Können schwimmende Anlagen CO2 binden und die Versauerung der Ozeane verringern?

Die Ozeane sind die größte natürliche Kohlenstoffsenke der Welt, aber das Übermaß an CO2 führt auch hier zu Problemen.

Autor Mark Newton:

Übersetzung Sarah-Indra Jungblut, 22.03.23

Die Kohlenstoffabscheidung (CCS) als Verfahren und Technologie sorgt immer wieder für Schlagzeilen, da darauf viele Hoffnungen gesetzt werden, bereits emittiertes CO2 aus der Atmosphäre entfernen zu können. Und auch wenn die Technologie noch längst nicht ausgereift ist, sind CCS-Verfahren ein wichtiger Bestandteil verschiedene Szenarien zur Eindämmung des Klimawandels.

Aktuell werden verschiedene Methoden und die Frage nach der richtigen Platzierung der CO2-Abscheidung in der Kohlenstoffproduktionskette erprobt. So könnte die Technologie beispielsweise mit bestehenden industriellen Verfahren kombiniert werden, um den Kohlenstoff direkt am Entstehungsort abzuscheiden.

Das US-amerikanische Unternehmen Captura Corp verfolgt dagegen einen anderen, sehr ehrgeizigen Ansatz: Mit großen schwimmenden Kohlenstoffabscheidungsanlagen soll das klimaschädliche Gas direkt aus unseren Ozeanen entfernt werden.

Meere und Ozeane binden große Mengen CO2

Die Meere und Ozeane der Erde spielen eine wichtige Rolle bei der Bindung von atmosphärischem Kohlenstoff. Sie können bis zu 30 Prozent der CO2-Emissionen der Erde aufnehmen und mitunter jahrzehntelang tief in den kalten Ozeanen speichern.

Dies hat jedoch auch negative Auswirkungen auf die Ozeane selbst. Ein erhöhter Kohlenstoffgehalt führt schon heute zu einer Versauerung der Ozeane und stört das empfindliche Gleichgewicht der Meeresökosysteme.

Captura Corp will daher autarke CO2-Abscheidungsanlagen entwickeln, die das Meerwasser filtern und den Kohlenstoff entfernen. Dazu wird das Wasser in die Anlage geleitet, wo es in der Captura-eigenen Elektrodialysetechnik verarbeitet wird, die das Wasser in eine Säure und eine Alkalibase trennt.

Die produzierte Säure wird dann in einem speziellen Verfahren mit dem Rest des ursprünglichen Meerwassers gemischt, wodurch ein chemischer Prozess ausgelöst wird, der das Kohlendioxid herauszieht. Das CO2 wird dann aufgefangen und kann gelagert oder zu anderen Produkten verarbeitet werden.

Das saure Meerwasser wiederum wird mit dem Alkali kombiniert, um es zu neutralisieren, bevor es wieder ins Meer entlassen wird. Das neutralisierte, entkarbonisierte Wasser ist nun bereit, wieder Kohlenstoff aufzunehmen, ohne die Versauerung der Ozeane zu verstärken.

Captura geht davon aus, dass das gesamtes System ohne nennenswerte externe Ressourcen funktionieren kann. Alles, was es benötigt, ist Energie – bereitgestellt durch Sonnenkollektoren – und das Meerwasser selbst. Die Umweltauswirkungen des Betriebs sollen daher minimal sein. Außerdem werden keine speziellen Luftkontaktoren oder Absorptionsmittel benötigt und es entstehen keine Nebenprodukte.

Was bringen CCS-Technologien?

Technologien zur CO2-Abscheidung könnte ein Weg zur Dekarbonisierung unseres Klimas sein, sind jedoch nicht ohne Kritik. Einerseits ist die Technologie noch weitgehend unerprobt, zumindest in dem Umfang, der erforderlich ist, um eine signifikante Wirkung zu erzielen. In der jüngsten Vergangenheit hat es eine Reihe teurer Fehlschläge bei der Kohlenstoffabscheidung gegeben, wie zum Beispiel das Kraftwerk Petra Nova in Texas, und der sehr hohe Energiebedarf hebt aktuell noch die meisten Verfahren der Kohlenstoffreduzierung auf.

Außerdem stellt sich die Frage nach dem Umgang mit dem klimaschädlichen Gas, sobald es abgeschieden ist. Bei RESET haben wir über einige innovative Methoden berichtet, unter anderem auch über die unterirdische Lagerung in stillgelegten Bergwerken. Allerdings könnten Lecks hier in Zukunft zu weiteren Umweltproblemen führen.

Im Rahmen von Projekten zur Kohlenstoffabscheidung wird häufig getestet, in wieweit das Gas verwendet werden kann, um andere Güter – von Beton bis hin zu Diamanten – herzustellen. Solche Unternehmen sind jedoch oft klein und es gibt keine solide Produktionskette für die Wiederverwertung von Kohlenstoff.

Einige Betriebe haben die Technologie zur Kohlenstoffabscheidung an ihre Infrastruktur angeschlossen.

Schließlich kann die Beschäftigung mit Verfahren der CO2-Abscheidung auch als „Ablenkung“ von der dringend nötigen, drastischen Reduzierung der CO2-Emissionen – wie sie auch der neue IPCC-Bericht mehr als deutlich fordert, gesehen werden. Tatsächlich sind einige der enthusiastischsten Befürworter der Kohlenstoffabscheidung die Unternehmen für fossile Brennstoffe selbst, da die Technologie die Ära der fossilen Brennstoffe verlängern könnte, anstatt sie zu beenden.

Das Captura-Konzept trägt zumindest teilweise zur Lösung dieser Probleme bei. Es stützt sich auf netzunabhängige erneuerbare Energien und ist nicht speziell an einen industriellen Prozess gebunden. Stattdessen wird versucht, ein Problem – die Versauerung der Ozeane – zu beheben, das bereits im Gange ist.

Angesichts des ehrgeizig anmutenden Konzepts und der wahrscheinlichen zusätzlichen Kosten für Logistik, Wartung und Betrieb stellt sich jedoch die Frage, ob schwimmende Kohlenstoffabscheidungsanlagen langfristig kosteneffektiv sein werden.

Gegenwärtig führt Captura eine Reihe von Demonstrationen durch, um das Konzept zu verfeinern und größere Pilotprojekte auf dem Meer vorzubereiten. Im Jahr 2022 wurde in Newport Beach, Kalifornien, eine eigenständige Pilotanlage errichtet, und für 2023 wird ein weiteres System der nächsten Generation entwickelt.

Ein für den Mond entwickeltes Gerät soll bei der CO2-Bindung auf der Erde helfen

Ein Gerät im Taschenformat, das für den Einsatz auf dem Mond bestimmt ist, könnte bald eine Schlüsselrolle in Japans ehrgeizigen Plänen zur Bindung von CO2 spielen.

CO2: Vom Klimakiller zum Wertstoff?

Es gibt viele Ansätze, der Atmosphäre durch Abscheidung und Speicherung oder die Verarbeitung bei industriellen Prozessen CO2 zu entziehen. So sollen der Treibhaus-Effekt und die Erhitzung der Erde gebremst werden.

CO2-Recycling – Ist das klimaschädliche Gas ein guter Wertstoff?

Mittlerweile gibt es einige Ansätze CO2 in Baustoffe und Chemikalien umzuwandeln. Aber können diese wirklich zum Klimaschutz beitragen? Darüber sprachen wir mit Barbara Olfe-Kräutlein vom IASS.

Mit dynamischen Stromtarifen Energie verbrauchen, wenn sie besonders günstig ist – und die Energiewende voranbringen

Wenn der Wind weht und die Sonne scheint, gibt es viel günstige und grüne Energie. Tibber und andere reichen diese mit ihren dynamischen Tarifen an Kund:innen weiter.

Karte zeigt Klimaveränderungen in Städten
Screenshot
Wie wird sich das Klima in meiner Stadt in 60 Jahren anfühlen?

Das Klima in Hamburg? Vergleichbar mit dem heutigen Castelraimondo, Italien: Mediterrane Wälder und Gestrüpp. Und Freiburg? Wie Istrien. Eine interaktive Karte zeigt das Klima an jedem Ort weltweit in 60 Jahren.

REEcover
Aus Elektroschrott statt Erz: „REEcover“ will seltene Erden endlich recycelbar machen

Weniger als 1 Prozent der seltenen Erden werden in der Schweiz aus dem Recycling von Elektroschrott gewonnen. Das Startup "REEcover" hat ein Verfahren entwickelt, mit dem die Rückgewinnung der Rohstoffe einfacher, wirtschaftlicher und nachhaltiger wird.

Sind wiederverwendbare High-Tech-Wasserflaschen die Lösung, die unsere Ozeane brauchen?

Die wiederverwendbare Hightech-Wasserflasche von Rebo sammelt Plastikmüll vom Strand – Schluck für Schluck. Aber hat der Konsum an wiederverwendbaren Flaschen tatsächliche positive Umwelteffekte?

Das AirBeam-Device in einer Hand.
HabitatMap
Portabler Luftqualität-Sensor: AirBeam misst Feinstaubbelastung – und teilt seine Werte per Open-Source

Atmen wir wirklich saubere Luft, wenn wir im eigenen Garten oder im Stadtpark sitzen? Das portable Messgerät AirBeam kann diese Frage beantworten – und dank Open-Source auch andere Menschen vor Feinstaub schützen.