Waschmaschine für das Klima

Zwei junge Maschinenbauingenieure von der ETH Zürich wollen CO₂ aus der Luft filtern, um das Klima zu verbessern. Das berichtet Technology Review in seiner aktuellen Ausgabe 8/2011 (seit gestern am Kiosk oder direkt im heise Online-Shop erhältlich). Jan André Wurzbacher und Christoph Gebald, die 2009 gemeinsam das Unternehmen Climeworks gegründet haben, wollen Anfang 2012 eine erste Pilotanlage vorführen. Man strebe an, so Wurzbacher, dass diese jährlich so viel Kohlendioxid aus der Luft filtere wie eine Person mit durchschnittlichem mitteleuropäischen Lebensstil verursache. Ein solches Gerät wäre 3 Meter hoch und benötigte eine Grundfläche von fünf bis 10 Quadratmetern.

Derzeit hat die Atmosphäre weltweit einen durchschnittlichen CO₂-Gehalt von 391 ppm (parts per million) – mehr als anderthalb Mal so viel wie zu Beginn der Industrialisierung. Klimaforscher sehen die kritische Grenze bereits bei 350 ppm. Es gibt zwar durchaus Möglichkeiten, den Kohlendioxidgehalt auf natürliche Weise zu verringern. Das Gleichgewicht zwischen CO₂-Produktion und -Verbrauch gerät allerdings zunehmend aus der Balance. Der britische Milliardär und Abenteurer Richard Branson hat deshalb bereits 2007 einen Preis von 25 Millionen Dollar ausgeschrieben für die beste Technik zur Entfernung von CO₂ aus der Luft.

Die Anlage der Züricher Ingenieure fängt das Gas mit Filtern ein, die mit einem CO₂-bindenden Adsorptionsmittel beschichtet sind. Ist das Mittel gesättigt, wird das Kohlendioxid wieder gelöst, und das Adsorptionsmaterial kann für den nächsten Zyklus verwendet werden. Um welche Materialien und welche chemischen Vorgänge es sich genau handelt, ist Geschäftsgeheimnis – die Patentverfahren laufen noch.

Das Prinzip ist nicht neu – ähnliche Anlagen werden schon seit Langem eingesetzt, um die Luft in U-Booten zu regenerieren. Aber sie benötigen sehr viel Energie, um das CO2 wieder aus dem Sorptionsmittel auszutreiben. Das Entscheidende ist daher, effizientere Verfahren zu entwickeln. Weltweit arbeiten derzeit vier Forschungsteams daran: Neben Wurzbacher und Gebald die Gruppe um David Keith von der University of Calgary, die New Yorker Firma Global Thermostat und Klaus Lackner von der New Yorker Columbia University.

Ob die CO₂-Wäsche wirklich eine scharfe Waffe im Kampf gegen den Klimawandel ist, wird von Experten allerdings bezweifelt. Eine Anfang Mai vorgestellte Studie der American Physical Society kommt zum Schluss, dass die CO₂-Wäsche aus der Luft „in den nächsten Dekaden eine sehr begrenzte Rolle unter den CO₂-Minderungsstrategien“ spielen werde. Der zentrale Grund: Es sei nur etwa ein Siebtel so teuer, das Kohlendioxid direkt an der Quelle abzufangen, also etwa aus dem Abgas von Gas- und Kohlekraftwerken, als aus der Luft. Dort ist das Klimagas 300-mal stärker konzentriert, die CO₂-Wäsche kann also effizienter arbeiten.

Ein entscheidender Vorteil der CO₂-Wäsche ist allerdings, dass Kohlendioxid schon bei Temperaturen von unter 100 Grad aus den Adsorptionsspeichern ausgetrieben werden kann. 95 Prozent des Energiebedarfs können deshalb aus sogenannter Niedertemperaturwärme gedeckt werden. Diese ist als Abwärme vielerorts quasi gratis vorhanden oder kann günstig aus Sonnenwärme gewonnen werden. Zudem hat das Ausfiltern aus der Atmosphäre einen entscheidenden Vorteil gegenüber der CO₂-Wäsche am Kraftwerksschlot: Die Waschmaschinen können genau dort gebaut werden, wo das entstehende CO₂ verwendet oder endgelagert wird. Wurzbacher sieht die Zukunft seines Unternehmens deshalb eher in dem bereits existierenden CO₂-Markt, also in der Wiederverwendung des Gases. Anfang 2013 sollen Tests neben einem Gewächshaus in der Nähe Zürichs erfolgen. Gewächshausbetreiber können das abgeschiedene Kohlendioxidgut brauchen: Sie reichern damit die Luft in den Treibhäusern an, um das Pflanzenwachstum zu beschleunigen. (wst)