Neuartiges CCU
Die Erderwärmung ist nach Meinung des Weltklimarats IPCC kaum noch zu verhindern, ohne der Atmosphäre CO2 zu entziehen – negative Emissionen heißt der etwas sperrige Fachbegriff. Die Schweizer Firma Climeworks hat eine der ersten Filteranlagen für die Absorption von Kohlendioxid aus der Luft konstruiert. Damit will sie Treibhausgas aus der Luft absorbieren und für industrielle Zwecke nutzbar machen.
Nur das kanadische Unternehmen Carbon Engineering war möglicherweise mit etwas Ähnlichem früher dran. Die Capture-Technologie von Carbon Engineering bringt atmosphärische, CO2 enthaltende Luft in Kontakt mit einer chemischen Lösung, die auf natürliche Weise CO2 absorbiert, in einem Gerät namens Contactor. Diese Lösung, die nun das eingefangene CO2 enthält, wird einem Regenerationszyklus zugeführt, der gleichzeitig das CO2 extrahiert, während die ursprüngliche chemische Lösung regeneriert wird, um sie wieder in dem Contactor zu verwenden. Das extrahierte CO2 wird mit dem gesa mten CO2 aus dem Energieverbrauch des Systems kombiniert und beide werden als Qualitäts-Produkt per Hochdruck-Pipeline geliefert.
Das Schweizer Unternehmen Climeworks hat Verfahren und Geräte entwickelt, die das Klimagas aus der Luft abscheiden können. Theoretisch kann „Direct Air Capture“ große Mengen abscheiden.Zuerst werden die Climeworks-Geräte eingesetzt, um fast reines CO2 für den wirtschaftlichen Einsatz zu gewinnen, zum Beispiel zur Herstellung synthetischer Kraftstoffe oder Sprudel. Die erste größere Testanlage soll bald in Betrieb gehen und ein Gewächshaus versorgen. Der hohe Kohlendioxid-Gehalt soll 20 Prozent mehr Ertrag ermöglichen. Das technische Prinzip ist ein zyklisch eingesetzter Filter: Er bindet das Gas aus der Luft und gibt es gesammelt ab, wenn er auf 100 Grad Celsius erhitzt wird.
Climeworks CO2-Abscheideanlagen sind modular aufgebaut und die Kapazität ist skalierbar in Vielfachen von 35 kg pro Stunde (300 metrische Tonnen pro Jahr). Die einzelnen Module bestehen aus sechs Climeworks CO2-Kollektoren, die in einen Standard-40-Fuß-Container eingebaut werden. Climeworks CO2-Abscheideanlagen werden vollautomatisiert, über Tastenfeld und Touchscreen bedient und sind für den autonomen Dauerbetrieb geeignet.
Jährlich 900 Tonnen CO2 aus der Atmosphäre
Übergeordnetes Ziel ist es, eine industrielle CO2-Abscheideanlage zu entwerfen, zu bauen und kontinuierlich zu betreiben und den Kunden atmosphärisches CO2 zu liefern. Die Anlage wird jährlich 900 Tonnen CO2 aus der Atmosphäre erfassen und das Wachstum von Tomaten, Gurken und Salat in einem nahe gelegenen Gewächshaus um bis zu 20 Prozent steigern. Die Anlage wird als Teil eines dreijährigen Pilot- und Demonstrationsvorhabens mit der Gartenbaufirma und dem Zweckverband Kehrichtverwertung Zürcher Oberland KEZO als Projektpartner gebaut. Das Projekt wird vom Schweizer Bundesamt für Energie (BFE) gefördert.
Aus der „Carbon Engineering“-Webseite: „Hauptzweck des Pellet-Reaktorsystems ist es, das mittels einer alkalischen Flüssigkeit (Kalilauge) im Luftaustauscher absorbierte CO2 in feste Pellets umzuwandeln, die dann leicht getrocknet und nachgeordnet in einen sogenannten Kalzinierofen zur CO2-Freisetzung und Reinigung verbracht werden. Das System besteht aus einem ‚Wirbelbett‘ von Pellets, die von der langsam nach oben strömenden Lauge bewegt werden. Von unten werden CO2-reiche Flüssigkeit aus dem Luftaustauscher und Chemikalien zugeführt. Es findet eine chemische Reaktion statt, in deren Verlauf Carbonat in die festen Pellets ausfällt und an der Spitze CO2-arme Lauge austritt, von wo diese dann wieder zurück in die Luftaustauscher geleitet wird, um erneut CO2 zu absorbieren. Die festen Pellets werden regelmäßig entnommen, gewaschen und dem Kalzinierofen zugeführt, wo die Feststoffe erwärmt werden, um CO2 freizustzen, wonach die zurückbleibende feste Chemikalie zur Wiederverwendung ins Pellet-Reaktorsystem (s.u.) verbracht wird.“
Ziel industrielle Großanlage
Das Hauptziel des Climeworks-Projekts ist es, die einzigartige Direct Air Capture (DAC) -Technologie von Climeworks zu industrialisieren und eine industrielle Großanlage zu bauen, die CO2 aus der Luft aufnimmt. Ein weiteres Ziel ist es, die Betriebskosten der Anlagen zu ermitteln, die derzeit in der Forschungsgemeinschaft kontrovers diskutiert werden. Dies ist ein wichtiges Fundstück, um Geschäftsmodelle für die internationale Umsetzung der Technologie zu definieren.
Die Anlage wird an der Müllverbrennungsanlage KEZO in Hinwil (Kanton Zürich, Schweiz) installiert, die anschließend die DAC-Anlage mit Wärme und Strom versorgt. Obwohl die Anlage an einer Müllverbrennungsanlage installiert ist, wird sie technisch CO2 aus der Atmosphäre und nicht aus dem Schornstein abscheiden. Da es sich bei der CO2-Aufnahme im Allgemeinen um einen energieintensiven Prozess handelt, ist ein Standort für den kommerziellen Einsatz mit Abwärme und nahe der CO2-Nutzung optimal. Das hochreine CO2-Produkt wird dann einem benachbarten Gewächshaus von Gebrüder Meier zugeführt. Das Gas wird in die Gewächshaus-Atmosphäre eingeleitet, um das Wachstum von Tomaten, Gurken und Salat um bis zu 20 Prozent zu erhöhen.
Basierend auf den Ergebnissen dieses Projekts soll das Climeworks-Produkt weiter in die industrielle Fertigung gehen, um schließlich aus atmosphärischem gewonnenes CO2 für Power-to-Gas- und Power-to-Liquids-Technologien zu liefern, um Erneuerbaren Strom effizient durch die Herstellung synthetischer Kraftstoffe zu speichern. Diese Treibstoffe sind klimaneutral und stehen nicht im Wettbewerb mit der Nahrungsmittelproduktion. Climeworks-Technologie ermöglicht einen geschlossenen Kohlenstoffkreislauf, in dem CO2 aus jeder Quelle oder sogar in die Vergangenheit emittiert und für die Produktion von kohlenstoffneutralen Kraftstoffen wiederverwendet werden kann. In der kurzfristigen Technologie von Climeworks soll die CO2-Versorgung von Getränkeherstellern genutzt werden, die derzeit ihr CO2 überwiegend als Abfallprodukt aus der Industrie beziehen, das wiederum aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe resultiert.
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