Carbon Capture

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6:41: Für die Pariser-Klimaziele benötigen wir Treibhausgasneutralität. Deutschland hat sich da ja 2045 dazu verpflichtet, die EU etwas später, viele Staaten in der Welt noch gar nicht. Aber dafür brauchen wir auf jeden Fall diese Negativemissionen, weil wir eben auf ein Netto 0 kommen müssen, obwohl es Restemissionen in die Atmosphäre geben wird.

Harald Lesch: Was gibt‘s den eigentlich für natürliche Methoden, CO2 aus der Atmosphäre zu holen? Die Erste die einen sofort einfällt ist natürlich Biologie. Die Pflanzen machen das!

Julia Pongratz: Also wenn man die Frage stellt, welche CO2-Entnahme-Methode ist denn die Wichtigste heute, dann ist die ganz klare Antwort, das ist alles was mit dem Wald zu tun hat. Das ist allen voran Aufforstung, Wiederaufforstung, und dann Forstwirtschaftlichen Methoden wenn die langlebige Produkte erzeugen.

Harald Lesch: In der tat, der Wald bindet CO2, und zwar zwischen 3% und 7% im Jahr, der deutschen Emissionen. Die werden vom deutschen Wald kompensiert. Das hängt ein bisschen davon ab wie trocken es ist, wie der Schädlingsbefall ist usw. Weltweit gibt‘s ne interessante Balance zwischen den Wiederaufforstungsprojekten und den Wiederaufforstungsprojekten und die Abholzungsprojekten, sodass man ganz grob sagen kann: die Wiederaufforstung entzieht der Atmosphäre brutto so 2 Gigatonnen jährlich weltweit. Aber durch abholzen verlieren wir das wieder. Also summa sumarum ist momentan überhaupt keine Negativemission. Aber was gibt es denn noch?

Julia Pongratz: Für die CO2-Entnahme haben wir einen ganzen Blumenstrauß an Methoden. Da gibt es 2 Dutzend verschiedene Verfahren. Da sind wir nicht nur auf dem Land unterwegs, da haben wir auch Marinemethoden, wie die Änderung der Ozeanchemie, dass mehr CO2 aufgenommen wird. Auf Dinge wie künstliche Fotosynthese, Pflanzenkohle, beschleunigte Verwitterung , Wiedervernässung von Mooren, dass man neuartige Baumaterialien schafft, die CO2-senkend sind und vieles mehr.

Harald Lesch: Um das einfach mal zu erwähnen, das direkte ‚Cabon Capture and Storage‘, das CCS, dass man sich eine Filteranlage direkt neben ein Kohlekraftwerk stellt und das Kohlendioxid direkt da raus nimmt, das ist natürlich nicht das, was gemeint ist, weil:

Julia Pongratz: Das ist keine C02 Ausnahme aus der Atmosphäre, wenn es die fossilen Emissionen direkt kompensiert, direkt im Schornstein statt es wirklich aus der Atmosphäre, aus der Luft herausgeholt wird.

Halrald Lesch: Bioenergie mit Carbon Capture Storage, das ist ne weiter Möglichkeit. Wir verbrennen Biomasse und das dabei frei werdende CO2 wird sofort gespeichert, wird also gar nicht irgendwie frei, sondern wird sofort entzogen und gespeichert. Es gibt die beschleunigte Verwitterung, es gibt verschieden andere biologische Verfahren, unter anderem, das hab ich in einer Lesch-Kosmos-Sendung mal gezeigt, die Humusbildung könnte einen ganz wichtigen Beitrag dabei bilden, den Kohlenstoff zu binden. Aber letzten Endes ist wirklich die Frage, gibt‘s nicht eine Technologie, die ganz unabhängig von Biosystem praktisch direkt das Kohlendioxid aus der Luft holt, und das wird irgendwo gespeichert und das war‘s. Also:

Direct Air Capture and Carbon Storage: Wie funktioniert sowas? „Direct Air Catpure“? Also man ‚caputred‘ es aus der ‚air‘. Es sind praktisch künstliche Bäume, die saugen die Luft an. In diesen künstlichen Bäumen finden verschiedene chemische Reaktionen statt und dabei wird am Ende Kohlendioxid frei. Es gibt zwei verschiedene Varianten, nämlich der flüssige Filter und der feste Filter sozusagen. Bei den Einen sind‘s die Amine, die das CO2 aufnehmen und dann wieder abgeben, das heißt man kann mit einer chemischen Reaktion das CO2 direkt aus der Luft holen. Und das andere ist ein fester Absorber mit Ätznatron, Natriumhydorxid das reagiert mit den CO2 Natriumcarbonat. In beiden Fällen allerdings muss alles erwärmt werden. Das ist keine Reaktion, die von alleine abläuft. Man hat in beiden Technologien unter Energiezugabe die Möglichkeit, unter Energiezugabe, reines Kohlendioxid abzuspalten. Jetzt kann man sich natürlich Fragen, was kann man den Kohlendioxid anfangen, man könnte sich auf den Standpunkt stellen, statt fossiler Ressourcen nehmen wir jetzt das Kohlendioxid, das wir aus diesen Anlagen haben, um daraus z.B Beton zu machen oder es irgendwo sonst unterzubringen, Plastik usw. ...

11:55: Harald Lesch: Man muss das CO2 irgendwie so lagern, dass es auf geologische Zeiträume weg ist. D.h. am besten, man speichert es in Gestein. Es gibt da Reaktionen, z.B. mit Livin, da kann man das CO2 in Wasser lösen und dann das CO2 dazu bringen, sich tatsächlich mit dem Gestein zu verbinden. Da wird ein Quarz draus werden und Magnesiumcarbonat, und das bleibt dann tatsächlich da drin. Und es gibt ne Schätzung von Fraunhofer-Institut, dass ungefähr 14000 Gigatonnen so auch gespeichert werden können, im Gestein. Das ist ja schon mal was, 14000 Gigatonnen wären ja schon mal eine Maßnahme. Jetzt kann man sich fragen, haben wir schon Anlagen? Jawohl, gibt es 27 auf der Welt. Da ist schon mal etwas da. Was haben die den so rausgeholt bis jetzt? Ich gucke nochmal nach, weil es ist nicht viel, es ist wirklich winzig. 0,01 Megatonnen pro Jahr. Jetzt gibt es Pläne für 130 weitere Anlagen. Das wären dann als 27 + 130 = 157 Anlagen, und die würden, auch da muss ich nochmals nachlesen, bis zum Jahr 2050 zusätzlich 75 Megatonnen pro Jahr rausholen. Da ist also überhaupt nicht davon die Rede, dass wir auch nur in die Nähe von den Mengen kämen, die wir tatsächlich da rausholen müssten. Dann tatsächlich ist es so, um diese „Net emission"-Szenarien müssen wir ganz andere Mengen aus der Atmosphäre holen, als Megatonnen da müssen wir Gigatonnen, also das Tausendfache dabei herausholen. Und dann gibt es noch ein ganz anderes Problem, was dann noch als 2nd-Story im Hintergrund wabert, das ist natürlich die Energie, die wir für all diese Verfahren brauchen. Warum braucht man soviel Energie dafür CO2 aus der Luft abzuscheiden? Zunächst einmal: CO2 ist ein relativ seltenes Gas. Das ist ein Spurengas, 420 ppm ist die aktuelle Konzentration. Mit anderen Worten, 1 von 2500 Teilchen in der Luft ist Kohlendioxid. Zum anderen ist Kohlendioxid jetzt kein Molekül, was besonders gierig darauf ist, Verbindungen einzugehen. Das bedeutet, das der Aufwand, um es irgendwo in Verbindung zu treiben, der ist ziemlich hoch. Man muss also praktisch gegen die ständige Tendenz, dass das Co2 sich eigentlich verteilen will, als einen Entropie-Produzenten darstellt, also die Entropie zu erhöhen, gegen die muss man angehen.

Da gibt es den Begriff der Gibb‘schen Mischungsenergie, E = R . T . loge (P1 / P2) die man da einsetzen muss. Und wenn man das dann einsetzt und ausrechnet, stellt man fest, wir kommen tatsächlich nicht über einen bestimmte Effizienz wenn man so will, oder man kann es auch ausrechnen, unter einer bestimmten Grenze. Egal wie gut unsere Anlagen sind, wir werden immer mindestens im Idealfall 120kWh pro t Cp2 brauchen, und in der wirklichen Welt wird es wahrscheinlich noch viel schlimmer werden. Insgesamt brauchen wir Unmengen an Energie und diese Energie muss elektrisch sein und sie muss dann auch noch aus erneuerbaren Quellen stammen.

Julia Pongratz: In sehr vielen Bereichen sowohl bie CO2-Entnahme als auch bei der Emissionsreduktion versuchen wird, das Problem mit mehr Energie zu erschlagen, die dann erneuerbar sein soll. Und das wird so nicht gehen. D.h. wir müssen auch wirklich darüber nachdenken, dass wir die Emissionen reduzieren, so weit es geht, und für diesen letzten Rest ein Portfolio an Maßnahmen zusammenstellen.

Harald Lesch: Die IPCC-Szenarien, um das 1,5-Grad-Ziel zu erreichen, müssen wir jährlich 3,8 Gigatonnen CO2 aus der Atmosphäre bis spätestens 2050, jedes Jahr 3,8 Gt. Und gleichzeitig müssen die Emissionen sinken und müssen bis dahin auf 0 runter. Man muss sich das mal überlegen, wir müssen mit den Emissionen auf 0 runter und gleichzeitig müssen wir noch jedes Jahr 3,8gigaTonnen CO2 aus der Atmosphäre holen. Donnerwetter. Globale Prognosen sehen den Anteil von ‚Direct Air Catpure‘ bei den Negativemissionen zwischen 8 und 15% bis 2050. Und wenn man das tatsächlich umsetzen würde, dann braucht man ungefähr 0,2 - 0,5% des Weltenergieverbrauchs nur für diese ‚Direct Ai Capture'-Geschichten. Das ist schon eine ganze Menge und man sieht daran, dass diese ganzen Verfahren, wie man Kohlendioxid aus der Atmosphäre holen kann, tatsächlich immer global zu sehen sind.

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