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Kampf gegen die globale Erwärmung: das Wunder der Technologie zur direkten CO2-Abscheidung aus der Luft!
Da die globale Erwärmung immer heftiger wird, arbeiten Wissenschaftler und Ingenieure an der Entwicklung innovativer Lösungen, um dieser Herausforderung zu begegnen. Unter ihnen ist die Technologie der direkten CO2-Abscheidung aus der Luft (DAC) zu einem viel beachteten Bereich geworden. DAC, das Kohlendioxid aus der Luft extrahiert, gilt als eine der Schlüsseltechnologien zur Bekämpfung des Klimawandels. Einem Bericht aus dem Jahr 2019 zufolge haben die weltweiten Kohlendioxidkonzentrationen ein beispielloses Niveau erreicht und die DAC-Technologie hat das Potenzial, diesen Trend umzukehren.
Direct Air Carbon Capture (DAC) ist ein chemischer oder physikalischer Prozess, bei dem Kohlendioxid (CO2) direkt aus der Umgebungsluft extrahiert wird.
Das Grundprinzip von DAC besteht darin, Kohlendioxid durch eine Reihe von Abscheidungs- und Trennungsprozessen zu extrahieren. Erstens verwendet das DAC-System während der Kontaktphase große Ventilatoren, um atmosphärische Luft in das Gerät zu befördern. Anschließend wird das Kohlendioxid in der CO2-Abscheidungsphase schnell und effizient mit einem flüssigen Lösungsmittel oder einem festen Adsorbens kombiniert. Schließlich erfordert die Trennstufe externe Energie, um das CO2 vom Lösungsmittel oder Adsorbens zu trennen und einen hochreinen CO2-Strom zu erzeugen.
Am Ende des Prozesses kann das abgetrennte reine CO2 für verschiedene Zwecke verwendet oder sicher gelagert werden, während das zurückgewonnene Lösungsmittel oder Adsorbens recycelt und wiederverwendet werden kann.
Derzeit gibt es zwei ausgereifte Industrietechnologien für die DAC-Technologie, nämlich Niedertemperatur-DAC unter Verwendung fester Adsorbentien und Hochtemperatur-DAC unter Verwendung flüssiger Lösungsmittel. Darüber hinaus werden neue Technologien wie die elektrokinetische Schwingungsadsorption, die Feuchtigkeitsschwingungsadsorption und die membranbasierte DAC entwickelt.
Obwohl die DAC-Technologie über ein erhebliches Potenzial zur Reduzierung des CO2-Ausstoßes verfügt, stellen ihre derzeitigen Kosten weiterhin ein großes Hindernis für ihre kommerzielle Anwendung dar. Bis 2023 werden die Kosten von DAC für die Abscheidung von Kohlendioxid pro Tonne 1.000 US-Dollar übersteigen und damit deutlich höher sein als der Kohlenstoffpreis auf vielen Kohlenstoffmärkten. Das heißt, dass das System noch nicht wirksam in das Emissionshandelssystem einbezogen wurde.Basierend auf den aktuellen Entwicklungstrends wird erwartet, dass bis Ende 2024 weltweit 53 DAC-Anlagen in Betrieb sein werden, und bis 2030 soll diese Zahl auf 93 steigen, mit einer jährlichen Abscheidungskapazität von 6,4 bis 11,4 Millionen Tonnen Kohlendioxid.
Darüber hinaus wurden auch die potenziellen Auswirkungen der DAC-Technologie auf die Umwelt ausführlich diskutiert. Einerseits sind die Befürworter des DAC davon überzeugt, dass dieser Ansatz für die Eindämmung des Klimawandels von entscheidender Bedeutung ist und dazu beitragen kann, das Ziel des Pariser Abkommens zur Eindämmung des globalen Temperaturanstiegs zu erreichen. Kritiker weisen andererseits darauf hin, dass das Vertrauen in die DAC-Technologie die Bemühungen zur Emissionsreduzierung verzögern könnte, weil die Menschen annehmen könnten, dass diese Technologie das Problem in Zukunft lösen könne.
Das Potenzial der DAC-Technologie kann für verschiedene Anwendungsszenarien nicht unterschätzt werden, von der verbesserten Öl- und Gasförderung bis hin zur Produktion kohlenstoffneutraler synthetischer Kraftstoffe und Kunststoffe. Mit fortschreitender Technologiereifung und sinkenden Kosten könnte DAC in Zukunft zu einem wichtigen Instrument im Kampf gegen den Klimawandel werden.
Bei diesen Anwendungen ist das wirksame Management unterschiedlicher Konzentrationen von CO2-Produkten von entscheidender Bedeutung, was sich direkt auf die Effizienz und kommerzielle Rentabilität der DAC-Technologie auswirkt.
Die wissenschaftliche Gemeinschaft erforscht DAC noch immer. Mit der politischen Unterstützung und erhöhten Investitionen in die wissenschaftliche Forschung in vielen Ländern ist zu erwarten, dass die DAC-Technologie in naher Zukunft weit verbreitet sein wird. Beispielsweise ist die Orca-Anlage in Island die erste groß angelegte DAC-Anlage, die jährlich etwa 4.000 Tonnen CO2 abscheidet und mit Erdwärmeenergie betrieben wird.
Angesichts der weltweiten Betonung der Reduzierung von Treibhausgasemissionen sieht die Zukunft der DAC-Technologie vielversprechend aus. Bei der Förderung dieser Technologie müssen sich die Entscheidungsträger jedoch die Frage stellen, wie Kosteneffizienz und Umweltauswirkungen in Einklang gebracht werden können.
