Die CO2-
Fischer
Trotz ambitionierter Klimaschutzziele stagnieren die CO2-Emissionen weltweit auf hohem Niveau. Clevere Unternehmen wollen den Klimawandel nun dadurch bremsen, dass sie Kohlendioxid aus der Luft zurückholen und recyceln.
TEXT Kristina Simons
„Unser langfristiges Ziel
ist es, bei 100 US-Dollar pro Tonne zu landen.“
Jan Wurzhaber und Christoph Gebald,
Gründer Climaworks
Stimulierend
In einer Gärtnerei sorgt
klimaschädliches
Kohlendioxid für gesundes Wachstum bei Pflanzen.

ehn Jahre ist es her, dass die beiden deutschen Maschinenbauingenieure Jan Wurzbacher und Christoph Gebald das Schweizer Start-up Climeworks gründeten. Beide hatten zuvor an der ETH Zürich studiert und bekamen dort die Möglichkeit, ihre Geschäftsidee in einem Spin-off zu verwirklichen. „In der Schweiz gibt es ein ausgesprochen spannendes Arbeitsumfeld für Start-ups“, sagt Climeworks-Sprecherin Louise Charles. Heute, nach einer Dekade des Tüftelns und Forschens, ist die Technologie ausgereift, die Nachfrage immens und die Wachstumsaussicht entsprechend groß. Direct-Air-Capture-Technologie, kurz DAC, nennt sich die Technik, mit der Climeworks klimaschädliches CO2 aus derUmgebungsluft herausfiltert und für industrielle Zwecke weiternutzt.

Das Unternehmen hat bereits 14 solcher Filteranlagen in sechs Ländern gebaut. Die weltweit erste kommerziell genutzte wurde 2017 in der Gemeinde Hinwil im Zürcher Oberland in Betrieb genommen. Sie befindet sich auf dem Dach einer Müllverbrennungsanlage. Drei Reihen mit je sechs Direct-Air-Capture-Modulen saugen pro Jahr 900 Tonnen CO2 ab. Die Müllverbrennungsanlage des KEZO (Zweckverband Kehrichtverwertung Zürcher Oberland) liefert die nötige Energie –zu 80 Prozent in Form von Niedertemperaturwärme und zu 20 Prozent als Elektrizität.

Klimakiller lässt Salat sprießen

In jedem der 18 Module befinden sich Ventilatoren, die Luft ansaugen. Wie ein Schwamm nimmt speziell behandeltes Filtermaterial die CO2-Moleküle auf. „Ist der Filter voll, wird er auf 95 Grad erhitzt. Dadurch lösen sich die CO2-Moleküle und können zwischengespeichert werden“, erläutert Charles. Dann geht die Prozedur von vorne los. Das gefilterte Kohlendioxid wird anschließend alsDünger an einen Gewächshausbetreiber in unmittelbarer Nähe verkauft. Dort bringt es Tomaten, Gurken und Salat zum Sprießen. Auch mit einem Getränkehersteller arbeitet das junge Unternehmen bereits zusammen; er nutzt das CO2 als Kohlensäure. Bis 2025 will Climeworks ein Prozent der jährlichen weltweiten CO2-Emissionen aus der Luft filtern.

Die in der Grafik dargestellte Pilotanlage DAC-1 ist Teil des CarbFix2-Projekts. Sie ging im Oktober 2017 auf dem Gelände einer der weltweit größten Geothermieanlagen in Island in Betrieb. Das gefilterte CO2 wird hier sicher und dauerhaft in Basaltgestein gespeichert. DAC-1 filtert pro Jahr circa 50 Tonnen CO2.
CarbFix2 wurde aus dem Forschungs- und Innovations-programm Horizon 2020 der Europäischen Union finanziert. Der Filter hält mehrere
Tausend Zyklen. Das konzentrierte CO
2-Gas dient zur Versorgung der
Climeworks-Kunden oder für negative Emissionstechnologien.
Das ist ein ambitioniertes Ziel, schließlich sind dafür 250.000 Anlagen wie die in Hinwil notwendig. „Eine Tonne CO2 zu filtern, kostet mit der Anlage zwischen 600 und 800 US-Dollar. Da der CO2-Preis deutlich geringer ist, rechnet sich die Anlage in der Schweiz noch nicht“, sagt Charles. „Mit jeder neuen Anlage sinken die Kosten allerdings. Unser langfristiges Ziel ist es, bei 100 US-Dollar pro Tonne zu landen.“ Durch Zugabe von Wasserstoff lässt sich aus dem gefilterten CO2 in Power-to-X-Anlagen auch Methan gewinnen, das sich dann zu treibhausreduzierten synthetischen Kraftstoffen weiterverarbeiten lässt. Auch hier ist Climeworks bereits in verschiedenen Forschungsprojekten tätig, etwa beim Horizon-2020-Projekt STORE&GO der EU, beim Kopernikus-Projekt P2X des Bundesforschungsministeriums und beimHEPP-Projekt der Hochschule für Technik Rapperswil.

Kohlendioxid als Energiespeicher
Das ebenfalls 2009 gegründete Rostocker Start-up Gensoric extrahiert auch CO2 direkt aus der Luft und will damit Eigenheime grüner machen. Die dafür entwickelte Technologie willpower energy® ist zugleich Power-to-Liquid-(PtL)-Anlage und Energiespeicher. Mithilfe von temperaturempfindlichen Enzymen, Wasser und regenerativ erzeugtem Strom, beispielsweise von der eigenen Photovoltaikanlage, wird aus dem CO2 flüssiges Methanol hergestellt. Dieser klimaschonende Energieträger lässt sich problemlos als saisonaler Speicher für überschüssige Solar- oder andere grüne Energie nutzen. „Ein solcher Vorrat an Methanol reicht aus, um etwa ein Passivhaus durch Rückumwandlung des Methanols in Wärme und/oder Strom gut über den sonnenarmen Winter zu bringen“, sagt Gensoric-Geschäftsführer Antonio Martinez-Arbizu. Hausbesitzer können mit derPtL-Anlage zudem ihren eigenen Brennstoff herstellen und in Brennstoffzellenheizung, Blockheizkraftwerk oder Brennwertkessel für die Warmwasser- und Heizungsversorgung oder zur Stromerzeugung nutzen. „Sie können sich dadurch vollständig unabhängig von fossilen Brennstoffen machen“, meint Gensoric-Geschäftsführer Antonio Martinez-Arbizu. Damit sich das bald auch wirtschaftlich rechnet, arbeiten die Rostocker aktuell daran, die Enzyme weiterzuentwickeln und den Wirkungsgrad der Anlage zu verbessern.