Die CO2-Staubsauger-Pioniere aus Zürich-Oerlikon

Ein Schweizer Unternehmen will den Klimakiller Nummer eins aus der Luft absaugen und tief im Boden in Kalkstein verwandeln.

Die Climeworks-Pilotanlage in Island: Die für den Betrieb benötigte Wärme liefert das Geothermiewerk Hellisheidi. Foto Arni Saeberg

Die Climeworks- Pioniere Christoph Gebald und Jan Wurzbacher vor einem ihrer «CO2-Staubsauger». Foto Julia Dunlop

Im Mittelalter versuchten Alchemisten aus unedlen Metallen Gold zu machen. Heute versuchen Ingenieure der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETHZ), aus etwas Unsauberem etwas Wertvolles zu machen. Der Unterschied: Damals klappte es nicht, heute funktionierts. Etwa beim Kohlendioxid (CO2), das als Treibhausgas eine wesentliche Ursache der Klimaerwärmung ist. Man kann CO2 aus der Luft filtern – und als Kohlensäure in Getränken wiederverwenden. Oder man kann CO2 ganz aus dem Verkehr ziehen und in geeigneten Gesteinsformationen tief im Erdinnern gefahrlos endlagern.

Ein ETH-Start-up startet durch

Das Schweizer Cleantech-Unternehmen Climeworks in Zürich-Oerlikon leistet auf diesem Gebiet weltweit Pionierarbeit. Die Firma wurde 2009 als Start-up der ETHZ von den Maschinenbau-Ingenieuren Christoph Gebald und Jan Wurzbacher gegründet und wächst rasch: Die Zahl der Mitarbeitenden ist allein zwischen Dezember 2017 und August 2018 von 45 auf 60 Vollzeitstellen angestiegen. Die Ziele des Unternehmens sind nicht gerade bescheiden: Climeworks will mit High-Tech-Methoden einen wesentlichen Beitrag zur Reduktion des klimaschädlichen Kohlendioxids in der Atmosphäre leisten. «Das Ziel ist sehr ehrgeizig», sagt Louise Charles, Medienverantwortliche von Climeworks, gegenüber der «Schweizer Revue». «Doch die Motivation innerhalb der Firma ist sehr gross. Wir kriegen das hin.» Die Entwicklung schreite schnell voran und «der Wirkungsgrad der Technologie wächst rasch.» Climeworks habe gegenüber zwei ähnlichen Unternehmen in Kanada und den USA die Nase vorn, sagt Louise Charles, vor allem auch bei der kommerziellen Nutzung.

Climeworks arbeitet mit verschiedenen Investoren und mehreren Konsortien aus Industrie und Forschung zusammen, wird vom Bundesamt für Energie unterstützt und ist auch an EU-Forschungsprogrammen beteiligt, etwa Horizon 2020. Das Vertrauen der Investoren steigt, wie die «Neue Zürcher Zeitung» im August 2018 berichtete: In einer vierten Finanzierungsrunde habe das Unternehmen weitere 30 Millionen Franken beschafft.

Im Prinzip einfach

Das technische Prinzip ist einfach: CO2 bindet sich chemisch an einen Filter. Was bleibt, ist Luft ohne CO2. Mit Hitze kann man das CO2 wieder vom Filter lösen und für andere Zwecke verwenden. Climeworks gilt als führend in der sogenannten Direct-Air-Capture-Technologie (DAC): Mit dieser Technologie wird das CO2 direkt aus der Umgebungsluft angesogen und gefiltert. Das weltweit erste kommerzielle Projekt dieser Art steht seit 2017 im zürcherischen Hinwil. Dort saugen 18 Ventilatoren die Luft durch ein raffiniertes Filtersystem und entfernen so 900 Tonnen Kohlendioxid pro Jahr. Betrieben wird die Pilotanlage mit der Abwärmeenergie der örtlichen Kehrichtverbrennungsanlage, und das aus der Luft gelöste Kohlendioxid wird dann als gasförmiger Dünger an einen benachbarten Gemüseproduzenten verkauft.

Das abgesaugte CO2 kann also für unterschiedliche Zwecke wiederverwertet werden. Es könnte auch als Basis-Chemikalie für industrielle Produkte dienen, wie etwa für Kunststoff oder gar Sprit, was auch die Abhängigkeit vom Erdöl reduzieren könnte. Wenn man das CO2 aber endgültig aus der Atmosphäre entfernen will, darf man es nicht wieder in Umlauf bringen, sondern muss es dauerhaft entsorgen. Auch hier leistet die Firma Climeworks Pionierarbeit.

Aus Kohlendioxid wird Kalkstein

Während der Bonner Klimakonferenz vom November 2017 stellte Climeworks ein neuartiges Verfahren vor, durch das CO2 aus der Atmosphäre entfernt und unterirdisch mineralisiert wird: In Island betreibt Climeworks zusammen mit dem EU-Forschungsprojekt CarbFix einen speziellen «Luftstaubsauger»: Auf der Nordatlantik-Insel wird CO2 aus der Luft gefiltert, mit Wasser vermischt und dann in unterirdische Basaltsteinkavernen gepumpt. Die Kohlensäure setzt sich anschliessend nach einer chemischen Reaktion als Karbonat ab und bildet sozusagen Kalkstein – eine sichere Endlagerung gewissermassen für die Ewigkeit. Dank heissen Quellen gibt es in Island zudem genügend saubere Energie, um die Luft aus der Atmosphäre anzusaugen.

«Sobald die Testphase unseres Pilotprojekts in Island abgeschlossen ist, wollen wir grössere Mengen CO2 aus der Atmosphäre entfernen und Einzelpersonen, Organisationen und Unternehmen zum Kauf anbieten», sagt Climeworks-Geschäftsführer Christoph Gebald. Wenn Firmen zum Beispiel fünf Prozent ihrer CO2-Kompensationsmassnahmen mit dieser Methode durchführen, «erlaubt uns das, diese dringend benötigte CO2-Entfernungstechnologie weiter zu industrialisieren.»

Gewaltige Dimensionen

Die Dimensionen sind allerdings gewaltig, wie einige wenige Zahlen zeigen. Climeworks hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2025 ein Prozent der globalen Emissionen aus der Luft zu filtern – das entspricht jährlich rund 300 Millionen Tonnen Kohlendioxid. Um dies zu erreichen, wären rund 250 000 Anlagen wie jene in Hinwil notwendig. Der Weltklimarat rechnet allerdings in einem im Herbst 2018 veröffentlichten Klimabericht mit 100 bis 1000 Milliarden Tonnen CO2, die aus der Atmosphäre entfernt werden müssten – je nachdem, wie schnell der Treibhausgas-Ausstoss sinkt. Der Schweizer Klimaforscher Thomas Stocker erklärte bei der Eröffnung der Hinwiler Anlage, alle Szenarien des Weltklimarates rechneten damit, in der zweiten Hälfte des 21. Jahrhunderts CO2 aktiv aus der Atmosphäre zu holen. «1000 Milliarden Tonnen sind allerdings kaum zu erreichen», sagte der ETH-Klimaforscher Andreas Fischlin gegenüber verschiedenen Medien. Gemäss einer Einschätzung der Akademien der Wissenschaften Schweiz liegt das Potenzial der direkten CO2-Filterung bei 500 Millionen bis maximal 10 Milliarden Tonnen pro Jahr.

Vorbehalte bei Greenpeace

Die Forschungs- und Entwicklungstätigkeit der Firma Climeworks stösst grundsätzlich auch bei der Umweltorganisation Greenpeace auf Sympathien. Georg Klingler, Klimaexperte von Greenpeace Schweiz, betont gegenüber der «Schweizer Revue» ebenfalls, dass es derartige Technologien in Zukunft bis zu einem gewissen Grad leider brauchen wird. Klingler warnt aber vor Illusionen und einer Gefahr: Wer allzu stark auf solche Lösungen setze, liefere der Politik Ausreden, um so die notwendige radikale Reduktion der Treibhausgase weiter hinauszuzögern. Auch Greenpeace fordert technische Massnahmen in der Klimapolitik, versteht darunter allerdings – neben der Vermeidung von Treibhausgasen – vor allem eine starke Aufforstung. Damit könne der Atmosphäre ebenfalls in erheblichem Mass Kohlendioxid entzogen werden. Zudem wäre es ein Gewinn für die Biodiversität.

Kommentare (5)
  • Eric Winkler
    Eric Winkler am 25.01.2019
    Interesting!
    All industrial processes generate waste heat, so in industry the filter-regeneration phase comes for free.
    The problem comes when the well-meaning industry tries to dispose of the resulting pure CO2 gas (which will have to be compressed - another energy-consuming process - for delivery). Makers of carbonated drinks are indeed possible customers, but in their place I would want to be the driver of the project, and this turns around the marketing process logic. The other applications appear to be years in the future.
    A follow-on article to address this interesting and important subject?
    Übersetzung anzeigen
  • Reto Derungs
    Reto Derungs am 03.02.2019
    Machen wir doch ein bisschen Statistik. Der CO2-Anteil der Erdatmosphäre beträgt 0,038 %. Ungefähr 3 % davon sind vom Menschen gemacht. Damit beträgt der vom Mensch verursacht Anteil am CO2 gerade mal 0,00152 % der Gesamtatmosphäre und ist somit unbedeutend. Der sogenannte "Treibhauseffekt" wird zu 60 % durch Wasserdampf und nur zu rund 40 % von den Treibhausgasen verursacht. CO2 ist nur eines unter diversen Treibhausgasen (neben Methan, Distickstoffoxid, teilhalogenierte Fluorkohlenwasserstoffe, Schwefelhexafluorid und anderen). Es ist deshalb offensichtlich, dass die alleinige Reduktion der CO2-Emmissionen durch den Menschen nicht ausreicht, um der Klimaerwärmung einhalt zu gebieten. Ich bin aber auch der Meinung, dass der Mensch die Umwelt so wenig wie möglich belasten sollte. Deshalb unterstütze ich sämtliche Massnahmen, den CO2-Gehalt in der Atmosphäre zu reduzieren. Erwiesenermassen ist die beste Methode dazu der sogenannte "Terrestrischer Kohlendioxidentzug", das heisst durch Aufforstung. Neue Wälder binden Unmengen an CO2. Nun ist es aber offensichtlich, dass diese effektive und günstige Alternative kaum Unterstützung findet, und zwar ganz einfach deshalb, weil man damit kein Geld verdienen kann. Ich bin mir sicher, dass hinter der ganzen CO2-Hysterie in erster Linie wirtschaftliche Interessen stehen. Da entwickeln Unternehmen, wie im Beitrag gezeigt, lieber riesige und eben auch nicht umweltfreundliche CO2-Staubsauger um ein gigantisches Geschäft zu machen anstatt einige Bäume anzupflanzen.
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  • Erwin Balli-Ramos
    Erwin Balli-Ramos am 18.02.2019
    Sehr geehrter Herr Derungs
    Besten Dank, Sie haben mit Ihren Überlegungen mein Wissensportofolio erweitert. Bitte erlauben Sie mir, Ihre Überlegungen betreffend des Bäumepflanzens wie folgt zu ergänzen: Sämtliches, in der voralpinen Hügelzone gelegenes Land wieder in seinen ursprüngliche Zustand durch Aufforsten zurück zu versetzen hiesse auch:
    - Die dadurch fehlenden landwirtschaftlichen Produkte kann sich
    die reiche Schweiz problemlos im Ausland beschaffen. Die
    Ideologie der Lebensmittel autarken Schweiz muss man sich als
    Gedankengut des 20. Jahrhunderts ersatzlos abschminken.
    - Die dadurch erwerbslosen Landwirte können in der Forstwirt-
    schaft und/oder Industrieproduktion eingesetzt werden.
    - Der Staat erspart sich dadurch einen zwei -dreistelligen
    Millionenbetrag an teilweise hirnrissigen Subventionen. z.B
    Zusammenscharen der Kuhfladen etc.

    Ketzerisch, aber effektiv, - und auf dem Stand des 21 Jahrhunderts.
    Übersetzung anzeigen
  • Tobi
    Tobi am 27.02.2019
    Guter Ansatz - die Ingenieure sind auf dem richtigen Weg, machen einen ersten Anfang und setzen ein wichtiges Zeichen. Betrachtet man aber, dass beispielsweise ein A380, wenn er einmall sein gesamtes Tankvolumen an Kerosin verheizt, über 1000 Tonnen CO2 ausstößt, dann sind die 900 Tonnen pro Jahr nicht mehr als ein kleiner Tropfen auf den heissen Stein...
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  • Siegfried Marquardt, BRD, 15711 Königs Wusterhausen
    Siegfried Marquardt, BRD, 15711 Königs Wusterhausen am 05.07.2019
    Umso klarer es wird, dass der Klimawandel kein Hirngespinst ist, sondern eine knallharte Realität mit all seinen penetranten negativen Folgen für die Menschheit, umso skurriler und absurder werden die Vorschläge zur Bekämpfung der Folgen des Klimawandels. Neuste Kreation von Seiten von Wissenschaftler der Technischen Hochschule (ETH) Zürich in der Schweiz: Man solle zur Bindung des CO2 900 Millionen ha Wald aufforsten – die 900 Millionen ha sollen dann ca. ein Drittel des gesamten Waldbestandes repräsentieren, also ein Drittel von 2,7 Milliarden ha nach den Intensionen der Züricher Wissenschaftler (der momentane weltweite Waldbestand wird in diversen Quellen mit unterschiedlichen Zahlen angegeben – von 2,7 bis 3,4 Milliarden ha). Anstatt zunächst einmal die Rodung von Wäldern weltweit mit aller Konsequenz einzustellen, ja unbedingt zu verbieten, soll aufgeforstet werden. Damit wird das Pferd von hinten aufgezäumt! Denn: Als Bilanz würde sich dabei folgende Relation ergeben: Jährlich werden 30 Millionen ha weltweit gerodet. In rund 30 Jahren wären dies ca. 900 Millionen ha Wald, der abgeholzt wird. Die Bäume der aufgeforsteten Fläche von 900 Millionen ha würde aber erst im gleichen Zeitraum wirkungsvoll CO2 binden können! Ein Null-Summen-Spiel ohne einen wirkungsvollen Effekt! Außerdem wäre es dann in ca. 30 Jahre sowieso zu spät, weil sämtliche Messen gesungen wären und da der Klimawandel irreversibel wäre!
    Siegfried Marquardt, Königs Wusterhausen
    Übersetzung anzeigen

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