Generation 3 Direct-Air-Capture-Technologie (DAC)
Climeworks stellte laut einer Medienmitteilung vom 04.06.2024 die neueste Generation 3 Direct-Air-Capture-Technologie (DAC) vor, wodurch die Skalierung der Kapazität in den Megatonnen-Bereich ereicht wird. Die neue Technologie wird zunächst in den USA eingesetzt und dann, an bereits gesicherten Projektstandorten, weltweit repliziert. Die Technologie und das Design hinter Generation 3 wurden in den vergangenen fünf Jahren entwickelt und validiert. Seit Juni 2024 kommt sie in der größten Testanlage für Direct Air Capture in der Schweiz erstmals in großem Maßstab zum Einsatz.
CO2-Abscheidung im großen Stil: 26 mal 26 Meter bei einer Höhe von 22,5 Metern – Foto © climeworks
Der erste Großversuch hat den erwarteten Durchbruch bei Wirkungsgrad und Leistung aufgrund der neuartigen CO2-Filtersysteme und Prozesskonfigurationen bestätigt. Die DAC-Technologie Generation 3 basiert auf neuartig strukturierten Sorptionsmitteln in würfelförmigen Modulen.
Climeworks macht ihre Technologie zukunftsfähig. Die neuesten Forschungsergebnisse und die Entwicklung neuer Filtermaterialien und Anlagendesigns ermöglichen die weltweite Skalierung der CO2-Abscheidung in den Gigatonnen-Bereich. Auf dem jährlichen Carbon Removal Summit des Unternehmens in Zürich konnte Climeworks die Wirksamkeit ihrer Technologie – Generation 3 – zur Gewinnung von CO2 aus der Atmosphäre zeigen: Verdopplung der CO2-Abscheidungskapazität pro Modul, Halbierung des Energieverbrauchs, Verlängerung der Lebensdauer der Materialien und Kostenreduktion um 50 Prozent.
Doppelter Durchsatz – halbe Energie
Die Generation 3-Technologie arbeitet mit neuartig strukturierten Sorptionsmaterialien und ersetzt damit die in früheren Generationen eingesetzten gepackten Filterbetten. Durch die neue Struktur vergrößert sich die mit CO2 in Berührung kommende Oberfläche, was die Abscheidung und Freisetzung des CO2 um mindestens den Faktor zwei beschleunigt. Verglichen mit den bisherigen Filtern wird also mehr als doppelt so viel CO2 aufgefangen. Die neuen Filtermaterialien verbrauchen nur halb so viel Energie wie bisherige Materialien und sind für eine dreimal längere Lebensdauer ausgelegt. Die Generation 3-Technologie ist ein wichtiger Meilenstein der Kostensenkungsstrategie von Climeworks, die vorsieht, bis 2030 die Kosten pro abgeschiedener Tonne auf € 230 bis 325 und die Gesamtkosten auf € 370 bis 555 pro Tonne Nettoabscheidung zu reduzieren. Verglichen mit heute entspricht dies einer Gesamtkostenreduktion bis 50 Prozent.
Jan Wurzbacher, Mitbegründer und Co-CEO, fasst es so zusammen: „Climeworks wollte von Anfang an Technologieführerin sein. Wir waren wegbereitend bei der Entwicklung der Direct-Air-Capture-Technologie und haben bereits 2017 unsere erste kommerzielle Anlage in Betrieb genommen. Mit Orca in Island betreiben wir die weltweit größte kommerzielle DAC-Anlage. Eine zehnmal größere Anlage, Mammoth, haben wir bereits eingeweiht. Parallel dazu haben wir in den letzten fünf Jahren unsere Generation 3-Technologie entwickelt. Dank dieser Entwicklung auf Grundlage realer, im Feld gewonnener Daten werden wir die Abscheidungskapazitäten in den Megatonnen-Bereich vorantreiben können.“
Vorsprung mit weltweit größten Testanlagen
Am Anfang der innovativen Reise standen die kleinen und mittelgroßen Testanlagen von Climeworks in Zürich. Hier wurde die neue Technologie vor ihrer Erprobung in der großen Climeworks-Testanlage in Basel weiter verfeinert. Climeworks verfügt über ein Forschungs- und Entwicklungsteam aus 180 Expertinnen und Experten, von denen sich 50 mit der Entwicklung der Generation 3-Technologie befassen. Dieses Team hat insgesamt 15.000 Stunden lang neue Sorptionsmaterialien getestet und 5.000 CO2-Abscheidungs- und Freisetzungszyklen durchgeführt, um die Langlebigkeit und den Wirkungsgrad des Systems zu optimieren. Climeworks hat das Konzept ihrer Kollektoren von gestapelten Abscheidebehältern auf elegante, würfelförmige Module umgestellt. Diese Würfel bieten dank ihres Redesigns eine bessere Abscheidekapazität und höhere Robustheit bei niedrigeren Kosten. Ihre Grundfläche misst 26 mal 26 Meter bei einer Höhe von 22,5 Metern.
An vorderster Innovationsfront: Megatonnen-Hubs in den USA und darüber hinaus
Der erste Standort, an dem diese neue Technologiegeneration einschließlich des neuen Würfel-Designs zum Einsatz kommt, befindet sich in Louisiana: Es handelt sich um das „Project Cypress DAC Hub“, gefördert vom US-Energieministerium. Die Bauarbeiten sollen 2026 beginnen und eine weitere zehnfache Kapazitätssteigerung in Richtung Megatonnen-Bereich einläuten. Darüber hinaus ist Climeworks an zwei weiteren geplanten Megatonnen-Hubs in den USA beteiligt, entwickelt aktiv Projekte in Norwegen, Kenia und Kanada und erkundet weitere Standorte für den Weg zur Realisierung ihres Gigatonnen-Ziels.
Über Climeworks
Climeworks ist weltweit führend in der CO2-Abscheidung und hilft Unternehmen bei der Erreichung von CO2-Neutralität und im Kampf gegen die globale Erwärmung. Climeworks entwickelt, baut und betreibt Direct-Air-Capture-Anlagen, die der Luft bis zum Jahr 2050 CO2-Mengen im Gigatonnen-Bereich entziehen sollen. Das Unternehmen betreibt in Island die beiden weltweit größten Direct-Air-Capture-Anlagen und dies ausschließlich mit erneuerbaren Energien. In Zusammenarbeit mit Unternehmen wie Carbfix sorgt Climeworks dafür, dass das abgeschiedene CO2 dauerhaft aus der Atmosphäre gefiltert wird und Jahrtausende lang sicher im Boden gespeichert bleibt. Die gesamte CO2-Abscheidung wird durch die unabhängige Zertifizierungsstelle DNV verifiziert. Für die Orca-Anlage liegt zudem eine Zertifizierung nach Puro Standard vor.
Neben Innovationen und Hochskalierungen der Direct-Air-Capture-Technologie bietet Climeworks ihren Kundinnen und Kunden individuell betreute Portfolios für hochwertige Lösungen zur CO2-Abscheidung auf Grundlage branchenführender technischer und naturbasierter Ansätze an. Climeworks steht mit einer vielfältigen und wachsenden Kundenbasis, zu der multinationale Unternehmen wie Microsoft, BCG, J.P. Morgan Chase & Co. sowie SWISS gehören, an vorderster Front, wenn es darum geht, die Bestrebungen von Unternehmen nach mehr Nachhaltigkeit weltweit zu unterstützen.
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