Algen und Weltraum-Spiegel sollen Erderwärmung stoppen

Wie ein Staubsauger sollen die CO2-Kollektoren des Schweizer Unternehmens Climeworks Kohlenstoffdioxid aus der Luft filtern. Das gefilterte CO2 kann dann weiterverarbeitet und zu Treibstoff umgewandelt werden. Das Kohlendioxid kann aber auch direkt verwendet und für das Pflanzenwachstum in Gewächshäusern genutzt werden. Somit gewinnt Climeworks Kunden, die für das gefilterte CO2 zahlen. Gleichzeitig reinigt das Unternehmen dadurch die Luft vom klimaschädlichen Treibhausgas.

Treibhausgase begünstigen den Treibhauseffekt, der dafür sorgt, dass die kurzwelligen Sonnenstrahlen gut in die Atmosphäre eindringen können, langwellige Infrarotstrahlen, die von der Erdoberfläche und der erwärmten Luft abgegeben werden, aber nur schwer ausdringen können. Durch die Emission langlebiger Treibhausgase wie Methan, Stickoxide und Kohlendioxid wird dieser Effekt verstärkt. Weltweit arbeiten Forscher deshalb an Methoden, um den CO2-Gehalt in der Atmosphäre zu verringern.

Eine der wohl aufwendigsten Methoden die Erderwärmung einzuschränken ist das Solar Radiation Management SRM. Dabei soll die Solarstrahlung, die den Erdboden erreicht, reduziert werden. Die Methoden des SRM reichen dabei von der Injektion von Schwefeldioxid in die Stratosphäre über die Aufhellung mariner Schichtwolken bis hin zu Spiegeln im Weltraum. Ziel dieser Methoden ist, die Solarkonstante durch Reflektion bereits außerhalb der Atmosphäre zu reduzieren.

In der Theorie funktionieren diese Methoden auch, in der Praxi gehen sie jedoch mit einigen Problemen einher. Egal ob Spiegel oder Partikel, die Materialien müssen irgendwie ins Weltall gelangen. Dafür werden Raketen benötigt, die zusätzlich CO2 ausstoßen und den Treibhauseffekt damit verstärken. Für den Klimaschutz tut das SRM damit wenig. Gleichzeitig ist Solar Radiation Management kein Programm, das für ein paar Jahre ausprobiert werden kann. Wird das SRM abgesetzt, bringt das erhebliche klimatische Konsequenzen mit sich. Unmittelbar nach dem Abbruch kommt es zu einem raschen Anstieg der globalen Temperatur. Das Ökosystem und der menschliche Körper können aber nur langsam auf Temperaturschwankungen reagieren, wodurch es schnell zu einer Überlastung von Mensch und Umwelt kommen würde.

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An der TU München wollen Forscher den CO2-Gehalt in der Atmosphäre mit Hilfe von Algen senken und dabei Kohlefasern produzieren – effizient und wirtschaftlich. Mittels Photosynthese wandeln die Algen CO2 aus der Atmosphäre, aus Kraftwerken oder Abgasen der Stahlindustrie in Algenöl um. Dieses Öl kann dann zu Biosprit weiterverwendet werden. Zusätzlich fällt bei dem Prozess Glycerin an. Aus diesem können die Forscher effizient Kunststofffasern erzeugen, die mit Hilfe von Parabol-Sonnenspiegeln verkohlt und so zu Kohlefasern modifiziert werden können. Mit Carbonfasern lassen sich leichte und hochfeste Werkstoffe herstellen. Am Ende des Lebenszyklus der Carbonfasern könnte man diese in leere Kohleflöze einlagern und entzöge damit die entsprechenden Kohlendioxid-Äquivalente dauerhaft der Atmosphäre.

„Stellt man aus Kohlendioxid Kunststoffe her, so ist es über die Müllverbrennungsanlage nach wenigen Jahren Nutzung schnell wieder in der Atmosphäre“, sagt Kolja Kuse, Forscher am Algentechnikum der TU München. „Mit der sicheren Einlagerung am Ende entziehen wir der Atmosphäre das Kohlendioxid auf Jahrtausende. Damit sind wir auch der Abtrennung und Speicherung von CO2 in der Erde eindeutig überlegen.“ Auch der Weltklimarat IPCC hat die Methode anerkannt und beschreibt sie als global relevant, um die Erderwärmung einzudämmen. Zukünftig soll die Technologie weiterentwickelt und erste Großanlagen in Südeuropa und Nordafrika errichtet werden. Durch die Algen-Technologie könnten Teile der durch Luftfahrt verursachten CO2-Emissionen ausgeglichen werden.

Mit seinem CO2-Staubsauger ist Climeworks bereits erfolgreich. Seit Anfang 2017 habt sich die Zahl der Mitarbeiter verdoppelt. Außerdem hat das Unternehmen bereits neuen CO2-Filteranlagen in sechs Ländern realisiert. Die erste kommerzielle Anlage in Zürich zeigt, dass die Direct Air Capture-Technologie reif ist. Rund 900 Tonnen CO2 kann die Climeworks-Anlage pro Jahr aus der Luft filtern. Das entspricht etwa dem Ausstoß von 200 Autos.

https://youtu.be/63S0t4k_Glw

Die Climeworks-Gründer Jan Wurzbacher und Christoph Gebald konnten durch Privatinvestoren und Fördermittel bereits über 43 Millionen Euro sammeln. Mit den Finanzierungsmitteln gehen die Schweizer nun in die Serienproduktion der CO2-Kollektoren. Sie haben sich dabei ein ambitioniertes Ziel gesetzt: Bis 2050 sollen die CO2-Filteranlagen rund ein Prozent der globalen Emissionen aus der Luft Filtern. Dafür werden 300.000 Anlagen benötigt, wodurch Climeworks noch einiges an Kapital ansaugen kann. „Unsere DAC-Anlagen adressieren Märkte, die von Lebensmitteln, Getränken und Landwirtschaft über erneuerbare Treibstoffe und Materialien bis hin zur Kohlendioxid- Entfernung reichen“, so Jan Wurzbacher. „Mit diesem neuen Investment ist Climeworks gut positioniert. Es bildet eine starke Basis für weiteres Wachstum.“