Viele Unternehmen möchten ihre CO₂-Bilanz verbessern, indem sie Bäume pflanzen und Aufforstungsprojekte unterstützen. Macht das Sinn?

Ja, in gewisser Weise schon. Trotz Massnahmen zum schrittweisen Ausstieg aus fossilen Rohstoffen werden wir in der Schweiz auch 2050 noch rund 10 Millionen Tonnen CO₂ pro Jahr ausstossen. Das müssen wir wieder aus der Atmosphäre herausholen. Wir sprechen dabei von «Carbon Dioxide Removal», kurz CDR. Pflanzen können hierzu einen Beitrag leisten.

Mit Ihrer Forschung setzen Sie aber an einem anderen Punkt an.

Ja, wir wollen vermeiden, dass das entstandene CO₂ überhaupt in die Atmosphäre gelangt. Dafür setzen wir direkt an der CO₂-Quelle an. Das nennt man dann «Carbon Capture and Storage», kurz CCS. Beispiele für solche Punktquellen sind Zementwerke, Holzverbrennungs- oder Kehrichtanlagen.

Ist dieser Ansatz denn besser, als das CO₂ später aus der Atmosphäre zu holen?

Beides ist nötig, aber Carbon Capture and Storage hat einen deutlichen Vorteil: In Produktionsprozessen entsteht CO₂ häufig in hoher Konzentration. Daher ist hier die «Jagd» nach CO₂ besonders lohnend. Denn ist es erstmal in die Atmosphäre gelangt, verteilt es sich sehr schnell und die Konzentration sinkt frappant. Das macht die Abscheidung aus der Luft viel aufwendiger, langsamer und damit auch teurer.

Wie lässt sich das CO₂ denn ganz konkret bei der Produktion abfangen?

Die grösste Herausforderung besteht darin, dass das CO₂ in der Regel in einem Gemisch mit anderen Gasen auftritt. Wir müssen das CO₂ also zuerst isolieren. Dies kann dadurch realisiert werden, dass das Gasgemisch durch bestimmte Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Temperaturen geführt wird: von kalt zu warm. Dieser Prozess lässt sich am Beispiel einer Mineralwasserflasche illustrieren. Nimmt man sie frisch aus dem Kühlschrank, ist das Wasser kalt und das CO₂, die «Kohlensäure», ist gebunden. Wird es wärmer, möchte das CO₂ allmählich entweichen. Das hört man dann als Zischen beim Öffnen der Flasche. Ähnlich kann ein CCS-Prozess umgesetzt werden: Zunächst wird das CO₂ der Abgase in kalten Flüssigkeiten gebunden, danach wird es durch Aufheizung der Flüssigkeit wieder gelöst und abgetrennt. Das abgetrennte CO₂ kann dann langfristig gespeichert oder auch weiterverarbeitet werden.

Das Verfahren benötigt ebenfalls Energie. Entsteht dann nicht noch mehr CO₂?

Ja, der Prozess braucht Energie, insbesondere das Erwärmen der Flüssigkeit. Wir arbeiten daran, das Verfahren so effizient wie möglich zu gestalten. Ideal ist beispielsweise die Integration in bestehende Fernwärmenetze oder der Einsatz von Wärmepumpen, die mit wenig Strom viel Wärme liefern. Obwohl CCS energieintensiv ist, wird durch diese CO₂-Abscheidung und -Speicherung weitaus weniger CO₂ produziert, als damit abgetrennt wird.

Was passiert mit diesem abgetrennten CO₂?

Es gibt unterschiedliche Ansätze. Die meisten stecken noch in den Kinderschuhen, sind aber vielversprechend! In der Regel wird das CO₂ verflüssigt, damit es effizient an Orte transportiert werden kann, wo es gut gespeichert werden kann. In einem von einer Schweizer Firma initiierten Projekt in Island wird es in Basaltgestein gepresst und versteinert. Oder bei einer Biogasanlage in Nesselnbach wird das dort abgeschiedene CO₂ als Kohlensäure eines namhaften Schweizer Bieres zugeführt. Sehr attraktiv im Sinne der Kreislaufwirtschaft ist es auch, wenn CO₂ in Produkten wie Baustoffen gebunden wird. So gibt es beispielsweise ein Berner Unternehmen, das CO₂ dauerhaft in Beton speichert. Dann wird es nicht nur gespeichert, sondern sogar wiederverwendet. Dann spricht man von CCUS, also «Carbon Capture, Utilization and Storage».

Die Lösung scheint also einfach: Die Industrie stösst weiterhin CO₂ aus und wir scheiden es dann ab und speichern es?

So einfach ist es leider nicht. CO₂ abzuscheiden und zu speichern ist in der Regel immer noch deutlich aufwendiger und teurer, als es gar nicht erst zu erzeugen. «Aufwendig» ist hier nicht nur im technischen Sinne gemeint: Neben dem Energiebedarf und der Umweltbilanz geht es hier auch um ökonomische und soziale Aspekte, die nicht ausser Acht gelassen werden dürfen. Emissionen zu reduzieren hat daher noch immer höchste Priorität und Unternehmen sowie Privatpersonen müssen diesbezüglich sensibilisiert. Carbon Capture and Storage soll nur den unvermeidbaren Rest auffangen. Am besten wirkt CCS ohnehin dann, wenn das abzutrennende CO₂ «biogen» ist, es also zum Beispiel aus dem Abgas eines Holzheizwerkes abgetrennt wird. Dieses CO₂ wurde vorher bei der Photosynthese der Pflanzen der Atmosphäre entnommen. Wird es dann nach der Verbrennung abgetrennt und langfristig gespeichert, ergeben sich Negativemissionen.

Wo steht die Schweiz aktuell beim Einsatz solcher Technologien?

Die Schweizer Forschungs- und Industrielandschaft verfügt über grosse Expertise in komplexen thermischen Prozessen, was die Integration von CCS erleichtert. Mehrere Pilotprojekte zeigen, dass die Technologie bereit ist, auf industrielle Massstäbe skaliert zu werden. Wichtig dabei ist, dass sie bei neuen Industrieanlagen von Anfang an mitgedacht wird. Nachträgliche Integration ist teuer und zeitintensiv, doch die Nachfrage wächst. Für sämtliche 29 Schweizer Kehrichtverbrennungsanlagen ist derzeit in Planung, CO₂ künftig abzutrennen und langfristig zu speichern. Die erste grosse CC-Anlage bei einer Kehrichtverbrennungsanlage in der Schweiz soll 2029 in Betrieb gehen. Ich sage bewusst nur «Carbon Capture», weil derzeit noch unklar ist, wie das CO₂ nach der Abtrennung verwendet werden soll, ob nur gespeichert oder auch genutzt. Wahrscheinlich ist ein Szenario, bei dem beides geschieht. Damit kann die Schweiz Massstäbe setzen, die Verbesserung und Verbreitung dieser Technologie vorantreiben sowie Wertschöpfungsschritte vorspuren. Natürlich werden dadurch auch hochwertige Arbeitsplätze geschaffen!

Übersicht der CO₂-Entnahme und -Weiterverwendungsverfahren