen Kohlendioxid (CO2) dauerhaft entzogen werden. Dazu sind neben natürlichen Senken – wie Mooren oder Wäldern – auch technische Verfahren notwendig. Die direkte Absaugung von CO2 aus der Luft – englisch Direct Air Capture (DAC) – ist dabei eine Gruppe von Verfahren. Doch wie funktionieren diese Verfahren und welche Beiträge können diese Negative-Emissions-Technologien (NETs) leisten, um die Menge an Treibhausgasen in der Atmosphäre zu reduzieren?
- Durch chemische Reaktion wird Kohlendioxid aus der Luft herausgefiltert und gebunden.
- Das abgeschiedene CO2 kann gespeichert oder als Rohstoff genutzt werden.
- In Zukunft kann DAC einen Beitrag dazu leisten, um die Auswirkungen des Klimawandels zu verringern.
Wie Direct Air Capture funktioniert
Bei den verschiedenen DAC-Verfahren saugen zunächst große Ventilatoren Luft an und filtern das darin befindliche CO2 mithilfe eines sogenannten Sorbens heraus. Das Material dieses Sorbens kann sowohl ein fester Stoff als auch ein flüssiges Bindemittel sein, an dem sich das CO2 ablagert. Durch die Zufuhr von Wärme wird das Kohlendioxid dann vom Sorbens getrennt. Anschließend kann das CO2 gespeichert oder zu anderen Produkten weiterverarbeitet werden. DAC-Verfahren unterscheiden sich nach dem Material des Filters und der Temperatur zur Trennung von CO2 und Filter
Wie CO2 gespeichert oder als Rohstoff genutzt werden kann
In einem klimafreundlichen Energiesystem wird das Kohlendioxid direkt aus der Umgebungsluft verwendet, um beispielsweise synthetische Kraftstoffe herzustellen. Dadurch können große Mengen an neuen Treibhausgasen vermieden und zusätzlich in einem Kreislauf genutzt werden. Um die CO2-Emissionen jedoch dauerhaft zu reduzieren, sollte das Kohlendioxid zusätzlich gespeichert werden. Die sogenannte CO2-Sequestierung – englisch Carbon dioxide capture and storage (CCS) – zum Ziel, Treibhausgase in unterirdischen Lagerstätten zu einzulagern. In tiefen, undurchlässigen Gesteinsschichten erreicht das CO2 einen Zustand, bei dem es stark verdichtet wird und dauerhaft im Untergrund verbleibt.
DAC im Rahmen von Negativen-Emissions-Technologien
Derzeit erfordert die DAC-Technologie große Mengen an Energie in Form von Strom. Um der Atmosphäre effektiv Emissionen zu entziehen muss der Strom jedoch CO2-frei produziert werden. Aktuell befinden sich DAC-Verfahren in einem frühen Entwicklungsstadium, können aber in Zukunft als Negative-Emissions-Technologie einen Beitrag leisten damit die Menge an Treibhausgasen in der Atmosphäre reduziert wird. Einer neuen Studie der Helmholtz-Klima-Initiative nach könnte eine einzige Anlage pro Jahr rund eine Million Tonnen Kohlendioxid abscheiden. Damit ist die Abscheidung von CO2 aus der Umgebungsluft in großem Maßstab skalierbar und anwendbar. So können DAC-Analgen direkt an CO2 intensiven Emissionsquellen – etwa Fabriken der Schwerindustrie – errichtet werden, damit Kohlendioxid direkt aus der Luft gefiltert wird. Entscheidend ist jedoch die Speicherung der herausgefilterten Emissionen, um Kohlendioxid dauerhaft aus der Atmosphäre zu entziehen. DAC-Anlagen werden aktuell zu Testzwecken in der Schweiz errichtet.
Welches CO2-Speicherpotenzial haben die Wälder der Erde?
Die Wälder der Erde speichern enorme Mengen an Kohlenstoff und sind eine wichtige Senke von Treibhausgasen im Klimasystem. Insbesondere intakte Wälder und deren Ökosysteme können sehr effektiv atmosphärisches Kohlendioxid (CO2) in ihrer Stoffmasse einlagern. Daher ist die Aufforstung und der Schutz von Waldgebieten ein bedeutendes Mittel, um dem Klimawandel entgegenzuwirken.
Wie kann die Wiedervernässung von Mooren der Erwärmung des Klimas entgegenwirken?
Moore in Deutschland haben das Potenzial, jährlich die Freisetzung mehrerer Millionen Tonnen Kohlendioxid-Äquivalente (CO2-Äquivalente) zu vermeiden. Werden trockengelegte Moore wiedervernässt, können sie als natürliche Klimalösung (natural climate solution) der Erwärmung des Klimas entgegenwirken.
Negative Emissionen: Umstrittene Instrumente der Klimapolitik
Um die Klimaziele von Paris zu erreichen, muss die Menschheit die Emission von Treibhausgasen massiv reduzieren. Zusätzlich wird über die Notwendigkeit sogenannter „Negativemissionstechnologien“ diskutiert.
