Foto: tostphoto/shutterstock.com

CO2 aus der Luft entfernen: Geht das?

Die Forschung beschäftigt sich mit einigen vielversprechenden Ansätzen, um die Klimaerwärmung zu bremsen. Ein Überblick.

Text — Raphael Hegglin

 

Kohlendioxid – in der chemischen Summenformel CO2 – kommt natürlicherweise in der Erdatmosphäre
vor. Der Anteil an Kohlendioxid in der Luft ist zwar gering, trotzdem beeinflusst dieses Gas das Klima auf unserem Planeten massgeblich (siehe Infokasten «Der Treibhauseffekt»). Die Gründe für den Anstieg sind menschgemacht. Das Abholzen von Wäldern und das Verbrennen fossiler Brennstoffe setzt Unmengen an CO2 frei. Dem will man mit mehr Energieeffizienz und erneuerbaren Energiequellen entgegenwirken. Zusätzlich ist eine neue Strategie entstanden: CO2wieder aus der Luft entfernen. Dazu gibt es unterschiedliche Ansätze, unter anderem die folgenden.

 

EINFACH UND NATÜRLICH

Laut einer Studie der ETH Zürich wäre es möglich, weltweit rund 0.9 Milliarden Hektar Land aufzuforsten. Das entspricht etwa der Fläche der USA. Die dort wachsenden Bäume würden zwei Drittel des vom Menschen ausgestossenen CO2 binden. Zudem entstünden wertvolle Naturgebiete, die Pflanzen, Tieren wie auch Menschen Lebensraum böten.

Bereits heute gibt es daher zahlreiche Aufforstungsprojekte, die von Staaten, Umweltorganisationen, Firmen, Mode-Labels und Privatpersonen unterstützt werden. Ebenso können Unternehmen ihre CO2-Bilanz verbessern, indem sie Wiederaufforstungen finanziell unterstützen.

INFO

DER TREIBHAUSEFFEKT

Ein Treibhaus (Gewächshaus) nutzt die Energie der Sonne: Licht kann nahezu ungehindert durchs Glas eindringen und erwärmt die dahinter liegende Luft wie auch sämtliche feste Materie. Die Wärme kann das Treibhaus nun nicht mehr leicht verlassen. Denn der grösste Teil der aus Sonnenlicht entstandenen Wärmestrahlung (Infrarot-Strahlung) wird an den Innenflächen der Glasscheiben zurückgeworfen, es wird immer wärmer im Treibhaus, bis sich ein Gleichgewicht einstellt. Treibhausgase – mengenmässig allen voran das CO2 – haben in der Atmosphäre eine ähnliche Funktion wie die Glasscheiben eines Gewächshauses. Sie lassen Sonnenlicht nahezu ungehindert durch, nehmen jedoch einen Teil der von der Erde abgestrahlten Wärme auf und werfen sie auf die Erde zurück. Dieser Effekt ist für alles Leben auf der Erde essenziell. Ohne den natürlichen Treibhauseffekt würde statt der weltweiten, mittleren Temperatur von plus 15 Grad in Bodennähe eine eisige Kälte von minus 18 Grad vorherrschen. Erhöht sich nun die CO2-Konzentration, steigen auch die Temperaturen und das Klima wandelt sich. Bereits heute ist sie fast 50 % höher als vor der industriellen Revolution.

Bild:  Natalia-Aleksakhina/123rf.com


GRÜNE STÄDTE

Was mit Wald funktioniert, funktioniert auch in Städten: Je mehr Pflanzen wachsen, desto mehr CO2 wird gebunden. Nur existieren in Städten bekanntlich kaum grüne Flächen. Jedenfalls nicht in der Horizontalen – dafür in der Vertikalen umso mehr. Mit «City Trees» hat das Dresdner Startup Green City rechteckige, mit Moos bewachsene Konstruktionen entwickelt. Sie lassen sich in Fassaden sowie Innenwänden installieren und entziehen der Luft nicht nur CO2, sondern filtern auch Feinstaub heraus und sorgen für ausgeglichenere Temperaturen.

 

CO2 AUS DER LUFT FILTERN

Mehrere Firmen entwickeln weltweit Systeme, die CO2 mittels unterschiedlicher Techniken aus der Luft filtern. Berühmtestes Beispiel ist die Schweizer Firma Climeworks, ein Spin-Off der ETH Zürich. Ihre Carbon-Dioxide-Air-Capture-Technologie beruht auf Ventilatoren, die Luft über Filter blasen. Diese Filter binden das CO2; sind sie voll, dann erhitzt man sie in einem abgeschlossenen Raum, worauf das CO2 wieder freigesetzt und definitiv eingefangen wird. Es lässt sich dann zum Beispiel in Druckflaschen abfüllen und weiterverarbeiten. Das Angebot von Climeworks ist insbesondere für Firmen interessant, sie können mit dieser Technologie den firmeneigenen CO2-Ausstoss real verringern. Was allerdings noch
seinen Preis hat: Die Entnahme von 1 kg CO2 aus der Luft kostet Kundinnen und Kunden von Climeworks zurzeit rund 1,1 Franken – und entspricht derjenigen Menge, die ein Auto ungefähr auf eine Distanz von 5 km ausstösst.

CO2 aus der Luft filtrieren ist eine Möglichkeit, den Treibhauseffekt zu reduzieren.

KOHLE AUS CO2

Australischen Wissenschaftlern ist es gelungen, aus CO2 kohleartige Verbindungen herzustellen. Dies geschieht mittels Elektrolyse. Es braucht also Strom dazu. Dieser muss aus erneuerbaren Energiequellen stammen, ansonsten ist die Umweltbilanz des Verfahrens nicht gut. Mit der so gewonnenen Kohle lässt sich dann Energie zurückgewinnen, wodurch das CO2 wieder freigesetzt wird – um es anschliessen wieder in Kohle zu verwandeln. Das System der Australier ist also ein Kreislauf, der durch erneuerbare Energie angetrieben wird. Prädestiniert dafür ist Solarstrom, der im Sommer überschüssig vorhanden ist, sich jedoch nur schwer speichern lässt.

 

AB IN DEN BODEN DAMIT

Eine weitere Methode ist, CO2 in den Boden zu pumpen und dort endgültig einzulagern. Das CO2 muss zuvor mittels einer Filtermethode oder fraktionierter Destillation von Luft (Linde-Verfahren) der Luft entnommen werden. Im isländischen Hengill betreibt man dazu eine Versuchsanlage: Bisher konnten im Rahmen des Carb-Fix-Projekts 4500 Tonnen CO2 unter Zugabe von Wasser und Schwefelwasserstoff in vulkanische Erde gepresst werden. 95 Prozent davon haben sich innerhalb von zwei Jahren in Carbonate umgewandelt, die dauerhaft im Boden bleiben werden. Das Verfahren lässt sich jedoch nur in wenigen Gebieten der Erde umsetzen, da es dazu Schwefelwasserstoff braucht. Dieser kommt in Hengill als natürliches Vulkangas bereits vor.