Ziegelsteine, die aus aus der Luft aufgefangenem CO2 hergestellt werden, sind vielversprechend im Kampf gegen den Klimawandel

Oct 13, 2023

Im Labor seines Unternehmens hält Michael Evans einen kleinen weißen Ziegelstein hoch, der Teil der Lösung für den Klimawandel sein könnte.

Obwohl er sich schwer anfühlt, besteht der Block aus Kristallen und ist bemerkenswert leicht; er wiegt etwa so viel wie ein Schwamm.

Das Besondere daran ist, dass es unter Verwendung von Kohlendioxid (CO2), einem Treibhausgas, hergestellt wurde, das aus der Luft stammt.

„Wir mineralisieren es“, sagte Herr Evans, der Geschäftsführer von Cambridge Carbon Capture. „Wir fangen es nicht nur in geringen Konzentrationen ein, sondern verarbeiten es auch zu festem Gestein.“

Herr Evans sprach im Vorfeld des Weltumwelttags, der jedes Jahr am 5. Juni begangen wird. Seine Technologie markiert einen weiteren Versuch, die Atmosphäre von schädlichen Chemikalien zu befreien.

In vorindustriellen Zeiten befanden sich etwa 280 Teile pro Million (ppm) CO2 in der Atmosphäre, heute liegt die Konzentration dieses Gases bei etwa 421 ppm.

Da die CO2-Emissionen aus Energie und Industrie im vergangenen Jahr einen Rekordwert von 36,8 Milliarden Tonnen erreichten, steigt die Konzentration immer schneller an.

Ohne nennenswerte Maßnahmen zur Emissionsreduzierung könnte die CO2-Gaskonzentration bis 2060 550 ppm erreichen.

Dies würde dazu führen, dass die Durchschnittstemperaturen auf 2,6 °C oder mehr über dem vorindustriellen Niveau ansteigen, was verheerende Folgen haben könnte.

Eine Lösung besteht darin, CO2 aus der Atmosphäre zu entnehmen und zu speichern, was als Direct Air Capture (DAC) bezeichnet wird.

„Ohne tatsächlich CO2 zu entfernen, werden wir das nicht überleben können“, sagte Evans. „Es ist absolut wichtig für die Zukunft der Menschheit und aller anderen Lebewesen auf der Erde.“

„Wir müssen alle Hebel in Bewegung setzen und jede mögliche Idee muss mit größtmöglicher Investition erforscht werden.“

Experten gehen davon aus, dass DAC bis zum Jahr 2100 bis zu 310 Gigatonnen oder Milliarden Tonnen CO2 aus der Atmosphäre entfernen könnte, vorausgesetzt, es erfolgt eine rasche Ausweitung.

Cambridge Carbon Capture wurde 2011 gegründet und hat seinen Sitz in einem kleinen Industriepark am Rande von Cambridge im Vereinigten Königreich.

Es ist eines von mehreren Unternehmen, die DAC-Technologie entwickeln.

Im vergangenen Jahr erhielt das Unternehmen von der britischen Regierung einen Auftrag über 3 Millionen Pfund (13,6 Millionen Dh) zur Entwicklung seiner Methoden.

„Wir glauben, dass die Technologie durch die dauerhafte Abscheidung und Bindung von CO2 Gewinne erzielen kann“, sagte Evans. „Unsere Technologie ist ein Prozess, der minderwertige Mineralien nutzt und hochwertige Produkte erzeugt, wobei dabei CO2 abgeschieden wird.“

Das Emirates Steel-Werk in Abu Dhabi nutzt bereits Technologien zur Kohlenstoffabscheidung, -nutzung und -speicherung. Antonie Robertson / The National

Zu den Ausgangsprodukten gehören pulverförmige Magnesiumsilikate, ein häufig vorkommendes Mineral, das nützliche Metalle wie Nickel und Kobalt enthält.

Dieses wird mit einem speziellen Katalysator verarbeitet, wodurch es in Siliziumdioxid und Magnesiumoxid umgewandelt wird, wodurch die Metalle freigesetzt werden und sich leicht extrahieren lassen.

Das Magnesiumoxidpulver wird dann mit Wasser vermischt, um eine Aufschlämmung zu erzeugen, durch die Luft in einem Stapel hindurchgeblasen wird, von dem sich eine kleine Version im Labor befindet.

Dabei wird Magnesiumoxid (MgO) mit Kohlendioxid (CO2) zu Magnesiumcarbonat (MgCO3) kombiniert, aus dem das Wasser verdampft und ein trockener weißer Feststoff zurückbleibt, der als Baumaterial verwendet werden kann.

„Bleibt die offene Struktur“, sagte Herr Evans. „Sie können Ziegel herstellen und Ihr Haus damit verkleiden – es ist feuerfest und wärmeisolierend.“

Nickel und Kobalt, die beide in Batterien von Elektroautos verwendet werden, werden abgetrennt, ebenso wie Kieselsäure, die vielfältige Verwendungsmöglichkeiten hat, unter anderem im Bauwesen und in der Reifenproduktion.

Die Technologie des Unternehmens könnte nicht nur für DAC verwendet werden, sondern auch das von Industrieanlagen freigesetzte CO2 abfangen, ein Prozess, der als Carbon Capture, Utilization and Storage (CCUS) bekannt ist.

CCUS-Anlagen, die andere Technologien nutzen, sind bereits in Betrieb, beispielsweise im Emirates Steel-Werk in Abu Dhabi und in der Hawiyah-Gasanlage von Aramco in Saudi-Arabien, und ihre breitere Nutzung wird von einigen Beobachtern als notwendig erachtet, solange Industrien, die CO2 erzeugen, aktiv sind .

Der CO2-Entfernungssektor expandiert, insbesondere in den USA dank staatlicher Anreize. Die amerikanischen Behörden geben zwischen 2022 und 2026 3,5 Milliarden US-Dollar aus, um regionale DAC-Hubs einzurichten.

„Es wird jetzt einen enormen Zufluss geben, und ich gehe davon aus, dass einige der anderen ölreichen Länder, wie Saudi-Arabien und die anderen Golfstaaten, anfangen werden, massiv in die Entwicklung zu investieren“, sagte Bob Ward vom Grantham Research Institute über Klimawandel und Umwelt, Teil der London School of Economics.

Viele andere Analysten sagen auch, dass sich die direkte Lufterfassung als wertvoll erweisen könnte.

Unter ihnen ist Dr. Artur Runge-Metzger, ein ehemaliger EU-Klimaschutzverhandler, der jetzt Fellow am Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change ist.

Climeworks, ein Unternehmen in Island, verfügt über eine Anlage namens Orca, die als weltweit erste groß angelegte CO2-Entfernungsanlage gilt. AP

„Direkte Lufterfassung, wo es in Island die ersten Experimente gibt und so weiter, das sind die Dinge, die getan und untersucht werden müssen, und die Kosten dieser Technologien müssen gesenkt werden, um über eine ausreichende Breite an Technologien zu verfügen, die Sie einsetzen können.“ ," er sagte.

Climeworks, ein Unternehmen in Island, verfügt über eine Anlage namens Orca, die als weltweit erste groß angelegte CO2-Entfernungsanlage gilt. Ein zweites Werk, Mammoth, ist im Bau.

Die Firmen arbeiten mit einem Partner, Carbfix, zusammen, der das CO2 in Wasser auflöst, das in Island unter der Erde in Basaltgestein injiziert wird, wo es über zwei Jahre hinweg mineralisiert oder erstarrt.

Ein weiterer Climeworks-Partner, 44.01, arbeitet an einer Methode, um das CO2 zu mineralisieren und in eine andere Gesteinsart, Peridotit, im Oman zu injizieren.

„Unsere Kommerzialisierung und der groß angelegte Einsatz sind auf dem besten Weg, unser Hauptziel zu erreichen: in den 2030er Jahren Kapazitäten für die CO2-Entfernung von mehreren Megatonnen und bis 2050 Kapazitäten im Gigatonnenbereich bereitzustellen, wie es die Klimawissenschaft erfordert“, sagte ein Climeworks-Sprecher.

Um eine massive Ausweitung zu erreichen, seien, so das Unternehmen, mehr Mittel aus dem öffentlichen und privaten Sektor, die Entwicklung von CO2-Märkten (die Wert auf die Entfernung von CO2 legen), unterstützende Vorschriften und Richtlinien sowie eine Lieferkette erforderlich, „die in der Lage ist, enorme Mengen zu liefern“. ".

Climeworks arbeitet mit Carbfix, das CO2 in Wasser auflöst, das in Island unter der Erde in Basaltgestein injiziert wird, wo es über zwei Jahre hinweg mineralisiert oder erstarrt. Foto: EPA

Regierungen könnten die Branche unterstützen, sagte das Unternehmen, indem sie beispielsweise als „Erstkäufer“ für DAC-Produkte agierten, während das Unternehmen aufgrund seiner „hohen Qualität“ Kunden aus dem Privatsektor wie Microsoft und Swiss Re angezogen habe , dauerhafte und sichere Lösung zur Kohlenstoffentfernung“.

Climeworks ist zuversichtlich, dass seine Technologie ähnliche Effizienz- und Kostenverbesserungen erzielen wird wie im Bereich der erneuerbaren Energien.

„Elektroautos oder Solarphotovoltaik sind Beispiele aus der Vergangenheit, die genau diesen Weg eingeschlagen haben, und es besteht kein Zweifel, dass die direkte Lufterfassung denselben Weg einschlagen wird“, sagte der Sprecher.

Cambridge Carbon Capture sagt, dass seine Methoden, die auf der Erzeugung wertvoller Endprodukte basieren, eigenständige DAC-Anlagen oder den Einsatz von CCUS in Industrieanlagen kostengünstig machen.

Für jede abgeschiedene Tonne CO2 würden Produkte im Wert von etwa 1.600 US-Dollar erzeugt, sagte Evans.

DAC-Anlagen kosten jeweils schätzungsweise 300 bis 500 Millionen US-Dollar. Das Unternehmen sagte, dass öffentliche Finanzen und CO2-Märkte – auf denen CO2-Gutschriften gekauft und verkauft werden und so Emissionen einen Wert verleihen – bei der Finanzierung solcher Projekte nur bis zu einem gewissen Grad reichen und private Investitionen daher unerlässlich seien.

Herr Evans sagte, Oman sei ein besonders geeigneter Standort für Pflanzen, da das Land „überschwemmt von Magnesiumsilikaten“ sei.

Das Verfahren ist nicht nur an Land anwendbar, sondern könnte auch die CO2-Emissionen von Schiffen erfassen, die rund drei Prozent der globalen Kohlenstoffemissionen ausmachen. Schiffe könnten Meerwasser mit Magnesiumcarbonat nutzen, um maritime Emissionen dauerhaft zu entfernen.

Cambridge Carbon Capture möchte Mittel für den Ausbau seines Pilotprojekts sammeln, dessen Bau in Ely, einer kleinen Stadt unweit von Cambridge, beginnt. Herr Evans ist entschlossen, das Projekt zum Erfolg zu führen.

„Ich fühle mich dazu verpflichtet“, sagte er. „Eigentlich ist es wie ein Ruf zu den Waffen. Nichts anderes zählt, wenn wir keinen Planeten haben, auf dem wir leben können.“