Wien (energate) – Die TU Wien hat ein neues Verfahren zur Abscheidung von CO2 aus der Umgebungsluft vorgestellt. Dieses soll deutlich weniger Energie benötigen als bisherige Direct-Air-Capture-Systeme (DAC). Der Prototyp „Austrian Pilot Unit 1 (APU 1)“ ist so groß wie ein Container und kann pro Jahr rund 50 Tonnen CO2 aus der Atmosphäre entfernen, wie die TU Wien mitteilte. Die Entwicklung setzt auf ein Zwei-Zonen-Verfahren, das den Energieeinsatz drastisch reduziert und damit einen vielversprechenden Ansatz für skalierbare CO2-Entnahme liefert. Der Energiebedarf der Anlage liegt bei rund 2.000 kWh pro abgeschiedener Tonne.
Finanziert wurde das Projekt vom amerikanischen Investor Peter Relan, Gründer der Dharma Karma Foundation. Die Organisation unterstützt „innovative Lösungen für die dringendsten technologischen Herausforderungen der Welt“, heißt es von der Dharma Karma Foundation. Dazu zähle auch das Kohlenstoffmanagement.
Die Anlage wurde im vergangenen Sommer erstmals in Betrieb genommen und soll nun schrittweise weiterentwickelt und skaliert werden. Der nächste Meilenstein ist eine 1000-Tonnen-Einheit, die die Technologie in den kommerziellen Maßstab führen soll.
Effizienzfalle der CO2-Abscheidung
CO2-Abscheidung funktioniert grundsätzlich, indem Luft durch ein Medium strömt, das CO2 bindet. Dieses Medium basiert meist von Aminen. Sobald das Material gesättigt ist, wird es erhitzt, sodass das CO2 wieder freigesetzt und anschließend gespeichert oder weiterverarbeitet werden kann. Das Erhitzen ist allerdings extrem energieintensiv. Dies macht die Verfahren bislang vergleichsweise teuer und ineffizient.
Genau hier setzt APU1 an. Während konventionelle Systeme Filterung und Regeneration im selben Bauteil durchführen, nutzt der neue Prototyp ein Zwei-Zonen-Verfahren. Das Filtermaterial wandert automatisch zwischen einem kalten Behälter, in dem die CO2-Aufnahme stattfindet, und einem separaten heißen Regenerator. Nur dort müssen hohe Temperaturen herrschen. Durch diese räumliche Trennung entfällt das Aufheizen großer Massen an Stahl und Technik pro Zyklus. Mehrere Regeneratoren sind dabei so angeordnet, dass Abwärme intern genutzt werden kann. Das spare Energie und verbessere den Gesamtwirkungsgrad, heißt es von der TU Wien.
Einsatz flexibel statt zentral
Damit das System wirtschaftlich wird, soll es modular bleiben. Der kompakte Prototyp lässt sich laut Entwicklern sowohl in kleinen Einheiten für Firmen oder lokale Initiativen betreiben als auch in großen Arrays, also mehrere Module zusammengestellt, um industrielle Mengen CO2 zu entfernen. Die Forschenden sehen darin einen strukturellen Vorteil gegenüber den groß angelegten Direct-Air-Capture-Projekten, die derzeit in den USA oder im Nahen Osten entstehen.
Zudem kann die Anlage Niedertemperaturwärme nutzen, wie sie etwa in Industrieanlagen, Rechenzentren oder Geothermieprojekten anfällt. Viel dieser Abwärme wird heute ungenutzt an die Umgebung abgegeben. Wird sie in das System eingespeist, kann der Energiebedarf weiter sinken.
CO2-Abscheidung trotz Emissionsreduktion unverzichtbar
Internationale Klimamodelle und Experten gehen inzwischen klar davon aus, dass massive Emissionsreduktionen allein nicht ausreichen werden, um die globalen Temperaturziele einzuhalten. Denn selbst bei ehrgeizigen Einsparpfaden verbleibt ein beträchtlicher Teil der historisch ausgestoßenen Treibhausgase in der Atmosphäre. Ohne zusätzliche Negativemissionen steigt daher das Risiko, dass klimatische Kipppunkte früher erreicht werden und sich die Erderwärmung stärker entfaltet als bislang angenommen.
Vor diesem Hintergrund plädierte die Boston Consulting Group (BCG) im August dafür, dass Deutschland gezielt in Technologien zur CO2-Entnahme aus der Atmosphäre (Carbon Dioxide Removal, CDR) investiert. Auf diese Weise könne ein neuer Industriezweig entstehen, der bis 2045 Investitionen von rund 90 Mrd. Euro erfordere und etwa 190.000 Arbeitsplätze schaffen könnte. Zudem seien umfassende Carbon-Management-Strategien notwendig, die verschiedene Abscheidungs- und Speicheroptionen kombinieren. /hp
