Signifikante Auswirkungen

Klimaanlagen können CO2 einfangen und Wasserstoff erzeugen

Klimaanlagen können CO2 einfangen und Wasserstoff erzeugen

Eine Umrüstung von Klima- und Lüftungsanlagen ermöglicht es CO2 aus der Luft einzufangen und daraus alternative Kraftstoffe zu erzeugen. Laut einer Berechnung des Karlsruher Institut für Technologie könnte allein das Frankfurter Messe Hochhaus pro Jahr zwischen 2.000 und 4.000 Tonnen Kohlenwasserstoff-Treibstoff erzeugen, ohne dass dadurch der Stromverbrauch deutlich steigen würde.

Karlsruhe (Deutschland). Um den aktuell unaufhaltbar erscheinenden Klimawandel einzuschränken, ist es nötig den Anstieg des atmosphärischen CO2-Wertes zu verhindern und wenn möglich CO2 einzufangen. Neben der Reduzierung neuer Emissionen kann dabei das Herausfiltern von CO2 aus der Luft und die CO2-Abscheidung und -speicherung (CCS) helfen. Derzeit sind erste Testanlagen mit der sogenannten Direct Air-Capture Technologie (DAC) bereits in der Schweiz und Island in Betrieb. Das wieder eingefangene CO2 kann entweder eingelagert oder zur Produktion von alternativen Kraftstoffen wie Wasserstoff genutzt werden.

Problematisch dabei ist, dass die geringe CO2-Konzentration in der Luft es nötig macht hohe Luftmengen zu filtern, was wiederum einen hohen Stromverbrauch verursacht. Wissenschaftler des Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben nun im Fachmagazin Nature Communications einen Artikel veröffentlicht, der an drei Beispielen zeigt, dass stattdessen auch Klima- und Lüftungsanlagen genutzt werden können, da diese ohnehin große Luftmengen bewegen.

Treibstoffproduktion mit erneuerbarer Energie

Die Zukunftsvision der Wissenschaftler beschreibt eine „von erneuerbarer Energie angetriebene Klimaanlage, die nicht nur kühlt oder heizt, sondern auch CO2 und Wasser aus der Luft filtert und so daraus als lokale und dezentrale Quelle nachhaltigen Kohlenwasserstoff-Treibstoff erzeugt.“

Die dafür notwendige Technik existiert bereits und wird in Power-to-Liquid-Anlagen genutzt, um aus CO2 mithilfe von Katalysatoren alternative Treibstoffe oder Synthesegase zu erzeugen. Einzig die Rentabilität der Umrüstung von Klima- und Lüftungsanlagen und der zusätzliche entstehende Strombedarf musste durch die Wissenschaftler noch errechnet und anhand von drei Beispielen belegt werden.

Messeturm könnte jährlich 2.000 bis 4.000 Tonnen Treibstoff erzeugen

Laut den Ergebnissen der Studie könnte das Bürohochhaus der Frankfurter Messe durch eine Umrüstung der Klimaanlage zwischen 0,75 und 1,5 Tonnen CO2 pro Stunde aus der Luft einfangen. Die dafür notwenige Energie könnte über Solarthermie oder Fernwärme geliefert werden, was dafür sorgen würde, dass der Stromverbrauch kaum ansteigt. Die Umwandlung des eingefangen CO2 in Kohlenwasserstoff-Treibstoff wäre dann über Fischer-Tropsch-Synthesemodule oder Container-Systeme möglich. Die Energieeffizienz des Prozesses liegt laut den Forschern zwischen 50 und 60 Prozent. Roland Dittmeyer erklärt, dass „so pro Stunde 250 bis 500 Kilogramm Kraftstoff erzeugt werden könnten.“ Im Jahr läge die Produktion bei 2.000 bis 4.000 Tonnen.

Die 25.000 Lüftungsanlagen, die die drei größten Supermarktketten in ihren Filialen deutschlandweit betreiben, würden pro Stunde etwa 1.000 Tonnen CO2 aus der Luft entfernen und jährlich etwa drei Millionen Tonnen Treibstoff erzeugen, wenn man sie technisch umrüsten würde. Dies entspricht einer Kraftstoffmenge von etwa 30 Prozent des gesamten Kerosinbedarfs oder acht Prozent des verbrauchten Diesels.

Ein mittelgroßes Wohnhaus mit sechs Parteien kommt auf immerhin 500 Gramm CO2, die stündlich aus der Atmosphäre gefiltert werden könnten. Daraus ließen sich täglich vier bis fünf Kilogramm Treibstoff erzeugen. Der Stromverbrauch, den die Umwandlung benötigt liegt dabei zwischen vier und fünf Kilowattstunden, was Kosten von etwa 1,50 Euro verursachen würde.

Signifikante Auswirkungen möglich

Dittmeyer und sein Team erklären, dass „diese Technik signifikante Auswirkungen auf die CO2-Emissionen könnte und gleichzeitig die Speicherung erneuerbarer Energie in Form von energiereichen chemischen Kraftstoffen ermöglicht.“ Die Nutzung von Synergieeffekten der Lüftungs- und Klimatechnik und den CO2-Capture und -Umwandlungsverfahren kann dabei helfen, die Kosten und den Stromverbrauch deutlich zu reduzieren. Die Wissenschaftler betonen außerdem, dass „durch die Massenfertigung, den 3D-Druck und die Digitalisierung in Zukunft solche Systeme noch kleiner und wirtschaftlicher werden.“

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