CO₂ ist nicht nur ein Klimakiller, sondern auch Rohstoff

Um die Erderwärmung zu begrenzen und die angestrebten Klimaziele zu erreichen, muss nicht nur der CO₂-Ausstoss drastisch reduziert werden, sondern auch möglichst viel bereits ausgestossenes CO₂ der Atmosphäre wieder entzogen werden. Für die Abscheidung von CO₂ aus Luft und Wasser wurden bereits unterschiedliche Techniken entwickelt. So lässt sich CO₂ etwa aus Abgasströmen von Kraftwerken durch eine Art chemische Dusche aufbereiten. Zudem lässt sich CO₂ durch Membranen selektiv abtrennen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, das CO₂ direkt aus der Luft zu gewinnen (Direct Air Capture).

Alle Methoden benötigen jedoch Energie oder verringern die Energieleistung von Kraftwerken. Nobutaka Maeda, wissenschaftlicher Mitarbeiter am ZHAW Institute of Materials and Process Engineering (IMPE), hat ein Hybridmaterial entwickelt, wodurch das Direct-Air-Capture-Verfahren deutlich energiesparender praktiziert werden kann. Bei dem Verfahren wird Umgebungsluft angesaugt und strömt durch eine Art Filter, der mit CO₂-absorbierendem Material beschichtet ist. Durch eine Erhitzung auf bis zu 100 Grad Celsius lösen sich die CO₂-Moleküle und das CO₂ lässt sich dadurch abscheiden. «Mithilfe des IMPE-Caps lösen sich die CO₂-Moleküle bereits bei 50 Grad», erklärt Daniel Meier, Leiter des Labors für Verfahrenstechnik am IMPE. So lassen sich bei dem Prozess der industriellen CO₂-Rückgewinnung nicht nur die Betriebskosten senken, sondern auch viel Energie sparen. «Unser Ziel ist es, dadurch einen Beitrag für die Rückgewinnung und Nutzung von CO₂ zu leisten», sagt Daniel Meier. Wenn erst einmal das CO₂ aus der Luft zurückgewonnen ist, lässt es sich auf vielfache Art weiterverarbeiten.

Im Jahr 2020 wurden weltweit zirka 36 Gigatonnen CO₂ ausgestossen. Damit befinden sich ungeheure Mengen davon in der Atmosphäre. «Dieses CO₂ muss man entweder in einer geeigneten geologischen Formation speichern oder aber wir nutzen es als wertvollen Rohstoff», erklärt Daniel Meier, etwa für Treibstoffe oder als chemischen Grundstoff. «Mithilfe von Wasserstoff lässt sich zum Beispiel der Brennstoff Methanol herstellen», erklärt Daniel Meier. Methanol wird beispielsweise Benzin und Diesel beigemischt. Ebenso lässt es sich als chemischen Grundstoff nutzen, etwa für die Herstellung von Kunststoffen. Auch gibt es inzwischen eine Reihe von Vorgaben für CO₂-Rückgewinnung. Kehrichtanlagen sind beispielsweise dazu verpflichtet, bis 2030 einen Teil des anfallenden CO₂ direkt abzufangen. 

«Wir sollten uns von der Vorstellung lösen, CO₂ als etwas partout Negatives zu betrachten, sondern es auch als einen vielfach einsetzbaren Rohstoff nutzen», plädiert Meier. Daran arbeiten aktuell Forschende auf der ganzen Welt mit Hochdruck. Das IMPE-Cap könnte daher ein Baustein sein, die CO₂-Rückgewinnung energiesparender zu gestalten. « Grundsätzlich am effizientesten ist die Abscheidung von CO₂ direkt beim Verbrennungsprozess, etwa bei Kraftwerken und eben bei Kehrrichtverbrennungsanlagen», betont Daniel Meier. Als Ideal stehe am Ende eine Art Kreislauf, bei dem ausgestossenes CO₂ abgefangen und als Grundstoff in vielen unterschiedlichen Bereichen wieder verwendet werden kann. Somit ist das Abfangen und Wiederverwerten von CO₂ letztlich ein wichtiger Beitrag zum Klimaschutz.