Die Erderwärmung schreitet rasch voran – schneller, als Klimaforscher:innen erwartet hatten. Gletscher schwinden, die Arktis erwärmt sich viermal schneller als der Rest der Welt, Permafrost schmilzt. Das klare Ziel heißt, möglichst schnell den CO2-Ausstoß zu minimieren und schließlich Klimaneutralität zu erreichen, um weitreichende Folgen für die Menschheit einzudämmen und noch Schlimmeres zu verhindern.
Im Jahr 2021 kamen weltweit 36 Milliarden Tonnen CO2-Emissionen zustande. Das zeigt, welche gewaltige Aufgabe es ist, die Klimaziele einzuhalten, also die Klimaerwärmung auszubremsen und möglichst bei 1,5°C zu stoppen.
Dass dies nicht allein durch die Vermeidung von CO2-Emissionen gelingen kann, ist mittlerweile Konsens. Es muss Kohlendioxid, also CO2, aktiv mit neuen Technologien und Methoden der Atmosphäre entzogen und gebunden werden.
An der Entwicklung und Umsetzung geeigneter Techniken und Verfahrensweisen für die CO2-Abscheidung aus der Luft arbeiten weltweit Forscher:innen und Unternehmen. Wir stellen dir interessante Projekte vor, die dazu beitragen, die Menschheit und alle Erdbewohner vor einer zu schnellen und zu hohen Klimaerwärmung zu retten.
CCS: CO2-Abscheidung direkt an der Quelle
Viele Prozessindustrien, also beispielsweise Chemie, Stahl- und Zementherstellung, sind große Emittenten von Kohlendioxid. Damit es nicht in die Atmosphäre eintritt, entwickeln und setzen verschiedene Unternehmen und Forscher:innen auf Technologien, die an den Schornsteinen der Industrieanlagen das CO2 abscheiden sollen. Nach der Filterung der Abgase wird das CO2 beispielsweise mit Hilfe von Wasser und organischen Amin-Lösungsmitteln gebunden und schließlich dauerhaft gelagert. Solche Verfahren laufen unter dem Namen „Carbon Capture and Storage“ (CCS).
Je nach angewendeter Technik liegt das gebundene CO2 in flüssiger oder fester Form vor und muss schließlich in geeignete Reservoirs dauerhaft verbracht werden. Dafür ist es notwendig, sichere, geeignete CO2-Endlager zu finden. In Norwegen wird verflüssigtes CO2 beispielsweise beim Projekt Northern Lights unter dem Meeresboden der Nordsee eingelagert. Das Projekt hat das ehrgeizige Ziel, via Pipelines flüssiges CO2 aus ganz Europa dort zu verbringen.
Kritik und Bedenken löst allerdings die CO2-Endlagerung in vielen Staaten und bei Umweltschützern aus.[1] Es werden beispielsweise Schäden am Grundwasser und an Böden befürchtet, wenn CO2 aus den Lagern entweicht.
CCS und die Suche nach CO2-Lagerstätten ist daher auch ein politisches Thema, manche Länder verbieten (bisher) sogar CCS. Laufende Forschungsprojekte sollen für sie Antworten liefern: Wie effektiv ist welche Form von CCS, welche Gefahren können auftreten und wie vermieden werden?
Bei der Forschung wird auch berücksichtigt, dass viele der neuen Technologien für die Abscheidung von CO2 energieintensiv sind. Mit erneuerbaren Energien könnte dieser Nachteil ausgeglichen werden, was Island bei seinem CCS-Projekt, durchgeführt vom Unternehmen Carbfix, mit einem nahezu 100 prozentigen Anteil von Energie durch Erdwärme und Wasserkraftwerke bereits umsetzen kann.
Mechanische Bäume, die CO2 aufsaugen
Ein ganz anderer Ansatz wurde vom Wald inspiriert. Natürliche Bäume speichern CO2 ein, daher kennt jeder Klimaschutz-Projekte zur Aufforstung und Erhaltung von Wäldern.
Was wäre, wenn mechanische Bäume der Atmosphäre 1000 Mal mehr CO2 entziehen könnten als Birken, Eichen und andere Baumarten? Hört sich zunächst unglaublich an, doch beim Projekt MechanicalTrees sind genau solche Maschinen entwickelt worden.
Ein Team der Arizona State University hat die mechanischen Bäume in Zusammenarbeit mit dem irischen Unternehmen Carbon Collect erfunden und gebaut. Mit echten Bäumen haben die 10 Meter hohen, mit Scheiben versehenen Säulen auf Sockeln optisch wenig gemeinsam. Durch die Scheiben der Säulen strömt Luft, der mittels einer Chemikalie CO2 entzogen wird. Alle 20 Minuten werden die Säulen in ihre Sockel eingefahren, wo Wasser und Dampf das CO2 von den Scheiben lösen und binden. Anschließend wird die Scheibensäule wieder ausgefahren, um erneut CO2 aus der Luft aufzunehmen.
Einer der Vorteile dieser Technik: Ein mechanischer Baum ersetzt 1.000 natürliche Bäume und er ist schneller aufgebaut und einsatzbereit als ein gewöhnlicher Baum wachsen kann. Ein weiteres Plus ist die passive Aufnahme aus der Luft. MechanicalTrees benötigen keine Ventilatoren, sondern es wird ohne zusätzlichen Energieaufwand der natürlich strömenden Luft CO2 entzogen.
Leider sind die auch als CO2-Staubsauger bekannten Maschinen wesentlich teurer als ein Baum und es müssen dafür Rohstoffe eingesetzt werden. Ein weiterer Nachteil ist die fehlende Umwandlung von CO2 in Sauerstoff, wie Bäume es vermögen.
Trotzdem sollen ganze Wälder aus MechanicalTrees entstehen. Auf einer Fläche von 2-3 Quadratkilometern würden 120.000 Säulen der Luft täglich rund 10.000 Tonnen Kohlendioxid entziehen. Wenn dich das Projekt interessiert, erfährst du hier mehr dazu[2].
Ist der Entzug von CO2 aus der Luft effizient und zukunftsfähig?
Das kommt ganz auf das jeweilige Projekt an. Einige Technologien sind heute schon effizient, zukunftsweisend und werden erfolgreich eingesetzt, andere sind leider wenig ausgereift. Zu letzteren zählt vermutlich die Idee von Forscher:innen aus Toronto, die mit speziellen Zugwaggons CO2 aus der Luft filtern wollen.
Um einen echten Effekt in puncto Klimaschutz durch das Abscheiden und Binden von CO2 zu erreichen, müssen massiv viele und möglichst effiziente Projekte und Technologien entwickelt und eingesetzt werden. Daher sind alle Ideen, Konzepte und Forschungen begrüßenswert, auch Waggons mit CCS-Anlagen. Selbst wenn die Umsetzung scheitern sollte, können die Erkenntnisse für neue Entwicklungen aufgegriffen werden.
Warum es dringlich ist, die Forschung voranzutreiben? Heute können selbst die effektivsten Projekte nur wenige Millionen Tonnen des Treibhausgases filtern und binden, dem stehen die eingangs erwähnten 36 Milliarden Tonnen CO2 gegenüber, die wir Menschen jährlich freisetzen. Es werden noch mindestens Jahrzehnte vergehen, bis die Menschheit Produktion, Transport und alle weiteren Lebensbereiche klimaneutral umzusetzen kann. Wir brauchen darum den CO2-Entzug aus der Atmosphäre, um eine negative Treibhausgas-Emission erreichen zu können.
Daraus ist aber auch der Schluss zu ziehen, dass wir uns heute nicht auf CCS-Technologien verlassen dürfen, die uns vor einem fortschreitenden Klimawandel retten. Für jeden einzelnen von uns ist es geboten, CO2 einzusparen, um einen verantwortungsvollen Beitrag für eine lebenswerte Zukunft und den Erhalt der Menschheit zu sichern.
Viele nachhaltige Handlungen führen dazu, dass die Emissionen von Treibhausgasen vermindert werden – und jede einzelne zählt: das Vermeiden von Flugreisen, der Umstieg von Auto auf Bahn, die Absenkung der Heiztemperatur, das bewusste Einkaufen bei Unternehmen, die (möglichst) CO2-neutral arbeiten, der Kauf von Produkten, die umweltbewusst hergestellt oder wiederaufbereitet werden und kurze Transportwege zu dir zurücklegen. Der Möglichkeiten gibt es viele.
