Gurkenernte im Gewächshaus. Wer Kohlendioxid verwendet, spart andere Dünger - und damit Emissionen bei deren Herstellung

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Science
06/26/2020

Wie aus Abgasen Pflanzendünger wird

Ein in Wien entwickeltes Verfahren holt CO2 günstiger denn je aus Abgasen, um es als Pflanzendünger zu verwerten.

von David Kotrba

Der steigende Anteil von Kohlendioxid in der Atmosphäre ist die Hauptursache des Klimawandels. Um die Erderwärmung in Grenzen zu halten, sollte die Menschheit vor allem die Verbrennung fossiler Treibstoffe reduzieren. Um die Klimaziele zu erreichen, werden aber auch aktivere Maßnahmen, um CO2 aus der Luft zu filtern, als sinnvoll erachtet. In Wien wurde in den vergangenen Jahren ein entsprechendes Verfahren entworfen, das sich auch dadurch auszeichnet, das es besonders günstig ist.

Pilotanlage in Simmering

"Die Idee zum diesem Verfahren wurde vor 10 Jahren entwickelt", beschreibt Hermann Hofbauer vom Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und technische Biowissenschaften der TU Wien. Daraus entstand das Projekt "ViennaGreen CO2", das Ende 2019 abgeschlossen wurde. Resultat des Projekts ist eine Pilotanlage, die Abgase des Biomasse-Kraftwerks von Wien Energie in Simmering reinigt.

Erreicht wird das mit einem so genannten Temperaturwechseladsorptionsverfahren. Es läuft in zwei gekoppelten Kammern ab, zwischen denen hochporöse Partikel zirkulieren, die mit Aminen angereichert sind. In der ersten Kammer, dem Adsorber, wird das Rauchgas bei einer Temperatur von 40 bis 60 Grad Celsius eingeleitet. Das darin vorhandene CO2 bleibt an den Partikeln haften. Die strömen nun in die zweite Kammer, den Desorber, wo sie bei 105 bis 120 Grad durch Wasserdampf wieder vom CO2 befreit werden. Die Partikel werden wieder in den Adsorber zurückgeleitet, während das CO2 in hochreiner Form abgeleitet wird.

25 Prozent weniger Kosten

"Überall dort, wo es Abgasströme gibt, die CO2 enthalten und dieses entfernt werden soll, kann dieses Verfahren in Betracht gezogen werden", meint Hofbauer. "Der große Vorteil dieses Prozesses ist, dass die Abscheidung kostengünstiger erfolgen kann als mit bisherigen Technologien." Die Ersparnis soll rund ein Viertel der bisherigen Kosten von 60 bis 100 Euro pro Tonne betragen. In der Pilotanlage in Simmering konnten 700 Kilogramm CO2 pro Tag gewonnen werden. Was macht man damit? Das Gas wird u.a. künftig als Pflanzendünger in Gewächshäusern verwendet. Viele Nutzpflanzen, etwa Tomaten oder Paprika, wachsen durch CO2-Zufuhr schneller.

Der Erdölkonzern Shell, der an dem Projekt beteiligt war, wird die Pilotanlage aus Wien in die Niederlande transferieren, um dort Betreiber von Gewächshäusern zu beliefern. Aus Rauchgas abgeschiedenes CO2 kann auch auf viele andere Weisen genutzt werden. Zusammenfassend nennt man das "Carbon Capture and Utilization" (CCU). "Wir müssen Prozesse entwickeln und anwenden, um den schon jetzt in den Produkten und in der Atmosphäre vorhandenen Kohlenstoff wiederzuverwenden. Abgeschiedenes CO2 müssen wir also für die Herstellung neuer Produkte verwenden und so eine effiziente Kreislaufwirtschaft etablieren", erklärt Hofbauer.

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Nutzung vs. Lagerung

Kombiniert mit erneuerbaren Energien kann CCU also bei der Vermeidung von CO2-Emissionen helfen. Vielen Experten ist das aber noch zu wenig. Sie wollen CO2 aus der Atmosphäre filtern und langfristig speichern (Carbon Capture and Storage, CCS), etwa in Hohlräumen tief im Boden. Das Abscheiden von CO2 aus der Luft ginge theoretisch mit dem Verfahren aus Wien. Hofbauer: "Natürlich ist es aufwendiger, wenn man Luft hernimmt, weil die Menge an CO2 geringer ist, aber grundsätzlich geht das."

CCS bringt zwar einen stärkeren Effekt bei der Eindämmung des Klimawandels, ist aber mit einigen Risiken behaftet. Es könnten etwa Lecks entstehen. "Wenn das Gas zur Oberfläche raufkommt, bildet es einen See - ähnlich wie es in Weinkellern manchmal vorkommt." Für Tiere und Menschen sei dies lebensgefährlich. Obwohl es theoretisch Kavernen im Untergrund für die CO2-Lagerung gäbe, ist CCS daher in Österreich verboten.

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