18 CO2-Kollektoren ragen über das Dach der Kehrichtverbrennungsanlage Hinwil (ZH) hinaus. Seit ihrer Installation im Jahr 2017 haben sie 900 Tonnen CO2 aus der Luft gefiltert, was den Emissionen von rund 30 Haushalten entspricht.

Climeworks: Schweizer CO2-Kollektoren

Das 2017 gegründete Zürcher Unternehmen Climeworks hat riesige Kollektoren entwickelt, die Kohlenstoffdioxid aus der Umgebungsluft herausfiltern und unterirdisch einlagern. Die Technologie hat sich bereits in mehreren Anwendungsbereichen bewährt. Das Start-up will bis 2025 ein Prozent der weltweiten Treibhausgasemissionen eliminieren.

Weltweit gehen die Menschen für den Klimaschutz auf die Strasse, die politischen Entscheidungen lassen jedoch auf sich warten. Müssen wir also unentwegt CO2 aus der Luft filtern, um die Erderwärmung zu bremsen? Der Bericht der Zwischenstaatlichen Sachverständigengruppe über Klimaänderungen (IPCC) vom 8. Oktober 2018 sagt es klar und deutlich: Alle Szenarien zur Begrenzung der Erderwärmung auf 1,5°C setzen eine CO2-Absorption in gigantischen Mengen voraus. Konkret zwischen 100 und 1000 Milliarden Tonnen bis 2100, was dem Zwei- bis Zwanzigfachen der derzeitigen weltweiten Treibhausgasemissionen pro Jahr entspricht.

Die Kollektoren auf dem Dach der Kehrichtverbrennungsanlage Hinwil (ZH) saugen das Kohlendioxid aus der Atmosphäre. Einmal gefiltert wird das Gas in ein nahes Gewächshaus geleitet. Durch die höhere Konzentration an Kohlendioxid wächst das Gemüse 20% schneller.

Zauberwort «Negativemissionen»

Das Entziehen von CO2 aus der Luft bezeichnen die Wissenschaftler als negative Emissionen. Theoretisch gibt es dafür mehrere Möglichkeiten. Die einfachste ist das Aufforsten. Bäume sind in der Tat die wirksamsten CO2-Senken. Sie absorbieren das Gas durch Photosynthese und speichern es in Stämmen, Ästen, Wurzeln und im Boden. Um 100 bis 1000 Gigatonnen CO2 aus der Luft herauszufiltern, bräuchte es laut IPCC allerdings einen Urwald von der doppelten Fläche Frankreichs. Eine zweite Möglichkeit basiert auf der Bioenergie. Bei dieser Methode werden schnellwachsende Gehölze angepflanzt. Auch hier wären bis 2050 über 700 Millionen Hektar nötig, was unrealistisch ist.

Eighteen CO2 sensors have been mounted onto the roof of the waste incinerator plant in Hinwil in the canton of Zurich. Since they were installed in 2017, 900 tonnes of CO2 have been absorbed – the emissions equivalent of around 30 households. Photo by Julia Dunlop
18 CO2-Kollektoren ragen über das Dach der Kehrichtverbrennungsanlage Hinwil (ZH) hinaus. Seit ihrer Installation im Jahr 2017 haben sie 900 Tonnen CO2 aus der Luft gefiltert, was den Emissionen von rund 30 Haushalten entspricht.
Foto von Julia Dunlop

 

Eine dritte Möglichkeit, die an Bedeutung gewinnt, ist die Direct-Air-Capture-Technologie (DAC), bei der CO2 mit physikalisch-chemischen Verfahren aus der Umgebungsluft gefiltert und eingelagert wird. Auf diesem Gebiet sind mehrere Unternehmen aktiv, darunter auch das Schweizer Start-up Climeworks, das eine Art Riesenstaubsauger entwickelt hat, der Kohlenstoffdioxid aus der Umgebungsluft filtert und unter die Erdoberfläche pumpt. Das Zürcher Unternehmen will so bis 2025 ein Prozent der weltweiten Treibhausgasemissionen eliminieren. Hinter der durchaus ernst zu nehmenden Lösung stehen Christoph Gebald und Jan Wurzbacher, zwei Ingenieure der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETHZ).

3.	Christoph Gebald and Jan Wurzbacher are engineers from ETH Zurich. Together they have developed a kind of giant vacuum cleaner to filter ambient air and trap CO2 before injecting it underground.
Die ETH-Ingenieure Christoph Gebald und Jan Wurzbacher haben eine Art Riesenstaubsauger entwickelt, der Kohlendioxid aus der Umgebungsluft abscheidet, um es anschliessend tief in die Erde zu befördern.
Foto von Julia Dunlop

 

900 Tonnen CO2 für Gewächshäuser in Hinwil

Die beiden Climeworks-Gründer setzten ihre Idee im Juni 2017 in der Kehrichtverbrennungsanlage Hinwil (ZH) um. Auf dem Dach der Anlage wurden 18 Kollektoren installiert, die CO2 aus der Umgebungsluft abscheiden. Nach der Filterung wird das Gas in ein nahes Gewächshaus geleitet. Durch die höhere Kohlendioxid-Konzentration wächst das Gemüse 20 Prozent schneller. Die Anlage ist das Ergebnis langjähriger Forschung. In Hinwil filtert Climeworks heute 900 Tonnen CO2 pro Jahr aus der Luft, was dem Emissionsvolumen von rund 30 Haushalten entspricht.

Die Technologie aus Zürich stösst auch im Ausland auf Interesse. Im Jahr 2017 nahm Climeworks eine ähnliche Anlage in Island in Betrieb. Dort wird das CO2 nicht für den Gemüseanbau verwendet, sondern 700 Meter unter die Erdoberfläche in eine Basaltschicht gepumpt, wo es mit dem Gestein reagiert und sich in weissen Calcit verwandelt. Die Anlage kann aktuell 50 Tonnen CO2 pro Jahr extrahieren. Die Kapazität soll jedoch ausgebaut werden, so dass künftig bis zu 2500 Tonnen pro Jahr abgeschieden werden können.

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Im Jahr 2017 weihte Climeworks ein ähnliches System in Island ein. Das CO2 wird dort nicht für den Gemüseanbau verwendet, sondern in 700 Meter Tiefe gepumpt, wo sich der Stoff nach einer chemischen Reaktion mit einer Basaltschicht als weisses Gesteinsmaterial ablagert.
Foto von Zev Starr-Tambor

Auf dem Weg zur Demokratisierung

Im August 2018 holte sich Climeworks weitere 30,5 Millionen Franken von privaten Investoren und der Zürcher Kantonalbank. Das zeigt, dass die Technologie auf grosses Interesse stösst. Mit den frischen Mitteln treibt das Unternehmen die Industrialisierung der Technologie voran, um die Kosten zu senken. Die Herstellungskosten für eine Tonne CO2 betragen heute zwischen 600 und 800 US-Dollar. Das Ziel des Unternehmens ist es, diesen Preis in drei bis vier Jahren auf 200 und langfristig auf 100 US-Dollar zu drücken. Das soll durch die technische Optimierung der DAC-Kollektoren erreicht werden.

Im Oktober 2018 nahm Climeworks eine dritte Anlage in Apulien (Italien) in Betrieb. Sie ist Teil des EU-Forschungsprogramms Horizon 2020. Dort wird CO2 mit Wasserstoff, der mit erneuerbarer Energie aus Photovoltaik produziert wird, methanisiert und verflüssigt. Das Methan wird zur Betankung von Erdgas-LKWs genutzt. Schweiz, Island, Italien: In weniger als zwei Jahren ist es Climeworks gelungen, atmosphärisches CO2 kommerziell zu verwerten. Ein erster Schritt zur Demokratisierung.

7.	In October 2018, Climeworks opened a third site in Apulia, Italy. Here, CO2 is combined with hydrogen produced using a renewable energy source – photovoltaic electricity – which produces natural gas that can be used as fuel for trucks.
Im Oktober 2018 nahm Climeworks eine dritte Anlage in Apulien (Italien) in Betrieb. Dort lässt man das CO2 mit Wasserstoff reagieren, der mit Hilfe von erneuerbarer Energie aus Photovoltaik produziert wird. Daraus wird Erdgas gewonnen, das anschliessend als Treibstoff für LKWs genutzt wird.
Foto von Julia Dunlop

 

Climeworks konnte mehrere schweizerische und multinationale Unternehmen für seine Lösung gewinnen. Das Zürcher Start-up arbeitet namentlich mit dem deutschen Autohersteller Audi an der Entwicklung eines nicht fossilen Dieselkraftstoffs. In Dresden wurde eine entsprechende Pilotanlage in Betrieb genommen. Climeworks ist auch mit VALSER eine kommerzielle Partnerschaft eingegangen. Das CO2 wird zur Herstellung der Bläschen im kohlesäurehaltigen Mineralwasser verwendet. Angesichts des Handlungsbedarfs in Sachen Klimaschutz blicken die beiden Climeworks-Gründer zuversichtlich in die unternehmerische Zukunft. Ihre Lösungen gelangen bereits heute in sehr unterschiedlichen Bereichen zur Anwendung.