Die CO2-Fän­ger

Ist die Welt noch zu ret­ten? Nach wie vor stei­gen die CO2-Emis­sio­nen welt­weit. Wie wäre es, wenn wir das kli­ma­schäd­li­che Koh­len­di­oxid nicht nur ver­mei­den, son­dern wie­der aus der Atmo­sphä­re zurück­ho­len? Ver­rück­te Idee? Ein Schwei­zer Unter­neh­men zeigt, wie es geht.

Treff­punkt Müll­ver­bren­nungs­an­la­ge. Oder Keh­richt­ver­wer­tung, wie es in der Schwei­zer Amts­spra­che heißt. Es ist kalt, ein ­böi­ger Wind pfeift durch Rohr­lei­tun­gen, um Schorn­stei­ne her­um und durch die Git­ter­rohr­stu­fen, die uns aufs Dach der impo­san­ten Indus­trie­an­la­ge gebracht haben. Wir sind in Hin­wil, im Zür­cher Ober­land. In der Fer­ne kann man das Schwei­zer Berg­pan­ora­ma erah­nen, denn auch im Land der Eid­ge­nos­sen ist der Herbst weit fort­ge­schrit­ten. Unter unse­ren ­Füßen wird Müll ver­brannt, doch auf dem Dach der Keh­richt­ver­wer­tung ist die Luft frisch und klar.

Wir atmen „Abfall“

Womit wir schon beim gas­för­mi­gen Objekt unse­rer Begier­de wären. Luft. Wir benut­zen nicht nur die Erde, um auf und in ihr Mil­lio­nen Ton­nen Müll zu depo­nie­ren. Nicht nur die Ozea­ne, die die Hin­ter­las­sen­schaf­ten unse­rer Zivi­li­sa­tio­nen auf­neh­men müs­sen. Seit Beginn der indus­tri­el­len Revo­lu­ti­on nut­zen wir auch den Gas­kör­per unse­res Pla­ne­ten, um die flüch­ti­gen Res­te unse­res Roh­stoff­hun­gers auf­zu­neh­men. Pro Jahr belas­ten wir die Atmo­sphä­re mit mehr als 34 Mil­li­ar­den Ton­nen Kohlen­dioxid, Ten­denz unge­bro­chen steigend.

Die Atmo­sphä­re unse­rer Erde hat sich über Jahr­mil­lio­nen gebil­det. Ein­zeller und in gro­ßem Stil grü­ne Pflan­zen haben dank der evo­lu­tio­nä­ren Erfin­dung der Pho­to­syn­the­se Koh­len­di­oxid aus der Luft gefischt und in Ver­bin­dung mit der Ener­gie des Son­nen­lichts zu kom­ple­xe­ren Koh­len­stoff­ver­bin­dun­gen und damit zu Bio­mas­se umge­wan­delt. Abfall­pro­dukt war und ist dabei Sauer­stoff. Zer­set­zen sich die Pflan­zen wie­der, wird theo­re­tisch genau die Men­ge an Koh­len­di­oxid wie­der frei, die sie vor­her gebun­den haben. Zu unse­rem Glück ver­rot­ten aber nicht alle Pflan­zen. Häu­fig bil­det sich Humus, der über­ein­an­der geschich­tet all­mäh­lich sauer­stof­fun­durch­läs­si­ger wird. So ver­lang­samt sich die Zer­set­zung, das Koh­len­di­oxid bleibt, gespei­chert in Bio­mas­se, gebun­den. Und wird damit der Atmo­sphä­re ent­zo­gen. Den Sauer­stoff­über­schuss, der damit erzielt wird, kön­nen wir sel­ber unter ande­rem für unse­re Atmung ganz gut gebrauchen.

Das Prin­zip hat her­vor­ra­gend funk­tio­niert, bis der Mensch auf die Idee kam, die gespei­cher­te Bio­mas­se in gro­ßem Stil als Ener­gie­trä­ger zu nut­zen. Torf, Koh­le, Erd­öl und Erd­gas sind alle­samt Über­res­te des pflanz­li­chen Über­schus­ses, der sich seit Jahr­mil­lio­nen ange­rei­chert hat. Mit der Nut­zung die­ser Stof­fe set­zen wir das gebun­de­ne Kohlen­dioxid wie­der frei. Die Fol­gen sind ­mitt­ler­wei­le längst bekannt: Treib­haus­gas­ef­fek­te und eine Klima­veränderung, die wenigs­tens für alle Sauer­stoff­at­mer die­ses Pla­ne­ten kata­stro­pha­le Fol­gen haben wird.

Lösungs­an­sät­ze

Ein­spa­rung
Nahe­lie­gend wäre es jetzt, den CO2-Aus­stoß dras­tisch zu sen­ken. Immer­hin bedroht die­ser Aus­stoß unser ­aller Dasein in sei­ner jet­zi­gen Form. Doch der CO2-Aus­stoß wird sich welt­weit in den nächs­ten Jah­ren noch stei­gern, bis auf deut­lich über 40 Mil­li­ar­den Tonnen.

Das Pro­blem ist die mensch­li­che Psy­che. Zwar sind wir bes­tens dar­auf vor­be­rei­tet, plötz­lich auf­tre­ten­de Kri­sen zu meis­tern, Kata­stro­phen zu mana­gen und Unfäl­le zu über­ste­hen. Doch der Kli­ma­wan­del ver­läuft zunächst ein­mal schlei­chend. Die Aus­wir­kun­gen betref­fen vor allem die glo­ba­len Regio­nen kaum, die für den Groß­teil der Emis­sio­nen ver­ant­wort­lich sind. Die Ent­schei­der zie­hen häu­fig also den kurz­fris­ti­gen Pro­fit einem lang­fris­ti­gen Über­le­ben künf­ti­ger Genera­tio­nen oder ent­fern­ter Regio­nen vor.
Zwar steu­ert die Wirt­schaft mitt­ler­wei­le in vie­len Seg­men­ten um, doch die Geschwin­dig­keit, mit der dies geschieht, wird kaum aus­rei­chen, um ent­schei­den­de Kipp­punk­te, an denen sich das Kli­ma­ge­sche­hen ­dras­tisch ver­än­dert, noch ver­mei­den zu können.

Ent­nah­me
Aber was wäre, wenn man nicht nur auf die ­Ein­spa­rung von fos­si­len Ener­gie­trä­gern setzt? Was wäre, wenn man das CO2 aktiv zurück aus der Atmo­sphä­re „holt“? Und es nutzt, um kli­ma­neu­tral wirt­schaf­ten zu kön­nen? Oder es so lagert, dass es dem stoff­li­chen Kreis­lauf ent­zo­gen wür­de? Genau die­se Idee hat­ten Chris­toph Gebald und Jan Wurz­ba­cher. Die bei­den aus Deutsch­land stam­men­den Maschi­nen­bau­er tra­fen sich zu Beginn ihres Stu­di­ums an der ETH Zürich im Jahr 2003. Auf das Resul­tat die­ser Begeg­nung und der sich anschlie­ßen­den gemein­sa­men Arbeit bli­cken wir in Hinwil.

Die Tech­no­lo­gie

Im Vor­der­grund war­tet Gemü­se auf die CO2-Beatmung

Die Her­an­ge­hens­wei­se der bei­den Maschi­nen­bau­er dürf­te jeden Tech­no­lo­gie­freund ent­zü­cken. Denn sie set­zen auf Inno­va­ti­on, um der ­Atmo­sphä­re das men­schen­ge­mach­te über­schüs­si­ge CO2 zu ent­zie­hen. Bei unse­rem Besuch auf dem Dach der Keh­richt­ver­wer­tung wer­den wir beglei­tet von Mit­ar­bei­tern des PR-Teams von ­Clime­works, dem von Gebald und Wurz­bacher 2009 als ETH-Aus­grün­dung gegrün­de­ten ehe­ma­li­gen ­Start-up. Mitt­ler­wei­le ist aus dem span­nen­den Start-up längst eine span­nen­de Com­pa­ny mit inter­na­tio­na­lem Flair gewor­den. „Das Inter­es­se an unse­rer Anla­ge ist enorm, wir sind mitt­ler­wei­le min­des­tens zwei­mal pro Woche hier und füh­ren Besu­cher bis auf das Dach.“ Damit dürf­te die­se Müll­ver­bren­nung die wohl meist besuch­te Anla­ge ihrer Art welt­weit sein.

Die Clime­works-Kol­le­gen zei­gen auf eines der haus­gro­ßen Gebil­de, die auf dem Dach ihren Platz gefun­den haben. Modu­lar auf­ge­baut bestehen die ein­zel­nen Ele­men­te aus gro­ßen Ven­ti­la­to­ren, die Luft ansau­gen und durch ein Fil­ter­sys­tem drü­cken. „Die Tech­no­lo­gie wird Direct Air Cap­tu­re genannt. Wir sau­gen Luft an, schi­cken sie durch ein Fil­ter­ma­te­ri­al und ent­zie­hen ihr so Koh­len­di­oxid. Das ähnelt einem Schwamm, der die CO2-Mole­kü­le auf­nimmt. Die Luft, die der Anla­ge ent­weicht, ist deut­lich CO2-ärmer als zuvor.“

Ist das Fil­ter­ma­te­ri­al gesät­tigt, schließt sich der jewei­li­ge Ansaug­stut­zen auto­ma­tisch. Bei Tem­pe­ra­tu­ren bis zu 100 Grad und unter Vaku­um wird das Koh­len­di­oxid vom Fil­ter­ma­te­ri­al getrennt, der ­Fil­ter ist wie­der ein­satz­be­reit. Das Koh­len­di­oxid wird auf­ge­fan­gen, gekühlt und kom­pri­miert. Wie die Tren­nung funk­tio­niert und wie das Filter­material sich genau zusam­men­setzt, ist den Bli­cken neu­gie­ri­ger Kon­kur­renz oder Medi­en­ver­tre­tern ent­zo­gen, denn es fin­det im Inne­ren der gro­ßen Con­tai­ner statt, die Tei­le der Clime­works-­An­la­ge sind. Daher bleibt auch uns der Blick auf das Innen­le­ben samt sei­ner Steue­rungs­ele­men­te ver­wehrt. Rund 1.500 Ton­nen CO2 wer­den hier in ­Hin­wil jähr­lich gewonnen.

Stand­ort­vor­teil Hitze

Der Stand­ort der Anla­ge dient nicht etwa der Säu­be­rung der durch die Müll­ver­bren­nung erzeug­ten ­Abluft“, wer­den wir auf Nach­fra­ge auf­ge­klärt. „Wir benö­ti­gen viel­mehr die ther­mi­sche Ener­gie, die hier ent­steht, um das CO2 vom Fil­ter zu lösen.“ Damit hat Clime­works einen Schwach­punkt der Direct Air Cap­tu­re-Tech­no­lo­gie gekonnt aus­ge­schal­tet: Für die Tren­nung von CO2 und Fil­ter­ma­te­ri­al ist der hohe Ener­gie­ein­satz ansons­ten ein ech­ter und sehr teu­rer Malus. Rund 80 Pro­zent des gesam­ten Ener­gie­be­darfs schluckt allein die Abtren­nung des Kohlendioxids.

Welt­weit gibt es meh­re­re Unter­neh­men, die ähn­li­che Anla­gen errich­tet haben. Doch die Anla­ge in Hin­wil ist die bis­her ein­zi­ge, die CO2 kom­mer­zi­ell aus der Atmo­sphä­re fischt und – jetzt kommt der zwei­te Teil in Sachen Kli­ma-Opti­mie­rung – auch ver­wert­bar macht. „Hier in Hin­wil nut­zen wir das gewon­ne­ne CO2 in zwei­fa­cher Hin­sicht.“ Zum einen ver­wen­det ein ört­li­cher Gemü­se­bau­er das Gas als Dün­ger für sei­ne Pflan­zen. In Sicht­wei­te befin­det sich ein Gewächs­haus­kom­plex: „Mit dem CO2-Über­schuss wird das Wachs­tum von Toma­ten, Gur­ken oder Auber­gi­nen ver­bes­sert, denn für die Pflan­zen ist Kohlen­dioxid eine Basis ihrer Pho­to­syn­the­se und wirkt wie ein Dünger.“

Ver­flüs­sig­tes CO2 wird gespeichert

Und ein hie­si­ger Geträn­ke­her­stel­ler nutzt das CO2 zur Her­stel­lung sei­nes mit Koh­len­säu­re ver­setz­ten Mine­ral­was­sers. Die Was­ser­ver­ed­ler holen das gewon­ne­ne Gas ab und ver­wen­den es in ihrer Pro­duk­ti­on. Auch die Befül­lung ganz ande­rer Tanks ist denk­bar, denn Koh­len­di­oxid ist Grund­be­stand­teil syn­the­ti­scher Kraft­stof­fe. Wird die Ener­gie für die Raf­fi­nie­rung aus rege­ne­ra­ti­ven Quel­len gewon­nen, wären sol­che Kraft­stof­fe sogar annä­hernd CO2-neu­tral. Daher wenig ver­wun­der­lich: Bereits seit 2013 ist Audi ein Part­ner von Climeworks.

CO2-Sen­ke in Island

Wäh­rend im schwei­ze­ri­schen Hin­wil das abge­schie­de­ne CO2 wie­der ver­wen­det und damit auch wie­der in die Luft ent­las­sen wird, ist auf Island eine Anla­ge von Clime­works an den Start gegan­gen, die dem Atmo­sphä­ren­schmutz dau­er­haft sei­ne Gas­för­mig­keit rau­ben und es unter die Erde brin­gen will. „Orca“ heißt die neu­es­te und auf­se­hen­er­re­gen­de Anla­ge der Schwei­zer Filtervorreiter.

Hier wird das gefil­ter­te CO2 in Was­ser gebun­den und danach bis zu 600 Meter tief in den Unter­grund gepresst. In den dor­ti­gen mine­ral­hal­ti­gen Gesteins­schich­ten lagert es sich an – es ver­stei­nert qua­si. „Mit der Orca-Anla­ge kön­nen wir zei­gen, dass wir unse­re Tech­no­lo­gie belie­big ska­lie­ren kön­nen“, erklä­ren die Exper­ten von Clime­works. „Wir kön­nen in Island mehr als das Vier­fa­che an CO2 fil­tern wie hier in ­Hin­wil.“ Aber war­um aus­ge­rech­net Island? „Dort tref­fen wir auf opti­ma­le Fak­to­ren. Mit­tels eines nahe lie­gen­den Geo­ther­mie­kraft­werks bekom­men wir die nöti­ge Ener­gie für unse­re Tech­nik kom­plett rege­ne­ra­tiv. Und auch das Ver­pres­sen des Koh­len­di­oxids ist hier ein­fa­cher, da die Situa­ti­on des Unter­grunds bekannt ist. Außer­dem ist es der glo­ba­len Atmo­sphä­re kom­plett egal, wo man das gas­för­mi­ge Koh­len­di­oxid entnimmt.“

Jan Wurz­ba­cher und Chris­toph Gebald vor “Orca”

Part­ner bei der plan­mä­ßi­gen Beer­di­gung des Koh­len­di­oxids ist die islän­di­sche Fir­ma Carb­fix, die die Tech­no­lo­gie zur End­la­ge­rung des CO2 ent­wi­ckelt hat. Zwar sind die Men­gen, die der Atmo­sphäre ent­nom­men wer­den, noch win­zig, ver­gleicht man sie mit dem jähr­li­chen welt­wei­ten Aus­stoß. Doch je wei­ter das Direct Air Cap­tu­re aus­ge­rollt wird, des­to ent­schei­den­der wird der Bei­trag sein, den die Tech­no­lo­gie leis­ten kann.

Küh­ne Visionen

Die Plä­ne der 150 Mit­ar­bei­ter zäh­len­den ­Fir­ma sind sehr ambi­tio­niert: „Unse­re Visi­on ist es, eine Mil­li­ar­de Men­schen dazu zu inspi­rie­ren, CO2 aus der Luft zu ent­fer­nen“, so Co-Fir­men­grün­der Chris­toph Gebald in einem Inter­view. 15 Anla­gen hat Clime­works mitt­ler­wei­le welt­weit errich­tet, Ten­denz stark stei­gend.
Will man aller­dings das jähr­lich zu viel aus­ge­sto­ße­ne CO2 (etwa zehn Giga­ton­nen) aus­schließ­lich über Anla­gen wie die in Hin­wil wie­der ein­fan­gen, dann bräuch­te es rund elf Mil­lio­nen der eid­ge­nös­si­schen CO2-Fischer. Um das Redu­zie­ren des Kohlen­dioxid­ausstoßes kom­men wir glo­bal also trotz­dem nicht herum.

climeworks.com

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