06.03.2024

CO2-Filter kommen teurer als erhofft

Auch im Jahr 2050 wird es noch bis zu 540 Dollar kosten, eine Tonne Kohlendioxid aus der Luft zu entfernen.

CO2 in großem Stil aus der Luft zu filtern, wird zwar mittelfristig günstiger, aber nicht so günstig wie bisher angenommen. Zu diesem Schluss kommen Forschende der ETH Zürich aufgrund einer neuen Schätzung. Die Anstrengungen zur Vermeidung von CO2-Emissionen sollten daher keinesfalls reduziert werden.

Abb.: Das ETH Spin-​off Climeworks betreibt in Island eine Anlage, die heute...
Abb.: Das ETH Spin-​off Climeworks betreibt in Island eine Anlage, die heute rund 4000 Tonnen Kohlendioxid pro Jahr aus der Luft absaugt.
Quelle: Climeworks

Weltweit müssten nach Berechnungen des Weltklimarats IPCC ab 2050 bis zu 13 Milliarden Tonnen CO2 jährlich aus der Atmo­sphäre entfernt werden. Wie einfach diese Ziele zu erreichen sind, hängt davon ab, ob es gelingt, die Kosten der als Direct Air Capture (DAC) bezeichneten Techno­logien zu senken. Das ETH-Spin-off Climeworks betreibt eine Anlage in Island, die heute 4000 Tonnen CO2 pro Jahr absaugt. Die Kosten pro Tonne liegen dabei etwa zwischen 1000 und 1300 Dollar. Doch wie schnell werden diese Kosten durch Skaleneffekte sinken?

ETH-Forschende haben eine neue Methode entwickelt, um die zukünftigen Kosten verschiedener DAC-Techno­logien besser abschätzen zu können. CO2 aus der Luft zu filtern wird mit zunehmender Skalierung der Technologien zwar deutlich billiger werden, aber nicht so billig, wie das manche Akteure erwarten. Statt der oft kolpor­tierten 100 bis 300 Dollar pro Tonne CO2 dürfte der Preis eher bei 230 bis 540 Dollar liegen. „Die Verfügbarkeit von DAC-Technologien sollte auf keinen Fall unsere Anstrengungen reduzieren, CO2-Emissionen zu vermeiden. Gleichzeitig dürfen wir aber auch nicht mit dem Ausbau von DAC-Anlagen warten, da wir diese Technologien für kaum vermeidbare Emissionen brauchen“, sagt Bjarne Steffen. Der Experte für Klima­finanzierung hat die Methode gemeinsam mit Katrin Sievert, Doktorandin an seiner Forschungs­gruppe, und seinem Kollegen Tobias Schmidt entwickelt.

Die Forschenden vergleichen mit ihrer neuen Methode die mögliche Kosten­entwicklung von drei Technologien, die bereits heute CO2 aus der Luft filtern. Das Verfahren der Schweizer Firma Climeworks, bei dem ein festes Filter­material mit einer großen Oberfläche CO2 bindet, könnte bis 2050 zwischen 280 und 580 Dollar pro Tonne kosten. Die geschätzten Kosten der beiden anderen DAC-Technologien liegen in ähnlichen Bereichen: Für die Abscheidung von CO2 als wässrige Lösung mit Kaliumhydroxid – ein Verfahren das zum Beispiel die kanadische Firma Carbon Engineering kommerzialisiert hat – nennen die Forschenden eine Spanne von 230 bis 540 Dollar pro Tonne. Und für die Abscheidung mit Kalziumoxid, das aus Kalkstein gewonnen wird, liegen die geschätzten Kosten zwischen 230 und 835 Dollar. Dieses Verfahren wird zum Beispiel von der US-amerikanischen Firma Heirloom Carbon Techno­logies angeboten.

Die Kostenentwicklung neuer Techno­logien ist vor allem dann schwer abzuschätzen, wenn es dafür kaum Erfahrungs­werte gibt. Dies trifft auf DAC-Technologien zu: Sie sind noch nicht lange genug im Einsatz, um die zukünftige Kosten­entwicklung auf der Grundlage vergangener Daten vorhersagen zu können. Die Forschenden lösen dieses Problem, indem sie sich auf die Kompo­nenten der verschiedenen DAC-Anlagen konzentrieren und deren Kosten einzeln schätzen. Diese Komponenten ließen sie dann von dreißig Expertinnen und Experten aus der Industrie daraufhin bewerten, wie komplex ihr techno­logisches Design ist und wie gut sie standardi­sierbar sind.

Bei wenig komplexen Komponenten, die sich für die Massen­produktion eignen, gehen die Forschenden davon aus, dass die Kosten stärker fallen. Bei komplexen Teilen hingegen, die für jede Anlage neu angepasst werden müssen, dürften die Kosten nur langsam sinken. Zudem werden in DAC-Anlagen auch bereits ausgereifte Komponenten wie Kompressoren eingesetzt, deren Kosten sich kaum mehr senken lassen. Zu den geschätzten Kosten für die einzelnen Teile kommen dann noch die Kosten für die Integration aller Komponenten sowie die Energie- und Betriebs­kosten hinzu. Trotz der großen Unsicherheiten in den Schätzungen ist die Botschaft der Forschenden klar: „Aus heutiger Sicht ist nicht abschätzbar, welche der verfügbaren Techno­logien sich durchsetzen werden. Es ist daher entscheidend, alle Optionen weiterhin zu verfolgen“, sagt Katrin Sievert.

ETHZ / JOL

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