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CO2-Speicherung
Sie wird notwendig sein, um unser Netto-Null-Ziel zu erreichen!
Das CO2 wird aus Quellen wie Zement, Abfallbehandlung und Biogasaufbereitungsanlagen abgeschieden. Ein Team unter der Leitung von Viola Becattini und Marco Mazzotti demonstriert diese Technologie im Pilotmassstab. Verflüssigtes CO2 aus einer Kläranlage wird an eine lokale Betonrecyclinganlage geliefert, um es in Baumaterialien einzulagern oder nach Island zu transportieren. Dort wird es im Untergrund gelagert. In beiden Fällen wird das CO2 mit Hilfe von Technologien von zwei akademischen Spin-offs, Neustark und Carbfix, aus der Atmosphäre abgeschieden.
Bisher haben wir viel über die Reduzierung von Emissionen gesprochen. Aber seien wir ehrlich, es gibt bereits eine Menge CO2 da oben! Außerdem wird auch eine künftige kohlenstoffarme Wirtschaft einige Treibhausgase in sogenannten schwer zu vermeidenden Sektoren ausstoßen, wie z. B. bei der Herstellung von Zement und Stahl, in der Viehzucht und im Ackerbau sowie in der chemischen und pharmazeutischen Industrie. Im Falle der Schweiz schätzt die langfristige Klimastrategie, dass bis 2050 jährlich 7 Millionen Tonnen CO2 aufgefangen, transportiert und gespeichert werden müssen, um eine Netto-Nullbilanz zu erreichen.
Was ist also der erste Schritt? Das Abfangen von Kohlendioxid, entweder aus der Atmosphäre oder direkt aus den verschmutzenden Anlagen, wo das CO2 viel stärker konzentriert ist. Dieser Schritt beruht auf chemischen Reaktionen, um das CO2 aus der Luft zu entfernen, indem es über reaktive Oberflächen, sogenannte Sorptionsmittel, geleitet wird.
Der nächste Schritt ist die Lagerung des CO2. Ein wichtiger Aspekt, den man dabei im Auge behalten muss, ist die Idee der Dauerhaftigkeit. Die Biosphäre beispielsweise bindet und speichert Kohlendioxid schon seit Jahrtausenden: Pflanzen binden und speichern CO2 in ihrer Biomasse. Dieses CO2 wird jedoch wieder freigesetzt, wenn die Pflanzen verrotten oder verbrannt werden. Eine dauerhaftere Möglichkeit besteht darin, das CO2 mit anderen Elementen zu Gestein reagieren zu lassen, in einem so genannten Karbonisierungsprozess. Auf diese Weise wird das CO2 für Hunderte bis Tausende von Jahren gespeichert.
Natürlich gibt es erhebliche Herausforderungen: Zunächst einmal befindet sich die Technologie zum Einfangen, zur Speicherung und Nutzung von CO2 (CCSU) in einem Pilotstadium und ist daher sehr teuer. Werden wir in der Lage sein, diese Technologien wirtschaftlich zu skalieren? Außerdem gibt es nur an wenigen Orten geeignete unterirdische Lagerstätten, etwa unter dem Meeresboden der Nordsee oder in Island, weit entfernt von dem Ort, an dem das CO2 ursprünglich in der Schweiz abgeschieden wurde.
Gibt es eine lokalere Alternative? Das Start-up Neustark will die CO2-Sequestrierung mit dem größten Abfallstrom der Welt kombinieren: dem Bau und Abriss von Beton. Konkret werden zwei Abfallprodukte, Betonzuschlag und Betonschlamm, mit biogenem CO2 in einer wässrigen Lösung zusammengebracht. Dann findet eine Karbonatisierungsreaktion statt und das CO2 wird in Kalziumkarbonat (CaCO3) gebunden.
Es hat sich herausgestellt, dass dieses Gestein – auch als kohlensäurehaltige recycelte Betonzuschlagstoffe (RCA) bezeichnet – sogar wieder im Bauwesen verwendet werden könnte! Jüngste Studien haben sogar gezeigt, dass RCA eine höhere Druckfestigkeit aufweisen kann und damit das Potenzial hat, den Zementgehalt von Beton weiter zu senken.
Das Potenzial dieser Technologie sollte uns jedoch nicht davon ablenken, dass wir unsere CO2-Emissionen in erster Linie schneller reduzieren müssen. Schauen Sie sich also unsere anderen vorgestellten Exponate an!