Direct Air Capture: Hoffnungsträger oder teurer Irrweg?

Mit Direct Air Capture auf dem Weg zur Klimaneutralität?

Stellen Sie sich vor, wir könnten das schädliche Kohlendioxid (CO₂) direkt aus der Luft fangen und uns so schrittweise von der Klimakrise befreien. Diese Idee, die wie aus einem Science-Fiction-Roman entsprungen scheint, ist tatsächlich bereits Realität. Die Technologie, die dies möglich macht, heißt Direct Air Capture (DAC). Doch während die Idee bestechend einfach klingt – CO₂ aus der Luft saugen, speichern und das Klima retten – zeigt ein genauerer Blick, dass die Umsetzung alles andere als trivial ist. Hohe Kosten, immense Energieanforderungen und technische Herausforderungen stellen die Frage, ob DAC tatsächlich der Weg in eine klimafreundliche Zukunft sein kann.

Die Funktionsweise: CO₂ aus der Luft filtern

Direct Air Capture ist ein technologisches Verfahren, bei dem CO₂ direkt aus der Umgebungsluft entfernt wird. Diese Technologie unterscheidet sich von der traditionellen CO₂-Abscheidung an Punktquellen, wie Kraftwerken oder Fabriken, da sie das CO₂ aus der Atmosphäre einfängt, wo es nur in sehr geringen Konzentrationen vorhanden ist. In der Praxis funktioniert DAC, indem große Ventilatoren Luft ansaugen, die dann durch spezielle Filter strömt. Diese Filter enthalten Chemikalien, die das CO₂ binden. Sobald die Filter gesättigt sind, wird das CO₂ durch Erhitzen freigesetzt und kann als reines Gas zur weiteren Verwendung oder langfristigen Speicherung abgeführt werden.

Ein Beispiel für diese Technologie ist die Anlage „Orca“ in Island, betrieben von dem Schweizer Unternehmen Climeworks . „Orca“ nutzt die Energie eines nahegelegenen Geothermiekraftwerks, um das gebundene CO₂ freizusetzen, das dann tief unter die Erde gepumpt wird, wo es im Laufe der Zeit mineralisiert und zu festem Gestein wird . Diese Methode scheint auf den ersten Blick vielversprechend und könnte theoretisch helfen, die Emissionen zu reduzieren, die wir nicht vermeiden können.

Die Herausforderungen: Hohe Kosten und Energiebedarf

Doch so vielversprechend die Technologie auch ist, sie steht vor erheblichen Herausforderungen. Einer der größten Kritikpunkte an DAC sind die hohen Kosten. Aktuell kostet es zwischen 800 und 1.000 Euro, eine Tonne CO₂ aus der Luft zu entfernen . Zum Vergleich: Die Kosten für die Kompensation von Emissionen, etwa durch den Kauf von Emissionszertifikaten, liegen oft weit darunter. Diese hohen Kosten machen DAC derzeit zu einer Technologie, die sich kaum jemand leisten kann – weder Privatpersonen noch die meisten Unternehmen.

Der zweite große Stolperstein ist der immense Energiebedarf der Technologie. Um das CO₂ aus der Luft zu filtern und anschließend zu speichern, benötigt DAC eine erhebliche Menge an Energie, insbesondere in Form von Wärme. Diese Energie muss idealerweise aus erneuerbaren Quellen stammen, um den ökologischen Fußabdruck der Technologie nicht zu verschlechtern . Doch selbst wenn die Energie aus erneuerbaren Quellen stammt, könnte der Bedarf an Strom und Wärme so hoch sein, dass er das globale Energieangebot übersteigen würde, wenn DAC großflächig eingesetzt würde. Studien zeigen, dass die großflächige Nutzung von DAC den Strombedarf erheblich steigern könnte – in einer Größenordnung, die mit der zusätzlichen Nachfrage durch die Verkehrs- und Wärmewende vergleichbar ist .

Technologische Entwicklungen: Ansätze zur Verbesserung

Um DAC als praktikable Lösung zu etablieren, sind erhebliche technologische Fortschritte erforderlich. Einige dieser Entwicklungen betreffen die Verbesserung der Energieeffizienz. Forscher arbeiten an Niedertemperaturverfahren, die weniger Energie benötigen und dennoch effektiv CO₂ binden können . Andere Ansätze nutzen Abwärme aus Industriebetrieben oder Kraftwerken, um die Filter zu regenerieren, was den zusätzlichen Energiebedarf reduzieren könnte .

Ein weiterer wichtiger Bereich ist die Senkung der Kosten. Hier hoffen Ingenieure auf Skaleneffekte: Wenn mehr DAC-Anlagen gebaut und betrieben werden, könnten die Kosten pro Tonne CO₂ sinken, ähnlich wie bei anderen Technologien in der Vergangenheit. Doch trotz dieser Fortschritte bleibt die Frage, ob die Kosten jemals niedrig genug sein werden, um DAC zu einer breit einsetzbaren Lösung zu machen .

Stand der Technik in Deutschland: Ein zögerlicher Start

In Deutschland ist die Entwicklung von DAC-Technologien noch in einem frühen Stadium. Während es weltweit bereits erste kommerzielle Anlagen gibt, wie „Orca“ in Island, befindet sich der Ausbau in Deutschland hauptsächlich im Forschungs- und Pilotstadium. Die deutsche Forschungsgemeinschaft, darunter das Forschungszentrum Jülich und verschiedene Helmholtz-Zentren, arbeitet aktiv an der Weiterentwicklung der DAC-Technologie. Projekte wie DACStorE zielen darauf ab, die Grundlagen für eine breite Anwendung von DAC in Deutschland zu schaffen .

Ein zentrales Projekt ist die Erforschung von CO₂-Abscheidungssystemen, die in bestehende Gebäudebelüftungssysteme integriert werden könnten. Dies würde es ermöglichen, CO₂ direkt in städtischen Gebieten zu filtern, ohne dass zusätzliche Flächen für große Anlagen benötigt werden. Ein Demonstrator, der solche Systeme testet, wird derzeit am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entwickelt. Es wird erwartet, dass diese kleineren, verteilten Systeme einen signifikanten Beitrag zur CO₂-Reduktion leisten könnten, besonders in dicht besiedelten Gebieten .

Politische Rahmenbedingungen: Die Notwendigkeit klarer Richtlinien

Neben den technologischen und wirtschaftlichen Herausforderungen ist auch die politische Dimension entscheidend. Ohne klare gesetzliche Regelungen und Unterstützung durch staatliche Förderprogramme wird DAC kaum über den Pilotstatus hinauskommen. Regierungen müssen Anreize schaffen, um Investitionen in diese Technologie attraktiv zu machen. Dazu gehören nicht nur direkte Subventionen, sondern auch die Entwicklung von CO₂-Preisen, die hoch genug sind, um Technologien wie DAC wirtschaftlich interessant zu machen .

Ein weiteres politisches Thema ist die geologische Speicherung von CO₂. In einigen Ländern, darunter auch Deutschland, ist die unterirdische Speicherung von CO₂ politisch umstritten und rechtlich eingeschränkt. Ohne eine Möglichkeit, das abgeschiedene CO₂ sicher und dauerhaft zu speichern, wird DAC jedoch keinen Beitrag zum Klimaschutz leisten können .

Langfristige Perspektiven: Kann DAC das Klima wirklich retten?

Die langfristige Perspektive von DAC hängt von vielen Faktoren ab. Einerseits bietet die Technologie das Potenzial, eine Schlüsselrolle im Kampf gegen den Klimawandel zu spielen, insbesondere in einer Zeit, in der die Vermeidung von CO₂-Emissionen alleine nicht ausreicht. DAC könnte helfen, Emissionen zu reduzieren, die sich nur schwer oder gar nicht vermeiden lassen, wie etwa im Flugverkehr oder in bestimmten Industrieprozessen .

Andererseits bleibt die Frage, ob die Technologie rechtzeitig und in ausreichendem Maße skalierbar ist, um einen signifikanten Einfluss auf das Klima zu haben. Studien zeigen, dass eine enorme Anzahl von DAC-Anlagen erforderlich wäre, um auch nur einen kleinen Teil der globalen Emissionen zu entfernen. Der damit verbundene Energiebedarf und die Kosten sind gewaltig .

Fazit: Ein notwendiger, aber kein alleiniger Weg

Direct Air Capture ist ein faszinierendes Beispiel dafür, wie technologische Innovationen im Kampf gegen den Klimawandel eingesetzt werden können. Doch es ist auch ein Beispiel für die Komplexität und die Herausforderungen, die mit der Umsetzung solcher Technologien verbunden sind. DAC könnte ein wichtiger Bestandteil eines umfassenden Ansatzes zur Erreichung der Klimaziele sein, doch es wird nicht ausreichen, um das Problem allein zu lösen. Vielmehr muss es Teil eines größeren Mosaiks aus Maßnahmen sein, die Emissionen reduzieren, Energie effizienter nutzen und den Übergang zu einer nachhaltigen Wirtschaftsweise beschleunigen .

Die Zukunft von DAC hängt davon ab, ob es gelingt, die Technologie effizienter und kostengünstiger zu machen und gleichzeitig die politischen und gesellschaftlichen Rahmenbedingungen zu schaffen, die für ihre großflächige Anwendung notwendig sind. Bis dahin bleibt DAC ein Hoffnungsträger mit erheblichen Herausforderungen – und eine Technologie, die wir weiter erforschen und entwickeln müssen, wenn wir die Klimakrise bewältigen wollen.

Weiterführende Informationen:
Diese Links führen zu Quellen, die weiterführende Informationen zur DAC-Technologie und ihrer Entwicklung bieten.