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Warum das Ganze?

CO2-Capture als "Lückenfüller" im Klimaschutz

Die Fakten sind klar: Wenn die Menschheit den Klimawandel auf ein halbwegs erträgliches Maß begrenzen will, darf der Kohlendioxidwert der Atmosphäre nicht weiter ungebremst ansteigen. Schon jetzt liegt der CO2-Gehalt im Jahresmittel bei gut 411 parts per million (ppm), im Schnitt kommen jedes Jahr 2,5 bis 2,9 ppm hinzu – und heizen den Treibhauseffekt weiter an.

CO2-Budget
CO2-Budget: Bisher freigesetztes CO2 sowie verbleibende Mengen für das Erreichen der Klimaschutzziele.© IPCC/ WBG I AR6

Begrenztes CO2-Budget

Ebenso klar sind die theoretisch nötigen Maßnahmen: Die Menschheit muss ihren CO2-Ausstoß innerhalb der nächsten Jahrzehnte auf Netto-Null reduzieren. Das uns noch bleibende CO2-Emissions-Budget ist dabei überschaubar: Nach Angaben des aktuellen Weltklimaberichts darf die gesamte Menschheit nur noch maximal 300 Milliarden Tonnen CO2 freisetzen, wenn die Erwärmung auf 1,5 Grad gegenüber vorindustriellen Werten begrenzt werden soll. Zum Vergleich: Zurzeit liegt der globale Jahres-Ausstoß von CO2 bei rund 36 Milliarden Tonnen. Rein theoretisch bleiben uns demnach noch knapp zehn Jahre, bevor die Grenze überschritten ist.

Für das Zwei-Grad-Ziel liegt das Emissionsbudget laut IPCC bei rund 900 Gigatonnen CO2. Das verschafft uns etwas mehr Zeit, die wir aber mit schwerwiegenderen Klimafolgen erkaufen werden. Doch der Umbau unserer Industrie, Wirtschaft und Energiesysteme ist nicht einmal annähernd weit genug fortgeschritten, um schon in naher Zukunft alle CO2-Emissionen zu vermeiden. Selbst bei ambitioniertestem Klimaschutz werden wir mehr Zeit brauchen als zehn Jahre.

Aus dem Abgas oder der Luft einfangen

An diesem Punkt kommt das Carbon Capture ins Spiel – das gezielte Einfangen von CO2 entweder aus Abgasen oder direkt aus der Luft. Im ersten Fall wird das Treibhausgas vor dem Verlassen des Schornsteins aus dem Abgasstrom einer Fabrik oder eines Kraftwerks herausgefiltert. Das CO2 wird damit aus den Emissionen entfernt, bevor es in die Atmosphäre gelangen kann. Weltweit gibt es bereits mehr als 20 kommerzielle Anlagen, die ein solches CO2-Capture aus Abgas in größerem Maßstab betreiben, dazu kommen zahlreiche kleinere Pilotanlagen. Zusammen schätzt die International Energy Agency (IEA) ihre Kapazität auf rund 40 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr.

Direct-Air-Capture
Pilotanlage zum Direct-Air-Capture in der Schweiz. © IGphotography/ Getty images

Beim sogenannten Direct-Air-Capture (DAC) wird das CO2 nicht an der Quelle angefangen, sondern aus der Umgebungsluft wiedergewonnen. Das DAC soll so dazu beitragen, den CO2-Gehalt der Atmosphäre quasi im Nachhinein zu senken. Zurzeit gibt es nach Angaben der IEA rund 15 DAC-Anlagen in Europa, den USA und Kanada. Unter ihnen ist eine 2017 eröffnete Pilotanlage der Firma Climeworks in der Schweiz sowie eine größere Anlage auf Island, die jährlich 4.000 Tonnen CO2 aus der Luft zieht und es in Form von Carbonatgestein im Untergrund bindet.

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Chance für „hartnäckige“ Industrien

Ein besonders großes Potenzial für das Carbon-Capture „im Schornstein“ – Post-Combustion – sehen Experten vor allem dort, wo CO2-Emissionen mit heutiger Technologie nur schwer zu reduzieren sind. Dies gilt vor allem für die Zementindustrie, die für rund acht Prozent des globalen CO2-Ausstoßes verantwortlich ist. Das CO2 entsteht dort zum einen bei der nötigen Umwandlung des Rohkalks (CaCO3) in Branntkalk (CaO), zum anderen beim anschließenden Brennprozess.

„Carbon Capture und Nutzung ist buchstäblich die einzige skalierbare Technologielösung, um starke Emissionsminderungen bei der Zementproduktion zu erzielen“, heißt es in einem aktuellen Bericht der International Energy Agency (IEA). Denn zwei Drittel des anfallenden CO2 sind dort chemisch bedingt und können daher kaum vermieden werden.

Stahlwerk
Einige Industriezweige wie die Stahlindustrie sind besonders CO2-intensiv und nicht auf die Schnelle umstellbar. © Frankhuang/ Getty images

Aber auch für die Stahlindustrie und einige Bereiche der chemischen Industrie könne das Abfangen von CO2 eine wichtige Übergangslösung darstellen. „Die Implementierung des CO2-Capture steigert die Kosten bei der Stahlproduktion um weniger als zehn Prozent, während die auf Wasserstoff aus Elektrolyse basierenden Ansätze 35 bis 70 Prozent teurer werden“, so die IEA. Hinzu kommt, dass kurzfristig nicht genügend „grüner“ Wasserstoff erzeugt werden kann, um die wasserstoffbasierte Stahlproduktion in großem Stil zu ermöglichen.

Allerdings: Wie effektiv und günstig das CO2-Capture ist, hängt stark davon ab, aus welcher Gasmischung das CO2 abgetrennt werden soll und mit welcher Methode…

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

CO2-Capture – aber wie?
Wie man Kohlendioxid aus Abgas und Atmosphäre entfernen kann

Warum das Ganze?
CO2-Capture als "Lückenfüller" im Klimaschutz

Einfach rauswaschen
Abtrennung von CO2 durch flüssige Absorber

Feststoffe als CO2-Fänger
Carbon-Capture mit Molekülkäfigen

Filter für das CO2
Abscheidung durch Membranen

Oxyfuel und Calcium-Looping
Carbon-Capture mit Sauerstoff und Kalk

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