Umrüstung möglich: Fangen Klimaanlagen bald CO2 und produzieren Treibstoff?

Klimaanlagen sind in Deutschland in Privathaushalten längst nicht so verbreitet wie etwa in den USA, aber in öffentlichen Gebäuden oder generell größeren, kommerziell genutzten Gebäuden gehören sie zur Standardausrüstung. Und in Zukunft könnten die Anlagen auch aktiv zum Klimaschutz beitragen. Mit ein wenig Umrüstung wäre es möglich, dass Klimaanlagen CO2 aus der Luft ziehen und gleichzeitig alternative Treibstoffe liefern. Das ermittelten deutsche Forscher. Das würde zwar mit einem etwas erhöhten Energiebedarf einhergehen, was aber durch die positiven Effekte mehr als ausgeglichen werden könnte.

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CO2-Emissionen mit Klimaanlagen in den Griff bekommen

Eine Verhinderung oder zumindest Einschränkung des weiteren Anstiegs der CO2-Konzentration in der Atmosphäre ist quasi unabdingbar geworden. Glücklicherweise sind Emissionsminderungen (mit denen sich die Menschheit traditionell eher schwer tut) nicht der einzige Weg, auf dem wir dieses Ziel erreichen können. Eine weitere Methode ist die CO2-Abscheidung und -speicherung (CCS) sowie das Herausfiltern von CI2 aus der Luft. Erste Testanlagen für das Direct Air-Capture (DAC) genannte verfahren gibt es bereits. Das so gewonnenen CO2 kann entweder eingelagert oder für die Synthese von Wasserstoff und alternativen Kraftstoffen genutzt werden.

Problematisch dabei ist, dass CO2 nur einen geringen Anteil unserer Atemluft ausmacht. Die Konsequenz: Um über DAC-Verfahren einen Unterschied zu machen, müssen große Mengen Luft verarbeitet werden, was Energie kostet. Ronald Dittmeyer vom Karlsruher Institut für Technologie hat mit seinem Team eine Idee ausgearbeitet, um dieser Problematik zu begegnen: Die Forscher wollen Lüftungs- und Klimaanlagen in großen Gebäuden nutzen, um CO2 aus der Luft zu filtern und alternative Kraftstoffe herzustellen.

„ Stellen Sie sich vor, sie haben eine von erneuerbarer Energie angetriebene Klimaanlage in der Wohnung oder bei der Arbeit, die nicht nur kühlt und heizt, sondern auch CO2 und Wasser aus der Luft einfängt. Stellen Sie sich dann vor, das so gesammelte CO2 und Wasser wird in nachhaltige Kohlenwasserstoff-Treibstoffe umgewandelt – als lokale, dezentrale Quelle synthetischen Kraftstoffs„, so die Wissenschaftler.

Das System wäre bereits heute umsetzbar

Die technischen Voraussetzungen für diesen Ansatz gibt es schon – teilweise wird die Methode auch bereits kommerziell eingesetzt. Es wäre durchaus möglich, Klimaanlagen so umzurüsten, dass sie gleichzeitig CO2 filtern und synthetische Kraftstoffe oder Synthesegas produzieren. Fraglich ist jedoch, ob sich so eine Umrüstung angesichts des steigenden Strombedarfs der Anlagen lohnen würde. Die Forscher haben drei Fallbeispiele durchgerechnet, um der Frage auf den Grund zu gehen: den Messeturm in Frankfurt, 25.000 Supermärkte der größten deutschen Lebensmittelketten sowie einem Niedrigenergie-Wohnhaus mit fünf bis sechs Wohneinheiten.

Das Ergebnis: Allein der Messeturm in Frankfurt könnte nach der Umrüstung pro Stunde zwischen 0,75 und 1,5 Tonnen CO2 aus der Luft holen. Dabei würde nur wenig zusätzlicher Strom benötigt werden. Die benötigte Wärme von 100 Grad könnte etwa über solarthermische Anlagen gewonnen werden.

Anschließend könnte man Container-Systeme oder sogenannte Fischer-Tropsch-Synthesemodule verwenden, um das CO2 in Kohlenwwasserstoff-Treibstoffe umzuwandeln. Diese Umwandlung hätte eine Energieeffizienz von 50 bis 60 Prozent, so die Forscher. Das Team errechnete, dass der Messeturm so zwischen 250 und 500 Kilogramm Kraftstoff pro Stunde produzieren könnte. Das sind 2000 bis 4000 Tonnen pro Jahr.

Lohnende Klimaschutzmaßnahme?

Auch für das Beispiel der Supermarkt-Ketten und des Wohnhauses wäre rentabel. Im Falle der 25.000 Supermarktfilialen könnten nach einer Umrüstung 1000 Tonnen CO2 pro Stunde aus der Luft entfernt werden, die verwendet werden könnten, um jährlich etwa drei Millionen Tonnen Kraftstoffe zu produzieren.

In dem Wohnhaus errechneten die Forscher ein Potential von 0,5 Kilogramm CO2 pro Stunde, aus denen pro Tag vier bis fünf Kilogramm Treibstoff erzeugt werden können. Der zusätzliche Strombedarf wären vier bis fünf Kilowatt.

„ „Diese drei Beispiele illustrieren das Potenzial, das die Kombination von Klimaanlagen mit Air-Capture-Systemen hätte„, erklären die Forscher. Und dabei betonten sie, dass die Berechnungen auf dem aktuellen Stand der Technik beruhen. Massenfertigung, 3D-Druck und fortschreitende Digitalisierung könnten die Kosten in Zukunft erheblich senken.

Die Forscher resümieren, dass die potentiellen Auswirkungen auf die CO2-Emissionen massiv sein könnten. Gleichzeitig ließe sich erneuerbare Energie in Form von alternativen Kraftstoffen speichern. „ Darüber hinaus könnten durch ‚crowd oil‘ viele neue Akteure für die Energiewende mobilisiert werden. Wie gut das funktionieren kann, haben wir bei den privaten Photovoltaikanlagen gesehen„, so das Team.

via KIT