Carbon Capture: CO₂ speichern

Direct Air Capture-Technologie verwendet rotierende Geräte wie Vakuumpumpen, um Luft aus der Atmosphäre anzusaugen, damit der Kohlenstoff in der Luft mit Chemikalien, den sogenannten Sorbenten, binden kann. Die Sorbenten werden anschließend erhitzt, um das eingefangene Kohlendioxid freizusetzen.

Was sind die Hauptmethoden der Kohlenstoffabscheidung?

Die vier Schlüsselmethoden sind Direct Air Capture, Nachverbrennung, Vorverbrennung und Oxyfuel-Verbrennung.

Direct Air Capture and Storage (DAC+S) ist eine Lösung zur Kohlenstoffentfernung: Sie fängt CO₂ direkt aus der Luft ab, das anschließend dauerhaft gespeichert oder als industrielle Zutat verwendet wird.

Direct Air Capture (DAC) fängt Kohlendioxid (CO₂) direkt aus der Atmosphäre ein und erzeugt einen Strom von Kohlendioxid zur Speicherung oder Nutzung, etwa zur Produktion von kohlenstoffneutralem Kraftstoff. CO₂ wird entfernt, wenn die Umgebungsluft mit chemischen Medien wie Sorbenten oder einem alkalischen Lösungsmittel in Kontakt kommt. Durch die Anwendung von Wärme wird das CO₂ von den chemischen Medien getrennt, was zu dessen Dehydration und Kompression führt.

Wie der Name schon sagt, wird bei der Nachverbrennungsabscheidung CO₂ nach der Verbrennung von fossilen Brennstoffen entfernt. Kohlenstoff wird aus den Abgasen an der Quelle abgeschieden, typischerweise in fossilen Kraftwerken. Diese ausgereifte Technologie wird in einer Vielzahl von kleinen und mittelgroßen CO₂-intensiven Industrieanwendungen eingesetzt. Der große Vorteil dieser Technologie liegt darin, dass sie in bestehende Systeme, die Kohlenstoff produzieren, nachgerüstet werden kann, wodurch deren CO₂-Ausstoß erheblich reduziert wird.

Die Nachverbrennungsabscheidung entfernt CO₂ mithilfe von Aminen (organische Verbindungen, die Stickstoffatome mit einem freien Elektronenpaar enthalten). Es gibt viele Arten von Aminen mit unterschiedlichen Eigenschaften, die für die CO₂-Abscheidung relevant sind. Ein Beispiel ist Monoethanolamin (MEA), das sehr stark mit sauren Gasen wie CO₂ reagiert. MEA zeichnet sich durch eine schnelle Reaktionszeit aus, die es ermöglicht, einen relativ hohen Anteil an CO₂ selbst in Gasströmen mit niedrigerer CO₂-Konzentration zu entfernen, was es zu einer hochwirksamen Option für die CO₂-Abscheidung macht.

Die Oxyfuel-Verbrennung verbrennt Brennstoff in reinem Sauerstoff. Um die Flammentemperaturen auf ein Niveau zu begrenzen, das bei herkömmlicher Verbrennung üblich ist, wird das abgekühlte Abgas rezirkuliert und in die Brennkammer zurückgeführt. Der Großteil des Oxyfuel-Abgases besteht aus Wasserdampf und CO₂. Der Wasserdampf wird durch Abkühlung kondensiert, was zu einem nahezu reinen CO₂-Strom führt.

Die Oxyfuel-Verbrennung in Kraftwerksprozessen wird oft als „Null-Emissions-Zyklus“ bezeichnet. Dies liegt daran, dass das CO₂, das gespeichert wird, nicht nur ein Bruchteil der Menge ist, die aus den Abgasströmen der Vor- und Nachverbrennungsabscheidung entfernt wird. Ein kleiner Anteil des CO₂ gelangt jedoch unweigerlich in das kondensierte Wasser, das entsprechend behandelt oder entsorgt werden muss, um die Bezeichnung „Null-Emissionen“ zu rechtfertigen.

Die Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) hilft dabei, Emissionen zu reduzieren, indem fossiles CO₂ an der Quelle abgeschieden wird, bevor es in die Atmosphäre gelangt. Zu den Technologien gehören Nachverbrennung, Vorverbrennung und Oxyfuel-Verbrennung.

Direct Air Capture und Speicherung (DAC+S) ist eine Lösung zur Kohlenstoffentfernung: Sie fängt CO₂ direkt aus der Luft ab, das anschließend dauerhaft gespeichert oder als industrielle Zutat verwendet wird.

Wie lange wird die Kohlenstoffabscheidungstechnologie bereits genutzt?

Die Technologie zur Kohlenstoffabscheidung wird seit Jahrzehnten entwickelt, wobei jüngste Fortschritte eine breitere Anwendung in industriellen und ökologischen Bereichen ermöglichen.

Abgeschiedenes CO₂ kann für verschiedene Zwecke genutzt werden, wie z. B. für Enhanced Oil Recovery, industrielle Prozesse wie die Betonhärtung oder die unterirdische Speicherung zur Reduzierung von Emissionen.