CO2 für regenerative Kraftstoffe der Luft entziehen

Das ZSW hat eine Versuchsanlage entwickelt, die CO2 aus der Luft gewinnt. Dieses CO2 soll zusammen mit grünem Wasserstoff als Ausgangsstoff für regenerative Kraftstoffe dienen.

Mit Ökostrom oder erneuerbarem Wasserstoff angetriebene Elektroautos sollen künftig die Mobilität klimafreundlicher machen. Besonders Flugzeuge und Schiffe benötigen jedoch bis auf weiteres Kohlenwasserstoffe als Kraftstoff. Aus grünem Wasserstoff und CO2 können diese nachhaltig hergestellt werden. Das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) hat nun ein Verfahren entwickelt, das den Rohstoff CO2 effizienter und günstiger als bisher aus der Luft gewinnt. Der Trick: Die benötigte Energie wird überwiegend aus der Abwärme anderer Prozessschritte und nicht mehr ausschließlich durch Strom gedeckt. Eine Demonstrationsanlage in Stuttgart testet das neue Verfahren seit April 2019.

„Um das Kohlendioxid aus der Luft zu holen, also von Stickstoff und Sauerstoff zu trennen, verwenden wir eine CO2-bindende Chemikalie, die in Wasser löslich ist“, erklärt Ulrich Zuberbühler, stellvertretender Leiter des ZSW-Fachgebiets Regenerative Energieträger und Verfahren. „Wenn nun Luft durch diese Lösung geblasen wird, bleibt das Kohlendioxid hängen und kann später wieder freigesetzt werden.“ Beim entwickelten Verfahren handelt es sich um einen Waschprozess mit einer wässrigen Lösung und anschließender CO2-Desorption. Für das Durchströmen der Luft durch den Wäscher nutzen die Forscher Strom, für das anschließende Austreiben des CO2 aus der Lösung hauptsächlich Abwärme aus der Elektrolyse und der Methanisierungseinheit – beispielsweise einer Power-to-Gas-Anlage.

Dieser letzte Schritt reduziert den Gesamtenergiebedarf und die Kosten: Um einen Kubikmeter CO2 aus der Luft zu filtern, werden vier bis fünf Kilowattstunden Abwärme und nur noch ein bis zwei Kilowattstunden Strom benötigt. Ohne die Abwärmenutzung liegt der Strombedarf rund dreimal so hoch. Durch die Integration der Abwärme in den Prozess hat das neue Verfahren gute Aussichten, mit den Kosten kommerzieller CO2-Anbieter zu konkurrieren, die das CO2 in aller Regel aus fossilen Quellen gewinnen. Die Gasqualität und die Reinheit entsprechen gängigen Standards. Die Forscher arbeiten derzeit daran, die genauen Verbrauchswerte und das Langzeitverhalten der Anlage zu ermitteln.

Interessant ist das neue Verfahren unter anderem für Betreiber von Ökostromanlagen ohne Zugang zu konzentrierten Kohlendioxid-Quellen. Für sie könnte die ZSW-Entwicklung eine wirtschaftlich und ökologisch attraktive Lösung aufzeigen. „CO2 aus der Luft zu gewinnen ist vor allem für die Nutzung großer Strommengen zur Erzeugung so genannter eFuels, also strombasierter Regenerativkraftstoffe, interessant, wenn vor Ort, etwa in Chile oder Australien, zwar exzellente Solar- und Windverhältnisse herrschen, aber weder ausgebaute Stromnetze noch konzentrierte CO2-Quellen zur Verfügung stehen“, erläutert Zuberbühler. Die Forschungsarbeiten erfolgen im Rahmen des Projektes „CO2-Rohstoff aus Luft“, kurz CORAL.

5.6.2019 | Quelle: ZSW | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH