In der Schweizer Gemeinde Hinwil am 1115 Meter hohen Bachtel entsteht derzeit eine Art Wundermaschine. Glaubt man den Entwicklern, könnte sie eines Tages helfen, das Problem des Klimawandels zu lösen. Spätestens im Mai dieses Jahres soll die zehn Meter hohe Anlage damit beginnen, CO2 aus der Luft zu saugen.

Die 18 Kästen für die weltweit erste kommerzielle Industrieanlage dieser Art sind schon produziert. „Pro Woche hat die Fertigung ein Modul ausgespuckt“, sagt Jan Wurzbacher, einer der beiden Chefs der Schweizer Firma Climeworks, der die Idee an der ETH Zürich entwickelt hat. Die Module werden auf einem handelsüblichen Frachtcontainer gestapelt, in dem sich Steuerung und Prozesstechnik befinden. Pro Jahr soll die Anlage 900 Tonnen CO2 aus der Luft holen. „Das genügt, um eine kleine Getränkefabrik oder ein Gewächshaus zu versorgen“, sagt Wurzbacher. „Wir können das aber mit weiteren Modulen beliebig vergrößern.“

Und das ist auch nötig für seine Vision, das aus der Luft gefischte CO2 eines Tages zu nutzen, um massenhaft synthetische Kraftstoffe zu produzieren. Oder es unter die Erde zu bringen. Da das CCS (Carbon Capture and Storage) genannte Verfahren kein Wasser benötigt, böte es sich etwa für Wüstengebiete an, sagt Wurzbacher.

Dort lasse sich der nötige Strom aus Solaranlagen gewinnen. Im vergangenen Jahr überstieg die weltweite CO2-Konzentration in der Atmosphäre erstmals die Marke von 400 ppm. Das heißt, von einer Million Teile Luft werden 400 Teile Kohlendioxid sein. Damit nähert sich die Welt der Marke von 450 ppm, welche Klimaforscher als Grenze angeben, ab der sich die Erwärmung der Welt nicht mehr aufhalten lässt. Schon heute ist das 1,5-Grad-Ziel Klimaanalytikern zufolge gar nicht mehr zu schaffen. Zumindest nicht, indem die Menschen lediglich ihren Treibhausgas-Ausstoß von 36 Milliarden Tonnen CO2 Pro Jahr bis zur Mitte des Jahrhunderts auf null senken. Es wäre zusätzlich erforderlich, Kohlendioxid wieder aus der Atmosphäre herauszuholen. Durch Aufforstung, neue Moore – oder die Kombination von Biomasse-Verbrennung und der unterirdischen Speicherung von CO2.

Für Harald Bradke vom Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI ist CCS allerdings nur der letzte „Rettungsring auf dem Ozeandampfer“. In Deutschland gilt das Verfahren als Risikotechnologie und ist tabu, auch weltweit steckt CCS in einer Krise. Ausgenommen Nordamerika. In Kanada ging 2014 eine Anlage in Betrieb, die einen Großteil des Kohlendioxids aus einem Kohlekraftwerk in ein leeres Ölfeld pumpt. Und in den USA stehen zwei Anlagen – ebenfalls in Kombination mit Kohlekraftwerken – kurz vor der Fertigstellung.

Lange sahen Kritiker darin ein Feigenblatt für die Kohleindustrie, die so ihre Kraftwerke trotz Klimavorgaben weiter betreiben kann. Außerdem sei die Technik teuer, die geologischen Speicher begrenzt und die Kombination mit Biomasse nehme große Flächen ein.

Zumindest dieses Problem hat Wurzbacher nicht. „Wir nehmen keinen landwirtschaftlichen Nutzflächenweg“, sagt er. Seine CO2-Filter funktionieren wie umgedrehte Ventilatoren: Ein Gebläse saugt die Umgebungsluft an und presst sie durch einen Filter aus Zellulose. Wurzbacher vergleicht ihn wegen seiner großen Oberfläche mit einem Schwamm. Der ist beschichtet mit einer aminhaltigen Flüssigkeit, die das Kohlendioxid in Form von Salzen bindet. Sensoren zeigen an, wenn der Filter voll ist.

Durch Erwärmung auf 100 Grad löst sich das CO2 vom Filter und lässt sich absaugen. Das CO2 aus der drei bis vier Millionen Euro teuren Industrieanlage soll über Schläuche in ein Gewächshaus strömen. Dessen Betreiber zahlt für das Gas, damit die Tomaten, Gurken und Peperoni dort besser wachsen. Die Abwärme liefert eine Müllverbrennungsanlage. Noch ist es allerdings sehr teuer, CO2 aus der Luft zu holen, da es dort nur als Spurengas vorkommt. Derzeit kann Climeworks das Klimagas zu ein paar Hundert Euro pro Tonne anbieten – das lohnt sich nur für Nischen wie die Getränkeindustrie und Gärtnereien, welche mit CO2-neutraler Produktion werben können. „Um CO2 dauerhaft und in großem Maßstab aus der Atmosphäre zu entfernen, darf die Tonne Kohlendioxid maximal 100 Euro kosten“, erklärt Wurzbacher. „Die Unterschreitung dieser magischen Grenze ist unser Ziel.“

Das Kalkül: Werden erst mal Hunderte oder Tausende Module produziert und der Energiebedarf weiter gedrückt, sänken auch die Kosten. Der hohe Energiebedarf ist die Achillesferse der Technologie. Pro Tonne CO2 benötigt Climeworks bislang noch 1800 bis 2500 Kilowattstunden an Wärmeenergie. Wissenschaftler tüfteln schon an Alternativen zum Amin-Verfahren. An der ETH Zürich hat der Verfahrenstechniker Marco Mazzotti eine Waschflüssigkeit erprobt, die auf gekühltem Ammoniak basiert, mit der die CO2-Abscheidung effizienter ablaufen soll.

Einen ganz anderen Weg geht Bruno Kolb: Der Chemiker hat mit drei Mitarbeitern vom Schülerforschungszentrum Überlingen einen Gaschromatografen umgebaut. Der wird allerdings nicht mit Luft bespült, sondern mit Abgasen aus seinem VW Lupo, in denen das CO2 15 Prozent ausmacht – und deshalb deutlich einfacher herauszulösen ist. Das Gerät im Keller des Schulgebäudes nutzt die unterschiedlichen Wandergeschwindigkeiten der Gase: Wenn das Kohlendioxid das Ende des Rohres erreicht hat, haben Stickstoff und andere Nebenprodukte das Rohr schon verlassen. Das CO2 wird dann mit Wasserstoff zurückgespült. Alles bei Raumtemperatur.

Die Gruppe gewann den Jugend-forscht-Wettbewerb, einen US-Forschungspreis und einen mit 100 000 Dollar dotierten Preis der Vereinigten Arabischen Emirate. „Dieses Projekt hat industrielles Potenzial“, sagt Kolb, der früher für das US-Technologie-Unternehmen Perkin Elmer gearbeitet hat. „Weil es aber unter der Bezeichnung Schülerprojekt läuft, wird es hierzulande nicht ernst genommen.“

 

Benjamin von Brackel

Arbeitet als Umweltjournalist in Berlin. Ausgezeichnet mit dem Umweltmedienpreis.

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