Klimaschutz durch CO₂-Abscheidung

CO₂-Einlagerung im Boden: Noch viele Unbekannte

Eine neue Studie analysiert die Klimaeffizienz von Technologien zur Entfernung von CO₂ aus der Atmosphäre. Skalierbarkeit und Risiken der Technologien sind aber noch unklar. 


Technologien zur Entfernung von Kohlendioxid (CO2) aus der Atmosphäre (Direct Air Capture, kurz DAC) sind zwar bereits im Einsatz, ihr tatsächlicher Nutzen für den Klimaschutz und die Umweltfolgen sind aber erst kaum erforscht. Die Klimabilanzen dieser Technologien hat nun ein Forschungsteam um Kavya Madhu und Prof. Dr. Stefan Pauliuk von der Universität Freiburg (Fakultät für Umwelt und Natürliche Ressourcen) analysiert. Dafür ermittelten sie für zwei gängige DAC-Verfahren – eines bei hoher und eines bei niedriger Temperatur zur Abschöpfung des gebundenen CO₂ –, wie hoch ihr Energieeinsatz, ihre CO₂-Emissionen und weitere Verbrauchsfaktoren sind, um eine Tonne, eine Megatonne und eine Gigatonne CO₂ aus der Atmosphäre zu extrahieren und in tiefe Bodenschichten zu verpressen.

Diese Werte verglichen sie zudem mit zentralen etablierten Technologien und Maßnahmen zur CO₂-Einsparung wie etwa E-Mobiliät und Wärmepumpen. „Das Niedrigtemperatur-Verfahren zur CO₂-Extraktion erwies sich dabei als erstaunlich effizient“, sagt Kavya Madhu. Für eine Tonne CO₂-Extraktion etwa werden aktuell in der dafür notwendigen Energie- und Wärmebereitstellung 0,3 t CO₂ ausgestoßen und sogar nur 0,15 t, wenn CO₂-armer Strom verwendet wird. Die resultierende Netto-CO2-Extraktion von 0,7 0,85 t sei vergleichbar mit der CO₂-Einsparung durch die Verwendung derselben Energiemenge für Elektroautos anstelle von Benzinern.

Einige Faktoren noch unbekannt


Bei den Extraktionstechnologien wird zunächst Umgebungsluft mit einer Substanz in Kontakt gebracht, die das CO₂ aus der Luft absorbiert. In einem zweiten Schritt wird durch Erhitzung das gebundene CO₂ in hoher Konzentration wieder freigesetzt und anschließend verflüssigt. Energie-Aufwände und Emissionen entstehen insbesondere durch die notwendige Erzeugung von Ventilation, chemischen Reaktionen und Erwärmung sowie durch die Verpressung des entnommenen CO₂ in tiefe Bodenschichten. Allerdings, so Stefan Pauliuk: „Einige Faktoren für eine langfristige CO₂-Einlagerung sind noch unbekannt oder schwer ermittelbar – etwa die sich dynamisch entwickelnde CO₂-Speicherfähigkeit von Gesteinen.“ 


Abscheidung nur als Ergänzung


„Da die CO₂-Extraktion bereits jetzt eine vergleichsweise gute Effizienz aufweist, werden die DAC-Technologien wahrscheinlich langfristig für den Klimaschutz eine Rolle als Ergänzung spielen, nicht aber als Ersatz“, resümieren Madhu und Pauliuk. „Aufgrund der Unsicherheit der tatsächlichen Skalierbarkeit, der Risiken bei der CO₂-Speicherung im Gestein und des frühen Entwicklungsstadiums der DAC-Technologien ist die Anwendung bereits etablierter und ähnlich klimaeffizienter Technologien wie Batteriefahrzeuge und Wärmepumpen weiterhin dringend geboten.“

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