CO2 filtern: Kosten höher als erwartet
Forschende der ETH Zürich haben drei Technologien beleuchtet, mit denen sich CO2 aus der Luft filtern lässt. Dabei haben sie vor allem die dafür entstehenden Kosten betrachtet. Ihr Ergebnis fällt schlechter aus als erwartet, denn die Kosten dafür sind relativ hoch.
In Island gibt es eine Anlage, die rund 4.000 Tonnen CO2 pro Jahr absaugt. Sie ist vom ETH Spin-off Climeworks.
Foto: Climeworks
Treibhausgase entstehen bei der Produktion von Waren und Gütern, in der Landwirtschaft, durch den Verkehr, bei der Verbrennung fossiler Energieträger. Mehr als 80 Prozent der Treibhausgase macht dabei das Kohlendioxid aus. Zahlreiche Länder in Europa haben es sich zum Ziel gesetzt, innerhalb eines bestimmten Zeitraums klimaneutral zu werden. Deutschland will dies spätestens bis zum Jahr 2045 erreichen, die Schweiz bis spätestens 2050. Die Klimastrategie der Schweiz berücksichtigt, dass es Branchen gibt, in denen sich Emissionen nur schwer vermeiden lassen. Dazu gehören vor allem die Landwirtschaft und die Industrie. Als Alternative sollen fünf Millionen Tonnen CO2 aus der Luft gefiltert und dauerhaft unterirdisch gespeichert werden.
Sowohl die Filtration als auch die Speicherung sind teuer. Deshalb sind sich Expertinnen und Experten auch einig, dass die Kosten dafür im direkten Zusammenhang mit dem Erreichen der Klimaneutralität stehen. Es gibt in der Schweiz derzeit drei verschiedene Technologien, mit denen CO2 gefiltert werden kann. Forschende der ETH Zürich haben die drei Möglichkeiten betrachtet und hinsichtlich der Kosten miteinander verglichen. Dafür entwickelten sie eine neue Methode.
CO2-Filtration: Kosten bis 2050 untersucht
Bislang war man davon ausgegangen, dass die Filtration zwischen 100 und 300 Dollar pro Tonne CO2 kosten wird. Nach den neuen Berechnungen gehen die ETH-Forschenden allerdings eher von 230 bis 540 Dollar aus. Das erste Verfahren bindet CO2 mithilfe eines festen Filtermaterials, das eine besonders große Oberfläche aufweist. Den Preis für dieses Verfahren beziffern die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit voraussichtlich 280 bis 580 Dollar pro Tonne bis 2050.
In dem zweiten Verfahren wird eine wässrige Lösung mit Kaliumhydroxid eingesetzt. Eine kanadische Firma, Carbon Engineering, hat diese Technologie bereits kommerzialisiert. Als Kosten berechnen die Forschenden hier zwischen 230 und 540 Doller pro Tonne. Das dritte Verfahren setzt auf die Abscheidung mit Kalziumoxid, das aus Kalkstein gewonnen wird. Kostenschätzung bei dieser Technologie: 230 bis 835 Dollar pro Tonne. Das US-amerikanische Unternehmen Heirloom Carbon Technologies bietet dieses Verfahren an.
Kosten der drei CO2-Filtrationstechnologien auf ähnlichem Niveau
Die Forschenden bezeichnen diese Verfahren allgemein als DAC-Technologien. DAC steht als Abkürzung für Direct Air Capture. „Die Verfügbarkeit von DAC-Technologien sollte auf keinen Fall unsere Anstrengungen reduzieren, CO2-Emissionen zu vermeiden. Gleichzeitig dürfen wir aber auch nicht mit dem Ausbau von DAC-Anlagen warten, da wir diese Technologien für kaum vermeidbare Emissionen brauchen“, sagt Bjarne Steffen.
Interessant ist, dass die Forschenden hinsichtlich der Kosten zu relativ ähnlichen Ergebnissen kommen bei den drei untersuchten Verfahren. Darüber hinaus sind sie der Ansicht, die Kostenentwicklungen seien dabei aber schwer abzuschätzen. Der Grund dafür liege in den noch jungen Technologien. Es gebe schließlich bislang kaum Erfahrungswerte, die für eine zukünftige Kostenentwicklung entscheidend sei. Um doch zu konkreten Ergebnissen zu kommen, nahmen die Forschenden die Komponenten der unterschiedlichen DAC-Anlagen in den Fokus und schätzten deren Kosten einfach einzeln. Im Anschluss zogen sie in ihre Ergebnisse 30 Expertinnen und Experten aus der Industrie hinzu. Diese sollten bewerten, wie komplex das technologische Design der Anlagen ist und ob es sich einfach in Standards umwandeln lässt.
Keine der CO2-Filtationstechnologien bevorzugen
Gemeinsam kamen die verschiedenen Expertinnen und Experten aus Wissenschaft und Industrie zu dem Schluss, dass Komponenten, die sich für die Massenproduktion eignen, die Kosten am Ende stärker fallen lassen. Handelt es sich um komplexere Teile, die eventuell auch für jede Anlage neu angepasst werden müssen, sinken die Kosten vermutlich langsamer. Hinzu kämen Kosten für Bauteile, die bereits ausgereift seien, sich aber hinsichtlich ihrer Kosten kaum mehr veränderten. Neben den einzelnen Teilen bezogen die Expertinnen und Experten auch die Kosten mit ein, welche für die Integration aller Komponenten anfielen, und sogar die Energie- und Betriebskosten einer Anlage.
Abschließend waren sich die Forschenden vor allem darin einig, dass es aus heutiger Sicht keine Entscheidung darüber geben dürfe, ob man sich nur auf eine der drei Technologien fokussieren solle und diese weiterentwickle. Vielmehr könne man noch nicht abschätzen, welche sich durchsetze, weshalb es sinnvoll sei, alle drei Optionen weiter zu verfolgen.
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