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Orca: Climeworks und CarbFix versteinern 4.000 Tonnen Kohlendioxid pro Jahr

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Auf Island entziehen die Cleantech-Unternehmen der Atmosphäre das Treibhausgas CO2 und speichern es unterirdisch in Basaltgestein.

Die Wissenschaftler des Weltklimarates IPCC sind glasklar in ihren Botschaften: Die Welt muss der Atmosphäre Kohlendioxid in großem Stil entziehen, um die Erderwärmung in erträglichen Grenzen zu halten. Christoph Gebald und Jan Wurzbacher haben vor zwölf Jahren damit begonnen, eine Technologie zu entwickeln, um bis 2050 Kohlendioxid im Gigatonnen-Maßstab filtern zu können. Heute haben sie mit ihrem Cleantech-Unternehmen Climeworks weltweit erste Anlage zur direkten Abscheidung und Speichern von Kohlendioxid aus der Luft in Betrieb genommen – auf Island.

Gebald und Wurzbacher haben die Orca genannte Anlage in Betrieb genommen, die noch weit vom Gigatonnen-Maßstab entfernt ist: 4.000 Tonnen Kohlendioxid werden damit pro Jahr aus der isländischen Luft geholt. Dazu nutzt Climeworks einen zweistufigen Prozess: Zunächst wird Luft mit großen Ventilatoren durch die Anlage hindurch geblasen. Dabei bleibt das Kohlendioxid an einem speziellen Filtermaterial in der Mitte des Container hängen.

Ist dieses Filtermaterial gesättigt, beginnt der zweite Teil des Prozesses: Der Kasten wird geschlossen und erhitzt. Bei 100 Grad Celsius löst sich das Kohlendioxid wieder vom Filtermaterial und kann in hochkonzentrierter Form abgesaugt werden. Für die Anlage in Island kommt zur Durchführung des Prozesses klimafreundliche Geothermie zum Einsatz – Orca wurde in unmittelbarer Nähe zum großen Geothermie-Kraftwerk Hellisheidi errichtet.

Lesen Sie hier mehr über die Investoren von Climeworks.

Direkt angrenzend an die Direct Air Capture-Anlage hat Climeworks eine Halle errichtet, um das Kohlendioxid für die Übergabe an das isländische Unternehmen CarbFix vorzubereiten. CarbFix, hervorgegangen aus einem wissenschaftlichen Projekt, vermischt das Kohlendioxid mit Wasser und pumpt es mehrere Hundert Meter tief in die Erde.

Dort laufen natürliche Mineralisierungs-Prozesse zwischen dem Basaltgestein und dem Gemisch ab: Die weißen Poren im Basaltgestein sind das Kohlendioxid, das schließlich innerhalb von zwei Jahren versteinert – und so für immer der Atmosphäre entzogen wurde.

Klar ist: Jede Tonne Kohlendioxid, die durch Orca aus der Luft entfernt werden kann, ist eine Tonne Treibhausgas, die nicht mehr zur globalen Erwärmung beitragen kann. Mit einer Kapazität von 4.000 Tonnen pro Jahr macht Climeworks einen gewaltigen Skalierungsschritt – die erste Kleinanlage auf Island zur Demonstration des Kohlendioxid-Entzugs mit gleichzeitiger, unterirdischer Speicherung, schaffte lediglich 50 Tonnen pro Jahr.

Folgen weitere Skalierungsschritte in der identischen Größenordnung, könnte Climeworks die Kapazität von Megatonnen in der zweiten Hälfte dieser Dekade erreichen. Aber: Um die nächsten Schritte machen zu können, braucht Climeworks weiterhin Finanzinvestoren, die Risikokapital geben, und an die Idee des Aufbaus einer DAC-Industrie glauben. Dazu braucht es Unternehmen wie Microsoft und Privatpersonen, wie die 8.000, die bereits den Climeworks-Service zum Ausgleich unvermeidbarer Emissionen in Anspruch genommen haben.

Und: Climeworks braucht politische Unterstützung, um die Kohlendioxid-Abscheidetechnologie in ähnlicher Dimension zu fördern, und dadurch günstiger zu machen, wie es mit der Photovoltaik global geglückt ist. Nur so kann ein Markt für Kohlendioxid-Entzug entstehen, der bis 2050 wie vom IPCC gefordert zur Abscheidemöglichkeit im Gigatonnen-Maßstab führen muss. Dafür braucht es eine Vielzahl von Orcas in Island und anderen Regionen weltweit.

So verlief der Bau von Orca

Die Inbetriebnahme von Orca auf Island, unweit von Reykjavík, begann im Mai 2020. Die Kollektoreinheiten sind modular und stapelbar gestaltet und haben Containergröße. Sie benötigen nur eine verhältnismäßig kleine Stellfläche. Bis zur Inbetriebnahme dauerte es 15 Monate.

Ebenfalls wichtig: Die Technologie kann so leicht an verschiedenen Standorten weltweit aufgebaut werden – überall dort, wo ausreichend erneuerbare Energie sowie gute Speicherbedingungen wie etwa durch Basaltgesteins-Formationen wie auf Island, vorhanden sind. Im Vergleich zu bisherigen Technologiegenerationen der DAC-Anlagen wurde der Einsatz von Stahl pro Einheit um die Hälfte reduziert.

Überblick Halle und Abscheide-Anlage Orca auf Island - im Vordergrund die Climeworks-Gründer Gebald und Wurzbacher

Durch mehrere technologische Innovationen konnte Climeworks den Prozess intensivieren – dadurch ist eine höhere CO2-Abscheidekapazität pro Modul möglich geworden. So reduziert Climeworks sukzessive die Ressourcen, die benötigt werden, um Kohlendioxid abzuscheiden – auch das soll zur erwarteten Kostendegression auf 100 bis 200 Dollar pro Tonne CO2 beitragen.

Signifikanter Anteil an der weltweiten Kapazität

4.000 Tonnen Kohlendioxid sind verglichen mit der bisherigen Menge Kohlendioxid, das direkt aus der Luft abgeschieden wird, ein großer Anteil: Rechnet man die 4.000 Tonnen dazu, liegt die Größe derzeit bei 13.000 Tonnen global. An der Abscheidung arbeiten u.a. auch Cleantech-Unternehmen wie Carbon Engineering aus Kanada. Die Ingenieure dort planen im kommenden Jahr den Spatenstich für zwei Anlagen, die jeweils bis zu einer Million Tonnen Kohlendioxid pro Jahr abscheiden können.

Einen anderen Weg als Climeworks und Carbon Engineering beschreitet ein in San Francisco ansässiges Cleantech-Unternehmen namens Charm Industrial. Dieses gab kürzlich bekannt, bis 2023 das Äquivalent von 3.000 Tonnen Kohlendioxid für die E-Commerce-Plattform Shopify dauerhaft zu binden. Dabei wird das Kohlendioxid allerdings nicht versteinert, sondern Biomasse in eine Flüssigkeit gewandelt, die in den Untergrund injiziert werden kann. Auf diese Weise konnte Charm Industrial bislang 1.000 Tonnen des Klimagases abscheiden.

Vergleicht man 13.000 Tonnen mit den jährlichen Emissionen eines Kohlekraftwerks, wird klar, dass noch viel Arbeit vor Gebald, Wurzbacher und ihrem Team liegt: 13.000 Tonnen entspricht einem Prozent dieser jährlichen Emissionen. Der Weltklimarat IPCC schätzt, dass die Welt bis Ende des Jahrhunderts 100 Milliarden bis 1 Billion Tonnen Kohlenstoff aus der Atmosphäre entfernen muss, um die schlimmsten Auswirkungen zur globalen Erwärmung zu vermeiden.

Eröffnung der Orca-Anlage auf Island.

Aus Sicht von Climeworks zeigt die Inbetriebnahme von Orca nun, dass das Cleantech-Unternehmen aus der Schweiz Climeworksin der Lage ist, die Kapazität zur Entfernung von Kohlendioxid in drei bis vier Jahren um den Faktor 80 zu erhöhen.

Ursprünglich hatte sich das Schweizer Unternehmen zum Ziel gesetzt, bis 2025 ein Prozent der jährlichen, weltweiten CO2-Emissionen – das sind mehr als 300 Millionen Tonnen – abzuscheiden. Angesichts vieler Rahmenbedingungen wie beispielsweise dem CO2-Preis durch den Emissionshandel, die sich langsam in die richtige Richtung bewegen, ist es kaum verwunderlich, dass das ursprünglich als Vision formulierte Ziel nicht erreichbar sein wird.

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