CO2-Sauger: der Staubsauger für die Luft

Für eine klimapositive Zukunft muss das Kohlenstoffdioxid (CO2) in der Luft drastisch reduziert werden. Climeworks, ein Tech-Start-Up aus der Schweiz, hat Anlagen entwickelt, die bis zu 4000 Tonnen CO2 im Jahr aus der Luft filtern können. Mittlerweile betreibt das Unternehmen 14 Sauganlagen in sechs Ländern, darunter die Schweiz, Italien, Island und Deutschland. Mit seinen Projekten konnte das Unternehmen bereits rund 117 Millionen Euro von internationalen Geldgebern einsammeln. Ziel des Unternehmens ist es, bis 2025 ein Prozent der weltweiten Emissionen aus der Luft zu filtern.

Klimaziele nur mit weiterer Dekarbonisierung zu erreichen

Deutschland will bis zum Jahr 2045 klimaneutral sein – das Ziel liegt jedoch aktuell noch in weiter Ferne. 2019 lagen die CO2-Gesamtemissionen der Bundesrepublik bei rund 810 Millionen Tonnen und sind gegenüber dem Vorjahr um 5,4 Prozent gesunken, so eine Untersuchung des Umweltbundesamts. Zum Vergleich: 1990 (festgelegtes Vergleichsjahr zur Bewertung des Fortschritts) waren die Treibhausgas-Emissionen um 35,1 Prozent höher. Im Corona-Jahr 2020 setzte sich der Abwärtstrend mit 8,7 Prozent weniger als 2019 und 739 Millionen Tonnen CO2 fort, wobei ein Drittel der Einsparungen auf die Corona bedingte besondere Situation zurückzuführen ist, vor allem im Verkehr und Energiebereich.

Nach Bereinigung des Corona-Effekts macht das Umweltbundesamt insbesondere die Investitionen in erneuerbare Energien und die CO2-Bepreisung für den Abwärtstrend verantwortlich. Will Deutschland sein Klimaziel für 2030 erreichen, ist jedoch eine weitere Dekarbonisierung in zentralen Wirtschaftssektoren erforderlich. Denn bis dahin müsste Deutschland seine Emissionen um 55 Prozent gegenüber 1990 reduzieren.

Direct-Air-Capture-Technologien saugen CO2 aus der Luft

Stand jetzt: Das derzeitige Vorgehen der Regierungen könnte nicht ausreichen. Aus diesem Grund sind neue Technologien im Gespräch, darunter sogenannte Direct-Air-Capture-Technologien wie von Climeworks. Seit 2017 steht der erste kommerzielle CO2-Sauger mit mehreren Modulen auf dem Dach einer Müllverbrennungsanlage der Gemeinde Hinwil in der Schweiz. Der CO2-Sauger filtert das CO2 direkt aus der Umgebungsluft ab und leitet das Gas in ein angrenzendes Gewächshaus. Dort regt die CO2-Zufuhr die Photosynthese an und fördert das Wachstum der Pflanzen. Die Anlage kann mit einem Ventilator 900 Tonnen CO2 aus der Umgebungsluft saugen und die CO2-Emissionen von 170 Menschen neutralisieren. Aktuell baut das Unternehmen auf Island die bisher größte klimaschonende Anlage der Welt mit dem Namen Orca. Orca wird 4000 Tonnen CO2 pro Jahr aus der Umgebungsluft filtern, unter der Erde mineralisieren und damit die CO2-Emissionen von 756 Menschen ausgleichen.

Im Prinzip funktionieren die Climeworks-Anlagen ähnlich wie ein Molekülschwamm: Die Luft wird über den aus Zellulose bestehenden Absorber-Filter geleitet, bis nach etwa drei Stunden eine Sättigung des Materials erreicht ist. Dann stoppt der Ventilator den Prozess und das Modul mit dem Filter schließt sich. Durch Erhitzung und Vakuum kann das CO2 schließlich in reiner Form entlassen werden. Die dafür erforderliche Wärmeenergie stammt im Fall der Schweizer Anlage aus der Müllverbrennungsanlage. Beim Orca wird der Filter über ein Geothermie-Kraftwerk erhitzt, die CO2-Moleküle von ihm gelöst und 2.000 Meter tief unter die Erde befördert.

Anlagen noch unwirtschaftlich

Experten sehen in CO2-Saugern ein Milliardengeschäft. Climeworks wetteifert mit Konkurrenten wie Carbon Engineering aus Kanada, Global Thermostat aus den USA und Ineratec aus Karlsruhe um die beste Methode. Als Finanzierer sind bei Climeworks bereits unter anderem die Züricher Kantonalbank, der Rohstoffkonzern BHP Billiton und Microsoft-Gründer Bill Gates eingestiegen.

Noch benötigen Verfahren, die CO2 durch die Luft filtern, viel Energie und sind verhältnismäßig teuer. Deshalb ist es üblich, dass die Unternehmen wie im Fall von Climeworks das gefilterte Gas zum Beispiel an eine Gärtnerei oder einen Brauseproduzenten weiterverkaufen. Der Bedarf ist jedoch eher klein, sodass sich die Unternehmen mit Alternativen wie unterirdischen CO2-Lagerstätten, der Umwandlung von CO2 zu Stein und synthetischen Treibstoff auseinandersetzen. Bisher mit mäßigem Erfolg: Während die Herstellung von künstlichem CO2-Gestein noch teurer ist als die CO2-Filterung, ist die Gewinnung von synthetischem Treibstoff zwar von den Kosten attraktiver, aber durch den Einsatz von nicht klimaneutralem Strom nicht nachhaltig. Darüber hinaus ist die CO2-Speicherung umstritten und in einigen Bundesländern in Deutschland sogar verboten. In absehbarer Zukunft werden Direct-Air-Capture-Technologien nicht in der Lage sein, den Großteil der CO2-Gesamtemissionen zu filtern. Klimawissenschaftler sprechen sich zwar dafür aus, CO2-Sauger einzubeziehen, raten gleichzeitig aber dazu, intensiv an der Verringerung der CO2-Emissionen zu arbeiten.

Quellen