Geoengineering-Technologien: 1. Direct Air Capture

Unter Geoengineering versteht man groß angelegte Maßnahmen zur Intervention in den Ozeanen, Böden und der Atmosphäre der Erde mit dem Ziel, die Auswirkungen des Klimawandels - zumindest vorübergehend - zu reduzieren. Dass Geoengineering als lukratives Geschäft angesehen wird, darüber haben wir schon des Öfteren berichtet. Auf der Website „Geoengineering Monitor“ findet man Merkblätter zu den unterschiedlichsten Methoden des Geoengineering, die wir frei für Sie übersetzt haben und hier in loser Reihe vorstellen werden. Meist sind diese "Technologien" hypothetische Vorschläge von verschiedenen Befürwortern des Geoengineerings. Geoengineerin-Technologien können im Übrigen nach verschiedenen Ansätzen kategorisiert werden (Sonneneinstrahlung, Kohlendioxidabbau, Wetterveränderung) oder nach dem Ort, an dem sie in das planetarische Ökosystem (Land, Luft, Wasser) eingreifen wollen.

Geoengineering Monitor ist ein Gemeinschaftsprojekt von Biofuelwatch, und ETC mit Unterstützung der Heinrich Boell Stiftung. Biofuelwatch ist eine nichtstaatliche Umweltorganisation, die sich mit den negativen Auswirkungen industrieller Biokraftstoffe und Bioenergien einsetzt. ETC  ist die „Action Group on >Erosion, Technology and Concentration<, ausgesprochen "et cetera", ist eine internationale Organisation, die sich der "Erhaltung und nachhaltigen Förderung der kulturellen und ökologischen Vielfalt und der Menschenrechte" verschrieben hat.

Teil 1: Direct Air Capture
Direct Air Capture (DAC), eine energieintensive Form des Geoengineering,steht für die direkte Luftabscheidung. DAC stellt eine weitgehend theoretische Technik dar, bei der CO₂ und potenziell andere Treibhausgase direkt aus der Atmosphäre entfernt werden. Die aktuelle Technik verwendet große Ventilatoren, welche die Umgebungsluft durch einen Filter bewegen und mit einem chemischen Adsorptionsmittel CO₂ erzeugen, das gespeichert werden kann. Um einen signifikanten Einfluss auf die globalen CO₂-Konzentrationen zu haben, müsste DAC in großem Umfang eingeführt werden, was viele Fragen über den Energiebedarf, den Wasserverbrauch für bestimmte Technologien und die Auswirkungen der verwendeten chemischen Sorptionsmittel auf die Toxizität aufwirft.

Darüber hinaus kann eine sichere und langfristige CO₂-Speicherung nicht gewährleistet werden, weder in geologischen Formationen, in denen Leckagen ein Risiko darstellen (siehe CCS Merkblatt), noch in Produkten, die CO₂ verwenden, bei denen Kohlenstoffdioxid auf die eine oder andere Weise wieder in die Atmosphäre gelangen kann (siehe CCUS Merkblatt). Die fossile Brennstoffindustrie ist von DAC sehr angetan, da das aufgefangene CO2 für eine verbesserte Ölrückgewinnung (Enhanced Oil Recovery, EOR) genutzt werden kann, insbesondere wenn nicht genügend kommerzielles CO₂ vor Ort verfügbar ist.

Beteiligte Akteure
DAC ist eine kommerzielle Geoengineering -Technologie. So wird David Keith's Unternehmen Carbon Engineering von privaten Investoren finanziert, darunter Bill Gates und der Teersand-Milliardär Murray Edwards, welcher Canadian Natural Resources Ltd. leitet. David Keith ist ein prominenter US-amerikanischer Geoengineering -Forscher und -Vertreter. Carbon Engineering eröffnete 2015 eine 8 Millionen kanadische Dollar teure Pilotanlage in Squamish (British Columbia). Es wird behauptet, dort täglich etwa eine Tonne CO₂ zu extrahieren. Carbon Engineering plant auch, abgetrenntes CO₂ in Treibstoffe umzuwandeln, die dann bei der Verbrennung wieder CO₂ in die Atmosphäre abgeben.

Das Schweizer Unternehmen Climeworks beansprucht für sich, in Zürich die "erste kommerzielle Anlage zur Abtrennung von CO₂ aus der Luft" gebaut zu haben. Diese 23 Millionen US-Dollar teure Anlage liefert jährlich 900 Tonnen CO₂ an ein nahegelegenes Treibhaus, um den Gemüseanbau zu unterstützen. Man hat sich mit der isländischen Reykjavik Energy von der Geothermieanlage in Hellisheidi zusammengeschlossen, um eine Luftaufbereitungsanlagen mit einer Kapazität von 50 Tonnen CO₂ pro Jahr zu betreiben und CO₂ in Basaltformationen zu injizieren. Dieses Projekt, genannt CarbFix2, wurde aus Mitteln des Forschungs- und Innovationsprogramms der Europäischen Union (Horizon 2020) finanziert. Reykjavik Energy, insbesondere die Geothermieanlage in Hellisheidi, stand im Mittelpunkt groß angelegter Umweltproteste in Island, da in einer der letzten verbleibenden Wildnisregion Europas schwerste Schäden verursacht wurden.

Weitere Unternehmen, die DAC entwickeln, sind Global Thermostat, das von Goldman Sachs finanziert wird und mit Algae Systems zusammenarbeitet, sowie Skytree in den Niederlanden und Infinitree (früher Kilimanjaro) in den USA.

David Keith und andere Entwickler haben DAC als Mittel zur Nutzung von aufgefangenem CO₂ vorgeschlagen, um die EOR-Industrie in den USA und anderswo massiv auszubauen. Bei einem DAC-Gipfel in Calgary im Jahr 2012 waren eine Reihe von Ölgesellschaften anwesend, darunter Suncor, BP, Husky Oil und Nexen. Der Optimismus für das Geschäftsmodell von DAC wird jedoch dadurch widerlegt, dass es nicht wirtschaftlich durchführbar ist. Die Kosten liegen wohl mehr als viermal höher als andere Methoden zur Entfernung von Kohlenstoffdioxid. Darüber hinaus würde die Verwendung von DAC zur Aktivierung von EOR offensichtlich alle vermeintlichen Vorteile des Klimaschutzes zunichte machen.

Die DAC-Technologie hat die Aufmerksamkeit von Risikokapitalgebern wie Ned David auf sich gezogen, der sich für EOR interessiert und ein Unternehmen für synthetische Algenbiologie leitet. Er hofft, Biokraftstoffe zu erzeugen, indem er aufgefangenes Kohlenstoffdioxid an Algen verfüttert, die in riesigen Bottichen im Freien produziert werden. In dem Zusammenhang ist er auch Monsanto in Kontakt.

Die direkte Luftabscheidung würde wahrscheinlich für die verbesserte Ölrückgewinnung eingesetzt werden und würde erhebliche Energiekosten verursachen und Ressourcen von erneuerbaren Energiequellen ablenken. Es besteht auch die erhebliche Gefahr, dass das CO₂ in die Atmosphäre zurückfließt und zu Umweltschäden führen kann.

Auswirkungen
DAC erfordert einen erheblichen Energieaufwand. Unter Einbeziehung der Energieeinträge für den Bergbau, die Aufbereitung, den Transport und die Injektion ist der Energiebedarf noch höher, vielleicht sogar um 12.5 MWh pro Tonne CO₂-Extraktion. Für die Pilot-DAC-Anlage von David Keith entspricht dies bei einem konstanten Betrieb einer Leistung von 0,5 MW. Weder Climateworks noch Carbon Engineering veröffentlichen den Energiebedarf ihrer Anlagen, und im Falle von Carbon Engineering ist ebenso wenig bekannt, wie der Strom produziert wird, der die Anlage antreibt. Aufgrund des enormen Energiebedarfs, den DAC mit sich bringt, haben einige Geoengineering-Unterstützer vorgeschlagen, "kleine Kernkraftwerke" zu nutzen, die mit DAC-Anlagen verbunden sind, wobei eine ganze Reihe neuer Umweltauswirkungen haben können.

DAC erfordert auch einen erheblichen Wasseraufwand. Eine Studie schätzt, dass DAC bei Implementierungsniveaus, die 3,3 Gigatonnen Kohlenstoffdioxid pro Jahr entfernen würden, damit rechnen könnte, mit dem Verbrauch von etwa 300 Kubikkilometer Wasser pro Jahr zu rechnen ist (bei Annahme der aktuellen Amino-Technologie, die Climeworks verwendet). Dies entspricht 4% des Wasserverbrauchs für den Pflanzenbau pro Jahr. DAC-Technologien mit Natriumhydroxid (Carbon Engineering) würden weitaus weniger verbrauchen, aber dies wiederum ist ein hochätzender und gefährlicher Stoff.

Eine Modellrechnung, die sich mit den Auswirkungen von DAC auf die Bemühungen zur Klimastabilisierung befasst, prognostizierte, dass DAC den Zeitpunkt der Emissionsreduktionen verschieben und einen längeren Ölverbrauch ermöglichen würde, was sich positiv auf die energieexportierenden Länder auswirken würde. Dies ist natürlich für viele Geoengineering-Technologien ähnlich und einer ihrer gefährlichsten Aspekte.

Realitätscheck
In der Nähe von Zürich befindet sich eine Demonstrationsanlage im Besitz von Climeworks und eine weitere in Island. Carbon Engineering betreibt auch eine Pilotanlage in British Columbia. Darüber hinaus gibt es mehrere Unternehmen, die kleine Abscheideeinheiten entwickelt haben, wobei zahlreiche Forschungsprojekte laufen.

Matthias Hüttmann

Link zum factsheet (Engllisch)

Geoengineering-Technologien: 9. Marine Cloud Brightening
Geoengineering-Technologien: 8. Carbon Capture Use and Storage
Geoengineering-Technologien: 7. Biochar
Geoengineering-Technologien: 6. Enhanced Weathering
Geoengineering-Technologien: 5. Ocean Fertilization
Geoengineering-Technologien: 4. Carbon Capture and Storage
Geoengineering-Technologien: 3. Surface Albedo Modification
Geoengineering-Technologien: 2. Stratospheric Aerosol Injection
Geoengineering-Technologien: 1. Direct Air Capture