So entfernt Direct Air Capture CO₂ aus unserer Atmosphäre

Direct Air Capture (DAC) ist eine Technologie, die CO2 aus der Atmosphäre entfernen und dauerhaft in geologischen Formationen speichern oder für verschiedene Zwecke nutzen kann. DAC ist eine Methode zur Kohlendioxidentfernung (CDR), die unerlässlich ist, um bis 2050 Netto-Null-Emissionen zu erreichen und die globale Erwärmung auf 1,5 °C zu begrenzen. In diesem Artikel werden wir die Aspekte von DAC erörtern.

Die Technologie hinter DAC

DAC-Technologien extrahieren CO₂ direkt aus der Umgebungsluft mithilfe chemischer oder physikalischer Prozesse. CO₂ kann abgeschieden werden, indem Luft mit einem flüssigen Lösungsmittel (normalerweise auf Aminbasis oder ätzend) oder einem festen Sorptionsmittel (wie Aktivkohle oder metallorganische Gerüste) in Kontakt gebracht wird, das selektiv an CO₂-Moleküle bindet. Das CO₂ wird dann durch Wärme, Druck oder Strom vom Lösungs- oder Sorptionsmittel gelöst, was zu einem konzentrierten CO₂-Strom führt, der dehydriert und zur Speicherung oder Nutzung komprimiert werden kann.

Die DAC-Technologie variiert je nach Art des Lösungs- oder Sorptionsmittels, der Konfiguration des Kontaktors (der Vorrichtung, die die Luft dem Lösungs- oder Sorptionsmittel aussetzt) und der Energiequelle für die Regeneration (der Prozess, der das Lösungs- oder Sorptionsmittel zur Wiederverwendung zurückgewinnt). Einige DAC-Systeme verwenden beispielsweise Ventilatoren, um Luft durch einen Kontaktor zu drücken, während andere auf natürlichen Wind oder Konvektion angewiesen sind. Einige DAC-Systeme verwenden Niedertemperaturwärme (z. B. Abwärme aus industriellen Prozessen) für die Regeneration, während andere Strom (vorzugsweise aus erneuerbaren Quellen) oder solarthermische Energie verwenden.

Wie DAC auf dem Weg zu Netto-Null helfen kann

DAC bietet eine Möglichkeit, CO₂ aus der Atmosphäre zu entfernen und Emissionen zu berücksichtigen, die sich nicht vermeiden oder eliminieren lassen, wie z. B. Emissionen aus der Luft- und Schifffahrt, der Zement- und Stahlherstellung und der Landwirtschaft. DAC kann auch eine Quelle für kohlenstoffarme oder kohlenstoffneutrale Kraftstoffe und Chemikalien sein, indem das abgeschiedene CO₂ mit Wasserstoff kombiniert wird, der aus erneuerbarem Strom oder Biomasse gewonnen wird. Diese Kraftstoffe und Chemikalien können in Sektoren verwendet werden, die schwer zu elektrifizieren oder zu dekarbonisieren sind, wie z. B. Luft- und Schifffahrt und Kunststoffe.

DAC kann auch zu negativen Emissionen beitragen, wenn das abgeschiedene CO₂ dauerhaft in tiefen geologischen Formationen gespeichert wird, wie z. B. in erschöpften Öl- und Gaslagerstätten, salzhaltigen Grundwasserleitern oder Basaltformationen. Negative Emissionen sind erforderlich, um Restemissionen und historische Emissionen zu kompensieren, die sich im Laufe der Zeit in der Atmosphäre angesammelt haben. Nach Angaben der Internationalen Energieagentur (IEA) könnte DAC bis 2030 im Szenario „Netto-Null-Emissionen bis 2050“ fast 60 Mio. t CO₂/Jahr und bis 2050 bis zu 1,9 Gt CO₂/Jahr abscheiden.

Wo findet man diese DAC-Anlagen?

DAC-Anlagen können an jedem Ort betrieben werden, an dem ausreichend Platz, Zugang zu Energie und Wasser sowie die Nähe zu Speicher- oder Nutzungsstätten vorhanden sind. DAC-Anlagen können modular und skalierbar sein, was Flexibilität und Anpassungsfähigkeit an verschiedene Umgebungen und Bedingungen ermöglicht. Einige Standorte bieten jedoch Vorteile gegenüber anderen in Bezug auf Kosten, Leistung und Umweltverträglichkeit.

So können beispielsweise Standorte mit niedriger Luftfeuchtigkeit und hoher Windgeschwindigkeit die Effizienz und Effektivität von DAC-Systemen erhöhen, indem sie die Kontaktfläche und die Stoffübergangsrate zwischen der Luft und dem Lösungs- oder Sorptionsmittel vergrößern. Standorte mit reichlich vorhandenem, kostengünstigem erneuerbarem Strom oder Abwärme können die Energiekosten und den CO₂-Fußabdruck von DAC-Systemen reduzieren, indem sie saubere und billige Energie für die Regeneration bereitstellen. Schließlich können Standorte mit nahegelegenen geologischen Speicherstätten die Transportkosten und das Risiko von CO₂-Leckagen senken, indem sie die Entfernung und die Infrastruktur minimieren, die für die CO₂-Injektion erforderlich sind.

Ausgewählte Akteure im Bereich DAC

• Carbon Engineering (Website): Ein kanadisches Unternehmen, das große Ventilatoren und chemische Prozesse einsetzt, um CO₂ abzuscheiden und entweder synthetische Kraftstoffe zu produzieren oder es zu Sequestrierungsstätten zu transportieren.

• Climeworks (Website): Ein Schweizer Unternehmen, das modulare Einheiten und erneuerbare Energien einsetzt, um CO₂ abzuscheiden und es entweder an verschiedene Märkte zu verkaufen, z. B. an Gewächshäuser und Hersteller von kohlensäurehaltigen Getränken, oder es in die geologische Speicherung zu überführen.

• Removr (Website): Ein norwegisches Unternehmen, das eine Anlage zur Kohlenstoffentfernung mit festem Sorptionsmittel baut, um CO₂ aus der Atmosphäre abzuscheiden und unterirdisch zu speichern.

1PointFive (Website): Ein amerikanisches Unternehmen, das ebenfalls chemische Prozesse zur Extraktion von CO₂ einsetzt, das dann entweder für industrielle Anwendungen verwendet oder dauerhaft unterirdisch gespeichert wird.

Zusammenfassung

Die Direct Air Capture (DAC)-Technologie hat ein enormes Potenzial, um dem dringenden Bedarf an der Entfernung von CO₂ aus der Atmosphäre und der Bekämpfung des Klimawandels gerecht zu werden. Mit ihrer Fähigkeit, Emissionen in schwierigen Sektoren zu neutralisieren, kohlenstoffarme Kraftstoffe bereitzustellen und durch dauerhafte Speicherung zu negativen Emissionen beizutragen, bietet DAC einen vielversprechenden Weg zur Erreichung von Netto-Null-Emissionen und zur Begrenzung der globalen Erwärmung. Da sich Standorte, Technologien und Hauptakteure auf dem DAC-Markt ständig weiterentwickeln und innovativ sind, können wir uns auf eine Zukunft freuen, in der die Kohlenstoffentfernung zu einer greifbaren und wirkungsvollen Lösung im Kampf gegen den Klimawandel wird.

Freeze Carbon ist eine Partnerschaft mit DAC-Projekten eingegangen, um Unternehmen auf ihrem Weg zu Netto-Null zu unterstützen. 

Hier haben wir nochmal die wichtigsten Elemente für DAC zusammengefasst.