Kohlenstoffdioxid als Rohstoff Direct Air Capture: Einer der größten CO2-Filter Deutschlands geht in Betrieb

Direct Air Capture (DAC) ist ein Verfahren, mit dem Kohlenstoffdioxid (CO2) aus der Umgebungsluft gewonnen wird. Anschließend steht es als Rohstoff für die Chemieindustrie zur Verfügung.

Beim DAC-Verfahren (Direct Air Capture) strömt die Umgebungsluft durch ein Absorbens, einem absorbierender Stoff,  das ihr einen Teil des Kohlendioxids entzieht. Nach Desorption und Aufkonzentration erhält man Kohlenstoffdioxid mit einem hohen Reinheitsgrad. Das CO2 lässt sich anschließend direkt als Rohstoff für die Chemieindustrie beispielsweise für die Synthese von Basischemikalien wie Methanol oder für die Raffinerie zur Produktion von CO2-neutralen Kraftstoffen einsetzen. 

Denn insbesondere für den Flugverkehr und die internationale Seeschifffahrt gibt es bislang keine absehbar kommerziell verfügbaren Alternativen zum Einsatz von kohlenstoffbasierten Energieträgern, weshalb diese zwingend CO2-neutral werden müssen, um die internationalen Klimaschutzverpflichtungen zu erfüllen.

Direct Air Capture: Anlage für 100 Tonnen CO2 pro Jahr

Im Rahmen des vom Verkehrsministerium Baden-Württemberg geförderten Projekts „Direct Air Capture made in Baden-Württemberg (DAC-BW)“ hat das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) in den vergangenen zwei Jahren die Industrialisierung von DAC-Technologien intensiv vorangetrieben. 

Doch die Kosten für DAC müssen noch weiter sinken und die Technologien in ihren Baugrößen skaliert werden. Wie dies gelingen kann, zeigte das ZSW: Der neueste Prototyp wurde im Rahmen des 3. Industriedialogs im Betrieb vorgeführt. Die Wäscher-Technologie nutzt etablierte Bauteile und kann einen Großteil des Energiebedarfs aus Abwärme decken, etwa aus nachgelagerten Syntheseprozessen. So erreicht sie bei einem elektrischen Energiebedarf von etwa einer Kilowattstunde Strom pro Kilogramm CO2 eine hohe Kosteneffizienz. Zudem hat sie ihre Zuverlässigkeit und Robustheit im Dauertest in einer Demonstrationsanlage mit einer Abscheideleistung von rund zehn Tonnen CO2 pro Jahr über mehr als 16.000 Stunden unter Beweis gestellt. 

Die neu in Betrieb genommene Anlage hat eine um den Faktor zehn größere Produktionskapazität von 100 Tonnen CO2 pro Jahr. Die Technologie wurde modular konzipiert, so dass sie auch an entlegene Standorte transportiert und dort zu größeren Anlagen mit Abscheidekapazitäten im Bereich von mehreren 10.000 oder 100.000 Tonnen CO2 pro Jahr zusammengesetzt werden kann. Das ZSW betreibt mit dieser neuen Anlage eine der größten ihrer Art in Deutschland.

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Die Zukunft von DAC

Zukünftig werden Anlagen für Direct Air Capture bis in den Megatonnen-Maßstab erforderlich sein, das heißt mit Abscheidekapazitäten von mehr als einer Millionen Tonnen CO2 pro Jahr, wenn man in relevante Dimensionen bei der Produktion von synthetischen Kraftstoffen oder chemischen Rohstoffen vorstoßen möchte. Stand heute muss das Ziel sein, die Herstellkosten von klimaneutralem CO2 bei günstigen Standortbedingungen auf deutlich unter 100 Euro pro Tonne zu senken (der CO2-Preis im europäischen Emissionshandel liegt derzeit bei etwa 70 Euro pro Tonne CO2). Um das zu erreichen, müssten die Investitionskosten solcher Anlagen beträchtlich gesenkt werden, und zwar auf deutlich weniger als 500 Euro pro Tonne jährlicher Produktionskapazität.