Kohlendioxid einfach rausfiltern?

Der weltweite Kohlendioxid-Ausstoß steigt nach den Corona-Jahren wieder auf das alte Niveau. Damit die Ziele des Pariser Klimaabkommens noch eingehalten werden können, müssten wir gemeinschaftlich unserer Kohlendioxid-Ausstoß senken. Aber wären technische Lösungen, z.B. das Herausfiltern des Kohlendioxids aus der Luft, nicht eine viel einfachere Möglichkeit?

Maßnahmen zum Reduzieren des Kohlendioxids in der Umgebungsluft werden derzeit intensiv erforscht und erprobt. Sie werden als „Carbon Capture and Storage“ (kurz CCS) bezeichnet. Ganz grundsätzlich wird dabei Kohlendioxid aus der Luft oder direkt aus Abgasen entnommen und zumeist unterirdisch gespeichert. Prinzipiell gibt es unterschiedliche Möglichkeiten den Gehalt an Kohlendioxid in der Atmosphäre zu vermindern. Wird Kohlendioxid direkt entnommen, spricht man von „negativen Emissionen“ oder Senken. Laut Weltklimarat lässt sich die Erderwärmung nur noch entsprechend begrenzen, wenn es zu negativen Emissionen kommt, also der Atmosphäre dauerhaft Kohlendioxid entzogen wird.

Die heute bekannten Minderungsverfahren lassen sich in drei Hauptgruppen unterteilen: biologische, geochemische und technologische Verfahren. Diese unterscheiden sich bezüglich Land-, Energie- und Kapitalbedarf, aber auch in der Dauerhaftigkeit des gespeicherten Kohlendioxids. Zu den biologischen Lösungen gehören Aufforstung, Kohlenstoffbindung durch spezielle Landbewirtschaftung im Boden oder die Pyrolyse von Biomasse zu Biokohle, die dann als Bodenverbesserer wiederum in die Erde eingebracht wird. Unter den Begriff geochemische Kohlendioxid-Entnahme fallen die beschleunigte Verwitterung und die Regulierung der Meeresaktivität. Bei der Verwitterung wird das Kohlendioxid chemisch an zerkleinerte Mineralien gebunden und dann in Produkten, Böden oder Meeren gelagert. Die Regulierung der Meeresaktivität, erfolgt durch ein vermehrtes Algenwachstum, dass durch Zugabe von Eisen und Nährstoffen initiiert wird.

Mögliche technische Ansätze für eine Kohlendioxid Entnahme sind beispielsweise die Abscheidung von Kohlendioxid aus der Atmosphäre und langfristige Speicherung in geologischen Reservoirs (engl. Direct Air Capture with Carbon Storage, DACCS). Andere technische Ansätze beschäftigen sich mit der Abscheidung des Kohlendioxids direkt am Entstehungsort, z.B. an Abfallverbrennungsanalgen oder Zementwerken. Die Speicherung kann u.a. in ausgeförderte Öl- und Gaslagerstätten oder poröse salzwasserführende Gesteinsschichten erfolgen. Die Speicherorte können sich sowohl auf dem Land, als auch auf offshore unter Meeresgebieten befinden. In beiden Fällen muss das verflüssigte Kohlendioxid zu den Speicherorten transportiert werden.

Eine weitere Möglichkeit, die derzeit intensiv erforscht wird, ist das Kohlendioxid nicht zu speichern, sondern als Rohstoff zu nutzen. Der Begriff dafür ist „Carbon Capture and Utilization“ (CCU). Das Gas Kohlendioxid wird in unterschiedlichen technischen und chemischen Prozessen eingesetzt. Beispielsweise wird es Getränken zugesetzt, um diese Aufzusprudeln oder es kommt bei der Entkoffeinierung von Kaffee zum Einsatz. Unter Einsatz von viel Energie kann Kohlendioxid mit Wasserstoff zu zahlreichen Verbindungen reagieren. Aus diesen Verbindungen könnten Stoffe hergestellt werden, für die bisher Erdöl oder Erdgas benötigt wurden. Die Einsatzmöglichkeiten für CCU sind vielfältig, derzeit besteht hier ein erheblicher Forschungs- und Entwicklungsbedarf.

So einfach sich die Idee der Entfernung des anthropogen erzeugten Kohlendioxids aus der Umgebungsluft anhört, birgt sie doch einige Risiken. Die zur Verfügung stehenden Techniken benötigen für die Abscheidung und Speicherung viel Energie. Die wenig effizienten Prozesse erzeugen damit ebenfalls Kohlendioxid. Die Implementierung von CCS ist teuer, sowohl in Bezug auf die Infrastruktur als auch auf den Betrieb. Für einen sicheren Transport des verflüssigten Kohlendioxids muss eine zuverlässige Infrastruktur, z.B. in Form von Pipelines, geschaffen werden. Die Langzeitspeicherung in geologischen Formationen muss streng überwacht und abgesichert werden, um Leckagen frühzeitig zu erkennen. Derzeit gibt es grundsätzlich noch sehr viel Forschungs- und Entwicklungsbedarf, der alle Teilgebiete betrifft.

Die Verfahren des CCS sollte laut Umweltbundesamt nicht dazu führen, dass Nutzung, Schutz und Ausbau natürlicher Senken vernachlässigt werden. Die Verfahren können bei der Reduktion von Kohlendioxid eine Rolle spielen, insbesondere in Sektoren, in denen die Reduktion von Emissionen schwierig und kostspielig ist. CCS kann nur Teil eines umfassenderen Ansatzes sein, der auch erneuerbare Energien, Energieeffizienz und Änderungen unseres Verhaltens und Konsumierens einschließt.